[发明专利]一种用于煤层气探测的智能型超声波成像测井装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气探测设备领域，特别涉及一种用于煤层气探测的智能型超声波成像测井装置。

背景技术

煤层气测井是指根据煤层气储层(煤层)与围岩在岩性物性的差别，利用自然电位、双侧向(或感应)、微电极、补偿密度、自然伽马、声波时差、声波全波列、中子孔隙度以及井径测井等对其进行测井，在这之中，声波测井是指利用声波在不同岩石中传播时，速度、幅度及频率的变化等声学特性来研究钻进的地质剖面，判断固井质量的一种测井方法，声波测井又分为补偿声波测井、长距离声波测井、阵列声波测井、偶极子声波测井、超声波成型测井等多种方式，其中超声波成像测井是采用旋转式超换能，对井眼四周进行扫描，并记录回波波形。

煤层气储层(煤层)与围岩在岩性物性上的差别，是煤层气测井响应的物理基础。煤层气测井是根据煤层气储层(煤层)与围岩在物性上的差别，利用自然电位、双侧向(或感应)、微电极、补偿密度、自然伽马、声波时差、声波全波列、中子孔隙度以及井径测井等对其进行测井。声波在不同介质中传播时，速度有很大差别，而且声波幅度的衰减、频率的变化等声学特性也是不同的。声波测井就是利用岩石等介质的这些声学特性来研究钻井地质剖面，是近年来发展较快的一种测井方法。声波测井又分为补偿声波测井、长距离声波测井、阵列声波测井、偶极子声波测井、超声波成型测井等多种方式，其中超声波成像测井是采用旋转式超换能，对井眼四周进行扫描，并记录回波波形。声波测井与地震勘探资料结合，在解决地下地顶构造，判断岩性、识别压力异常层位，探测和评价裂隙、判断储集层中流体的性质方面，有着良好的发展前景。

在进行超声波成像测井前，需要进行钻井，但是钻井完成后，井径会受地质影响发生变化，通常情况下，砂岩质地坚硬，在钻头经过后由于弹性形变会恢复原来的形状，造成井径缩小，俗称缩径，而泥岩质地疏松，会发生井壁垮塌造成井径扩大，俗称扩径，因此井眼各处井径大小不一致，而现有的超声波成像测井装置扶正器结构固定，不能根据井径的大小调节仪器轴的位置，导致换能器容易在井眼中，在井径较大的位置发生偏移，而在井径变小的位置容易卡住，难以使换能器保持稳定的上升。

在进行超声波成像测井前，需要通过钻探成井揭露煤层气赋存地层。地层在地质成因或构造运动的影响下，通过挤压作用下产生地应力，在地层被钻井穿过揭露后，原始地应力的平衡状态受到破坏，加之地层的不完整性、破碎性及钻井液水侵等因素影响，就会导致钻井井壁不稳定，致使钻井出现缩径、扩径、坍塌等不良钻井内现象。钻井井径的大小不一，给测井工作带来极大的困难。现有的超声波成像测井装置扶正器机构固定，不能根据井径的大小调节仪器轴的位置，导致换能器在井径较大的位置发生偏移，而在井径变小的位置卡住，难以使换能器保持稳定的上升，不仅影响测井仪器安全，而且还影响测井数据的解释与处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于煤层气探测的智能型超声波成像测井装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于煤层气探测的智能型超声波成像测井装置，包括顶板、控制器、探测机构和两个支撑机构，所述控制器固定在顶板的上方，所述控制器上设有显示屏和若干控制按键，所述控制器内设有PLC，所述支撑机构和探测机构均设置在顶板的下方，所述探测机构设置在两个支撑机构之间；

所述探测机构包括滑动组件和探测组件，所述探测组件包括连接块、第一电机、第一驱动轴、换能器和两个平衡组件，所述第一电机通过连接块设置在滑动组件的下方，所述第一电机与第一驱动轴的顶端传动连接，所述换能器固定在第一驱动轴的底端，两个平衡组件分别设置在驱动轴的两侧，所述第一电机与PLC电连接；

所述平衡组件包括调节单元、支杆、铰接块、侧杆、气缸和活塞，所述调节单元位于侧杆的上方，所述侧杆的一端固定在第一驱动轴上，所述侧杆的另一端与气缸铰接，所述活塞的一端设置在气缸内，所述调节单元与支杆的一端传动连接，所述支杆的另一端与铰接块铰接，所述铰接块固定在气缸上；

所述滑动组件包括滑轨、滑环和两个紧固单元，所述滑环套设在滑轨上，所述滑环固定在连接块的上方，两个紧固单元分别设置在滑轨的两端，所述紧固单元包括竖板、横杆、第二电机、驱动轮、固定轴、框架、紧固杆和挤压块，所述竖板的顶端固定在顶板的下方，所述第二电机通过横杆固定在竖板的靠近第一驱动轴的一侧，所述第二电机位于滑轨的下方，所述第二电机与驱动轮传动连接，所述固定轴固定在驱动轮的远离圆心处，所述固定轴设置在框架内，所述挤压块通过紧固杆固定在框架的靠近连接块的一侧，所述第二电机与PLC电连接。