[实用新型]带油压方式的一发双收测井换能器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种一发双收测井的压电陶瓷声波换能器，特别是一种带油压方式的一发双收测井换能器，与工程声波仪配套使用，属于工程地球物理检测设备。它利用弹性的波速随岩体裂隙发育而降低，随应力增大而增大的特性，对岩土、建筑工程的混凝土内部强度和缺陷检测，测试洞室因开挖形成的松弛范围、研究洞室围岩节理、裂隙发育情况。工程建筑中，将工程地质与岩体力学联系起来解决工程地质评价等问题。

背景技术

一发双收压电陶瓷声波换能器是利用压电材料的压电效应制成,极化后的压电材料在外加电场作用下会发生机械形变,这称为逆压电效应，反之压电材料的机械形变也会产生电压，这称为正压电效应。利用逆压电效应，可以把高频电压转换为高频机械振动，从而产生超声波。同样利用正压电效应可以把接收到的超声波振动转换为电信号，这就是超声换能器的工作原理。目前市场上所有的一发双收声波测井换能器均基于上述原理。发射换能器在高压激励下产生机械形变与几千至几十千赫兹高频机械振动。而两道接收换能器则将接收到的超声振动信号转换为电信号，并通过电缆将信号传送至声波仪采集接收。

传统的一发双收换能器，分为三部分：发射、接收1 、接收2，一般直径在φ28mm ～ φ80mm便于下到钻孔内检测，换能器的发射主频为40kHz、30kHz、20kHz、10kHz 等。

传统换能器的电缆线长度大于100 米时，一般采用带前置放大的方法来增强接收信号，但是人们往往忽略了一个重要的因素：水压。深孔超过200米时水压造成的压电陶瓷管形变与压电效应的改变不容小觑。深孔内水压作用严重影响信号检测的准确性与信号强度。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种带油压方式的一发双收测井换能器。将密封压电陶瓷换能器内注入液压油，并安装自动调压阀门，保证500米深度内，压电陶瓷换能器内部液压与外部水压平衡，从而保证不同深度发射信号和接收信号强度的一致性与准确性。

本实用新型的技术方案是：一种带油压方式的一发双收测井换能器，其特征在于：包括F发射器、J1 接收器、J2 接收器共三个压电陶瓷换能器；所述的压电陶瓷换能器内注满液压油，并通过端盖密封；所述的端盖上设有压力平衡自动调节阀门；F发射器与J1 接收器之间、J1接收器与J2 接收器之间通过隔声管连接；在F发射器内设有高压发射模块，高压发射模块通过电缆连接声波仪面板的发射接口；J1接收器、J2接收器内置信号放大器；J1接收器和J2接收器分别通过电缆连接声波仪面板的接收通道接口。

所述的F发射器、J1接收器、J2接收器所使用的电缆是用三根完全一样的电缆并扎在一起。

所述的电缆上捆绑有测绳。

所述的压电陶瓷换能器的端盖上的压力平衡自动调节阀门与端盖的连接为过渡配合连接。

所述的隔声管由开有间隔缺口的尼龙管制造。

本实用新型的有益效果：

a、可有效提出深孔内水压对换能器压电效应的影响，工程检测数据更加准确。

b、解决了传统一发双收换能器200米以上深孔无法检测的缺陷，最大测量深度可达500米。

c、内置放大电路对信号放大，便于声波仪采集有效信号。

附图说明

图1为带油压方式一发双收测井换能器结构示意图；

图中：1、F发射器；2、J1接收器；3、J2接收器；4、下井电缆；5、隔声管。

图2为换能器油压平衡系统示意图；

图中：6为压力平衡自动调节阀门；7为内置信号放大器。

具体实施方式

如图1所示，F发射器1、J1接收器2、J2接收器3采用全密封设计，内部注满液压油，J1接收器2、J2接收器3内置信号放大器。下井电缆4一端连接F发射器1，另一端连接声波仪。F发射器1与J1接收器2通过隔声管5连接，J1接收器2与J2接收器3通过隔声管5连接。

下井电缆采用三根相同的电缆并扎在一起，一根电缆连发射器、另外2根连接收器。三股电缆上并扎有测绳，标识下井深度，下井电缆另一端连接地面声波仪面板的发射接口与接收通道接口。

如图2所示，压电陶瓷换能器的端盖上设有压力平衡自动调节阀门6，通过调节阀门保持内外压力一致。在接收换能器内设有信号放大器7。

本实用新型的一般操作过程：

a、准备带油压方式的一发双收换能器，将工程声波仪充满电；

b、确保全套设备工作正常后，将一发双收测井换能器下放至井底；

 c、声波仪的发射端口连接至换能器的发射器，声波仪通道一、通道二连接换能器的接收器1和接收器2；