5V和+24V，電源電路12提供土 15V和160V儀器所需要的直流工作電壓，作為各個電路板元器件的工作電源，自然伽馬高壓電源13將+24V倍壓后給自然伽馬探頭的光電倍增管提供工作高壓，邏輯電路生成14產(chǎn)生聲波所需要的發(fā)射、接收和控制信號，聲波發(fā)射控制電路16在發(fā)射邏輯的控制下完成對聲波發(fā)射探頭9 (圖2中B部分)的發(fā)射，并產(chǎn)生聲波增益控制邏輯調(diào)整聲波輸出信號的幅度，自然伽馬探頭18接收地層中的自然伽馬射線并轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，送到信號放大處理電路17，信號放大處理電路17把自然伽馬脈沖信號分頻整形后輸出脈沖到通訊編碼電路板與其他信號一起進(jìn)行編碼，通訊編碼電路15與地面系統(tǒng)保持通訊聯(lián)系，測井?dāng)?shù)據(jù)編碼后通過電纜上傳到地面系統(tǒng)。聲波接收探頭10 (圖2中B部分)接收到的聲波信號送到信號放大處理電路進(jìn)行放大、濾波等處理，處理后的聲波信號通過通訊編碼電路15的電纜上傳到地面系統(tǒng)。
[0024]聲系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，支架總成2上的聲系上部是聲波發(fā)射探頭(也稱發(fā)射晶體)3，下部是聲波短源距接收探頭4和聲波長源距接收探頭5，發(fā)射晶體3距離聲波短源距接收探頭4的長度是3英尺，距離聲波長源距接收探頭5的距離是5英尺，聲波發(fā)射探頭3是兩個12條條狀壓電陶瓷晶體，聲波短源距接收探頭4和聲波長源距接收探頭5是兩個8條條狀壓電陶瓷晶體。所有晶體固定在支架總成上，內(nèi)部注滿硅油。電子線路下接頭插針在發(fā)射邏輯的控制下向聲波發(fā)射探頭3提供4000V高壓發(fā)射脈沖，聲波短源距接收探頭4接收短源距3英尺聲幅信號，聲波長源距接收探頭5接收長源距5英尺變密度信號，聲幅和變密度信號通過接頭插針傳輸?shù)诫娮泳€路。支架總成2上接頭采用螺紋套與儀器殼體I相連。
[0025]本實用新型的固井組合測井儀是測量套管井固井質(zhì)量的專用測井儀器。聲幅測井測量第一界面套管與水泥環(huán)之間的膠結(jié)質(zhì)量，變密度不但能測量第一界面還可以測量第二界面水泥環(huán)與地層之間的膠結(jié)質(zhì)量，根據(jù)測量記錄的聲幅變密度曲線準(zhǔn)確評價整個套管井的固井質(zhì)量。同時測量地層自然伽馬射線總含量，用于劃分地層和深度校深。編碼傳輸電路給相關(guān)電路提供邏輯控制信號，將處理后的測井?dāng)?shù)據(jù)編碼后通過電纜傳輸?shù)降孛嫦到y(tǒng)。
[0026]其特征為整個儀器只有兩部分組成，上部是電子線路，下部是聲波探頭聲系，簡化縮短了儀器長度結(jié)構(gòu)，電路采取當(dāng)前先進(jìn)的單片機程序控制采集，高速集成電路模塊化設(shè)計，簡化復(fù)雜的數(shù)字電路提高儀器工作性能，一支儀器即能完成整個固井測井，極大提高了測井工作效率，降低了勞動強度，電路的優(yōu)化設(shè)計提高了儀器工作性能，降低了儀器故障率，采用數(shù)據(jù)編碼模式提高了測井?dāng)?shù)據(jù)精度。
[0027]該儀器適用于套管井評價固井質(zhì)量，自然伽馬資料用作深度校正，通訊系統(tǒng)保持和地面系統(tǒng)通訊并將測井?dāng)?shù)據(jù)編碼后上傳到地面系統(tǒng)處理，該儀器預(yù)留了模擬信號和脈沖信號擴展接口，主要提供聲幅和變密度、自然伽馬測井資料，根據(jù)聲波曲線變化趨勢和幅度評價固井質(zhì)量。自然伽馬探頭接收地層中放射性射線，光電轉(zhuǎn)換后對信號進(jìn)行分頻整形后送編碼傳輸電路，通訊編碼電路保持與地面系統(tǒng)通訊，對測井信號AD轉(zhuǎn)換后編碼上傳數(shù)據(jù)，另外向地面提供下井儀纜頭電壓等輔助數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項】
1.一種固井組合測井儀，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)部注滿娃油；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；聲波發(fā)射控制電路在發(fā)射邏輯的控制下完成對聲波發(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，送到信號放大處理電路；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送到信號放大處理電路進(jìn)行放大、濾波處理；信號放大處理電路把自然伽馬脈沖信號分頻整形后輸出脈沖到通訊編碼電路，與其他信號一起進(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)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固井組合測井儀，其特征是:信號放大處理電路采用單片機，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，聲波發(fā)射探頭是兩個12條條狀壓電陶瓷晶體，聲波短源距接收探頭和聲波長源距接收探頭均是兩個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聲波發(fā)射探頭提供4000V以上高壓發(fā)射脈沖。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固井組合測井儀，其特征是: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。
【專利摘要】本實用新型提出一種固井組合測井儀。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，所述電子線路集成后固定在一個儀器殼體內(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。本實用新型具有：儀器結(jié)構(gòu)簡單，儀器制造成本低，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。
【IPC分類】E21B47/005, E21B47/14
【公開號】CN204877442
【申請?zhí)枴緾N201520465574
【發(fā)明人】李軍, 高向軍, 趙柳青, 侯斌, 許東暉
【申請人】中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司, 中石化勝利石油工程有限公司測井公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月2日