专利名称：一种声波测井用单极换能器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种声波测井用单极换能器。
背景技术：
声波测井仪器是石油勘探领域关键技术装备，其核心部件为声学发射换能器和声 学接收换能器，发射换能器用来激发地层声波信号源，经接收换能器接收后将地层声波信 号转换为电信号，通过对所接收信号特征分析，获取油井周围地层岩石信息，这些信息数据 可以成为石油勘探的重要评价依据。通常用来测量地层岩石特性，岩石孔隙度的声波测井 仪器采用单极声学换能器来完成。单极发射和接收换能器通常由两部分组成，中间部分为周向均勻的换能器晶体， 换能器晶体为压电陶瓷晶体。压电陶瓷材料经配料，成型，烧结，打磨，老化，极化等等一系 列复杂工艺处理后形成具有一定机械强度，固有震动频率，良好声电转换效率的换能器晶 体，用于激发声源的发射换能器具有较好的电声激发性能，用于接收声波信号的接收换能 器具有较好的声电转换灵敏度。极化后的压电陶瓷晶体内外具有电极性，将晶体具有极性 的圆环内外表面均勻刷镀导电镀银层，镀银层用来方便连接导线，通过导线施加高压电信 号可以激发发射换能器形成声信号源，通过导线接入电路系统可以采集接收换能器感应到 的地层声波信号。环状单极压电换能器在实际应用中，一直存在几个突出的问题，使得由这些换能 器组成的声波测井仪器在实际应用中存在可靠性缺陷。1、由于压电陶瓷晶体的材料特性为脆、硬，所以换能器晶体抗震、抗应力作用能力 差，实际使用中容易破碎。2、由于镀银层和换能器晶体之间，镀银层和导线之间缺乏有效保护结构，所以该 两处连接强度不够，长期使用后导线容易脱落。上述问题导致声波测井仪器故障率较高，仪器使用成本和维护成本较高，影响了 仪器现场作业应用。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种抗震、抗应力作用能力强，导线连接稳 定可靠的声波测井用单极换能器。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种声波测井用单极换能器，包括换能器晶体，所述换能器晶体为极化后的环状压电陶瓷晶体；镀银层，所述镀银层均勻镀在所述换能器晶体内表面及外表面上，所述镀银层对 应所述换能器晶体正负极位置上还焊接设置有引出的导线；玻璃纤维丝，所述玻璃纤维丝均勻缠绕裹覆所述换能器晶体与镀银层，所述玻璃 纤维丝上还浸泡有环氧树脂。进一步，所述玻璃纤维丝缠绕裹覆所述换能器晶体与镀银层的厚度为约1毫米。[0014]进一步，所述环氧树脂内部无微气泡。进一步，所述导线通过矩形焊盘焊接设置在镀银层上，所述矩形焊盘与部分所述 导线裹覆在所述玻璃纤维丝内。本实用新型具有如下优点1、本实用新型采用玻璃纤维丝缠绕裹覆换能器晶体，加强了换能器晶体的强度， 并可缓冲震动，从而提高换能器晶体的抗震、抗应变性能。另外本实用新型采用玻璃纤维丝 缠绕裹覆镀银层，可加强导线的连接，从而提高导线连接的可靠性。2、本实用新型结构简单、可靠性高，且成本低廉，并在不影响换能器性能的情况下 大大提高了本实用新型的使用稳定性。
以下结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明
图1示出了本实用新型一种声波测井用单极换能器结构示意图；图2示出了
图1中A向放大示意图。
具体实施方式
如
图1、图2所示，本实用新型包括换能器晶体1、镀银层2及玻璃纤维丝3。其中， 换能器晶体1为主体，为极化后的环状压电陶瓷晶体，用于激发地层声波信号及将地层声 波信号转换为电信号。镀银层2均勻镀在换能器晶体1内表面及外表面上，镀银层2对应换能器晶体1 正负极位置上还焊接设置有引出的导线4。镀银层2用来方便连接导线4，通过导线4施加 高压电信号可以激发发射换能器形成声信号源，通过导线4接入电路系统可以采集接收换 能器感应到的地层声波信号。玻璃纤维丝3均勻缠绕裹覆换能器晶体1与镀银层2，玻璃纤维丝3上还浸泡有环 氧树脂5。浸泡了环氧树脂5的玻璃纤维丝3，易于固定及联成一体。可更加有效地缠绕裹 覆换能器晶体1与镀银层2。本实用新型采用玻璃纤维丝3缠绕裹覆换能器晶体1，加强了换能器晶体1的强 度，并可缓冲震动，从而提高换能器晶体1的抗震、抗应变性能。另外本实用新型采用玻璃 纤维丝3缠绕裹覆镀银层2，可加强导线4的连接，从而提高导线4连接的可靠性。本实用新型中，玻璃纤维丝3缠绕裹覆换能器晶体1与镀银层2的厚度为约1毫 米。另外，环氧树脂5内部无微气泡，使得环氧树脂5和玻璃纤维丝3内部应力均勻分布于 换能器晶体1外表面。本实用新型经试验证明抗震性能可达到5G/lms。本实用新型中，导线4通过矩形焊盘6焊接设置在镀银层2上，矩形焊盘6与部分 导线4裹覆在玻璃纤维丝3内。导线4的这种焊接及裹覆保护结构，可大大提高导线4连 接稳定性。本实用新型经试验证明，导线4的最大抗拉力可达到1kg。本实用新型实际制作过程如下1、对压电陶瓷进行配料、成型、烧结、打磨、老化及极化处理形成换能器晶体1，并 在换能器晶体1内表面与外表面刷镀镀银层2。2、对完成镀银层2刷镀的换能器晶体1做预处理，将换能器晶体1外表面镀银层
42两端各去除2毫米，目的在于保障镀银层2在后面的处理过程中不会受外力而发生脱落。3、将耐高温的导线4剥去一段外皮20毫米，涂焊锡，然后使用矩形焊盘6进行焊 接，矩形焊盘6可有效提高导线4焊接强度。4、将焊接完导线的换能器晶体1安装于一个可以旋转的固定模具装置上，将浸泡 了耐高温环氧树脂5的玻璃纤维细丝3在一定拉力下均勻缠绕在换能器晶体1与镀银层2 的外表面上，缠绕厚度控制在1毫米左右。5、将缠绕玻璃纤维丝3的本实用新型置于真空环境下做高温老化处理，去除环氧 树脂5中的微气泡，使得环氧树脂5和玻璃纤维细3丝内部应力均勻分布于换能器晶体1 外表面。本实用新型结构简单、可靠性高，且成本低廉，并在不影响换能器性能的情况下大 大提高了本实用新型的使用稳定性。综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的 保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种声波测井用单极换能器，其特征在于，包括换能器晶体(1)，所述换能器晶体(1)为极化后的环状压电陶瓷晶体；镀银层(1)，所述镀银层(1)均匀镀在所述换能器晶体(1)内表面及外表面上，所述镀银层(2)对应所述换能器晶体(1)正负极位置上还焊接设置有引出的导线(4)；玻璃纤维丝(3)，所述玻璃纤维丝(3)均匀缠绕裹覆所述换能器晶体(1)与镀银层(2)，所述玻璃纤维丝(3)上还浸泡有环氧树脂(5)。
2.如权利要求1所述的声波测井用单极换能器，其特征在于所述玻璃纤维丝(3)缠 绕裹覆所述换能器晶体(1)与镀银层(2)的厚度为约1毫米。
3.如权利要求2所述的声波测井用单极换能器，其特征在于所述环氧树脂(5)内部 无微气泡。
4.如权利要求1-3任一所述的声波测井用单极换能器，其特征在于所述导线(4)通 过矩形焊盘(6)焊接设置在镀银层(2)上，所述矩形焊盘(6)与部分所述导线(4)裹覆在 所述玻璃纤维丝(3)内。
专利摘要本实用新型提供了一种声波测井用单极换能器，包括换能器晶体，所述换能器晶体为极化后的环状压电陶瓷晶体；镀银层，所述镀银层均匀镀在所述换能器晶体内表面及外表面上，所述镀银层对应所述换能器晶体正负极位置上还焊接设置有引出的导线；玻璃纤维丝，所述玻璃纤维丝均匀缠绕裹覆所述换能器晶体与镀银层，所述玻璃纤维丝上还浸泡有环氧树脂。本实用新型采用玻璃纤维丝缠绕裹覆换能器晶体，加强了换能器晶体的强度，并可缓冲震动，从而提高换能器晶体的抗震、抗应变性能。另外本实用新型采用玻璃纤维丝缠绕裹覆镀银层，可加强导线的连接，从而提高导线连接的可靠性。
文档编号E21B47/14GK201705346SQ201020225970
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者余戈人, 刘西恩, 王永珍, 陈洪海 申请人:中国海洋石油总公司;中海油田服务股份有限公司