[发明专利]一种随钻声波测井换能器短节

说明书

技术领域

本发明属于油田工程中利用声波进行随钻测井的技术领域，涉及一种随钻声波测井换能器短节。

背景技术

1989年，斯伦贝谢公司进行了随钻声波测井仪研制的可行性研究，利用窄频方法，考虑换能器设计和钻铤的匹配问题，于1991年成功研制了世界上第一支随钻声波时差测井仪，之后哈里伯顿公司于1995年6月也推出一种新型的随钻声波测井仪，随后利用声波进行随钻测井的相关技术蓬勃发展。随钻声波测井技术以更高的安全系数大大提高了钻井效率，优化了完井方式。然而恶劣的井下钻井条件给随钻测井技术带来了不利的应用环境，具体表现在钻杆与井壁间不断的强烈碰撞，以及井下充斥的高压、高温泥浆对敏感的声系统和电气元件构成严重威胁。另一方面，为了获得更远的传播距离，低频、宽带、小型以及大功率、高效率的声波换能器成为发展的重要趋势。然而在实际应用中由于牵扯到声波换能器的安装、防水、压力失衡以及低频和轻小型的矛盾等问题，因此换能器短节的研制已成为一个瓶颈难题。

发明内容

本发明要提供一种随钻声波测井换能器短节，其目的是基于低频、宽带、小型以及大功率、高效率的声发射系统，在保证钻铤的机械强度的前提下，实现不同频段换能器的多数量分层装配方式。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种随钻声波测井换能器短节，包括钻铤和密封套筒，其特别之处在于：所述位于密封套筒内的钻铤的两个不同的横截面上沿圆周方向对称设置有一对高频换能器和一对低频换能器，一对高频换能器和一对低频换能器的空间连线相互垂直；

所述高频换能器和低频换能器均沿钻铤轴线方向设置于钻铤上开设的装配腔内；

所述高频换能器和低频换能器的控制线缆穿设于钻铤上设置的线缆槽内，控制线缆的控制件集中设置于钻铤上开设的电气腔内。

所述高频换能器和低频换能器后端部设置有弹簧压紧机构，前端部与钻铤紧密贴合。

所述高频换能器和低频换能器的结构均为复合棒型，前端部设置有定位销，定位销上设置有定位O型圈，后端部上设置有定位螺栓，定位螺栓上设置有定位O型圈，弹簧压紧机构包括压紧弹簧，压紧弹簧穿设于靠近后端部定位螺栓上，定位螺栓的尾部穿过装配腔内设置的定位隔板且通过其尾部上的垫片和螺母固定位置。

与现有技术相比，本发明的优点是： 

1、本发明将有效的利用钻铤的体积空间，实现高频换能器和低频换能器组合的发声形式，完成了不同频段换能器(对)分层次垂直交叉布放的结构设计，增加了系统的机械强度；

2、本发明中套筒密封的方式有效的将井下泥浆隔离开来，保证了声学换能器及电气元件的清洁，避免了井下高压、水浸和强冲击等恶劣工况，有效延长了其使用寿命。

3、适用范围广：本发明装置基于低频、宽带、小型以及大功率、高效率的声发射系统，在保证钻铤的机械强度的前提下，实现不同频段换能器的多数量分层装配方式。所发明的系统需有利于声能量沿钻铤的前向传播，有利于换能器及其电气系统免受井下恶劣工况的影响，有利于随钻声波测井换能器短节的日常维护和检修。

 

附图说明

    下面结合附图对本发明随钻声波测井换能器短节作进一步详细说明。 

图1为本发明随钻声波测井换能器短节的结构示意图。

图2为本发明随钻声波测井换能器短节的A-A剖面图。

图3为本发明随钻声波测井换能器短节的B-B剖面图。

图4为本发明随钻声波测井换能器短节的C-C剖面图。

图5为本发明随钻声波测井换能器短节的D-D剖面图。

其中：1. 钻铤；2. 密封套筒；3. 高频换能器；4. 低频换能器；5. 定位O型圈；6. 定位销；7. 定位螺栓；8. 装配腔；9. 压紧弹簧；10. 线缆槽；11. 电气腔；12.套筒紧固螺栓；13.套筒密封圈。

具体实施方式

参见图1-图5，一种随钻声波测井换能器短节，包括钻铤1)和密封套筒2，所述位于密封套筒2内的钻铤1的两个不同的横截面上沿圆周方向对称设置有一对高频换能器3和一对低频换能器4，一对高频换能器3和一对低频换能器4的空间连线相互垂直；

高频换能器3和低频换能器4均沿钻铤1轴线方向设置于钻铤1上开设的装配腔8内；

高频换能器3和低频换能器4的控制线缆穿设于钻铤1上设置的线缆槽10内，控制线缆的控制件集中设置于钻铤1上开设的电气腔11内。

高频换能器3和低频换能器4后端部设置有弹簧压紧机构，前端部与钻铤1紧密贴合。