一種固井組合測井儀的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實(shí)用新型涉及礦場地球物理測井技術(shù)領(lǐng)域中的一種用來測量套管井水泥膠結(jié)質(zhì)量專用固井組合測井儀器，利用其測井資料評(píng)價(jià)套管與水泥環(huán)、水泥環(huán)與地層水泥膠結(jié)質(zhì)量，自然伽馬用來做深度校正。
[0003]現(xiàn)有技術(shù):
[0004]目前國內(nèi)固井測井需要測量地層自然伽馬曲線、聲波幅度和變密度測井資料，并且將測井信號(hào)傳送到地面系統(tǒng)后處理解釋，測井時(shí)需要將自然伽馬、聲波、傳輸短節(jié)三支儀器連接后下井測量。國內(nèi)不同的測井系統(tǒng)配備不同的測井儀器，可謂是種類繁多，型號(hào)不一，但都是三支儀器連接后測井。其缺點(diǎn)是:一、儀器連接后長度大。數(shù)字聲波和遙傳短節(jié)連接后長度達(dá)9.2m，測井施工中井口對(duì)接相對(duì)麻煩，儀器總重量230kg，工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。由于儀器比較長，增加了測井施工風(fēng)險(xiǎn)，尤其是聲系較長、強(qiáng)度低容易發(fā)生折曲，遇阻遇卡過程中發(fā)生斷裂可能性較大。二、儀器制造和維護(hù)成本高。數(shù)字聲波和遙傳短節(jié)加自然伽馬測井儀能夠完成裸眼井測井和套管井測井任務(wù)，由于不是專用的固井測井儀器，測量的測井資料質(zhì)量不高，而且價(jià)格非常昂貴，儀器的后期維修保養(yǎng)成本相對(duì)較高。
[0005]【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0006]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有測井儀器需要三支獨(dú)立儀器連接后完成地層自然伽馬曲線、聲波幅度和變密度測量所帶來的儀器體積大、使用費(fèi)用高和測井資料質(zhì)量差的問題，提出一種固井組合測井儀。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0008]—種固井組合測井儀，主要由電子線路和聲系兩部分組成，其中電子線路部分包括電源電路、邏輯生成電路、聲波發(fā)射控制電路、自然伽馬探頭、通訊編碼電路和信號(hào)放大處理電路，聲系部分包括聲波發(fā)射探頭、聲波短源距接收探頭和聲波長源距接收探頭，其特征是:所述電子線路集成后固定在一個(gè)儀器殼體內(nèi)的骨架上，聲系部分的聲波發(fā)射探頭、聲波短源距接收探頭和聲波長源距接收探頭依次通過隔聲體間隔固定在儀器殼體下部的支架總成上，內(nèi)部注滿硅油；所述電源電路輸出包括:一組輸出+5V和+24V為邏輯電路供電，一組輸出±15V和160V為各個(gè)電路的工作電源，一組輸出作為自然伽馬高壓電源，并將+24V倍壓后給自然伽馬探頭的光電倍增管提供工作高壓；邏輯生成電路產(chǎn)生聲波所需要的發(fā)射、接收和控制信號(hào)；聲波發(fā)射控制電路在發(fā)射邏輯的控制下完成對(duì)聲波發(fā)射探頭的發(fā)射，并產(chǎn)生聲波增益控制邏輯調(diào)整聲波輸出信號(hào)的幅度；自然伽馬探頭接收地層中的自然伽馬射線并轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，送到信號(hào)放大處理電路；聲波短源距接收探頭和聲波長源距接收探頭接收到的聲波信號(hào)送到信號(hào)放大處理電路進(jìn)行放大、濾波處理；信號(hào)放大處理電路把自然伽馬脈沖信號(hào)分頻整形后輸出脈沖到通訊編碼電路，與其他信號(hào)一起進(jìn)行編碼，并與通訊編碼電路建立連接；通訊編碼電路與地面系統(tǒng)建立通訊聯(lián)系，測井?dāng)?shù)據(jù)編碼后通過電纜上傳到地面系統(tǒng)。
[0009]上述方案進(jìn)一步包括:
[0010]信號(hào)放大處理電路采用單片機(jī)，聲波發(fā)射探頭與聲波短源距接收探頭和聲波長源距接收探頭距離分別為3英尺和5英尺，發(fā)射探頭是兩個(gè)12條條狀壓電陶瓷晶體，短源距接收探頭和長源距接收探頭均是兩個(gè)8條條狀壓電陶瓷晶體，電子線路在邏輯生成電路的控制下向發(fā)射探頭提供4000V以上高壓發(fā)射脈沖。
[0011]電子線路配有保溫瓶；儀器外殼和支架總成均由不銹鋼材料制成，并采用螺紋連接為整體，在儀器外殼和支架總成整體兩端設(shè)有鈦鋼螺紋套絲扣的上下接頭，儀器上下電氣連接采用多芯插針連接。
[0012]實(shí)用新型效果:
[0013]本實(shí)用新型的固井組合測井儀則具有以下特點(diǎn):
[0014]儀器結(jié)構(gòu)簡單。固定組合測井儀器由電子電路和聲系兩部分組成，儀器總長度只有5.2m。是原來固井儀器長度的一半，總重量減輕了一半。儀器短小精悍，測井施工中連接使用方便，降低了測井施工風(fēng)險(xiǎn)。
[0015]儀器制造成本低。固井組合測井儀一支儀器可以完成聲幅、變密度測井、自然伽馬測井、數(shù)據(jù)編碼傳輸功能，一支儀器即可替代原有的三支儀器，集成度高極大降低了儀器制造和后期維修保養(yǎng)成本，價(jià)格只有原來儀器的五分之一。儀器探頭和電路設(shè)計(jì)針對(duì)固井測井目的，減少了儀器由于碰撞摩擦引起的干擾，測井資料符合地層變化規(guī)律。采用了單片機(jī)控制，編碼傳輸信號(hào)，井下高速AD轉(zhuǎn)換，簡化集成電路。
[0016]附圖及附圖的簡單說明:
[0017]圖1是本實(shí)用新型的一種固井組合測井儀儀器外觀結(jié)構(gòu)簡圖；圖中，1-儀器外殼(內(nèi)置電子線路)，2-支架總成(設(shè)置聲系)，3-聲波發(fā)射探頭，4-聲波短源距接收探頭，5-聲波長源距接收探頭。
[0018]圖2是儀器電路結(jié)構(gòu)框圖；圖中，11_+5V、+24V電源電路，12_± 15V、+160V電源電路，13-自然伽馬高壓電源，14-邏輯生成電路，15-通訊編碼電路，16-聲波發(fā)射控制電路，17-信號(hào)放大處理電路，18-自然伽馬探頭，9-聲波發(fā)射探頭(同圖1中的聲波發(fā)射探頭3)，10-聲波接收探頭(包括短源距接收探頭4、長源距接收探頭5)。
[0019]【具體實(shí)施方式】:
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型組進(jìn)一步說明。
[0021]固井組合測井儀屬于一種專用測井儀器，主要由電子線路和聲系組成。電子線路內(nèi)部8塊電路板固定在儀器骨架上，電路設(shè)計(jì)利用AltiumDesigner軟件設(shè)計(jì)電路原理圖和PCB印刷電路板，電子元器件焊接在印刷電路板上，單片機(jī)軟件編程采用C語言編寫。儀器外殼由不銹鋼材料制成，上下接頭采用鈦鋼螺紋套絲扣連接其他儀器，儀器上下電氣連接采取19芯插針保持供電和信號(hào)傳輸。聲系采用單發(fā)雙收探頭結(jié)構(gòu)，聲波發(fā)射探頭(也稱發(fā)射晶體)和聲波接收探頭(也稱接收晶體)侵泡在硅油內(nèi)保證聲波信號(hào)耦合性，支架總成(也稱聲系外殼)為隔聲體結(jié)構(gòu)延長直達(dá)波到達(dá)時(shí)間。
[0022]如圖1所示:該儀器包括1、2兩大部分，其中I是儀器外殼，內(nèi)部有電子線路(圖2中A部分);2是支架總成，上面布置聲波發(fā)射探頭3、聲波短源距接收探頭(也稱短源距接收晶體)4、聲波長源距接收探頭(也稱長源距接收晶體)5。
[0023]如圖2所示:電子線路內(nèi)部有8部分電路組成。地面系統(tǒng)給下井儀器180V交流，電源電路11提供+