CN106164414B - 具有压电致动器阵列和行程放大器的用于宽频率范围声学输出的声源 - Google Patents

Abstract

一种声学能量源用于放大电反应元件的行程，该声学能量源具有本体，该本体具有弹性体填充的第一腔室、高度不可压缩的流体填充的第二腔室，以及与第二腔室相交的钻孔，该钻孔从第二腔室径向向外延伸。钻孔中的套管轴组件各包括电反应元件和径向地突出到第二腔室中的尖端。具有下部的动态磁轭突出到第二腔室中，并且压力盘突出到第一腔室中。在本体上并且在动态磁轭的一侧上的隔膜与动态磁轭的下部相对。流体在动态磁轭、静态磁轭和套管轴尖端之间形成膜。施加交流电来使尖端往复运动进出第二腔室；使动态磁轭和隔膜作往复运动以便产生声学能量。

Description

具有压电致动器阵列和行程放大器的用于宽频率范围声学输 出的声源

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年3月31日提交的美国非临时申请14/230,533的优先权，其全部公开内容通过引用合并到本文中用于所有目的。

技术领域

本公开内容总体上涉及具有至少一个致动器的阵列的声源，该声源放大输入的位移行程以优化来自声源的声学输出的大小。更具体地，本公开内容涉及放大来自压电元件的输入的位移行程以产生输出信号的声源。

背景技术

关于地下岩层的信息通常可通过对地层成像来获得。通常收集的信息包括孔隙度、渗透率、边界层等；这些信息通常用于定位含烃地层或者储层。当评估特定区域或储层的潜在产率和/或生产能力时，这些信息通常也是有用的。成像经常发生在与地层交叉的钻孔内，以及测井工具被插入钻孔的位置。典型的成像技术在测井工具内使用核装置，该核装置发射辐射至地层内，并且其从地层散射回工具。工具内的传感器记录从地层散射回的辐射的事件，其被分析以识别关于地层的信息。装备有声发射器和声接收器的测井工具有时也用于对地下岩层成像。来自声发射器的声学信号传播到地层内，在这里一些信号反射回工具并且被接收器记录。与核工具类似，分析由接收器记录的经反射的声学信号产生关于地层的有用信息。

发明内容

本文公开的是与井下工具一起使用的声学能量源，其包括：安装在井下工具的壳体上的本体；在本体内的填充有弹性体材料的第一腔室；与本体耦接并且相邻于填充有弹性体的第一腔室的隔膜，并且该隔膜从腔室钻孔径向向外以及朝向腔室钻孔径向向内选择性地往复运动。在该示例中还包括动态磁轭，其具有突出到填充有流体材料的第二腔室中的出口的端以及附接至被嵌入到第一弹性体填充的腔室内的压力盘的相对端，第二流体填充的腔室具有多个相对的入口。电反应致动器可以与第二流体填充的腔室的每个入口共线对准以形成电反应致动器的阵列，每个致动器具有与电反应致动器接触的套管轴尖端，并且每个套管轴尖端通过每个入口突出到第二流体填充的腔室内。电反应致动器的阵列可通过循环变化的电压被同步地激励，该电压引起套管轴尖端的阵列相对于第二腔室一致地位移，从而在致动器伸展时引起第二腔室内的流体经受净压应力，并且当致动器缩回时引起第二腔室内的流体经受净拉应力。每个致动器的套管轴尖端具有与动态磁轭内的凹槽基本上互补成型的相对端，使得第二腔室由套管轴尖端与动态磁轭之间的流体的膜和成型为符合与动态磁轭基本上同轴的静态磁轭内的套管轴尖端的几何形状的声源本体来形成。流体可以是基本上不可压缩的，并且具有范围高达约10cps的黏度。任选地，电反应堆由压电材料和电活化聚合物中的至少一个制成。可进一步包括多个套管轴尖端和电反应堆，并且其被设置在本体中并且以大体上相同的角度彼此间隔。

声学能量源的另一个示例包括：本体；本体内的第一腔室；具有突出到第一腔室内的压力盘并且具有突出到第二腔室内的动态磁轭的位移放大器组件，所述动态磁轭为钻孔径向可移动的，并且具有从位移放大器组件的外周边正视径向朝内突出的成型狭槽；耦接至本体并且与动态磁轭的轴垂直的隔膜；具有尖端的套管轴组件，该尖端在动态磁轭的成型狭槽内往复运动并且成形为与动态磁轭内的相应的成型狭槽互补；以及在尖端与动态磁轭的成型狭槽之间的第二腔室内的流体，使得当尖端向内往复运动时，被尖端移位的流体的一部分在动态磁轭上施加力以促使压力盘进入在第一腔室弹性体内产生声学本体波的运动以及声学隔膜的反作用运动。套管轴尖端和成型狭槽可策略性地形成且尺寸设置为使得流体的膜设置在套管轴尖端与成型狭槽之间。在该示例中，将力从套管轴尖端传递至流体，所述力大大超过由流体施加到套管轴尖端上的摩擦力。还可以包括压电堆用于使套管轴尖端往复运动。任选地，套管轴尖端与狭槽之间的流体靠近薄壁歧管。声学能量源可进一步包括在本体中形成的静态磁轭，静态磁轭大体上与动态磁轭的运动同轴，并且其中，每个狭槽的一部分在动态磁轭中形成，并且每个狭槽的一部分在静态磁轭中形成。

本文中还公开了产生声学能量的方法，该方式包括提供壳体，该壳体内具有动态磁轭；在壳体内横向突出的套管轴组件；壳体上的隔膜；以及在动态磁轭和套管轴组件之间的流体。该方法进一步包括通过使套管轴组件沿着与壳体的轴相交的路径往复运动以往复地促使动态磁轭抵靠隔膜在第一弹性体腔室内产生声波来产生声学信号，套管轴组件和动态磁轭配置为使得套管轴组件与动态磁轭之间的相互作用产生在套管轴组件与动态磁轭之间的流体的膜内的压力传输。在该方法的示例中，膜类似于薄壁歧管。任选地，膜流体可以是水、硅油、甘油、液态金属镓铟锡合金或其组合。流体膜可以可替选地在与套管轴尖端的整个表面相邻处具有大体上恒定的厚度。在示例中，套管轴组件的大体上所有往复运动能量均通过流体的膜传递至动态磁轭。

附图说明

已陈述了本发明的一些特征和益处，当结合附图时，其他特征和益处将在继续描述的同时变得明显，在附图中：

图1是根据本发明的形成钻孔并且在底部孔组件上具有声换能器的钻孔系统的实施例的侧面局部截面图。

图2是根据本发明的图1的换能器的透视图。

图3是根据本发明的沿图2中线3-3截取的换能器的截面图。

图4是根据本发明的用于与图1的换能器中的一个一起使用的套管轴组件的实施例的透视图。

图5是根据本发明的沿图4中线5-5截取的套管轴组件的截面图。

图5A是根据本发明的图5的套管轴组件的一部分的截面图。

图6是根据本发明的具有在部分剖视图中所示的壳体的声换能器的示例的透视图。

图7是根据本发明的用于与图1的换能器中的一个一起使用的动态磁轭的示例的透视图。

图8是根据本发明的沿图2中线8-8截取的换能器的本体的示例的透视截面图。

图9是根据本发明的沿图2中线9-9截取的换能器的透视截面图。

图10是根据本发明的图2中的换能器的示例的分解视图。

图11A和图11B是根据本发明的形成于图2中的换能器内的歧管膜的示例的下透视图和上透视图。

图12是根据本发明的图2的换能器的声学输出频率响应的示例的曲线图。

虽然将结合优选实施例对本发明进行描述，但将理解的是，其并不旨在将本发明限制于该实施例。相反，其旨在涵盖可被包含在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有替代、修改和等同内容。

具体实施方式

现将在下文中参照附图对本公开内容的方法和系统进行更充分地描述，其中在所述附图中示出实施例。本公开内容的方法和系统可以为许多不同的形式，并且不应被理解为限于本文所列举的被示出的实施例；确切地说，提供这些实施例来使得本公开内容将是透彻和完整的，并且本公开内容将会将其范围完全传达给本领域技术人员。贯穿全篇相同的附图标记表示相同的元件。在实施例中，术语约的使用包括所引述大小的+/-5％。

应进一步理解的是，本公开内容的范围并不限于所示出和描述的结构、操作、具体材料或实施例的精确细节，因为修改和等同内容对于本领域技术人员将是明显的。在附图和说明书中，已公开了示例性实施例，并且尽管采用了特定术语，但它们仅用于一般性和描述性意义，并且不是为了限制的目的。

图1中的部分侧截面图中示出钻井系统10的一个示例，其中示出底部孔组件12具有钻孔挖通地层16的钻头14。钻井孔18通过用钻头14挖掘而形成，且其中在底部孔组件12上包括声学换能器20，其中换能器20是发射器24和接收器26。示例中示出了从发射器24传播、从地层16内的不连续面反射、然后朝向底部孔组件12传播回并由接收器26感测的波27。另外在示例中，使用钻柱28和旋转台30来旋转钻头14用于形成钻井孔18。底部孔组件12的优点在于，可以向钻头14前传播波27，使得关于钻头14前方的地层16的信息可被成像并用于进行关于钻井作业的决定。决定的一个示例可为沿着特定路径导向钻头14，和/或调整钻井的速率。其他决定包括调整结合钻井作业一起使用的钻井泥浆(未示出)的参数。

图2中示出发射器24的一个示例的侧透视图。在此示例中，示出发射器24具有大体上平面的矩形本体32；细长调谐共振支架34在沿轴向设置的本体32的拐角上，并设置在本体32的拐角中的凹槽35内。钻孔36示出为穿过本体32的侧壁而径向形成。进一步示出插入在每一钻孔36内的套管轴组件38。示出保护盖40跨本体32的上表面，其为容置在本体32内的发射器24的工作部件提供环境保护。进一步示出孔42穿过盖40而形成，其提供发射器24的工作部分与钻井孔18中的流体之间的流体连通(图1)。已知声换能器的示例见于美国专利申请序列号13/272,396中，所述申请被转让给本申请的受让人，且所述申请的全部内容通过引用合并到本文中用于所有目的。

在图3中，示出发射器24的侧截面图，其描绘了设置在盖40下方且跨本体32的上表面上的开口45的隔膜44。开口45限定本体32中的第一腔室46的上终端，其中第一腔室46从本体32的上表面轴向向下依靠，并且限定具有选择性发射引起隔膜44振动的声本体波的弹性体材料的体积。在图3的示例中，示出套管轴组件38具有例如压电元件的堆的电活性元件48，所述电活性元件通过伸展和/或收缩来响应于所施加的电力。圆锥形套管轴尖端50设置在径向向内导向的电活性元件48的端上。在示例中，套管轴尖端50处于与隔膜44的运动垂直的平面中。此外，套管轴尖端50定向成使得其相应较小直径部分定位成从较大直径部分径向向内。

本体32中的第二腔室51中示出设置有动态磁轭52，当在横截面中查看时具有截头圆锥形且面向下的下部。在下部上方，动态磁轭52转变为其横截面大体上为矩形且大体上具有圆柱形本体的上部。动态磁轭52的下截头圆锥形部分被示出相邻于径向向内面对的套管轴尖端50。下截头圆锥形部分动态磁轭52和套管轴尖端50的相应形状是成形为互补的。使得当套管轴尖端50径向向内突出时，套管轴尖端50与动态磁轭52之间的相互作用(通过连接流体介质)推动动态磁轭52相对于本体32的垂直平面且在平行于本体32的轴线Ax的方向上轴向向上。示出静态磁轭53形成在本体32的下部中，且其轴向向上突出。静态磁轭53的上表面与套管轴尖端50的相邻表面互补成形。流体54被限定在第二腔室51中且占据磁轭52、53与套管轴尖端50之间的空间。使磁轭52、53和套管轴尖端50策略性地成形导致流体54为在磁轭52、53与套管轴尖端50之间的空间中的膜。如下文将更详细论述，流体54成为膜而不是驻留在较大空间中的优点在于，当套管轴尖端50在第二腔室51中且在流体54内往复运动时，来自与流体54的相互作用的压缩张力被显著放大，从而极大地增加了发射器24的位移放大和声学输出效率。图3中进一步示出安装在动态磁轭52的上端上且大体上与轴线Ax同轴的板状压力活塞55。如所示，活塞55的外周边远离动态磁轭52向上依靠且相对于轴线Ax倾斜。还示出安装在本体32中的盘状盖56，其提供套管轴组件38的外部径向部分且用于保持和隔离在本体32内的套管轴组件38内的压力补偿油。

在图4中的侧透视图中示出套管轴组件38的示例。在此实施例中，套管轴组件38包括与套管轴尖端50同轴的前向壳体62。前向壳体62的一部分具有较大直径，其限定包围前向壳体62的肩部63且被示出相邻于套管轴尖端50。前向壳体62大体上为环形部件，且在远离肩部63的端上的外表面上具有螺纹。以螺纹方式连接到前向壳体62的后向部分的是后向壳体64，其也具有大体上圆形外表面且远离前向壳体62轴向延伸。在后向壳体64的尾端是凸起或增大直径部分，其限定在套管轴组件38的后向端上且远离肩部63的螺纹肩部65。与前向壳体62一样，后向壳体64是环形部件，但在内表面上具有与前向壳体62上的螺纹啮合的螺纹。平台66、67提供用于扳手组件(未示出)与前向壳体62和后向壳体64啮合的表面。

图5是沿图4中线5-5截取的套管轴组件38的轴向截面图。此处示出电活性元件48被插入在同轴且螺纹方式结合的前向壳体62和后向壳体64内。平面且盘状的预紧接合器68被示出与套管轴组件50同轴，且保持电活性元件48上的预紧并通过双头螺栓附接到套管轴尖端50的后向面向表面。在一个示例中，预紧接合器68可施加压缩性负载到电活性元件48上，使得通过拧紧前向壳体62和后向壳体64，可将压缩性预紧施加到电活性元件48上，当材料为压电材料时这具有显著的优点。腔室70被示出在电活性元件48与前向壳体62和后向壳体64的内表面之间的空间中。电引线72远离电活性元件48的一部分轴向突出且定位在腔室70内。可使用电源73(图1)来对电活性元件48供电。被示出倾斜穿过后向壳体64的尾端而形成的电线管道孔74可提供从电线75(图1)接入并进入电引线72用于激励电元件48。

图5A示出了套管轴组件38的前向端的一部分的详细视图。在该截面图中，箔片密封件77设置在套管轴尖端50的外圆周上并且径向向外突出成与肩部63的前向面向表面密封接触。箔片密封件77是薄构件且在套管轴尖端50和前向壳体62之间包括用作抗挠弯部78的弯曲部分。因此，抗挠弯部78允许套管轴尖端50以最小的力沿轴线AY轴向运动，同时仍保持前向壳体62中的套管轴尖端50的前向表面之间的流体密封。

现在参照图6，以透视图示出了换能器24的示例；其中本体32以虚线视图示出。这里，示出的四个套管轴组件38设置在本体32内并在钻孔36中对准。如此，每个套管轴组件38的套管轴尖端50布置成使得它们指向径向向内且彼此相邻。参照图7，以透视图示出了动态磁轭52。动态磁轭52具有本体79和向下面向表面80，本体79具有大致圆形的外圆周，向下面向表面80与静态磁轭53的向上面向表面(未示出)选择性地形成间隙(图3)。示出的狭槽81形成在本体79中，这些狭槽远离下表面80轴向延伸且径向向外延伸以在下表面80中限定一系列鞍状轮廓。示出的凸缘82从本体79的外周边径向向外突出，并且包括用作抗挠弯部且与下表面80轴向隔开的弯曲部分。

图8示出了沿图2中线8-8截取的本体32的向上面向下部。在此示例中，示出了径向钻孔36的下部，其中钻孔36从由动态磁轭52和静态磁轭53形成的腔室向外延伸。设置在静态磁轭53中的狭槽90类似于动态磁轭52的狭槽81(图7)。此外，如将在下面更详细地讨论的，当动态磁轭52配合以与静态磁轭53形成间隙时，狭槽81与狭槽90对准并形成与套管轴尖端50基本上互补的轮廓。静态磁轭53的上表面92与动态磁轭52的下表面80形成间隙(图7)。

图9中示出了本体32的沿图2中线9-9截取的仰视截面图。在此示例中，示出了在套管轴尖端50与动态磁轭52和静态磁轭53之间的第二腔室51中的流体54的一部分，在一个示例中，形成动态磁轭52和静态磁轭53中的套管轴尖端50之间的歧管流体膜(图3)。进一步示出了第一腔室46的部分，在示例中，这些部分包含弹性体，并且被该截面图横切。

图10以分解图示出了发射器24的实施例的示例。在此示例中，示出的动态磁轭52与静态磁轭53轴向隔开，并示出了动态磁轭52相对于静态磁轭53可以如何轴向往复运动的方向的一个示例。此外，以在内壳体62和外壳体64的螺纹装配之前的未压缩配置示出了电活性材料48。示出的调谐共振支架34与本体32的附接表面轴向隔开。示出的盖56从外壳体64径向向外，且一系列的孔穿过所述盖用于将盖56螺纹方式安装到本体32。图10中进一步示出了其中具有口袋部以降低其质量的隔膜44。隔膜44的任选实施例包括基本上为固态膜状的隔膜44。此外，在动态磁轭52的上表面上示出了双头螺栓用于与压力活塞55的螺纹孔附接。

图11A和图11B是第二腔室51中的流体54的膜的仰视透视图和俯视透视图，并且其可能存在于套管轴组件38与磁轭52、53之间。具体地，参考图11B，如上所述可能近似于歧管流体膜的流体膜54类似于歧管状配置，该歧管状配置基本上是薄壁的并且在其横向侧和上侧具有开口。在其横向侧的是入口端94，并且通过该入口端94，可插入套管轴组件38(图2)。关于与截取入口端的轴线连接垂直的轴线同轴的出口端96将围绕动态磁轭52。

在操作的一个示例中，来自电源73的可为交流电压的电力以使套管轴尖端50往复运动的方式与电活性元件48选择性地连通。当往复运动时，套管轴尖端50同步地径向向内突出，因此使来自第二腔室51内的流体54位移。密封在被限制空间中的流体54由于套管轴尖端50的径向向内突出而位移，并产生在动态磁轭52上的所得的向上力，以促使压力活塞55在填充有弹性体的第一腔室中产生声本体波，所述声本体波撞击隔膜44以便产生当声源布置在井下时可被选择性地引导到地层16中的声波25。声隔膜和源组件的部件的运动与调谐共振支架34的灵活性相耦合，以创建声压输出的谐振响应序列。发射器24的导致流体54在套管轴尖端50与磁轭52、53(图3)之间为基本上膜状配置的部件的战略尺寸放大了从套管轴尖端50传递到流体54的压缩力-张力，并且与调谐共振支架34的灵活性相耦合，以导致能量在期望广泛的操作频率范围内有效传递到隔膜44。为了说明所产生的声学能量，图12中以图表提供了曲线图98、100，其中横轴表示以赫兹(Hz)为单位的声源工作频率，并且纵轴表示在水中1m距离处以磅每平方英寸(psi)为单位的输出压力。曲线图98(非启示性示例)说明了稳定状态20瞬态周期响应的峰值大小，而曲线图100示出了较短持续时间瞬态10周期响应的峰值大小。每个曲线图示出了在或约2.3千赫兹处发生的基本共振频率，其中声学输出高达3.8psi。

用于流体54的示例流体包括水、硅油和镓铟锡合金液态金属。这些流体是最小黏度的且基本上和/或高度的不可压缩。在示例中，基本上和/或高度的不可压缩意味着当经受最大预期操作压力时，流体的体积变化小于0.1％。示例物理性质具有小于约10CPS的黏度。在另一示例中，流体的体积弹性模量可以为至少约10000MPa。电源的示例包括电容器以及位底部孔组件的一部分的充电泥浆马达。

在一示例中，用于填充第二腔室的流体是高度的不可压缩的且具有最小黏度(低于10cPs)，并且形成第二腔室的各部分被成型为使第二腔室中的总流体体积最小化，导致第二腔室流体中的周期性压缩和拉伸应力的大小被放大，且动态磁轭对周期性位移做出反应。动态磁轭的周期性位移可引起被嵌入在填充有弹性体的第一腔室中的压力盘的相当大的周期性位移，在填充有弹性体的第一腔室中发展为声本体波，所述声本体波撞击声隔膜并引起声隔膜的反应性周期性位移。在一个实施例中，由源发射到钻孔流体和地质地层中的声学能量的大小直接关系到隔膜位移的大小，并且对于特定的声大小和周期性频带宽，通过适当选择动态磁轭轮廓、套管轴尖端轮廓、第二腔室流体材料特性、第二腔室流体体积、第一腔室弹性体特性，以及第一腔室的几何形状和体积的组合，声学能量的大小可优化。

本文中所描述的磁轭52、53以及套管轴组件38的设计的优点在于配合部件符合开发在第二腔室中的高度的不可压缩流体的紧密限制的“薄流体间隙”；这进而形成“薄膜歧管”。因此，多余的流体体积被消除，所述多余的流体体积保留在以前设计中的“薄流体间隙”之外，其阻止足以在输出处实现放大的压力产生。本文中所描述的设计还消除了压电致动器活塞处的非对称动态模式，这种非对称动态模式困扰之前的设计，这是由于在流体中创建明显的压力梯度和所用流体中的过量流体剪切分布的截面的不对称性。替代地，本设计经验中的流体主要是静水压力振荡，而不是流体剪切力振荡。通过将流体中的力分离为压力而不是剪切，结果在整个流体间隙传递高得多的压力，从而提高了系统的效率。

因此，本文描述的本发明非常适合实现这些目标并达到所提到的目的和优点，以及其中固有的其他目的和优点。尽管已经出于公开目的给出了本发明的目前优选的实施例，但是过程的细节中存在许多变化以实现期望的结果。这些和其他类似修改对于本领域技术人员来说将容易理解，并且意在被涵盖在本文公开的本发明的精神以及所附权利要求书的范围内。

Claims (18)

1.一种用于与井下工具一起使用的声学能量源，其包括：

本体，所述本体安装至所述井下工具的壳体；

在所述本体中的第一腔室，所述第一腔室具有弹性体；

在所述本体中的第二腔室，所述第二腔室具有流体；

隔膜，所述隔膜与所述本体耦接为与所述第一腔室相邻，并且从所述第一腔室轴向向外以及朝向所述第一腔室轴向向内选择性地往复运动；

动态磁轭，所述动态磁轭具有突出到所述第二腔室中的端和保持突出到所述第一腔室中并且被嵌入到所述第一腔室的所述弹性体中的压力盘的相对端；

电反应堆，所述电反应堆被选择性地激励成振荡伸展配置和收缩配置；

套管轴尖端，所述套管轴尖端具有与所述电反应堆接触的端，所述套管轴尖端在所述电反应堆处于所述振荡伸展配置中时径向向内移动并且在所述电反应堆处于所述收缩配置中时径向向外移动，并且所述套管轴尖端具有相对端，所述相对端的轮廓形成为与所述动态磁轭中的凹槽大体上互补，使得所述第二腔室中的所述流体的膜在所述电反应堆处于所述振荡伸展配置和收缩配置时保持在所述套管轴尖端与所述动态磁轭之间；以及调谐共振支架，所述调谐共振支架具有附接至所述本体的端和附接至所述井下工具的相对端，并且与所述隔膜的运动动态地耦接以在指定操作频率和范围下产生所述声学能量源的声学输出的共振响应。

2.根据权利要求1所述的声学能量源，其进一步包括静态磁轭，所述静态磁轭安装在所述第二腔室中并且与所述动态磁轭的运动大体上同轴。

3.根据权利要求2所述的声学能量源，其进一步包括在所述静态磁轭中的凹槽，所述凹槽的轮廓形成为容置所述套管轴尖端。

4.根据权利要求1所述的声学能量源，其中，所述流体大体上是不可压缩的并且具有范围高达10cps的黏度。

5.根据权利要求1所述的声学能量源，其中，所述电反应堆包括至少一种压电材料。

6.根据权利要求1所述的声学能量源，其进一步包括多个套管轴尖端和多个电反应堆，所述多个电反应堆被选择性地激励成振荡伸展配置和收缩配置，设置在所述本体中，并且以大体上相同的角度彼此间隔开，并且使得所述第二腔室中的所述流体的膜在所述电反应堆处于所述振荡伸展配置和收缩配置时保持在所述套管轴尖端与所述动态磁轭之间。

7.根据权利要求1所述的声学能量源，其中，所述套管轴尖端和所述动态磁轭彼此间隔开，使得当所述套管轴尖端相对于所述动态磁轭往复运动时，所述第二腔室中的由所述套管轴尖端移位的流体量促使所述动态磁轭创建所述压力盘的运动并且在所述第一腔室的所述弹性体中产生声本体波，所述声本体波传播通过所述第一腔室的所述弹性体并且撞击在所述隔膜上，从而引起所述隔膜的运动。

8.一种声学能量源，其包括：

本体；

在所述本体中的第一腔室；

在所述第一腔室中的弹性体；

在所述本体中的第二腔室；

在所述第二腔室中的流体；

在所述第二腔室中的位移放大器组件，所述位移放大器组件具有动态磁轭，所述动态磁轭可轴向地移动并且具有成型狭槽，所述成型狭槽从所述位移放大器组件的外周边径向向内突出；

隔膜，所述隔膜与所述本体耦接并且与所述动态磁轭共面；

套管轴组件，所述套管轴组件具有尖端，所述尖端在所述动态磁轭的所述成型狭槽内往复运动并且成形为与相应的动态磁轭成型狭槽互补；以及

在所述第二腔室中的流体，所述流体在所述尖端与所述成型狭槽之间，使得当所述尖端径向向内往复运动时，由所述尖端移位的所述流体的一部分在所述动态磁轭上施加轴向力，以在所述第一腔室的所述弹性体中产生声本体波以及所述隔膜的反作用运动。

9.根据权利要求8所述的声学能量源，其中，所述套管轴组件的所述尖端和所述成型狭槽形成且大小设置为使得所述流体的膜设置在所述套管轴组件的所述尖端与所述成型狭槽之间。

10.根据权利要求9所述的声学能量源，其中，将力从所述套管轴组件的所述尖端传递至所述流体，所述力超过所述流体施加到所述套管轴组件的所述尖端上的摩擦力。

11.根据权利要求8所述的声学能量源，其进一步包括压电堆，所述压电堆用于使所述套管轴组件的所述尖端往复运动。

12.根据权利要求9所述的声学能量源，其中，所述套管轴组件的所述尖端与所述成型狭槽之间的所述流体的膜成形为薄壁歧管的形状。

13.根据权利要求8所述的声学能量源，其进一步包括在所述本体中形成的静态磁轭，所述静态磁轭与所述动态磁轭的所述运动大体上同轴，并且其中，每个成型狭槽的一部分在所述动态磁轭中形成并且每个成型狭槽的一部分在所述静态磁轭中形成。

14.一种产生声学能量的方法，其包括：

提供：壳体，所述壳体内具有动态磁轭；套管轴组件，所述套管轴组件在所述壳体内横向地突出；在所述壳体中的腔室；在所述壳体上的隔膜；调谐共振支架，所述调谐共振支架用于在期望的操作频率和范围下产生特定大小的声学输出；以及所述动态磁轭与所述套管轴组件之间的流体；以及

通过使所述套管轴组件沿着与所述壳体的轴线相交的路径作往复运动，以通过流体相互作用往复地迫使所述动态磁轭在所述腔室中的弹性体中产生声本体波撞击在所述隔膜上来产生声学信号，所述套管轴组件和所述动态磁轭配置为使得所述套管轴组件与所述动态磁轭之间的相互作用在所述套管轴组件与所述动态磁轭之间的所述流体的膜上产生压力传递。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述流体的膜成形为薄壁歧管形状。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述流体从以下列表中选出：水、硅油、甘油、液态金属镓铟锡合金及其组合。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述流体的膜在与所述套管轴组件的尖端的整个表面相邻处具有大体上恒定的厚度。

18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述套管轴组件的大体上所有往复运动能量均通过所述流体的膜被传递至所述动态磁轭。