BR122017005600B1 - APPARATUS, SYSTEM AND METHOD FOR TRANSCEIVER FOR ACOUSTIC TELEMETRY - Google Patents

APPARATUS, SYSTEM AND METHOD FOR TRANSCEIVER FOR ACOUSTIC TELEMETRY Download PDF

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“APARELHO, SISTEMA E MÉTODO PARA UM TRANSCEPTOR PARA TELEMETRIA ACÚSTICA” Dividido do PI0512694-0, depositado em 01/07/2005 Campo técnico [001] A invenção é relativa, genericamente, a comunicações. Em particular, a invenção é relativa a comunicações acústicas entre um conjunto de perfuração de furo descendente e uma superfície de um poço.“Apparatus, System and Method for a Transceiver for Acoustic Telemetry” Divided from PI0512694-0, filed 01/07/2005 Technical Field [001] The invention is generally related to communications. In particular, the invention relates to acoustic communications between a downhole drilling assembly and a well surface.

Fundamento [002] Durante operações de perfuração para extração de hidrocarbonetos, uma variedade de técnicas de comunicação e transmissão foram tentadas para fornecer dados em tempo real a partir da vizinhança da broca até a superfície durante perfuração. A utilização de medições ao perfurar (MWD) com transmissão de dados em tempo real proporciona benefícios substanciais durante uma operação de perfuração. Por exemplo, monitoramento de condições furo descendente permite uma resposta imediata a potenciais problemas de controle do poço e melhora programas de lama.Background During hydrocarbon drilling operations, a variety of communication and transmission techniques have been attempted to provide real-time data from the drill's vicinity to the surface during drilling. Using drilling measurements (MWD) with real time data transmission provides substantial benefits during a drilling operation. For example, downhole condition monitoring allows immediate response to potential well control problems and improves mud programs.

[003] Medição de parâmetros tais como o peso sobre a broca, torque, e condição de desgaste e suporte em tempo real proporcionam operações de perfuração mais eficientes. De fato, velocidades de penetração mais rápidas, melhor planejamento do curso, falhas reduzidas de equipamento, menos atrasos para pesquisas direcionais e eliminação da necessidade de interromper perfuração para detecção de pressão anormal, podem ser conseguidos utilizando técnicas MWD.[003] Measurement of parameters such as drill weight, torque, and wear condition and real-time support provide more efficient drilling operations. Indeed, faster penetration speeds, better stroke planning, reduced equipment failures, fewer delays for directional surveys and elimination of the need to interrupt drilling for abnormal pressure detection can be achieved using MWD techniques.

[004] Atualmente existem quatro categorias principais de sistemas de telemetria que foram utilizadas para tentar fornecer dados em tempo real a partir da vizinhança da broca de perfuração até a superfície; a saber, ondas acústicas, pulsos de pressão de lama, condutores isolados e ondas eletromagnéticas.There are currently four main categories of telemetry systems that have been used to attempt to provide real-time data from the drill bit vicinity to the surface; namely acoustic waves, mud pressure pulses, insulated conductors and electromagnetic waves.

[005] Com relação a ondas acústicas, tipicamente um sinal acústico é gerado junto à broca e é transmitido através do tubo de perfuração, da coluna de lama ou da terra. Foi verificado, contudo, que a intensidade muito baixa do sinal que pode ser gerado furo descendente, juntamente com o ruído acústico gerado pelo sistema de perfuração, toma difícil a detecção do sinal. Interferência reflexiva e refrativa que resultam de mudanças de diâmetros e conjunto de roscas nas juntas de ferramentas compõem o problema de atenuação de sinal para transmissões em tubo de perfuração. Tal interferência reflexiva e refrativa provoca interferências inter-bits entre os bits de dados que estão sendo transmitidos. Adicionalmente, alongamento ambiental térmico e de carregamento podem provocar perda de contato entre os componentes transmissores em um transmissor acústico. Carga de compressão sobre tal transmissor pode travar a pilha piezelétrica e, portanto, pode não permitir transferência de “momentum” para a tubulação. Além disto, vibração grosseira e cargas de choque tendem a induzir fraturas de tensão nos materiais piezelétricos friáveis e magnetostritivos, o que podería desintegrar o conjunto transmissor acústico.With respect to acoustic waves, typically an acoustic signal is generated near the drill and is transmitted through the drill pipe, mud column or earth. It has been found, however, that the very low signal strength that can be generated downstream, together with the acoustic noise generated by the drilling system, makes signal detection difficult. Reflective and refractive interference that results from changes in diameter and set of threads in tool joints make up the signal attenuation problem for drill pipe transmissions. Such reflective and refractive interference causes inter-bit interference between the data bits being transmitted. Additionally, environmental thermal and loading elongation may cause loss of contact between transmitter components in an acoustic transmitter. Compression loading on such a transmitter may lock the piezoelectric stack and therefore may not allow momentum transfer to the piping. In addition, coarse vibration and shock loads tend to induce stress fractures in the friable and magnetostrictive piezoelectric materials, which could disintegrate the acoustic transmitter assembly.

[006] Em um sistema de pulso de pressão de lama a resistência de escoamento de lama através de uma coluna de perfuração é modulada por meio de uma válvula e mecanismo de controle montados em um colar de perfuração especial junto à broca. Este tipo de sistema tipicamente transmite a um bit por segundo, quando o pulso de pressão viaja para cima na coluna de lama próximo à velocidade do som na lama. É bem conhecido que sistemas de pulso na lama são intrínsecamente limitados a alguns bits por segundo devido à atenuação e dispersão de pulsos.[006] In a mud pressure pulse system the mud flow resistance through a drill string is modulated by means of a valve and control mechanism mounted on a special drill collar near the drill bit. This type of system typically transmits at a bit per second when the pressure pulse travels up the mud column near the speed of sound in the mud. It is well known that mud pulse systems are intrinsically limited to a few bits per second due to pulse attenuation and dispersion.

[007] Condutores isolados ou conexão com fio a partir da broca de perfuração até superfície é um método alternativo para estabelecer comunicações furo descendente. Este tipo de sistêmica é capaz de uma velocidade de dados elevada, e é possível comunicação em dois sentidos. Foi verificado, contudo, que este tipo de sistema requer um tubo de perfuração especial e conectores de junta de ferramenta especiais, que aumentam substancialmente o custo de uma operação de perfuração. Também, estes sistemas podem conduzir a falha como resultado das condições abrasivas do sistema de lama e do desgaste provocado pela rotação da coluna de perfuração.Insulated conductors or wire connection from drill bit to surface is an alternative method for establishing downhole communications. This type of system is capable of a high data rate, and two-way communication is possible. However, it has been found that this type of system requires a special drill pipe and special tool joint connectors, which substantially increase the cost of a drilling operation. Also, these systems can lead to failure as a result of the abrasive conditions of the mud system and the wear caused by rotation of the drill string.

[008] A quarta técnica utilizada para fazer telemetria de dados furo descendente até a superfície, utiliza a transmissão de ondas eletromagnéticas através da terra. Uma corrente que carrega sinal de dados furo descendente é introduzida em um toro ou colar posicionado adjacente à broca de perfuração ou introduzida diretamente na coluna de perfuração. Quando um toro é utilizado, um enrolamento primário, que carrega os dados para transmissão, é enrolado ao redor do toro e um secundário é formado pelo tubo de perfuração. Um receptor é conectado ao terreno na superfície, onde os dados eletromagnéticos são captados e registrados. Foi verificado, contudo, que em aplicações de poço profundo ou ruidoso, sistemas eletromagnéticos convencionais são incapazes de gerar um sinal com intensidade suficiente para ser recuperado na superfície.The fourth technique used to make down-hole data telemetry to the surface uses the transmission of electromagnetic waves across the earth. A chain carrying downward bore data signal is introduced into a log or collar positioned adjacent to the drill bit or inserted directly into the drill string. When a log is used, a primary winding, which carries the data for transmission, is wound around the log and a secondary is formed by the drill pipe. A receiver is connected to surface terrain where electromagnetic data is captured and recorded. It has been found, however, that in deep or noisy well applications, conventional electromagnetic systems are unable to generate a signal of sufficient intensity to be recovered at the surface.

[009] Em geral a qualidade de um sinal eletromagnético que alcança a superfície é medido em termos de relação de sinal para ruído. Quando a relação cai, toma-se mais difícil recuperar ou reconstmir o sinal. Embora aumentar a energia do sinal transmitido seja uma maneira óbvia para aumentar a relação de sinal para mído, esta abordagem é limitada por baterías adequadas para a finalidade e o desejo de estender o tempo entre substituições de batería. Estas abordagens permitiram o desenvolvimento de sistemas comerciais de telemetria eletromagnética de furo de sondagem que trabalham em velocidades de dados de até 4 bits por segundo e em profundidades de até 4.000 pés (1216 m) sem repetidores em aplicações MWD. Seria desejável transmitir sinais a partir de poços mais profundos e com velocidades de dados muito mais elevadas, o que será requerido para sistemas de registro ao perfurar (LWD).In general the quality of an electromagnetic signal reaching the surface is measured in terms of signal to noise ratio. When the relationship drops, it becomes more difficult to recover or reconstitute the signal. While increasing transmitted signal energy is an obvious way to increase signal-to-ground ratio, this approach is limited by purpose-appropriate batteries and the desire to extend the time between battery replacements. These approaches have enabled the development of commercial borehole electromagnetic telemetry systems that work at data speeds of up to 4 bits per second and at depths of up to 4,000 feet (1216 m) without repeaters in MWD applications. It would be desirable to transmit signals from deeper wells and at much higher data rates, which will be required for drilling logging (LWD) systems.

Breve descrição dos desenhos [0010] Configurações da invenção podem ser melhor entendidas fazendo referência à descrição a seguir e desenhos que acompanham, que ilustram tais configurações. O esquema de numeração para as Figuras incluídas neles é tal que o número dianteiro para um dado número de referência em uma Figura está associado com o número da Figura. Por exemplo, um sistema 100 pode ser localizado na Figura 1.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Embodiments of the invention may be better understood by reference to the following description and accompanying drawings illustrating such configurations. The numbering scheme for the Figures included therein is such that the leading number for a given reference number in a Figure is associated with the figure number. For example, a system 100 may be located in Figure 1.

[0011] Contudo, os números de referência são os mesmos para aqueles elementos que são os mesmos através das diferentes Figuras. Nos desenhos.However, the reference numbers are the same for those elements that are the same across the different Figures. In the drawings.

[0012] A Figura 1 ilustra um sistema para operações de perfuração de acordo com algumas configurações da invenção.Figure 1 illustrates a system for drilling operations in accordance with some embodiments of the invention.

[0013] A Figura 2 ilustra um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção.Figure 2 illustrates an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention.

[0014] As Figuras 3A-3B ilustram vistas superiores de um mandril que abriga um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção.Figures 3A-3B illustrate top views of a mandrel housing an acoustic telemetry transceiver in accordance with some embodiments of the invention.

[0015] A Figura 4 ilustra uma parte de um transdutor piezelétrico dentro de um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção.Figure 4 illustrates a portion of a piezoelectric transducer within an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention.

[0016] A Figura 5 ilustra uma vista inferior de um transdutor piezelétrico em um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção.Figure 5 illustrates a bottom view of a piezoelectric transducer on an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention.

[0017] A Figura 6 ilustra um diagrama mais detalhado de uma seção cônica afilada em um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção.[0017] Figure 6 illustrates a more detailed diagram of a tapered tapered section on an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention.

[0018] As Figuras 7A-7B ilustram uma configuração para uma massa de reforço e seus componentes de suporte para um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção.Figures 7A-7B illustrate a configuration for a reinforcing mass and its supporting components for an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention.

[0019] A Figura 8 ilustra o fluxograma para montar um transceptor para telemetria acústica que inclui objetos de suporte mostrado nas Figuras 7A-7B para uma massa de reforço de acordo com algumas configurações da invenção.Figure 8 illustrates the flowchart for mounting an acoustic telemetry transceiver including support objects shown in Figures 7A-7B for a reinforcing mass according to some embodiments of the invention.

[0020] A Figura 9 ilustra um sistema para gerar formas de onda acústica de acordo com algumas configurações da invenção.Figure 9 illustrates a system for generating acoustic waveforms according to some embodiments of the invention.

[0021] A Figura 10 ilustra um fluxograma para gerar um sinal acústico de acordo com algumas configurações da invenção.Figure 10 illustrates a flowchart for generating an acoustic signal according to some embodiments of the invention.

Descrição detalhada [0022] Métodos, aparelhos e sistemas para um transceptor para telemetria acústica estão descritos. Na descrição a seguir inúmeros detalhes específicos estão descritos. Contudo, é entendido que configurações da invenção podem ser praticadas sem estes detalhes específicos. Em outros casos, circuitos bem conhecidos, estruturas e técnicas não foram mostradas em detalhe para não obscurecer o entendimento desta descrição.Detailed Description Methods, apparatus and systems for an acoustic telemetry transceiver are described. In the following description numerous specific details are described. However, it is understood that embodiments of the invention may be practiced without these specific details. In other cases, well-known circuits, structures and techniques have not been shown in detail to obscure the understanding of this description.

[0023] Embora descritas com referência à transmissão de dados furo descendente para a superfície durante medições ao perfurar, configurações da invenção não estão limitadas a isso. Por exemplo, algumas configurações são aplicáveis à transmissão de dados a partir da superfície para equipamento que está furo descendente. Adicionalmente, algumas configurações da invenção são aplicáveis não apenas durante perfuração, porém através de toda a vida de um furo de poço, que incluem, porém não estão limitadas a durante, registro, teste da haste de perfuração, conclusão e produção. Além disto, algumas configurações da invenção podem estar em outras condições de ruído, tais como fraturamento hidráulico e cimentarão.Although described with reference to downward bore data transmission to the surface during drilling measurements, embodiments of the invention are not limited thereto. For example, some configurations are applicable to data transmission from the surface to equipment that is downhole. Additionally, some embodiments of the invention are applicable not only during drilling, but throughout the life of a wellbore, which include, but are not limited to during, logging, drilling rod testing, completion and production. In addition, some embodiments of the invention may be in other noise conditions such as hydraulic fracturing and cementation.

[0024] Como ainda descrito abaixo, configurações fornecem um sistema para transmitir o sinal acústico que é essencialmente linear. Configurações permitem tal linearidade tendo um transceptor para telemetria acústica que remove aproximadamente movimento lateral (relativo ao eixo da coluna de perfuração) ao mesmo tempo que permite movimento aproximadamente não restringido ao longo do eixo da coluna de perfuração. Adicionalmente, configurações do transceptor para telemetria acústica podem ser configuradas para serem estáveis sobre uma ampla faixa de temperaturas de operação e para suportarem grandes choques e vibrações. Algumas configurações incluem um transceptor para telemetria acústica que tem uma massa de reforço que é alojada em um apoio linear/mancal. Em algumas configurações um transceptor para telemetria acústica (que inclui a pilha piezelétrica) é independente de juntas não permanentes tais como juntas com solda. Em algumas configurações a pilha piezelétrico é acoplada a uma seção cônica afilada de um mandril da coluna de perfuração através de uma seção cônica afilada diferente. Como ainda mais descrito abaixo, as posições das seções cônicas afiladas são tais que contato é aumentado entre elas com base em uma pressão de um escoamento de fluido entre a pilha piezelétrica e o mandril. Além disto, algumas configurações fornecem componentes modulares de tal modo que um dos componentes no sistema pode ser intercambiado sem ter que intercambiar outros componentes nele.As further described below, configurations provide a system for transmitting the acoustic signal which is essentially linear. Configurations allow such linearity by having an acoustic telemetry transceiver that approximately removes lateral movement (relative to the drill string axis) while allowing approximately unrestricted movement along the drill string axis. Additionally, transceiver configurations for acoustic telemetry can be configured to be stable over a wide range of operating temperatures and to withstand large shocks and vibrations. Some configurations include an acoustic telemetry transceiver that has a reinforcing mass that is housed in a linear / bearing support. In some configurations an acoustic telemetry transceiver (which includes the piezoelectric stack) is independent of nonpermanent joints such as solder joints. In some configurations the piezoelectric stack is coupled to a tapered tapered section of a drill string mandrel through a different tapered tapered section. As further described below, the positions of tapered tapered sections are such that contact is increased between them based on a pressure of a fluid flow between the piezoelectric stack and the mandrel. In addition, some configurations provide modular components such that one of the components in the system can be interchanged without having to interchange other components in it.

[0025] A Figura 1 ilustra um sistema para operações de perfuração de acordo com algumas configurações da invenção. Um sistema 100 inclui um equipamento de perfuração 102 localizado em uma superfície 104 de um poço. O equipamento de perfuração 102 fornece suporte para uma coluna de perfuração 108. A coluna de perfuração 108 penetra em uma mesa rotativa 110 para perfurar um furo de sondagem 112 através de formações de sub-superfície 114. A coluna de perfuração 108 inclui um “Kelly” 116 (na porção superior), um tubo de perfuração 118 e um conjunto de furo de fundo 120 localizado na porção a mais inferior do tubo de perfuração 118.0 conjunto de furo de fundo 120 pode incluir um colar de perfuração 122, uma ferramenta de furo descendente 124 e uma broca de perfuração 126. A ferramenta de furo descendente 124 pode ser qualquer de um número de diferentes tipos de ferramentas que incluem ferramentas de medição ao perfurar (MWD), de registro ao perfurar (LWD), etc.Figure 1 illustrates a system for drilling operations in accordance with some embodiments of the invention. One system 100 includes drilling rig 102 located on a well surface 104. The drilling rig 102 provides support for a drilling column 108. The drilling column 108 penetrates a rotary table 110 to drill a borehole 112 through subsurface formations 114. The drilling column 108 includes a “Kelly”. 116 (at the top portion), a drill pipe 118 and a bottom bore assembly 120 located at the lowest portion of the drill pipe 118.0 a bottom bore assembly 120 may include a drill collar 122, a bore tool downward drill 124 and a drill bit 126. The downward drill tool 124 can be any of a number of different types of tools including punch-in (MWD), record-in-punch (LWD), and the like.

[0026] Durante operações de perfuração a coluna de perfuração 108 (que inclui o “Kelly” 116, o tubo de perfuração 118 e o conjunto de furo de fundo 120), pode ser girada por meio da mesa rotativa 110. Em adição ou alternativa a tal rotação, o conjunto de furo de fundo 120 também pode ser girado por meio de um motor (não mostrado) que está furo descendente. O colar de perfuração 122 pode ser utilizado para adicionar peso à broca de perfuração 126. O colar de perfuração 122 também pode enrijecer o conjunto de furo de fundo 120 para permitir ao conjunto de furo de fundo 120 transferir o peso para a broca de perfuração 126. Consequentemente, este peso fornecido pelo colar de perfuração 122 também auxilia a broca de perfuração 126 na penetração na superfície 104 e nas formações de sub-superfície 114.During drilling operations the drill string 108 (which includes the “Kelly” 116, the drill pipe 118 and the bottom hole assembly 120) can be rotated by means of the rotary table 110. In addition or as an alternative at such rotation, the bottom hole assembly 120 may also be rotated by means of a motor (not shown) which is downward hole. The drill collar 122 may be used to add weight to the drill bit 126. The drill collar 122 may also stiffen the bottom hole assembly 120 to allow the bottom hole assembly 120 to transfer weight to the drill bit 126. Accordingly, this weight provided by the drill collar 122 also assists the drill bit 126 in penetrating surface 104 and subsurface formations 114.

[0027] Durante operações de perfuração uma bomba de lama 132 pode bombear fluido de perfuração (conhecido como “lama de perfuração”) a partir de um poço de lama 134 através de uma mangueira 136, para o interior do tubo de perfuração 118, para baixo até a broca de perfuração 126. O fluido de perfuração pode escoar para fora da broca de perfuração 126 e retomar para a superfície através de uma área anelar 140 entre o tubo de perfuração 118 e as laterais do furo de sondagem 112. O fluido de perfuração pode então ser retomado para o poço de lama 134, onde tal fluido é filtrado. Consequentemente, o fluido de perfuração pode resfriar a broca de perfuração 126, bem como fornecer lubrificação à broca de perfuração 126 durante a operação de perfuração. Adicionalmente, o furo de perfuração remove os cortes das formações de sub-superfície 114 criados pela broca de perfuração 126.During drilling operations a mud pump 132 may pump drilling fluid (known as "drilling mud") from a mud well 134 through a hose 136 into the drill pipe 118 to down to drill bit 126. Drilling fluid may flow out of drill bit 126 and resume to the surface through an annular area 140 between drill pipe 118 and the sides of borehole 112. Drilling fluid Drilling can then be resumed to mud well 134, where such fluid is filtered. Accordingly, the drilling fluid may cool the drill bit 126 as well as provide lubrication to the drill bit 126 during the drilling operation. Additionally, the drill hole removes the cuts from the subsurface formations 114 created by the drill bit 126.

[0028] A coluna de perfuração 108 pode incluir um até um número de diferentes sensores 151, que monitoram diferentes parâmetros furo descendente. Tais parâmetros podem incluir a temperatura e pressão furo descendente, as diversas características das formações de sub-superfície (tais como resistividade, densidade, porosidade, etc.), as características do furo de sondagem (por exemplo, dimensão, forma, etc.) etc. A coluna de perfuração 108 também pode incluir um transceptor para telemetria acústica 123 que transmite sinais de telemetria na forma de vibrações acústicas na parede da tubulação da coluna de perfuração 108. Um receptor para telemetria acústica 115 é acoplado ao “Kelly” 116 para receber sinais de telemetria transmitidos. Um ou mais repetidores 119 podem ser fornecidos ao longo da coluna de perfuração 108, para receber e retransmitir os sinais de telemetria. Os repetidores 119 pode incluir ambos, um receptor para telemetria acústica e um transmissor para telemetria acústica, configurados de maneira similar ao receptor para telemetria acústica 115 e o transceptor para telemetria acústica 123.The drill string 108 may include one to a number of different sensors 151, which monitor different downhole parameters. Such parameters may include temperature and downhole pressure, the various characteristics of subsurface formations (such as resistivity, density, porosity, etc.), drillhole characteristics (eg, size, shape, etc.). etc. The drill string 108 may also include an acoustic telemetry transceiver 123 that transmits telemetry signals in the form of acoustic vibrations on the drill column pipe wall 108. An acoustic telemetry receiver 115 is coupled to the Kelly 116 to receive signals. of telemetry transmitted. One or more repeaters 119 may be provided along the drill string 108 to receive and relay the telemetry signals. Repeaters 119 may include both an acoustic telemetry receiver and an acoustic telemetry transmitter similarly configured to an acoustic telemetry receiver 115 and an acoustic telemetry transceiver 123.

[0029] A Figura 2 ilustra um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção. Em particular a Figura 2 ilustra uma configuração do transceptor para telemetria acústica 123. Como mostrado, o transceptor para telemetria acústica 123 está dentro de um mandril 204 que faz parte da coluna de perfuração 108. O transceptor para telemetria acústica 123 pode incluir um conjunto centralizador 201, um sub superior 203, um atuador acústico 206, um apoio linear ou mancai 214, uma carcaça 215, uma luva 216 que tem roscas 213 e uma seção cônica afilada 218 e fiação 221. O atuador acústico 206 pode incluir uma massa de reforço 208, um transdutor piezelétrico 210 (que inclui um disco 211), e um medidor de tensão 217. O conjunto centralizador 201 pode incluir um centralizador 202, um sub centralizador 205 e um parafuso 241. O parafuso 241 pode incluir um sulco para anel-O 231. O sub superior pode incluir um sulco para anel-O 232 e um sulco para anel-O 233. Em algumas configurações um atuador acústico 206 pode ser alojado em uma câmara vedada a pressão. O transceptor para telemetria acústica 123 pode ser posicionado na ferramenta de furo descendente 124, de tal modo que a massa de reforço 208 está acima do transdutor piezelétrico 210 em relação à superfície. Embora o atuador acústico 206 esteja descrito como tendo um transdutor piezelétrico, em algumas configurações qualquer tipo de atuador vibratório pode ser utilizado no lugar do transdutor piezelétrico. A seção cônica afilada 218 pode incluir roscas internas 220, primeiras roscas externas 225, segundas roscas externas 207 e um conector de anteparo 229.Figure 2 illustrates an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention. In particular Figure 2 illustrates a configuration of the acoustic telemetry transceiver 123. As shown, the acoustic telemetry transceiver 123 is within a mandrel 204 that is part of the drill string 108. The acoustic telemetry transceiver 123 may include a centering assembly 201, an upper sub 203, an acoustic actuator 206, a linear or plain bearing 214, a housing 215, a sleeve 216 having 213 threads and a tapered tapered section 218 and wiring 221. The acoustic actuator 206 may include a grease 208, a piezoelectric transducer 210 (including a disc 211), and a strain gauge 217. Centralizer assembly 201 may include a centralizer 202, a subcentrator 205, and a screw 241. Screw 241 may include an annular groove. The upper sub may include an O-ring groove 232 and an O-ring groove 233. In some configurations an acoustic actuator 206 may be housed in a pressure-sealed chamber. The acoustic telemetry transceiver 123 may be positioned on the downhole tool 124 such that the reinforcing mass 208 is above the piezoelectric transducer 210 relative to the surface. Although acoustic actuator 206 is described as having a piezoelectric transducer, in some configurations any type of vibratory actuator may be used in place of the piezoelectric transducer. Tapered tapered section 218 may include inner threads 220, first outer threads 225, second outer threads 207, and a bulkhead connector 229.

[0030] O transdutor piezelétrico 210 é alojado na luva 216. No contexto deste conjunto, a luva 216 pode ser um elemento de geometria adequada e pode ser constituída de materiais tais que a luva 216 se expande e contrai proporcional às forças transmitidas nas extremidades da luva 216. Assim, em uma configuração, uma haste metálica pode ser utilizada como a luva 216.Piezoelectric transducer 210 is housed in sleeve 216. In the context of this assembly, sleeve 216 may be a suitable geometry member and may be made of materials such that sleeve 216 expands and contracts proportionally to the forces transmitted at the ends of the sleeve. glove 216. Thus, in one embodiment, a metal rod may be used as the glove 216.

[0031] A massa de reforço 208 pode ser rosqueada nas roscas 213 da luva 216 até que a massa de reforço 208 tope contra o transdutor piezelétrico 210. Em algumas configurações o transdutor piezelétrico 210 inclui o disco 211. O disco 211 pode ser de flutuação livre até que a massa de reforço 208 tope contra o disco 211. O disco 211 pode atuar como um amortecedor para evitar a aplicação de torque aos elementos no transdutor piezelétrico 210 enquanto a massa de reforço 208 é rosqueada na luva 216 de encontro contra o transdutor piezelétrico 210. Em outras palavras, o disco 211 pode atuar para separar a massa de reforço 208 dos elementos piezelétricos no transdutor piezelétrico 210 em termos do torque aplicado à massa de reforço 208.Reinforcing mass 208 may be threaded into sleeve 213 of sleeve 216 until reinforcing mass 208 tops against piezoelectric transducer 210. In some configurations piezoelectric transducer 210 includes disc 211. Disc 211 may be floatable free until reinforcing mass 208 tops disc 211. Disc 211 can act as a damper to prevent torque to the elements on piezoelectric transducer 210 while reinforcing mass 208 is threaded into sleeve 216 against transducer piezoelectric 210. In other words, the disc 211 may act to separate the reinforcing mass 208 from the piezoelectric elements in the piezoelectric transducer 210 in terms of the torque applied to the reinforcing mass 208.

[0032] O medidor de tensão 217 pode ser posicionado em uma lateral da luva 216 para monitorar a carga sobre o transdutor piezelétrico 210. O medidor de tensão 217 pode ser compensado em temperatura. Em algumas configurações a luva 216 pode ser linear em deslocamento contra a carga. A luva 216 pode ser esticada por um mecanismo de torque até que uma tensão desejada seja alcançada como refletido pelo medidor de tensão 217. Consequentemente, o nível de torque aplicado devido ao rosqueamento da massa de reforço 208 nas roscas 213 pode ser monitorado pelo medidor de tensão 217. Uma vez que o torque dado seja sido aplicado, um ou mais parafusos (não mostrado) podem ser rosqueados na luva 216 para travar a rosca no lugar, evitando com isto a perda deste torque durante operações subsequentes.The strain gauge 217 can be positioned on one side of sleeve 216 to monitor the load on the piezoelectric transducer 210. The strain gauge 217 can be temperature compensated. In some configurations sleeve 216 may be linear in displacement against the load. Sleeve 216 may be tensioned by a torque mechanism until a desired tension is achieved as reflected by tension gauge 217. Consequently, the torque level applied due to tapping of grease 208 on threads 213 may be monitored by the gauge 213. tension 217. Once the given torque has been applied, one or more bolts (not shown) can be threaded into sleeve 216 to lock the thread in place, thereby preventing loss of this torque during subsequent operations.

[0033] A luva 216 permite compressão dos elementos piezelétricos no transdutor piezelétrico 210. Quando a luva 216 é esticada, os elementos piezelétricos podem se tomar comprimidos. Em algumas configurações o material da luva 216 pode ser selecionado de maneira adequada, para ter um coeficiente baixo de expansão térmica (por exemplo, invar) para evitar a liberação de tensão devido a mudanças em temperatura. A luva 216 pode ser composta de um dentre um número de diferentes materiais que incluem invar, aço, aço inoxidável, etc. A luva 216 pode ser uma luva oca de rigidez apropriada para permitir ressonâncias vibratórias na banda de frequência de interesse. A rigidez da luva 216 pode ser modificada para adequar as características vibratórias do conjunto, variando a espessura da luva 216.The sleeve 216 allows compression of the piezoelectric elements on the piezoelectric transducer 210. When the sleeve 216 is stretched, the piezoelectric elements may be compressed. In some configurations the sleeve material 216 may be suitably selected to have a low coefficient of thermal expansion (e.g., invar) to prevent tension release due to changes in temperature. Glove 216 may be composed of one of a number of different materials including invar, steel, stainless steel, etc. Sleeve 216 may be a hollow sleeve of suitable rigidity to permit vibratory resonances in the frequency band of interest. The stiffness of the sleeve 216 can be modified to suit the vibratory characteristics of the assembly by varying the thickness of the sleeve 216.

[0034] A massa de reforço 208 pode ser composta de um dentre um número de materiais diferentes que incluem tungstênio, aço, alumínio, aço inoxidável, urânio esgotado, chumbo, etc. Um valor de massa da massa de reforço 208 é tal que o atuador acústico 206 pode ser ressonante em uma dada faixa de frequência.Reinforcing grease 208 may be composed of one of a number of different materials including tungsten, steel, aluminum, stainless steel, depleted uranium, lead, etc. A mass value of the reinforcing mass 208 is such that the acoustic actuator 206 may be resonant over a given frequency range.

[0035] Em algumas configurações a massa de reforço 208 pode estar dentro do suporte mancai linear 214. O mancai linear 214 pode estar dentro da carcaça 215. O mancai linear 214 pode atuar como uma guia para a massa de reforço 208. Em particular o mancai linear 214 pode evitar essencialmente que a massa de reforço 208 se desloque transversalmente em relação ao mandril 204, ao mesmo tempo que permite que a massa de reforço 208 se desloque axialmente em relação ao mandril 204. Consequentemente, esta prevenção de movimento lateral da massa de reforço 208 evita a carga adicional sobre um lado do transdutor piezelétrico 210 e as tensões de separar o lado oposto do transdutor piezelétrico 210. Configurações da invenção não estão limitadas à utilização de um mancai linear para restrição/permissão de tais movimentos da massa de reforço 208, uma configuração alternativa para restrição/permissão de tais movimentos da massa de reforço 208 está mostrada nas Figuras 7A-7B, que estão descritas em mais detalhe abaixo.In some configurations the reinforcing mass 208 may be within the linear bearing bracket 214. The linear bearing 214 may be within the housing 215. The linear bearing 214 may act as a guide for the reinforcing mass 208. In particular the linear bearing 214 can essentially prevent reinforcing mass 208 from shifting transversely with respect to mandrel 204, while allowing reinforcing mass 208 to move axially with respect to mandrel 204. Consequently, this prevention of lateral movement of the mass is consequently prevented. No. 208 avoids additional loading on one side of the piezoelectric transducer 210 and the stresses of separating the opposite side of the piezoelectric transducer 210. Configurations of the invention are not limited to the use of a linear bearing to restrict / allow such movements of the reinforcing mass. 208, an alternative embodiment for restricting / allowing such movements of reinforcing mass 208 is shown in Figs. 7A-7B, which are described in more detail below.

[0036] O transdutor piezelétrico 210 pode ser alojado na luva 216. A luva 216 pode então ser rosqueada nas roscas internas 220 da seção cônica afilada 218. A massa de reforço 208 pode então ser rosqueada nas roscas 213 da luva 216, como descrito acima. A quantidade de torque aplicada devido ao rosqueamento da massa de reforço 208 na luva 218 pode ser monitorada pelo medidor de tensão 217. Depois que a massa de reforço 208 é rosqueada no lugar, os parafusos são colocados na luva 216 para travar a massa de reforço 208 e a luva 216 no lugar. A carcaça 215 pode ser rosqueada nas primeiras roscas externas 225. Em algumas configurações depois de a carcaça 215 ser rosqueada nas primeiras roscas externas 225, os componentes suporte (descritos nas Figuras 7A-7B) para a massa de reforço 208 podem ser posicionados na carcaça 215.0 sub superior 203 pode então ser rosqueado no topo da carcaça 215. Este sub superior 203 fecha o topo da carcaça 215 para evitar que o fluido (por exemplo, lama de perfuração) escorra dentro da carcaça 215. Em algumas configurações a pressão dentro da carcaça 215 é aproximadamente atmosférica. Além disto, a seção cônica afilada 218 pode ser acoplada ao mandril 204. O conjunto centralizador 201 pode então ser acoplado ao sub superior 203. Mais detalhes de tais operações estão fornecidos abaixo.Piezoelectric transducer 210 may be housed in sleeve 216. Sleeve 216 may then be threaded into the internal threads 220 of tapered tapered section 218. Reinforcing mass 208 may then be threaded into threads 213 of sleeve 216, as described above. . The amount of torque applied due to tapping of the grease 208 on the sleeve 218 can be monitored by the tension gauge 217. After the grease 208 is threaded into place, the screws are placed on the sleeve 216 to lock the grease. 208 and glove 216 in place. The housing 215 may be threaded on the first outer threads 225. In some configurations after the housing 215 is threaded on the first outer threads 225, the support members (described in Figures 7A-7B) for the grease 208 may be positioned on the housing 215.0 top sub 203 can then be threaded to the top of housing 215. This top sub 203 closes the top of housing 215 to prevent fluid (e.g. drilling mud) from flowing into housing 215. In some configurations the pressure within the housing 215 is approximately atmospheric. In addition, tapered tapered section 218 may be coupled to mandrel 204. Centering assembly 201 may then be coupled to upper sub 203. Further details of such operations are provided below.

[0037] Em algumas configurações o transdutor piezelétrico 210 pode estar constantemente sob compressão sob uma combinação de cargas de perfuração e cargas de atuação enquanto o transceptor para telemetria acústica 123 está furo descendente. Uma configuração do transdutor piezelétrico 210 que está parcialmente montado, está mostrada na Figura 3, a qual está descrita em mais detalhe abaixo.In some configurations the piezoelectric transducer 210 may be constantly under compression under a combination of drilling loads and actuation loads while the acoustic telemetry transceiver 123 is downward bore. A configuration of the partially assembled piezoelectric transducer 210 is shown in Figure 3, which is described in more detail below.

[0038] Como mais descrito abaixo, o atuador acústico 206 pode receber uma entrada elétrica a partir de um acionador e converter tal entrada em uma saída acústica. Esta saída acústica a partir do atuador acústico 206 pode ser modulada ao longo do mandril 204 através da seção cônica afilada 218. Consequentemente, em algumas configurações, um atuador acústico 206 transmite a saída acústica para o mandril 204 através de um único ponto de contato (a seção cônica afilada 218).As further described below, acoustic actuator 206 can receive an electrical input from a trigger and convert such input into an acoustic output. This acoustic output from acoustic actuator 206 can be modulated along mandrel 204 via tapered tapered section 218. Accordingly, in some configurations an acoustic actuator 206 transmits acoustic output to mandrel 204 through a single contact point ( tapered tapered section 218).

[0039] Em particular, a seção cônica afilada 218 pode acoplar o transdutor piezelétrico 210 ao mandril 204, para permitir a transmissão do sinal acústico (gerado pelo transdutor piezelétrico 210) ao longo do mandril 204 até um receptor acústico (parte de um repetidor ao longo da coluna de perfuração, receptor na superfície, etc.). Quanto mais contato entre o atuador acústico 206 e o mandril 204, melhor a transferência do sinal acústico entre eles. Em algumas configurações uma seção cônica afilada 219 pode ser usinada no mandril 204. Consequentemente, a seção cônica afilada 218 e a seção cônica afilada 219, juntas, podem proporcionar um contato rígido entre elas. Em algumas configurações a seção cônica afilada 218 e a seção cônica afilada 219 podem incluir chanfros e roscas correspondentes para permitir que tais seções sejam acopladas juntas. Consequentemente, o transceptor para telemetria acústica 123 pode ser rosqueado e receber torque no mandril 204 utilizando a seção cônica afilada 218 e a seção cônica afilada 219. Adicionalmente, as segundas roscas externas 227 da seção cônica afilada 218 pode ser rosqueada e receber torque em uma parte do mandril 204, para permitir contato adicional entre a seção cônica afilada 218 e o mandril 204.In particular, tapered tapered section 218 may couple piezoelectric transducer 210 to mandrel 204, to enable transmission of the acoustic signal (generated by piezoelectric transducer 210) along mandrel 204 to an acoustic receiver (part of a repeater to drilling column, surface receiver, etc.). The more contact between acoustic actuator 206 and chuck 204, the better the acoustic signal transfer between them. In some configurations a tapered tapered section 219 may be machined on mandrel 204. Consequently, tapered tapered section 218 and tapered tapered section 219 together may provide rigid contact between them. In some configurations tapered tapered section 218 and tapered tapered section 219 may include corresponding chamfers and threads to allow such sections to be coupled together. Accordingly, the acoustic telemetry transceiver 123 may be threaded and torqueed to the mandrel 204 using tapered tapered section 218 and tapered tapered section 219. In addition, the second outer threads 227 of tapered tapered section 218 may be tapped and torqueed to a taper. part of mandrel 204 to allow additional contact between tapered tapered section 218 and mandrel 204.

[0040] Adicionalmente, a seção cônica afilada 218 pode incluir sulcos para anel-O 233 e 234. Anéis-O podem ser colocados nos sulcos para anel-O 233 e 234. Em algumas configurações o diâmetro do anel-O colocado no sulco para anel-O 233 é maior do que o diâmetro do anel-O colocado no sulco para anel-O 234. Em operação, pressão que é criada pela lama de perfuração, bem como pressão criada pelo bombeamento da lama de perfuração de furo descendente, é colocada sobre estes dois anéis-O diferentes. A pressão entre os sulcos para anel-O 233 e 234 é atmosférica. Uma vez que a pressão colocada sobre um dos dois diferentes anéis-O é aproximadamente a mesma, o diâmetro maior do anel-O no sulco para anel-O 233 (em relação ao anel-O no sulco para anel-O 234) pode provocar uma força resultante a ser direcionada para baixo do chanfro da seção cônica afilada 218. Em outras palavras, uma trava de pressão é criada entre os dois sulco diferentes para anel-O 233 e 234. Esta trava de pressão pode permitir um contato mais rígido entre a seção cônica afilada 218 e a seção cônica afilada 219.In addition, tapered tapered section 218 may include o-ring grooves 233 and 234. O-rings may be placed in o-ring grooves 233 and 234. In some configurations the diameter of the o-ring placed in the groove for O-ring 233 is larger than the diameter of the O-ring placed in the O-ring 234 groove. In operation, pressure that is created by drilling mud as well as pressure created by pumping downhole drilling mud is placed on these two different o-rings. The pressure between O-ring grooves 233 and 234 is atmospheric. Since the pressure placed on one of the two different O-rings is approximately the same, the larger diameter of the O-ring in the O-ring groove 233 (relative to the O-ring in the O-ring groove 234) can cause a resulting force to be directed downwardly from the tapered tapered section bevel 218. In other words, a pressure lock is created between the two different O-ring grooves 233 and 234. This pressure lock can allow a more rigid contact between tapered tapered section 218 and tapered tapered section 219.

[0041] Consequentemente, a seção cônica afilada 218 e a seção cônica afilada 219, em conjunto com o escoamento de lama de perfuração entre o mandril 204 e o transceptor para telemetria acústica 123, permitem mais contato entre o atuador acústico 206 e o mandril 204. Em particular, o contato entre a seção cônica afilada 218 e a seção cônica afilada 219 aumenta quando a lama de perfuração escoa. Além disto, durante uma operação de desmontagem esta pressão de escoamento da lama de perfuração não está presente, permitindo com isto uma operação de desmontagem potencialmente mais fácil. Consequentemente, algumas configurações da invenção permitem mais contato entre o atuador acústico 206 e o mandril 204, embora ainda permitindo uma operação de desmontagem potencialmente mais fácil.Consequently, tapered tapered section 218 and tapered tapered section 219, together with the drilling mud flow between the chuck 204 and the acoustic telemetry transceiver 123, allow more contact between the acoustic actuator 206 and the chuck 204. In particular, the contact between tapered tapered section 218 and tapered tapered section 219 increases as drilling mud seeps. Moreover, during a disassembly operation this drilling mud flow pressure is not present, thereby allowing for a potentially easier disassembly operation. Accordingly, some embodiments of the invention allow more contact between acoustic actuator 206 and mandrel 204, while still allowing for potentially easier disassembly operation.

[0042] A seção cônica afilada 218 também pode incluir o conector de anteparo 229 na seção cônica afilada 218. O conector de anteparo 229 pode evitar um vazamento de pressão na seção que inclui a fiação 221 quanto a penetrar na área que inclui o transdutor piezelétrico 210. Em particular, o conector de anteparo 229 pode incluir uma seção para acoplar a fiação 221 à fiação no transdutor piezelétrico 210 através de molas dentro da seção cônica afilada 218, que está descrita em mais detalhe abaixo em conjunto com as Figuras 5 e 6. Em algumas configurações esse acoplamento pode ser através de uma operação de soldagem. A fiação 221 pode acoplar eletricamente o transdutor piezelétrico 210 a uma fonte de sinal (não mostrado) para acionar e controlar o transdutor piezelétrico 210. Tal fonte de sinal pode incluir um acionador elétrico, circuitos de controle/eletrônica, etc.Tapered tapered section 218 may also include bulkhead connector 229 on tapered tapered section 218. Bulkhead connector 229 may prevent pressure leakage in section including wiring 221 to penetrate the area including piezoelectric transducer 210. In particular, bulkhead connector 229 may include a section for coupling wiring 221 to wiring on piezoelectric transducer 210 through springs within tapered tapered section 218, which is described in more detail below in conjunction with Figures 5 and 6. In some configurations this coupling may be through a welding operation. Wiring 221 may electrically couple piezoelectric transducer 210 to a signal source (not shown) to drive and control piezoelectric transducer 210. Such signal source may include an electrical trigger, control / electronics, etc.

[0043] O conjunto centralizador 201 pode fornecer suporte na extremidade de topo do transceptor para telemetria acústica 123. Em particular, o centralizador 202 pode acoplar o sub superior 203 ao mandril 204. O centralizador 202 pode ser um anel de um número de dedos (por exemplo, quatro) que prendem o transceptor para telemetria acústica 123 ao mandril 204. O lado do anel adjacente ao sub superior 203 pode incluir um sulco. Como mostrado, um chanfro do centralizador 202 pode ser aproximadamente o mesmo que o chanfro do sub superior 203. Depois que o centralizador 202 seja colocado sobre o sub superior 203, o sub centralizador 205 pode ser rosqueado no sub superior 203. Este rosqueamento pode fazer com que o centralizador 202 seja empurrado para cima do chanfro do sub superior 203. Adicionalmente este rosqueamento pode fazer com que o sulco no centralizador 202 se abra fazendo com isto que o centralizador 202 expanda para fora no sentido do mandril 204. Consequentemente, o centralizador 202 encontra o mandril 204 para fornecer suporte na extremidade de topo do transceptor para telemetria acústica 123.The centering assembly 201 may provide support at the top end of the acoustic telemetry transceiver 123. In particular, the centering 202 may couple the upper sub-203 to the mandrel 204. The centering 202 may be a ring of a number of fingers ( for example, four) attaching the acoustic telemetry transceiver 123 to the mandrel 204. The ring side adjacent to the upper sub 203 may include a groove. As shown, a centralizer bevel 202 may be approximately the same as the upper sub bevel 203. After the centralizer 202 is placed over the upper sub 203, the sub centralizer 205 may be threaded into the upper sub 203. This tapping may make causing the centralizer 202 to be pushed over the upper sub bevel 203. Additionally this tapping may cause the groove in the centralizer 202 to open causing this the centralizer 202 to expand outward towards the mandrel 204. Consequently, the centralizer 202 finds the chuck 204 to provide support at the top end of the acoustic telemetry transceiver 123.

[0044] Adicionalmente, anéis-O são colocados nos sulcos para anel-O 231, 232 e 233. Em algumas configurações o diâmetro dos anéis-O colocados nos sulcos para anel-O 231 e 232 são maiores do que o diâmetro do anel-O colocado no sulco para anel-O 233. Em operação, pressão criada pela lama de perfuração, bem como o bombeamento da lama de perfuração, é colocada sobre dois destes diferentes anéis-O. Em algumas configurações uma trava de pressão é criada entre o anel-O 231 e o anel-O 233. O anel-O 232 pode fornecer redundância para esta trava de pressão. Em outras palavras, se a trava de pressão entre o anel-O 231 e o anel-O 233 deva falhar, uma trava de pressão é criada entre o anel-O 232 e o anel-O 233.Additionally, o-rings are placed in o-ring grooves 231, 232 and 233. In some configurations the diameter of o-rings placed in o-ring grooves 231 and 232 are larger than the diameter of o-ring. O placed in O-ring groove 233. In operation, pressure created by the drilling mud, as well as pumping the drilling mud, is placed on two of these different O-rings. In some configurations a pressure lock is created between O-ring 231 and O-ring 233. O-ring 232 may provide redundancy for this pressure lock. In other words, if the pressure lock between O-ring 231 and O-ring 233 should fail, a pressure lock is created between O-ring 232 and O-ring 233.

[0045] Além disto, o parafuso 241 pode ser rosqueado no topo do centralizador sub 205 até que o parafuso encontre o sub superior 203. Consequentemente, o centralizador 202 pode permanecer no lugar contra o mandril 204 devido a (1) o torque aplicado pelo rosqueamento do sub centralizador 205 sobre o sub superior 203; (2) a trava de pressão gerada pelos anéis-O; e, (3) o parafuso 241 estando rosqueado no topo do sub centralizador 205. Portanto, o conjunto centralizador 201 pode evitar movimento lateral do transceptor para telemetria acústica 123.In addition, bolt 241 may be threaded on top of the sub 205 centralizer until the bolt meets upper sub 203. Consequently, centralizer 202 may remain in place against mandrel 204 due to (1) the torque applied by threading of the sub centralizer 205 over the upper sub 203; (2) the pressure lock generated by the O-rings; and (3) screw 241 being threaded on top of subcenter 205. Therefore, centering assembly 201 may prevent lateral movement of the acoustic telemetry transceiver 123.

[0046] As Figuras 3A-3B ilustram vistas de topo de um mandril que abriga um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção. Em particular, a Figura 3A ilustra uma vista de topo de uma primeira configuração do transceptor para telemetria acústica 123 dentro do mandril 204. Dentro do mandril 204 o transceptor para telemetria acústica 123 é circundado por aberturas para escoamento de lama 302A-302C. A Figura 3B ilustra uma vista de topo de uma segunda configuração do transceptor para telemetria acústica 123 dentro do mandril 204. Em tal configuração uma abertura de escoamento de lama 304 é adjacente ao transceptor para telemetria acústica 123. As aberturas de escoamento de lama 302A-302C e 304 permitem que a lama de perfuração a partir da superfície escoe para baixo no furo de sondagem até a broca de perfuração 126. As configurações do transceptor para telemetria acústica 123 e as aberturas de escoamento de lama são à guisa de exemplo, e não à guisa de limitação. Em particular, as configurações podem incluir um número menor ou maior de aberturas de lama de perfuração. Adicionalmente, tais aberturas de lama de perfuração podem ser de formas e dimensões alternativas.Figures 3A-3B illustrate top views of a mandrel housing an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention. In particular, Figure 3A illustrates a top view of a first configuration of the acoustic telemetry transceiver 123 within mandrel 204. Within mandrel 204 the acoustic telemetry transceiver 123 is surrounded by mud flow openings 302A-302C. Figure 3B illustrates a top view of a second configuration of the acoustic telemetry transceiver 123 within mandrel 204. In such a configuration a mud flow transceiver 304 is adjacent to the acoustic telemetry transceiver 123. Mud flow openings 302A- 302C and 304 allow the drilling mud from the surface to flow down through the drillhole to the drill bit 126. The acoustic telemetry transceiver configurations 123 and the mud flow openings are by way of example, not by way of limitation. In particular, the configurations may include a smaller or larger number of drilling mud openings. Additionally, such drilling mud openings may be of alternative shapes and dimensions.

[0047] A Figura 3A ilustra uma configuração na qual uma pressão a partir do escoamento de lama através das aberturas circundantes de escoamento de lama 302A-302C pode auxiliar na prevenção de movimento lateral pelos componentes do transceptor para telemetria acústica 123. A Figura 3B ilustra uma configuração na qual o escoamento de lama é mais contíguo através de uma única abertura. Tal configuração pode reduzir a quantidade de desgaste e dano que a lama pode provocar no transceptor para telemetria acústica 123. Adicionalmente, esta configuração pode permitir a passagem mais fácil de uma linha de cabo que pode precisar ser passada através do mandril 204 durante operação.Figure 3A illustrates a configuration in which a pressure from the mud flow through the surrounding mud flow openings 302A-302C can assist in preventing lateral movement by the acoustic telemetry transceiver components 123. Figure 3B illustrates a configuration in which mud flow is more contiguous through a single opening. Such a configuration may reduce the amount of wear and damage that mud may cause on the acoustic telemetry transceiver 123. In addition, this configuration may allow easier passage of a cable line that may need to be passed through the chuck 204 during operation.

[0048] A Figura 4 ilustra uma parte de um transdutor piezelétrico dentro de um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção. Em particular, a Figura 4 ilustra uma configuração de uma parte do transdutor piezelétrico 210 antes de ele ser completamente montado. O transdutor piezelétrico 210 inclui um eletrodo 402A, um eletrodo 402B e um eletrodo 402C. O transdutor piezelétrico 210 também inclui um elemento piezelétrico 404A, um elemento piezelétrico 404B, um elemento piezelétrico 404C e um elemento piezelétrico 404D. O transdutor piezelétrico 210 pode incluir um número menor ou maior de eletrodos 402 e/ou elementos piezelétricos 404.Figure 4 illustrates a portion of a piezoelectric transducer within an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention. In particular, Figure 4 illustrates a configuration of a portion of piezoelectric transducer 210 before it is fully assembled. Piezoelectric transducer 210 includes an electrode 402A, an electrode 402B and an electrode 402C. Piezoelectric transducer 210 also includes a piezoelectric element 404A, a piezoelectric element 404B, a piezoelectric element 404C and a piezoelectric element 404D. Piezoelectric transducer 210 may include fewer or more electrodes 402 and / or piezoelectric elements 404.

[0049] Como mostrado, os eletrodos 402A-402D podem ser uma única folha de material que é independente de juntas não permanentes tais como juntas com solda, juntas de soldagem, etc. Em seguida, os eletrodos 402A-402D podem ser dobrados sobre os elementos piezelétricos 404A-404D como parte da complementação do conjunto do transdutor piezelétrico 210. Em algumas configurações, os componentes eletrodos 402A-402D podem ser compostos de cobre-berílio, cobre, latão, prata, etc. Os elementos piezelétricos 404A-404D podem ser discos que são compostos de material cerâmico tal como chumbo-zirconato-titanato (PZT), chumbo-titanato (PbTi02), chumbo-zirconato (PbZr03), bário-titanato (BaTi03), etc. Em algumas configurações o transdutor piezelétrico 210 pode ser substituído por transdutores adequados construídos de materiais magnetostritivos. Em uma tal configuração, conexões entre os eletromagnetos e os circuitos de acionamento podem ser projetadas de modo a eliminar juntas não permanentes tais como (com solda).As shown, the electrodes 402A-402D may be a single sheet of material that is independent of nonpermanent joints such as welded joints, welding joints, etc. Thereafter, the 402A-402D electrodes may be bent over the piezoelectric elements 404A-404D as part of complementing the piezoelectric transducer assembly 210. In some configurations, the 402A-402D electrode components may be comprised of beryllium copper, copper, brass. , silver, etc. Piezoelectric elements 404A-404D may be disks which are composed of ceramic material such as lead-zirconate titanate (PZT), lead-titanate (PbTi02), lead-zirconate (PbZr03), barium-titanate (BaTi03), etc. In some configurations the piezoelectric transducer 210 may be replaced by suitable transducers constructed of magnetostrictive materials. In such a configuration, connections between electromagnets and drive circuits may be designed to eliminate nonpermanent joints such as (soldered).

[0050] Em algumas configurações os eletrodos 402A-402D podem incluir um até um número de furos. Um adesivo tal como um epóxi pode ser inserido entre os elementos piezelétricos 404A-404D. Tal adesivo pode escoar nos furos dos eletrodos 402A-402D, formando com isto uma ligação mais forte entre os elementos piezelétricos 404A-404D. Este adesivo pode evitar que os elementos piezelétricos 404A-404D se movam um em relação ao outro. Consequentemente, uma tal configuração pode permitir que a forma de saída do transdutor piezelétrico 210 seja mais consistente.In some configurations the electrodes 402A-402D may include one to a number of holes. An adhesive such as an epoxy may be inserted between the piezoelectric elements 404A-404D. Such adhesive may flow into the holes of the electrodes 402A-402D, thereby forming a stronger bond between the piezoelectric elements 404A-404D. This adhesive can prevent piezoelectric elements 404A-404D from moving relative to each other. Accordingly, such a configuration may allow the output shape of the piezoelectric transducer 210 to be more consistent.

[0051] As Figuras 5 e 6 ilustram juntas uma configuração para acoplar o transdutor piezelétrico 210 a uma fonte de sinal sem utilizar juntas não permanentes. A Figura 5 ilustra uma vista inferior de um transdutor piezelétrico em um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção. Em particular, a Figura 5 ilustra uma configuração de uma vista inferior do transdutor piezelétrico 210. Como mostrado, o fundo do transdutor piezelétrico 210 inclui contatos elétricos 502A-502N.Figures 5 and 6 together illustrate a configuration for coupling piezoelectric transducer 210 to a signal source without using nonpermanent joints. Figure 5 illustrates a bottom view of a piezoelectric transducer on an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention. In particular, Figure 5 illustrates a bottom view configuration of the piezoelectric transducer 210. As shown, the bottom of the piezoelectric transducer 210 includes electrical contacts 502A-502N.

[0052] A Figura 6 ilustra um diagrama mais detalhado de uma seção cônica afilada em um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção. Em particular, a Figura 6 ilustra uma configuração da seção cônica afilada 218 que pode ser utilizada em conjunto com o transdutor piezelétrico 210 mostrado na Figura 5. Como mostrado na Figura 2, o transdutor piezelétrico 210 pode ser posicionado em relação à superfície no topo da seção cônica afilada 218. A seção cônica afilada 218 inclui conectores de anteparo 229A-229N, molas 602A-602N e fiação 221A-22IN. Em particular, a seção cônica afilada 218 pode incluir um até um número de conectores de anteparo 229, molas 602 e fiação 221. Os topos das molas 602A-602N podem ser alinhados com os contatos elétricos 502A-502N (mostrado na Figura 5). Em algumas configurações existe uma relação de um para um entre os contatos elétricos 502A-502N e as molas 602A-602N. Consequentemente, a mola 602A pode ser alinhada com o contato elétrico 502A. A mola 602B pode ser alinhada com o contato elétrico 502B. A mola 602C pode ser alinhada com o contato elétrico 502C. A mola 602N pode ser alinhada com o contato elétrico 502N. Os topos das molas 602A-602N podem se salientar para fora do topo da seção cônica afilada 218. Os conectores de anteparo 229 acoplam as molas 602 à fiação 221 que pode ser acoplada a uma fonte de sinal tal como um acionador, processador de sinal digital, etc.Figure 6 illustrates a more detailed diagram of a tapered tapered section on an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention. In particular, Figure 6 illustrates a tapered tapered section configuration 218 that can be used in conjunction with the piezoelectric transducer 210 shown in Figure 5. As shown in Figure 2, the piezoelectric transducer 210 can be positioned relative to the surface at the top of the Tapered tapered section 218. Tapered tapered section 218 includes bulkhead connectors 229A-229N, springs 602A-602N, and 221A-22IN wiring. In particular, tapered tapered section 218 may include one to a number of bulkhead connectors 229, springs 602, and wiring 221. The tops of spring 602A-602N may be aligned with electrical contacts 502A-502N (shown in Figure 5). In some configurations there is a one to one relationship between the 502A-502N electrical contacts and the 602A-602N springs. Consequently, spring 602A can be aligned with electrical contact 502A. Spring 602B can be aligned with electrical contact 502B. Spring 602C can be aligned with electrical contact 502C. Spring 602N can be aligned with electrical contact 502N. The tops of the 602A-602N springs may protrude outside the top of tapered tapered section 218. The bulkhead connectors 229 couple the springs 602 to the wiring 221 that can be coupled to a signal source such as a trigger, digital signal processor , etc.

[0053] Consequentemente, o acoplamento do transdutor piezelétrico 210 à fiação 221 através da seção cônica afilada 218 não inclui juntas não permanentes. Ao invés disto, o transdutor piezelétrico 210 é posicionado no topo da seção cônica afilada 218. O peso fornecido pela massa de reforço 208, o transdutor piezelétrico 210 e a carga de pré-tensão compressiva aplicada no transdutor piezelétrico 210, permite que os contatos elétricos 502 permaneçam em contato com as molas 602. Uma vez que este acoplamento não inclui juntas não permanentes, tal acoplamento não está sujeito a ser rompido devido às tensões de vibrações induzidas por atuador, bem como as vibrações do ambiente circundante que são inerentes durante operações de perfuração.Accordingly, coupling of piezoelectric transducer 210 to wiring 221 through tapered tapered section 218 does not include nonpermanent joints. Instead, piezoelectric transducer 210 is positioned at the top of tapered tapered section 218. The weight provided by reinforcing mass 208, piezoelectric transducer 210, and the compressive pretension load applied on piezoelectric transducer 210 allows electrical contacts 502 remain in contact with springs 602. Since this coupling does not include nonpermanent joints, such coupling is not subject to disruption due to actuator-induced vibration stresses as well as surrounding environment vibrations that are inherent during operation. drilling.

[0054] As Figuras 7A-7B ilustram uma configuração para uma massa de reforço e seus componentes suporte para um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção. Em particular, a Figura 7 A ilustra uma massa de reforço 700 e a Figura 7B ilustra um número de componentes suporte da massa de reforço 700. Fazendo referência à Figura 2, a massa de reforço 700 e seus componentes suporte podem ser substitutos no lugar da massa de reforço 208 e o mancai linear 214.Figures 7A-7B illustrate a configuration for a reinforcing mass and its supporting components for an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention. In particular, Figure 7A illustrates a reinforcing mass 700 and Figure 7B illustrates a number of supporting components of the reinforcing mass 700. Referring to Figure 2, the reinforcing mass 700 and its supporting components may be substituted in place of the reinforcing mass 208 and linear bearing 214.

[0055] O topo da massa de reforço 700 inclui um furo rosqueado 704. Existe um número de fendas 702A-702E ao longo das laterais da massa de reforço 700. O fundo da massa de reforço 700 inclui uma conexão rosqueada 706. A conexão rosqueada 706 pode ser utilizada para acoplar a massa de reforço 700 ao transdutor piezelétrico 210.The top of the gusset 700 includes a threaded hole 704. There are a number of slots 702A-702E along the sides of the gusset 700. The bottom of the gusset 700 includes a threaded fitting 706. The threaded fitting 706 may be used to couple the grease 700 to the piezoelectric transducer 210.

[0056] A Figura 7B inclui um componente de empurrar para baixo 708 que inclui uma conexão rosqueada 710. A Figura 7B também ilustra um conjunto de componentes que devem ser inseridos em uma das fendas 702. Consequentemente, embora não mostrado, cada uma das fendas 702A-702E pode incluir tais componentes. Os componentes a serem inseridos em uma das fendas 702 incluem um número de insertos 712A-712N e um número de objetos de suporte 714A-714N. As Figuras 7A-7B ilustram um número estabelecido de fendas 702, bem como um número estabelecido de insertos 712 e objetos de suporte 714 a serem inseridos em uma dada fenda 702. Configurações da invenção podem incluir um número menor ou maior das fendas 702, dos insertos 712 e/ou dos objetos de suporte 714. Em algumas configurações a composição dos objetos de suporte 714 inclui cobre-berílio, aço, latão, aço inoxidável, etc. Os objetos de suporte 714 podem ser de formas diferentes. Por exemplo, os objetos de suporte 714 podem ser aproximadamente redondos. Os objetos de suporte 714 podem ser aproximadamente redondos do lado que deve facear a carcaça, enquanto são em forma de cunha, quadrados e etc. no lado oposto. Um dado conjunto de objetos 714 para uma dada massa de reforço 700 e/ou uma dada fenda 702, pode ser de formas e dimensões diferentes. Uma configuração de uma operação de montagem da massa de reforço 700 e seus componentes suporte mostrados nas Figuras 7A-7B é descrita agora.Figure 7B includes a push down component 708 which includes a threaded connection 710. Figure 7B also illustrates a set of components to be inserted into one of the slots 702. Accordingly, although not shown, each of the slots 702A-702E may include such components. Components to be inserted into one of slots 702 include a number of inserts 712A-712N and a number of carrier objects 714A-714N. Figures 7A-7B illustrate an established number of slots 702 as well as an established number of inserts 712 and support objects 714 to be inserted into a given slot 702. Configurations of the invention may include a smaller or larger number of slots 702 of inserts 712 and / or support objects 714. In some configurations the composition of support objects 714 includes beryllium copper, steel, brass, stainless steel, etc. Supporting objects 714 may be of different shapes. For example, support objects 714 may be approximately round. Supporting objects 714 may be approximately round to the side facing the housing, while they are wedge-shaped, square and so on. on the opposite side. A given set of objects 714 for a given reinforcing mass 700 and / or a given slot 702 may be of different shapes and dimensions. A configuration of an assembly operation of the grease 700 and its supporting components shown in Figures 7A-7B is now described.

[0057] Em particular, a Figura 8 ilustra um fluxograma para montar um transceptor para telemetria acústica que inclui objetos de suporte mostrados nas Figuras 7A-7B para uma massa de reforço de acordo com algumas configurações da invenção.In particular, Figure 8 illustrates a flowchart for mounting an acoustic telemetry transceiver including support objects shown in Figures 7A-7B for a reinforcement mass according to some embodiments of the invention.

[0058] No bloco 802 de um fluxograma 800 o transdutor piezelétrico é posicionado na seção cônica afilada. Com referência à configuração da Figura 2, o transdutor piezelétrico 210 é posicionado na seção cônica afilada 218. Controle continua no bloco 804.In block 802 of a flowchart 800 the piezoelectric transducer is positioned in the tapered tapered section. Referring to the configuration of Figure 2, piezoelectric transducer 210 is positioned at tapered tapered section 218. Continuous control on block 804.

[0059] No bloco 804 a luva é rosqueada (sobre o transdutor piezelétrico) na seção cônica afilada. Com referência à configuração da Figura 2, a luva 216 é rosqueada sobre o transdutor piezelétrico 210 nas roscas internas 220 da seção cônica afilada 218. Controle continua no bloco 806.In block 804 the sleeve is threaded (over the piezoelectric transducer) into the tapered tapered section. Referring to the configuration of Figure 2, sleeve 216 is threaded over piezoelectric transducer 210 into the internal threads 220 of tapered tapered section 218. Continuous control on block 806.

[0060] No bloco 806 a massa de reforço é rosqueada na luva até uma dada compressão para o transdutor piezelétrico. Com referência à configuração da Figura 2, a massa de reforço 208 é rosqueada nas roscas 213 da luva 216. Em algumas configurações este rosqueamento sofre torque tal, que uma dada compressão é aplicada ao transdutor piezelétrico 210. O medidor de tensão 217 pode medir esta compressão. Controle continua no bloco 808.In block 806 the reinforcing mass is threaded into the sleeve to a given compression for the piezoelectric transducer. Referring to the configuration of Figure 2, the reinforcing mass 208 is threaded into the sleeve 213 of the sleeve 216. In some configurations this threading undergoes torque such that a given compression is applied to the piezoelectric transducer 210. The strain gauge 217 can measure this. compression. Control continues at block 808.

[0061] No bloco 808 as roscas da luva (para acoplar à massa de reforço) são travadas com parafusos. Com referência à configuração da Figura 2, as roscas 213 são travadas com parafusos (não mostrado) depois que a massa de reforço 208 está rosqueada nela. Controle continua no bloco 810.In block 808 the sleeve threads (for coupling to the grease) are locked with screws. Referring to the configuration of Figure 2, threads 213 are bolted (not shown) after reinforcing mass 208 is threaded thereon. Control continues at block 810.

[0062] No bloco 810 a carcaça é rosqueada (sobre a massa de reforço, a luva e o transdutor piezelétrico) na seção cônica afilada. Com referência à configuração da Figura 2, a carcaça 215 é rosqueada sobre a massa de reforço 208, a luva 216, e o transdutor piezelétrico 210 nas roscas 225 da seção cônica afilada 218. Em algumas configurações a dimensão da massa de reforço 208 é tal que a massa de reforço 208 não está em contato com a carcaça 215. Controle continua no bloco 812.In block 810 the housing is threaded (over the reinforcing mass, sleeve and piezoelectric transducer) into the tapered tapered section. Referring to the configuration of Figure 2, housing 215 is threaded over gusset 208, sleeve 216, and piezoelectric transducer 210 on tapers 225 of tapered tapered section 218. In some configurations the size of gusset 208 is such. that grease 208 is not in contact with frame 215. Control continues on block 812.

[0063] No bloco 812 objeto(s) de suporte e inserto(s) são derrubados em cada uma das fendas ao longo da lateral da massa suporte traseira em ordem alternada até que as fendas estejam enchidas. Com referência às configurações das Figuras 7A-7B, o(s) objeto(s) de suporte 714 e inserto(s) 712 são derrubados em cada uma das fendas 702 em ordem alternada até que as fendas estejam enchidas. Em algumas configurações as dimensões dos objetos de suporte 714 e carcaça 215 são tais que os objetos de suporte 714 não estão em contato com a carcaça 215 quando tais objetos são inicialmente derrubados nas fendas 702. Controle continua no bloco 814.In block 812 support object (s) and insert (s) are dropped into each of the slots along the side of the back support mass in alternate order until the slots are filled. Referring to the configurations of FIGS. 7A-7B, the support object (s) 714 and insert (s) 712 are dropped into each of the slots 702 in alternate order until the slots are filled. In some configurations the dimensions of the carrier objects 714 and housing 215 are such that the carrier objects 714 are not in contact with the housing 215 when such objects are initially dropped into slots 702. Continuous control in block 814.

[0064] No bloco 814 um componente de empurrar para baixo é inserido no topo da massa de reforço. Com referência às configurações das Figuras 7A-7B, a conexão rosqueada 710 do componente de empurrar para baixo 708 é inserida no furo rosqueado 704. O controle continua no bloco 816.In block 814 a push down member is inserted on top of the reinforcing mass. Referring to the configurations of Figures 7A-7B, the threaded connection 710 of the push down component 708 is inserted into the threaded hole 704. Control continues at block 816.

[0065] No bloco 816 o componente de empurrar para baixo é girado até que o(s) objeto(s) suporte tem(nham) um contato suficiente com a carcaça. Com referência às configurações das Figuras 2 e 7A-7B, o componente de empurrar para baixo 708 é girado fazendo com isto que o(s) inserto(s) 712 sejam empurrados um no sentido do outro. Empurrar juntos os insertos 712 faz com que os objetos de suporte 714 empurrem para fora. Consequentemente, o componente de empurrar para baixo 708 pode continuar a ser girado até que os objetos de suporte 714 tenham um contato suficiente com a carcaça 215. Em algumas configurações se os objetos de suporte 714 são rodas, existe contato suficiente com a carcaça 215 e os objetos de suporte 714 evitam essencialmente movimento lateral da massa de reforço 700, ao mesmo tempo que permite movimento axial da massa de reforço 700 em relação ao eixo do mandril 204. Como descrito, os objetos de suporte 714 estão em contato com a carcaça 215 em um número limitado de lugares. Tal contato é suporte suficiente para evitar movimento lateral. Adicionalmente, o contato limitado ainda permite movimento axial ao longo do eixo do mandril 204.In block 816 the push down member is rotated until the holder object (s) have sufficient contact with the housing. Referring to the configurations of Figures 2 and 7A-7B, the push down member 708 is rotated causing the insert (s) 712 to be pushed towards each other. Pushing inserts 712 together causes carrier objects 714 to push outward. Accordingly, the push down member 708 may continue to be rotated until the support objects 714 have sufficient contact with the housing 215. In some configurations if the support objects 714 are wheels, there is sufficient contact with the housing 215 and the support objects 714 essentially prevent lateral movement of the reinforcing mass 700 while allowing axial movement of the reinforcing mass 700 with respect to the spindle axis 204. As described, the supporting objects 714 are in contact with the housing 215 in a limited number of places. Such contact is sufficient support to prevent lateral movement. Additionally, the limited contact still allows axial movement along the axis of the mandrel 204.

[0066] Embora o fluxograma 800 esteja descrito tal que a massa de reforço 208 é suportada pelos componentes suporte mostrados nas Figuras 7A-7B, operações similares podem ser realizadas de tal modo que a massa de reforço 208 é suportada pelo mancai linear 214.Although flowchart 800 is described such that the reinforcing mass 208 is supported by the supporting components shown in Figures 7A-7B, similar operations may be performed such that the reinforcing mass 208 is supported by the linear bearing 214.

[0067] A Figura 9 ilustra um sistema para gerar formas de onda acústica de acordo com algumas configurações da invenção. Em particular, a Figura 9 ilustra um sistema 900 que faz parte de uma ferramenta de furo descendente em uma coluna de perfuração. Voltando para a Figura 1 para ajudar a ilustrar, o sistema 900 pode ser parte da ferramenta de furo descendente 124. O sistema 900 inclui um sistema microprocessador 902, um conversor digital para analógico (D/A) 904, um acionador 906 e o transdutor piezelétrico 210. Uma saída do sistema microprocessador 902 é acoplada a uma entrada do conversor D/A 904. Uma saída do conversor D/A 904 é acoplada a uma entrada do acionador 906. Uma saída do acionador 906 é acoplado a uma entrada do transdutor piezelétrico 210. Com referência à Figura 2, o sistema microprocessador 902, o conversor D/A 904 e o acionador 906 podem ser acoplados à fiação 221.Figure 9 illustrates a system for generating acoustic waveforms according to some embodiments of the invention. In particular, Figure 9 illustrates a system 900 that is part of a descending hole tool in a drill string. Turning to Figure 1 to help illustrate, system 900 may be part of the downhole tool 124. System 900 includes a microprocessor system 902, a digital to analog converter (D / A) 904, a driver 906, and the transducer 210. A microprocessor system output 902 is coupled to a D / A converter input 904. A D / A converter output 904 is coupled to a driver input 906. A driver output 906 is coupled to a transducer input 210. With reference to Figure 2, microprocessor system 902, D / A converter 904, and driver 906 may be coupled to wiring 221.

[0068] O sistema 900 pode gerar qualquer de um número de diferentes formas de onda acústica que incluem Frequency Shift Key (FSK) (chave de deslocamento de frequência), Phase Shift Key (PSK) (chave de deslocamento de fase), Discrete Multi-Tone (DMT) (multi-tom discreto), etc. Adicionalmente, o sistema 900 pode gerar tais formas de onda acústica em um número de diferentes tipos de janelas, inclusive Hamming, Hanning, etc.System 900 can generate any of a number of different acoustic waveforms including Frequency Shift Key (FSK), Phase Shift Key (PSK), Discrete Multi -Tone (DMT) (discrete multi-tone), etc. Additionally, system 900 can generate such acoustic waveforms in a number of different types of windows, including Hamming, Hanning, etc.

[0069] O sistema microprocessador 902 pode incluir diferentes tipos de processadores que geram diferentes formas de onda acústica. Por exemplo, o sistema microprocessador 902 pode incluir um microprocessador de finalidade genérica, tipos diferentes de processadores de sinal digital (DSPs) (tais como DSPs de ponto flutuante), etc. O sistema microprocessador 902 também pode incluir tipos diferentes de memórias, que incluem tipos diferentes de memória volátil e não volátil. Por exemplo, o sistema microprocessador 902 pode incluir memória flash, memória de acesso randômico (RAM) (por exemplo, RAM dinâmica síncrona (SDRAM), DRAM, DDR-SDRAM, etc.), etc.The microprocessor system 902 may include different types of processors that generate different acoustic waveforms. For example, microprocessor system 902 may include a general purpose microprocessor, different types of digital signal processors (DSPs) (such as floating point DSPs), and the like. The microprocessor system 902 may also include different types of memories, which include different types of volatile and nonvolatile memory. For example, microprocessor system 902 may include flash memory, random access memory (RAM) (e.g., synchronous dynamic RAM (SDRAM), DRAM, DDR-SDRAM, etc.), etc.

[0070] O sistema microprocessador 902 também pode incluir tipos diferentes de lógica de entrada saída (I/O). Tal lógica I/O pode compreender quaisquer controladores adequados de interface para fornecer um enlace de comunicação adequado. A lógica I/O para uma configuração fornece arbitragem e acumulação adequadas para uma de um número de interfaces. Por exemplo, o sistema microprocessador 902 pode ter uma ou mais portas seriais adequadas, paralela, USB (condutor serial universal) etc. Em algumas configurações o sistema microprocessador 902 pode gerar diferentes formas de onda, representativas de comunicações de dados, que devem ser transmitidas para a superfície. O sistema microprocessador 902 pode gerar representações digitais de tais formas de onda, que são saídas para o conversor D/A 904.The microprocessor system 902 may also include different types of output input (I / O) logic. Such I / O logic may comprise any suitable interface controllers to provide a suitable communication link. I / O logic for a configuration provides proper arbitration and accumulation for one of a number of interfaces. For example, the microprocessor system 902 may have one or more suitable serial ports, parallel, USB (universal serial conductor), etc. In some embodiments the microprocessor system 902 may generate different waveforms, representative of data communications, that must be transmitted to the surface. Microprocessor system 902 may generate digital representations of such waveforms, which are outputs to D / A converter 904.

[0071] O conversor D/A 904 pode ser parte de um Codificador/Decodificador (CODEC) que codifica e decodifica sinais analógicos. O conversor D/A 904 pode receber as formas de onda digitais e converter tais formas de onda digitais em um sinal analógico. O conversor D/A 904 pode sair este sinal analógico para o acionador 906.The D / A converter 904 may be part of an Encoder / Decoder (CODEC) which encodes and decodes analog signals. D / A converter 904 can receive digital waveforms and convert such digital waveforms into an analog signal. D / A converter 904 can output this analog signal to driver 906.

[0072] Este sinal analógico pode ser um sinal de voltagem baixa (por exemplo, aproximadamente um volt). Com base neste sinal analógico o acionador 906 pode gerar um sinal de alta voltagem (por exemplo, aproximadamente + 300 volts até - 300 volts; + 150 volts até - 150 volts etc.). O acionador 906 pode ser um amplificador de modo ponte que pode gerar voltagem dupla de pico para pico da diferença nos suprimentos de energia. Esta voltagem gerada pelo acionador 906 pode ser utilizada para acionar o transdutor piezelétrico 210.This analog signal may be a low voltage signal (for example, approximately one volt). Based on this analog signal the driver 906 can generate a high voltage signal (for example, approximately + 300 volts up to - 300 volts; + 150 volts up to - 150 volts etc.). The 906 trigger can be a bridge mode amplifier that can generate double voltage from peak to peak of the difference in power supplies. This voltage generated by driver 906 can be used to drive piezoelectric transducer 210.

[0073] Em algumas configurações o sistema 900 é modular. Em particular, o sistema 900 é tal que um dos diferentes componentes dele pode ser intercambiado sem ter que intercambiar outro dos diferentes componentes. Por exemplo, qualquer ou todos do sistema de microprocessador 902, conversor D/A 904 e acionador 906, podem estar sobre uma única placa de circuito impresso. Consequentemente, se um acionador diferente 906 é necessário, por exemplo, para suprir um nível diferente de energia, pode ser trocada apenas a placa de circuito impresso para o acionador 906.[0073] In some configurations the 900 system is modular. In particular, system 900 is such that one of the different components of it can be interchanged without having to interchange another of the different components. For example, any or all of microprocessor system 902, D / A converter 904, and driver 906 may be on a single printed circuit board. Accordingly, if a different driver 906 is required, for example, to supply a different level of power, only the printed circuit board for driver 906 may be exchanged.

[0074] A Figura 10 ilustra um fluxograma para gerar um sinal acústico de acordo com algumas configurações da invenção. Em particular, um fluxograma 1000 ilustra uma configuração de uma operação de sinalização acústica por meio do transceptor para telemetria acústica 123 que está dentro da ferramenta de furo descendente 124.Figure 10 illustrates a flowchart for generating an acoustic signal according to some embodiments of the invention. In particular, a flow chart 1000 illustrates a configuration of an acoustic signaling operation by means of the acoustic telemetry transceiver 123 which is within the downhole tool 124.

[0075] No bloco 1002 uma forma de onda digital é gerada. Com referência à configuração da Figura 9, o sistema microprocessador 902 gera esta forma de onda digital. Controle continua no bloco 1004.In block 1002 a digital waveform is generated. Referring to the configuration of Figure 9, microprocessor system 902 generates this digital waveform. Control continues at block 1004.

[0076] No bloco 1004 a forma de onda digital é convertida em uma forma de onda analógica. Com referência à configuração da Figura 9, o conversor D/A 904 realiza esta conversão. Controle continua no bloco 1006.In block 1004 the digital waveform is converted to an analog waveform. Referring to the configuration of Figure 9, D / A converter 904 performs this conversion. Control continues at block 1006.

[0077] No bloco 1006 um atuador acústico é acionado para gerar um sinal acústico, que deve ser modulado ao longo de um mandril de uma coluna de perfuração. Com referência às configurações das Figuras 1, 2 e 9, o acionador 906 aciona o transdutor piezelétrico 210 no atuador acústico 206 para gerar um sinal acústico que deve modular ao longo do mandril 204 da coluna de perfuração 108.In block 1006 an acoustic actuator is actuated to generate an acoustic signal which must be modulated along a spindle of a drill string. Referring to the configurations of Figures 1, 2 and 9, driver 906 drives piezoelectric transducer 210 on acoustic actuator 206 to generate an acoustic signal that must modulate along mandrel 204 of drill string 108.

[0078] Na descrição inúmeros detalhes específicos, tais como implementações lógicas, pedaços de instruções em linguagem de máquina, dispositivos para especificar operandos, implementações de divisão de recursos/ compartilhamento/duplicação, tipos e inter-relações de componentes de sistema, e escolhas de lógica de divisão/integração são descritos para fornecer um entendimento mais abrangente da presente invenção. Será apreciado, contudo, por alguém de talento na técnica, que configurações da invenção podem ser tomadas práticas sem tais detalhes específicos. Em outros casos, estruturas de controle, circuitos de nível de portão e sequências de instrução de software completas não foram mostradas em detalhe para não obscurecer as configurações da invenção. Aqueles de talento ordinário na técnica, com as descrições incluídas, serão capazes de implementar a funcionalidade apropriada sem experimentação indevida.In the description, a number of specific details, such as logical implementations, machine language instruction chunks, operand-specifying devices, resource division / sharing / duplication implementations, system component types and interrelationships, and choices of Division / integration logic are described to provide a broader understanding of the present invention. It will be appreciated, however, by one of ordinary skill in the art that embodiments of the invention may be practiced without such specific details. In other cases, control structures, gate level circuits and complete software instruction sequences have not been shown in detail so as not to obscure the inventive configurations. Those of ordinary skill in the art, with descriptions included, will be able to implement the appropriate functionality without undue experimentation.

[0079] Referências na especificação a “uma configuração”, “configuração”, “uma configuração exemplo”, etc., indicam que a configuração descrita pode incluir um aspecto particular, estmtura, ou característica, porém cada configuração pode não necessariamente incluir o aspecto particular, estrutura ou característica. Além disto, tais frases não estão necessariamente fazendo referência à mesma configuração. Além disto, quando um aspecto, estrutura ou característica particular está descrita em conexão com uma configuração, ele está sugerido que está dentro do conhecimento de alguém versado na técnica para afetar tal aspecto, estrutura ou característica, em conexão com outras configurações se ou não descrito de maneira explícita.References in the specification to "a configuration", "configuration", "an example configuration", etc., indicate that the described configuration may include a particular aspect, height, or feature, but each configuration may not necessarily include the appearance. particular structure or characteristic. Moreover, such phrases are not necessarily referring to the same configuration. Furthermore, when a particular aspect, structure or feature is described in connection with one embodiment, it is suggested that it is within the knowledge of one skilled in the art to affect such aspect, structure or feature in connection with other embodiments whether or not described. explicitly.

[0080] Configurações da invenção incluem aspectos, métodos ou processos que podem ser configurados dentro de instruções executáveis por máquina fornecidas por um meio legível por máquina. Um meio legível por máquina inclui qualquer mecanismo que fornece (isto é, armazena e/ou transmite) informação em uma forma acessível por meio de uma máquina (por exemplo, um computador, um dispositivo de rede, um assistente digital pessoal, ferramenta de fabricação, qualquer dispositivo com um conjunto de um ou mais processadores, etc.). Em uma configuração tomada como exemplo, um meio legível por máquina inclui meio volátil e/ou não volátil (por exemplo, memória somente de leitura (ROM), memória de acesso randômico (RAM), meio de armazenagem em disco magnético, meio de armazenagem ótico, dispositivos de memória flash etc.), bem como forma elétrica, ótica, acústica, ou outra forma de sinais propagados (por exemplo, ondas portadoras, sinais infravermelhos, sinais digitais, etc.).[0080] Embodiments of the invention include aspects, methods or processes that may be configured within machine executable instructions provided by machine readable medium. A machine readable medium includes any mechanism that provides (that is, stores and / or transmits) information in a form accessible via a machine (for example, a computer, a network device, a personal digital assistant, a manufacturing tool). , any device with a set of one or more processors, etc.). In an example configuration, a machine readable medium includes volatile and / or nonvolatile media (eg read-only memory (ROM), random access memory (RAM), magnetic disk storage medium, storage medium optical devices, flash memory devices, etc.) as well as electrical, optical, acoustic, or other forms of propagated signals (eg carrier waves, infrared signals, digital signals, etc.).

[0081] Tais instruções são utilizadas para fazer com que um processador genérico, ou de finalidade especial, programado com as instruções, realize métodos ou processos das configurações da invenção. Altemativamente, os aspectos, operações de configurações da invenção são realizados por componentes de hardware específicos que contém lógica com fio para realizar as operações, ou por meio de qualquer combinação de componentes de processamento de dados programados e componentes de hardware específicos. Configurações da invenção incluem software, hardware de processamento de dados, métodos implementados por sistema de processamento de dados e diversas operações de processamento, ainda mais descritas nela.Such instructions are used to cause a generic or special purpose processor programmed with the instructions to perform methods or processes of the inventive configurations. Alternatively, the aspects, configurations operations of the invention are performed by specific hardware components containing wired logic to perform the operations, or by any combination of programmed data processing components and specific hardware components. Embodiments of the invention include software, data processing hardware, methods implemented by data processing system and various processing operations further described therein.

[0082] Um número de Figuras mostra diagramas de blocos de sistemas e aparelhos para um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção. Um número de Figuras mostra um fluxograma que ilustram operações para um transceptor para telemetria acústica de acordo com algumas configurações da invenção. As operações dos fluxogramas estão descritas com referências aos sistemas/aparelhos mostrados nos diagramas de bloco. Contudo, deveria ser entendido que as operações dos fluxogramas poderíam realizadas ser por configurações de sistemas e aparelhos diferentes daqueles discutidos com referência aos diagramas de blocos e configurações discutidas com referências aos sistemas/aparelhos poderíam realizar operações diferentes daquelas discutidas com referência aos fluxogramas.A number of Figures show block diagrams of systems and apparatus for an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention. A number of Figures show a flowchart illustrating operations for an acoustic telemetry transceiver according to some embodiments of the invention. Flowchart operations are described with references to the systems / apparatus shown in the block diagrams. However, it should be understood that flowchart operations could be performed by systems and apparatus configurations other than those discussed with reference to the block diagrams and configurations discussed with reference to systems / apparatuses could perform operations different from those discussed with reference to flowcharts.

[0083] À vista da ampla variedade de permutações das configurações aqui descritas, esta descrição detalhada é projetada para ser apenas ilustrativa, e não deveria ser tomada como limitativa do escopo da invenção. Por exemplo, configurações da invenção estão descritas com referência ao transceptor para telemetria acústica sendo interno a um mandril interno onde escoa a lama de perfuração. Contudo, configurações da invenção não estão assim limitadas. Em algumas configurações o transceptor para telemetria acústica pode ser posicionado fora de um mandril interno, porém dentro de um mandril externo. O que é reivindicado como a invenção, portanto, são todas tais modificações que venham dentro do escopo e espírito das reivindicações a seguir, e equivalentes a elas. Portanto, a especificação e desenhos devem ser observados em um sentido ilustrativo, ao invés de um sentido restritivo.In view of the wide variety of permutations of the embodiments described herein, this detailed description is designed to be illustrative only, and should not be construed as limiting the scope of the invention. For example, embodiments of the invention are described with reference to the acoustic telemetry transceiver being internal to an internal mandrel where the drilling mud drains. However, embodiments of the invention are thus not limited. In some configurations the transceiver for acoustic telemetry may be positioned outside an internal mandrel, but within an external mandrel. What is claimed as the invention, therefore, are all such modifications that come within the scope and spirit of the following claims and are equivalent thereto. Therefore, the specification and drawings should be observed in an illustrative sense rather than a restrictive sense.

REIVINDICAÇÕES

Claims (31)

1. Aparelho para um transceptor para telemetria acústica (123), caracterizado pelo fato de que compreende: uma fonte de sinal; um transdutor piezelétrico (210) para gerar um sinal acústico que deve modular ao longo de um mandril (204), no qual o transdutor piezelétrico (210) inclui uma extremidade de fundo que tem uma ou mais abas elétricas (5G2A-502N); e, uma seção (218) que tem uma ou mais molas (602A-602N), a seção (218) para acoplar a fonte de sinal ao transdutor piezelétrico (210) com a unia ou mais molas (602A-602N) que são alinhadas com a uma ou mais abas elétricas (5Ü2A-502N), no qual a seção (218) e o transdutor piezelétrico (210) não são fisicamente ligados juntos.Apparatus for an acoustic telemetry transceiver (123), characterized in that it comprises: a signal source; a piezoelectric transducer (210) for generating an acoustic signal that must modulate along a mandrel (204), wherein the piezoelectric transducer (210) includes a bottom end having one or more electric tabs (5G2A-502N); and, a section (218) having one or more springs (602A-602N), the section (218) for coupling the signal source to the piezoelectric transducer (210) with one or more springs (602A-602N) that are aligned with one or more electrical tabs (5Ü2A-502N), in which section (218) and piezoelectric transducer (210) are not physically connected together. 2. Aparelho de acordo com a reivindicação I, caracterizado pelo fato de que o transdutor piezelétrico (210) é sem uma junta não permanente.Apparatus according to claim 1, characterized in that the piezoelectric transducer (210) is without a non-permanent joint. 3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma massa de reforço (208, 700) posicionada adjacente ao transdutor piezelétrico (210) e alojada em um mancai linear (214).Apparatus according to claim 1, characterized in that it further comprises a reinforcing mass (208, 700) positioned adjacent to the piezoelectric transducer (210) and housed in a linear bearing (214). 4. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção para acoplar a fonte de sinal ao transdutor piezelétrico (210) compreende uma seção cônica afilada (218).Apparatus according to claim 1, characterized in that the section for coupling the signal source to the piezoelectric transducer (210) comprises a tapered tapered section (218). 5. Aparelho de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o mandril (204) tem uma seção cônica (219) para corresponder com a seção cônica afilada (218).Apparatus according to claim 4, characterized in that the mandrel (204) has a tapered section (219) to correspond with the tapered tapered section (218). 6. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de sinal compreende pelo menos um dentre: um gerador de forma de onda, para gerar um sinal para acionar o transdutor piezelétrico (210) para gerar um sinal acústico; e um acionador (906), um sistema microprocessador (902) e um conversor digital para analógico (904).Apparatus according to claim 1, characterized in that the signal source comprises at least one of: a waveform generator for generating a signal for driving the piezoelectric transducer (210) for generating an acoustic signal; and a driver (906), a microprocessor system (902) and a digital to analog converter (904). 7. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o acionador (906) é localizado em uma placa de circuito que é separada de uma placa de circuito que inclui o sistema microprocessador (902) e o conversor digital para analógico (904).Apparatus according to claim 6, characterized in that the driver (906) is located on a circuit board which is separated from a circuit board including the microprocessor system (902) and the digital to analog converter ( 904). 8. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de sinal é um gerador de forma de onda que é para gerar um sinal acústico Frequency Shift Key (FSK) (chave de deslocamento de frequência), um sinal acústico Phase Shift Key (PSK) (chave de deslocamento de fase), ou um sinal acústico Discrete Multi-Tone (DMT) (multi-tom discreto).Apparatus according to claim 1, characterized in that the signal source is a waveform generator which is to generate an acoustic signal Frequency Shift Key (FSK), an acoustic signal Phase Shift Key (PSK), or a Discrete Multi-Tone (DMT) acoustic signal. 9. Aparelho para um transceptor para telemetria acústica (123), caracterizado pelo fato de que compreende: um transdutor piezelétrico (210) para gerar um sinal acústico que deve modular ao longo de um mandril (204), no qual o transdutor piezelétrico (210) inclui, no mínimo, um elemento piezelétrico (404A-404D) e, no mínimo, um eletrodo (402A-402D) que é sem juntas não permanentes.Apparatus for an acoustic telemetry transceiver (123), characterized in that it comprises: a piezoelectric transducer (210) for generating an acoustic signal which must modulate along a mandrel (204), in which the piezoelectric transducer (210) ) includes at least one piezoelectric element (404A-404D) and at least one electrode (402A-402D) that is without nonpermanent joints. 10. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que no mínimo um eletrodo (402A-402D) compreende no mínimo dois eletrodos, no qual os no mínimo dois eletrodos são parte de uma mesma folha de material condutor que é dobrada sobre o no mínimo um elemento piezelétrico (404A-404D).Apparatus according to claim 9, characterized in that at least one electrode (402A-402D) comprises at least two electrodes, in which at least two electrodes are part of the same sheet of conductive material which is bent over. at least one piezoelectric element (404A-404D). 11. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que no mínimo um elemento piezelétrico (404A-404D) é constituído de um material cerâmico.Apparatus according to claim 9, characterized in that at least one piezoelectric element (404A-404D) is made of a ceramic material. 12. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma massa de reforço (208, 700) posicionada adjacente ao transdutor piezelétrico (210) e alojada em um mancai linear (214); e, um conjunto centralizador (201) acoplado ao mandril (204) em uma extremidade da massa de reforço (208, 700) que é oposta a uma extremidade que é adjacente ao transdutor piezelétrico (210).Apparatus according to claim 9, characterized in that it further comprises: a reinforcing mass (208, 700) positioned adjacent to the piezoelectric transducer (210) and housed in a linear bearing (214); and, a centering assembly (201) coupled to the mandrel (204) at one end of the reinforcing mass (208, 700) that is opposite an end that is adjacent to the piezoelectric transducer (210). 13. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma luva (216) para alojar o transdutor piezelétrico (210).Apparatus according to claim 9, characterized in that it further comprises a sleeve (216) for housing the piezoelectric transducer (210). 14. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma seção cônica afilada (218) que é acoplada a uma extremidade que é oposta a uma extremidade que é adjacente à massa de reforço (208, 700), no qual o mandril (204) tem uma seção cônica (219) para corresponder com a seção cônica afilada (218).Apparatus according to claim 9, characterized in that it further comprises a tapered tapered section (218) which is coupled to an end that is opposite an end that is adjacent to the reinforcing mass (208, 700) at which mandrel (204) has a tapered section (219) to correspond with tapered tapered section (218). 15. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma fonte de sinal para gerar um sinal para acionar o transdutor piezelétrico (210) para gerar o sinal acústico, no qual a fonte de sinal inclui um acionador (906), um sistema microprocessador (902) e um conversor digital para analógico (904),Apparatus according to claim 9, characterized in that it further comprises a signal source for generating a signal for driving the piezoelectric transducer (210) for generating the acoustic signal, wherein the signal source includes a driver (906 ), a microprocessor system (902) and a digital to analog converter (904), 16. Aparelho de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o acionador (906) está localizado em uma placa de circuito que é separada de uma placa de circuito que inclui o sistema microprocessador (902) e o conversor digital para analógico (904).Apparatus according to claim 15, characterized in that the driver (906) is located on a circuit board which is separate from a circuit board including the microprocessor system (902) and the digital to analog converter ( 904). 17. Sistema para um transceptor para telemetria acústica (123), caracterizado pelo fato de que compreende: uma coluna de perfuração (108) que tem um mandril (204), no qual a coluna de perfuração (108) inclui: um sensor (151) para monitorar um parâmetro de perfuração de furo descendente; e, um conjunto de furo (120) de fundo que tem uma ferramenta de furo (124) descendente que inclui um atuador acústico (206) que compreende um transdutor piezelétrico (210) para gerar um sinal acústico que é uma comunicação de dados relacionada ao parâmetro de perfuração de furo descendente, que é para modular ao longo de um mandríl (204), no qual o transdutor piezelétrico (210) inclui, no mínimo, um elemento piezelétrico (404A-404D) e, no mínimo, um eletrodo (402A-402D) que é sem juntas não permanentes.An acoustic telemetry transceiver system (123) comprising: a drill string (108) having a mandrel (204) in which the drill string (108) includes: a sensor (151) ) to monitor a downhole drilling parameter; and, a bottom hole assembly (120) having a descending hole tool (124) including an acoustic actuator (206) comprising a piezoelectric transducer (210) for generating an acoustic signal which is a data communication related to descending hole drilling parameter, which is to modulate along a mandrel (204), wherein the piezoelectric transducer (210) includes at least one piezoelectric element (404A-404D) and at least one electrode (402A -402D) which is without nonpermanent joints. 18. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que no mínimo um eletrodo (402A-402D) compreende no mínimo dois eletrodos, no qual os no mínimo dois eletrodos são parte de uma mesma folha de material condutor que é dobrada sobre o no mínimo um elemento piezelétrico (404A-404D).A system according to claim 17, characterized in that at least one electrode (402A-402D) comprises at least two electrodes, in which at least two electrodes are part of the same sheet of conductive material which is bent over. at least one piezoelectric element (404A-404D). 19. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o atuador acústico (206) ainda compreende uma massa de reforço (208, 700) posicionada adjacente ao transdutor piezelétrico (210) e alojada em um mancai linear (214).A system according to claim 17, characterized in that the acoustic actuator (206) further comprises a reinforcing mass (208, 700) positioned adjacent to the piezoelectric transducer (210) and housed in a linear bearing (214). 20. Sistema de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de furo descendente (124) compreende adicionalmente um conjunto centralizador (201) acoplado ao mandríl (204) em uma extremidade da massa de reforço (208, 700) que é oposta a uma extremidade que é adjacente ao transdutor piezelétrico (210).A system according to claim 19, characterized in that the down-hole tool (124) further comprises a centering assembly (201) coupled to the mandrel (204) at one end of the reinforcing mass (208, 700) it is opposite an end that is adjacent to the piezoelectric transducer (210). 21. Sistema de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de furo descendente (124) compreende ainda uma seção cônica afilada (218) que é acoplada a uma extremidade de uma carcaça (215) que é oposta a uma extremidade que é adjacente à massa de reforço (208, 700).System according to claim 20, characterized in that the descending hole tool (124) further comprises a tapered tapered section (218) which is coupled to one end of a housing (215) which is opposite to one end. which is adjacent to the reinforcing mass (208, 700). 22. Sistema de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o mandríl (204) tem uma seção cônica (219) para corresponder com a seção cônica afilada (218).System according to claim 21, characterized in that the mandrel (204) has a tapered section (219) to correspond with the tapered tapered section (218). 23. Sistema de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que uma posição da seção cônica afilada (218) em relação a uma posição da seção cônica (219) do mandril (204) é para aumentar contato entre a seção cônica afilada (218) e a seção cônica (219) do mandril (204) com base em uma pressão de um escoamento de um fluido entre o transdutor piezelétrico (210) e o mandril (204).A system according to claim 22, characterized in that a tapered tapered section (218) position relative to a tapered tapered section (219) position of the mandrel (204) is for increasing contact between tapered tapered section (218). 218) and the tapered section (219) of the mandrel (204) based on a pressure of a fluid flow between the piezoelectric transducer (210) and the mandrel (204). 24. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de furo descendente (124) compreende ainda uma fonte de sinal para gerar um sinal para acionar o transdutor piezelétrico (210) para gerar o sinal acústico.A system according to claim 17, characterized in that the downhole tool (124) further comprises a signal source for generating a signal for driving the piezoelectric transducer (210) for generating the acoustic signal. 25. Sistema de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a fonte de sinal compreende um acionador (906), um sistema microprocessador (902) e um conversor digital para analógico (904).A system according to claim 24, characterized in that the signal source comprises a driver (906), a microprocessor system (902) and a digital to analog converter (904). 26. Sistema de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o acionador é localizado em uma placa de circuito que é separada de uma placa de circuito que inclui o sistema microprocessador (902) e o conversor digital para analógico (904).A system according to claim 25, characterized in that the driver is located on a circuit board which is separated from a circuit board including the microprocessor system (902) and the digital to analog converter (904). 27. Método para um transceptor para telemetria acústica (123), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: gerar uma forma de onda digital; converter a forma de onda digital em uma forma de onda analógica; e, acionar um atuador acústico (206) para gerar um sinal acústico que é para modular ao longo de um mandril (204) de uma coluna de perfuração (108), no qual o atuador acústico (206) inclui uma pilha piezelétrica que inclui, no mínimo, um elemento piezelétrico (404A-404D) e no mínimo um eletrodo (402A-402D) que é sem juntas não permanentes.27. Method for an acoustic telemetry transceiver (123), characterized in that it comprises the steps of: generating a digital waveform; convert the digital waveform to an analog waveform; and driving an acoustic actuator (206) to generate an acoustic signal which is to modulate along a spindle (204) of a drill string (108), wherein the acoustic actuator (206) includes a piezoelectric stack that includes, at least one piezoelectric element (404A-404D) and at least one electrode (402A-402D) that is without nonpermanent joints. 28. Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que a etapa de acionar o atuador acústico (206) para gerar o sinal acústico que é para modular ao longo do mandríl (204) da coluna de perfuração (108) compreende acionar o atuador acústico (206) para gerar um sinal acústico que é para modular ao longo do mandríl (204) da coluna de perfuração (108), no qual o no mínimo um elemento piezelétrico (404A-404D) é constituído de um material cerâmico.The method according to claim 27, characterized in that the step of actuating the acoustic actuator (206) to generate the acoustic signal which is to modulate along the chuck (204) of the drill string (108) comprises actuating acoustic actuator (206) for generating an acoustic signal which is to be modulated along the drill string (204) of the drill string (108), in which at least one piezoelectric element (404A-404D) is comprised of a ceramic material. 29. Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que a etapa de gerar a forma de onda digital compreende gerar a forma de onda digital com um processador de sinal digital.A method according to claim 27, characterized in that the step of generating the digital waveform comprises generating the digital waveform with a digital signal processor. 30. Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que a etapa de converter a forma de onda digital para a forma de onda analógica compreende converter a forma de onda digital para a forma de onda analógica com um conversor digital para analógico (D/A).A method according to claim 27, characterized in that the step of converting the digital waveform to the analog waveform comprises converting the digital waveform to the analog waveform with a digital to analog converter ( GIVES). 31. Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que a etapa de acionar o atuador acústico (206) para gerar um sinal acústico que é para modular ao longo do mandríl (204) da coluna de perfuração (108) compreende acionar o atuador acústico (206) com um amplificador de ponte de modo duplo, no qual o amplificador de ponte de modo duplo é localizado em uma placa de circuito que é separada de uma placa de circuito que inclui o processador de sinal digital e o conversor D/A (904).A method according to claim 27, characterized in that the step of actuating the acoustic actuator (206) to generate an acoustic signal that is to modulate along the chuck (204) of the drill string (108) comprises actuating acoustic actuator (206) with a dual mode bridge amplifier, in which the dual mode bridge amplifier is located on a circuit board that is separate from a circuit board that includes the digital signal processor and converter D / A (904).

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