一種聲波速度測井實驗模擬裝置製造方法
2023-12-11 15:23:27 1
一種聲波速度測井實驗模擬裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種聲波速度測井實驗模擬裝置，該聲波速度測井實驗模擬裝置包括：模擬管、儀器支架及聲波信號收發設備；該模擬管的兩端固定在該儀器支架上，並且該模擬管的上部沿中心軸方向設有一條縫隙；該儀器支架的上部水平設有一具有滑動槽的滑動撐，該滑動槽位於該縫隙的正上方；該聲波信號收發設備包括：電脈衝發射器、聲波信號發射探頭、至少一聲波信號接收探頭及接收器，該電脈衝發射器連接該聲波信號發射探頭，該聲波信號接收探頭連接該接收器；該模擬管中灌注變壓器油，該聲波信號發射探頭及聲波信號接收探頭均包括主體部分及卡合結構，該主體部分浸入該變壓器油中，該卡合結構卡在該滑動槽上。
【專利說明】一種聲波速度測井實驗模擬裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型是關於聲波測井實驗技術，具體地，是關於一種聲波速度測井實驗模擬裝置。
【背景技術】
[0002]聲波在不同介質中傳播時，速度、幅度及頻率的變化等聲學特性也不相同，聲波測井就是利用巖石的這些聲學性質來研究鑽井的地質剖面，判斷固井質量的一種測井方法。其中，地層聲波速度跟地層的巖性、孔隙度以及孔隙流體性質等因素有關，因此，根據聲波在地層中的傳播速度，就可以確定地層孔隙度、巖性即孔隙流體性質。但由於實地進行測井的過程較繁瑣，且如果要針對多種不同的情況進行測井，則需要消耗較大的人力物力，並不便於針對聲波測井技術的實驗和教學。而現在的實驗教學過程中，也並沒有一種簡單方便的實驗裝置來模擬聲波測井的過程。所以，亟需一種聲波測井實驗裝置來滿足實驗教學需求。
實用新型內容
[0003]本實用新型實施例的主要目的在於提供一種聲波速度測井實驗模擬裝置，以滿足關於聲波測井技術的實驗教學需求。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型實施例提供一種聲波速度測井實驗模擬裝置，該聲波速度測井實驗模擬裝置包括:模擬管、儀器支架及聲波信號收發設備；所述的模擬管的兩端固定在所述儀器支架上，並且所述模擬管的上部沿中心軸方向設有一條縫隙；所述儀器支架的上部水平設有一具有滑動槽的滑動撐，所述滑動槽位於所述縫隙的正上方；所述的聲波信號收發設備包括:電脈衝發射器、聲波信號發射探頭、至少一聲波信號接收探頭及接收器，所述的電脈衝發射器連接所述的聲波信號發射探頭，所述的聲波信號接收探頭連接所述的接收器；所述的模擬管中灌注變壓器油，所述的聲波信號發射探頭及聲波信號接收探頭均包括主體部分及卡合結構，所述的主體部分浸入所述變壓器油中，所述卡合結構卡在所述滑動槽上。
[0005]在一實施例中，上述的聲波信號接收探頭的個數為2，並且相互間隔一定距離。
[0006]在一實施例中，上述聲波速度測井實驗模擬裝置還包括:堵頭，封堵在所述模擬管的兩端。
[0007]在一實施例中，上述的主體部分為壓電陶瓷。
[0008]進一步地，上述的卡合結構為掛鈎。
[0009]在一實施例中，上述儀器支架具有多個支撐腳，在每個所述支撐腳設置有一滑輪。
[0010]進一步地，上述滑輪上設有滑輪卡扣。
[0011]在一實施例中，上述模擬管為玻璃鋼管。
[0012]在一實施例中，上述模擬管的長度為2m。
[0013]在一實施例中，上述聲波信號發射探頭與相鄰的聲波信號接收探頭的距離為lm。[0014]本實用新型的有益效果在於，聲波速度測井實驗模擬裝置的結構簡單，相對於實地進行測井實驗的過程，較大地節約了人力物力，節省了成本，利於在實驗教學中的應用與推廣，並且，該模擬裝置的實際操作簡單、易於理解與實踐，能夠更好地滿足實驗教學的需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為根據本實用新型實施例的聲波速度測井實驗模擬裝置的結構示意圖；
[0017]圖2為根據本實用新型實施例的模擬管的部分剖面圖；
[0018]圖3為根據本實用新型實施例的聲波信號收發探頭的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0020]本實用新型實施例提供一種聲波速度測井實驗模擬裝置。以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0021]本實用新型實施例提供一種聲波速度測井實驗模擬裝置，如圖1所示，該聲波速度測井實驗模擬裝置包括:儀器支架1、模擬管3及聲波信號收發設備，其中:
[0022]模擬管3是一兩端開口的中空的圓柱形結構，其具有一定厚度的管壁13，模擬管3的兩端固定在儀器支架I上，實際應用中，可以選用玻璃鋼管制作模擬管，也可以選用其他適於聲音傳播的材質作為模擬管，以模擬不同的地層，本實用新型不以此為限。進行實驗時，需要在模擬管3的中空部分灌注模擬液，以模擬不同的井下地質特徵，例如灌注變壓器油來模擬實際泥漿等。由於該模擬管3是兩端開口的結構，具體實施時，可選用兩個堵頭5將模擬管3兩端的開口封堵住。在本實用新型的以下描述中，均以玻璃鋼管制作模擬管3、變壓器油作為模擬液進行舉例說明，但並非用以限制本實用新型(以下將以玻璃鋼管制作的模擬管3簡稱為玻璃鋼管3)。
[0023]上述的聲波信號收發設備包括:電脈衝發射器10、聲波信號發射探頭6、聲波信號接收探頭7、聲波信號接收探頭8及接收器11，脈衝發射器10通過傳輸信號線12與聲波信號發射探頭6連接，以向該聲波信號發射探頭6發射電脈衝信號。接收器11通過傳輸信號線12分別與聲波信號接收探頭7及聲波信號接收探頭8連接，以獲取由聲波信號接收探頭7及聲波信號接收探頭8接收的聲波信號。聲波信號發射探頭6、聲波信號接收探頭7及聲波信號接收探頭8按順序依次設置，並且，聲波信號接收探頭7及聲波信號接收探頭8相互之間間隔一定距離，使得聲波信號接收探頭7和聲波信號接收探頭8在不同時刻接收到聲波信號。[0024]如圖2所示，在玻璃鋼管3的上部沿中心軸方向設有一條縫隙4，用來灌注模擬液，還可以用來移動聲波信號發射探頭6、聲波信號接收探頭7及聲波信號接收探頭8。
[0025]如圖1及圖2所示，在儀器支架I的上部水平設有一具有滑動槽15的滑動撐14，滑動撐14的滑動槽15位於縫隙4的正上方，並且滑動槽15與縫隙4平行。如圖1所示，滑動撐14與儀器支架I為一體成型結構，滑動撐14還可以焊接在儀器支架I上，本實用新型不以此為限。
[0026]如圖2及圖3所示，聲波信號發射探頭6、聲波信號接收探頭7及聲波信號接收探頭8均主要由主體部分301和卡合結構302組成，主體部分301探入到玻璃鋼管3的中空部分，當在玻璃鋼管3的中空部分灌注了變壓器油後，該主體部分301浸入到變壓器油中，以在變壓器油中發射或接收聲波信號，該主體部分301可以選用壓電陶瓷材料製作，也可以選用其他適合發送或接收聲波信號的材料製作，本實用新型不以此為限。卡合結構302的一端與主體部分301連接，另一端伸出縫隙4，並卡合於滑動撐14的滑動槽15中，使得卡合結構302能夠帶動主體部分301沿著該滑動槽15移動。具體實施時，該卡合結構302可以是通過掛鈎來實現，或是通過能夠可滑動地卡合於滑動槽15中的其他結構來實現。在本實用新型的以下描述中，均以掛鈎來實現卡合結構302進行舉例說明，但並非用以限制本實用新型(以下將以掛鈎實現的卡合結構302簡稱為掛鈎302)。鄰近於聲波信號發射探頭6的聲波信號接收探頭7與聲波信號發射探頭6之間設置為保持一固定距離，而主要通過滑動聲波信號接收探頭8在不同距離、不同時刻接收聲波信號，從而獲取多組不同的採樣數據。
[0027]具體實施時，儀器支架I可以有多個支撐腳(圖中示出的是四個支撐腳，但本實用新型不以此為限)，每個支撐腳各設置有一滑輪2，使得該儀器支架I能夠向任意方向滑動，方便挪動整個聲波速度測井實驗模擬裝置。並且，每個滑輪2均設有滑輪卡扣，在進行實驗時，可以將滑輪2固定，保持聲波速度測井實驗模擬裝置的穩定。
[0028]以下結合一實例詳細說明本實用新型實施例的聲波速度測井實驗模擬裝置的具體應用。需要說明的是，在該實例中所應用的各部件的尺寸長度、材料等的具體內容，僅為舉例說明，而並非用以限制本實用新型。
[0029]在本實例中，儀器支架I的設計高度為0.8米，方便使用人員進行操作。玻璃鋼管3的長度為2米，內徑為0.15米，管壁13的厚度為0.03米，在該玻璃鋼管3的上部沿中心軸方向設有一條長為2米、寬為0.02米的縫隙4，該縫隙4可以用來灌注變壓器油，並可使聲波信號發射探頭6和聲波信號接收探頭7、8沿著該縫隙4移動，滑動撐14的滑動槽15處於該縫隙4正上方,聲波信號發射探頭6和聲波信號接收探頭7、8的掛鈎302卡於該滑動槽15中，並可以經由掛鈎302在滑動槽15中的移動來調節位置，但是聲波信號發射探頭6與聲波信號接收探頭7之間保持有I米的固定距離，以確保實驗過程中，滑行波能夠較早地被聲波信號接收探頭7接收。玻璃鋼管用來模擬地層，聲波在玻璃鋼管中傳播的速度為V2。在本實例中，用變壓器油來模擬實際泥漿，變壓器油具有不易揮發、耐高溫、聲波傳播速度慢的性質，聲波在變壓器油中傳播速度為VI。
[0030]具體實施時，由電脈衝發射器10發出電脈衝信號，電脈衝信號經過聲波信號發射探頭6，聲波信號發射探頭6將電能轉化為聲能(即聲波信號)，並向四周發射聲波信號，聲波信號在變壓器油內傳播，傳播至變壓器油與玻璃鋼管的交界面時，聲波信號發生反射，當入射角α滿足sina =V1/V2時會在界面處產生滑行波，滑行波會以同樣的角度a向玻璃鋼管中空部分灌注的變壓器油進行反射，會被聲波信號接收探頭7和聲波信號接收探頭8接收到聲波信號，再由信號傳輸線12將接收的聲波信號傳輸至接收器11進行接收，此時即可記錄聲波信號接收探頭I和聲波信號接收探頭8接收到聲波信號的時間分別為tl和t2，從而可以計算聲波信號接收探頭7及聲波信號接收探頭8接收到的聲波信號之間的時間差T=t2-tl。以上便完成了模擬聲波測井實驗過程的單發雙收聲波測井。
[0031 ] 通過以上描述可知，利用本實用新型實施例的聲波速度測井實驗模擬裝置進行聲波測井的模擬實驗，由於該模擬裝置結構簡單，容易操作，沒有危險性，在實驗教學過程中方便使用，能夠滿足實驗教學的需求。並且，相對於實地進行測井實驗的過程，較大地節約了人力物力，節省了成本，利於在實驗教學中的應用與推廣。
[0032]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並不用於限定本實用新型的保護範圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種聲波速度測井實驗模擬裝置，其特徵在於，所述聲波速度測井實驗模擬裝置包括:模擬管、儀器支架及聲波信號收發設備； 所述的模擬管的兩端固定在所述儀器支架上，並且所述模擬管的上部沿中心軸方向設有一條縫隙；所述儀器支架的上部水平設有一具有滑動槽的滑動撐，所述滑動槽位於所述縫隙的正上方； 所述的聲波信號收發設備包括:電脈衝發射器、聲波信號發射探頭、至少一聲波信號接收探頭及接收器，所述的電脈衝發射器連接所述的聲波信號發射探頭，所述的聲波信號接收探頭連接所述的接收器； 所述的模擬管中灌注變壓器油，所述的聲波信號發射探頭及聲波信號接收探頭均包括主體部分及卡合結構，所述的主體部分浸入所述變壓器油中，所述卡合結構卡在所述滑動槽上。
2.根據權利要求1所述的聲波速度測井實驗模擬裝置，其特徵在於，所述的聲波信號接收探頭的個數為2，並且相互間隔一定距離。
3.根據權利要求1所述的聲波速度測井實驗模擬裝置，其特徵在於，所述聲波速度測井實驗模擬裝置還包括:堵頭，封堵在所述模擬管的兩端。
4.根據權利要求1所述的聲波速度測井實驗模擬裝置，其特徵在於，所述的主體部分為壓電陶瓷。
5.根據權利要求4所述的聲波速度測井實驗模擬裝置，其特徵在於，所述的卡合結構為掛鈎。
6.根據權利要求1所述的聲波速度測井實驗模擬裝置，其特徵在於，所述儀器支架具有多個支撐腳，在每個所述支撐腳設置有一滑輪。
7.根據權利要求6所述的聲波速度測井實驗模擬裝置，其特徵在於，所述滑輪上設有滑輪卡扣。
8.根據權利要求1所述的聲波速度測井實驗模擬裝置，其特徵在於，所述模擬管為玻璃鋼管。
9.根據權利要求1所述的聲波速度測井實驗模擬裝置，其特徵在於，所述模擬管的長度為2m。
10.根據權利要求1所述的聲波速度測井實驗模擬裝置，其特徵在於，所述聲波信號發射探頭與相鄰的聲波信號接收探頭的距離為lm。
【文檔編號】G09B25/06GK203733406SQ201420131320
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】付建偉 申請人:中國石油大學(北京)