本實(shí)用新型涉及一種用于PS測(cè)井的一發(fā)雙收貼壁超磁探頭，屬于工程檢測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有PS測(cè)井采用懸掛式長(zhǎng)源距一發(fā)雙收探頭，發(fā)射和接收只采用一般壓電陶瓷，沒有貼壁裝置，由于S波不能在液態(tài)和氣態(tài)介質(zhì)中傳播，不貼壁的懸掛式探頭不能有效測(cè)到S波，只能測(cè)到P波和類似S波的ST波，由于探頭源距長(zhǎng)，造成聲能量弱，聲時(shí)精度低，最終計(jì)算的S、P波精度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：提供一種用于PS測(cè)井的一發(fā)雙收貼壁超磁探頭，集貼壁、激發(fā)、接收功能于一體，一發(fā)雙收探頭可實(shí)現(xiàn)探頭自動(dòng)貼壁，順時(shí)針、逆時(shí)針和水平徑向發(fā)射S波和P波，可以激發(fā)和接收到真實(shí)的S、P波，便于S、P波識(shí)別、初至?xí)r間的精確讀取，保證PS波速度真實(shí)有效，操作控制方便快速，PS波形及初至?xí)r間識(shí)別直觀準(zhǔn)確，解決長(zhǎng)源距懸掛式PS探頭不能有效得到S波的問題。

一種用于PS測(cè)井的一發(fā)雙收貼壁超磁探頭，包括接收振子和發(fā)射振子，所述發(fā)射振子包括激振頭和第一貼壁囊體，激振頭的三個(gè)外表面分別與水平激振超磁體、順時(shí)針激振超磁體和逆時(shí)針激振超磁體的一端相連；水平激振超磁體為直線長(zhǎng)條狀超磁致伸縮材料，其外側(cè)為水平激勵(lì)線圈；順時(shí)針激振超磁體為圓弧狀超磁致伸縮材料，其外側(cè)為順時(shí)針激勵(lì)線圈；逆時(shí)針激振超磁體為圓弧狀超磁致伸縮材料，其外側(cè)為逆時(shí)針激勵(lì)線圈；第一貼壁囊體經(jīng)管道與第一水氣兩用壓縮泵連接；所述接收振子包括晶振體，晶振體一側(cè)的表面為封裝層，另一側(cè)為第二貼壁囊體，第二貼壁囊體經(jīng)管道與第二水氣兩用壓縮泵連接。

所述順時(shí)針激振超磁體和逆時(shí)針激振超磁體關(guān)于激振頭對(duì)稱，且順時(shí)針激振超磁體和逆時(shí)針激振超磁體位于同一圓周上，水平激振超磁體置于順時(shí)針激振超磁體和逆時(shí)針激振超磁體之間，水平激振超磁體的延長(zhǎng)線穿過第一貼壁囊體。

所述水平激振超磁體、順時(shí)針激振超磁體和逆時(shí)針激振超磁體的截面為矩形。

所述晶振體為圓弧形，晶振體與第二貼壁囊體之間為隔振體。

所述隔振體為硅膠。

所述激振頭為不銹鋼材質(zhì)，形狀為長(zhǎng)方體。

發(fā)射振子的工作原理：

發(fā)射振子貼壁動(dòng)作：打開地面控制器，探頭上的發(fā)射振子通過貼壁囊體充填水(或氣)實(shí)現(xiàn)貼壁(鉆孔壁)；

水平激振：按水平激振開關(guān)，向水平激勵(lì)線圈發(fā)射脈沖電流，水平激振超磁體產(chǎn)生伸張力，推動(dòng)激振頭沖擊孔壁，產(chǎn)生P波；

順時(shí)針激振：按順時(shí)針激振開關(guān)，向順時(shí)針激勵(lì)線圈發(fā)射脈沖電流，順時(shí)針激振超磁體產(chǎn)生伸張力，在激振頭與孔壁間發(fā)生剪切力作用，產(chǎn)生S波；

逆時(shí)針激振：按逆時(shí)針激振開關(guān)，向逆時(shí)針激勵(lì)線圈發(fā)射脈沖電流，逆時(shí)針激振超磁體產(chǎn)生伸張力，在激振頭與孔壁間發(fā)生剪切力作用，產(chǎn)生S波；

接收振子負(fù)責(zé)接收發(fā)射振子產(chǎn)生的S波和P波。

本實(shí)用新型的發(fā)射振子直接貼壁，可以順時(shí)針、逆時(shí)針和水平方向超磁激發(fā)大能量聲波，操作控制方便快速，PS波形及初至?xí)r間識(shí)別直觀準(zhǔn)確，解決了壓電陶瓷發(fā)射振子單一縱波發(fā)射、能量低、不能貼壁的問題。

本實(shí)用新型采用具有磁致伸縮性能的特殊材料、水氣兩用充壓泵等特殊技術(shù)，設(shè)計(jì)出了一種適用于PS測(cè)井的短源距、自動(dòng)貼壁、旋轉(zhuǎn)擊發(fā)的一發(fā)雙收探頭，通過地表控制機(jī)可實(shí)現(xiàn)探頭自動(dòng)貼壁，順時(shí)針、逆時(shí)針和水平徑向發(fā)射S波和P波，可以激發(fā)和接收到真實(shí)的S、P波，便于S、P波識(shí)別、初至?xí)r間的精確讀取，保證PS波速度真實(shí)有效。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型中發(fā)射振子的橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中發(fā)射振子的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中接收振子的橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型中接收振子的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是PS測(cè)井一發(fā)雙收探頭檢測(cè)原理示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為用于PS測(cè)井的一發(fā)雙收貼壁超磁探頭中的發(fā)射振子，包括激振頭7和貼壁囊體9，激振頭7材質(zhì)為不銹鋼材料，形狀為長(zhǎng)方體，力學(xué)性能與一般普通鋼相近，激振頭7的三個(gè)外表面分別與水平激振超磁體6、順時(shí)針激振超磁體2和逆時(shí)針激振超磁體4的一端相連；水平激振超磁體6為直線長(zhǎng)條狀超磁致伸縮材料(稀土軸向取向多晶超磁致伸縮材料)，其外側(cè)為水平激勵(lì)線圈5；順時(shí)針激振超磁體2為圓弧狀超磁致伸縮材料(稀土軸向取向多晶超磁致伸縮材料)，其外側(cè)為順時(shí)針激勵(lì)線圈1；逆時(shí)針激振超磁體4為圓弧狀超磁致伸縮材料(稀土軸向取向多晶超磁致伸縮材料)，其外側(cè)為逆時(shí)針激勵(lì)線圈3；順時(shí)針激振超磁體2和逆時(shí)針激振超磁體4關(guān)于激振頭7對(duì)稱，且順時(shí)針激振超磁體2和逆時(shí)針激振超磁體4位于同一圓周上，水平激振超磁體6置于順時(shí)針激振超磁體2和逆時(shí)針激振超磁體4之間，水平激振超磁體6的延長(zhǎng)線穿過第一貼壁囊體9。水平激振超磁體6、順時(shí)針激振超磁體2和逆時(shí)針激振超磁體4的截面為矩形。水平激振超磁體6、順時(shí)針激振超磁體2和逆時(shí)針激振超磁體4及相應(yīng)激勵(lì)線圈之間的空隙處填充有隔振體8，隔振體采用硅膠。

如圖2所示，整個(gè)發(fā)射振子由隔振體8包裹，發(fā)射振子從上到下依次為線纜纜，控制模塊12(負(fù)責(zé)激勵(lì)線圈1、3、5和水氣兩用壓縮泵11)，激振模塊(包括激勵(lì)線圈1、3、5和激振超磁體2、4、6)，貼壁模塊(包括貼壁囊體9，進(jìn)出水(氣)管道和水氣兩用壓縮泵11)?？刂颇K12屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)，不在本實(shí)用新型的發(fā)明范圍內(nèi)，因此不做闡述。

如圖3所示，為用于PS測(cè)井的一發(fā)雙收貼壁超磁探頭中的接收振子，接收振子包括晶振體15，晶振體15為陶瓷壓電晶體，晶振體15一側(cè)的表面為封裝層14，封裝層14為具有一定硬度的硅膠涂層，另一側(cè)為第二貼壁囊體9-2，第二貼壁囊體9-2經(jīng)管道與第二水氣兩用壓縮泵11-2連接。

如圖4所示，整個(gè)接收振子由隔振體8包裹，接收振子從上到下依次為線纜，第二水氣兩用壓縮泵11-2，晶振體15(含封裝層14)和第二貼壁囊體9-2。

如圖5所示，PS測(cè)井設(shè)備的探頭部分包括兩個(gè)接收振子和一個(gè)發(fā)射振子，整套設(shè)備由聲波儀，PS發(fā)射及貼壁控制機(jī)，電纜，依次連接的接收1振子，接收2振子和末端的發(fā)射振子構(gòu)成，一發(fā)雙收探頭置于孔壁10內(nèi)。檢測(cè)時(shí)按照下述步驟操作：

①先將探頭與聲波儀、PS發(fā)射及貼壁控制機(jī)連接，將探頭放入起始測(cè)試深度位置，打開地面控制器，探頭上發(fā)射振子、接收1振子、接收2振子貼壁；

②發(fā)射振子貼壁動(dòng)作：打開地面控制器，探頭上的發(fā)射振子通過貼壁囊體9充填水(或氣)實(shí)現(xiàn)貼壁(鉆孔壁)；

③水平激振：按水平激振開關(guān)，向水平激勵(lì)線圈5發(fā)射脈沖電流，水平激振超磁體6產(chǎn)生伸張力，推動(dòng)激振頭7沖擊孔壁10，產(chǎn)生P波，P波沿孔壁傳播到接收1和接收2振子，聲波儀接收記錄相應(yīng)波形：

④順時(shí)針激振：按順時(shí)針激振開關(guān)，向順時(shí)針激勵(lì)線圈1發(fā)射脈沖電流，順時(shí)針激振超磁體2產(chǎn)生伸張力，在激振頭7與孔壁10間發(fā)生剪切力作用，產(chǎn)生S波，S波沿孔壁傳播到接收1和接收2振子，聲波儀接收記錄相應(yīng)波形；

⑤逆時(shí)針激振：按逆時(shí)針激振開關(guān)，向激勵(lì)線圈3發(fā)射脈沖電流，超磁體4產(chǎn)生伸張力，在激振頭7與孔壁10間發(fā)生剪切力作用，產(chǎn)生S波，S波沿孔壁傳播到接收1和接收2振子，聲波儀接收記錄相應(yīng)波形；

⑥按地面控制器上的松開開關(guān)，探頭上發(fā)射振子、接收1振子、接收2振子上的氣(水)囊收縮，解除貼壁，移動(dòng)探頭至下一測(cè)點(diǎn)，重復(fù)上述②～⑤步驟。