适合于跨频段岩石物理参数的超声测量装置的制作方法

本实用新型涉及岩石物理参数测试技术领域，特别是涉及到一种适合于跨频段岩石物理参数的超声测量装置。

背景技术：

跨频段(地震频段、测井频段、超声频段)岩石弹性参数的精确测量，既是高精度储层描述及流体预测的关键理论基础，同时也是解决不同地球物理测量方法(地面地震、vsp(垂直地震剖面)、测井、超声波岩心观测等)之间数据匹配困难的重要手段。

目前由于没有合适的超声测量装置，跨频段岩石物理参数超声频段和地震、测井频段不能同时开展，一般都是先测量超声频段，再测量地震、测井频段，直接的后果就是造成超声频段和地震频段测量的不是同一状态下的岩石物理参数，数据对比的可靠性大打折扣，同时测试工作量也成倍增加。为此我们发明了一种新的成本较低的适合于跨频段岩石物理参数的超声测量装置，解决了以上技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种能够适合于跨频段岩石物理参数的测量，解决了先前无法实现超声频段和地震频段同时测量岩石物理参数的问题的适合于跨频段岩石物理参数的超声测量装置。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：适合于跨频段岩石物理参数的超声测量装置，该适合于跨频段岩石物理参数的超声测量装置包括第一超声探头，岩心样品，第二超声探头和发射接收信号装置，该第一超声探头与该岩心样品顶端粘在一起，并连接于该发射接收信号装置，该第二超声探头与该岩心样品底端粘在一起，并连接于该发射接收信号装置，该第一超声探头接收该发射接收信号装置传输过来的脉冲信号，并把脉冲电信号转变为振动施加在该岩心样品上，该岩心样品通过一定的时间把振动传给该第二超声探头，该第二超声探头把振动转化为电信号，并把电信号传输到该发射接收信号装置，该发射接收信号装置对比接收到的电信号与同步信号的时间差得到纵、横波在该岩心样品的传播时间，继而获得该岩心样品的纵横波速度。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：

该第一超声探头包括铝块，流体通道，纵波压电陶瓷，横波压电陶瓷，第一洞孔和第二洞孔，该铝块为圆柱体，该流体通道为圆心与该铝块的圆心重合的孔，该第一洞孔为位于该铝块内的小圆柱体，该纵波压电陶瓷位于该第一洞孔内，该第二洞孔为位于该铝块内的长方体，该横波压电陶瓷位于该第二洞孔内。

该第一超声探头还包括纵波导线，横波导线，第一导线通道，第二导线通道和地线，该第一洞孔的底端与该第一导线通道连通，该纵波压电陶瓷与该纵波导线用焊锡焊接在一起，在测量纵波速度时，该纵波导线连接于该发射接收信号装置，该第二洞孔的底端与该第二导线通道连通，该横波压电陶瓷与该横波导线用焊锡焊接在一起，在测量横波速度时，该横波导线连接于该发射接收信号装置，该地线与该铝块焊接在一起，并连接于该发射接收信号装置。

该第一超声探头还包括导电银粉，该导电银粉涂抹在该纵波压电陶瓷和该横波压电陶瓷表面，使该纵波压电陶瓷和该横波压电陶瓷与该铝块表面持平。

该铝块为直径3.8厘米，高度3厘米的圆柱体；该流体通道为直径0.2厘米，高度3厘米的孔，该第一洞孔为直径1.2厘米，高度0.4厘米的小圆柱体，该第二洞孔为长为1.2厘米，宽为0.8厘米，高度0.4厘米的长方体，该横波压电陶瓷为长方体。

该第二超声探头包括铝块，流体通道，纵波压电陶瓷，横波压电陶瓷，第一洞孔和第二洞孔，该铝块为圆柱体，该流体通道为圆心与该铝块的圆心重合的孔，该第一洞孔为位于该铝块内的小圆柱体，该纵波压电陶瓷位于该第一洞孔内，该第二洞孔为位于该铝块内的长方体，该横波压电陶瓷位于该第二洞孔内。

该第二超声探头还包括纵波导线，横波导线，第一导线通道，第二导线通道和地线，该第一洞孔的底端与该第一导线通道连通，该纵波压电陶瓷与该纵波导线用焊锡焊接在一起，在测量纵波速度时，该纵波导线连接于该发射接收信号装置，该第二洞孔的底端与该第二导线通道连通，该横波压电陶瓷与该横波导线用焊锡焊接在一起，在测量横波速度时，该横波导线连接于该发射接收信号装置，该地线与该铝块焊接在一起，并连接于该发射接收信号装置。

该第二超声探头还包括导电银粉，该导电银粉涂抹在该纵波压电陶瓷和该横波压电陶瓷表面，使该纵波压电陶瓷和该横波压电陶瓷与该铝块表面持平。

该铝块为直径3.8厘米，高度3厘米的圆柱体；该流体通道为直径0.2厘米，高度3厘米的孔，该第一洞孔为直径1.2厘米，高度0.4厘米的小圆柱体，该第二洞孔为长为1.2厘米，宽为0.8厘米，高度0.4厘米的长方体，该横波压电陶瓷为长方体。

该发射接收信号装置包括脉冲发射器和示波器，该脉冲发射器与该示波器连接用于传播同步信号，该脉冲发射器发射特定频率的脉冲信号传输给该第一超声探头，该示波器接受该第二超声探头传输的电信号并进行显示，通过对比接收到的电信号与同步信号的时间差求得纵、横波在该岩心样品的传播时间，继而求得该岩心样品的纵横波速度。

本实用新型中的适合于跨频段岩石物理参数的超声测量装置，能够适合于跨频段岩石物理参数的测量，解决了先前无法实现超声频段和地震频段同时测量岩石物理参数的问题，同时降低了测试工作量和成本。本实用新型与现有技术相比较具有以下优点：

(1)创新设计了铝块内镶嵌压电陶瓷测量超声频段纵、横波速度的装置。通过在铝块内镶嵌压电陶瓷，制作了超声测量装置，同时在铝块上钻孔形成流体注入通道，该超声测量装置能够适合跨频段岩石物理参数的需要，既能开展超声频段岩石物理参数的测量，又可以作为流体通道改变所测岩心的流体饱和度；

(2)创新设计了长方形横波压电陶瓷。通常情况下横波压电陶瓷有固定的极化方向，如果两个超声测量装置的横波压电陶瓷安装的极化方向不一致的话，则无法检测到横波信号，为了避免这种情况，设计了长方形横波压电陶瓷，其中极化方向与长方形的长边一致；

(3)创新设计了纵、横波压电陶瓷共用一个地线。通过在纵、横波压电陶瓷表面涂抹很薄的一层导电银粉，使得纵、横波压电陶瓷表面与铝块联通，在铝块上引出导线即可作为地线。该设计方法实现了从铝块的侧面引出导线作为地线，避免了从纵、横波压电陶瓷本身引出地线，造成超声探头与岩心表面接触不紧密，从而导致超声波信号较弱，检测不到有效信号。

附图说明

图1为本实用新型的适合于跨频段岩石物理参数的超声测量装置的一具体实施例的结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本实用新型的适合于跨频段岩石物理参数的超声测量装置的结构图。该适合于跨频段岩石物理参数的超声测量装置包括第一超声探头1，岩心样品2，第二超声探头3，发射接收信号装置4。

该第一超声探头1通过胶水与岩心样品2顶端粘在一起，通过gpib(通用接口总线)与该发射接收信号装置4连接。

该第一超声探头1包括铝块5，流体通道6，纵波压电陶瓷7，横波压电陶瓷8，第一导线通道9，第二导线通道10，纵波导线11，横波导线12，第一洞孔13，第二洞孔14，第一导电银粉15，第二导电银粉16，地线17。

该铝块5为直径3.8厘米，高度3厘米的圆柱体；该流体通道6为直径0.2厘米，高度3厘米的孔，其圆心与该铝块5的圆心重合，该流体通道6用于改变该岩样2的流体饱和度；该第一洞孔13为直径1.2厘米，高度0.4厘米的小圆柱体，该洞孔底端与该第一导线通道9连通，该纵波压电陶瓷7与该纵波导线11用焊锡焊接在一起，保证电路畅通，该纵波压电陶瓷7放于该第一孔洞13中，并用绝缘胶水固结，该纵波导线11通过该第一导线通道9引出；在该纵波压电陶瓷7表面涂抹该第一导电银粉15，涂抹均匀至与该铝块5表面持平；该第二洞孔14为长为1.2厘米，宽为0.8厘米，高度0.4厘米的长方体，该第二洞孔底端与该第二导线通道10连通，该横波压电陶瓷8与该横波导线12用焊锡焊接在一起，保证电路畅通，该横波压电陶瓷8放于该第二孔洞14中，并用绝缘胶水固结，该横波导线12通过该第二导线通道10引出；在该横波压电陶瓷8表面涂抹该第二导电银粉16，涂抹均匀至与该铝块5表面持平；该纵波导线11在测量纵波速度时该发射接收信号装置4通过gpib连接，该横波导线12在测量横波速度时该发射接收信号装置4通过gpib连接；该地线17与该铝块5焊接在一起，保证电路畅通，该地线17在测量超声纵、横波速度时都要求与该发射接收信号装置4通过gpib连接。

该第一超声探头1通过该纵波导线11或该横波导线12以及该地线17接收到该发射接收信号装置4传输过来的脉冲信号，通过该纵波压电陶瓷7或者该横波压电陶瓷8把脉冲电信号转变为振动施加在该岩心样品2上。

岩心样品2顶端通过胶水与该超声探头1粘在一起，该岩心样品2底端通过胶水与该超声探头3粘在一起。

该岩心样品2通过一定的时间把振动传给该第二超声探头3.

第二超声探头3通过胶水岩心样品2底端粘在一起，通过gpib与该发射接收信号装置4连接。

该第二超声探头3通过纵或横波压电陶瓷把振动转化为电信号，并通过导线和地线把信号传输到该发射接收信号装置4。

该第二超声探头3与该第一超声探头1完全一样，这里不再赘述。

发射接收信号装置4通过gpib与该第一超声探头1和该第二超声探头3连接。

该发射接收信号装置4包括脉冲发射器18，示波器19以及gpib。

该脉冲发射器18与该示波器19通过gpib连接用于传播同步信号；该脉冲发射器18发射特定频率的超声信号通过gpib传输给该第一超声探头1；该第二超声探头3接收到脉冲信号以后，通过gpib传输到该示波器19进行显示，通过对比接收到的信号与同步信号的时间差就可以求得纵、横波在该岩心样品2的传播时间，继而求得该岩心样品2的纵横波速度。