供井下使用的可调声学发射器制造技术

可以通过使用调整模块改变背衬块的有效质量来调节示例换能器的谐振频率。所述调整模块包括作为电路串联连接的电源、开关和电磁线圈。所述电磁线圈机械地附接到所述背衬块并且设置在封装在套管内的磁流变流体的储层内。当闭合所述开关时，所述电源向所述电磁线圈施加电压和电流，并且感应所述磁流变流体内的局部磁场。响应于此局部磁场，所述磁流变流体的粘度增大，具有与粘弹性固体相当的性质，并且变成附连到所述电磁线圈。当所述电磁线圈机械地附接到所述背衬块时，固化的磁流变流体增大所述背衬块的有效质量。因此，改变所述换能器的谐振频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】可以通过使用调整模块改变背衬块的有效质量来调节示例换能器的谐振频率。所述调整模块包括作为电路串联连接的电源、开关和电磁线圈。所述电磁线圈机械地附接到所述背衬块并且设置在封装在套管内的磁流变流体的储层内。当闭合所述开关时，所述电源向所述电磁线圈施加电压和电流，并且感应所述磁流变流体内的局部磁场。响应于此局部磁场，所述磁流变流体的粘度增大，具有与粘弹性固体相当的性质，并且变成附连到所述电磁线圈。当所述电磁线圈机械地附接到所述背衬块时，固化的磁流变流体增大所述背衬块的有效质量。因此，改变所述换能器的谐振频率。【专利说明】供井下使用的可调声学发射器
本专利技术涉及声学发射器，并且更具体来说，涉及用于井下应用的可调变频声学发 射器。 背景 井通常用于进入地面以下的区域并从这些区域获取材料。例如，井通常用于定位 和从地下位置提取烃类。井构造通常包括钻出井筒和在井筒内构造钻杆结构(通常称为"套 管"）。完成后，钻杆结构进入地下位置并且允许将材料运输到表面。 在井构造之前、期间和之后，通常使用各种工具以监视井下环境的各种性质。例 如，地下测井系统可用于检查钻杆套管、周围的水泥支撑结构和/或周围的地下岩层。可将 这些系统独立地定位在井筒内、或可放置在钻柱上并且连同其它井下设备一起定位在井筒 内。 为了向表面上的控制系统和操作者提供反馈，这些工具可将遥测数据传输到表面 进行分析。例如，可通过声传输装置来传输遥测数据。这样，需要改进型声学发射器以优化 遥测数据的传递。 附图描述 图IA是示例井系统的图。 图IB是在缆线测井环境中包括NMR测井工具的示例井系统的图。 图IC是在随钻测井(LWD)环境中包括NMR测井工具的示例井系统的图。 图2是示例压电换能器的图。 图3是换能器的示例物理模型的图。 图4是钻柱的示例信道传递函数的曲线图。 图5是压电换能器和示例调整模块的图。 图6A是在不存在所施加磁场的情况下磁流变流体的图。 图6B是在存在所施加磁场的情况下磁流变流体的图。 图7是压电换能器和另一示例调整模块的图。 图8是钻柱的示例信道传递函数的曲线图。 各图中相同的参考符号表示相同的元件。 详述图IA是示例井系统IOOa的图。示例井系统IOOa包括测井系统108和地面106以下的 地下区域120。井系统可包括图IA中未示出的额外的或不同的特征。例如，井系统IOOa可包 括额外的钻井系统组件、缆线测井系统组件等。 地下区域120可包括一个或多个地下岩层或区域的全部或一部分。图IA所示的示 例地下区域120包括多个次表层122和穿透通过次表层122的井筒104。次表层122可包括沉 淀层、岩石层、砂层或这些其它类型的次表层的组合。这些次表层中的一个或多个可以包括 流体诸如盐水、石油、天然气等。虽然图IA所示的示例井筒104为垂直井筒，但也可在其它井 筒取向上实现测井系统108。例如，测井系统108可适用于水平井筒、倾斜井筒、弯曲井筒、垂 直井筒或其组合。 示例测井系统108包括测井工具102、表面设备112和计算子系统110。在图IA所示 的示例中，测井工具102为井下测井工具，该井下测井工具在设置在井筒104中时操作。图IA 所示的示例表面设备112在表面106处或上方(例如，井口 105附近)操作，以控制测井工具 102和可能井系统100的其它井下设备或其它组件。示例计算子系统110可从测井工具102接 收和分析测井数据。测井系统可包括额外的或不同的特征，并且测井系统的特征可如图IA 所示或以另一种方式布置和操作。 在一些情况下，计算子系统110的全部或一部分可实现为表面设备112、测井工具 102或这两者的组件，也可与它们的一个或多个组件集成。在一些情况下，计算子系统110可 实现为与表面设备112和测井工具102分离的一个或多个离散的计算系统结构。 在一些实现方式中，计算子系统110嵌入在测井工具102中，并且计算子系统110和 测井工具102可在设置在井筒104中时同时操作。例如，虽然计算子系统110在图IA所示的示 例中示为位于表面106上方，但计算子系统110的全部或一部分可驻留在表面106下方，例 如，位于测井工具102的位置处或附近。井系统IOOa可包括通信或遥测设备，该通信或遥测设备允许在计算子系统110、测 井工具102与测井系统108的其它组件之间进行通信。例如，测井系统108的组件可以每个均 包括一个或多个收发机或用于在各组件之间进行有线或无线数据通信的类似设备。例如， 测井系统108可包括用于缆线遥测、有线钻杆遥测、泥浆脉冲遥测、声遥测、电磁遥测或这些 其它类型的遥测的组合的系统和设备。在一些情况下，测井工具102从计算子系统110或另 一源接收命令、状态信号或其它类型的信息。在一些情况下，计算子系统110从测井工具102 或另一源接收测井数据、状态信号或其它类型的信息。 可结合井系统寿命各阶段的各种类型的井下操作来执行测井操作。表面设备112 和测井工具102的结构属性和组件可适用于各种类型的测井操作。例如，可在钻井操作期 间、在缆线测井操作期间或在其它情况下执行测井。这样，表面设备112和测井工具102可包 括钻井设备、缆线测井设备或用于其它类型的操作的其它设备，也可结合它们进行操作。 在一些示例中，在缆线测井操作期间执行测井操作。图IB示出了在缆线测井环境 中包括测井工具102的示例井系统100b。在一些示例缆线测井操作中，表面设备112包括位 于表面106上方的装备有井架132的平台，该井架支撑延伸进入井筒104的电缆134。可在例 如从井筒104移除钻柱后执行缆线测井操作，以允许缆线测井工具102通过缆线或测井电缆 降低到井筒104中。 在一些示例中，在钻井操作期间执行测井操作。图IC示出了在随钻测井(LWD)环境 中包括测井工具102的示例井系统100c。通常使用连接在一起的一系列钻杆来执行钻井以 形成钻柱140,该钻柱通过转台降低到井筒104中。在一些情况下，当钻柱140操作以钻出井 筒104从而穿透地下区域120时，位于表面106上的钻机142支撑钻柱140。钻柱140可以包括 例如方钻杆、钻杆、底部钻具组合件及其它组件。钻柱上的底部钻具组合件可包括钻环、钻 头、测井工具102及其它组件。测井工具可包括随钻测量(MffD)工具、LWD工具等。 如例如图IB所示，测井工具102可通过连续油管、电缆或使该工具连接到表面控制 单元或表面设备112的其它组件的另一结构悬吊在井筒104中。在一些示例实现方式中，使 测井工具102降低到所感兴趣区域的底部并且随后向上拉动（例如，以基本恒定速度）穿过 该所感兴趣区域。如例如图IC所示，可将测井工具102在接合钻杆、硬连接钻杆或其它部署 硬件上部署在井筒104中。在一些示例实现方式中，测井工具102在其在钻井操作期间向下 移动穿过所感兴趣区域时，收集钻井操作期间的数据。在一些示例实现方式中，测井工具 102在钻柱140移动时，例如在该测井工具从井筒104下入或起出时，收集数据。 在一些示例实现方式中，测井工具102在井筒104中的离散的测井点收集数据。例 如，测井工具102可递增地向上或向下移动到井筒104中的一系列深度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成声学信号的声学发射器，其包括：致动器模块；以及耦接到所述致动器模块的调整模块，所述调整模块包括电磁线圈、可变电源和磁性流变流体，其中所述可变电源与所述电磁线圈电通信并且所述电磁线圈至少部分设置在磁流变流体中；其中布置所述声学发射器，使得在操作期间，所述致动器模块将电信号转变成振动以生成声学信号，并且所述可变电源向所述电磁线圈施加电流，使得所述致动器模块的谐振频率根据施加的电流而变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：高丽，V·V·沙阿，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US