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声波传感器、声波测井仪及测井方法

阅读：1013发布：2020-09-27

IPRDB可以提供声波传感器、声波测井仪及测井方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种声波传感器、声波测井仪及测井方法，涉及测井技术领域，解决了子波的余振对子波首波识别的影响较大的技术问题。该声波传感器包括用于发出准阶跃机械脉冲的振动膜，以及振动膜策动单元和振动膜复位单元；所述振动膜策动单元用于推动所述振动膜，使所述振动膜产生准阶跃机械脉冲的上升段；所述振动膜复位单元用于带动所述振动膜复位，使所述振动膜产生准阶跃机械脉冲的下降段。，下面是声波传感器、声波测井仪及测井方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种声波传感器，其特征在于，包括用于发出准阶跃机械脉冲的振动膜，以及振动膜策动单元和振动膜复位单元；

所述振动膜策动单元用于推动所述振动膜，使所述振动膜产生准阶跃机械脉冲的上升段；

所述振动膜复位单元用于带动所述振动膜复位，使所述振动膜产生准阶跃机械脉冲的下降段。

2.根据权利要求1所述的声波传感器，其特征在于，所述振动膜策动单元包括超磁致伸缩部件和线圈；

所述超磁致伸缩部件的一端紧贴所述振动膜；

所述线圈缠绕在所述超磁致伸缩部件外围。

3.根据权利要求1所述的声波传感器，其特征在于，所述振动膜复位单元为弹性装置。

4.根据权利要求1所述的声波传感器，其特征在于，还包括底座；

所述振动膜策动单元和所述振动膜复位单元设置在所述振动膜与所述底座之间。

5.根据权利要求1所述的声波传感器，其特征在于，所述振动膜为平板形或楔形。

6.根据权利要求1所述的声波传感器，其特征在于，所述振动膜与所述振动膜复位单元为一体式结构。

7.根据权利要求6所述的声波传感器，其特征在于，所述振动膜为圆筒形、鼓形或哑铃型。

8.一种声波测井仪，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的声波传感器。

9.根据权利要求8所述的声波测井仪，其特征在于，所述声波传感器设置在皮囊中，所述皮囊中充满绝缘液体。

10.一种采用如权利要求8或9所述的声波测井仪的测井方法，其特征在于，所述声波传感器包括发射传感器和接收传感器；

所述测井方法包括：

利用发射传感器向井内发出准阶跃机械脉冲；

利用接收传感器接收反馈信号；

根据所述反馈信号的频率，计算共振体的大小；

根据共振波形在时间轴上的位置，计算共振体与所述声波测井仪之间的距离。

说明书全文

声波传感器、声波测井仪及测井方法

技术领域

[0001] 本发明涉及测井技术领域，尤其是涉及一种声波传感器、声波测井仪及测井方法。

背景技术

[0002] 传统声波测井仪器的测井方法，是通过一个声波发射传感器向井筒发射一个一定频率范围的声波波列，再通过一个接收传感器，接收该波列通过井眼内的流体、井壁(套管、水泥环)、地层，以及井眼周围的裂缝等对象传输和反射的结果(信号)，来检测和井眼内流体、井壁、地层，以及井眼周围的裂缝等相关对象的声学和力学特征。

[0003] 从发射传感器发出的声波信号，如果只以一种模式(例如纵波)，沿一条路径(例如沿井壁滑行)传输，则接收传感器接收到的信号，相比于以同样的接收传感器在发射传感器最近处接收的信号，只会出现幅度衰减和时间延迟，在形态上不会出现差异，这种情况接收的波形称为子波。

[0004] 在实际测井过程中，从发射传感器发出的声波会以几种主要模式(纵波、横波、斯通利波等)，沿多条路径传播和反射，实际测井过程中接收到的信号，是多个不同幅度、不同延时的子波相互叠加的结果。

[0005] 传统的声波测井主要关注声波以两种模式(即纵波和横波)，沿几条关键路径(沿井壁滑行、从水泥环的两个界面反射、从裂缝反射等)的子波的到达时差，以及幅度衰减。

[0006] 因为子波有一定的长度，在实际测井过程中所接收到的波形中，各子波会叠加在一起，所以在工程上常常是以对各子波首波的处理，来代替对整个子波处理。也就是以各子波首波的到达时间和幅度，来代替子波的到达时间和幅度。因此，传统声波测井接收和处理的信息主要是子波波列的首波，包括首波幅度和首波的到达时间。

[0007] 传统的发射传感器中的力学系统具有一个固有频率，并且一般工作在谐振模式。虽然在有些设计中也考虑尽量发射出较短的子波波列，以便首波集中更多的能量，方便区分通过不同路径和不同振动模式传输的声波子波波列，但是限于发射传感器的力学系统的基础结构，所发出的波列总会包括几个余振。这样当接收传感器和发射传感器的距离较小时，从发射传感器发出的信号通过各种路径或不同振动模式(纵波、横波、斯通利波等)，传输到接收传感器的声波波列中各子波很容易叠加在一起，对于区分通过不同路径，或按不同振动模式到达的子波波列带来困难。

[0008] 如前所述，即使采用识别首波来代替对子波的识别，也常常因为先到达的子波的余振和后到达的子波的首波叠加在一起，影响对子波首波的识别。因此，采用现有的声波测井仪器，子波的余振对子波首波识别的影响较大。

发明内容

[0009] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种声波传感器、声波测井仪及测井方法，以解决子波的余振对子波首波识别的影响较大的技术问题。

[0010] 第一方面，本发明实施例提供了一种声波传感器，包括用于发出准阶跃机械脉冲的振动膜，以及振动膜策动单元和振动膜复位单元；

[0011] 所述振动膜策动单元用于推动所述振动膜，使所述振动膜产生准阶跃机械脉冲的上升段；

[0012] 所述振动膜复位单元用于带动所述振动膜复位，使所述振动膜产生准阶跃机械脉冲的下降段。

[0013] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述振动膜策动单元包括超磁致伸缩部件和线圈；

[0014] 所述超磁致伸缩部件的一端紧贴所述振动膜；

[0015] 所述线圈缠绕在所述超磁致伸缩部件外围。

[0016] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述振动膜复位单元为弹性装置。

[0017] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，该声波传感器还包括底座；

[0018] 所述振动膜策动单元和所述振动膜复位单元设置在所述振动膜与所述底座之间。

[0019] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述振动膜为平板形或楔形。

[0020] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述振动膜与所述振动膜复位单元为一体式结构。

[0021] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述振动膜为圆筒形、鼓形或哑铃型。

[0022] 第二方面，本发明实施例还提供一种声波测井仪，包括上述的声波传感器。

[0023] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述声波传感器设置在皮囊中，所述皮囊中充满绝缘液体。

[0024] 第三方面，本发明实施例还提供一种采用上述的声波测井仪的测井方法，所述声波传感器包括发射传感器和接收传感器；

[0025] 所述测井方法包括：

[0026] 利用声波传感器向井内发出准阶跃机械脉冲；

[0027] 利用接收传感器接收反馈信号；

[0028] 根据所述反馈信号的频率，计算共振体的大小；

[0029] 根据共振波形在时间轴上的位置，计算共振体与所述声波测井仪之间的距离。

[0030] 本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供的声波传感器包括振动膜、振动膜策动单元和振动膜复位单元。其中，振动膜策动单元能够推动振动膜，使振动膜高速移动，产生准阶跃机械脉冲的上升段；振动膜复位单元能够带动振动膜复位，使振动膜缓慢复位，产生准阶跃机械脉冲的下降段。因此，振动膜能够先后在振动膜策动单元和振动膜复位单元的作用下，发出准阶跃机械脉冲，具有快速策动、缓慢复位的特点。

[0031] 准阶跃机械脉冲的上升段极短，而下降段很长，所以准阶跃机械脉冲的绝大部分能量都集中在上升段，显著提高了首波在子波中能量的比重；而准阶跃机械脉冲的下降段(余振)的能量非常小，其对首波的影响可以忽略。因此，采用本发明实施例提供的声波传感器，能够有效降低子波余振对子波首波的影响，从而提高了子波的识别效率。

[0032] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

[0033] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0034] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0035] 图1为本发明实施例一提供的发射传感器的示意图；

[0036] 图2为本发明实施例提供的发射传感器发出的准阶跃机械脉冲的波形图；

[0037] 图3为现有的声波波列的波形图；

[0038] 图4为本发明实施例一提供的另一种发射传感器的示意图；

[0039] 图5为本发明实施例二提供的发射传感器的示意图；

[0040] 图6为本发明实施例二提供的另一种发射传感器的示意图；

[0041] 图7为本发明实施例三提供的第一种发射传感器的示意图；

[0042] 图8为本发明实施例三提供的第二种发射传感器的示意图；

[0043] 图9为本发明实施例三提供的第三种发射传感器的示意图；

[0044] 图10为本发明实施例四提供的发射传感器的立体示意图；

[0045] 图11为本发明实施例四提供的发射传感器的剖面示意图；

[0046] 图12为本发明实施例四提供的发射传感器的另一剖面示意图。

具体实施方式

[0047] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0048] 现有的声波测井仪器，子波的余振对子波首波识别的影响较大。基于此，本发明实施例提供发射传感器以及声波测井仪，以解决子波的余振对子波首波识别的影响较大的技术问题。

[0049] 实施例一：

[0050] 本发明实施例提供一种声波传感器，用于远探测声波，具体用于探测井眼周围的裂缝和地层走向等。本实施例中的声波传感器以发射传感器为例，如图1所示，该发射传感器包括用于发出准阶跃机械脉冲的振动膜11，以及振动膜策动单元12和振动膜复位单元13。

[0051] 其中，振动膜策动单元12用于推动振动膜11，使振动膜11产生准阶跃机械脉冲的上升段。振动膜复位单元13用于带动振动膜11复位，使振动膜11产生准阶跃机械脉冲的下降段。

[0052] 作为一个优选方案，振动膜策动单元12具体包括超磁致伸缩部件121和线圈122。超磁致伸缩部件121的一端紧贴振动膜11，线圈122缠绕在超磁致伸缩部件121外围。超磁致伸缩部件121的材质优选为铽镝铁或铽镝铁合金，其伸缩比应当大于500ppm。

[0053] 另外，振动膜11的振动面要远大于超磁致伸缩部件121的截面，二者的面积比为超磁致伸缩部件121与水(油)的声波阻抗之比，以使阻抗匹配，减小所发出的准阶跃机械脉冲的余振。振动膜11的振动面与超磁致伸缩部件121的截面的面积之比应当至少在4:1以上，本实施例中，二者的面积之比约为25:1，换算成直径约为5:1。

[0054] 振动膜具备一定的刚性，比如是比较轻的金属或合金，如钛、钛合金、铝、铝合金等[0055] 进一步的，本实施例提供的发射传感器还包括底座14，振动膜策动单元12和振动膜复位单元13设置在振动膜11与底座14之间。

[0056] 振动膜策动单元12的下端为固定部位，上端为驱动部位，其固定部位和底座14连接，其驱动部位和振动膜11紧贴在一起。振动膜复位单元13为弹性装置，分别连接于底座14与振动膜11之间，工作在适度张紧的状态，以带动振动膜11紧贴振动膜策动单元12的驱动部位。

[0057] 振动膜策动单元12和振动膜复位单元13的弹性系数的比例在安装好的发射传感器上要满足设计要求，优选的比例是1：5以上。弹性系数计算公式为K＝δF/δL，是指物体所受的应力与应变的比值，为降低弹性系数，振动膜复位单元13可以是弹簧。在一个优选方案中，上述弹性系数的比例是可调的，也就是可以通过调节振动膜复位单元13的张紧度调整该比例。

[0058] 在不发射信号时，振动膜策动单元12处于复位状态，振动膜策动单元12的驱动部位处于初始位置，振动膜11在振动膜复位单元13的约束下也处于初始位置。

[0059] 在需要发射信号时，振动膜策动单元12在驱动信号的作用下，其驱动部位相对于其固定部位发生位移，推动振动膜11快速移动。具体的，振动膜策动单元12中的线圈122将外部提供的电信号转换成磁场信号，超磁致伸缩材料121在该磁场信号的作用下产生伸缩，完成驱动部位相对于其固定部位的相对位移，推动振动膜11运动。

[0060] 驱动结束后，驱动信号撤销，振动膜策动单元12复位，其驱动部位回到初始位置。而振动膜11在振动膜复位单元13的带动下，进入复位状态，回到初始位置。

[0061] 振动膜11在振动膜策动单元12的推动下偏离初始位置的时间段称为发射传感器的策动周期，振动膜11在振动膜复位单元13的带动下回到初始位置的时间段称为发射传感器的复位周期。

[0062] 本实施例中，振动膜11偏离和回到复位位置的过程，是由两个相对独立的力学系统完成的，这两个力学系统的时间参数可以独立设计，所以本发明实施例提供的发射传感器可以发出准阶跃机械脉冲，能够快速策动，偏离原始位置，并且能缓慢复位，回到原始位置。

[0063] 根据测井的需要，可以将策动周期设计为不大于100微秒，将复位周期设计为不小于200微秒。对应到频率，策动频率不低于10kHz，复位频率不高于5kHz。进一步的优选方案，可以将策动周期设计为小于20微秒，将复位周期设计为大于500微秒，分别对应50kHz和2kHz。

[0064] 振动膜11在被振动膜策动单元12策动的过程中高速移动，在单位时间辐射出较高的声波能量；振动膜11在振动膜复位单元13的带动下缓慢复位，在单位时间辐射的声波能量较低。

[0065] 振动膜策动单元12复位时，不带动振动膜11移动，或者其带动振动膜11的力量有限，可以忽略，能够保证振动膜11在两个具有不同时间因子的力学系统的作用下，快速策动，缓慢复位，发出准阶跃扰动，将外部提供的能量集中在策动周期辐射到耦合介质中，传递到各被测对象。

[0066] 本发明实施例提供的发射传感器中，振动膜策动单元12能够推动振动膜11，使振动膜11高速移动，产生准阶跃机械脉冲的上升段；振动膜复位单元13能够带动振动膜11复位，使振动膜11缓慢复位，产生准阶跃机械脉冲的下降段。因此，振动膜11能够先后在振动膜策动单元12和振动膜复位单元13的作用下，发出准阶跃机械脉冲，如图2所示，准阶跃机械脉冲具有快速策动、缓慢复位的特点。

[0067] 本发明实施例提供的发射传感器发出的准阶跃机械脉冲，相当于在井筒以及井筒周围激发一个极宽频率范围的机械扰动，所述准阶跃机械脉冲的上升时间极短，而下降时间很长。

[0068] 而现有的声波发射传感器发出的声波波列，如图3所示，在首波上集中的能量有限，在一定程度上也限制了信噪比的提升。虽然通过数字处理方法可以对这种情况进行校正和恢复，但由于数字处理方法的多解性，严重的影响到处理结果的可信度。

[0069] 通过图2和图3的对比不难看出，本实施例中的准阶跃机械脉冲相比于现有的声波波列，具有能量更加集中的首波，更加有利于用首波来进行探测。同时，由于准阶跃机械脉冲的首波集中有大部分能量，则其余振(下降段)的能量非常小，且该能量分散在绵长的余振(下降段)中，使余振对其他的准阶跃机械脉冲的首波干扰更小，有效提高了信噪比。

[0070] 本实施例中产生的准阶跃机械脉冲的上升段极短，而下降段很长，所以准阶跃机械脉冲的绝大部分能量都集中在上升段，显著提高了首波在子波中能量的比重；而准阶跃机械脉冲的下降段(余振)的能量非常小，其对首波的影响可以忽略。因此，采用本发明实施例提供的发射传感器，能够有效降低子波余振对子波首波的影响，从而提高了子波的识别效率。

[0071] 本实施例中的振动膜11呈平面形，可以令其垂直于仪器轴线或者井筒轴线，使发射传感器发出的准阶跃机械脉冲的辐射方向垂直于仪器轴线的360度方向辐射。

[0072] 在另一种实施方式中，可以将两个或更多的发射传感器组合在一起。如图4所示，两个发射传感器共用一个底座14，而两个发射传感器的振动膜11分别朝向相反的两个方向，从而能够同时向两个方向发出准阶跃机械脉冲。

[0073] 实施例二：

[0074] 如图5所示，本发明实施例提供一种发射传感器，与实施例一基本相同，包括振动膜21、振动膜策动单元22、振动膜复位单元23和底座24。其不同点在于，本实施例中的振动膜21倾斜设置，使发射传感器的辐射面不垂直于仪器轴线，而呈现一定的夹角。

[0075] 如图6所示，在另一种实施方式中，振动膜21的形状呈楔形，则振动膜21具有一个斜面，也可以使发射传感器的辐射面与仪器轴线呈现一定的夹角。

[0076] 本发明实施例提供的发射传感器，能够以倾斜方向发射声波能量，属于斜声波仪器。在低密度水泥固井的固井质量评价中，本实施例提供的斜声波仪器能取到非常好的效果。

[0077] 实施例三：

[0078] 如图7、图8和图9所示，本发明实施例提供一种发射传感器，包括振动膜31、振动膜策动单元32、振动膜复位单元33和底座34，并且振动膜31与振动膜复位单元33为一体式结构。

[0079] 在三种不同的实施方式中，振动膜31的形状分别为圆筒形、鼓形、哑铃型。在振动膜上存在一个主要向被测对象辐射声波能量的辐射面，这个面一般在发射传感器的外围，可能是平面，也可能是柱状面等，垂直于辐射面的方向称为发射传感器声波的辐射方向。

[0080] 图7所示的发射传感器的辐射面为一个鼓形面，该鼓形面的轴线和仪器轴平行，使发射传感器发射的声波辐射向垂直于仪器轴线的360°方向辐射。

[0081] 图8和图9所示的发射传感器中，振动膜31分别为鼓形和哑铃形，使振动膜31相当于一种弯张传感器。并且，振动膜策动单元32设置在振动膜31外部，使振动膜31形成中空结构。

[0082] 当振动膜策动单元32推动振动膜31时，就会在底座34与振动膜策动单元32之间形成挤压力，鼓形的振动膜31会在该挤压力的作用下向外扩张，而哑铃形的振动膜31会在该挤压力的作用下向内收缩。因此，鼓形的振动膜31与哑铃形的振动膜31会发出不同能量方向的准阶跃机械脉冲。

[0083] 当然，在其他实施方式中，也可以将图8、图9中的振动膜策动单元设置在振动膜的内部，以改变振动1发出的准阶跃机械脉冲的能量方向。类似鼓形、哑铃型等异形辐射面的发射传感器，包含各种方向的辐射，能适用于各种情况。

[0084] 上述各实施例中的振动膜可以用各种材料制成，例如金属、非金属，振动膜可以具有各种厚度，这些参数根据需要发出的声波的各种参数，例如横波、纵波、对称、非对称、辐射方向、策动速度、辐射能量的大小等确定。

[0085] 实施例四：

[0086] 如图10、图11和图12所示，本发明实施例提供一种发射传感器，其中设置有两个对称的振动膜11，分别设置在底座14两侧，可以同时向相反的两个方向发出准阶跃机械脉冲。

[0087] 图11和图12分别是不同方向剖面图，且图11与图12的剖面相互垂直，所以图12中未能示出振动膜11。

[0088] 振动膜策动单元12穿过底座14，并被底座14约束，但并没有刚性连接。振动膜策动单元12两端被振动膜11及振动膜复位单元13约束，也没有刚性连接。

[0089] 当外部向振动膜策动单元12输入驱动信号时，线圈122将外部提供的电信号转换成磁场信号，超磁致伸缩材料121在该磁场信号的作用下产生伸缩，推动振动膜11运动。驱动结束后，驱动信号撤销，振动膜策动单元12复位，而振动膜11在振动膜复位单元13的带动下，进入复位状态，回到初始位置。

[0090] 振动膜策动单元12在通电时快速运动，推动振动膜快速运动，通电完毕，振动膜策动单元12也会以较快的速度收缩。因为振动膜策动单元12和振动膜11的安装方式，所以振动膜策动单元12不会直接带动振动膜11复位，而只是给了振动膜11复位的空间。

[0091] 由于策动过程和复位过程是由两个力学系统完成的，因此准阶跃机械脉冲的绝大部分能量都能够集中在上升段，提高首波在子波中能量的比重，从而能够能够有效降低子波余振对子波首波的影响，从而提高了子波的识别效率。

[0092] 应当说明的是，本发明实施例提供的声波传感器，既可以是发射传感器，也可以是接收传感器。因此，上述各实施例中发射传感器的设计思路是可以用于接收传感器的，只是接收传感器对功率需求更小，而在测量过程中的有益效果是类似的。

[0093] 实施例五：

[0094] 本发明实施例提供一种声波测井仪，包括接收传感器以及上述任一实施例提供的发射传感器。

[0095] 发射传感器和接收传感器的数量，均可根据实际需要设置为一个或多个。声波测井仪还可以包括支架，发射传感器和接收传感器安装在支架上，其中发射传感器发出准阶跃信号，接收传感器为宽带、非谐振接收器，或者谐振频率远离工作频段(准阶跃机械脉冲下降时间长)。

[0096] 作为一个优选方案，发射传感器和接收传感器分别设置在皮囊中，皮囊由承受至少175℃的耐高温材料做成。皮囊中充满绝缘液体(例如油)，对发射传感器和接收传感器起到保护和绝缘作用，绝缘液体还用于耦合声波和进行压力平衡，安装在充满液体的皮囊中的发射传感器和接收传感器能承受不低于40MPa的液压。

[0097] 优选的，皮囊材料的声阻抗和水的声阻抗接近，以避免由于皮囊与绝缘液体或水之间的声阻抗差异较大，造成声波能量损失的问题。

[0098] 接收传感器的频率响应曲线在工作频段，约5kHz至20kHz是平坦的，增益起伏低于9分贝。接收传感器在整个工作频段都具有很高的灵敏度，声电转换效率在20％以上。

[0099] 本发明实施例提供的声波测井仪中，由电路系统提供的能量转换效率极高，驱动信号大部分转换成对被观测对象的声学策动，并在子波的首波时间段完成，形成有用信号，从而大幅度地提高了有用信号的能量级别，能够极大提高声波测井仪的探测范围。

[0100] 接收传感器上接收到的信号，各子波的长度极短，甚至小于一个工作周期，有利于识别以各种模式、各条路径传输的子波，提高测量信号的信噪比。另一方面，通过提高首波在子波中能量的比重，有利于发出更大能量的首波，提高探测距离。

[0101] 此外，因为准阶跃机械脉冲的频谱范围极宽，换一句话说，就是准阶跃机械脉冲在各频率点的能量集中度有限。如果接收到的信号中在某个频率点出现能量集中现象，那么一定是声波信号在井筒、井壁(套管、水泥环)、地层或井眼周围的裂缝中发生了类似共振的效应，因此可以据此计算地层厚度、地层声速、地层的各种力学性质、水泥环厚度，水泥胶结情况，井眼周围裂缝的距离、大小、产状等等。而传统的发射传感器、接收传感器工作在窄带，所发射的和能接收的信号固定在一定的频带范围，使所接收信号的频率特征基本反映的是传感器的频率特征，而井眼、井壁、地层、裂缝等频率特征无法突出，也很难被观测。

[0102] 实施例六：

[0103] 本发明实施例提供一种测井方法，且该测井方法中采用了上述实施例五提供的声波测井仪。

[0104] 该测井方法主要包括以下步骤：

[0105] S1：利用发射传感器向井内发出准阶跃机械脉冲。

[0106] 发射传感器具体的结构、功能，以及准阶跃机械脉冲的发射方式，可以参照前述各个实施例中的描述。

[0107] S2：利用接收传感器接收反馈信号。

[0108] 准阶跃机械脉冲经过井中的反射等作用后，由接收传感器接收其返回的反馈信号。

[0109] S3：根据所述反馈信号中的共振频率，计算共振体的大小。

[0110] 共振体是指为和周围有较大声阻抗差别的部位，例如高阻抗包围(或半包围)的低阻抗区域，或低阻抗包围(或半包围)的高阻抗区域。

[0111] 当声波在共振体中发生共振时，声波会在共振体的体积范围内反复折返，共振体的体积越大，声波折返的频率就越低，即共振频率越低；同理，共振体的体积越小，则共振频率越高。因此，可以根据反馈信号中的共振频率，计算共振体的大小。

[0112] S4：根据共振波形在时间轴上的位置，计算共振体与声波测井仪之间的距离。

[0113] 当共振体距离声波测井仪较近时，共振体产生的共振波形就会较早返回声波测井仪；当共振体距离声波测井仪较远时，共振体产生的共振波形就会较晚返回声波测井仪。因此，根据共振波形在时间轴上的位置，可以精确计算出共振体与声波测井仪之间的距离。

[0114] 应当说明的是，本实施例中描述的测井方法，是针对在接收到共振波形的情况下的应用。这是一种特别的应用，但并不排除上述实施例提供的声波测井仪可以用于其它的常规性应用。

[0115] 另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0116] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0117] 最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

标题	发布/更新时间	阅读量
声波器件-专利编号CN105720941B	2020-05-12	855
一种声波清灰器-专利编号CN103433248A	2020-05-11	708
声波器件-专利编号CN102957397B	2020-05-13	762
声波器件-专利编号CN105811913A	2020-05-13	246
声波装置-专利编号CN105915195B	2020-05-12	659
声波器件-专利编号CN106537772B	2020-05-13	917
一种全天候低频声波传感器-专利编号CN104483012A	2020-05-12	147
一种全天候低频声波传感器-专利编号CN104483012B	2020-05-11	447
一种针对敏感类昆虫的声波驱虫器-专利编号CN106665557A	2020-05-11	112
一种声波清灰器-专利编号CN203470421U	2020-05-11	609

声波传感器、声波测井仪及测井方法

声波传感器、声波测井仪及测井方法

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