一種隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術屬于隨鉆測井測量裝置領域，具體涉及一種隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝裝置。裝置包括鉆鋌、接收換能器、前置信號處理電路和主控電子倉；接收換能器和前置信號處理電路分別通過封裝器封裝在鉆鋌本體上，接收換能器和信號處理電路通過密封電連接插件實現電連接，信號處理電路和主控電子倉電連接；密封電連接插件、接收換能器和前置信號處理電路均高壓密封；裝置采用一種新的獨立封裝換能器和高壓密封電連接插件實現換能器泥漿與前置信號處理電路的密封，避免了陶瓷晶體片的動密封設計和專門設計的高壓密封電連接插件；同時在信號處理上將信號處理電路前置，并封裝在鉆鋌上，縮短信號接收與處理的線路長度，減小噪聲干擾。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術主要屬于隨鉆測井測量裝置領域，具體涉及一種隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝裝置。
技術介紹
隨著油氣田鉆井規模的不斷擴大及科學技術的發展。特別是隨鉆測井技術的飛速發展，迫切需要當前先進的科學技術在油氣田開采中發揮其重要作用。隨鉆方位聲波測井技術是隨鉆測井技術的方法之一，隨鉆方位聲波換能器是隨鉆方位聲波儀器的最重要原件，儀器工作時，由儀器內置的發射換能器產生聲波，隨后被同一儀器中的接收換能器接收，通過接收到的各種模式波的波速和衰減等聲學信息來評價將比介質性質。由于隨鉆儀器中間有過泥漿的水眼，聲波換能器安裝在鉆鋌本體外壁，很難如電纜聲波測井儀那樣浸在油中密封，所以隨鉆方位聲波換能器一般采用單獨封裝。而隨鉆方位聲波接收換能器目前較為成熟的兩種分別是紐扣式接收換能器和環形封裝接收的接收換能器，紐扣式接收換能器直接安裝于隨鉆聲波儀器接收端電子倉，同時該種換能器具有較高的井下接收靈敏度。環狀封裝接收換能器將多片接收換能器封裝于環形帶狀結構中，接收芯片內部并聯構成一個接收換能器，該種接收換能器主要用于單極子隨鉆方位聲波儀器。目前隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝結構主要采用兩種結構方案:紐扣式接收換能器封裝裝置和環形灌封接收換能器封裝裝置。紐扣式接收換能器封裝裝置。該種結構的換能器其陶瓷結構晶體封裝于一種紐扣式金屬結構中，依靠紐扣式金屬結構中的液壓平衡裝置實現陶瓷片晶體外部泥漿與內部液壓油的平衡，該陶瓷片晶體在紐扣式結構中需要實現動密封，即平衡陶瓷片晶體外部泥漿與內部液壓油的壓力。該種紐扣式接收換能器直接安裝于接收電子倉骨架，靠紐扣式結構外側的密封圈實現外部泥漿與電子倉的密封，同時換能器底部的雙芯電連接插針可實現與接收電路的短距離連接，從而進行聲波微弱信號的接收。環形灌封接收換能器封裝裝置。該種結構的換能器采用片狀陶瓷晶體片結構，接收芯片封裝于一個環形帶中，同時接收芯片內部并聯構成一個接收換能器。該環形帶狀結構通過密封結構將芯片接收信號線引出，并通過特殊設計的密封電連接插件將兩路信號接收線與內部電子倉實現電連接。該種采用環氧樹脂灌封膠的換能器可浸泡于泥漿中，通過特殊設計的密封電連接插件實現外部泥漿與內部電子倉的密封，從而實現聲波微弱信號的接收。現有的兩種裝置均各自存在缺陷：紐扣式接收換能器封裝裝置由于對陶瓷晶體片液壓動平衡設計的要求增加了換能器設計的復雜性，同時該結構在使用中容易失效；該種紐扣式換能器陶瓷晶體片通過外表面粘結一層PEEK材料暴露于泥漿當中，在井下復雜應用環境中容易產生破壞；由于換能器在安裝于內部電子倉骨架的同時實現與鉆鋌本體的高壓密封，該種結構增加了內部電子倉骨架與外部鉆鋌本體的加工及裝配要求。環形灌封接收換能器封裝裝置在實現與內部電子倉電連接時需要特殊設計的密封電連接插件，滿足插件再實現高圧密封的同時，實現與電子倉上電連接插件的對接，同時由于井下強振動沖擊的使用環境要求該插件能夠固定于鉆鋌本體上。該種封裝結構一方面需要特殊設計的密封插件，另一方面同樣增加了內部電子倉骨架與外部鉆鋌本體的加工及裝配要求，此外，相對于紐扣式換能器封裝結構，該種結構增加了換能器到電子倉的電連接線長度，影響信號的提取。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提供了一種隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝裝置，將放大電路與模數轉換電路前置安裝在鉆挺上，縮短信號接收與處理的線路長度，減小噪聲干擾；將接收換能器封裝及電連接封裝分開降低對電連接插件形狀的要求，采用普通高壓密封電連接插件實現換能器泥漿與前置信號處理電路的密封，無需專門設計高壓電連接插件。本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝裝置，所述裝置包括鉆鋌本體2、主控電子倉1和隨鉆方位聲波信號接收處理系統；所述隨鉆方位聲波信號接收處理系統包括接收換能器3、密封電連接插件、前置信號處理電路10和總信號處理電路；所述總信號處理電路安裝在所述主控電子倉1上；所述密封電連接插件封裝在所述鉆鋌本體2上；所述接收換能器3和所述前置信號處理電路10分別通過封裝結構高壓密封在鉆鋌本體2上，所述接收換能器3和所述信號處理電路10通過密封電連接插件實現電連接，所述信號處理電路10和所述總信號處理電路電連接；所述前置信號處理電路10包括信號放大模塊和模數轉換模塊；裝置采用一種新的獨立封裝換能器和高壓密封電連接插件實現換能器泥漿與前置信號處理電路的密封，避免了陶瓷晶體片的動密封設計和專門設計的高壓密封電連接插件；同時在信號處理上將信號處理電路前置，并封裝在鉆鋌上，縮短信號接收與處理的線路長度，減小噪聲干擾，降低了對主控電子倉電連接插件與鉆鋌的設計、加工和裝配要求，提高了系統可靠性。進一步地，前置信號處理電路10通過封裝結構封裝在鉆鋌本體2上，前置信號處理電路10的封裝結構和所述密封電連接插件的外部各套有至少一道密封圈，實現高壓密封。進一步地，所述前置信號處理電路10通過信號線二和安裝在主控電子倉1的電連接插件連接，實現所述信號處理電路10和所述主控電子倉1的電連接。進一步地，接收換能器3包括傳感器和傳感器外部的封裝結構，接收換能器3的封裝結構通過環氧樹脂灌封膠灌封形成，接收換能器3的封裝結構將傳感器高壓密封，接收換能器3由固定裝置固定在鉆鋌本體2上，接收換能器3的信號通過信號線一引出封裝結構。進一步地，所述封裝結構為單面為弧面的長方體結構，所述固定裝置二與封裝結構接觸的面為弧面，所述弧面是指接觸面有一定的弧度。進一步地，所述接收換能器3采用三出線方式進行信號傳輸，所述三出線包括正極、負極和地。進一步地，所述電連接插件包括多芯連接插針11和多芯連接插座12，多芯連接插針11和多芯連接插座12相互插接。進一步地，前置信號處理電路10的封裝結構為密封蓋9，所述前置信號處理電路10置于所述密封蓋9內，所述密封蓋9固定在所述鉆鋌本體2上。進一步地，所述密封電連接插件為三芯密封插針8和三芯密封膠套5，所述三芯密封膠套5和所述三芯密封插針8對插安裝，所述接收換能器3與所述三芯密封膠套5連接。進一步地，前置信號處理電路10的封裝結構和所述密封電連接插件分別通過擋圈固定在鉆鋌本體2上，保證在井下強振動環境下不會從鉆鋌本體上脫落。本專利技術的有益技術效果：（1）本專利技術封裝裝置將接收器密封與電連接密封實現分離，降低了對零件加工及裝配的要求及對電連接插件的設計要求，采用普通高壓密封電連接插件實現換能器泥漿與前置信號處理電路的密封，無需專門設計高壓電連接插件；同時保證了井下工作的可靠性。（2）本專利技術隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝裝置采用環氧樹脂灌封膠將換能器封裝成一面為弧形的長方體結構，避免了陶瓷晶體片的動密封設計。（3）本專利技術采用將放大電路與模數轉換電路前置的模塊化設計，縮短信號接收與處理的線路長度，減小噪聲干擾。（4）本專利技術信號處理電路模塊與內部電子倉采用軟線連接避免了電子倉電連接插件與鉆鋌本體的對中設計要求。（5）本專利技術可應用于偶極子及多極子隨鉆方位聲波儀器聲波接收系統。附圖說明圖1、隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝裝置示意圖；圖2、接收換能器示意圖；圖3、接收換能器固定裝置示意圖；圖4、隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝裝置爆炸視圖；圖中：1.主控電子倉、2.鉆鋌本體、3.接收換能器、4.封裝蓋板本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝裝置，其特征在于，所述裝置包括鉆鋌本體（2）、主控電子倉（1）和隨鉆方位聲波信號接收處理系統；所述隨鉆方位聲波信號接收處理系統包括接收換能器（3）、密封電連接插件、前置信號處理電路（10）和總信號處理電路；所述總信號處理電路安裝在所述主控電子倉（1）上；所述密封電連接插件封裝在所述鉆鋌本體（2）上；所述接收換能器（3）和所述前置信號處理電路（10）分別通過封裝結構高壓密封在鉆鋌本體（2）上，所述接收換能器（3）和所述信號處理電路（10）通過密封電連接插件實現電連接，所述信號處理電路（10）和所述總信號處理電路電連接；所述前置信號處理電路（10）包括信號放大模塊和模數轉換模塊；裝置采用一種獨立封裝換能器和高壓密封電連接插件實現換能器泥漿與前置信號處理電路的密封；同時在信號處理上將信號處理電路前置，并封裝在鉆鋌上，縮短信號接收與處理的線路長度，減小噪聲干擾，降低了對主控電子倉電連接插件與鉆鋌的設計、加工和裝配要求，提高了系統可靠性。

【技術特征摘要】
1.一種隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝裝置，其特征在于，所述裝置包括鉆鋌本體（2）、主控電子倉（1）和隨鉆方位聲波信號接收處理系統；所述隨鉆方位聲波信號接收處理系統包括接收換能器（3）、密封電連接插件、前置信號處理電路（10）和總信號處理電路；所述總信號處理電路安裝在所述主控電子倉（1）上；所述密封電連接插件封裝在所述鉆鋌本體（2）上；所述接收換能器（3）和所述前置信號處理電路（10）分別通過封裝結構高壓密封在鉆鋌本體（2）上，所述接收換能器（3）和所述信號處理電路（10）通過密封電連接插件實現電連接，所述信號處理電路（10）和所述總信號處理電路電連接；所述前置信號處理電路（10）包括信號放大模塊和模數轉換模塊；裝置采用一種獨立封裝換能器和高壓密封電連接插件實現換能器泥漿與前置信號處理電路的密封；同時在信號處理上將信號處理電路前置，并封裝在鉆鋌上，縮短信號接收與處理的線路長度，減小噪聲干擾，降低了對主控電子倉電連接插件與鉆鋌的設計、加工和裝配要求，提高了系統可靠性。2.如權利要求1所述一種隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝裝置，其特征在于，前置信號處理電路（10）通過封裝結構封裝在鉆鋌本體（2）上，前置信號處理電路（10）的封裝結構和所述密封電連接插件的外部各套有至少一道密封圈，實現高壓密封。3.如權利要求1所述一種隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝裝置，其特征在于，所述前置信號處理電路（10）通過信號線二和安裝在主控電子倉（1）的電連接插件連接，實現所述信號處理電路（10）和所述主控電子倉（1）的電連接。4.如權利要求1所述一種方位聲波隨鉆信號接收換能器封裝裝置，其特征在于，接收換能器（3）包括傳感器和傳...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭健，陳文軒，底青云，孫云濤，楊永友，張文秀，
申請(專利權)人：中國科學院地質與地球物理研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11