中，发射换能器2采用反向激励的正交偶极子工作模式，发射换能器2产生声波，接收换能器3接收声波。
[0032]在一个实施例中，发射换能器2采用两两反向激励的正交四极子工作模式，发射换能器2产生声波，接收换能器3接收声波。
[0033]在一个实施例中，发射换能器2周边设有透声窗，由于其声阻抗与钻铤内的娃油和钻铤外的泥浆声阻抗相匹配，因而有利于减少声波在发射过程中的衰减。
[0034]图4a为本实用新型实施例一提供的接收换能器结构示意图。如图4a所示，接收换能器3包括:第二辐射金属块17、第二质量金属块18、第二金属夹板19、接收型压电陶瓷片20、铜箔21、铜箔22构成圆柱体，接收换能器3外层包裹玻璃纤维和环氧树脂或者硅橡胶保护层，最外层为金属保护壳。其中，金属块与压电陶瓷、压电陶瓷之间用穿钉和胶黏剂装配和黏结而成。接收换能器3的长度和钻铤I的长度方向垂直。
[0035]在一个实施例中，接收换能器3为接收型压电陶瓷片20、第二辐射金属块17、第二金属夹板19和第二质量金属块18黏结而成，接收型压电陶瓷片20为耐高温接收型压电陶瓷片，直径为1mm — 60mm，厚度为Imm — 50mm，其数量为2 — 40 (偶数)片，极化方向为厚度方向，黏结时相邻压电陶瓷片极化方向相反。第二辐射金属块17直径为1mm — 60_，厚度为3mm—50mm。第二质量金属块18直径为1mm—60mm,厚度为3mm—50mm,端头直径可大于接收型压电陶瓷片20。铜箔21和铜箔22的直径均为1mm — 80mm，厚度均为0.1mm — 5mm，其数量均为4一42(偶数)片，高温导电胶涂抹在铜箔21和铜箔22双向表面。铜箔21与信号线正极连接，铜箔22与信号线负极连接。
[0036]图4b和4c为本实用新型实施例一提供的接收换能器安装示意图。接收换能器2可以为多组，每组4个相互垂直放置于同一平面上，每组接收换能器沿钻铤轴向方向依次分布O
[0037]在一个实施例中，接收换能器3为4组16个，4个接收换能器相互垂直放置，并且处于同一平面上，接收换能器水平中心距离为30mm-90mm，接收换能器垂直中心距离为30mm-100mmo利用阵列接收，是因为它具有垂直其轴线平面接收指向性窄的特性，有利于确定测量地层的空间位置，阵元数量越多，指向性越强。
[0038]在一个实施例中，接收换能器3上部呈喇叭形，扩大了接收角度，能够接收到更多的声波信息。接收换能器3周边设有透声窗，由于其声阻抗与钻铤内的硅油和钻铤外的泥浆声阻抗相匹配，因而有利于在地层中的回波不衰减或者较少衰减地被接收。
[0039]由于本实用新型实施例装置的结构，将发射换能器2与接收换能器阵列3组合，使用三种不同的工作模式发射声波，而三种接收换能器阵列接收的信号是通过不同地质结构的反射、折射和吸收等多种不同的物理过程，经处理这些接收信号的差异来判断储层的含油性及其储量。特别是，加入偶极子与四极子工作模式，可以有效地测量软地层的横波信息，从而可以分析地层的各向异性等。
[0040]由于本实用新型的结构，将四个发射换能器组装在一起，具有三种工作组合模式发射不同声波，即:四个发射换能器同向激励的单极子模式、四个发射换能器反向激励的正交偶极子的模式，四个发射换能器两两反向激励的正交四极子模式，各个接收换能器阵列接收的信号是通过不同地层的反射、折射和传播吸收等多种不同的过程，经过处理这些信号的差异即可判断地层的纵波速度、横波速度、孔隙度和孔隙压力等信息，尤其是在软地层(地层的横波速度小于井内流体的声速)，利用本实用新型中的正交偶极子与正交四极子的方式可以测量地层的横波速度，进行地应力分析，使得换能器的整体功能得到扩展。
[0041]以上所述的【具体实施方式】，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种随钻声波测井装置，其特征在于，所述装置包括:钻铤、设置在钻铤上的发射换能器和接收换能器； 所述发射换能器，包括设置在两端的第一辐射金属块和第一质量金属块、位于中间的第一金属夹板、分别位于第一辐射金属块、第一质量金属块和第一金属夹板之间的多个发射型压电陶瓷片； 所述接收换能器，包括设置在两端的第二辐射金属块和第二质量金属块、位于中间的第二金属夹板、分别位于第二辐射金属块、第二质量金属块和第二金属夹板之间的多个接收型压电陶瓷片； 其中，所述发射型压电陶瓷片数为偶数，所述发射型压电陶瓷片极化方向为厚度方向，相邻压电陶瓷片极化方向相反；所述发射换能器的长度方向和所述钻铤的长度方向垂直； 所述接收型压电陶瓷片数为偶数，所述接收型压电陶瓷片极化方向为厚度方向，相邻压电陶瓷片极化方向相反；所述接收换能器的长度方向和所述钻铤的长度方向垂直。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括:隔声体，所述隔声体为刻有声槽的钻铤，位于所述发射换能器和所述接收换能器之间，用于减弱并延迟声波从发射换能器传播到接收换能器。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射换能器为多组，每组4个相互垂直放置于同一平面上，每组发射换能器沿钻铤轴向方向依次分布。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射换能器采用同向激励的单极子工作模式。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射换能器采用反向激励的正交偶极子工作模式。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射换能器采用两两反向激励的正交四极子工作模式。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接收换能器为多组，每组4个相互垂直放置于同一平面上，每组接收换能器沿钻铤轴向方向依次分布。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射换能器外层包裹玻璃纤维和环氧胶或硅橡胶绝缘层，最外层为金属保护壳。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射换能器辐射面周边设有声窗。10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接收换能器上部呈喇叭形，周边设有透声窗。11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接收换能器外层包裹玻璃纤维和环氧胶或硅橡胶绝缘层，最外层为金属保护壳。12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射换能器的金属块和压电陶瓷片、压电陶瓷片之间采用穿钉和/或胶黏剂装配和黏结而成。13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接收换能器的金属块和压电陶瓷片、压电陶瓷片之间采用穿钉和/或胶黏剂装配和黏结而成。14.一种发射换能器，其特征在于，包括设置在两端的第一辐射金属块和第一质量金属块、位于中间的第一金属夹板、分别位于第一辐射金属块、第一质量金属块和第一金属夹板之间的多个发射型压电陶瓷片；其中，所述发射型压电陶瓷片数为偶数，所述发射型压电陶瓷片极化方向为厚度方向，相邻压电陶瓷片极化方向相反；所述发射换能器的长度方向和钻铤的长度方向垂直。15.一种接收换能器，其特征在于，包括设置在两端的第二辐射金属块和第二质量金属块、位于中间的第二金属夹板、分别位于第二辐射金属块、第二质量金属块和第二金属夹板之间的多个接收型压电陶瓷片；其中，所述接收型压电陶瓷片数为偶数，所述接收型压电陶瓷片极化方向为厚度方向，相邻压电陶瓷片极化方向相反；所述接收换能器的长度方向和钻铤的长度方向垂直。
【专利摘要】本实用新型实施例涉及一种随钻声波测井装置，所述装置包括：钻铤、设置在钻铤上的发射换能器和接收换能器；发射换能器，包括第一辐射金属块、第一质量金属块和多个发射型压电陶瓷片；接收换能器，包括第二辐射金属块、第二质量金属块和多个接收型压电陶瓷片。本实用新型实施例提供的装置，利用单极子、偶极子和四极子组成的多极子源工作模式，可以直接测量地层纵波、横波、斯通利波声速和衰减等参数，既可以相互参考验证，也可以单独处理，大大提高了装置的可信度和应用范围。
【IPC分类】E21B49/00, E21B47/14
【公开号】CN204691763
【申请号】CN201520212566
【发明人】魏倩, 车承轩, 丛健生, 王秀明, 周旋
【申请人】中国科学院声学研究所
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年4月9日