技术领域
[0001] 本发明属于煤矿井下声波测井技术领域，具体涉及一种煤矿井下声波测井仪及其测井方法。
相关背景技术
[0002] 对于煤炭开采而言，提前查明煤炭资源赋存状态与精细地质结构，是实现煤矿高效安全开采的前提。针对煤矿开采之前的巷道掘进，开采过程中的工作面探测等阶段，都需要预先查明小断层、陷落柱、煤层冲刷变薄带等地质条件。针对煤层气地面抽采，井下抽采与井上下联合抽采等方式，同样需要预先查明其抽采地质条件，从而指导煤层气抽采钻孔的设计与施工。测井技术为井下地质条件的探查提供了技术上的支持，本发明所涉及的声波测井主要用来测量纵波在地层中的传播速度，用于划分岩性和确定岩层孔隙度及裂隙检测，如配合其它测井资料，可以确定岩层的含水饱和度。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0015] 本发明实施例提供一种煤矿井下声波测井仪，该测井仪包括：依次连接的井下声波测井探管、同步显示器、深度记录器，所述井下声波测井探管包括隔声槽外壳和电路部分。
[0016] 如图1所示，所述井下声波测井探管的电路部分包括电源电路模块1、声波发射与接收模块2、信号采集处理模块3，所述电源电路模块1包括锂电池组101、逆变升压电路102，所述声波发射与接收模块2包括激发电路201、声波发射电路202、两路声波接收电路
203，所述信号采集处理模块3包括采集放大电路301、小信号处理电路302、微控制器303、串口通信电路304、存储器305，所述锂电池组101输出的直流电压经过隔离升压或降压，产生的电压经稳压和限流后供给声波发射与接收模块2及信号采集处理模块3；所述锂电池组101的四路分别与采集放大电路301、小信号处理电路302、微控制器303、串口通信电路
304连接，所述锂电池组101的一路经逆变升压电路102与激发电路201连接，所述激发电路201将产生特定宽度及特定幅度的高压脉冲发送到声波发射电路202，所述声波发射电路202，将转换后的特定频率的超声波发送给到两路声波接收电路203，所述两路声波接收电路203将转换后的电脉冲发送到采集放大电路301，再经过小信号处理电路302、微控制器303处理后的数据存储在存储器305内，同时通过串口通信电路304发送到同步显示器。
声波发射信号与接收信号经采集放大及处理电路送入微控制器303进行旅行时与时差计算，并将时间与计算结果存储在存储器305中，测量完成后可通过串口通讯电路304可将存储结果导出到同步显示器中。
[0017] 如图2所示，所述同步显示器包括同步电路401、主控制器402、第一USB通讯电路403、显示和输入模块、存储器404，所述井下声波测井探管的串口通信电路304将数据发送到第一USB通讯电路403，所述第一USB通讯电路403经主控制器402存储数据在存储器
404，所述为显示器405和鼠标键盘406，所述显示器405和鼠标键盘406分别与主控制器
402连接，所述主控制器402连接有同步电路，所述井下声波测井探管的锂电池组101分别与同步电路401、主控制器402、第一USB通讯电路403、显示器405连接。声波测井探管测量完成后，将测量结果导入到同步显示器的存储器404中，并在同步显示器中完成数据校正与处理以及声波测井曲线的成图。
[0018] 如图3所示，所述深度记录器包括光电码盘501、第二USB通讯电路502、滑动滚轮503，所述第二USB通讯电路502与所述同步显示器的第一USB通讯电路403连接，所述第二USB通讯电路502与光电码盘501连接，所述光电码盘501与滑动滚轮503连接。钻杆与滑动滚轮503紧密接触，钻杆上提或下放时，带动滑动滚轮503转动，光电码盘501记录滑动滚轮的转动量，从而转化为钻杆上提或下放的深度值。当深度记录器与同步显示器连接时，同步显示器同时显示当前时间与当前深度，并且可以保存当前时间与当前深度到同步显示器的存储器中。
[0019] 本发明实施例还提供一种煤矿井下声波测井仪的测井方法，如图4所示，该方法为声波测井探管中声波发射电路发射特定频率的超声波，而两个固定间距的声波接收电路接收此特定频率的超声波，发射波经过钻井液到达井壁，在井壁上产生滑行纵波，滑行纵波再经过钻井液被两个接收器接收，通过声波测井探管的信号采集处理模块，微控制器记录发射声波与接收到的纵波首波的声波时差及纵波首波到达第一个接收器的旅行时。
[0020] 测井完成后声波测井探管从孔中取出，通过同步数据线将同步显示器与测井探管连接起来，通过操作同步显示器可将测井探管存储器中的数据导出到同步显示器中，在同步显示器中完成数据的显示与处理。
[0021] 所述同步显示器与声波探管通过数据线连接后，在同步显示器显上设置同步延迟时间与数据采样间隔及选取上提或下放模式，设置完成后同步显示器发送相关信息给声波测井探管的微控制器，此时声波探管上电进入工作状态，然后断开同步显示器与声波探管的连接，将深度记录器与同步显示器连接，使声波探管穿过深度记录系统的光电码盘并通过钻杆将声波探管送入井内，当延迟时间结束后，上述声波测井探管开始声波测量，声波发射电路发射超声波，声波接收电路接收声波信号，微控制器记录同步时间旅行时及声波时差，同时利用钻杆上提或下放声波探管，位于井口的同步显示器记录同步时间及当前深度。
[0022] 如果需要记录某一深度的声波时差，在同步显示器将所需深度记录下来，当测量结束测井探管取出后，通过同步时间将所需深度上的测量值旅行时及声波时差从测量数据中导出，通过所需深度与对应声波时差经数据校正与处理获得声波波速曲线。
[0023] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
