专利名称：具有隔声功能的声波测井仪的制作方法
具有隔声功能的声波测井仪技术领域
本发明属于石油探测领域，涉及一种声波测井仪，尤其涉及一种具有隔声功能的 声波测井仪。
背景技术：
声波测井仪器用于检查第一、第二界面的水泥胶结程度从而判断固井质量。一般 在距离仪器发射探头3英尺和5英尺处分布两个接收探头，3英尺接收探头记录分析首波 (套管滑行波)幅度从而对第一界面的水泥胶结质量进行定量分析，5英尺接收探头记录分 析全波列从而对第二界面的水泥胶结质量进行定量分析。通过泥浆或仪器本身的传播途径 到达接收探头处的声波为直达波，直达波无法有效衰减将严重影响固井质量评估。
目前的声波测井仪器普遍缺乏系统科学的隔声措施，无法有效衰减3英尺接收探 头与5英尺接收探头处直达波幅度，推延直达波到达时间。容易造成直达波与3英尺及5 英尺全波列干涉，使声波测井仪器测井解释资料无法真实反映固井质量，为后期固井作业 以及采油作业带来重大安全隐患。一些声波测井仪器采用皮囊结构，隔声效果有所提高，然 而，由于井下工况极为复杂，井下环境且有较强的腐蚀性，皮囊结构容易物理刺穿或腐蚀老 化，采用皮囊结构的声波测井仪器又具有一定的测井局限性。发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可有效衰减3英尺 接收探头与5英尺接收探头处直达波幅度的具有隔声功能的声波测井仪。
本发明的技术解决方案是本发明提供了一种具有隔声功能的声波测井仪，包括 发射探头轴、设置在发射探头轴上的发射探头以及套装在发射探头上的外护管，其特殊之 处在于所述具有隔声功能的声波测井仪还包括设置在发射探头轴上的发射探头舱直达波 隔声系统。
上述发射探头舱直达波隔声系统包括吸声工程塑料内层筒、隔声夹层以及吸声工 程塑料外层筒；所述吸声工程塑料内层筒套装在发射探头轴上；所述隔声夹层套装在吸声 工程塑料内层筒外部；所述吸声工程塑料外层筒套装在隔声夹层外部；所述发射探头设置 在吸声工程塑料外层筒上。
上述吸声工程塑料内层筒包括吸声工程塑料内层径向筒以及吸声工程塑料内层 轴向筒；所述吸声工程塑料内层轴向筒套装在发射探头轴上；所述隔声夹层套装在吸声工 程塑料内层轴向筒外部；所述吸声工程塑料外层筒包括吸声工程塑料外层轴向筒以及吸声 工程塑料外层径向筒；所述吸声工程塑料外层轴向筒套装在隔声夹层外部；所述发射探头 设置在吸声工程塑料外层轴向筒外部；所述吸声工程塑料内层径向筒以及吸声工程塑料外 层径向筒分别设置在发射探头的两端部。
上述隔声夹层是纯铅隔声夹层。
上述外护管上设置有一个或多个隔声槽。
上述多个隔声槽均布或非均布沿外护管的轴向设置。
上述多个隔声槽均布或非均布沿外护管的轴向交叉排列设置。
上述发射探头轴的内部设置有仪器过线，所述仪器过线外部套装有金属屏蔽层， 所述金属屏蔽层上设置有阻尼隔层。
上述阻尼隔层设置在仪器过线的轴向方向。
本发明的优点是
本发明提供了一种具有隔声功能的声波测井仪，该声波测井仪包括发射探头舱直 达波隔声系统、连接舱直达波隔声系统以及过线直达波隔声处理系统，这三个隔声处理系 统协同或单独作用，在仪器进行测井作业时，发射探头6通过发射探头轴I沿心轴进行传递 的直达波，经过吸声工程塑料外层、纯铅隔声夹层、吸声工程塑料内层组成的复合式隔声系 统，直达波幅度显著衰减。吸声工程塑料具有较高的阻尼系数，直达波经吸声工程塑料外层 传播，幅度迅速衰减；吸声工程塑料外层与纯铅隔声夹层界面处，由于声阻抗差过大，没有 衰减完全的直达波被大量反射；少量直达波经吸声工程塑料内层传播过程中幅度被进一步 衰减。发射探头经发射连接体沿外护管传播的直达波，由于外护管设置的隔声槽，直达波传 播路径增长，直达波到达时间明显滞后。发射探头经发射连接体沿波纹管传播的直达波，经 过波纹管不锈钢外层隔断处的阻尼橡胶时，直达波幅度明显衰减。发射探头经过线传播的 直达波，由于在传播路径上设置了阻尼隔层，直达波幅度衰减明显。本发明所提供的具有隔 声功能的声波测井仪可有效衰减3英尺接收探头与5英尺接收探头处直达波幅度、可推迟 直达波到达时间，从而提高声波测井仪器测井精确度；该技术与井下环境接触的系统表面 采用抗硫化、抗腐蚀性能优异的不锈钢材料和工程塑料，可以扩大声波测井仪器应对复杂 特殊井况的作业范围。
图1是本发明所采用的发射探头舱直达波隔声系统的结构示意图2是本发明所采用的连接舱直达波隔声系统的结构示意图3是本发明所采用的过线直达波隔声处理系统的结构示意其中
1-发射探头轴；2_吸声工程塑料内层径向筒；3_纯铅隔声夹层；4_吸声工程塑 料外层轴向筒；5_第一轴向减震圈；6_发射探头；7-吸声工程塑料外层径向筒；8_第一径 向减震圈；9_吸声工程塑料内层轴向筒；10-发射连接体；11-第一密封圈；12_第二轴向 减震圈；13_固定螺栓；14_第二径向减震圈；15_透声罩；16_第二密封圈；17_第三轴向 减震圈；18-第三密封圈；19-密封座；20-连接套；21-压紧环；22-波纹管；23-阻尼橡胶； 24-减摩套；25_调整环；26_第三径向减震圈；27_外护管；28_顶丝。
具体实施方式
本发明提供了一种吸收、隔离、衰减直达波幅度，推迟直达波到达时间的系统方案 及具体手段，隔声系统包括发射探头舱直达波隔声系统、连接舱直达波隔声系统以及过线 直达波隔声处理系统。
发射探头舱直达波隔声系统包括发射探头轴、发射透声罩、以及起减震作用的不同型号O型密封圈。发射探头、吸声工程塑料外层、纯铅隔声夹层、吸声工程塑料内层固定 在由发射探头轴、发射连接体与发射透声罩组成的发射探头舱内。
发射探头舱的密封性能依靠抗腐蚀性能极强的全氟醚橡胶。吸声工程塑料外层、 纯铅隔声夹层、吸声工程塑料内层均由轴向部分和径向部分组成。
吸声工程塑料具有较高的阻尼系数，可以有效衰减经过其传播路径上的直达波幅 度，推迟直达波到达时间。纯铅材料具有较高的密度，可以反射经过其界面处的大部分直达 波。
连接舱直达波隔声系统包括与发射舱、接收舱连通的连接部分、波纹管部分以及 外护管部分。
连接部分由连接套、调整环、减摩套、密封座组成；调整环与减摩套通过螺纹与密 封座连接，通过轴向位移调整装配间隙。波纹管部分内芯由工程塑料构成，与密封座通过压 紧环压紧机械密封。波纹管部分外层由不锈钢构成，不锈钢外层中间隔断，并通过模压工艺 将阻尼橡胶置于不锈钢外层中间隔断处。外护管部分按设计参数加工一定数量的隔声槽， 增加直达波传播路径。
过线直达波隔声处理方法通过在金属屏蔽层增加阻尼隔层衰减直达波。
参见图1以及图2所示，本发明的声波测井仪的成套隔声，包括发射探头轴1、吸 声工程塑料内层径向筒2、纯铅隔声夹层3、吸声工程塑料外层轴向筒4、第一轴向减震圈5、 发射探头6、吸声工程塑料外层径向筒7、第一径向减震圈8、吸声工程塑料内层轴向筒9、发 射连接体10、第一密封圈11、第二轴向减震圈12、固定螺栓13、第二径向减震圈14、透声罩 15、第二密封圈16、第三轴向减震圈17、第三密封圈18、密封座19、连接套20、压紧环21、波 纹管22、阻尼橡胶23、减摩套24、调整环25、第三径向减震圈26、外护管27、顶丝28。
请继续参见图1，本发明所采用的发射探头舱直达波隔声系统，发射探头轴1、透 声罩15与发射连接体10构成发射探头舱主体，发射探头轴I与透声罩15之间设置第二密 封圈16，发射连接体10与透声罩15之间设置第一密封圈11和第二密封圈16 ;透声罩15 与发射探头轴I和发射连接体10之间分别设置第三轴向减震圈17，避免强烈振动下的刚性 碰撞和噪声产生；发射探头6固定于吸声工程塑料外层径向筒7与吸声工程塑料外层轴向 筒4之间，吸声工程塑料外层径向筒7与吸声工程塑料外层轴向筒4采用螺纹连接；发射探 头6与吸声工程塑料外层间设置第一轴向减震圈5和第一径向减震圈8，从而起间隙调整和 减震作用；纯铅隔声夹层3置于吸声工程塑料外层与吸声工程塑料内层之间，其界面处可 以反射经过吸声工程塑料外层而没有完全衰减的大部分直达波；吸声工程塑料内层由吸声 工程塑料内层径向筒2与吸声工程塑料内层轴向筒9组成，两零件通过螺纹连接；吸声工程 塑料内层轴向筒9沿周向均布两个固定孔，通过固定螺栓13紧固于发射探头轴I上；吸声 工程塑料内层与发射探头轴I间设置第二轴向减震圈12和第二径向减震圈14。
请继续参见图2，本发明所采用的连接舱直达波隔声系统，波纹管不锈钢外层采用 特殊工艺隔断，隔断距离15-20mm，阻尼橡胶23采用模压工艺置于波纹管不锈钢外层隔断 处；波纹管22与密封座19通过压紧环21螺纹连接并在断口处采用锥面机械压紧密封；密 封座19 一端插入发射探头舱，另一端插入接收探头舱，并在连接处设置第三密封圈18 ;密 封座19与发射探头舱、密封座19与接收探头舱分别通过连接套20螺纹连接；调整环25与 密封座19螺纹连接，通过轴向位移调整装配距离，旋入顶丝28固定；调整环25两端设置减摩套24，调整环25与连接套20之间设置第三径向减震圈26 ;外护管27提高仪器整体的系 统刚度，沿其周向方向均布3处隔声槽并轴向均匀交叉排列。
参见图3，本发明所采用的过线直达波隔声处理系统，仪器过线外层包裹的金属屏 蔽层，沿轴向一定距离通过特殊工艺设置阻尼隔层。
本发明所提供的具有隔声功能的声波测井仪，在仪器进行测井作业时，发射探头6 通过发射探头轴I沿心轴进行传递的直达波，经过吸声工程塑料外层、纯铅隔声夹层、吸声 工程塑料内层组成的复合式隔声系统，参见图1，直达波幅度显著衰减。吸声工程塑料具有 较高的阻尼系数，直达波经吸声工程塑料外层传播，幅度迅速衰减；吸声工程塑料外层与纯 铅隔声夹层界面处，由于声阻抗差过大，没有衰减完全的直达波被大量反射；少量直达波经 吸声工程塑料内层传播过程中幅度被进一步衰减。发射探头6经发射连接体10沿外护管 27传播的直达波，由于外护管27设置的隔声槽，直达波传播路径增长，直达波到达时间明 显滞后。发射探头6经发射连接体10沿波纹管22传播的直达波，经过波纹管不锈钢外层 隔断处的阻尼橡胶23时，参见图2，直达波幅度明显衰减。发射探头6经过线传播的直达 波，由于在传播路径上设置了阻尼隔层，参见图3，直达波幅度衰减明显。
权利要求
1.一种具有隔声功能的声波测井仪，包括发射探头轴、设置在发射探头轴上的发射探头以及套装在发射探头上的外护管，其特征在于所述具有隔声功能的声波测井仪还包括设置在发射探头轴上的发射探头舱直达波隔声系统。
2.根据权利要求1所述的具有隔声功能的声波测井仪，其特征在于所述发射探头舱直达波隔声系统包括吸声工程塑料内层筒、隔声夹层以及吸声工程塑料外层筒；所述吸声工程塑料内层筒套装在发射探头轴上；所述隔声夹层套装在吸声工程塑料内层筒外部；所述吸声工程塑料外层筒套装在隔声夹层外部；所述发射探头设置在吸声工程塑料外层筒上。
3.根据权利要求2所述的具有隔声功能的声波测井仪，其特征在于所述吸声工程塑料内层筒包括吸声工程塑料内层径向筒以及吸声工程塑料内层轴向筒；所述吸声工程塑料内层轴向筒套装在发射探头轴上；所述隔声夹层套装在吸声工程塑料内层轴向筒外部；所述吸声工程塑料外层筒包括吸声工程塑料外层轴向筒以及吸声工程塑料外层径向筒；所述吸声工程塑料外层轴向筒套装在隔声夹层外部；所述发射探头设置在吸声工程塑料外层轴向筒外部；所述吸声工程塑料内层径向筒以及吸声工程塑料外层径向筒分别设置在发射探头的两端部。
4.根据权利要求3所述的具有隔声功能的声波测井仪，其特征在于所述隔声夹层是纯铅隔声夹层。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的具有隔声功能的声波测井仪，其特征在于 所述外护管上设置有一个或多个隔声槽。
6.根据权利要求5所述的具有隔声功能的声波测井仪，其特征在于所述多个隔声槽均布或非均布沿外护管的轴向设置。
7.根据权利要求6所述的具有隔声功能的声波测井仪，其特征在于所述多个隔声槽均布或非均布沿外护管的轴向交叉排列设置。
8.根据权利要求7所述的具有隔声功能的声波测井仪，其特征在于所述发射探头轴的内部设置有仪器过线，所述仪器过线外部套装有金属屏蔽层，所述金属屏蔽层上设置有阻尼隔层。
9.根据权利要求8所述的具有隔声功能的声波测井仪，其特征在于所述阻尼隔层设置在仪器过线的轴向方向。
全文摘要
本发明涉及一种具有隔声功能的声波测井仪，包括发射探头轴、设置在发射探头轴上的发射探头以及套装在发射探头上的外护管，该具有隔声功能的声波测井仪还包括设置在发射探头轴上的发射探头舱直达波隔声系统。本发明提供了一种可有效衰减3英尺接收探头与5英尺接收探头处直达波幅度的具有隔声功能的声波测井仪。
文档编号E21B47/005GK102996118SQ20121055970
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者王晶弟, 谭番琼, 范宝山 申请人:西安思坦仪器股份有限公司