一种近钻头声波岩性检测装置、方法及系统与流程

本发明属于地球物理勘探领域，涉及一种近钻头声波岩性检测装置、方法及系统。

背景技术：

1、由当今油气勘探对象日趋复杂，常规储层向致密油气、页岩气等非常规储层发展，均质厚层向非均质、薄层、断层、裂缝等储层发展，在水平井和大位移井钻井过程中需利用随钻随钻测井和录井资料进行地质导向，确保井眼轨迹在储层中穿行，就必须实时准确地了解近钻头处所钻遇地层的岩性。岩性检测为储层评价及求取参数的第一步，也是其他储层信息获取的基础。传统的地层岩性检测方法有很多，主要包括利用随钻测井资料分析、岩屑录井分析、测井相分析及钻井参数预测等方法。利用钻时录井和岩屑录井来检测地层岩性常因井眼垮塌或被钻头磨得过碎而难以鉴别时间滞后准确性不高，而且存在时间滞后和深度可能错位等问题。应用钻时确定岩性时会受到钻头类型、钻压、转速、泥浆排量和密度及粘度的影响虽然具有实时性但又有多解性和不确定性。利用测井相分析岩性须根据测井曲线特征把井剖面划分成许多小层使每个小层内部有相同的岩石物理性质和岩性类型，某类测井相是否能有效地反映出某一岩性特征在很大程度上依赖于测井曲线的分层取值准确程度。测井曲线的形态与变化规律除受岩性控制外还与下井仪器类型、测井速度、井眼条件等有关影响因素众多，差异性较大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中随钻岩性检测装置在确定岩性过程中无法同时满足实时性和准确性的问题，提供一种近钻头声波岩性检测装置、方法及系统。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明提出的一种近钻头声波岩性检测装置，包括钻铤；所述钻铤的外壁面开设有凹槽，所述凹槽内安装有电子线路、供电单元、通讯口和若干个宽频接收换能器，每个宽频接收换能器均安装在钻铤的周向；所述电子线路包括采集板和主控板；

4、所述宽频接收换能器的输出端口与所述采集板的输入端口相连，所述采集板的输出端口与所述主控板的输入端口相连，所述主控板与所述通讯口相连；所述宽频接收换能器和所述电子线路均与所述供电单元相连。

5、优选地，每个宽频接收换能器等间距安装在所述钻铤的周向。

6、优选地，所述宽频接收换能器有4个。

7、优选地，所述供电单元为电池。

8、优选地，所述凹槽上安装有密封板。

9、优选地，所述密封板上开设有用于连接外接设备的通孔。

10、优选地，所述宽频接收换能器的采集带宽范围为200hz-30khz。

11、本发明提出的一种近钻头声波岩性检测方法，包括如下步骤：

12、供电单元为电子线路和若干个宽频接收换能器供电；

13、宽频接收换能器采集钻铤附近的声音信号，宽频接收换能器将声音信号传输至采集板；

14、主控板接收采集板传输的声音信号并对声音信号进行处理，得到地层岩性信息，主控板将地层岩性信息传输至通讯口，实现地层岩性信息的获取。

15、优选地，主控板采用声纹检测算法获取地层岩性信息。

16、本发明提出的一种近钻头声波岩性检测系统，包括：

17、供电模块，所述供电模块用于供电单元为宽频接收换能器和电子线路供电；

18、第一信息处理模块，所述第一信息处理模块用于宽频接收换能器采集钻铤附近的声音信号，宽频接收换能器将声音信号传输至采集板；

19、第二信息处理模块，所述第二信息处理模块用于主控板接收采集板传输的声音信号并对声音信号进行处理，得到地层岩性信息，主控板将地层岩性信息传输至通讯口，实现地层岩性信息的获取。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、本发明提出的一种近钻头声波岩性检测装置，通过安装宽频接收换能器能够采集钻铤附近的声音信号，再将声音信号传输至主控板进行处理，获取实时的地层岩性信息具体的。具体的，通过若干个宽频接收换能器能够实时采集钻铤附近的声音信号，再将声音信号传输至采集板，主控板接收采集板的声音信号，并对声音信号进行处理得到地层的岩性信息，实现声波岩性信息的获取，而且若干个宽频接收换能器安装在钻铤的周向，能够准确的获取钻铤附近的地层岩性信息。因此，本发明的技术方案能够解决现有技术中在确定岩性过程中无法同时满足实时性和准确性的问题。

22、进一步地，若干个宽频接收换能器等间距设置，能够采集钻铤附近的多处声音信号，掌握钻铤附近的声音信号。

23、进一步地，在凹槽上安装密封板能够在钻铤处于高温环境时，不损坏凹槽内的电子线路、供电单元、通讯口和宽频接收环能器。

24、进一步地，在密封板上开设通孔目的是为了在通讯口上接数据线，使主控板能够与外接设备进行信息的传输。

25、进一步地，将采集带宽频率控制在200hz～30khz音域更宽。

26、本发明提出的一种近钻头声波岩性检测方法，通过宽频接收换能器采集钻铤附近的声音信号，再将声音信号传输至主控板，主控板对机械波进行处理得到地层岩性信息，实现地层岩性信息的检测。因此，本发明提出的检测方法操作简单，便于实现。

27、本发明提出的一种近钻头声波岩性检测系统，通过将系统划分为供电模块、第一信息处理模块和第二信息处理模块，采用模块化思想使各个模块之间相互独立，方便对各模块进行统一管理。

技术特征：

1.一种近钻头声波岩性检测装置，其特征在于，包括钻铤(5)；所述钻铤(5)的外壁面开设有凹槽，所述凹槽内安装有电子线路(1)、供电单元(2)、通讯口(3)和若干个宽频接收换能器(4)，每个宽频接收换能器(4)均安装在钻铤(5)的周向；所述电子线路(1)包括采集板(1-1)和主控板(1-2)；

2.根据权利要求1所述的近钻头声波岩性检测装置，其特征在于，每个宽频接收换能器(4)等间距安装在所述钻铤(5)的周向。

3.根据权利要求2所述的近钻头声波岩性检测装置，其特征在于，所述宽频接收换能器(4)有4个。

4.根据权利要求1所述的近钻头声波岩性检测装置，其特征在于，所述供电单元(2)为电池。

5.根据权利要求1所述的近钻头声波岩性检测装置，其特征在于，所述凹槽上安装有密封板。

6.根据权利要求5所述的近钻头声波岩性检测装置，其特征在于，所述密封板上开设有用于连接外接设备的通孔。

7.根据权利要求1所述的近钻头声波岩性检测装置，其特征在于，所述宽频接收换能器(4)的采集带宽范围为200hz-30khz。

8.一种近钻头声波岩性检测方法，其特征在于，采用权利要求1～7中任意一项所述的近钻头声波岩性检测装置，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的近钻头声波岩性检测方法，其特征在于，主控板(1-2)采用声纹检测算法获取地层岩性信息。

10.一种近钻头声波岩性检测系统，其特征在于，采用权利要求8～9中任意一项所述的近钻头声波岩性检测方法，包括：

技术总结
本发明公开了一种近钻头声波岩性检测装置、方法及系统，属于地球物理勘探领域，通过安装宽频接收换能器能够采集钻铤附近的声音信号，再将声音信号传输至主控板进行处理，获取实时的地层岩性信息具体的。具体的，通过若干个宽频接收换能器能够实时采集钻铤附近的声音信号，再将声音信号传输至采集板，主控板接收采集板的声音信号，并对声音信号进行处理得到地层的岩性信息，实现声波岩性信息的获取，而且若干个宽频接收换能器安装在钻铤的周向，能够准确的获取钻铤附近的地层岩性信息。因此，本发明的技术方案能够解决现有技术中在确定岩性过程中无法同时满足实时性和准确性的问题。

技术研发人员：邹骁,李玉霞,陈鹏,王国平,陈文辉,胡凯利,骆庆锋,黄飞,刘枭,李勇,陈强,陈辉
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11