信号转换为待处理的电信号控制指令。
[0023]具体地，如图2所示，井口三通2从上到下分别由外筒上21、外筒中22、固定中筒23和外筒三通24连接构成，其中，外筒上21、外筒中22和固定中筒23构成了所述竖直管道的中上部(即位于所述水平分支管道以上的竖直管道部分)，最底部的外筒三通24构成了所述竖直管道的下部以及其上的水平分支管道。
[0024]如图2和图3所示，所述水声换能器4位于外筒中22和固定中筒23内，从上到下依次包括:压盖中心管41、压电陶瓷片组42和发声体43，3个部件通过固定螺栓44紧密串接成一个整体。其中，所述压盖中心管41竖直安置在外筒中22内，其底部伸入固定中筒23，所述压电陶瓷片组42和发声体43位于固定中筒23内；所述固定螺栓44穿过压盖中心管41和压电陶瓷片组42，一直旋入底部的发声体43中；所述压盖中心管41的外表面螺纹上连接有压盖螺母45，所述压盖螺母45卡在伸入外筒中22内的固定中筒23顶端，对上述3个部件的整体位置起到固定作用。
[0025]为了防止液体由外筒上21向下渗入而造成所述水声换能器4的线路短路及腐蚀损坏，所述外筒上21内部还设有集线器10，所述集线器10的底部固定在外筒中22顶端并将外筒中22顶端完全封闭；由所述声波发生器I引出的音频传输线5穿过集线器10并由集线器10底部中孔进入压盖中心管41表面对称分布的两个竖直凹槽中，并沿所述凹槽继续向下延伸至压电陶瓷片组42，并与压电陶瓷片组42连接。
[0026]为了保证水声换能器4在信号传输中具有更高灵敏度和可靠性，所述压电陶瓷片组42采用压电陶瓷圆环和薄金属片交替堆叠而成，相邻两片压电陶瓷圆环的极化方向相反，极化方向沿厚度方向，薄金属片上焊接音频传输线5 ;所述压电陶瓷圆环由PZT压电陶瓷制成，薄金属片为铝制，厚度约为0.1mm。
[0027]压电陶瓷片组42与压盖中心管41、压电陶瓷片组42与发声体43，以及压电陶瓷片组42内部的压电陶瓷圆环和薄金属片间由环氧树脂胶合。
[0028]优选地，所述发声体43由钛合金制成。
[0029]为了防止液体由发声体43的外周面和固定中筒23内壁之间的间隙向上渗入，所述发声体43的外周面上还设有密封圈11。
[0030]为了便于所述井口三通的拆装，所述外筒上21、外筒中22、固定中筒23和外筒三通24间均采用螺纹连接，同时为了确保连接牢固、紧密，所述外筒上21与外筒中22、外筒中22与固定中筒23间的螺纹连接面通过紧定螺钉13固定。
[0031]为了防止井口三通2内的液体冲蚀，所述外筒三通24的内壁上还附有防冲蚀护衬12，所述防冲蚀护衬12由陶瓷材料制成。
[0032]上述【具体实施方式】仅用于说明本发明，其中各部件的结构及连接设置等都可以有所变化，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
【主权项】
1.一种井口声波发射装置，其特征在于包括:声波发生器(I)和井口三通(2)，所述井口三通(2)的结构包括:竖直管道以及竖直管道一侧的水平分支管道；所述竖直管道的底端与井口(6)相连；所述水平分支管道以上的竖直管道内部设有水声换能器(4)，所述水声换能器(4)通过音频传输线(5)与声波发生器(I)连接。
2.根据权利要求1所述的井口声波发射装置，其特征在于:还包括声波接收器(3)，所述声波接收器(3)位于井口(6)以下的井筒(7)内。
3.根据权利要求1或2所述的井口声波发射装置，其特征在于:所述井口三通(2)从上到下分别由外筒上(21)、外筒中(22)、固定中筒(23)和外筒三通(24)连接构成。
4.根据权利要求3所述的井口声波发射装置，其特征在于:所述外筒上(21)、外筒中(22)、固定中筒(23)和外筒三通(24)间均采用螺纹连接；所述外筒上(21)与外筒中(22)、外筒中(22)与固定中筒(23)间的螺纹连接面通过紧定螺钉(13)固定。
5.根据权利要求3所述的井口声波发射装置，其特征在于:所述水声换能器(4)位于外筒中(22)和固定中筒(23)内，从上到下依次为:压盖中心管(41)、压电陶瓷片组(42)和发声体(43)，3个部件通过固定螺栓(44)紧密串接成一个整体；所述压盖中心管(41)的外表面螺纹上连接有压盖螺母(45)，压盖螺母(45)卡在伸入外筒中(22)内的固定中筒(23)顶端。
6.根据权利要求3所述的井口声波发射装置，其特征在于:所述外筒上(21)内部还设有集线器(10)，集线器(10)的底部固定在外筒中(22)顶端，将外筒中(22)顶端完全封闭；由所述声波发生器⑴引出的音频传输线(5)通过集线器(10)底部中孔进入压盖中心管(41)表面对称分布的两个竖直凹槽中，并沿所述凹槽继续向下延伸至压电陶瓷片组(42)。
7.根据权利要求3所述的井口声波发射装置，其特征在于:所述外筒三通(24)的内壁上还附有防冲蚀护衬(12)，所述防冲蚀护衬(12)由陶瓷材料制成。
8.根据权利要求3所述的井口声波发射装置，其特征在于:所述发声体(43)的外周面上设有密封圈(11)。
9.根据权利要求3所述的井口声波发射装置，其特征在于:所述压电陶瓷片组(42)采用压电陶瓷圆环和薄金属片交替堆叠而成，相邻两片压电陶瓷圆环的极化方向相反，极化方向沿厚度方向。
10.根据权利要求9所述的井口声波发射装置，其特征在于:所述压电陶瓷圆环由PZT压电陶瓷制成，所述薄金属片为销制，厚度为0.1mm。
【专利摘要】本发明提供了一种用于控制井下电控设备的井口声波发射装置，包括声波发生器和井口三通,井口三通内部设有水声换能器；使用时通过所述声波发生器将控制指令以电信号形式传输至所述水声换能器，后者将电信号转换为声信号并水声信道传递到井下，以无线信号发射水介质传输的方式代替了以往电缆传输指令，避免了由于铺设电缆造成的工艺复杂、成本高昂、占用井筒空间、以及易受井况限制等缺点。另外，水声换能器能够将电磁震荡能转换为低频、大功率的机械震荡能，可以满足深井、超深井、大位移井、水平井、多分支井等多种复杂井况下的信息传输。
【IPC分类】G08C23-02, E21B47-18
【公开号】CN104832165
【申请号】CN201510227345
【发明人】冯强, 王敦威, 王益山, 王瑶, 雷中清, 梁红梅, 周俊然, 党伟
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月6日