本发明涉及石油勘探测井领域，主要是一种小直径多功能双模式偶极子阵列声波测井仪。是属于一种石油勘探测井中的声波测井仪器，主要用于测量地层纵波、横波、斯通利波波速、地层的各向异性、软地层的直接横波测量。进而得到地层的孔隙度、地层的岩石机械特性、井下地层主应力方向及各向异性程度或者用于评价油井固井质量。
背景技术：
目前，国内外的声波测井仪一般采用声系与电子线路的结构划分形式，部分声波测井仪器细化划分，将声源、接收、隔声等进行了单独设计，但在仪器的总体设计上仍然是按照声系与电子线路的框架，这使得声波测井仪的种类繁多，各功能较为单一。有部分仪器采用了囊括所有裸眼井所有功能的设计，但难以按照测井作业的需要随意进行功能裁剪与组合。
另外，随着石油勘探开发难度的增加，油公司越来越倾向于采用小井眼油井与水平井。而偶极子声波作为成像测井系统的主要系统组成部分由于其用途广等优点受到广泛的欢迎，但由于其对弯曲波的低频要求，在小直径尺寸下，其低频弯曲波声源开发难度较大，因此目前测井行业中，成功的小直径偶极子声波测井仪数量稀少。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种小直径多功能双模式偶极子阵列声波测井仪。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种小直径多功能双模式偶极子阵列声波测井仪，主要包括上电子线路、远发射段、隔声体、近发射段、接收段和转接头，其中远发射段、隔声体、近发射段和接收段按照测井功能要求自由组合与裁剪。
仪器内部采用自定义的tsi接口，该接口定义了仪器内部的机械接口、供电、通信、总线枚举这些统一的规范，使得仪器内部各子功能段均关系依赖于tsi接口这唯一主属性，从而使得仪器内部各功能块之间满足了关系代数中的第二范式，从而实现仪器内部各段可实现随意插入、删除与任意组合的自由裁剪功能；该仪器根据需要组合为：偶极子声波、长源距声波、常规高分辨率声波、补偿声波这些类型，同时仪器支持电缆与泵出两种模式。
仪器内部按照测量功能划分为仪器上端井下仪器总线接口模块、全波列宽频带单极声源与正交偶极声源模块、减振模块、2个高频单极声源模块、声波接收模块与下端井下接口模块，分别对应于仪器的上电子线路、远发射段、隔声体、近发射段、接收段与转接头，使得仪器基本满足了关系代数中的第一范式。
仪器根据测井作业的要求，组合成：正交偶极子声波测井仪、长源距声波测井仪、常规高分辨率声波测井仪、双源过套管声波测井仪、补偿声波测井仪、4扇区水泥胶结声波测井仪。
本发明的有益效果为：仪器能够按照测井作业的要求，实现仪器的自由裁剪和定制，能够通过不同组合实现单极长源距全波列测井、偶极测井、补偿声波测井，双源过套管声波、四扇区水泥胶结测井等功能。仪器能够支持电缆测井及泵出式测井两种模式，两种模式可通过短节切换或直接命令切换的方式实现。仪器外径为73mm。
附图说明：
图1dxdsl仪器组成示意图；
图2低频声源周向分布示意图；
图3远发射段外形图；
图4近发射段外形图；
图5接收段外形图；
图6隔声体外形图
附图标记说明：上电子线路(1-1)、远发射段(1-2)、隔声体(1-3)、近发射段(1-4)、接收段(1-5)、转接头(1-6)、宽频单极声源(3-1)、低频声源(3-2)、高频单极声源(4-1)、r0接收环(5-1)、r1接收环(5-2)、r2接收环(5-3)、r3接收环(5-4)、r4接收环(5-5)、r5接收环(5-6)、r6接收环(5-7)、r7接收环(5-8)。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
仪器上下的外部接口由系统决定，在仪器内部采用自定义的tsi接口规范。接口物理层信号定义见表1。
表1.tsi电气信号端子分配表
该接口定义了仪器各段之间的供电要求、通信方式、总线的总裁、总线上设备的上电枚举方法、总线错误的处理方法。仪器内部各部分要求符合该规范，从而保证只要遵照该规范的设备即可在接口上随意组合与挂接，由此，使得仪器各段可按照测井作业要求进行随意组合。由于总线提供了上电枚举的机制，使得仪器在上电后能自动检测挂接设备的种类、数量以及次序等信息。
这种小直径多功能双模式偶极子阵列声波测井仪，主要包括上电子线路1-1、远发射段1-2、隔声体1-3、近发射段1-4、接收段1-5和转接头1-6，其中远发射段1-2、隔声体1-3、近发射段1-4和接收段1-5按照测井功能要求自由组合与裁剪。图1为dxdsl仪器的组成示意图。
仪器内部采用自定义的tsi接口，该接口定义了仪器内部的机械接口、供电、通信、总线枚举这些统一的规范，使得仪器内部各子功能段均关系依赖于tsi接口这唯一主属性，从而使得仪器内部各功能块之间满足了关系代数中的第二范式，从而实现仪器内部各段可实现随意插入、删除与任意组合的自由裁剪功能；该仪器根据需要组合为：偶极子声波、长源距声波、常规高分辨率声波、补偿声波这些类型，同时仪器支持电缆与泵出两种模式，基本涵盖了裸眼井所有声波测井项目。
仪器内部按照测量功能划分为仪器上端井下仪器总线接口模块、全波列宽频带单极声源与正交偶极声源模块、减振模块、2个高频单极声源模块、声波接收模块与下端井下接口模块，分别对应于仪器的上电子线路、远发射段、隔声体、近发射段、接收段与转接头，使得仪器基本满足了关系代数中的第一范式。
仪器根据测井作业的要求，组合成：正交偶极子声波测井仪、长源距声波测井仪、常规高分辨率声波测井仪、双源过套管声波测井仪、补偿声波测井仪、4扇区水泥胶结声波测井仪。
上电子线路主要实现井下仪器接口与仪器内部接口的转换功能。该段电子线路将井下仪器总线上提供的250vac50hz或48vdc电源转换为仪器内部所使用的250vdc高压电源和20vdc低压电源；另外该电子线路将井下仪器总线所使用的580系统网络通信接口适配为仪器内部所使用的tsi(仪器分段互联接口)，并且实现对仪器分段的测量协同主控功能。该段由承压外壳与线路芯轴组成。
远发射段主要是在仪器主控(位于上电子线路段)的协同下，实现远单极、低频单极、偶极或四极声源的产生功能。
隔声体主要实现对由低频声源产生的沿着壳体传播的体波进行衰减的功能。
近发射段(包含上与下两个)主要实现常规高分辨率普通声波(或补偿声波)及扇区水泥胶结测量所需要的高频单极声源的产生功能。
接收段主要在主控的协同下，实现对声信号接收，并对其进行信号预调理及数据采集与数字信号初步处理的功能。
转接头为一个电连接器，主要将仪器内部的接口转换为井下仪器串的标准接口。
仪器的上电子线路由芯轴与承压外壳组成。在上电子线路中有高压电源模块、低压电源模块、井下仪器总线接口模块、主控模块各1。
仪器的远发射段提供了5个声源。其中1个宽频单极声源3-1，4个低频声源3-2。宽频带单极声源由3个压电圆管组成，3个圆管为并联连接。4个低频声源位于相同深度点上，在周向上均匀分布，其分布示意图见图2。个声源有各自独立的驱动电路，每个声源均采用受迫激励的方式驱动，各可以按照控制命令加载不同的相位激励信号。在a、b、c、d上加载同相位的激励信号时，将产生低频单极信号；在a加载0相位、c加载180°相位的信号时形成了a-c方向的偶极声源；在b加载0相位、d加载180°相位的信号时形成了b-d方向的偶极声源；在a、c加载0相位，在b、d加载180°相位信号时形成四极声源。其外形图见图3。
近发射段(含上下各1)只产生高频单极声源4-1，发射换能器由2个压电圆管组成，产生纵波测量所需要的单极声源，其外形图见图4。
接收段主要由8个接收环组成，r0接收环5-1、r1接收环5-2、r2接收环5-3、r3接收环5-4、r4接收环5-5、r5接收环5-6、r6接收环5-7、r7接收环5-8。每个接收环由4个接收单元组成，环上的4个接收单元在周向上均布，其布置与远发射段的4个低频发射器对应。整个仪器提供了一个8×4的接收阵列。32个接收单元有各自独立的模拟与数据采集通道，在完成数据采集后，由接收处理器对接收单元的波形根据控制命令进行数字处理，得到相应的接收信号，一次数据采集能够得到最大32道的波形数据道。接收段的外形图见图5.
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。