專利名稱：具有隔聲功能的聲波測井儀的制作方法
具有隔聲功能的聲波測井儀技術領域
本發明屬于石油探測領域，涉及一種聲波測井儀，尤其涉及一種具有隔聲功能的 聲波測井儀。
背景技術：
聲波測井儀器用于檢查第一、第二界面的水泥膠結程度從而判斷固井質量。一般 在距離儀器發射探頭3英尺和5英尺處分布兩個接收探頭，3英尺接收探頭記錄分析首波 (套管滑行波)幅度從而對第一界面的水泥膠結質量進行定量分析，5英尺接收探頭記錄分 析全波列從而對第二界面的水泥膠結質量進行定量分析。通過泥漿或儀器本身的傳播途徑 到達接收探頭處的聲波為直達波，直達波無法有效衰減將嚴重影響固井質量評估。
目前的聲波測井儀器普遍缺乏系統科學的隔聲措施，無法有效衰減3英尺接收探 頭與5英尺接收探頭處直達波幅度，推延直達波到達時間。容易造成直達波與3英尺及5 英尺全波列干涉，使聲波測井儀器測井解釋資料無法真實反映固井質量，為后期固井作業 以及采油作業帶來重大安全隱患。一些聲波測井儀器采用皮囊結構，隔聲效果有所提高，然 而，由于井下工況極為復雜，井下環境且有較強的腐蝕性，皮囊結構容易物理刺穿或腐蝕老 化，采用皮囊結構的聲波測井儀器又具有一定的測井局限性。發明內容
為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種可有效衰減3英尺 接收探頭與5英尺接收探頭處直達波幅度的具有隔聲功能的聲波測井儀。
本發明的技術解決方案是本發明提供了一種具有隔聲功能的聲波測井儀，包括 發射探頭軸、設置在發射探頭軸上的發射探頭以及套裝在發射探頭上的外護管，其特殊之 處在于所述具有隔聲功能的聲波測井儀還包括設置在發射探頭軸上的發射探頭艙直達波 隔聲系統。
上述發射探頭艙直達波隔聲系統包括吸聲工程塑料內層筒、隔聲夾層以及吸聲工 程塑料外層筒；所述吸聲工程塑料內層筒套裝在發射探頭軸上；所述隔聲夾層套裝在吸聲 工程塑料內層筒外部；所述吸聲工程塑料外層筒套裝在隔聲夾層外部；所述發射探頭設置 在吸聲工程塑料外層筒上。
上述吸聲工程塑料內層筒包括吸聲工程塑料內層徑向筒以及吸聲工程塑料內層 軸向筒；所述吸聲工程塑料內層軸向筒套裝在發射探頭軸上；所述隔聲夾層套裝在吸聲工 程塑料內層軸向筒外部；所述吸聲工程塑料外層筒包括吸聲工程塑料外層軸向筒以及吸聲 工程塑料外層徑向筒；所述吸聲工程塑料外層軸向筒套裝在隔聲夾層外部；所述發射探頭 設置在吸聲工程塑料外層軸向筒外部；所述吸聲工程塑料內層徑向筒以及吸聲工程塑料外 層徑向筒分別設置在發射探頭的兩端部。
上述隔聲夾層是純鉛隔聲夾層。
上述外護管上設置有一個或多個隔聲槽。
上述多個隔聲槽均布或非均布沿外護管的軸向設置。
上述多個隔聲槽均布或非均布沿外護管的軸向交叉排列設置。
上述發射探頭軸的內部設置有儀器過線，所述儀器過線外部套裝有金屬屏蔽層， 所述金屬屏蔽層上設置有阻尼隔層。
上述阻尼隔層設置在儀器過線的軸向方向。
本發明的優點是
本發明提供了一種具有隔聲功能的聲波測井儀，該聲波測井儀包括發射探頭艙直 達波隔聲系統、連接艙直達波隔聲系統以及過線直達波隔聲處理系統，這三個隔聲處理系 統協同或單獨作用，在儀器進行測井作業時，發射探頭6通過發射探頭軸I沿心軸進行傳遞 的直達波，經過吸聲工程塑料外層、純鉛隔聲夾層、吸聲工程塑料內層組成的復合式隔聲系 統，直達波幅度顯著衰減。吸聲工程塑料具有較高的阻尼系數，直達波經吸聲工程塑料外層 傳播，幅度迅速衰減；吸聲工程塑料外層與純鉛隔聲夾層界面處，由于聲阻抗差過大，沒有 衰減完全的直達波被大量反射；少量直達波經吸聲工程塑料內層傳播過程中幅度被進一步 衰減。發射探頭經發射連接體沿外護管傳播的直達波，由于外護管設置的隔聲槽，直達波傳 播路徑增長，直達波到達時間明顯滯后。發射探頭經發射連接體沿波紋管傳播的直達波，經 過波紋管不銹鋼外層隔斷處的阻尼橡膠時，直達波幅度明顯衰減。發射探頭經過線傳播的 直達波，由于在傳播路徑上設置了阻尼隔層，直達波幅度衰減明顯。本發明所提供的具有隔 聲功能的聲波測井儀可有效衰減3英尺接收探頭與5英尺接收探頭處直達波幅度、可推遲 直達波到達時間，從而提高聲波測井儀器測井精確度；該技術與井下環境接觸的系統表面 采用抗硫化、抗腐蝕性能優異的不銹鋼材料和工程塑料，可以擴大聲波測井儀器應對復雜 特殊井況的作業范圍。
圖1是本發明所采用的發射探頭艙直達波隔聲系統的結構示意圖2是本發明所采用的連接艙直達波隔聲系統的結構示意圖3是本發明所采用的過線直達波隔聲處理系統的結構示意其中
1-發射探頭軸；2_吸聲工程塑料內層徑向筒；3_純鉛隔聲夾層；4_吸聲工程塑 料外層軸向筒；5_第一軸向減震圈；6_發射探頭；7-吸聲工程塑料外層徑向筒；8_第一徑 向減震圈；9_吸聲工程塑料內層軸向筒；10-發射連接體；11-第一密封圈；12_第二軸向 減震圈；13_固定螺栓；14_第二徑向減震圈；15_透聲罩；16_第二密封圈；17_第三軸向 減震圈；18-第三密封圈；19-密封座；20-連接套；21-壓緊環；22-波紋管；23-阻尼橡膠； 24-減摩套；25_調整環；26_第三徑向減震圈；27_外護管；28_頂絲。
具體實施方式
本發明提供了一種吸收、隔離、衰減直達波幅度，推遲直達波到達時間的系統方案 及具體手段，隔聲系統包括發射探頭艙直達波隔聲系統、連接艙直達波隔聲系統以及過線 直達波隔聲處理系統。
發射探頭艙直達波隔聲系統包括發射探頭軸、發射透聲罩、以及起減震作用的不同型號O型密封圈。發射探頭、吸聲工程塑料外層、純鉛隔聲夾層、吸聲工程塑料內層固定 在由發射探頭軸、發射連接體與發射透聲罩組成的發射探頭艙內。
發射探頭艙的密封性能依靠抗腐蝕性能極強的全氟醚橡膠。吸聲工程塑料外層、 純鉛隔聲夾層、吸聲工程塑料內層均由軸向部分和徑向部分組成。
吸聲工程塑料具有較高的阻尼系數，可以有效衰減經過其傳播路徑上的直達波幅 度，推遲直達波到達時間。純鉛材料具有較高的密度，可以反射經過其界面處的大部分直達 波。
連接艙直達波隔聲系統包括與發射艙、接收艙連通的連接部分、波紋管部分以及 外護管部分。
連接部分由連接套、調整環、減摩套、密封座組成；調整環與減摩套通過螺紋與密 封座連接，通過軸向位移調整裝配間隙。波紋管部分內芯由工程塑料構成，與密封座通過壓 緊環壓緊機械密封。波紋管部分外層由不銹鋼構成，不銹鋼外層中間隔斷，并通過模壓工藝 將阻尼橡膠置于不銹鋼外層中間隔斷處。外護管部分按設計參數加工一定數量的隔聲槽， 增加直達波傳播路徑。
過線直達波隔聲處理方法通過在金屬屏蔽層增加阻尼隔層衰減直達波。
參見圖1以及圖2所示，本發明的聲波測井儀的成套隔聲，包括發射探頭軸1、吸 聲工程塑料內層徑向筒2、純鉛隔聲夾層3、吸聲工程塑料外層軸向筒4、第一軸向減震圈5、 發射探頭6、吸聲工程塑料外層徑向筒7、第一徑向減震圈8、吸聲工程塑料內層軸向筒9、發 射連接體10、第一密封圈11、第二軸向減震圈12、固定螺栓13、第二徑向減震圈14、透聲罩 15、第二密封圈16、第三軸向減震圈17、第三密封圈18、密封座19、連接套20、壓緊環21、波 紋管22、阻尼橡膠23、減摩套24、調整環25、第三徑向減震圈26、外護管27、頂絲28。
請繼續參見圖1，本發明所采用的發射探頭艙直達波隔聲系統，發射探頭軸1、透 聲罩15與發射連接體10構成發射探頭艙主體，發射探頭軸I與透聲罩15之間設置第二密 封圈16，發射連接體10與透聲罩15之間設置第一密封圈11和第二密封圈16 ;透聲罩15 與發射探頭軸I和發射連接體10之間分別設置第三軸向減震圈17，避免強烈振動下的剛性 碰撞和噪聲產生；發射探頭6固定于吸聲工程塑料外層徑向筒7與吸聲工程塑料外層軸向 筒4之間，吸聲工程塑料外層徑向筒7與吸聲工程塑料外層軸向筒4采用螺紋連接；發射探 頭6與吸聲工程塑料外層間設置第一軸向減震圈5和第一徑向減震圈8，從而起間隙調整和 減震作用；純鉛隔聲夾層3置于吸聲工程塑料外層與吸聲工程塑料內層之間，其界面處可 以反射經過吸聲工程塑料外層而沒有完全衰減的大部分直達波；吸聲工程塑料內層由吸聲 工程塑料內層徑向筒2與吸聲工程塑料內層軸向筒9組成，兩零件通過螺紋連接；吸聲工程 塑料內層軸向筒9沿周向均布兩個固定孔，通過固定螺栓13緊固于發射探頭軸I上；吸聲 工程塑料內層與發射探頭軸I間設置第二軸向減震圈12和第二徑向減震圈14。
請繼續參見圖2，本發明所采用的連接艙直達波隔聲系統，波紋管不銹鋼外層采用 特殊工藝隔斷，隔斷距離15-20mm，阻尼橡膠23采用模壓工藝置于波紋管不銹鋼外層隔斷 處；波紋管22與密封座19通過壓緊環21螺紋連接并在斷口處采用錐面機械壓緊密封；密 封座19 一端插入發射探頭艙，另一端插入接收探頭艙，并在連接處設置第三密封圈18 ;密 封座19與發射探頭艙、密封座19與接收探頭艙分別通過連接套20螺紋連接；調整環25與 密封座19螺紋連接，通過軸向位移調整裝配距離，旋入頂絲28固定；調整環25兩端設置減摩套24，調整環25與連接套20之間設置第三徑向減震圈26 ;外護管27提高儀器整體的系 統剛度，沿其周向方向均布3處隔聲槽并軸向均勻交叉排列。
參見圖3，本發明所采用的過線直達波隔聲處理系統，儀器過線外層包裹的金屬屏 蔽層，沿軸向一定距離通過特殊工藝設置阻尼隔層。
本發明所提供的具有隔聲功能的聲波測井儀，在儀器進行測井作業時，發射探頭6 通過發射探頭軸I沿心軸進行傳遞的直達波，經過吸聲工程塑料外層、純鉛隔聲夾層、吸聲 工程塑料內層組成的復合式隔聲系統，參見圖1，直達波幅度顯著衰減。吸聲工程塑料具有 較高的阻尼系數，直達波經吸聲工程塑料外層傳播，幅度迅速衰減；吸聲工程塑料外層與純 鉛隔聲夾層界面處，由于聲阻抗差過大，沒有衰減完全的直達波被大量反射；少量直達波經 吸聲工程塑料內層傳播過程中幅度被進一步衰減。發射探頭6經發射連接體10沿外護管 27傳播的直達波，由于外護管27設置的隔聲槽，直達波傳播路徑增長，直達波到達時間明 顯滯后。發射探頭6經發射連接體10沿波紋管22傳播的直達波，經過波紋管不銹鋼外層 隔斷處的阻尼橡膠23時，參見圖2，直達波幅度明顯衰減。發射探頭6經過線傳播的直達 波，由于在傳播路徑上設置了阻尼隔層，參見圖3，直達波幅度衰減明顯。
權利要求
1.一種具有隔聲功能的聲波測井儀，包括發射探頭軸、設置在發射探頭軸上的發射探頭以及套裝在發射探頭上的外護管，其特征在于所述具有隔聲功能的聲波測井儀還包括設置在發射探頭軸上的發射探頭艙直達波隔聲系統。
2.根據權利要求1所述的具有隔聲功能的聲波測井儀，其特征在于所述發射探頭艙直達波隔聲系統包括吸聲工程塑料內層筒、隔聲夾層以及吸聲工程塑料外層筒；所述吸聲工程塑料內層筒套裝在發射探頭軸上；所述隔聲夾層套裝在吸聲工程塑料內層筒外部；所述吸聲工程塑料外層筒套裝在隔聲夾層外部；所述發射探頭設置在吸聲工程塑料外層筒上。
3.根據權利要求2所述的具有隔聲功能的聲波測井儀，其特征在于所述吸聲工程塑料內層筒包括吸聲工程塑料內層徑向筒以及吸聲工程塑料內層軸向筒；所述吸聲工程塑料內層軸向筒套裝在發射探頭軸上；所述隔聲夾層套裝在吸聲工程塑料內層軸向筒外部；所述吸聲工程塑料外層筒包括吸聲工程塑料外層軸向筒以及吸聲工程塑料外層徑向筒；所述吸聲工程塑料外層軸向筒套裝在隔聲夾層外部；所述發射探頭設置在吸聲工程塑料外層軸向筒外部；所述吸聲工程塑料內層徑向筒以及吸聲工程塑料外層徑向筒分別設置在發射探頭的兩端部。
4.根據權利要求3所述的具有隔聲功能的聲波測井儀，其特征在于所述隔聲夾層是純鉛隔聲夾層。
5.根據權利要求1-4任一權利要求所述的具有隔聲功能的聲波測井儀，其特征在于 所述外護管上設置有一個或多個隔聲槽。
6.根據權利要求5所述的具有隔聲功能的聲波測井儀，其特征在于所述多個隔聲槽均布或非均布沿外護管的軸向設置。
7.根據權利要求6所述的具有隔聲功能的聲波測井儀，其特征在于所述多個隔聲槽均布或非均布沿外護管的軸向交叉排列設置。
8.根據權利要求7所述的具有隔聲功能的聲波測井儀，其特征在于所述發射探頭軸的內部設置有儀器過線，所述儀器過線外部套裝有金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層上設置有阻尼隔層。
9.根據權利要求8所述的具有隔聲功能的聲波測井儀，其特征在于所述阻尼隔層設置在儀器過線的軸向方向。
全文摘要
本發明涉及一種具有隔聲功能的聲波測井儀，包括發射探頭軸、設置在發射探頭軸上的發射探頭以及套裝在發射探頭上的外護管，該具有隔聲功能的聲波測井儀還包括設置在發射探頭軸上的發射探頭艙直達波隔聲系統。本發明提供了一種可有效衰減3英尺接收探頭與5英尺接收探頭處直達波幅度的具有隔聲功能的聲波測井儀。
文檔編號E21B47/005GK102996118SQ20121055970
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者王晶弟, 譚番瓊, 范寶山 申請人:西安思坦儀器股份有限公司