一種超聲波探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及超聲測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超聲波探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，管道建設(shè)任務(wù)異常繁重，定向鉆穿越的管徑越來越大，穿越地質(zhì)越來越復(fù)雜，特別是水平定向鉆在穿越中粗砂地層情況下，施工中出現(xiàn)的技術(shù)難題也越來越多，如:扭矩和回拖力異常、鉆孔變形、鉆孔坍塌、鉆桿斷裂等孔內(nèi)事故。根據(jù)國內(nèi)穿越工程的要求，定向鉆孔洞剖面測量技術(shù)，也是定向鉆穿越工程亟待解決的國際難題和前沿技術(shù)。
[0003]現(xiàn)有超聲波探頭并不是針對定向鉆孔洞剖面現(xiàn)場檢測設(shè)計(jì)的，現(xiàn)有常規(guī)探頭的超聲波頻率一般為兆赫茲級，實(shí)用新型的發(fā)明人在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有超聲波探頭在進(jìn)行定向鉆孔洞剖面測量時(shí)水下泥漿對超聲波衰減比較大，很難準(zhǔn)確測量出定向鉆孔洞的孔徑大小、孔壁坍塌狀況、孔壁形狀。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型實(shí)施例通過提供一種超聲波探頭，適合于現(xiàn)場檢測定向鉆孔洞剖面形狀，解決了現(xiàn)有超聲波探頭很難準(zhǔn)確測量出定向鉆孔洞的孔徑大小、孔壁坍塌狀況、孔壁形狀的技術(shù)問題。
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種超聲波探頭，包括:筒狀探頭殼體，保護(hù)膜，壓電晶片，阻尼塊，導(dǎo)線管，導(dǎo)線;所述筒狀探頭殼體的下端開口，所述保護(hù)膜覆蓋在所述開口上，所述壓電晶片安裝在所述保護(hù)膜的內(nèi)表面上，所述阻尼塊填充在所述壓電晶片的上表面，所述導(dǎo)線管的一端在所述筒狀探頭殼體的上部插入所述筒狀探頭殼體內(nèi)，所述導(dǎo)線管的另一端延伸至所述筒狀探頭殼體外，所述導(dǎo)線的一端連接在所述壓電晶片上，所述導(dǎo)線的另一端穿過所述阻尼塊后從所述導(dǎo)線管中穿出到所述筒狀探頭殼體外；其中，所述壓電晶片的中心頻率為80KHZ?90KHZ。
[0006]優(yōu)選的，所述中心頻率具體為85KHZ。
[0007]優(yōu)選的，所述筒狀探頭殼體為金屬材質(zhì)制成的高度為43mm的圓筒狀。
[0008]優(yōu)選的，所述壓電晶片的材質(zhì)為鋯鈦酸鉛陶瓷。
[0009]優(yōu)選的，所述壓電晶片為直徑為50mm的圓形，所述壓電晶片的直徑與所述筒狀探頭殼體的內(nèi)徑適配。
[0010]優(yōu)選的，所述導(dǎo)線為高頻同軸電纜。
[0011 ]優(yōu)選的，所述阻尼塊為環(huán)氧樹脂與鎢粉混合制成。
[0012]優(yōu)選的，所述超聲波探頭的頂部形成有螺絲孔，所述超聲波探頭通過螺絲穿過所述螺絲孔固定在定向鉆孔洞剖面測量裝置上。
[0013]本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)占.V.
[0014]1、由于本實(shí)用新型實(shí)施例中超聲波探頭:導(dǎo)線的一端連接中心頻率為80KHZ?90KHZ的壓電晶片，另一端從穿過阻尼塊后從在筒狀探頭殼體側(cè)壁上的導(dǎo)線管中穿出到筒狀探頭殼體外，更小的超聲波頻率在水下泥漿中的衰減很小，以抵抗定向鉆孔洞中的泥漿沖擊，耦合性能更好，保證了對孔徑大小、孔壁坍塌狀況、孔壁形狀的質(zhì)量檢測，提高了超聲波探頭現(xiàn)場檢測的檢測精度。進(jìn)而為定向鉆穿越施工提供科學(xué)依據(jù)，指導(dǎo)管線穿越的順利施工，降低穿越風(fēng)險(xiǎn)。
[0015]2、定向鉆孔洞的孔徑一般達(dá)數(shù)米，而本實(shí)用新型實(shí)施例中的超聲波探頭每個(gè)部件的尺寸相比常規(guī)超聲波探頭的尺寸更大，穿透能力強(qiáng)，適用于定向鉆孔洞的孔徑測量。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中超聲波探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中超聲波探頭的側(cè)視圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中超聲波探頭的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0021]參考圖1?圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種超聲波探頭，包括:筒狀探頭殼體1，保護(hù)膜2，壓電晶片3，阻尼塊4，導(dǎo)線管5，導(dǎo)線6。其中，筒狀探頭殼體I的下端開口，保護(hù)膜2覆蓋在開口上，壓電晶片3安裝在保護(hù)膜2的內(nèi)表面上，阻尼塊4填充在壓電晶片3的上表面，導(dǎo)線管5的一端在筒狀探頭殼體I的上部插入筒狀探頭殼體I內(nèi)，導(dǎo)線管5的另一端延伸至筒狀探頭殼體I外，導(dǎo)線6的一端連接在壓電晶片3上，導(dǎo)線6的另一端穿過阻尼塊4后從導(dǎo)線管5中穿出到筒狀探頭殼體I外，該壓電晶片3的中心頻率為80KHZ?90KHZ。該壓電晶片3的中心頻率在水下泥漿中的衰減比兆級頻率的超聲波小，能夠抵抗定向鉆孔洞中的泥漿沖擊，保證了對孔徑大小、孔壁坍塌狀況、孔壁形狀的質(zhì)量檢測。
[0022]在具體實(shí)施過程中，所使用壓電晶片3的中心頻率為85KHz，能夠獲得更佳的超聲波檢測效果。
[0023]上述超聲波探頭在進(jìn)行孔洞剖面測量時(shí)，使用固定件將超聲波探頭固定在定向鉆孔洞剖面測量裝置上。比如，超聲波探頭的頂部形成有螺絲孔7，超聲波探頭通過螺絲穿過螺絲孔將超聲波探頭固定在定向鉆孔洞剖面測量裝置上。
[0024]筒狀探頭殼體I采用金屬材料制成的圓筒狀，耐固體顆粒的沖擊，以保護(hù)超聲波探頭的內(nèi)部元件。
[0025]具體的，保護(hù)膜2固定安裝在筒狀探頭殼體I的開口處以完全覆蓋筒狀探頭殼體I下端的開口，以保護(hù)壓電晶片3不受水下泥漿沖擊。
[0026]具體的，壓電晶片3的材質(zhì)為鋯鈦酸鉛陶瓷，壓電晶片3的形狀為圓形，壓電晶片3的直徑與筒狀探頭殼體I的內(nèi)徑匹配。
[0027]具體的，導(dǎo)線6為高頻同軸電纜，實(shí)現(xiàn)超聲波探頭與后端儀器的最佳匹配。
[0028]具體的，阻尼塊4由環(huán)氧樹脂與鎢粉混合制成，用于吸收聲能，加大了阻尼。
[0029]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施中，整個(gè)超聲波探頭使用縱波直探頭技術(shù)，下面，參考圖1?圖3對本實(shí)用新型提供的超聲波探頭的尺寸進(jìn)行舉例說明，但是不用于限制本實(shí)用新型:筒狀探頭殼體I的高度為43_，導(dǎo)線管5的長度為6_，壓電晶片3的直徑為50_。
[0030]本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)占.V.
[0031]1、由于本實(shí)用新型實(shí)施例中超聲波探頭:導(dǎo)線的一端連接中心頻率為80KHZ?90KHZ的壓電晶片，另一端從穿過阻尼塊后從在筒狀探頭殼體側(cè)壁上的導(dǎo)線管中穿出到筒狀探頭殼體外，更小的超聲波頻率在水下泥漿中的衰減很小，以抵抗定向鉆孔洞中的泥漿沖擊，耦合性能更好，保證了對孔徑大小、孔壁坍塌狀況、孔壁形狀的質(zhì)量檢測，提高了超聲波探頭現(xiàn)場檢測的檢測精度。進(jìn)而為定向鉆穿越施工提供科學(xué)依據(jù)，指導(dǎo)管線穿越的順利施工，降低穿越風(fēng)險(xiǎn)。
[0032]2、定向鉆孔洞的孔徑一般達(dá)數(shù)米，而本實(shí)用新型實(shí)施例中的超聲波探頭每個(gè)部件的尺寸相比常規(guī)超聲波探頭的尺寸更大，穿透能力強(qiáng)，適用于定向鉆孔洞的孔徑測量。
[0033]盡管已描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本實(shí)用新型范圍的所有變更和修改。
[0034]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超聲波探頭，其特征在于，包括:筒狀探頭殼體，保護(hù)膜，壓電晶片，阻尼塊，導(dǎo)線管，導(dǎo)線； 所述筒狀探頭殼體的下端開口，所述保護(hù)膜固定安裝在所述筒狀探頭殼體的開口處完全覆蓋所述筒狀探頭殼體下端的開口，所述壓電晶片安裝在所述保護(hù)膜的內(nèi)表面上，所述阻尼塊填充在所述壓電晶片的上表面，所述導(dǎo)線管的一端在所述筒狀探頭殼體的上部插入所述筒狀探頭殼體內(nèi)，所述導(dǎo)線管的另一端延伸至所述筒狀探頭殼體外，所述導(dǎo)線的一端連接在所述壓電晶片上，所述導(dǎo)線的另一端穿過所述阻尼塊后從所述導(dǎo)線管中穿出到所述筒狀探頭殼體外，所述超聲波探頭的頂部形成有螺絲孔，所述超聲波探頭通過螺絲穿過所述螺絲孔固定在定向鉆孔洞剖面測量裝置上； 其中，所述壓電晶片的中心頻率為80KHZ?90KHZ。2.如權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于，所述中心頻率具體為85KHZ。3.如權(quán)利要求2所述的超聲波探頭，其特征在于，所述筒狀探頭殼體為金屬材質(zhì)制成的高度為43mm的圓筒狀。4.如權(quán)利要求3所述的超聲波探頭，其特征在于，所述壓電晶片的材質(zhì)為鋯鈦酸鉛陶bL.05.如權(quán)利要求4所述的超聲波探頭，其特征在于，所述壓電晶片為直徑為50mm的圓形，所述壓電晶片的直徑與所述筒狀探頭殼體的內(nèi)徑適配。6.如權(quán)利要求5所述的超聲波探頭，其特征在于，所述導(dǎo)線為高頻同軸電纜。7.如權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于，所述阻尼塊為環(huán)氧樹脂與鎢粉混合制成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種超聲波探頭，包括：筒狀探頭殼體，保護(hù)膜，壓電晶片，阻尼塊，導(dǎo)線管，導(dǎo)線。筒狀探頭殼體的下端開口，保護(hù)膜覆蓋在開口上，壓電晶片安裝在保護(hù)膜的內(nèi)表面上，阻尼塊填充在壓電晶片的上表面，導(dǎo)線管的一端在筒狀探頭殼體的上部插入筒狀探頭殼體內(nèi)，導(dǎo)線管的另一端延伸至筒狀探頭殼體外，導(dǎo)線的一端連接在壓電晶片上，導(dǎo)線的另一端穿過阻尼塊后從導(dǎo)線管中穿出到筒狀探頭殼體外；壓電晶片的中心頻率為80KHZ～90KHZ。更小的超聲波頻率在水下泥漿中的衰減很小，以抵抗定向鉆孔洞中的泥漿沖擊，保證了對孔徑大小、孔壁坍塌狀況、孔壁形狀的質(zhì)量檢測，提高了超聲波探頭現(xiàn)場檢測的檢測精度。
【IPC分類】E21B47/14
【公開號】CN205225246
【申請?zhí)枴緾N201520706395
【發(fā)明人】呂新昱, 趙愷, 何金昆, 李佳, 薛巖, 劉艷利, 周廣言, 高靜, 王雪, 安志彬
【申請人】中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油天然氣管道局
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年9月11日