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_3

文档序号:9232280阅读:来源:国知局
图5A所示的夹具224,或者都采用图5B所示的夹具224,或者分别采用如图5A、5B所示的夹具224。
[0096]需要说明的是,本发明对夹具224的尺寸大小不做限定,即下文只是对夹具224的结构做出说明,凡在本发明的精神和原则之内,选择任何尺寸大小的夹具224均应包含在本发明的保护范围之内。可选地,具体实施时,为了满足夹持不同尺寸换能器的需要,可以分别设计多种不同尺寸大小的图5A、5B所示的夹具224,实验时根据需要选择不同尺寸的夹具224。
[0097]实施例
[0098]本实施例为本发明示例性系统的具体实施例。
[0099]参考图2A、2B、3A、3B、4A、4B、5A、5B、6A、6B,对本实施中各个元件的尺寸和结构设计进行说明。
[0100]实验池21由不锈钢材料制成,长宽高分别为92cm、61cm、41cm。
[0101]两个支架221的高度均为56cm。
[0102]横梁222的长度为116cm,距离横梁222的两端28cm各有一排直径为3mm、间隔5mm的刻度孔,其中一排的刻度孔总数为21个,另一排的刻度孔总数为42个,这两排刻度孔分别对应两个夹持单元。
[0103]每个夹持单元中,悬臂223的长度为33cm。
[0104]本实施例提供两种不同结构的夹具224,每一种各有长短两种尺寸。
[0105]其中一种夹具224的结构如图5A所示,长短两种尺寸分别为图6A中的(a)、(b)。
[0106]如图6A所示,(a)、(b)分别为长、短两套夹具224,其结构属于图5A所示的卡爪类型。其中,(a)夹具224的总长度为27cm,夹持臂33的长度为20cm,卡爪的长度5cm。(b)夹具224的总长度为14cm,夹持臂33的长度为7cm,卡爪的长度5cm。(a)、(b)夹具224的角度调节柱32和手柄31的总长度为7cm,同一横截柱面的圆周方向上等分设置有16个角刻度孔,每转过一个角刻度孔,换能器的偏振方向改变22.5°,手柄31具有两个对称的切面,便于手工或者利用工具对角度调节柱32进行旋转。
[0107]另一种夹具224的结构如图5B所示,长短两种尺寸分别为图6B中的(c)、(d)。
[0108]如图6B所示,(c)、(d)分别为长、短两套夹具224,其结构属于图5B所示的圆柱段+管柱段类型。其中,(c)夹具224的总长度为27cm,夹持臂33的长度为20cm,管柱段332的内腔深度为10cm,狭缝K7和狭槽K8的周向角度均为54°,狭缝K7和狭槽K8相连通,用于导出换能器的信号线。(d)夹具224的总长度为22cm,夹持臂33的长度为15cm,管柱段332的内腔深度为10cm,狭缝K7和狭槽K8的周向角度均为54°。(c)、(d)夹具224的角度调节柱32和手柄31的总长度为7cm,同一横截柱面的圆周方向上等分设置有16个角刻度孔,每转过一个角刻度孔,换能器的偏振方向改变22.5°,手柄31具有两个对称的切面,便于手工或者利用工具对角度调节柱32进行旋转。
[0109]本实施例提供的声波测井模拟实验系统的使用方法如下:
[0110]1、进行声波测井模拟实验之前,在实验池21内装入模拟地层水的液体,并把缩尺模型井浸没于液体中。
[0111]2、按照如图2A、2B所示的结构,组装支架221、横梁222和夹持单元。
[0112]3、根据缩尺模型井的井孔直径,选择合适尺寸的换能器和夹具224,利用夹具224夹持住换能器之后,将换能器放置于井孔中。
[0113]4、根据实验需求,确定换能器在井孔中的高度、水平位置和旋转方位。
[0114]5、通过旋转螺纹,调整横梁222在支架221上的高度,使得换能器在井孔中处于实验所需的高度;通过调整悬臂223在横梁222上的水平位置,使得换能器在井孔中处于实验所需的水平位置,并利用销钉将悬臂223固定于对应的刻度孔K3中;通过旋转手柄31,使得换能器在井孔中处于实验所需的旋转方位,使得销钉孔K6对准角度调节柱32上的角刻度孔K5,利用销钉将角度调节柱32固定于悬臂223的下端。
[0115]6、将发射换能器的信号线连接激励源设备;将接收换能器的信号线连接信号采集设备。
[0116]7、实验过程中,当需要改变换能器的偏振方向时,计算需要转过多少角度,并将其转换为需要转过多少个角刻度孔K5 ;从销钉孔K6中拔下销钉,旋转手柄31,带动角度调节柱32旋转,直到转过所需数目的角刻度孔K5,将销钉再次插入销钉孔K6中,固定角度调节柱32,达到调整换能器的偏振方向的目的。
[0117]利用本实施例提供的声波测井模拟实验系统,能够方便、准确地控制换能器在缩尺模型井井孔中旋转和上下左右移动,从而方便、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,有利于快速、准确地通过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。此外,本发明中的换能器定位装置22组装方便、简单,可根据实验需要移动位置,为室内进行声波测井模拟实验提供了非常便利的条件。
[0118]以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种声波测井模拟实验系统,其特征在于,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, 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: 支架,立于所述实验池的外侧; 横梁,水平架设于所述支架上,位于所述实验池的上方; 两夹持单兀,各自夹持一所述换能器; 所述夹持单元包括: 悬臂,上端悬挂于所述横梁上,下端伸入所述实验池内; 夹具,嵌入所述悬臂的下端,用于夹持所述换能器; 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; 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; 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; 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; 所述激励源设备连接所述发射换能器; 所述信号采集设备连接所述接收换能器。2.根据权利要求1所述的声波测井模拟实验系统,其特征在于,所述支架与所述横梁通过连接块连接; 所述连接块上设有垂直但不相交的两个通孔; 所述支架和所述横梁各自穿过其中一个所述通孔; 所述支架的表面设有螺纹; 所述支架穿过的所述通孔的上端面和下端面各自抵接一个螺母; 所述螺母沿所述支架表面的螺纹移动,以带动所述连接块移动,进而带动所述横梁在铅垂方向上移动。3.根据权利要求1所述的声波测井模拟实验系统,其特征在于,所述支架为两个,分别立于所述实验池的两侧。4.根据权利要求1?3任一所述的声波测井模拟实验系统,其特征在于,所述支架的底部固定一用于稳固所述支架的基座。5.根据权利要求1所述的声波测井模拟实验系统,其特征在于, 所述悬臂的上端开设一通孔,所述横梁穿过所述通孔,使所述悬臂悬挂于所述横梁上; 所述横梁的顶壁设有多个间隔相同距离的刻度孔; 所述通孔的顶壁设有销钉孔; 穿过所述销钉孔的销钉插入所述刻度孔中,以将所述悬臂固定于所述横梁上。6.根据权利要求1所述的声波测井模拟实验系统,其特征在于,所述夹具包括角度调节柱,以及分别固定于所述角度调节柱两端的手柄和夹持臂; 所述角度调节柱嵌入所述悬臂的下端; 所述夹持臂夹持所述换能器; 所述手柄和所述夹持臂分别位于所述悬臂的两侧。7.根据权利要求6所述的声波测井模拟实验系统,其特征在于, 所述角度调节柱为圆柱形结构; 所述悬臂的下端开设一与所述角度调节柱相匹配的圆形通孔,所述角度调节柱嵌入所述圆形通孔中并能够在所述圆形通孔中旋转; 所述角度调节柱的侧壁设有多个角刻度孔,所述多个角刻度孔位于所述角度调节柱的同一横截面上且等分设置; 所述圆形通孔的侧壁设有销钉孔; 穿过所述销钉孔的销钉插入所述角刻度孔中,以将所述角度调节柱固定于所述悬臂的下端。8.根据权利要求6所述的声波测井模拟实验系统,其特征在于,所述夹持臂具有多个卡爪,所述多个卡爪共同夹持所述换能器,且所述换能器的轴线位于所述多个卡爪的中心轴上,所述换能器的信号线从所述多个卡爪的间隔孔中导出并引至所述缩尺模型井的外部以连接所述激励源设备或所述信号采集设备。9.根据权利要求6所述的声波测井模拟实验系统
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