国产随钻单极声波测井仪的设计及应用

研制了一种随钻单极声波测井仪器,介绍了仪器的结构特点和技术指标,并详细阐述了仪器的3个关键部件的设计过程,涉及发射与接收换能器的结构设计与封装方式设计,隔声体的固有阻带和刻槽后的阻带设计。实验室水槽测试验证了仪器的可靠性。使用该仪器在新疆某井硬地层与软底层进行了实钻测量,结果显示,仪器在硬地层可测量到纵波、横波及斯通利波信号,波形信噪比良好,时差具有很好的相关性;在软地层可测量纵波及斯通利波信号,不能测量地层横波信号;随钻测量纵波时差结果与电缆声波测量结果有很好的一致性。     

随钻多极子声波测井仪接收声系的优化设计与试验

随钻多极子声波测井仪的接收声系直接影响采集信号的质量和测井仪机械结构的稳定性。为此,采用有限元法与试验测量相结合的方法,优化设计了随钻多极子声波测井仪器的接收声系。接收声系模拟分析结果表明,接收声系的性能主要受压电陶瓷片厚度、面积、封装外壳厚度及表面平整度的影响：压电陶瓷片厚度越大,接收灵敏度越高,频率在15 kHz以下时压电陶瓷片表面积对接收灵敏度影响不大;接收声系封装外壳的厚度越小,表面平整度越好,接收灵敏度的变化幅度越小。在此基础上,采用3D打印技术加工了厚度分别为0.5和2.0 mm的长条方管铝制金属外壳,并对制作的接收声系进行了灵敏度试验,试验结果与理论计算结果基本吻合,采用薄壁接收声系外壳更有利于接收测量信号。随钻多极子接收声系的优化设计为国产随钻声波测井仪的研制提供了新思路。     

基于有限单元法的随钻声波测井发射、接收换能器研究

换能器是随钻声波测井仪器的关键部件之一,其性能的优劣直接影响到所接收地层回波的质量和可靠性。基于有限单元法使用大型有限元软件ANSYS对瓦片状随钻发射换能器的水平指向性以及圆片状三叠片接收换能器的灵敏度进行了研究。结果表明,四瓣瓦片状换能器组装成的随钻发射换能器单极15k激励时水平指向性近似为一圆形,四极4k激励时近似为一四叶花瓣,在指向性标准方面均满足实际要求;圆片状三叠片接收换能器灵敏度在串联时随着压电晶片厚度的增加而增大,但灵敏度起伏也增大;并联连接时接收不平稳,不宜作为接收换能器使用。     

随钻声波测井隔声体性能评价实验研究

隔声体是随钻声波测井的关键部件,既要保证有足够强度以满足钻井的需要,又要有效地衰减钻铤直达波的干扰,以便测到准确的地层信号.提出了一种用随钻声波测井单极子换能器测量隔声体声衰减性能的实验方法.采用发射和接收换能器均放在隔声体两端的补偿声衰减测量方案.通过推挽式功率放大器强迫驱动发射换能器产生不同主频的声波信号沿隔声体传...     

随钻声波测井声系短节模拟样机试验研究

针对随钻声波测井中换能器技术及装配的难题,研制了随钻声波测井声系短节模拟样机,基于随钻单极声波测井理论,以指向性、接收响应、单极测量功能等3个指标评价了声系短节及各组成部分的性能及特性。结果表明:发射声系以单极发射向外辐射的声场具有一定的周向均匀性,其指向性接近于一个圆,可组成单极声波发射器;接收器的接收灵敏度均值在-208.0 dB附近,偏差在2.0 dB以内,接收响应一致性良好,可组合相加接收单极声波信号;以单极测量功能进行的模型井整机联调试验获得了套管井波列,提取的套管波传播速度为5245.6 m/s,相对误差小于3.0%。这表明随钻声波测井声系短节具有单极发射、单极接收的测量功能,可用于模拟随钻单极声波测井,为随钻声波测井仪的研制提供试验数据。      

APX随钻声波测井仪简介

在钻进时就能及时获得所钻地层的孔隙度、岩性等参数,把握是否有裂缝、含油气、欠压实等信息,将大大提升资料的价值,为科学高效的油气开发创造条件,随钻声波测井技术正在承担这一重要角色.为了推动国内随钻声波测井技术的发展,在大量调研的基础上,从仪器的结构组成、性能指标,包括全向声源、声波隔离器、接收器阵列、电路、隔声处理等方面,全面地介绍了贝克休斯INTEQ公司生产的随钻声波测井仪APX(Acoustic Properties eXplorer)系统,该系统已经投入到现场应用和商业运营.     

数字声波测井仪声系

本发明涉及一种油田测井仪器，特别涉及一种数字声波测井仪声系。其技术方案是包括电缆、连接与电缆的外壳体，外壳上装有隔声体，隔声体上部为发射区，下部为接收区，其中，所述的发射区由两个发射换能器组成；所述的接收区包括四个接收换能器。本发明的效果是：通过由发射换能器T1发射，其源距较长，可测定岩层的弹性模量，用于求解岩层强度、检查压裂效果及固井质量等，     

随钻声波测井仪控制和数据处理系统设计

介绍一种随钻声波测井仪控制和数据处理系统硬件电路和软件设计方案.随钻声波测井仪控制和数据处理系统以MCU、DSP和CPLD芯片为核心,MCU负责仪器工作模式选择及测量数据传输,DSP和CPLD协同控制声波发射接收时序,并进行快速数据处理,控制和数据处理系统与声波发射接收系统之间采用高速总线传输数据和命令.根据仪器不同功能需要,采用地面工作模式、延时模式、测井模式等3种工作模式,结合数据传输需要,提供了不同的通讯接口.整个设计符合测量、传输的实时性要求以及低功耗要求,适用于随钻声波测井仪.     

多极子阵列声波测井仪

多极子阵列声波测井仪（MPAL）是中国石油集团测井有限公司研发的具有完全自主知识产权的新一代多极子阵列声波测井仪器。该仪器的声系由1个单极子发射换能器、1个四极子发射换能器、2个相互正交的偶极子声波换能器及8个多极子接收站组成,     

随钻多极子声波测井仪接收换能器的数值模拟

接收换能器是随钻多极声波测井仪的关键器件,其性能直接影响测量信号的质量。利用有限元法分析了边界条件、金属基片厚度以及封装方式对随钻多极子声波测井仪叠片型接收换能器振动模态和接收灵敏度的影响。模拟结果表明,两端钳定边界条件下换能器一阶伸缩振动模态的谐振频率最高,声波测井工作频率范围内接收灵敏度曲线最平缓、起伏最小,接收灵敏度较高,是随钻多极子声波测井仪最适合的一种机械安装方式。中间金属基片厚度对接收换能器灵敏度有一定影响,接收灵敏度随着金属基片厚度的增加而略有升高,且频率为3 kHz附近的灵敏度跳跃点往高频移动、起伏变大。采用充满硅油的长方体壳体对接收换能器封装,接收灵敏度比无壳体有较大差异,灵敏度曲线在多个频率点存在跳变,工作频段内起伏变大。数值模拟结果对随钻多极子声波测井仪接收换能器设计、制作及正确安装起到良好的指导作用。     

直接数字频率合成技术在随钻电阻率测井仪电路设计中的应用

直接数字频率合成技术(Direct Digital Synthesize,DDS)具有频率分辨率高、输出频率稳定、功耗低等优点.分析研究了DDS技术的基本原理和DDS芯片AD9850的工作特点,介绍了它在随钻电磁波电阻率测井仪信号源设计中的应用,并给出了它和DSP处理器的硬件接口和程序流程.试验结果表明,利用DDS技术产生的信号能满足测井的需要,为随钻电阻率测井技术提供了新手段.     

小井眼声波测井仪声波阵列发射探头的优化设计

对水平井测井中采用的小井眼声波测井仪的声波阵列发射探头的特性进行了分析，对其指向性进行了仿真模拟，并进行了实验验证，理论分析和实验结果表明，文中提出的方法可对声波阵列发射探头进行优化设计，使其在测井中发射的有效声能量最大，可以补偿由于换能器的几何尺寸变小和发射声波频率增高而引起接收的声波信号的减小。     

多极子阵列声波测井仪电子系统设计

一种新型多极子阵列声波测井仪器由上电子短节、声系和下电子短节等3个相对独立的部分组成,能够通过单极、交叉偶极和四极声波全波信号准确获得纵波、横波和斯通利波时差,并分析地层的各向异性特征,求取孔隙度、估算渗透率、识别岩性等.详细地介绍仪器命令总线、高速局部数据总线和耐高温环境设计的关键技术,分析了仪器的上电子短节为仪器的主电子仓,安装有信号合成及放大滤波、数据采集和系统控制,下电子短节为仪器的发射激励电子仓等主要参数,各主要部分的功能,并给出了初步试验结果.     

一种处理随钻测量仪现场故障的有效方法

随钻测量仪井下探管的工作故障多为传感器信号故障，故障发生时了不中止测量，又不误导钻井，根据随访测量作业的定向，定向侧钻，扭方位和反抠等作业类型，分别对每种类型中不同信号故障进行数据控制和调整，取得了良好的效果。     

CSCD补偿密度随钻测井仪研制

从补偿密度随钻测井仪CSCD的测井原理入手,介绍了仪器机械结构,阐述了经地层散射后伽马射线的探测、信号放大、采集及处理电路的实现和井下程序控制流程。在实钻环境中仪器受到冲击、振动、磨损和泥浆冲刷等作用,为确保放射源工作的安全,采用美国QSA公司随钻测井专用源;设计研发了双保险侧壁安装式源仓结构。由于仪器不能时刻贴井壁测量,为消除泥浆间隙带来的影响,提出适合随钻密度测井的刻度方法。2支补偿密度随钻测井仪在台2标准井完成了现场测试。试验结果表明,2支仪器工作一致性良好,测井曲线准确,符合当地地层岩性变化规律。     

方位声波测井仪电子系统设计

针对传统声波测井井下仪器声源没有指向性或无法控制声波信号辐射指向性的不足,研制了方位声波测井仪(AABT,Azimuthlly Acoustic Bond Tool).该仪器能够实现定向测量,评价第Ⅰ界面和第Ⅱ界面的固井质量情况,并具有较好的周向分辨特性,其周向分辨能力可达40°,具有好的一致性和准确性.该仪器与单极子...     

随钻感应测井探测特性及应用研究

概述了国外随钻电测井,特别是随钻感应测井仪器的发展状况;介绍了Geolink公司随钻感应测井仪TRIM的特点;计算分析了该仪器的探测特性,并对该仪器在胜利油田的应用实例进行了分析.研究表明该仪器有一定的应用前景.