BR102015027915A2 - inspeção de alta frequência do ambiente do fundo do poço - Google Patents

Abstract

inspeção de alta frequência do ambiente do fundo do poço. a presente invenção se refere entre outras coisas, a modalidades de uma ferramenta de perfilagem de poço que inspeciona as características do ambiente do fundo do poço usando sinais ultrassônicos com uma frequência na faixa de 3-5mhz. os sinais ultrassônicos são codificados, e os seus tempos de voo e a amplitude proporcionam informação sobre as características da superfície interna do revestimento da ordem de 1 mm, e da qualidade da ligação de cimento atrás do revestimento.

Description

“INSPEÇÃO DE ALTA FREQUÊNCIA DO AMBIENTE DO FUNDO DO POÇO" [001 ]A presente descrição se refere a inspeção de alta frequência do ambiente do fundo do poço em um furo do poço. Mais particularmente, a descrição se refere a ferramentas e métodos para inspecionar a qualidade de ligação do cimento e integridade do revestimento em um poço existente usando sinais de ultrassom da ordem de 3-5 MHz.

Antecedentes [002]A inspeção acústica é uma tecnologia reconhecida para investigar o ambiente do fundo do poço em furos de poços, em não só em ambientes de poço aberto mas também em ambientes de poço revestido. Acústica tem sido usada para investigar a qualidade de ligação do cimento por décadas (vide, por exemplo, Patente US No. 4,255,798), mas na maior parte das aplicações a faixa de frequência usada é da ordem de kHz. Frequências mais elevadas permite uma maior resolução, mas sofrem a partir de um número de restrições de desenho que restringem a sua aplicação em aplicações de fundo do poço. Em vista das referidas restrições, frequências na faixa de MHz tem sido apenas raramente empregadas.

[00310 ambiente do fundo do poço apresenta um significante desafio técnico para os sensores acústicos e os seus eletrônicos de suporte. Os modernos furos de poços são rotineiramente de 15 kilopés em profundidade, e alguns poços mais profundos são maiores que 30 kilopés. Essas figuras refletem típicas profundidades verdadeiras; o comprimento do furo do poço è com frequência significativamente maior. Em virtude do uso de perfuração direcional, por exemplo, para explorar uma área maior em um campo a partir de uma única plataforma de produção, os furos de poços são tipicamente não verticais através de pelo menos uma substancial porção de seu comprimento. Assim o ambiente do fundo do poço apresenta pressões com frequência em excesso de 20-30kPSI, e temperaturas com frequência em excesso de 175-225°C. As referidas condições tornam importante se detectar mesmo pequenos defeitos no revestimento que revestem o furo do poço. Um objetivo das modalidades descritas aqui ê de detectar caroços, entalhes, etc., no revestimento metálico da ordem de 1 mm. Outro objetivo é de detectar defeitos na qualidade da ligação de cimento atrás do revestimento metálico da ordem de 1cm. f004]O furo do poço é protegido a partir de colapso por aproximadamente manter a pressão hidrostática no furo do poço com o ambiente circunvizinho. O fluido pesado que é tipicamente usado para alcançar isso é em geral referido como metamente “lama”, mas o mesmo é de fato um fluido cuidadosamente trabalhado por engenharia que com frequência custa mais por barril do que os hídrocarbonetos que são tipicamente o objetivo do poço. Dependendo das demandas do projeto de perfuração em particular, a lama pode pesar mais do que 25 Ibs/galão. {005]O que se precisa, portanto, è um meio de inspecionar de modo acústico o revestimento e a ligação de cimento que proporcionam alta resolução, e ainda opere em fluidos de alta densidade. Modalidades descritas aqui vão de encontro a essa necessidade.

Sumário [0Q6]Entre outras coisas, são descritas modalidades de ferramentas uitrassônicas e métodos para inspecionar o ambiente do fundo do poço em um poço usando ultrassom da ordem de 3-5MHz. Em determinadas modalidades uma ferramenta de perfilagem de poço é descrita que compreende um alojamento, pelo menos um transdutor, e um controlador eletrônico. O alojamento é adequado para inserção em um poço. O pelo menos um transdutor disposto dentro do alojamento e adequado para transmitir sinais ultrassõnicos tendo urna largura de banda maior do que 3 MHz e uma frequência central maior do que cerca de 2,5HMz dentro do fluido circundante da ferramenta de perfilagem de poço enquanto a ferramenta de perfilagem de poço é disposta dentro do poço. O controlador eletrônico é conectado de modo operacional ao transdutor e é adequado para a operação dentro do poço, e ê configurado para gerar os sinais ultrassônicos para a transmissão pelo pelo menos um transdutor. A ferramenta é útil seja para ambientes de furo aberto- ou de furo revestido. Duas aplicações particulares são a inspeção de espessura do revestimento e a qualidade de ligação do cimento em um poço revestido. Aplicações de furo aberto incluem, mas não são limitadas a estabilidade, imageamento e a caracterização da formação.

[007] Em modalidades particulares, o pelo menos um transdutor é adequado para simultaneamente transmitir um sinal ultrassônieo compreendendo pulsos codificados e receber os referidos pulsos codificados como pulsos de eco refletidos a partir de superfícies no poço durante a operação da ferramenta de perfüagem de poço. Em determinadas modalidades, diferenças em tempo do percurso indicam as distâncias para as superfícies interna e externa do revestimento, embora as diferenças em amplitude indicam a qualidade de ligação do cimento.

[008] Em modalidades particulares, o sinal emitido compreende pulsos codificados. Em determinadas modalidades, a codificação dos pulsos compreende a modulação da frequência, tal como chiirear de FM, enquanto que em outras modalidades, os pulsos são codificados usando modulação de fase.

[009] Em modalidades particulares, o pelo menos um transdutor compreende um par de transmissor e receptor piezoelétricos subsfancialmente paralelos entre si mas separados (ou pares). Em determinadas das referidas modalidades o par de transmissor e receptor é radialmente simétrico. Em determinadas das referidas modalidades, um elemento central em forma de disco é circundado por um receptor em forma de anel, um sendo o transmissor e o outro o receptor, [010] Em modalidades partrculares a ferramenta adicionalmente compreende dispositivos eletrônicos dentro do alojamento adaptados para converter os pulsos de eco recebidos dentro dos arquivos de dados reduzidos, incluindo dados de superfície de revestimento, espessura do revestimento, e qualidade de ligação do cimento, no fundo do poço, em vez do que transmitir os dados brutos na parte superior do poço para processamento. Em determinadas modalidades, os dados brutos são armazenados na ferramenta para processamento na parte superior do poço, seja em vez de ou além do processamento de fundo do poço.

[011]Também descritos são métodos de propriedades de determinar o ambiente do fundo do poço, incluindo, por exemplo, dados de superfície, espessura do revestimento, e qualidade de ligação do cimento.

Breve Descrição dos Desenhos [012JA figura 1 é uma ilustração de uma modalidade de uma coluna de ferramenta de perfílagem de poço.

[013]A figura 2A mostra uma vista plana de um elemento piezoelétrico adequado para incorporação como um par emissor/receptor em uma primeira modalidade de ferramenta para inspeção de alta frequência do ambiente do fundo do poço.

[G14]A figura 2B mostra uma vista lateral do elemento piezoelétrico da figura 2A, [015JA figura 3 mostra um estágio intermediário de um processo para fazer um par de emissor/receptor, em que o elemento piezoelétrico foi acoplado à placa de face e um primeiro cabo elétrico fixado.

[016] A figura 4 mostra o último estado de um processo para fazer um par de emissor/receptor, no qual as regiões interna e externa no elemento piezoelétrico foram isoladas com uma barragem, e os segundo e terceiro cabo elétricos fixados.

[017] A figura 5A mostra um estágio ainda posterior de um processo para fazer um par de emissor/receptor, no qual a placa de face foi inserida na extremidade de um cilindro com uma borda de ombro.

[018] A figura 5B mostra uma ampliação da borda de ombro, a sua interface com a placa de face, e uma camada de epóxi cobrindo a placa de face, mostrada na figura 5A.

[019] A figura 6 mostra um elemento acústico completado, compreendendo um emissor e um receptor, e adequado para incorporações em uma primeira modalidade de ferramenta para inspeção de alta frequência do ambiente do fundo do poço.

Descrição das Modalidades Ilustradas [020] Com o objetivo de promover um entendimento dos princípios da descrição, referência será agora feita à modalidade ilustrada nos desenhos, e a linguagem específica será usada para descrever a mesma, No entanto, será entendido que nenhuma limitação do âmbito das reivindicações é pretendida aqui, e alterações e modificações no dispositivo ilustrado, e aplicações adicionais dos princípios da descrição como ilustrado na mesma, são aqui contemplados como normalmente ocorrería para aqueles versados na técnica a qual a invenção se refere.

[021 ]A Figura 1 ilustra uma modalidade de uma ferramenta de perfilagem de poço descritas aqui, indicada em geral em 100. e mostrada como uma parte de uma coluna de ferramenta maior. A ferramenta de perfilagem de poço compreende um alojamento 110, um emissor sônico 120, um receptor sônico 130, um controlador eletrônico 140, e uma fornecimento de energia 150. Como será familiar para aqueles versados na técnica de perfilagem de poço, a ferramenta 100 é adaptada para ser inserida em um furo do poço, e é portanto adaptada para inserção no ambiente do fundo do poço de um poço. Em virtude das restrições físicas do furo do poço, o alojamento 110 é tipicamente de formato cilíndrico, com um diâmetro suficientemente pequeno para permitir um fácil ingresso na maioria ou em todos os revestimentos de poços padrões, levando em conta o raio de curvatura do poço em seus pontos mais apertados. Assim, o alojamento é vantajosamente menos do que cerca de 6 polegadas em diâmetro, e vantajosamente tão pequeno quanto cerca de 2 polegadas em diâmetro.

[022]O alojamento 110 proporciona vedações de pressão e de fluido que protegem os dispositivos eletrônicos internos e os elementos de força a partir de infiltração de fluido e a partir da pressão do ambiente do fundo do poço. A ferramenta 100 é introduzida no poço na extremidade de um “cabo de aço” 161 ou cabo; tipicamente, o cabo proporciona não só meios mecânicos para abaixar e elevar a ferramenta no poço e também a conexão elétrica e/ou eletrônica para receber telemetria a partir da ferramenta durante a perfilagem. Tipicamente, o cabo de aço 161 é fixado a uma porção de cabeça basicamente cônica 162, onde a ferramenta interfaceia com cabos internos no cabo 161 para se comunicar com a superfície durante a perfilagem de poço. A porção de cabeça 162 também tipicamente contém um ponto fraco, que é escolhida para garantir que, em vez do cabo, se rompe se a ferramenta se tornar presa e muita força for aplicada. A porção de cabeça 162 assim proporciona não só uma conexão mecânica mas também elétrica com a superfície. A porção de cabeça é fixada de modo mecânico com o alojamento 110, tipicamente usando ambas as roscas, para proporcionar a firme transmissão de tensão a partir de acima, e gaxetas, para vedar o interior do alojamento 110 c o n ira pressa o externa. Será observado, entretanto, que qualquer meio adequado de transmitir força mecânica e vedação contrapressão pode ser usada. O alojamento 110 pode também opcionalmente ser adaptado, por rosqueamento ou outro meio, para fixação com outras ferramentas de perfilagem de poço, tal como a ferramenta 171 ilustrada na figura 1, para formar a coluna de ferramenta para facilitar a simultânea perfilagem de outros aspectos do ambiente do fundo do poço, corno será familiar para aqueles versados na técnica de perfilagem de poço. (Nas referidas modalidades, o alojamento 110 também vantajosamente contém um barramenfo que transmite informação a partir de ferramentas na coluna de ferramenta, incluindo as ferramentas abaixo da ferramenta 100 acima da coluna, e então através da porção de cabeça 162 e o cabo de aço 161, para permitir o monitoramento em tempo real durante a perfilagem.) [023JO emissor sônico 120 e o receptor 130 são dispostos dentro do alojamento, e são adaptados para emitir e receber, respectivamente, sinais uítrassônicos codificados tendo uma maior frequência do que cerca de 3 MHz, Em determinadas modalidades o emissor 120 e o receptor 130 são adaptados para emitir e receber, respectivamente, os sinais uítrassônicos codificados com uma largura de banda maior do que SIVlHz, O controlador eletrônico 140, fornecido com energia a partir do fornecimento de energia 150, aciona o emissor 120 com uma forma de onda de modo a gerar um pulso uítrassônico codificado. Pulsos uítrassônicos refletidos a partir das superfícies interna e externa do revestimento do poço são recebidos peio receptor 120, que gera a forma de onda de voltagem em response às ondas de sons recebidos. O controlador 140 pode correlacionar a forma de onda recebida aos pulsos transmitidos codificados e gerar um conteúdo de tempo e energia para cada pulso de eco recebido. A partir do conteúdo de tempo e energia o controlador pode determinar a distância a partir da ferramenta para o revestimento, a espessura do revestimento, e a natureza do material ínterfaceado para a parede externa do revestimento (por exemplo, qualidade de ügação do cimento). Por exempio, o coeficiente de caída nos sucessivos ecos a partir das reflexões internas dentro do revestimento pode ser usado para determinar a qualidade de ligação do cimento Os referidos valores calculados consomem urna pequena fração do espaço de armazenamento necessário para manter as formas de ondas de eco originais, e podem ser armazenados na memória ou transmitidos para a parte superior do poço para processamento posterior.

[024jO sinal codificado produzido pelo emissor 120 pode empregar um algoritmo de compressão de pulso. Qualquer algoritmo de compressão de pulso adequado pode ser empregado, tal como contínua modulação da frequência (Chilrear de FM), modulação de fase de pulso codificado, ou modulação da frequência de pulso codificado. Chilrear de FM envolve uma fixa duração da forma de onda sinusoidal que começa como uma frequência e varre com o tempo para outra frequência. O coeficiente de desvio pode seguir quase quaiquer relação matemática; em chilrear linear de FM, a inclinação da frequência é uma linha reta. {Q25]É desejável se medir a espessura do revestimento com a resolução de cerca de 1 mm. A resolução espacial é uma função de sinal de iargura de banda, e tem a relação: p = c/2B onde: p = resolução espacial c = velocidade do som B = sinal de iargura de banda IG26]Considerando a velocidade do som no aço, cerca de 6,10Qm/s. a desejada resolução pode ser alcançada com uma largura de banda de cerca de 3MHz.

[027]Um típico transdutor de fundo do poço é tipicamente capaz de proporcionar uma iargura de banda de cerca de 60%. de modo que um transdutor capaz de proporcionar suficiente largura de banda tipicamente deixará a frequência centra! de cerca de 5MHz, um limite mais baixo de desempenho de frequência (a frequência mais baixa na qual o transdutor tem a metade do seu máximo desempenho) de cerca de 3,5MHz, e um limite mais alto de desempenho de frequência de cerca de 6.5MHz. Em determinadas modalidades, o transdutor tem uma relação superior de largura de banda-para-frequência, e a frequência centrai pode ser mais baixa, por exemplo, 2,5HMz. um vantajoso pulso de acionamento codificado fará com que o emissor 120 gere uma forma de onda ultrassônica contendo as referidas frequências de modo a permitir medições com resolução da ordem de 1 mm.

[028JA atenuação é tipicamente dependente de frequência, e as lamas de perfuração, e em especial as lamas de perfuração pesadas, são alíamente atenuantes. Portanto, é tipicamente necessário se usar frequências substancialmente mais baixas — tipicamente da ordem de kilohertz. De modo oposto, as ferramentas de perfilagem que usam frequências mais altas são inadequadas para uso em lamas de perfuração pesadas. Por exemplo, o imageador de Revestimento Uftrassônico de Schlumberger’s {“UCI”) tem uma frequência de transdutor de 2MHz, e mesmo essa é muito alta para a operação confiável em um ambiente altamente atenuante; é recomendado que o UCI seja usado apenas em salmoura, óleo, ou em lamas muito leves.

[029] Será apreciado que a ferramenta 100 pode também emitir sinais com frequências mais baixas, seja via o emissor sônico 120, ou via outros transdutores especificamente adaptados para esse fim, desde que a largura de banda total seja suficiente para alcançar a resolução desejada.

[030] Será apreciado que um objetivo é de manter a potência instantânea total suficientemente baixa para ser alcançada com facilidade com dispositivos eletrônicos de fundo de poço. Em aplicações acústicas usando lamas de perfuração como um meio, é tipicamente necessário se usar uma voltagem de acionamento de emissor de diversas centenas de volts de modo a enviar suficiente energia um número relativamente pequeno de ciclos acústicos, de modo que os pulsos de eco retornados podem ser detectados com uma suficiente relação de sinal-para-ruído. Um pulso codificado é portanto vantajosamente empregado, que é mais longo, e, portanto, pode conter suficiente energia para uma suficiente relação de sinal-para-ruido usando voltagem mais baixa de acionamento de emissor e energia instantânea comensuradamente menor. Em particular, o emissor pode ser operado usando substancialmente menos do que 250V Em determinadas modalidades o receptor e o emissor são operados usando um sinaS de 11QV em determinadas outras modalidades os mesmos são operados usando um sinal de 24V.

[031] Em determinadas modalidades a duração do pulso é aproximadamente 60 ps, com uma energia de transmissão instantânea de aproximadamente 16.7mW. isso se traduz em uma energia total por pulso de cerca de 1pJr e, assim, se a quantidade de energia no sinal recebido é frequência independente, proporciona uma relação de sinal-para-ruído no sinal recebido aproximadamente igual a um sinal padrão transmitido em cerca de 3MHz emitido em cerca de 3,3VV.

[032] Ondas ultrassônicas incidentes que colidem na superfície a um determinado ângulo (relativo a normal) irá refletir a partir da superfície em um ângulo recíproco. Um emissor uftrassônico é portanto posicionado de modo ideal para orientar os pulsos sônicos exatamente normal ao alvo, com um receptor que ocupa a mesma posição, de modo que a máxima quantidade de energia transmitida pelo emissor é refletida a partir do alvo para o receptor. Isso pode ser realizado por usar o mesmo elemento que ambos o emissor e o receptor em dois períodos de tempo distintos (operação de “pulso de eco”). Em uma operação de pulso de eco o elemento é primeiro orientado com uma forma de onda de voltagem fazendo com que o elemento para emitir uma forma de onda, então o elemento é removido a partir do circuito do transmissor e conectado a um circuito amplificador e, nesse momento na medida em que a forma de onda impinge no elemento, um sinal de voltagem é gerado e pode ser medido e processado. Aplicação da operação de pulso de eco apresenta desafios de engenharia quando se usa um sinal de transmissão codificado, uma vez que o comprimento do sinal de transmissão pode ser tão longo que a borda dianteira do trem de pulsos pode deixar a ferramenta, encontrar as superfícies do revestimento, e retornar antes da borda traseira do trem de pulsos ter sido gerada, fsso é adicionaimente complicado pelo tempo necessário pelo elemento para aquietar após a emissão antes do mesmo estar pronto para receber. Caso o alvo esteja muito próximo do elemento, a forma de onda refletida irá refletir de volta para o elemento antes do elemento ser conectado ao amplificador receptor e estar pronto para agir como o receptor. O espaçamento máximo entre o emissor e o alvo é restrito pelo tamanho do furo do poço, e, em qualquer evento, em virtude da alta atenuação da lama de perfuração, é desejável se manter o emissor ultrassônico em proximidade para o revestimento para limitar a perda de energia. (O espaçamento pode ser menos do que 1 polegada, e é vantajosamente menos do que 0,5 polegada.) [033]Uma solução é de se fortemente amortecer o elemento para reduzir o tempo perdido entre os modos de transmissão e de recepção. Elementos piezoelétricos de metanionato de chumbo, por exemplo, são adequados para esse fim. O referido amortecimento em geral reduz a potência de transmissão e reduz a sensibilidade, e mesmo onde as referidas trocas são aceitáveis, pode acrescentar apenas um tempo finito ao ciclo. Uma técnica alternativa é de se espaçar o elemento a partir do alvo com um meio que que tem uma velocidade lenta de som (um tempo de retardo), na medida em que irá aumentar o tempo que leva para ser emitido o trem de pulso para atravessar a distância disponível. Pelo fato das velocidades do som dos vários materiais não serem arbitrariamente pequenas, e velocidades mais lentas de som tendem a serem mais frouxas, isso também pode acrescentar apenas um tempo finito ao cicio.

[Q34]Uma abordagem alternativa é de se empegar elementos emissores e receptores separados (“captura do passo"). Na captura do passo o emissor apenas age para transmitir e o receptor elemento apenas age para detectar, e ambos podem realizar as suas funções simultaneamente. O elemento transmissor pode, portanto continuar a transmitir os sinais de comprimento arbitrário. A geometria preferida do emissor e receptor em relação ao alvo difere a partir das aplicações de pulso de eco, entretanto. A energia transmitida pelo emissor não será refletida a partir do alvo e colidir no receptor se os elementos são estiverem precisamente localizados em ângulos iguais a partir da direção normal para o alvo. A não ser que o emissor e o receptor estejam a uma distância conhecida a partir do alvo, alcançar ele requer o conhecimento da distância entre os elementos e o alvo. Isso é extremamente difícil em aplicações de medição de revestimento de poço de petróleo, apesar da possível uso de centralizadores ou stand-offs, uma vez que o sinal emitido e refletido é alta mente direcional.

[035JUm emissor separado 120 e o receptor 130 são portanto vantajosamente arranjados de tal modo a minimizar a distância entre os elementos, e ademais, para posicionar os mesmos de modo que o sina! retornado seja robusto a pequenas variações no ângulo de incidência no alvo. Assim, um emissor 120 e receptor 130 separados são vantajosamente interdígitados ou entremeados.

[036]lsso pode ser alcançado, por exemplo, por se usar um arranjo concêntrico (radialmente simétrico) do emissor 120 e Feceptor 130. A Figura 2 ilustra um arranjo vantajoso para um par emissor 120 e receptor 130. Alternativamente, a simetria bilateral pode ser empregada, por exemplo, com um emissor central margeado por um par de receptores em cada lado.

[Q37]Em modalidades particulares, um emissor 120 e receptor 130 são produzidos a partir de um único elemento circular piezocerâmico como a seguir. Um elemento 200 com um diâmetro de .8” e espessura de cerca de 1/80th de uma polegada é partciaimente gravado em um diâmetro de cerca de 0.34 para produzir um corte 212 que divide o elemento 200 em uma área interna 201 e uma área externa 202. O elemento 200 e em determinadas modalidades, a K 81, um elemento piezoelêtrico de metaniobato de chumbo oferecido pela Piezo Technologies. A área interna 201 pode ser usada como o emissor 120, e a área externa 130 pode ser usada como o receptor 130. Será apreciado que a área total da área interna, quando o corte 212 tem um diâmetro de cerca de .34 polegadas, ê cerca de metade de área da área externa 202. O emissor 120 e o receptor 130 podem ser revertidos, mas no caso do diâmetro do corte 212 é vantajosamente aumentado, de modo a aumentar a área do receptor 130.

[038jComo mostrada na figura 3, o elemento 200 é vantajosamente acoplado com a placa de face 310. Alumínio pode ser usado para a placa de face 310, uma vez que o mesmo tem uma impedâncía acústica muito similar (18 vs. 19 para o K-8.1), tem a alta velocidade do som (6400 m/s), e é facilmente usinado. O mesmo é altamente sujeito a corrosão, entretanto, e portanto precisa ser bem selado. Alternativamente, a placa de face 310 pode ser produzida de outro material Em determinadas das referidas modalidades, a placa de íace 310 tem uma espessura 318 de cerca de 0,032 polegada, e um diâmetro 315 de cerca de 0.75 polegada. Em determinadas modalidades o elemento 200 é ligado diretamente à placa de face 310. Em outras modalidades, o elemento 200 é acoplado a óleo para reduzir as tensões tal como o coeficiente térmico de expansão de descascamento. O corte 212 é vantajosamente produzido após o elemento 200 ser acoplado à placa de face 310. Um primeiro acoplamento elétrico 320 é vantajosamente produzido via um orifício ou torrão 330 na superfície de apoio 310, localizado no perímetro do elemento 200. (O acoplamento 320 pode ser selado no lugar com epóxi). Como mostrado na figura 4, uma barragem de isolamento 410 é fixada, por exemplo, por epóxi, para separar o emissor 120 e o receptor 130, e as segundo e terceiro acoplamentos elétricos 420 e 430 são fixados à área externa 130 e à área interna 120, respectivamente, pelo mesmo epóxi. Em determinadas modalidades, o primeiro acoplamento 320 é usado como o terra, o segundo acoplamento como positivo, e o terceiro acoplamento como negativo.

[039]Como mostrado nas figuras 5A e B, o conjunto do elemento 200. a placa de face 310, e a barragem de isolamento 410 são vantajosamente dispostos no alojamento externo 510. por exemplo, um tubo de poiieterétercetona (“PEEK"). A placa de face 310 é vantajosamente encaixada contra a porção de ombro 515 no lado de dentro da borda do alojamento 510 para firmemente manter o apoio em uma profundidade fixa 518, que é maior do que a espessura 318 da placa de face 310. Uma camada de epóxi 520 pode ser disposta na placa de face 310, no oco formado pela referida diferença de espessura, í.e., rente com a parede de extremidade 535 do alojamento 510. Em determinadas modalidades, a diferença entre a profundidade 518 e a espessura 318 é cerca de 0,008 polegada.

[040] Como mostrado na figura 6, a área dentro da barragem de isolamento 410 é preenchida, por exemplo, com um epóxi carregado, para formar um apoio principal 620. O apoio principal 620 vantajosamente tem duas porções, uma região central 622, e uma região circundante 624. Em determinadas modalidades, a região central 622 tem uma impedância acústica de 18, e a região circundante 624 tem uma impedãncia acústica de cerca de 9. O volume entre a barragem de isolamento 410 e o alojamento 510 ê preenchido com um segundo apoio mais leve 630. Em determinadas modalidades, a impedância acústica do segundo apoio é cerca de 5.

[041] Em operação, o emissor 120 pode emitir um único ou trens de pulsos codificados. I042JO pedido de patente US intitulado “Time of FSíght Through Mud," que nomeia Pulley como o inventor e depositado no mesmo dia que o presente pedido, está incorporado aqui em sua totalidade.

[043]Embora determinadas modalidades tenham sido ilustradas e descritas em detalhes aqui nos desenhos e na descrição anterior, as mesmas devem ser consideradas como de caráter ilustrativo e não restritivo. Todas as modificações e mudanças que se insiram dentro do espirito das reivindicações são desejadas estarem protegidas. As características ou atributos observados com relação a uma ou mais das modalidades específicas podem ser usadas ou incorporadas em outras modalidades das estruturas e métodos descritos.

REIVINDICAÇÕES

Claims (23)

1. Ferramenta de perfilagem de poço, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um alojamento adequado para inserção em um poço; pelo menos um transdutor disposto dentro do alojamento e adequado para transmitir sinais uitrassônicos tendo uma largura de banda maior do que 3 MHz e a frequência centrada acima de 2.5 MHz dentro do fluido circundante da ferramenta de perfilagem de poço enquanto que a ferramenta de perfilagem de poço é disposta dentro do poço; e um controlador eletrônico conectado de modo operacional ao transdutor e adequado para a operação dentro do poço, o controlador eletrônico configurado para cause o transdutor to gerar os sinais uitrassônicos,

2. Ferramenta de perfilagem de poço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o pelo menos um transdutor é adequado não só para transmitir um sinal ultrassônico compreendendo pulsos codificados mas também para receber os referidos pulsos codificados como pulsos de eco refletidos a partir de superfícies no poço durante operação da ferramenta de perfilagem de poço.

3. Ferramenta de perfilagem de poço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o poço tem um revestimento; e em que o controlador é configurado para correlate pelo menos um pulso de eco do sinal ultrassônico com o sinal emitido para determinar pelo menos um dos conjuntos que consistem de variações na superfície do revestimento e a qualidade de a ligação de cimento em uma superfície externa do revestimento.

4. Ferramenta de perfilagem de poço. de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o controlador é configurado para determinar as diferenças no tempo de voo de pulsos de eco refletidos a partir das diferentes superfícies para determinar as variações na espessura do revestimento.

5. Ferramenta de perfilagem de poço, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o controlador é configurado para correlacionar as diferenças em amplitude de pulsos de eco para determinar as variações na qualidade de ligação do cimento.

6. Ferramenta de perfilagem de poço, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que as diferenças em amplitude são usadas para determinar o coeficiente de caída de reverberação no revestimento.

7.Ferramenta de perfilagem de poço, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que os pulsos codificados são codificados usando modulação da frequência.

8. Ferramenta de perfilagem de poço, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que os referidos pulsos codificados são chilreados.

9. Ferramenta de perfilagem de poço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o pelo menos um transdutor compreende um único elemento piezoelétrico de rápido amortecimento que não só envia os sinais ultrassõnicos mas também recebe os pulsos de eco dos referidos sinais.

10. Ferramenta de perfilagem de poço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o pelo menos um transdutor compreende um par de transmissor e receptor que é paralelo um com relação ao outro.

11 .Ferramenta de perfilagem de poço, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que o transmissor é posicionado entre pelo menos duas regiões de receptor em lados opostos do transmissor.

12. Ferramenta de perfilagem de poço. de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADA pelo fato de que o par de transmissor e receptor é radialmente simétrico.

13. Ferramenta de perfilagem de poço, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADA peio fato de que o par de transmissor e receptor compreende um transmissor centra! em forma de disco e um receptor circundante em forma de anel.

14. Ferramenta de perfílagem de poço de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: dispositivos eletrônicos dentro do referido alojamento para converter os pulsos de eco recebidos em arquivos de dados reduzidos incluindo dados de superfície de revestimento, espessura do revestimento, e qualidade de ligação do cimento.

15. Ferramenta de perfílagem de poço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: O armazenamento digital dentro do referido alojamento para armazenar os sinais derivados a partir de pulsos de eco recebidos pelo referido transduíor por períodos de pelo menos 30 minutos.

16. Ferramenta de perfílagem de poço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a frequência centrai é acima de cerca de 3.5MHz.

17.Ferramenta de perfílagem de poço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a frequência centra! é acima de cerca de 4.5MHz.

18 Ferramenta de perfílagem de poço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a largura de banda é maior do que 4.5MHz.

19.Método de determinar pelo menos uma propriedade de um poço revestido, CARACTERIZADO peio fato de que compreende: Reduzir a ferramenta de perfílagem de poço dentro do poço revestido, a ferramenta de perfílagem de poço tendo um controlador eletrônico e pelo menos um transduíor, o transduíor configurado para transmitir os sinais ultrassônicos tendo uma largura de banda maior do que 3 MHz e uma frequência central maior do que cerca de 4.5MHz: transmitir urna série de pulsos ultrassônicos codificados dentro do fluido circundante da ferramenta de perfilagem de poço usando o transdutor; receber uma série correspondente de pulsos de eco; e usar o controlador, correlacionando os pulsos transmitidos com os pulsos de eco para determinar a pelo menos uma propriedade.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO peio fato de que o pelo menos um transdutor compreende um transmissor central e um receptor a concentricamente arranjado.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um transdutor compreende um único elemento piezoeiétrico de rápido amortecimento que não só transmite mas também recebe pulsos ultrassônicos.

22. Ferramenta de perfilagem de poço, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um alojamento adequado para inserção em um poço; pelo menos um transdutor que compreende um elemento piezoeiétrico de rápido amortecimento, o transdutor disposto dentro do alojamento e adequado para transmitir sinais ultrassônicos tendo uma largura de banda maior do que 3 MHz e uma frequência centra! maior do que cerca de 4.5MHz dentro do fluido circundante da ferramenta de perfilagem de poço enquanto que a ferramenta de perfilagem de poço é disposta dentro do poço e para receber pulsos de eco dos referidos sinais; e um controlador eletrônico conectado de modo operacional ao transdutor e adequado para a operação dentro do poço, o controlador eletrônico configurado para gerar os sinais ultrassônicos para a transmissão por o pelo menos um transdutor.

23. Ferramenta de perfilagem de poço. de acordo com a reivindicação 22. CARACTERIZADA pelo fato de que o pelo menos um transdutor envia um sinal de pulso de eco elétrico para o controlador eletrônico, e o controlador eletrônico interpreta o sinal de pulso de eco para identificar uma das propriedades do poço.