一种声波测井模拟实验系统及换能器定位装置、组合设备的制造方法

文档序号:9232280阅读:498来源:国知局
一种声波测井模拟实验系统及换能器定位装置、组合设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油地球物理勘探领域,具体地,涉及一种声波测井模拟实验系统及换能器定位装置、组合设备。
【背景技术】
[0002]声波测井模拟实验是研宄井孔声场特征的重要手段。相比于现场测试而言,在实验室内进行声波测井模拟实验具有实验材料和实验条件容易控制、实验周期短、消耗的人力物力较少等优点。
[0003]在以往的声波测井模拟实验中,由于实际的井孔模型较大,直接对其进行测量、实验操作和模型控制会遇到许多困难,为了克服这些问题,现有技术按照物理学的相似性原理,采用缩尺模型井代替实际的井孔模型进行声波测井模拟实验,缩尺模型井的参数容易控制,便于在实验室内操作,为实验室内进行声波测井模拟实验创造了有利条件。另外,目前的声波测井模拟实验往往采用超声模型实验的方法进行。
[0004]缩尺模型井和超声模型实验分别以无量纲波动方程的不变性和物理学的相似性原理为理论基础,为了获得与现场测井一致的阵列波形信号,在设计实验时,除了要综合考虑缩尺模型井的尺寸、声波波长、换能器工作的频率等因素外,还需要控制换能器在缩尺模型井井孔中的位置和偏振方向。

【发明内容】

[0005]本发明实施例的主要目的在于提供一种声波测井模拟实验系统及换能器定位装置、组合设备,以便在声波测井模拟实验中能够方便、准确地控制换能器的位置和偏振方向。
[0006]为了实现上述目的,本发明实施例提供一种声波测井模拟实验系统,包括:缩尺模型井、实验池、换能器、换能器定位装置、激励源设备和信号采集设备;其中,
[0007]所述缩尺模型井浸没于所述实验池装盛的液体中;
[0008]所述换能器位于所述缩尺模型井的井孔中;
[0009]所述换能器定位装置包括:
[0010]支架,立于所述实验池的外侧;
[0011]横梁,水平架设于所述支架上,位于所述实验池的上方;
[0012]两夹持单元,各自夹持一所述换能器;
[0013]所述夹持单元包括:
[0014]悬臂,上端悬挂于所述横梁上,下端伸入所述实验池内;
[0015]夹具,嵌入所述悬臂的下端,用于夹持所述换能器;
[0016]所述横梁能够沿着所述支架在铅垂方向上移动,以带动所述悬臂和所述夹具移动,进而带动所述换能器在铅垂方向上移动;
[0017]所述悬臂能够沿着所述横梁在水平方向上移动,以带动所述夹具移动,进而带动所述换能器在水平方向上移动;
[0018]所述夹具能够在其嵌入的所述悬臂的下端旋转,以带动所述换能器旋转;
[0019]所述两夹持单元夹持的所述换能器分别为发射换能器和接收换能器;
[0020]所述激励源设备连接所述发射换能器;
[0021]所述信号采集设备连接所述接收换能器。
[0022]相应的,本发明实施例还提供一种用于声波测井模拟实验的换能器定位装置,所述换能器定位装置与缩尺模型井、实验池、换能器、激励源设备和信号采集设备共同组成了声波测井模拟实验系统,其中,所述缩尺模型井浸没于所述实验池装盛的液体中,所述换能器位于所述缩尺模型井的井孔中;所述换能器定位装置包括:
[0023]支架,立于所述实验池的外侧;
[0024]横梁,水平架设于所述支架上,位于所述实验池的上方;
[0025]两夹持单元,各自夹持一所述换能器;
[0026]所述夹持单元包括:
[0027]悬臂,上端悬挂于所述横梁上,下端伸入所述实验池内;
[0028]夹具,嵌入所述悬臂的下端,用于夹持所述换能器;
[0029]所述横梁能够沿着所述支架在铅垂方向上移动,以带动所述悬臂和所述夹具移动,进而带动所述换能器在铅垂方向上移动;
[0030]所述悬臂能够沿着所述横梁在水平方向上移动,以带动所述夹具移动,进而带动所述换能器在水平方向上移动;
[0031]所述夹具能够在其嵌入的所述悬臂的下端旋转,以带动所述换能器旋转;
[0032]所述两夹持单元夹持的所述换能器分别为发射换能器和接收换能器;
[0033]所述激励源设备连接所述发射换能器;
[0034]所述信号采集设备连接所述接收换能器。
[0035]相应的,本发明实施例还提供一种用于声波测井模拟实验的换能器定位组合设备,包括:换能器定位装置和实验池,所述换能器定位装置和所述实验池与缩尺模型井、换能器、激励源设备和信号采集设备共同组成了声波测井模拟实验系统,其中,所述缩尺模型井浸没于所述实验池装盛的液体中,所述换能器位于所述缩尺模型井的井孔中;所述换能器定位装置包括:
[0036]支架,立于所述实验池的外侧;
[0037]横梁,水平架设于所述支架上,位于所述实验池的上方;
[0038]两夹持单元,各自夹持一所述换能器;
[0039]所述夹持单元包括:
[0040]悬臂,上端悬挂于所述横梁上,下端伸入所述实验池内;
[0041]夹具,嵌入所述悬臂的下端,用于夹持所述换能器;
[0042]所述横梁能够沿着所述支架在铅垂方向上移动,以带动所述悬臂和所述夹具移动,进而带动所述换能器在铅垂方向上移动;
[0043]所述悬臂能够沿着所述横梁在水平方向上移动,以带动所述夹具移动,进而带动所述换能器在水平方向上移动;
[0044]所述夹具能够在其嵌入的所述悬臂的下端旋转,以带动所述换能器旋转;
[0045]所述两夹持单元夹持的所述换能器分别为发射换能器和接收换能器;
[0046]所述激励源设备连接所述发射换能器;
[0047]所述信号采集设备连接所述接收换能器。
[0048]借助于上述技术方案,本发明能够控制换能器在缩尺模型井井孔中旋转和沿铅垂方向、水平方向进行移动,从而在声波测井模拟实验中方便、准确地定位换能器在缩尺模型井井孔中的偏振方向、高度和水平位置,为快速、准确地物理模拟研宄缩尺模型井中激发和接收的声场特征,以及研宄地层性质、声源类型、源距、声源偏振方向和井旁介质形态等参数对声场的影响提供便利条件。利用本发明可以进行多极子声波测井和反射波声波测井模拟实验。
【附图说明】
[0049]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0050]图1是本发明提供的声波测井模拟实验系统的结构示意图;
[0051]图2A是本发明示例性声波测井模拟实验系统的剖面示意图;
[0052]图2B是本发明示例性声波测井模拟实验系统的三维示意图;
[0053]图3A是本发明示例性换能器定位装置中夹持单元的剖面图;
[0054]图3B是本发明示例性换能器定位装置中夹持单元的侧视图;
[0055]图4A是本发明示例性换能器定位装置中横梁的剖面图;
[0056]图4B是本发明示例性换能器定位装置中横梁的侧视图;
[0057]图5A是本发明示例性换能器定位装置中具有卡爪的夹具的示意图;
[0058]图5B是本发明示例性换能器定位装置中具有管柱型结构的夹具的示意图;
[0059]图6A是本发明实施例的换能器定位装置中具有卡爪的夹具的尺寸示意图;
[0060]图6B是本发明示例性换能器定位装置中具有管柱型结构的夹具的尺寸示意图。
【具体实施方式】
[0061]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0062]根据本发明的实施方式,提出了一种声波测井模拟实验系统及换能器定位装置、组合设备。
[0063]下面参考本发明的若干代表性实施方式,详细阐释本发明的原理和精神。
[0064]发明概述
[0065]下面结合图1来描述本发明提供的声波测井模拟实验系统。需要注意的是,图1所示的声波测井模拟实验系统是为了便于理解本发明的精神和原理而示出,本发明的实施方式在此方面不受任何限制。
[0066]如图1所示为本发明提供的声波测井模拟实验系统的结构示意图,该声波测井模拟实验系统包括:缩尺模型井11、实验池12、换能器13、换能器定位装
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