鑽井時為聲波測井的傳送器的製作方法

2023-09-18 02:52:00 1

專利名稱：鑽井時為聲波測井的傳送器的製作方法
技術領域：
本發明涉及在鑽井期間用聲波測定鑽孔周圍的巖層，特別是新改進的聲波測井方法和設備，它使用了能優先把激發和接收通過巖層傳播的單極聲波而抑制通過鑽井軸環傳播的多極波的傳送器，該傳送器被安裝在鑽井軸環上。
聲波在地下傳播的速度隨不同的地質結構而改變。例如，在砂石巖中，聲波約以每秒4000米的速度傳播，在石灰石巖中，約以每秒5000米的速度傳播，在巖石中的聲波可分為兩類縱向和橫向。縱(壓縮)波是介質在其中平行於傳播方法前後振動的波。橫(剪切)波是介質的振動垂直于波能運動方向的波。聲波通過介質的速度與介質的孔隙率有關，就它包含烴類的潛能而言，是巖層的一個重要特徵。
為了測量聲波的速度，一測井儀器一般有兩個接收器，從聲波發送器沿儀器的軸線，它們被以不同的距離間隔開，利用到達各自接收器的波之間的相位或傳播時間差可確定聲速。利用兩個接收器能消除在鑽探泥漿中的傳播時間，以及補償不同的工具和鑽孔影響。
聲波通過多孔隙巖石會傳播得更慢，這一點是重要的，因為有著商業利益的石油產品一般在具有好的孔隙率的巖石中發現。聲波在頁巖中傳播時間的不規則一般隨著深度的以可預測的方式增加，這一點能作為鑽孔正接近一高壓多孔區的警告，因而成為發生斷裂危險的預兆。雖然其它一些利用聲波的技術已被試驗，但主要用途仍保持在聲速的測量上，它們連同著名的Wyllie公式一起被用來計算巖石的孔隙率。特別是與中子和密度測井結合，聲波測井對地震相關性和水庫測定已經是基本的了上述的聲波測井技術已主要用在露天礦井測量，其中探測器被懸掛在電纜上(鑽具組在孔外)。然而，最近幾年以來，在鑽井正在進行時，各種儀器和設備都可用來測井。在美國專利號4,879,463和4,899,112中分別描述了用核子和電阻率測定的這樣儀器的例子。測量裝置與位於鑽頭附近的特殊鑽井軸環結合，大體在實際時間探測，顯示和/或記錄的各種測量結果在泥漿流中向上以壓力脈衝的形式被遠距離測量。然而，由於在鑽孔裡有一大的金屬鑽井軸環，這給聲波測量造成一定困難。主要問題是從傳送器沿鑽井軸環傳播的某些能量同通過巖層傳播的能量大體上同時到達接收器，因而幹涉了從巖層來的能量的測量。對這個已經提出的問題的一個解決方法是在鑽井軸環上切環形槽，用來消弱某些頻率段波的傳播。另一種解決方法是在某一頻率段操作發送器的減小鑽井軸環到達波。這些方法都被描述過，例如在歐洲專利號0,375,549B1中。
另一種被嘗試的波源採用壓電元件組，其沿安裝在鑽井軸環上的中心接收器垂直和對稱於鑽井軸環的縱向軸而安裝。這樣一種發送器在美國專利號5,387,767中被描述。這些發送器在鑽井軸環和巖層中都激發聲波。接收器探測兩種波。它能產生單極波，遺憾的是也產生四極和更高極的多極波。中心接收器對所有波都是毫無差別地敏感。因為每一多極波有不同的波傳播特性，所以，用在鑽井軸環截面上開槽的方法消弱多極波是很難的。
被垂直安裝的壓電組件傳送器有很強的四極輸出，因為它產生兩個從鑽井軸環傳播束的分開但同相和幾乎相同的壓力脈衝。這些波發生幹涉，產生強的四極波模式，它傳播得慢一些，但比單極鑽井軸環到達波的振幅要大。此到達波能產生幹涉，與真正的單極巖層壓縮聲波混淆，因此給出錯誤的結果。在努力克服這個問題的過程中，發送器以相對於接收器成45°被定向。這樣，四極波的振幅最小。然而，此最小值在一小角度範圍時，四極波能可以稍微旋轉。在一方面，本發明用傳送器簡化了解決鑽井軸環波的問題，傳送器在抑制難於用鑽井軸環開槽的方法消弱的多極波的同時，增強單極聲波。
儘管過去與電測井儀器和設備一起為聲波傳送器的很多提議被提出過，幾乎沒有在鑽井操作時有用在測井方面的潛在用途。使用壓電柱面的設備不能很容易地放置在鑽井軸環上。這種傳送器的變型已被提出，以產生多極波。因為這些波都應被消除，為此，它們也不是特別有用。另一些傳送器已被提出，但也不能在鑽井軸環上試用，如鐵磁性設備。在另一方面，本發明採用了一傳送器，它被安裝在鑽井軸環的外圓周上，以在減小鑽井軸環多極波的同時，增大巖層聲波的激發。
本發明總的目的是提供新改進的在鑽井時聲波測井方法和設備，它使用了在減小多極鑽井軸環波的同時增強單極聲波激發的傳送器，以便能探測單極巖層壓縮聲波。
根據本發明的原理，並通過包括軸環外表分配的多個元件的聲波傳送器的保證，軸環是鑽孔時測並儀器組的一部分，將得到這個和其它的目的。元件有大致相等的角間距，並離軸環軸線以相等的徑向距離被安裝。由於這樣的布置，第M等級多極波的振幅是
其中An是第n個元件的振幅因數，Qn是繞軸環圓周的角位置，N是元件的總數，作為參考，多極是M＝1(二極)，它是cosθ的函數，一直到M＝5(十極)，它是cos5θ的函數。如此類推，單極(M＝0)不依賴於角θ。
在最佳實施例中，對每個傳送器元件來說，振幅因數A是相同時，因此是一個常數，元件圍繞軸環平均地分布。因此，
第M等級多極波變成
因此，除了單極波，如果N不等於M，第M等級的多極波振幅為0(即被消除)。因此，由被消除的最高等級多極波來確定所用單個傳送器元件的個數。
實際上，具有儘可能多的傳送器元件是最好的。本發明的傳送器能被用作發送器，其減小多極波部分(M＞0)的激發，而增強單極波(M＝0)振幅。傳送器也能用作位於軸環上的接收器，其減小對沿軸環傳播多極波的靈敏度，而增加巖層單極波部分。在兩種情況下，傳送器都包括以環形排列的多個壓電陶瓷元件。這些元件被並聯連接，其被壓制在合適的彈性材料，如橡膠中，並被安裝在軸環外圓周上的淺槽中，再用鋼護罩蓋上以保護它們。傳送器組件是豎固的，小的且定型的，以易於維修。
另一方面，本發明包括使用上述的環形發送器，並結合在美國專利號5,387,767中所描述的具有壓電元件疊層的橫向發送器，這裡將美國專利5,387,767合併來作為參考。而且，本發明也能用環接收器結合橫向疊層壓電元件發送器來實現。在每種情況下，環形傳送器被安裝在軸環上的淺外槽中，以便堅固和易於維修。
本發明除有上述目的，特點和優點之外，還有其它目的，特點和優點。在對照附圖，並結合下面優選實施例的詳細描述後，這將變得更明顯。


圖1是根據本發明用聲波傳送器在鑽井操作時測井的示意圖；圖2是根據本發明被安裝在鑽井軸環槽表面的發送器組件的縱向局部剖視圖；圖3是圖2中的發送器在移去護罩和彈性環後的局部展開平面圖；圖4是被安裝在鑽井軸環上發送器組件的橫剖圖；圖5和6是根據本發明接收器組件圖，它們分別與圖2和3相似；圖7是圖5和6中所示接收器的橫向半剖圖；圖8A和8B是根據本發明發送器—接收器裝置的其它實施例的示意圖。
首先參照圖1，連接在鑽孔軸環組11下端的鑽頭10正常鑽孔12進入地層，一個緊接鑽頭10並經特別製造的鑽孔軸環13中有一個或多個測井裝置安裝在其上或其內，以便隨著鑽孔12的深入，將鑽孔貫穿過的巖層的不同特定性能測定出來。代表這樣測量結果的電信號被送到鑽孔時測量儀器14，它包括一旋轉閥或「汽笛」，其能在軸環組11內的泥漿流中產生壓力脈衝，並通過鑽孔管傳送到表面。旋轉閥根據測量的信號而被控制，在泥漿中產生經編碼的壓力脈衝，它們在表面被探測、解碼和顯示和/或記錄。泥漿脈衝遙測裝置的具體結構已被公開，例如，在美國專利號4,100,528，4,103,281，4,167,000和5,237,540，關於巖層特性多種測定裝置都能製得，比如電阻率或導電率，自然γ射線，中子，密度和其它，除此之外，還有各種鑽井參數測量，比如鑽頭上的重量和扭矩，涉及測量的鑽孔方向，例如傾斜和方位。
本發明在此公開和主張的是一種聲波測井技術，其中，在鑽井時，通過與鑽孔12相鄰巖層的聲波的速度或傳播時間被測量下來，沿孔被向上傳送，並被記錄或相對於深度測定以作為孔隙率的指示。在一最佳裝置中，此項技術用聲波發送器19和兩個接收17和18來實現，兩個接收器相對於發送器以不同的軸向距離分隔開。由發送器19發出的聲能以聲波的方式在環形套筒15中通過泥漿而傳播，並如圖1所示意的箭頭16進入巖層到達鑽孔12的外面。聲波以較小的時間差到達接收器17，18。當鑽孔12通過各種巖層而延伸時，通過對接收器17，18的輸出信號進行電分析，以確定在連續地層上的聲速。使用兩個間隔開的接收器17，18允許補償在環形套筒裡通過鑽探泥漿向上傳播的聲波，以及可能有的鑽孔12直徑的變化。在鑽井時用聲波和其它測量裝置顯著的優點是由於泥漿巖層粘結在鑽孔壁上，在測量裝置的平面上將不會發生泥漿巖層的侵入。
圖2是根據本發明以當激發時產生聲波能的發送器中的形式顯示了傳送器，發送器19包括許多細長壓電陶瓷元件20，它們被安裝和壓制在一環形彈性體21內，環形彈性體定位於鑽孔軸環13外壁上的環形槽或凹槽22表面。彈性性體21被一護罩組件23所覆蓋，護罩組件包括上下環24，25和一圓筒形外殼26，外殼上有在每個元件20徑向向外處形成的窗口27。一負引出線28從每個元件20的下端連接處向下延伸，一正引出線29從它與每個元件的連接處向上延伸。如圖3中的展開圖所示，為了便於圖解說明，移去了護罩組件23和彈性體21，元件20以大致相等角度間距圍繞槽22沿圓周方向間隔布置，它們離鑽孔軸環13的中心軸有大致相等的徑向距離。正引出線29一般被連接到環形正集合線30上，而負引出線28一般被連接到環線負集合線31上，導線30，31被分別連接到引出線32，33上，引出線如圖示那樣通過縱向槽延伸，並藉助於高壓饋通到圖1中標號8所示的發送器發射迴路。當元件20承受以電脈衝形式的發射信號時，每個元件體積增大，並共同產生一向前的聲波，此聲波通過彈性體21，窗口28和軸環13外的環形套筒15內的鑽探泥漿向外傳播，然後傳播到鑽孔12周圍的巖層裡。由於很多元件20圍繞軸環13的圓周以循環排列的方式分布，當被激發時，它們便產生單極聲波。
圖4顯示了在聲波發送器19平面上貫通鑽孔軸環13的橫向全剖圖。軸環13有一中心孔32，鑽探泥漿通過此中心孔被抽吸到鑽頭10處，並通過那裡的噴管冒出，從而通過環形套筒15返回到表面。為了將彈性體21定位於槽22裡，或從槽中移去，其中設置了一徑向薄片33。在圖4中，外殼26上的窗戶或開口27被更清楚地顯示出來，它們具有相等的角間距，壓電陶瓷元件20相對於軸環13的中心軸徑向定位。為了便於圖解說明，只示出了24個元件20。然而應該考慮到也能採用不同的個數，優選的是對給定尺寸的軸環13儘可能地用較多的個數。因為如果它們中任一個在使用時損壞或出故障，單極對多極的振幅比是同元件20的個數成比例的。在一典型的實施例中，每個元件20橫截面有0.1平方英寸，長2英寸，並由鈦酸鉛或偏鈮酸鉛製成，它們都具有高壓電容量常數。在長度共振以下的頻率範圍內，每個元件20體積膨脹，因此形成一中心壓力源。陶瓷在電極區域和壓電常數上相匹配，這更便於從相同的坯料上切下它們。引出線28，29通過接頭片被連接，以便在溫度和壓力變化時提供同向彈性和強度，從而確保導線和接頭的牢固。除此之外，又將元件20安裝在合適的角向和徑向位置，彈性體21防止元件20遭受衝擊載荷。
本發明的另一特徵是發送器19的壓電陶瓷元件能連成多個子排列，每個覆蓋一角扇區。每個子排列能有它自己的發射迴路，或被一迴路以一種方式發射，這樣它們優先地被以一種方式激發，從而產生單極、正交二極，四極或其它高級多極聲波。
圖5-7是根據本發明以能檢測到達聲波能並產生連續輸出信號的接收器17或18的形式顯示聲波傳送器。每個接收器17或18包括以大體相等的角間距和徑向距離沿周向間隔分布的壓電陶瓷元件41。元件被壓制在環形彈性體42中，彈性體裝配在軸環13的環形槽43表面。元件41的環形排列被護罩組件44所保護，護罩組件包括上、下環45，46以及外殼47。外殼上有一與每個元件41徑向相對的窗口48。正如在前述實施例中那樣，環45，46和外殼47如圖示那樣有螺釘固定在軸環上。正、負集合線50，51(圖6)並列地連接所有元件41，引出線52，53通過槽和高壓饋通到接收器前置放大器7的輸入端(圖1)。彈性體42在54處被切開，以允許安裝和移出。在此例中，每個元件41橫截面為0.25平方英寸，厚0.1英寸，在典型的聲波頻率範圍內，提供不定向的中心壓力接收器。元件41在電極區域和壓電應變常數上相匹配，可優先地從同一坯料上切下它們。集合線50，51能如圖示那樣被編織或成環形，以便為安裝和移去提供周向彈性。彈性體42通過環形套筒內的泥漿從巖層將壓力波傳導到元件41，元件將壓力波轉移為電信號。這些電信號被圖示的並列導線結構累加到一起，單獨總和被電荷前置放大器放大。
本發明的另外實施例在圖8A和8B中被示意性地顯示出來。例如圖8A中的發送器19′可以是由壓電陶瓷元件20組成的環形組件，元件20如圖2所示離鑽孔軸環13的縱向軸大致相等的徑向距離以及以大致相等的角間距繞槽22間隔布置。元件20被封閉在一環形彈性體21中，並根據圖2上述描述的那樣被保護地隔離。分離開的接收器17′和18′象圖1中的接收器17和18那樣定位，它們如上述美國專利號5,387,767中公開的那樣是一橫向組件。每個接收器17′和18′有從中間板向外伸出的壓電陶瓷元件組，元件組被裝在筒形外殼裡，外殼有沿直徑方向伸入到軸環對置孔中的對應端部分。裝配時雙向對稱軸環對置孔中的對應端部分。裝配時雙向對稱並平衡裝配力，使用彈性隔離器用來消弱聲波發送到鑽孔軸環13。如圖8B所示，在本發明的另一實施例中，發送器19″位於圖1中環形發送器19′所在的鑽孔軸環13處，它是一橫向元件組，如美國專利號5,387,767中所公開的那樣。而間隔開的接收器17″和18″是環形接收器，如圖5和6所示。
在操作和使用本發明時，聲波發送器19和接收器17和18都裝在各自的位於鑽孔軸環13內的槽22和43中。鑽孔軸環被連接在鑽頭10以上的鑽具組內。用來激發發送器19及探測和處理從接收器17和18來的信號的各種電子迴路一般位於軸環13壁內的常壓室內。裝置的輸出信號以一種適當的方式送到鑽孔時的測量儀器14，儀器發送編碼泥漿脈衝到表面，以便聲波測井結果在真實的時間內大致被記錄下來。
當發送器19的壓電陶瓷元件20遭受從發射迴路8來的電脈衝時，每個元件的體積稍微膨脹，以建立一個在彈性體21內產生壓力波的壓力源。由於每個元件20體積的膨脹，壓力源的振幅和相位都相等，因此這些源彼此增強，並產生不依賴於方位的輸出波，即單極波。這些波通過環形套筒15內的鑽探泥漿傳播，也在鑽孔12外的巖石內位移。因而，這些波按圖1中箭頭16所示的那樣縱向傳播，也通過泥漿向內回到接收器17和18。在那裡它激發元件41而產生電流輸出。利用接收到的聲波之間的相位或傳播時間差和發送器19與接收器17和18之間的縱向間距可以確定通過巖層的聲速，這個速度與巖石的孔隙率有關。
當發送器19被激發時，聲波也與鑽孔軸環13耦合，這樣的波直接傳播到接收器17，18，然而，本發明的單極環形發送器不產生多極波，以便軸環到達波有一較小的振幅。巖層四級，六級和八極波的幹涉能量也被抑制。
由於壓電陶瓷元件20是並聯的，輸出信號是獨立的和數，也不依賴於陶瓷元件的結構或機械連接，如果在鑽井期間一些元件被損壞或它們的輸出信號由於某種原因丟失，只會對整個輸出信號產生較小的影響。由於發送器和接收器是定型裝置，它們很容易被安裝或移開，只需通過緊固或鬆開護罩和它的螺釘，而不影響儀器的電子線路。
單極環形接收器17，18消除或大大抑制多極波，因而對軸環形到達波不敏感。由於鑽孔在軸環和鑽孔中傳播的噪音信號將傾向於以各種多極波的型式傳播。因而，高級型或波的消除將減小接收到的鑽孔噪音等級。
再值得注意的是由於壓電陶瓷元件41是並聯的，以便它們的輸出信號是單獨的和數；也由於此輸出信號不依賴於元件的結構或機械連接，在鑽孔期間一些元件的損壞或丟失只會對整個輸出信號有較小的影響。
現在，應該承認在鑽井期間用聲波測井的新改進的方法和設備已被公開了，由於可在有脫離本發明涉及的原理的基礎上對所公開的實施例進行某些改變和變更，為了覆蓋落在本發明範圍內的各種改變和變更，這是所附權利要求的目的。
權利要求
1.一種在鑽井時安裝在管狀鑽具組件上以用於在鑽孔中進行聲波測量的聲波傳送器，所述的傳送器包括圍繞所述的鑽具組件的一種排列安裝的多個傳送器元件，所述的元件以大致相等的角間距定位，並被布置成激發和產生或探測聲波。
2.如權利要求1所述的傳送器，其特徵在於傳送器元件是壓電元件。
3.如權利要求1所述的傳送器，其特徵在於所述的傳送器元件以離所述排列的中心大致相等的徑向距離而定位。
4.如權利要求1所述的傳送器，其特徵在於所述元件的激發優先地產生或探測單極聲波，而抑制多極波。
5.如權利要求1所述的傳送器，其特徵在於所述的元件被安裝和固定在一彈性環中，而彈性環的大小與所述管狀鑽具組件上的外環形槽相配。
6.如權利要求5所述的傳送器，還包括為保護所述環和所述元件的包圍裝置，所述包圍裝置有在每個所述元件徑向向外處形成的窗口。
7.如權利要求6所述的傳送器，其特徵在於所述的彈性環在周向是不連續的，以便提高它定位於所述槽中或從所述槽中移去的能力。
8.如權利要求1所述的傳送器，還包括並聯連接所述元件的電子迴路裝置，以便從那兒出來的輸出信號是每個元件輸出信號的獨立和數。
9.如權利要求1所述的傳送器，還包括並聯連接所述元件以探測所述鑽具組周向周圍中和的聲波的電子迴路裝置，以便減小對多極波的靈敏性，並根據被探測到的波路放大器提供輸出信號。
10.一種在鑽孔鑽入地層期間用於聲波測井的聲波發送器，其包括有著縱向軸的管狀鑽孔軸環；圍繞所述鑽孔軸環安裝的單個傳送器元件的環形排列；連接所述元件的電路裝置，以便施加的電刺激引起所述的元件產生圍繞鑽孔傳播到地層裡的單極聲波。
11.如權利要求10所述的發送器，其特徵在於所述元件被壓制在一環形彈性體中，所述的彈性性體在它圓周上的某一點被切開，以便於在所述的軸環中定位或從所述軸環中移去。
12.如權利要求11所述的發送器，還包括圍繞所述排列的護罩裝置，其上在每個所述元件的徑向向外處形成有單個的窗口，以允許聲波通過，同時將所述彈性體和所述元件保護在鑽孔內。
13.如權利要求10所述的發送器，還包括激發大致均勻地圍繞所述排列的所述元件的發射裝置，以減小所述鑽孔軸環中多極波的產生，同時產生向外傳播到鑽孔周圍地層中去的單極波。
14.一種在鑽孔期間確定通過鑽孔周圍巖層的聲速並在鑽具組下帶有鑽頭的聲波測井裝置，包括一適於連接在鑽頭以上的鑽具組上的管狀軸環；所述的軸環有固定在其上的第一，第二，和第三傳送器元件的圓周排列；電刺激圍繞所述圓周的所述第一排列的裝置，以產生傳播到巖層中去的聲波；探測在第二和第三排列處的所述到達波，從而利用被探測到的波計算通過巖層的聲波。
15.如權利要求14所述的測井裝置，其特徵在於所述的第一排列被安裝在所述軸環的第一外環形槽中，所述第二和第三排列被分別安裝在所述軸環的一對第二環形槽中，還包括分別圍繞所述槽的護罩裝置，其上在每個所述元件徑向向外處形成有單個的窗口。
16.如權利要求14所述的測井裝置，其特徵在於每個所述的排列被安裝在一環形彈性體中，每個所述的彈性體在周向是不連續的，以便從所述軸環中移出和定位於所述的軸環中。
17.如權利要求14所述的測井裝置，其特徵在於所述的激發裝置包括並聯連接所述第一排列中每個所述元件的電路裝置，以便得到大致均勻的激發。
18.如權利要求14所述的測井裝置，其特徵在於所述的探測裝置包括並聯連接每個述第二和第三排列中所述元件的電路裝置，以便圍繞每個所述排列的周向的中和聲波被探測。
19.一種在鑽孔期間確定通過鑽孔周圍巖層的聲速並在鑽具組下端帶有鑽頭的聲波測井裝置，包括一適於連接在鑽頭以上的鑽具組上的管狀軸環；一安裝在所述軸環上的單個發送傳送器元件的環形組件，其用於產生向外傳播到巖層中的聲波；至少一個安裝在所述軸環上的接收傳送器元件組件，它們在縱向離所述的環形組件一選定距離，以探測所述聲波的到達，從而能計算通過巖層的聲波速度。
20.如權利要求19所述的裝置，其特徵在於所述的發送器元件是被安裝在所述軸環外環形槽中的壓電元件，所述元件有著大致相等的角間距，並在離所述軸環的縱向軸大致相等的半徑處定位。
21.如權利要求19所述的裝置，其特徵在於所述的接收傳送器元件是壓電元件組，其被雙向對稱地安裝在具有對應端部分的筒形外殼裡，對應端部分沿直徑方向定位於所述軸環壁的對置孔中。
22.一種在鑽進期間確定通過鑽孔周圍巖層的聲速，並在鑽具組下端帶有鑽頭的聲波測井裝置，包括一在所述軸環內的發送傳送器元件組橫向組件，其用於產生向外傳播到巖層中的聲波；至少一個安裝在所述軸環上的單個接收傳送器元件的環形組件，它們在縱向離所述的發送傳送器元件一選定距離，以探測所述聲波的到達，從而能計算通過巖層的聲波速度。
23.如權利要求22所述的裝置，其特徵在於所述的發送傳送器元件是壓電元件組，其被雙向對稱地安裝在具有對應端部分的筒形外殼裡，對應端部分沿直徑方向定位於所述軸環壁的對置孔中。
24.如權利要求22所述的裝置，其特徵在於所述的接收傳送器元件是被安裝在所述軸環外徑形槽中的壓電元件，所述元件有著大致相等的角間距，並在離所述軸環的縱向軸大致相等的半徑處定位。
25.一種在鑽孔裡產生和探測聲波以在鑽進時獲得通過鑽孔周圍巖層所述波速的測井記錄的方法，包括下列步驟利用沿鑽孔軸環周向安裝的聲波產生元件的第一環形排列，以產生向外傳播到巖層中的單極波；利用沿鑽孔軸環周向安裝的聲波探測元件的至少一個第二環形排列，其與所述第一環形排列縱向分開，以探測從巖層來的所述單極波的到達波。
26.如權利要求25所述的方法，還包括下一步驟，即並聯地由連接所述第一環形排列的所述元件，以便繞圓周大致均勻地激發所述元件。
27.如權利要求25所述的方法，還包括下一步驟，即並聯地電連接所述第二環形排列的所述元件，以使中和的聲波被探測，減小對多極波的靈敏度。
28.如權利要求25所述的方法，還包括下一步驟即安裝每一所述的環形排列在各自的環形彈性體中，安裝所述彈性體在所述鑽孔軸環外表面上各自的環形槽中。
29.如權利要求28所述的方法，還包括下一步驟即隔離每個所述的彈性體，以保護彈性體和所述元件；在每個所述外殼上提供窗口，窗口位於每個所述元件的徑向向外處。
30.一種在鑽孔時確定通過鑽孔周圍巖層的聲波速度的方法，包括下列步驟；使用縱向分開的傳送器元件的第一和第二組件，所述組件之一是單個壓電元件的環形排列，另一個是單個壓電元件的疊層排列；用所述組件之一產生向外傳播到巖層中的聲波；用所述組件中的另一個探測聲波的到達，以便能計算出所述聲波通過巖層的速度。
31.一種產生聲波能用來在鑽孔裡進行聲波測量的方法，所述的方法包括下列步驟提供安裝在環形排列中的多個傳送器元件；優先地以一種方式激發所述的傳送器元件，以使所產生的聲波極性是多極的。
全文摘要
一種在鑽孔時用於聲波測井的聲波傳送器，它包括圍繞鑽孔軸環周向安裝的傳送器元件的一個排列。元件被固定彈性環內，彈性環被容納在軸環上的外槽裡，並被帶窗口的護罩所保護。元件被並聯地電連接起來，以便當它被電脈衝激發時，元件產生向外傳播到地層中的單極聲波。當用作接收器時，元件探測從圍繞軸環圓周的巖層中傳來的中和聲波，並對通過鑽孔軸環傳播的多極波有最小的靈敏度。
文檔編號G01V1/52GK1165956SQ9612308
公開日1997年11月26日 申請日期1996年12月6日 優先權日1995年12月7日
發明者J·B·阿倫, S·K·陳, D·A·克拉色爾, T·M·劉 申請人:安娜鑽機國際有限公司