專利名稱：：超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及石油、水文地質(zhì)勘探領(lǐng)域的測井技術(shù)，特別涉及一種超聲成像測井儀器，具體說是一種超聲成像測井儀上使用的具有泥漿補(bǔ)償功能的泥漿補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
：超聲成像儀器是一種利用超聲換能器發(fā)射聲波脈沖且接收反射波幅度和旅行時(shí)間來產(chǎn)生井壁圖像的設(shè)備。井眼中鉆井流體的超聲衰減在超聲成像測井儀器特性中扮演重要的角色。在井眼中超聲衰減的高值會破壞超聲成像測井儀器圖像。一方面，在小井眼中超聲衰減的高值會在圖像中造成干擾模式(條帶)。干擾模式是由于衰減的回波引起，換能器的鳴震和儀器內(nèi)的超聲反射共同引起回波衰減。另一方面，在大井眼中超聲衰減的高值在屈像中造成散斑、模糊和條痕。散斑和模糊是因?yàn)樾盘枩p小到噪聲引起的。目前，國內(nèi)現(xiàn)有的超聲成像測井儀器技術(shù)條件為每支超聲成像儀器中含有兩個(gè)超聲換能器1.5MHz和0.5MHz。由于聲波傳輸衰減與頻率成正比，現(xiàn)有的技術(shù)條件在儀器工作時(shí)聲波衰減量較大，嚴(yán)重影響了聲波的傳輸效率，在圖像分辨率上造成散斑、模糊、條痕和條帶，影響測井曲線和圖像的質(zhì)量?，F(xiàn)在的超聲成像測井儀器沒有泥漿補(bǔ)償設(shè)置，不能起到降低聲波在泥漿中衰減的作用。在實(shí)際應(yīng)用中測井儀操作者根據(jù)具體的被測井的具體情況來選擇相應(yīng)的增益、換能器工作頻率、換能器工作激勵(lì)電壓，可以使得超聲測井儀器在本身工作方面調(diào)試到最佳工作方式。但是在聲波衰減方面沒有直接的措施，信號衰減量還是大，所以現(xiàn)有的技術(shù)條件在信號采集上有很大的困難，尤其是在泥漿比重《1.25g/cm3的情況下或井眼中直徑在203.2mm以上的情況下，信號衰減量大，超聲回波的幅度就不容易被檢測到，從而限制了超聲成像測井儀器應(yīng)用范圍，即只能在泥漿密度相對較小的井中使用超聲成像測井儀器。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置，通過改變聲波從換能器到井壁，再返回到換能器的旅行路途中的介質(zhì)，降低聲波在井眼鉆井泥漿中的衰減，提高檢測到超聲回波幅度，提高超聲成像測井儀器的分辨率。克服現(xiàn)有超聲成像測井儀器，在泥漿密度大的井中或井眼較大的井中，不容易被檢測到超聲回波的不足。本發(fā)明的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置，包括連接段、圓錐體過度段和透聲窗組成，連接段、圓錐體過度段和透聲窗為一個(gè)整體，采用聚四氟乙烯材料制成，壁厚在5—8mm之間。兩端為圓筒狀的連接段，外徑在80—90mm之間，連接段的端部有內(nèi)螺紋。兩端的內(nèi)螺紋能將超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置連接在超聲成像測井儀器外殼的中間。所述的透聲窗在兩個(gè)連接段的中間，透聲窗為一個(gè)凸出的圓柱，外徑在150—300腿之間，透聲窗的高度為70—90mm。在連接段與透聲窗之間有圓錐體過度段，圓錐體過度段斜邊的傾斜角在10—20度之間。測井時(shí)，將上部連接段和下部連接段分別連接在測井儀器外殼上，內(nèi)部充滿液壓油。超聲換能器發(fā)射的聲波脈沖信號首先通過液壓油液體材料，穿過透聲窗到達(dá)井壁。由于透聲窗與井壁的距離僅有20—25mm，也就是說僅有20—25mm距離的泥漿需要聲波脈沖信號穿過。聲波脈沖信號穿過泥漿的距離縮短，使聲波脈沖信號的衰減量很少。接收反射波幅度產(chǎn)生井壁圖像代表井壁的真實(shí)情況。本發(fā)明的有益效果超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置，允許超聲成像測井儀器應(yīng)用于152.4—203.2mm的井眼中，而不考慮流體的形態(tài)和比重。聚四氟乙烯錐體透聲窗口用來減少干擾的偶然性和嚴(yán)重性。透聲窗兩端傾斜15°用來減少換能器與窗口之間的聲反射，否則會引起回波干擾。泥漿補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)成在大于203.2mm的井眼中用于減少信號的衰減量。通過選擇相應(yīng)尺寸的泥漿補(bǔ)償裝置，使得儀器換能器更接近于井壁，本項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于采用衰減更低的聚四氟乙烯路徑來取代高衰減流體路徑，從而降低了聲波在井眼中流體的衰減。實(shí)驗(yàn)證明泥漿補(bǔ)償裝置到井壁20mm間隔將會產(chǎn)生好的效果，由于泥漿補(bǔ)償裝置到井壁之間的距離縮小，從而聲波在泥漿中的傳播路徑減小，降低了聲波在泥漿中的傳播衰減。同時(shí)減少了超聲成像測井儀器在鉆井中粘卡的風(fēng)險(xiǎn)。理論上，超聲成像測井儀器可以成功的應(yīng)用于任何井眼直徑中，只要如圖l顯示信號幅度大于噪聲。同時(shí)，對于一個(gè)好的圖像，在信號與噪聲之間至少有6-dB的余量。泥漿補(bǔ)償裝置在測井過程中的選擇如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)剖面示意圖。是實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為帶有泥漿補(bǔ)償裝置和沒有泥漿補(bǔ)償裝置的超聲信號隨流體超聲衰減的示意圖。圖中，1.儀器外殼，2.連接段，3.圓錐體過度段，4.透聲窗，5.內(nèi)部固定軸。具體實(shí)施方式實(shí)施例1。參閱圖1。以一個(gè)適合在直徑為165.lmm井壁中測井的超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置為例，進(jìn)行說明。連接段2、圓錐體過度段3和透聲窗4為一個(gè)整體，采用聚四氟乙烯材料制成，壁厚為6mm。兩端連接段2為圓筒狀，外徑為90mm，連接段2的端部有內(nèi)螺紋。透聲窗4在兩個(gè)連接段2的中間，透聲窗4為一個(gè)凸出的圓柱，外徑為165.lmm之間，透聲窗4的高度為80mm。在連接段2與透聲窗4之間有圓錐體過度段3，圓錐體過度段3斜邊的傾斜角為15度，超聲成像測井儀器中泥漿補(bǔ)償裝置的上部連接段2和下部連接段2分別連接在測井儀器外殼上，內(nèi)部充滿液壓油。適應(yīng)井壁直徑變化時(shí)，超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置透聲窗4的度保持不變，為80mm。同時(shí)，圓錐體過度段3斜邊的傾斜角度保持不變，為15度。圖1儀器的內(nèi)部固定軸5的作用是，連接測井的超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置兩端的儀器外殼1，保證儀器的完整性和牢固性。圖2表示的是沒有測井的超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置和帶有273.0mm測井的超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置的超聲反射波信號幅度隨著流體超聲衰減而降低的情況示意圖。噪聲曲線的指數(shù)部分是與在標(biāo)準(zhǔn)圓桶窗口與換能器之間的換能器鳴震和聲波反射引起的噪聲相關(guān)；噪聲曲線的常數(shù)部分對應(yīng)于超聲成像測井儀器電子噪聲的下限。從圖2中可以明顯觀察到帶有泥漿補(bǔ)償技術(shù)的超聲成像儀器在泥漿中信號衰減量小，可以提供大范圍的有用信號，便于儀器采樣和傳輸。權(quán)利要求1、一種超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置，包括連接段(2)、圓錐體過度段(3)和透聲窗(4)組成，其特征是連接段(2)、圓錐體過度段(3)和透聲窗(4)為一個(gè)整體，采用聚四氟乙烯材料制成，壁厚在5—8mm之間，兩端連接段(2)為圓筒狀，外徑在80—90mm之間，連接段(2)的端部有內(nèi)螺紋，所述的透聲窗(4)在兩個(gè)連接段(2)的中間，透聲窗(4)為一個(gè)凸出的圓柱，外徑在150—300腿之間，透聲窗(4)的高度為70—90mm，在連接段(2)與透聲窗(4)之間有圓錐體過度段(3)，圓錐體過度段(3)斜邊的傾斜角在10—20度之間，上部連接段(2)和下部連接段(2)分別連接在測井儀器外殼上，內(nèi)部充滿液壓油。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置，其特征是透聲窗(4)的高度為80mm，圓錐體過度段(3)斜邊的傾斜角為15度。全文摘要超聲成像測井儀器中的泥漿補(bǔ)償裝置，應(yīng)用于超聲成像測井儀，是一種具有泥漿補(bǔ)償功能的泥漿補(bǔ)償裝置。特征是包括連接段、圓錐體過度段和透聲窗組成，連接段、圓錐體過度段和透聲窗為一個(gè)整體，采用聚四氟乙烯材料制成，壁厚在3-8mm之間。兩端連接段為圓筒狀，外徑在80-110mm之間，連接段的端部有內(nèi)螺紋。所述的透聲窗在兩個(gè)連接段的中間，透聲窗為一個(gè)凸出的圓柱，外徑在150-300mm之間，透聲窗的高度為70-90mm。在連接段與透聲窗之間有圓錐體過度段，圓錐體過度段斜邊的傾斜角為10-20度之間。效果是泥漿補(bǔ)償裝置到井壁的距離縮短，聲波在泥漿中的傳播路徑減少，降低了聲波在泥漿中的傳播衰減；并能減少儀器在鉆井中粘卡的風(fēng)險(xiǎn)。文檔編號G01V9/00GK101122231SQ20071012034公開日2008年2月13日申請日期2007年8月16日優(yōu)先權(quán)日2007年8月16日發(fā)明者任麗娟,劉建成,朱文奎,劍李,李亞敏,李文博,葛海婭,賀海龍,賈向東,賈長雨,林鄧,高紅軍申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司;中國石油集團(tuán)測井有限公司