本发明涉及油气勘探开发，应用于套管井成像测井技术，具体地说，涉及一种用于井下多模超声导波信号测量的旋转扫描测井声系。
背景技术：
1、在油气勘探开发领域，水泥固井质量好坏和套管损伤状况直接影响到油气井安全生产和生命周期，测量套管中超声导波的幅度或衰减变化是检测与评价水泥胶结质量和套管损伤状况的重要测井方法。套管-水泥环-地层构成了一个径向分层的充液井孔声波导，套管中导波包含有零阶对称兰姆波s0导波、零阶反对称兰姆波a0导波、一阶对称兰姆波s1导波及高阶对称兰姆波s2、s3导波。
2、近年来，国内外多家油田服务公司组合利用a0导波的衰减和s1导波的幅度或衰减、频谱等开发了水泥环封隔类成像测井仪器，例如，斯伦贝谢公司的ibc(imaging behindcasing)、中海油服公司的uccs(ultrasonic corrosion and cement bonding scanner)。这类仪器实现的关键是安装有多个超声换能器的旋转扫描测井声系，能够评价水泥胶结质量和套管损伤状况以及反演套管外介质的气液固相态，并且测量结果不受水泥密度的影响，有效地改善了低密度水泥胶结质量的评价效果。
3、然而，现有技术中，旋转扫描测井声系包括有4个超声换能器，其中，1个自发自收超声换能器垂直放置于仪器的一侧，另外3个超声换能器(1个发射器，2个接收器)以一定的倾斜角度排列于仪器的另一侧，构成源距25cm、间距10cm的一发两收测井声系。由于两侧超声换能器分布不均匀且要求一定的源距，这就导致旋转扫描测井声系的重心偏离旋转轴线，在高速扫描测井过程中容易发生横向振动而产生非均匀偏心旋转，严重影响测井数据质量和测井成功率。为此，旋转扫描测井声系结构设计中，常采用增加配重块或压力平衡结构来解决重心偏离的问题。但是，这种增加配重块或压力平衡结构的设计既占据了旋转扫描测井声系的空间，又给长距离贯穿导线的布线带来困难。
4、现有技术中，水泥环封隔类成像测井仪器中将电子仓短节与旋转扫描声系分为两个独立的短节，且中间间隔了滚轮扶正器和转动执行机构，从而使得激励采集电路与旋转扫描测井声系的电气连接需要使用长距离(大于2.5m)大量贯穿导线，这样不可避免地会对频率200～700khz范围内超声模式波信号测量引入强噪声干扰以及多通道模拟信号传输互相串扰，从而显著降低测井数据的信噪比。
5、因此，如何实现用于井下多模超声导波信号测量的旋转扫描测井声系，既能在井下匀速高速旋转又能与激励采集电路近距离电气连接是急需解决的技术难题。
6、针对现有技术的问题，本发明提供了一种用于井下多模超声导波信号测量的旋转扫描测井声系。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的缺陷，提供一种用于井下多模超声导波信号测量的旋转扫描测井声系，克服现有技术中配重块占据布线空间、重心偏离易造成非均匀旋转、较长距离大量布线引入强噪声干扰等不足，解决在井下高温高压狭小空间下旋转扫描测井声系匀速高速旋转及与激励采集电路近距离电气连接等问题，提高井下多模超声导波信号测量数据的信噪比和测井成功率。
2、本发明提供了一种用于井下多模超声导波信号测量的旋转扫描测井声系，所述声系包含：
3、承载骨架，其用于动态调整所述声系的重心；
4、电路模块，其设置在所述承载骨架；
5、超声换能器组，其设置在所述承载骨架，与所述电路模块连接；
6、传输总线，其用于支持所述电路模块进行互联通讯。
7、根据本发明的一个实施例，所述承载骨架包含：
8、承载棱柱体，其用于设置所述电路模块以及所述超声换能器组，还用于动态调整所述声系的重心；
9、上端电气接头，其设置在所述承载棱柱体的一端，用于实现电气连接；
10、下端保护接头，其设置在所述承载棱柱体的另一端，用于保护所述承载骨架。
11、根据本发明的一个实施例，所述承载棱柱体包含用于设置所述超声换能器组的槽孔以及用于设置所述电路模块的腔体，所述电路模块与所述超声换能器组之间通过高温导线连接。
12、根据本发明的一个实施例，所述承载棱柱体的内部腔体填充液压油，所述内部腔体的入口端与出口端分别设置一个平衡活塞，以动态调整所述声系的重心，所述内部腔体的入口端还设置注油塞。
13、根据本发明的一个实施例，所述超声换能器组内每个超声换能器外表面都嵌套密封圈并直接插入安装在对应的所述槽孔中，并且每个超声换能器外侧采用弹性挡圈限制其向外部钻井液的移动，并且每个超声换能器通过所述高温导线与所述电路模块的多芯连接器连接。
14、根据本发明的一个实施例，所述超声换能器组包含：一个收发一体超声换能器、一个发射超声换能器以及至少两个接收超声换能器，其中：
15、所述收发一体超声换能器用于自发自收垂直发射和接收超声脉冲反射回波及s1导波信号；
16、一个所述发射超声换能器以及至少两个所述接收超声换能器组成一发多收测井模式，用于倾斜发射和接收超声脉冲a0导波信号及后续反射波。
17、根据本发明的一个实施例，所述电路模块包含：
18、激励电路，其用于产生高压脉冲，以同步激励所述收发一体超声换能器以及所述发射超声换能器；
19、采集电路，其包含至少两路相互独立的完全并行的采集通道，以对至少两个所述接收超声换能器接收的超声导波信号进行数字化并行采集；
20、数据缓存电路，其用于存储所述采集电路输出的数字化超声导波信号；
21、电源转换电路，其用于为所述电路模块供电；
22、控制电路，其用于控制所述激励电路、所述采集电路、所述数据缓存电路以及所述电源转换电路。
23、根据本发明的一个实施例，所述电路模块通过所述传输总线与主控电子仓互联通讯，同时，所述主控电子仓还通过多芯导线将电能输送至所述电路模块。
24、根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于井下多模超声导波信号测量的旋转扫描测井方法，通过如上任一项所述声系执行，所述方法包含：
25、发射超声信号，其中，所述超声信号包含垂直超声信号以及倾斜超声信号，所述垂直超声信号的发射方向与所述声系的轴线垂直，所述倾斜超声信号的发射方向与所述声系的轴线存在预设倾角；
26、接收反馈信号，其中，所述反馈信号包含a0导波信号以及s1导波信号。
27、根据本发明的另一个方面，还提供了一种存储介质，其包含用于执行如上所述方法的指令。
28、本发明提供了一种用于井下多模超声导波信号测量的旋转扫描测井声系，与现有技术相比，具备以下优势：本发明针对现有技术中套管井测井的旋转扫描测井声系重心偏离造成的非均匀旋转、布线空间有限及较长距离大量布线引入强噪声干扰等不足，提供了一种用于井下多模超声导波信号测量的旋转扫描测井声系，将其应用于超声扫描成像测井仪器的研制，在均匀高速旋转测量、近距离电气连接、干扰噪声削弱等方面表现显著优势，提高了井下多模超声导波信号测量数据的信噪比和测井成功率。
29、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。