專利名稱：一種存儲式聲波變密度測井裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油田井下聲波測井儀，特別是一種存儲式聲波變密度測井裝置。
背景技術(shù)：
存儲聲波測井儀是我公司國內(nèi)首創(chuàng)產(chǎn)品，在具有原來直讀聲幅測井儀的功能基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了井下聲波測井?dāng)?shù)據(jù)的存儲和直讀兩種工作方式。常規(guī)單發(fā)雙收直讀聲波變密度測井儀用于檢測套管井水泥膠結(jié)質(zhì)量，儀器測量四個參數(shù)套管接箍(簡稱CCL)、自然伽瑪(簡稱GR)、聲幅(簡稱CBL)、變密度(簡稱VDL)，套管接箍測量的是井下兩節(jié)套管連接點(diǎn)，測量原理是探頭在經(jīng)過接箍時固定磁場受外界影響而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；自然伽瑪是探測地層固有伽瑪放射性強(qiáng)度，通過和裸眼井測量藍(lán)圖對比來校對當(dāng)前深度；CBL測井使用距離發(fā)射探頭3英尺的探頭接收聲波信號，經(jīng)過信號首波幅度來判定第一界面的膠結(jié)狀況；VDL測井是使用距離發(fā)射探頭5英尺的探頭接收聲波信號， 用于探測套管井第二界面的膠結(jié)質(zhì)量，即水泥環(huán)和地層之間是否膠結(jié)良好。儀器一次下井同時測量這四種參數(shù)，測量數(shù)據(jù)通過地面軟件處理，以曲線的方式顯示。聲波的發(fā)射器和接收器均安裝在充滿硅油的橡皮膠囊的聲系內(nèi)，聲系的膠囊實現(xiàn)井液與硅油的隔離，通過橡皮囊和硅油實現(xiàn)井內(nèi)壓力與橡皮囊內(nèi)壓的平衡，技術(shù)上需克服多芯電纜傳輸?shù)男盘柛蓴_、 壓電陶瓷晶體及隔聲結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及皮囊的耐氣體腐蝕問題。常規(guī)聲波測井儀在結(jié)構(gòu)上除上述的單發(fā)雙收方式，還有單發(fā)四收、雙發(fā)雙收、雙發(fā)八收方式，無論何種方式的聲波測井儀，都存在對聲波信號的處理、傳輸，這在常規(guī)非存儲聲波測井儀器都存在技術(shù)上無法克服的缺點(diǎn)。常規(guī)的直讀聲波測井儀的聲波采用信號的頻率一般為20KHZ，聲波信號傳輸采用單芯電纜或多芯電纜，常規(guī)電纜的響應(yīng)頻率只有十幾KHZ，所以聲波信號經(jīng)由電纜傳輸?shù)降孛娴臅r候會出現(xiàn)畸變，造成儀器的測量分辨率及精度的誤差，而且不同類型不同長度的電纜對聲波信號的傳輸誤差各不相同，所以這個測量誤差在傳統(tǒng)的聲波變密度測井儀的應(yīng)用是無法避免的。針對這一問題目前技術(shù)上采用的方法是，聲波信號通過井下模數(shù)轉(zhuǎn)換，采用數(shù)字信號高速遙傳，硬件設(shè)備及成本的費(fèi)用非常高；另外一種方法是更換為滿足傳輸頻率特性的特種電纜，則其價格是常規(guī)電路的數(shù)倍，非常昂貴，不利于現(xiàn)場推廣。而在水平井、大斜度井等電纜無法下放儀器的井況中，常規(guī)聲幅變密度儀器無法實現(xiàn)其測井功能，也亟待出現(xiàn)電池供電的測井儀器。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種避免傳統(tǒng)直讀方式電纜的頻率特性不好造成的對聲波信號的傳輸誤差，使測量曲線分辨率和精度提高的存儲式聲波變密度測井裝置。本實用新型的技術(shù)方案是一種存儲式聲波變密度測井裝置，其特征是至少包括一組上位聲波檢測單元、一組下位聲波檢測單元、一磁定位單元和檢測處理單元，檢測處理單元分別通過I/o 口與上位聲波檢測單元和下位聲波檢測單元的發(fā)射控制口電連接，上位聲波檢測單元和下位聲波檢測單元的聲檢測電路將檢測的信號送到處理放大電路，通過處理放大電路變成數(shù)字信號送到檢測處理單元的I/o 口，檢測處理單元將處理得到的信號存貯到一存貯卡上。所述的上位聲波檢測單元和下位聲波檢測單元分別包括聲波上發(fā)射頭、上發(fā)射電路和上聲波接收頭、上聲波接收電路，下位聲波檢測單元分別包括聲波下發(fā)射頭、下發(fā)射電路和下聲波接收頭、下聲波接收電路，檢測處理單元與上發(fā)射電路和下發(fā)射電路電電連接，上聲波接收頭、下聲波接收頭分別與變壓器Tl或T2連接，變壓器Tl和T2的次級端分別與上放大器和下放大器電連接，上放大器和下放大器與模擬開關(guān)的兩個輸入端電連接，模擬開關(guān)的兩個片選端與檢測處理單元的I/O 口電連接，模擬開關(guān)的輸出通過第一緩沖電路與A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端電連接，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與檢測處理單元的I/O 口電連接。所述的上位聲波檢測單元和下位聲波檢測單元采用水介超聲波傳感器。所述的上位聲波檢測單元和下位聲波檢測單元分別由支架固定，放置在井下工作。所述的檢測處理單元的I/O 口上連接有磁定位單元。所述的磁定位單元包括磁傳感器、放大電路、濾波電路和第二緩沖電路，磁傳感器、放大電路、濾波電路和第二緩沖電路依次從前至后電連接，第二緩沖電路輸出端與檢測處理單元的I/o 口電連接。所述的磁定位單元包括兩塊永久磁鋼和繞制的線圈及外殼，兩塊永久磁鋼安裝時同極性方向相反吸附在線圈兩端。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是由于檢測處理單元將處理得到的信號存貯到一存貯卡上，存貯卡的信息由地面數(shù)據(jù)處理回放，不僅解決了儀器電纜下放的問題，同時也保證了測量效果。避免傳統(tǒng)直讀方式電纜的頻率特性不好造成的對聲波信號的傳輸誤差，使測量曲線分辨率和精度提高。

下面結(jié)合實施例附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明圖I是本實用新型電路原理框圖；圖2是磁定位單元、上位聲波檢測單元I和下位聲波檢測單元2電路原理框圖。圖中，I、上位聲波檢測單元；2、下位聲波檢測單元；3、磁定位單元；和4、檢測處理單元；5、存貯卡；6、模擬開關(guān)；7、第一緩沖電路；8、A/D轉(zhuǎn)換電路；9、上發(fā)射電路；10、下發(fā)射電路；11、上放大器；12、下放大器；301、磁傳感器；302、放大電路；303、濾波電路；304、第二緩沖電路。
具體實施方式
如圖I和圖2所示，一種存儲式聲波變密度測井裝置，其特征是至少包括一組上位聲波檢測單元I、一組下位聲波檢測單元2、一磁定位單元3和檢測處理單元4，檢測處理單元4分別通過I/O 口與上位聲波檢測單元I和下位聲波檢測單元2的發(fā)射控制口電連接，上位聲波檢測單元I和下位聲波檢測單元2的聲檢測電路輸出端與檢測處理單元4的I/O口電連接，檢測處理單元4通過接口電路與存貯卡5電連接。用于控制上位聲波檢測單元I和下位聲波檢測單元2的發(fā)射電路工作，上位聲波檢測單元I和下位聲波檢測單元2的聲檢測電路將檢測的信號送到處理放大電路，通過處理放大電路變成數(shù)字信號送到檢測處理單元4的I/O 口，檢測處理單元4將處理得到的信號存貯到一存貯卡5上，存貯卡5的信息再由讀取單元和處理器隔離處理。上位聲波檢測單元I和下位聲波檢測單元2的聲檢測電路將檢測的信號是通過先送到一模擬開關(guān)的兩個輸入端口，由檢測處理單元控制模擬開關(guān)6導(dǎo)通選項口完成選項，接通過其中一路信號送到處理放大電路，然后由處理放大電路通過緩沖電路后再輸入到A/D轉(zhuǎn)換電路8，由A/D轉(zhuǎn)換電路8將接收的聲頻信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號送到檢測處理單元的I/O 口。檢測處理單元4的I/O 口上連接有磁定位單元3。磁定位單元3由磁傳感器301 接收磁信號，磁信號通過放大電路302、濾波電路303和第二緩沖電路304送到檢測處理單元4的I/O 口上。上位聲波檢測單元I和下位聲波檢測單元2采用水介超聲波傳感器。上位聲波檢測單元I和下位聲波檢測單元2分別包括聲波上發(fā)射頭、上發(fā)射電路9和上聲波接收頭(聲幅變密度傳感器)、上聲波接收電路，下位聲波檢測單元2分別包括聲波下發(fā)射頭、下發(fā)射電路10和下聲波接收頭(聲幅變密度傳感器)、下聲波接收電路，上放大器11和下放大器12與模擬開關(guān)6的兩個輸入端電連接，模擬開關(guān)6的兩個片選端與檢測處理單元的I/O 口電連接，模擬開關(guān)6的輸出端與第一緩沖電路7的輸入端電連接,第一緩沖電路7的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路8的輸入端電連接，A/D轉(zhuǎn)換電路8的輸出端與檢測處理單元的I/O 口電連接。檢測處理單元4控制上發(fā)射電路9和下發(fā)射電路電路10驅(qū)動聲波發(fā)射頭，檢測處理單元4每90ms發(fā)出一次發(fā)射脈沖，經(jīng)過發(fā)射電路(放大和驅(qū)動發(fā)射變壓器)，產(chǎn)生> 2500v發(fā)射脈沖，使發(fā)射傳出聲波信號。反射聲波信號被上聲波接收頭、下聲波接收頭(聲幅變密度傳感器)接受，經(jīng)升壓變壓器Tl或T2，傳輸?shù)缴戏糯笃?1和下放大器12，上下聲幅信號經(jīng)上放大器11和下放大器12放大進(jìn)入模擬開關(guān)6，再輸入到A/D轉(zhuǎn)換電路8，由A/D轉(zhuǎn)換電路8將接收的聲頻信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號送到檢測處理單元的I/O 口。磁定位單元3包括兩塊永久磁鋼和繞制的線圈及外殼，兩塊永久磁鋼安裝時同極性方向相反吸附在線圈兩端。上位聲波檢測單元I和下位聲波檢測單元2分別由支架固定，放置在井下工作。
權(quán)利要求1.一種存儲式聲波變密度測井裝置，其特征是至少包括一組上位聲波檢測單元(I)、一組下位聲波檢測單元(2)、一磁定位單元(3)和檢測處理單元(4)，檢測處理單元(4)分別通過I/O 口與上位聲波檢測單元(I)和下位聲波檢測單元(2)的發(fā)射控制口電連接，上位聲波檢測單元(I)和下位聲波檢測單元(2)的聲檢測電路輸出端與檢測處理單元(4)的I/O口電連接，檢測處理單元(4)通過接口電路與存貯卡(5)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種存儲式聲波變密度測井裝置，其特征是所述的上位聲波檢測單元(I)和下位聲波檢測單元(2)分別包括聲波上發(fā)射頭、上發(fā)射電路(9)和上聲波接收頭、上聲波接收電路，下位聲波檢測單元(2)分別包括聲波下發(fā)射頭、下發(fā)射電路(10)和下聲波接收頭、下聲波接收電路，檢測處理單元(4)與上發(fā)射電路(9)和下發(fā)射電路(10)電連接，上聲波接收頭、下聲波接收頭分別與變壓器Tl或T2連接，變壓器Tl和T2的次級端分別與上放大器(11)和下放大器(12 )電連接，上放大器(11)和下放大器(12 )與模擬開關(guān)(6)的兩個輸入端電連接，模擬開關(guān)(6)的兩個片選端與檢測處理單元的I/O 口電連接，模擬開關(guān)(6)的輸出第一緩沖電路(7)與A/D轉(zhuǎn)換電路(8)的輸入端電連接，A/D轉(zhuǎn)換電路(8)的輸出端與檢測處理單元的I/O 口電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種存儲式聲波變密度測井裝置，其特征是所述的上位聲波檢測單元(I)和下位聲波檢測單元(2)采用水介超聲波傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種存儲式聲波變密度測井裝置，其特征是所述的上位聲波檢測單元(I)和下位聲波檢測單元(2)分別由支架固定，放置在井下工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種存儲式聲波變密度測井裝置，其特征是所述的檢測處理單元(4)的I/O 口上連接有磁定位單元(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種存儲式聲波變密度測井裝置，其特征是所述的磁定位單元(3)包括磁傳感器(301)、放大電路(302)、濾波電路(303)和第二緩沖電路(304)，磁傳感器(301)、放大電路(302)、濾波電路(303)和第二緩沖電路(304)依次從前至后電連接，第二緩沖電路(304)輸出端與檢測處理單元(4)的I/O 口電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種存儲式聲波變密度測井裝置，其特征是所述的磁定位單元(3)包括兩塊永久磁鋼和繞制的線圈及外殼，兩塊永久磁鋼安裝時同極性方向相反吸附在線圈兩端。
專利摘要本實用新型涉及油田井下聲波測井儀，特別是一種存儲式聲波變密度測井裝置，其特征是至少包括一組上位聲波檢測單元(1)、一組下位聲波檢測單元(2)、一磁定位單元(3)和檢測處理單元(4)，檢測處理單元(4)分別通過I/O口與上位聲波檢測單元(1)和下位聲波檢測單元(2)的發(fā)射控制口電連接，上聲波檢測單元(1)和下位聲波檢測單元(2)的聲檢測電路輸出端與檢測處理單元(4)的I/O口電連接，檢測處理單元(4)通過接口電路與存貯卡(5)電連接。它避免傳統(tǒng)直讀方式電纜的頻率特性不好造成的對聲波信號的傳輸誤差，使測量曲線分辨率和精度提高。
文檔編號E21B47/26GK202596708SQ201220110589
公開日2012年12月12日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者江松元, 劉樹勤, 宮繼剛, 李白 申請人:陜西華晨石油科技有限公司