專利名稱：一種相控圓弧陣聲波輻射器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種產生亞聲頻、聲頻或超聲頻的機械振動的設備。
背景技術：
聲波換能器技術(傳感器技術)是聲波測井的核心技術，也是制約我國聲波測井技術發展的瓶。目前聲波測井現場測量中實際使用的單極子源、偶極子源和四極子源均是相互獨立的單個換能器，在制作聲波測井儀器時必須使具有不同功能的聲波輻射器布置在儀器的不同位置，而且其輻射的聲場無法滿足方位聲波測井的要求。斯倫貝謝公司的偶極橫波成像儀(DSI)即把 I個單極子發射換能器和2個偶極子發射換能器安裝在儀器的3個不同位置，其他同際著名石油服務公司開發的多極子聲波測井儀器也采用了類似結構。盡管利用這種結構的儀器可以進行多極子聲波測井，但是這種結構導致儀器長度變大、測量的目的層不重合。并給采集波形的處理尤其是正交偶極子波形處理帶來一系列困難和苛刻要求。采用這種聲源的聲波測井技術和反射聲波成像測井技術沒有周向分辨能力，在測量結果中無法說明井旁地質結構的方位信息，即是I個二維成像問題。斯倫貝謝公司的井旁反射聲波成像儀(BARS)利用了軸對稱的發射和接收聲波探頭，測量結果沒有周向分辨能力，即只能進行二維反射聲波成像。聲波測井技術的進步依賴于井下聲波換能器的發展。Yu G等人提出的軌道振動器(Orbit-al Vibrator Source)具有周向掃描福射聲波的能力，但是過低的工作頻率范圍(50 400 Hz)導致其周向分辨能力有限，不適宜高分辨率的方位反射聲波成像測井。喬文孝等人在聲波測井相控線陣方面開展了大量的基礎研究工作，指出在聲波測井中應用相控線陣可以提高測量信號的信噪比，有助于增大探測深度、提高測量分辨率，但相控線陣的輻射聲場也同樣具有軸對稱性。本文介紹了一種可用于聲波測井的相控圓弧陣聲波輻射器rl州I]的結構和工作原理。發明內容
本發明涉及一種可應用于聲波測井的、具有周向輻射特性的相控圓弧陣聲波輻射器。
本發明所述的一種相控圓弧陣聲波輻射器，密封的橡膠囊，橡膠囊中有若干個沿圓周設置的陣元，每個陣元之間設有聲電隔離器。
優選地，陣元是28個。
更優選地，陣元沿28mm的圓周設置。
本發明通過控制相控圓弧陣不同陣元的激勵信號延遲時間可以使圓弧陣聲波輻射器輻射的聲波能量基本向某一個方位方向傳播。隨著陣元個數的增加，相控圓弧陣的指向性增強。但在實際應用中會變得更加困難。因此，在保證相控圓弧陣輻射指向性滿足聲波測井要求的前提下要使陣元個數盡可能少。與單極子、偶極子和四極子等聲波測井聲源相比，在井下采用相控圓弧陣聲波輻射器可以真正實現方位聲波測井。方位聲波測井在非均質地層評價、定向射孔、定向鉆井等石油工程中有良好的應用前景。

圖I是實施例一的結構示意圖。
圖2是實施例一的工作示意圖。
具體實施方式
實施例一。
本發明所述的一種相控圓弧陣聲波輻射器，密封的橡膠囊，橡膠囊中有28個沿著半徑為28_的圓周設置的陣元，每個陣元之間設有聲電隔離器。橡膠囊里充滿了硅油。其中每個陣元是I個壓電振子。
本實施例的相控圓弧陣聲波輻射器工作時，通過對其I段圓弧上的N個陣元進行相位延遲激勵可以使其向某一個方位方向福射聲波。以圖2所不的標號為3 11的圓弧上的9個陣元工作為例，若以7號陣元為中心，從兩側對稱地向7號陣元依次施加某一延遲時間的激勵信 號，則可以形成一個如圖2所示的以7號陣元為中心的9陣元等效相控線陣， 其各個陣元沿著與Y軸平行的直線AB。具體來說，若各個陣元的波陣面傳播到直線AB的時間分別為τ i τ 4，最先激勵3號和11號陣元，并標記此時刻為O時刻；到(τ 4 τ 3)時刻時，激勵4號和10號陣元；到(τ 4 τ 2)時刻時，激勵5號和9號陣元；到(τ 4 τ 時刻時，激勵6號和8號陣元；最后，到τ4時刻時激勵7號陣元。這樣，4時刻時圓弧陣各個工作陣元的波陣面便同時與直線AB相切。若在某一時刻選擇3 11號陣元工作并形成以7號陣元為中心的輻射聲束，而在下一時刻選擇2 10號陣元工作形成以6號陣元為中心的輻射聲束，依次循環選擇不同的陣元工作，就可以分別在圓周方向的不同方位上形成輻射聲束，從而可以實現周向掃描圍徽。
權利要求
1.一種相控圓弧陣聲波輻射器，其特征在于密封的橡膠囊，橡膠囊中有若干個沿圓周設置的陣元，每個陣元之間設有聲電隔離器。
2.如權利要求I所述的相控圓弧陣聲波輻射器，其特征在于陣元是28個。
3.如權利要求I或2所述的相控圓弧陣聲波輻射器，其特征在于陣元沿28_的圓周設
全文摘要
本發明涉及一種產生亞聲頻、聲頻或超聲頻的機械振動的設備。本發明所述的一種相控圓弧陣聲波輻射器，密封的橡膠囊，橡膠囊中有若干個沿圓周設置的陣元，每個陣元之間設有聲電隔離器。本發明通過控制相控圓弧陣不同陣元的激勵信號延遲時間可以使圓弧陣聲波輻射器輻射的聲波能量基本向某一個方位方向傳播。隨著陣元個數的增加，相控圓弧陣的指向性增強。但在實際應用中會變得更加困難。因此，在保證相控圓弧陣輻射指向性滿足聲波測井要求的前提下要使陣元個數盡可能少。與單極子、偶極子和四極子等聲波測井聲源相比，在井下采用相控圓弧陣聲波輻射器可以真正實現方位聲波測井。
文檔編號B06B3/00GK102921623SQ201210420129
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月29日 優先權日2012年10月29日
發明者王耀斌 申請人:陜西聯盟物流有限公司