一种井场现场泥浆声速的确定系统、方法及介质与流程

1.本发明涉及超声测井技术领域，尤其涉及一种井场现场泥浆声速的确定系统、方法及介质。


背景技术：

2.超声波是一种频率高于20khz的声波，它和普通声波一样，都是由物质振动而产生的，并且只能在介质中传播。由于超声波本身所具有的多种特性，其在石油测井领域应用广泛。不同的泥浆密度和温度都会影响到超声波的声速和衰减幅度。而实际超声波石油测井中就是根据超声波声速确定所需要的测井参数。
3.相关技术中确定超声波在泥浆中声速的方法是在测井仪器上额外设置一个固定间距的换能器，让该换能器在井下定期采集声波数据，再根据固定距离测算声速和衰减，并用此数据来标定其他换能器。上述操作会导致仪器尺寸偏大；新增换能器会增加仪器的加工成本以及采购成本；开口用于测量的槽在井下容易被糊上泥饼或者卷入小石子，导致测量失效等问题。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种井场现场泥浆声速的确定系统、方法及介质，可以实现高效、方便、准确地确定不同工况泥浆中超声波的性能指标，可以避免井下测试环境不稳定导致的测试失效问题，进而有助于增加测井解释的可信度和精确度。
5.根据本发明的一方面，提供了一种井场现场泥浆声速的确定系统，该系统包括控制设备、超声波收发设备、声波挡板、温度调节设备以及耐高温容器；其中：
6.所述控制设备设置于所述耐高温容器的外侧，所述超声波收发设备设置于所述耐高温容器的内侧；所述声波挡板设置于所述耐高温容器的内侧、所述超声波收发设备的对侧；所述温度调节设备设置于所述耐高温容器的底部；所述控制设备分别与所述温度调节设备、所述超声波收发设备连接；所述耐高温容器中设置有待测泥浆；
7.所述控制设备，用于响应于泥浆声速确定请求，向所述温度调节设备发送温度调节请求；
8.所述温度调节设备，用于根据所述温度调节请求调节所述耐高温容器的温度；
9.所述控制设备，还用于若确定所述耐高温容器的温度为目标温度，则将第一控制信号发送至所述超声波收发设备；
10.所述超声波收发设备，用于根据所述第一控制信号将第一超声信号通过待测泥浆发送至所述声波挡板，并接收所述声波挡板返回的至少一个第二超声信号；
11.所述超声波收发设备，还用于将各所述第二超声信号发送至所述控制设备；
12.所述控制设备，还用于根据第一控制信号的发送时间以及各所述第二超声信号确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速。
13.根据本发明的另一方面，提供了一种井场现场泥浆声速的确定方法，该方法包括：
14.通过控制设备响应于泥浆声速确定请求，向温度调节设备发送温度调节请求；
15.通过所述温度调节设备根据所述温度调节请求调节耐高温容器的温度；
16.通过所述控制设备若确定所述耐高温容器的温度为目标温度，则将第一控制信号发送至超声波收发设备；
17.通过所述超声波收发设备根据所述第一控制信号将第一超声信号通过待测泥浆发送至所述声波挡板，并接收所述声波挡板返回的至少一个第二超声信号；
18.通过所述超声波收发设备将各所述第二超声信号发送至所述控制设备；
19.通过所述控制设备根据第一控制信号的发送时间以及各所述第二超声信号确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速。
20.根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的井场现场泥浆声速的确定方法。
21.本发明实施例的技术方案，包括控制设备、超声波收发设备、声波挡板、温度调节设备以及耐高温容器；其中：控制设备设置于耐高温容器的外侧，超声波收发设备设置于耐高温容器的内侧；声波挡板设置于耐高温容器的内侧、超声波收发设备的对侧；温度调节设备设置于耐高温容器的底部；控制设备分别与温度调节设备、超声波收发设备连接；耐高温容器中设置有待测泥浆；控制设备，用于响应于泥浆声速确定请求，向温度调节设备发送温度调节请求；温度调节设备，用于根据温度调节请求调节耐高温容器的温度；控制设备，还用于若确定耐高温容器的温度为目标温度，则将第一控制信号发送至超声波收发设备；超声波收发设备，用于根据第一控制信号将第一超声信号通过待测泥浆发送至声波挡板，并接收声波挡板返回的至少一个第二超声信号；超声波收发设备，还用于将各第二超声信号发送至控制设备；控制设备，还用于根据第一控制信号的发送时间以及各第二超声信号确定待测泥浆在目标温度下的声速。通过执行本发明实施例提供的方案，可以实现高效、方便、准确地确定不同工况泥浆中超声波的性能指标，可以避免井下测试环境不稳定导致的测试失效问题，进而有助于增加测井解释的可信度和精确度。
22.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1a是本发明实施例提供的一种井场现场泥浆声速的确定系统的结构示意图；
25.图1b是本发明实施例提供的泥浆声速与温度、压力对应关系示意图；
26.图2是本发明实施例提供的另一种井场现场泥浆声速的确定系统的俯视结构示意图；
27.图3是本发明实施例提供的一种井场现场泥浆声速的确定方法的流程图；
28.图4是实现本发明实施例的井场现场泥浆声速的确定方法的电子设备的结构示意
图。
具体实施方式
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
30.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
31.可以理解的是，在使用本发明各实施例公开的技术方案之前，均应当依据相关法律法规通过恰当的方式对本发明所涉及个人信息的类型、适用范围以及使用场景等告知用户并获得用户的授权。
32.图1a是本发明实施例提供的井场现场泥浆声速的确定系统的结构示意图。如图1a所示，该系统包括：控制设备11、超声波收发设备12、声波挡板13、温度调节设备14以及耐高温容器15；其中：
33.控制设备11设置于耐高温容器15的外侧，超声波收发设备12设置于耐高温容器15的内侧；声波挡板13设置于耐高温容器15的内侧、超声波收发设备12的对侧；温度调节设备14设置于耐高温容器15的底部；控制设备11分别与温度调节设备14、超声波收发设备12连接；耐高温容器15中设置有待测泥浆；
34.控制设备11，用于响应于泥浆声速确定请求，向温度调节设备14发送温度调节请求；
35.温度调节设备14，用于根据所述温度调节请求调节耐高温容器15的温度；
36.控制设备11，还用于若确定耐高温容器15的温度为目标温度，则将第一控制信号发送至超声波收发设备12；
37.超声波收发设备12，用于根据所述第一控制信号将第一超声信号通过待测泥浆发送至声波挡板13，并接收声波挡板13返回的至少一个第二超声信号；
38.超声波收发设备12，还用于将各所述第二超声信号发送至控制设备11；
39.控制设备11，还用于根据第一控制信号的发送时间以及各所述第二超声信号确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速。
40.其中，控制设备11与耐高温容器15紧密贴合，控制设备11可以包括stm32芯片及其外围电路，外围电路例如可以是高压激发电路。耐高温容器15可以为由耐高温材质组成的带盖密封容器，例如耐高温容器15可以为由亚克力塑料板构成的六面体。待测泥浆为井场现场的定量泥浆样本。用户可以通过控制设备11发送泥浆声速确定请求，控制设备11可以
根据泥浆声速确定请求中设置的温度向温度调节设备14发送温度调节请求，温度调节设备14可以根据温度调节请求调节耐高温容器15的温度。控制设备11中的温度检测模块可以实时检测耐高温容器15的温度，如果控制设备11确定耐高温容器15的温度达到用户设置的温度，即目标温度，则通过stm32芯片将第一控制信号发送至超声波收发设备12。第一控制信号可以是频率为2m时钟频率的方波，经由高压激发电路中的变压器倍增到超声波收发设备12所需要的电压值，输入到超声波收发设备12中，超声波收发设备12激发出超声波信号，即第一超声信号，通过待测泥浆将第一超声信号发送至声波挡板13，并接收声波挡板13返回的至少一个第二超声信号。声波挡板13的位置可调节。超声波收发设备12，还可以将各第二超声信号发送至控制设备11，控制设备11可以根据第一控制信号的发送时间以及各个第二超声信号确定待测泥浆在目标温度下的声速。
41.另外，温度调节设备14还可以设置于耐高温容器15的内部的侧面，该侧面不为超声波收发设备12所在的侧面，也不为声波挡板13所在的侧面。
42.本发明实施例的技术方案，包括控制设备、超声波收发设备、声波挡板、温度调节设备以及耐高温容器；其中：控制设备设置于耐高温容器的外侧，超声波收发设备设置于耐高温容器的内侧；声波挡板设置于耐高温容器的内侧、超声波收发设备的对侧；温度调节设备设置于耐高温容器的底部；控制设备分别与温度调节设备、超声波收发设备连接；耐高温容器中设置有待测泥浆；控制设备，用于响应于泥浆声速确定请求，向温度调节设备发送温度调节请求；温度调节设备，用于根据温度调节请求调节耐高温容器的温度；控制设备，还用于若确定耐高温容器的温度为目标温度，则将第一控制信号发送至超声波收发设备；超声波收发设备，用于根据第一控制信号将第一超声信号通过待测泥浆发送至声波挡板，并接收声波挡板返回的至少一个第二超声信号；超声波收发设备，还用于将各第二超声信号发送至控制设备；控制设备，还用于根据第一控制信号的发送时间以及各第二超声信号确定待测泥浆在目标温度下的声速。通过执行本发明实施例提供的方案，可以实现高效、方便、准确地确定不同工况泥浆中超声波的性能指标，可以避免井下测试环境不稳定导致的测试失效问题，进而有助于增加测井解释的可信度和精确度。
43.在本实施例中，可选的，控制设备11，还用于在根据第一控制信号的发送时间以及各所述第二超声信号确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速之前，确定超声波收发设备12与声波挡板13之间的目标距离；
44.根据第一控制信号的发送时间、各所述第二超声信号以及所述目标距离确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速。
45.其中，由于超声波收发设备12的位置与声波挡板13的位置固定，本方案可以通过控制设备11确定超声波收发设备12与声波挡板13之间的目标距离。控制设备11中还包括计时器，可以确定第一控制信号的发送时间以及接收各第二超声信号的时间。然后根据目标距离、第一控制信号的发送时间以及各第二超声信号、各第二超声信号的接收时间确定待测泥浆在目标温度下的声速。可以避免井下测试环境不稳定导致的测试失效问题，进而有助于增加测井解释的可信度和精确度。
46.在本实施例中，可选的，控制设备11，具体用于基于能量法对各所述第二超声信号进行处理得到首波；确定所述首波的接收时间；根据所述首波的接收时间与第一控制信号的发送时间确定传播时间；将所述目标距离与所述传播时间的比值确定所述待测泥浆在所
述目标温度下的声速。
47.其中，控制设备11可以采用能量法对各第二超声信号以50个点提取算法为窗口，从第一个第二超声信号开始逐渐向后平移，对每个窗口进行特征值提取，并将提取到的首波和设定的判断依据进行判断，如果能匹配，即可判断该窗口处对应的第二超声信号为首波所在位置。然后确定首波的接收时间，将首波的接收时间与第一控制信号的发送时间之差确定为传播时间，将目标距离与传播时间的差值确定为待测泥浆在所述目标温度下的声速。可以实现通过从第二超声信号中确定首波位置，为确定待测泥浆的声速提供可靠的数据基础。
48.在本实施例中，可选的，所述系统还包括刻度尺，设置于耐高温容器15的外侧，用于确定所述目标距离。
49.其中，刻度尺可以设置于耐高温容器15的外侧，且垂直于超声波收发设备12与声波挡板13，可以确定超声波收发设备12与声波挡板13之间的目标距离，并将目标距离发送至控制设备11。为确定待测泥浆的声速提供可靠的数据基础。
50.在一个可行的实施方式中，可选的，所述系统还包括真空泵、真空泵进\出气管以及压力传感设备，其中：所述真空泵进\出气管设置于耐高温容器15上，所述真空泵设置于耐高温容器15的外侧，所述真空泵与所述真空泵进\出气管连接，所述压力传感设备与控制设备11连接，所述真空泵与控制设备11连接；控制设备11，还用于向所述真空泵发送压力调节请求；所述真空泵，用于根据所述压力调节请求通过所述真空泵进\出气管对耐高温容器15中的压力进行调节；所述压力传感设备，用于确定耐高温容器15中的压力，并将耐高温容器15中的压力值发送至控制设备11；控制设备11，还用于若确定耐高温容器15中的压力值为目标压力值，则将第二控制信号发送至超声波收发设备12；超声波收发设备12，还用于根据所述第二控制信号将第三超声信号通过待测泥浆发送至声波挡板13，并接收声波挡板13返回的至少一个第四超声信号；超声波收发设备12，还用于将各所述第四超声信号发送至控制设备11；控制设备11，还用于根据第二控制信号的发送时间以及各所述第四超声信号确定所述待测泥浆在所述目标温度、所述目标压力下的声速。
51.其中，压力传感设备可以设置于耐高温容器15内，设置位置可以根据实际需要进行设置。本方案还可以通过控制设备11接收用户发送的压力调节请求，控制设备11可以根据压力调节请求中用户设置的压力值向真空泵发送压力调节请求，真空泵可以通过真空泵进\出气管进行充/放气对耐高温容器15中的压力值进行调节。压力传感设备可以实时监测耐高温容器15中的压力，并将实时压力值发送至控制设备11，控制设备11如果确定压力传感设备发送的压力值为用户设置的压力值，即目标压力值，可以通过stm32芯片将第二控制信号发送至超声波收发设备12。第二控制信号可以是频率为2m时钟频率的方波，经由高压激发电路中的变压器倍增到超声波收发设备12所需要的电压值，输入到超声波收发设备12中，超声波收发设备12激发出超声波信号，即第三超声信号，通过待测泥浆将第三超声信号发送至声波挡板13，并接收声波挡板13返回的至少一个第四超声信号。超声波收发设备12，还可以将各第四超声信号发送至控制设备11，控制设备11可以根据第二控制信号的发送时间以及各个第四超声信号确定待测泥浆在目标温度以及目标压力值下的声速。其中待测泥浆在目标压力值下的声速的确定过程可以参考前述待测泥浆在目标温度下的声速的确定过程。可以实现高效、自动化、准确地确定固定温度下不同气压的泥浆中超声波的性能指
标，可以避免井下测试环境不稳定导致的测试失效问题，进而有助于增加测井解释的可信度和精确度。
52.在另一个可行的实施方式中，可选的，控制设备11，还用于将所述待测泥浆的声速与温度、压力之间的关系通过串口或usb接口发送至测井仪器。
53.其中，在耐高温容器15中注入定量泥浆样本之后，本方案可以通过控制设备11自动将待测泥浆从室温加热到一定温度，例如25℃，50℃，75℃，100℃，125℃，150℃等。在每个温度上保持一段时间，同时控制真空泵给耐高温容器15加压泄压，得出该泥浆样本在该温度不同压力条件下声速的值。当完成所有温度调节和压力调节后，控制设备11自动生成声速温度压力对应关系图(如图1b所示)，该表可以由串口或者usb口输出，将导出的该表输入到测井仪器中，可以实现为声速标定提供可靠的数据基础。
54.在又一个可行的实施方式中，可选的，所述系统还包括固定设备，设置于耐高温容器15的内侧，用于固定超声波收发设备12。
55.其中，固定设备可以是超声波收发设备12的固定装置，可以实现超声波收发设备12的灵活移动和替换。
56.在又一个可行的实施方式中，可选的，温度调节设备14包括电阻加热丝，超声波收发设备12包括换能器。
57.由此，通过设置电阻加热丝和换能器，可以实现温度的耐高温容器15中温度的灵活调节以及超声波信号的顺利收发。
58.另外，换能器被激发出超声波之后，有一部分声波会从换能器发射出去，而另一部分声波会在换能器表面传播，造成换能器表面回波，干扰首波信号的提取。表现在示波器中，为一段逐渐衰减的杂乱波形。如果首波回来的速度比较快，首波就会和拖尾重叠，对首波提取造成干扰。因此本方案中提供了一个拖尾消除控制，当换能器被控制信号激活之后，延迟约5微秒之后，控制换能器接地，把回波传导到地面，消除拖尾。接着在约20微秒之后，把换能器接地关闭，以便换能器能够接收首波。
59.当拖尾消除电路在时间到了被关闭之后，控制stm32芯片上的ad模块开始采集信号。当回波返回换能器并被换能器转换成电信号之后，ad模块采集到这股电信号并转换成数值，记录在存储中。同时为了避免误差，芯片会进行多组信号采集，提取到首波之后做平均处理，避免单次测量误差。
60.声波在高密度的液体中会有比较大的衰减，所以正常的回波信号返回到换能器之后可能会变得很小，不利于首波提取算法提取准确的首波信号。因此，本方案可以在硬件的回波放大电路上设计一个电位器，通过stm32芯片改变其阻值，来控制放大电路的放大倍数。放大电路的放大倍数由回波信号的幅值决定。如果首波幅值低于设下的低阈值2.8v，那么由stm32芯片根据差值控制放大倍数，如果差值比较大则放大倍数增加的也比较大，如果差值比较小，则放大倍数也比较小。如果首波幅值高于高阈值3.3v，则以相同的原则控制减少增益，由此达到动态调节增益的目的。
61.由于压力和温度是需要稳定控制在预设的数值上的，所以需要对其进行比较精确的反馈调节。本方案中根据仪器物理特性，例如加压泄压速度，加温降温效率等，于stm32芯片中设计了一个pid调节模型，通过比例调节、积分调节以及微分调节中的至少一种来比较稳定快速的控制温度和压力在目标值上。当stm32芯片检测到容器内温度压力偏离预设值
之后，就由控制设备11控制相应的模块做出补偿或者停止输入。例如如果耐高温容器15中的温度超过目标温度，则关闭温度调节设备14，使耐高温容器15中的温度降至目标温度；如果耐高温容器15中的温度低于目标温度，则通过pid调节模型控制温度调节设备14调节温度，使耐高温容器15中的温度升至目标温度。
62.图2是本发明实施例提供的一种井场现场泥浆声速的确定系统的俯视结构示意图，如图2所示，该系统包括：
63.真空泵进\出气管21、真空泵22、耐高温容器23、可调节声波挡板24、电阻加热丝25、换能器26、刻度尺27以及控制设备28。
64.其中，控制设备28可以是超声波激励及信号采集电路。耐高温容器23长、宽、高均为10cm，内部表面光滑，其中一侧加工有卡扣以及配备了一个固定工装用于固定换能器26。换能器26对向侧有一个可调节声波挡板24，用于调节与换能器26之间的间距，边上配备有刻度尺27，刻度尺27可以是光电传感器，可以精确测量与换能器26之间的距离。耐高温容器23上顶盖为密封设计，同时设计了卡扣用以固定，方便进行加压操作。耐高温容器23底部及侧边配备电阻加热丝25，方便耐高温容器23进行温度调节。外置控制设备28，用以激励换能器26并接收回波，同时计算相关的声波参数。
65.超声波在石油测井领域中的实际使用存在以下局限性：受到钻井液中固相颗粒和气体等因素的影响，超声波在钻井液中会产生衰减和散射，降低了信号质量和传播距离。受到换能器技术水平和仪器设计等因素的制约，超声波探头可能无法覆盖整个井壁表面，导致部分区域无法检测或检测不充分。受到数据处理方法和解释模型等因素的限制，超声波测量结果可能存在一定程度的误差或歧义。
66.其中声波信号的衰减率和声速受介质影响非常大，不同的泥浆密度和温度都会影响到超声波的声速和衰减幅度。而实际超声波石油测井中所用到的超声波特性就是根据声速和泥浆衰减来测算所需要的测井参数。
67.目前很多仪器采用的方法是在仪器上额外设置一个固定间距的换能器，让该换能器在井下定期采集声波数据，再根据固定距离测算声速和衰减，并用此数据来标定其他换能器。然而在实际应用中，这种测算方式存在以下问题和不足：仪器本身空间有限，开槽做一个固定距离换能器用于测算声波数据会导致仪器尺寸偏大。新增换能器会增加仪器的加工成本以及采购成本。同时对声速和衰减系数做标定，本发明提供了一种地面测量超声波在现场泥浆中的性能指标的测井仪器。开口用于测量的槽在井下容易被糊上泥饼或者卷入小石子，导致测量失效。
68.本方明实施例提供的技术方案，可以实现：在地面直接标定井场泥浆参数，避免在仪器上增加测量装置而导致的成本激增。可重复使用，也可以配合多型仪器进行使用，增加了利用率以及适用性。保证了测试的一致性。由于测试环境统一，因此可以保证每次测量的随机误差减小。普通井下测试的方式容易遭受泥饼堵塞从而造成测量失效，而使用该发明进行测量可以完全避免泥饼堵塞带来的影响。
69.图3是本发明实施例提供的井场现场泥浆声速的确定方法的流程图。本实施例可适用于对井场现场不同工况的待测泥浆中声速进行确定的场景，该井场现场泥浆声速的确定方法可以由本发明实施例提供的井场现场泥浆声速的确定系统执行，该井场现场泥浆声速的确定系统可以由软件和/或硬件的方式来实现，并一般可集成在用于井场现场泥浆声
速的确定的电子设备中。该井场现场泥浆声速的确定方法与上述实施例提供的井场现场泥浆声速的确定系统属于同一个公开构思，在方法实施例中未详尽描述的细节内容可以参考上述实施例中的描述。
70.如图3所示，本发明实施例中井场现场泥浆声速的确定方法可以包括：
71.s310:通过控制设备响应于泥浆声速确定请求，向温度调节设备发送温度调节请求。
72.s320:通过所述温度调节设备根据所述温度调节请求调节耐高温容器的温度。
73.s330:通过所述控制设备若确定所述耐高温容器的温度为目标温度，则将第一控制信号发送至超声波收发设备。
74.s340：通过所述超声波收发设备根据所述第一控制信号将第一超声信号通过待测泥浆发送至所述声波挡板，并接收所述声波挡板返回的至少一个第二超声信号。
75.s350:通过所述超声波收发设备将各所述第二超声信号发送至所述控制设备。
76.s360:通过所述控制设备根据第一控制信号的发送时间以及各所述第二超声信号确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速。
77.在本实施例中，可选的，在通过所述控制设备根据第一控制信号的发送时间以及各所述第二超声信号确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速之前，所述方法还包括：确定所述超声波收发设备与所述声波挡板之间的目标距离；
78.通过所述控制设备根据第一控制信号的发送时间以及各所述第二超声信号确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速，包括：通过所述控制设备根据第一控制信号的发送时间、各所述第二超声信号以及所述目标距离确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速。
79.在本实施例中，可选的，通过所述控制设备根据第一控制信号的发送时间、各所述第二超声信号以及所述目标距离确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速，包括：通过所述控制设备基于能量法对各所述第二超声信号进行处理得到首波；确定所述首波的接收时间；根据所述首波的接收时间与第一控制信号的发送时间确定传播时间；将所述目标距离与所述传播时间的比值确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速。
80.在一个可行的实施方式中，可选的，所述方法还包括：通过所述控制设备向真空泵发送压力调节请求；通过所述真空泵根据所述压力调节请求通过真空泵进\出气管对耐高温容器中的压力进行调节；通过压力传感设备确定所述耐高温容器中的压力，并将所述耐高温容器中的压力值发送至所述控制设备；通过所述控制设备若确定所述耐高温容器中的压力值为目标压力值，则将第二控制信号发送至所述超声波收发设备；通过所述超声波收发设备根据所述第二控制信号将第三超声信号通过待测泥浆发送至所述声波挡板，并接收所述声波挡板返回的至少一个第四超声信号；通过所述超声波收发设备将各所述第四超声信号发送至所述控制设备；通过所述控制设备根据第二控制信号的发送时间以及各所述第四超声信号确定所述待测泥浆在所述目标压力下的声速。
81.本发明实施例提供的技术方案，通过控制设备响应于泥浆声速确定请求，向温度调节设备发送温度调节请求；通过温度调节设备根据温度调节请求调节耐高温容器的温度；通过控制设备若确定耐高温容器的温度为目标温度，则将第一控制信号发送至超声波收发设备；通过超声波收发设备根据第一控制信号将第一超声信号通过待测泥浆发送至声
波挡板，并接收声波挡板返回的至少一个第二超声信号；通过超声波收发设备将各第二超声信号发送至控制设备；通过控制设备根据第一控制信号的发送时间以及各第二超声信号确定待测泥浆在目标温度下的声速。通过执行本发明实施例提供的方案，可以实现高效、方便、准确地确定不同工况泥浆中超声波的性能指标，可以避免井下测试环境不稳定导致的测试失效问题，进而有助于增加测井解释的可信度和精确度。
82.图4示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备40的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
83.如图4所示，电子设备40包括至少一个处理器41，以及与至少一个处理器41通信连接的存储器，如只读存储器(rom)42、随机访问存储器(ram)43等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器41可以根据存储在只读存储器(rom)42中的计算机程序或者从存储单元48加载到随机访问存储器(ram)43中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 43中，还可存储电子设备40操作所需的各种程序和数据。处理器41、rom 42以及ram 43通过总线44彼此相连。输入/输出(i/o)接口45也连接至总线44。
84.电子设备40中的多个部件连接至i/o接口45，包括：输入单元46，例如键盘、鼠标等；输出单元47，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元48，例如磁盘、光盘等；以及通信单元49，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元49允许电子设备40通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
85.处理器41可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器41的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器41执行上文所描述的各个方法和处理，例如井场现场泥浆声速的确定方法。
86.在一些实施例中，井场现场泥浆声速的确定方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元48。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 42和/或通信单元49而被载入和/或安装到电子设备40上。当计算机程序加载到ram 43并由处理器41执行时，可以执行上文描述的井场现场泥浆声速的确定方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器41可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行井场现场泥浆声速的确定方法。
87.本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至
少一个输出装置。
88.用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
89.在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
90.为了提供与对象的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向对象显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，对象可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与对象的交互；例如，提供给对象的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自对象的输入。
91.可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形对象界面或者网络浏览器的对象计算机，对象可以通过该图形对象界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)、区块链网络和互联网。
92.计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与vps服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
93.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
94.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种井场现场泥浆声速的确定系统，其特征在于，包括控制设备、超声波收发设备、声波挡板、温度调节设备以及耐高温容器；其中：所述控制设备设置于所述耐高温容器的外侧，所述超声波收发设备设置于所述耐高温容器的内侧；所述声波挡板设置于所述耐高温容器的内侧、所述超声波收发设备的对侧；所述温度调节设备设置于所述耐高温容器的底部；所述控制设备分别与所述温度调节设备、所述超声波收发设备连接；所述耐高温容器中设置有待测泥浆；所述控制设备，用于响应于泥浆声速确定请求，向所述温度调节设备发送温度调节请求；所述温度调节设备，用于根据所述温度调节请求调节所述耐高温容器的温度；所述控制设备，还用于若确定所述耐高温容器的温度为目标温度，则将第一控制信号发送至所述超声波收发设备；所述超声波收发设备，用于根据所述第一控制信号将第一超声信号通过待测泥浆发送至所述声波挡板，并接收所述声波挡板返回的至少一个第二超声信号；所述超声波收发设备，还用于将各所述第二超声信号发送至所述控制设备；所述控制设备，还用于根据第一控制信号的发送时间以及各所述第二超声信号确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制设备，还用于在根据第一控制信号的发送时间以及各所述第二超声信号确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速之前，确定所述超声波收发设备与所述声波挡板之间的目标距离；根据第一控制信号的发送时间、各所述第二超声信号以及所述目标距离确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制设备，具体用于基于能量法对各所述第二超声信号进行处理得到首波；确定所述首波的接收时间；根据所述首波的接收时间与第一控制信号的发送时间确定传播时间；将所述目标距离与所述传播时间的比值确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括刻度尺，设置于所述耐高温容器的外侧，用于确定所述目标距离。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括真空泵、真空泵进\出气管以及压力传感设备，其中：所述真空泵进\出气管设置于所述耐高温容器上，所述真空泵设置于所述耐高温容器的外侧，所述真空泵与所述真空泵进\出气管连接，所述压力传感设备与所述控制设备连接，所述真空泵与所述控制设备连接；所述控制设备，还用于向所述真空泵发送压力调节请求；所述真空泵，用于根据所述压力调节请求通过所述真空泵进\出气管对所述耐高温容器中的压力进行调节；所述压力传感设备，用于确定所述耐高温容器中的压力，并将所述耐高温容器中的压力值发送至所述控制设备；
所述控制设备，还用于若确定所述耐高温容器中的压力值为目标压力值，则将第二控制信号发送至所述超声波收发设备；所述超声波收发设备，用于根据所述第二控制信号将第三超声信号通过待测泥浆发送至所述声波挡板，并接收所述声波挡板返回的至少一个第四超声信号；所述超声波收发设备，还用于将各所述第四超声信号发送至所述控制设备；所述控制设备，还用于根据第二控制信号的发送时间以及各所述第四超声信号确定所述待测泥浆在所述目标压力下的声速。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制设备，还用于将所述待测泥浆的声速与温度、压力之间的关系通过串口或usb接口发送至测井仪器。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括固定设备，设置于所述耐高温容器的内侧，用于固定所述超声波收发设备。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述温度调节设备包括电阻加热丝，所述超声波收发设备包括换能器。9.一种井场现场泥浆声速的确定方法，其特征在于，包括：通过控制设备响应于泥浆声速确定请求，向温度调节设备发送温度调节请求；通过所述温度调节设备根据所述温度调节请求调节耐高温容器的温度；通过所述控制设备若确定所述耐高温容器的温度为目标温度，则将第一控制信号发送至超声波收发设备；通过所述超声波收发设备根据所述第一控制信号将第一超声信号通过待测泥浆发送至所述声波挡板，并接收所述声波挡板返回的至少一个第二超声信号；通过所述超声波收发设备将各所述第二超声信号发送至所述控制设备；通过所述控制设备根据第一控制信号的发送时间以及各所述第二超声信号确定所述待测泥浆在所述目标温度下的声速。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求9所述的井场现场泥浆声速的确定方法。

技术总结
本发明公开了一种井场现场泥浆声速的确定系统、方法及介质。其中，所述系统包括控制设备，用于响应于泥浆声速确定请求，向温度调节设备发送温度调节请求；温度调节设备，用于根据温度调节请求调节耐高温容器的温度；控制设备，还用于将第一控制信号发送至超声波收发设备；超声波收发设备，用于根据第一控制信号将第一超声信号通过待测泥浆发送至声波挡板，并接收声波挡板返回的至少一个第二超声信号；控制设备，用于根据第一控制信号的发送时间以及各第二超声信号确定待测泥浆在目标温度下的声速。通过执行本方案，可以实现高效、方便、准确地确定不同工况泥浆中超声波的性能指标，进而有助于增加测井解释的可信度和精确度。而有助于增加测井解释的可信度和精确度。而有助于增加测井解释的可信度和精确度。


技术研发人员：邱海涛 林哲锐 胡敏 谢培 蓝永宗 陈力 张福民 李永超 曾鑫
受保护的技术使用者：杭州丰禾石油科技有限公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/9/25