本發(fā)明屬于套管井測井，涉及一種增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、在石油測井行業(yè)中，傳統(tǒng)的聲波儀器大多基于電子技術(shù)，主要通過電信號來收集和處理聲波數(shù)據(jù)。這種電子儀器雖然在諸多應(yīng)用中已經(jīng)取得了顯著的效果。但其在高溫、高壓或強鹽度等特殊環(huán)境下的性能會受限，且數(shù)據(jù)處理效率低。相比之下，光纖遠(yuǎn)探測裝置能在各種環(huán)境下穩(wěn)定工作，數(shù)據(jù)由光纖傳輸處理效率高，但目前主流的分布式光纖傳感系統(tǒng)采用傳統(tǒng)光纜布設(shè)在油管附近，基于拉曼、布里淵等后向散射的基本原理限制，空間分辨率和測量精度已處于瓶頸狀態(tài)，故亟需解決傳統(tǒng)電子聲波儀器和現(xiàn)有分布式光纖傳感器的在測量測井行業(yè)的使用局限性的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)電子聲波儀器在測井的高溫、高壓或強鹽度環(huán)境下的性能受限，且數(shù)據(jù)處理效率低；而分布式光纖傳感器的空間分辨率和測量精度已處于瓶頸狀態(tài)的問題，提供一種增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、一種增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)，包括：第一金屬弧形薄片、第二金屬弧形薄片、圓柱體和弱光柵；

4、第一金屬弧形薄片和第二金屬弧形薄片形成圓柱形空間；圓柱體設(shè)置在圓柱形空間中；第一金屬弧形薄片的一端與圓柱體相固定；同時第一金屬弧形薄片的一端與第二金屬弧形薄片的一端相接觸；第二金屬弧形薄片的另一端與圓柱體相固定；同時第二金屬弧形薄片的另一端與第一金屬弧形薄片的另一端相接觸；弱光柵纏繞在第一金屬弧形薄片和第二金屬弧形薄片的外側(cè)。

5、本發(fā)明的進一步改進在于：

6、進一步的，第一金屬弧形薄片的一端具有第一折片和第二折片；第一金屬弧形薄片的另一端具有第三折片和第四折片；第二金屬弧形薄片的一端具有第五折片和第六折片；第二金屬弧形薄片的另一端具有第七折片和第八折片；第一折片和第三折片為在第一金屬弧形薄片的兩端邊緣分別內(nèi)折一次形成的，第二折片和第四折片為在第一金屬弧形薄片的兩端折痕處分別再次內(nèi)折形的；第五折片和第七折片為在第二金屬弧形薄片的兩端邊緣分別內(nèi)折一次形成的，第六折片和第八折片為在第二金屬弧形薄片的兩端折痕處分別再次內(nèi)折形的。

7、進一步的，第一金屬弧形薄片的一端與圓柱體相固定；同時第一金屬弧形薄片的一端與第二金屬弧形薄片的一端相接觸，具體為：第一折片與圓柱體通過第二螺栓進行固定；第二折片與第六折片通過第一螺栓進行接觸；第六折片沿第一螺栓方向自由移動；第五折片緊貼圓柱體。

8、進一步的，第二折片與第六折片通過第一螺栓進行接觸，具體為：第二折片與第六折片上設(shè)置有相對應(yīng)的通孔；第一螺栓穿過第二折片和第六折片的通孔時，第一螺栓通過第一螺母固定在第二折片上；第六折片在第一螺栓上自由滑動。

9、進一步的，第二金屬弧形薄片的另一端與圓柱體相固定；同時第二金屬弧形薄片的另一端與第一金屬弧形薄片的另一端相接觸，具體為：第七折片與圓柱體通過第三螺栓進行固定；第八折片與第四折片通過第四螺栓進行接觸；第四折片沿第四螺栓方向自由移動；第三折片緊貼圓柱體。

10、進一步的，第八折片與第四折片通過第四螺栓進行接觸，具體為：第八折片與第四折片上設(shè)置有相對應(yīng)的通孔；第四螺栓穿過第八折片與第四折片的通孔時；第四螺栓通過第二螺母固定在第八折片上；第四折片在第四螺栓上自由滑動。

11、進一步的，第二螺栓和第三螺栓上均設(shè)置有彈簧；彈簧在第一金屬弧形薄片和第二金屬弧形薄片受到外力擠壓時，能夠快速恢復(fù)第一金屬弧形薄片和第二金屬弧形薄片的原始形態(tài)。

12、進一步的，第一折片、第二折片、第三折片、第四折片、第五折片、第六折片、第七折片和第八折片的寬度相同。

13、進一步的，圓柱體為pvc材質(zhì)。

14、進一步的，第一折片和第二折片之間的角度自定義調(diào)節(jié)；第三折片和第四折片之間的角度自定義調(diào)節(jié)；第五折片和第六折片之間的角度自定義調(diào)節(jié)；第七折片和第八折片之間的角度自定義調(diào)節(jié)。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

16、本發(fā)明通過第一金屬弧形薄片、第二金屬弧形薄片和圓柱體形成外圍金屬圓柱體外殼，金屬圓柱體外殼能夠增強聲波的接收和傳播，從而顯著提高了傳感器的音頻響應(yīng)能力和聲波增敏強度。同時本發(fā)明獨特的彎折設(shè)計使得第一金屬弧形薄片、第二金屬弧形薄片之間受外界壓力產(chǎn)生豎直位移，實現(xiàn)了對聲波增敏強度的調(diào)控。使得傳感器能在不同的工作環(huán)境中保持優(yōu)良的檢測性能。

17、進一步的，本發(fā)明將弱光柵纏繞方式，將聲波傳遞在增敏結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生形變量轉(zhuǎn)換為超高靈敏度的光信號。同時基于弱光柵的弱反射特性可級聯(lián)多個增敏裝置實現(xiàn)分布式測量，可以廣泛應(yīng)用于井間聲波動態(tài)測量、注采剖面監(jiān)測、壓裂監(jiān)測等，有效地解決了傳統(tǒng)光纖檢波器在這些應(yīng)用中的長距離探測問題，從而進一步擴大了其應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：第一金屬弧形薄片(4)、第二金屬弧形薄片(9)、圓柱體(3)和弱光柵(5)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一金屬弧形薄片(4)的一端具有第一折片(10)和第二折片(11)；所述第一金屬弧形薄片(4)的另一端具有第三折片(12)和第四折片(13)；所述第二金屬弧形薄片(9)的一端具有第五折片(14)和第六折片(15)；所述第二金屬弧形薄片(9)的另一端具有第七折片(16)和第八折片(17)；所述第一折片(10)和第三折片(12)為在第一金屬弧形薄片(4)的兩端邊緣分別內(nèi)折一次形成的，所述第二折片(11)和第四折片(13)為在第一金屬弧形薄片(4)的兩端折痕處分別再次內(nèi)折形的；所述第五折片(14)和第七折片(16)為在第二金屬弧形薄片(9)的兩端邊緣分別內(nèi)折一次形成的，所述第六折片(15)和第八折片(17)為在第二金屬弧形薄片(9)的兩端折痕處分別再次內(nèi)折形的。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一金屬弧形薄片(4)的一端與圓柱體(3)相固定；同時所述第一金屬弧形薄片(4)的一端與第二金屬弧形薄片(9)的一端相接觸，具體為：所述第一折片(10)與圓柱體(3)通過第二螺栓(2)進行固定；所述第二折片(11)與第六折片(15)通過第一螺栓(1)進行接觸；所述第六折片(15)沿第一螺栓(1)方向自由移動；第五折片(14)緊貼圓柱體(3)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二折片(11)與第六折片(15)通過第一螺栓(1)進行接觸，具體為：所述第二折片(11)與第六折片(15)上設(shè)置有相對應(yīng)的通孔；所述第一螺栓(1)穿過第二折片(11)和第六折片(15)的通孔時，第一螺栓(1)通過第一螺母(8)固定在第二折片(11)上；所述第六折片(15)在第一螺栓(1)上自由滑動。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二金屬弧形薄片(9)的另一端與圓柱體(3)相固定；同時所述第二金屬弧形薄片(9)的另一端與第一金屬弧形薄片(4)的另一端相接觸，具體為：所述第七折片(16)與圓柱體(3)通過第三螺栓(7)進行固定；所述第八折片(17)與第四折片(13)通過第四螺栓(6)進行接觸；所述第四折片(13)沿第四螺栓(6)方向自由移動；第三折片(12)緊貼圓柱體(3)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第八折片(17)與第四折片(13)通過第四螺栓(6)進行接觸，具體為：所述第八折片(17)與第四折片(13)上設(shè)置有相對應(yīng)的通孔；所述第四螺栓(6)穿過第八折片(17)與第四折片(13)的通孔時；所述第四螺栓(6)通過第二螺母(18)固定在第八折片(17)上；所述第四折片(13)在第四螺栓(6)上自由滑動。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二螺栓(2)和第三螺栓(7)上均設(shè)置有彈簧；所述彈簧在第一金屬弧形薄片(4)和第二金屬弧形薄片(9)受到外力擠壓時，能夠快速恢復(fù)第一金屬弧形薄片(4)和第二金屬弧形薄片(9)的原始形態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一折片(10)、第二折片(11)、第三折片(12)、第四折片(13)、第五折片(14)、第六折片(15)、第七折片(16)和第八折片(17)的寬度相同。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圓柱體(3)為pvc材質(zhì)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一折片(10)和第二折片(11)之間的角度自定義調(diào)節(jié)；所述第三折片(12)和第四折片(13)之間的角度自定義調(diào)節(jié)；所述第五折片(14)和第六折片(15)之間的角度自定義調(diào)節(jié)；所述第七折片(16)和第八折片(17)之間的角度自定義調(diào)節(jié)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種增敏可調(diào)諧式光纖聲波傳感結(jié)構(gòu)，包括：第一金屬弧形薄片和第二金屬弧形薄片形成圓柱形空間；圓柱體設(shè)置在圓柱形空間中；第一金屬弧形薄片的一端與圓柱體相固定；同時第一金屬弧形薄片的一端與第二金屬弧形薄片的一端相接觸；第二金屬弧形薄片的另一端與圓柱體相固定；同時第二金屬弧形薄片的另一端與第一金屬弧形薄片的另一端相接觸；弱光柵纏繞在第一金屬弧形薄片和第二金屬弧形薄片的外側(cè)。本發(fā)明通過第一金屬弧形薄片、第二金屬弧形薄片和圓柱體形成外圍金屬圓柱體外殼，金屬圓柱體外殼能夠增強聲波的接收和傳播，提高了傳感器的音頻響應(yīng)能力和聲波增敏強度。本發(fā)明將弱光柵纏繞方式，解決了傳統(tǒng)光纖檢波器的長距離探測問題。

技術(shù)研發(fā)人員：韓釗,賀全龍,楊留強,路婉婷,孫劭偉,陳小安,劉國權(quán),陳文輝,陳濤
受保護的技術(shù)使用者：中國石油天然氣集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19