NO20121055A1

NO20121055A1 - Akustisk transduser med en baerer med et vaeskefylt porost medium og fremgangsmater for fremstilling og bruk av denne

Info

Publication number: NO20121055A1
Application number: NO20121055A
Authority: NO
Inventors: Rocco Difoggio; Roger R Steinsiek
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2012-09-18
Also published as: GB2492016A; WO2011112563A2; US10602289B2; GB201217867D0; BR112012023486A2; US20110222369A1; GB2492016B; WO2011112563A3

Description

KRYSSREFERANSE TIL BESLEKTET SØKNAD

Denne søknaden tar prioritet fra ugransket US-patentsøknad 61/311,888, innlevert 9. mars 2010, som med dette inntas i sin helhet her som referanse.

BAKGRUNNSINFORMASJON

1. Oppfinnelsens område

[0001] Denne oppfinnelsen vedrører akustiske følere med bærere med høy akustisk dempning, fremgangsmåter for tilvirkning av slike følere samt bruk av de samme i akustiske verktøy for brønnhullslogging og andre anvendelser.

2. Beskrivelse av kjent teknikk

[0002] Typiske nedihulls akustiske loggeverktøy anvender én eller flere akustiske sendere og et antall akustiske mottakere. Frekvensen til en typisk sender er innenfor det ultrasoniske området, i alminnelighet 100 kHz eller høyere. Slike høyere akustiske frekvenser er foretrukne for å oppnå en bedre oppløsning i det trange rommet i et borehull. Verktøyet er normalt omgitt av et fluid i brønnhullet. Senderne anvender gjerne piezoelektriske sendere i et keramisk eller metallisk hus. Sendere sender akustiske signaler inn i grunnformasjonen rundt borehullet og de forskjellige mottakerne avføler akustiske signaler reflektert av formasjonen. Slike mottatte signaler blir behandlet for å bestemme en egenskap av interesse ved formasjonen og/eller ved borehullsveggen.

[0003] Den aktive delen av en typisk ultrasonisk transduser har lav ultrasonisk absorpsjon, noe som gjør at den ringer når transduseren blir eksitert. Slike transdusere inneholder typisk et piezoelektrisk aktivt element. Et bærermateriale er vanligvis festet til transduserens bakside for å spre og/eller absorbere akustisk energi for å redusere ringing, og for å dempe akustiske signaler for å redusere uønskede refleksjoner og resonanser i bæreren. Akustisk dempning og impedans (produktet av densitet og lyd-hastighet) er to viktige egenskaper ved en bærer. Den akustiske impedansen til bæreren for keramiske piezoelektriske transdusermaterialer varierer i alminnelighet fra en øvre verdi på omtrent 30 MRayl til en nedre verdi på 2-4 MRayl, avhengig av trans-duserutførelsen. Dempning er tap av akustisk energi og er hovedsakelig som følge av spredning av akustisk energi og absorpsjonstap. Bærermaterialer for akustiske transdusere er typisk bygget opp av en fastformig matrise, vanligvis en epoksy eller en annen polymer fylt med fast fyllstoff, så som wolframpulver, for å øke densiteten, og wolframpartikler eller mikroballonger, osv., som tjener som akustiske spredere, for å øke dempningen. Når akustiske bølger forplanter seg gjennom bæreren, vil enhver bevegelse av fyllstoffpartiklene i forhold til matrisen bidra til uelastisk dempning av de akustiske bølgene. For et fyllstoff med høy densitet og høyere akustisk impedans enn matrisen, vil den akustiske impedansen til bærermaterialet øke med mengden inn-lemmet fyllstoff. Bærerens sammensetning velges for å tilpasse den akustiske impedansen til bæreren til den til transduseren.

[0004] Et porøst medium neddykket i et fluid har vært anvendt for å dempe akustiske bølger som forplanter seg i dette fluidet og for å tjene som en sperreskjerm for å hindre at akustiske bølger forplanter seg i fluidet forbi skjermen. En slik anordning har imidlertid ikke vært brukt som en direkte bærer for en akustisk transduser for å absorbere akustiske bølger generert av et fastformig materiale. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en bærer av et væskefylt porøst medium og transdusere og akustiske verktøy som anvender de samme, hvilke transdusere er egnet for anvendelser med høy temperatur og i brønnhull.

OPPSUMMERING

[0005] I ett aspekt tilveiebringes en akustisk anordning, som i en utførelsesform omfatter en akustisk transduser og en bærer koblet til transduseren innrettet for å dempe akustiske bølger som mottas ved transduseren, der bæreren omfatter faste korn med en væske i rom mellom de faste kornene.

[0006] En annen utførelsesform tilveiebringer en fremgangsmåte som i ett aspekt omfatter å: tilveiebringe en akustisk transduser; tilveiebringe en bærer som omfatter faste korn med en væske i rom mellom de faste kornene; og koble bæreren til transduseren for å dempe akustiske bølger som mottas av transduseren.

[0007] Utvalgte eksempler på trekk ved en anordning og en fremgangsmåte som vises her er oppsummert nokså generelt for at den detaljerte beskrivelsen av disse som følger skal forstås bedre. Anordningen og fremgangsmåten som vil bli beskrevet i det følgende omfatter selvfølgelig ytterligere trekk, som vil danne gjenstand for de ved-føyde kravene.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0008] Foreliggende oppfinnelse vil best forstås ved å henvise til de vedlagte figurene, der like henvisningstall henviser til like elementer og der: Figur 1 viser et akustisk brønnloggeverktøy innrettet for å anvende akustiske transdusere beskrevet her; Figur 2 er et skjematisk diagram av et eksempel på transduser tilvirket i samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen; Figur 3 er en strektegning av en delvis transduserenhet som viser en akustisk sender med en bærer og en trykkbelg-basert trykkompenseringsanordning, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen; Figur 4 er en strektegning av en delvis transduserenhet med en akustisk føler, en bærer og en trykkompenseringsanordning av stempeltypen, ifølge en utførelses-form av oppfinnelsen; og Figur 5 viser bæreren dannet av lag av faste korn av forskjellig størrelse fremstilt i samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen.

BESKRIVELSE AV ILLUSTRERENDE UTFØRELSESFORMER

[0009] Figur 1 viser en skjematisk illustrasjon av et eksempel på brønnloggingssystem 100. Systemet 100 er vist å omfatte et loggeinstrument eller -verktøy 110 fraktet inn i et brønnhull eller borehull 101 dannet i en grunnformasjon 113. Verktøyet 110 kan være fraktet inn i brønnhullet 101 av en hvilken som helst passende struktur 114, så som en elektrisk armert kabel (også omtalt som en "wireline"), en glattline, et kveilrør, osv. Transportstrukturen 114 kan være kveilet opp på en vinsj 117 eller en tilsvarende anordning kjent for fagmannen. Transportstrukturen 114 kan bli ført inn i brønnhullet 101 fra en plattform eller rigg 111 på overflaten. Transportstrukturen 114 er elektrisk koblet i den ene enden til en styreenhet 190 på overflaten og i den andre enden til verktøyet 110. Styreenheten 190 kan være et datamaskinbasert system innrettet for å behandle data eller signaler frembrakt av verktøyet 110 for å estimere én eller flere parametere av interesse og sende kommandosignaler til forskjellige komponenter i verktøyet 110, og styre den generelle driften av verktøyet 110. Styreenheten 190 omfatter en prosessor 192, en datalagringsanordning 194 og programmer for å behandle data og styre driften av verktøyet 110. Styreenheten 190 kan også omfatte en fremvisningsenhet og periferisk utstyr for innmating av data og for å tilveiebringe et grensesnitt mellom menneske og maskin. Et telemetrisystem 112 kan bli anvendt for å opprette toveis datakommunikasjon mellom verktøyet 110 og styreenheten 190. Styreenheten 190 og verktøyet 110 kan også henholdsvis omfatte signaldekodings- og tolkningsenheter 198 og 116 og lagrings- eller registreringsenheter 194 og 118. Verk-tøyet 110 kan også omfatte en styreenhet 170, som i sin tur kan omfatte en prosessor 172 (så som en mikroprosessor), en datalagringsanordning 174, så som et halvleder-minne, og dataprogrammer 176 innrettet for å bli anvendt av prosessoren 172 for å eksekvere instruksjoner inneholdt i programmene 176. Signalene som sendes av verktøyet 110 til styreenheten 190 på overflaten og signalene som sendes av styreenheten 190 til verktøyet 110 blir dekodet, tolket, registrert og behandlet av de respektive styreenheter.

[0010] Fortsatt med henvisning til figur 1 er verktøyet 110 videre vist å omfatte eksempler på sendere T1 og T2 tilvirket i samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen, som vil bli beskrevet nærmere med støtte i figurene 2-5. En senderkrets bevirker senderne T1 og T2 til å sende akustiske signaler ut i grunnformasjonen 113. Mottakere R1 og R2 mottar akustiske signaler reflektert av grunnformasjonen 113 som reaksjon eller respons på de utsendte signalene. En passende elektrisk krets C1 kondisjonerer de mottatte signalene og styreenheten 170 behandler disse kondisjo-nerte signalene. Verktøyet 110 vist i figur 1 illustrerer et eksempel på et kabelført verk-tøy som tilveiebringer informasjon for bestemmelse eller estimering av en parameter av interesse eller egenskap ved formasjonen 113, så som akustisk porøsitet, beliggen-heten av laggrenser, osv. I et annet aspekt eller en annen utførelse kan verktøyet 110 anvende transdusere på et element 130, hvilke transdusere blir plassert nær ved eller i kontakt med borehullsveggen 103 for å avbilde borehullsveggen 103. For formålet med denne oppfinnelsen kan ethvert akustisk verktøy som anvender en transduser tilvirket i samsvar med en utførelsesform beskrevet her bli anvendt for å estimere en egenskap av interesse. Videre skal det bemerkes at selv om figur 1 viser et kabelført akustisk verktøy, verktøyet 110 kan være et akustisk måling-under-boring-verktøy (også omtalt som et logging-under-boring-verktøy) for å estimere en parameter eller egenskap av interesse under boring i et brønnhull. For slike "under-boring"-anvendelser kan verktøyet være en del av en boreenhet som blir fraktet på skjøterør eller kveilrør. Telemetrien for en slik anvendelse kan omfatte en hvilken som helst passende telemetrimetode, herunder, men ikke begrenset til slampulstelemetri; elektromagnetisk telemetri; trådløs telemetri; og kabelrørtelemetri.

[0011] Figur 2 viser et tverrsnitt gjennom et eksempel på en transduserenhet 200 tilvirket i samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen. Transduserenheten 200

omfatter en transduser 207 og et vindu 201 laget av et passende materiale, så som et materiale som selges under varemerket Teflon®. I en utførelsesform kan transduseren 207 være en keramisk piezoelektrisk ultrasonisk transduser. Transduseren 207 sender signaler fra sin forside 207a gjennom vinduet 201 ut i en formasjon gjennom fluidet i brønnhullet. Alternativt kan transduseren 207 være anordnet på et element, så som en utstrekkbar arm, som strekker ut transduseren 207 eller transduserenheten 200 til et sted nærved eller i kontakt med brønnhullsveggen. I ett aspekt kan rommet mellom forsiden 207a av transduseren 207 og vinduet 201 være fylt med et passende materiale 205, så som olje. I ett aspekt blir den akustiske impedansen til transduseren 207 tilpasset til den akustiske impedansen til materialet 205. Det skal bemerkes at bruken av Teflon® ikke skal forstås som en begrensning, og et hvilket som helst annet materiale med ønsket slitasjebestandighet og ønskede akustiske egenskaper kan bli anvendt for formålet med denne oppfinnelsen.

[0012] Fortsatt med henvisning til figur 2 omfatter transduserenheten 200 også en bærer (eller en akustisk demper) 209 med en forside 209a og en bakside 209b. Baksiden 209b av bæreren 209 er plassert i kontakt med baksiden 207b av transduseren 207. Transduseren 207 og bæreren 209 kan være koblet til hverandre i kontaktflaten 208 av en hvilken som helst passende anordning 215, så som klemmer. En passende epoksy, grease, fluid, myk metallmembran eller vedheftingsmiddel 216 kan også bli anvendt for å feste bæreren 209 til transduseren 207.1 en utførelse kan epoksy eller andre vedheftingsmidler anvendt med en bærer av et konsolidert porøst medium være anvendt kun langs periferien av bæreren til periferien av transduseren. Passende ledere 211 kan bli anvendt for å koble transduseren 207 til en elektrisk krets, for eksempel en som anvender eller ikke anvender en transformatorspole, for å aktivisere transduseren 207 til å sende ut akustiske signaler med en valgt frekvens. I ett aspekt er frekvensen en ultrasonisk frekvens. I et annet aspekt er frekvensen høyere enn 100 kHz. Bæreren 209 er innrettet for å dempe akustiske signaler som forplanter seg til transdusersiden 207b og for å redusere refleksjoner fra kontaktflaten 208 mellom transduseren 207 og bæreren 209.1 ett aspekt kan bæreren 209 omfatte et væskefylt porøst medium. Bærerens akustiske impedans er tilpasset impedansen til transdusersiden 207b. I et annet aspekt kan en trykkompenseringsanordning 220 være tilveiebrakt for å kompensere for trykkendringer i fluidet i bæreren 209. Utvalgte detaljer ved bæreren og trykkompenseringsanordningen vil bli beskrevet nærmere med støtte i figurene 3-5.

[0013] Figur 3 viser en strektegning av en delvis transduserenhet 300 tilvirket i samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen. Enheten 300 er vist å omfatte en sender (eller transduser) 310 med en forside 310a og en bakside 310b. En side 320b av bæreren 320 er koblet til baksiden 310b av transduseren 310 av en passende kobling 315, som kan være mekanisk kobling laget av et passende materiale, så som stål, bronse, en legering eller et komposittmateriale. Et vedheftingsmiddel, fluid, grease, myk metallmembran eller epoksy 330, kan også være anvendt for å koble bæreren 320 til transduseren 310. Transduseren 310 kan omfatte et piezoelektrisk element i et keramisk eller metallisk legeme 312. Andre sendere kan også bli anvendt for formålet med denne oppfinnelsen. I ett aspekt kan bæreren 320 være et væskefylt porøst medium 322. Det porøse mediet 322 kan være et dannet av faste partikler (fyllstoff), så som bronsepartikler, stålpartikler, osv. I ett aspekt kan fyllstoffet være et sintret materiale. Det porøse mediet 322 i bæreren kan være dannet ved å komprimere et metallpulver i en reduserende atmosfære ved en temperatur høy nok til å gjøre at pulverpartiklene brennes fast til hverandre og med det blir en metallisk "stein" (et porøst medium) med ønsket porøsitet eller mellomrom mellom kornene i fyllmaterialet. Rommene mellom kornene kan så bli fylt med en passende væske 324, så som silikonolje. I et aspekt demper det væskefylte porøse bærermediet 320 lydbølgene som treffer senderens bakside 310b. Dempningen øker med frekvens. En bærer med et silikonoljefylt sintret metallisk fyllstoff, så som bæreren 320, utviser høy akustisk dempning, for eksempel i området fra 20-120 db per cm (50 - 300 db per tomme). For eksempel har en 153-kvalitet sintret porøs bronse fylt med Dow Corning silikonolje en akustisk dempning på 39 db/cm eller mer ved 120 kHz. En 153A-kvalitet sintret bronze har korntetthet 8,886 gr/cm<3>, porediameter 36-60 mikroner, porøsitet 40,7 prosent og permeabilitet 3,230 millidarcy. En fluorsilikonvæske, så som Dow Corning FS-1265 eller en annen høytemperaturbestandig væske, kan også bli anvendt for formålet med denne oppfinnelsen. Ved driftstemperaturer på 300°C kan en høytemperaturbestandig væske, så som en vegetabilsk olje med høy andel oljesyre eller en naturlig esterbasert væske, for eksempel et produkt alminnelig tilgjengelig under varemerket "Envirotemp FR3", bli anvendt.

[0014] Fortsatt med henvisning til figur 3 kan enheten 300 videre omfatte en trykkompenseringsanordning 340.1 ett aspekt kan trykkompenseringsanordningen 340 være en belg som inneholder en væske 326. Belgen 340 kan være plassert rundt bæreren 320 og fastgjort rundt transduseren med koblingen 315. En hvilken som helst annen mekanisme kan bli anvendt for å koble belgen til bæreren 320.1 drift kan væske fra bæreren bevege seg vekk fra bæreren som følge av en trykk- og/eller temperatur-økning i brønnhullet. Denne væsken blir absorbert av væsken 326 i belgen 340, noe som kan gjøre at belgen utvider seg og med det sørge for trykkompensasjon for transduseren 310.

[0015] Figur 4 viser en annen utførelsesform av en trykkompensert akustisk transduserenhet 400. Enheten 400 omfatter en bærer 420 koblet til en akustisk transduser 410 på måten beskrevet i forbindelse med figur 3. I ett aspekt gir trykkompenseringsanordningen 440 trykkompensering for transduseren 410 for å hindre at en betydelig trykkdifferanse over transduseren ødelegger eller sprekker opp transduseren når anordningen utsettes for høye brønnhullstrykk. Keramikk som blir anvendt i transdusere har høy trykkfasthet og er således sterke under hydrostatisk belastning. Keramikk har imidlertid ikke høy strekkfasthet. Dersom det påføres en betydelig trykkdifferanse over flaten til en keramisk transduser fastholdt i kantene, kan derfor sprekker utvikle seg de i områdene av transduseren som er under strekk. Trykkompensering kan derfor være fordelaktig nede i brønnhull og i andre høytrykksanvendelser. I aspekter kan trykkompenseringsanordningen 440 omfatte et kammer 442 som omgir bæreren 420. Kammeret 442 kan omfatte et flytende stempel 444. Kammeret 442 kan inneholde en valgt mengde væske 446 på hver side av stempelet 444. En økning i volumet til væsken 446, som for eksempel kan være et resultat av en økning i trykket og/eller temperaturen til bæreren eller transduseren, vil gjøre at stempelet 444 beveger seg vekk fra bæreren 420, og med det besørge trykkompensering for transduseren 410. En reduksjon av volumet til væsken 446 i bæreren vil gjøre at stempelet 444 beveger seg mot bæreren 420.

[0016] Figur 5 viser et fastformig porøst medium 500 tilvirket i samsvar med en annen utførelsesform av oppfinnelsen for bruk som en bærer, som omtalt over. Det fastformige porøse mediet 500 omfatter et flertall lag L1 - Ln. I ett aspekt kan forskjellige lag være dannet av metallkorn av forskjellig størrelse. For eksempel kan laget L1 ha korn med størrelse d1 mens lag L2 kan ha korn med størrelse d2. Korn i andre lag L3 - Ln kan ha samme størrelse som de i lagene L1 og L2, eller kan inneholde korn med andre størrelser. Normalt vil det fastformige porøse mediet 500 omfatte minst to lag med korn av forskjellig størrelse. Kornstørrelsene og de tilhørende lagene kan være valgt slik at det fastformige porøse mediet 500 gir optimal dempning av de akustiske signalene generert av den transduseren det er tilpasset for. Slike fluidfylte kornbaserte systemer gir en veldig høy absorpsjon av akustiske signaler. Lagene kan være konstruert for å løse problemet med at det alltid er en viss refleksjon i en kontaktflate mellom lag med forskjellig absorpsjonskoeffisient. Ved å plassere det minst akustisk absorberende laget (størst porestørrelse og fyllfluid med lavest viskositet) nærmest transduseren og så plassere de mer avdempende lagene lengre ut, er det er mulig å unngå kontaktflater med for skarpt sprang i absorpsjonskoeffisient og dermed unngå nevneverdig akustisk refleksjon som følge av brå endringer i absorpsjon. En likning for den akustiske amplituderefleksjonskoeffisienten i en kontaktflate der det er et absorp-sjonssprang kan uttrykkes som:

<R>tøpsbeheftet<=>Rtøpsfri<+>i A/2,

hvor Rtapsfrier den tapsfrie akustiske refleksjonskoeffisienten og A er endringen i a / k (absorpsjonskoeffisient dividert med bølgetall) over kontaktflaten.

[0017] I aspekter kan de fluidfylte porøse mediene som anvendes som transduser-bærermateriale fremstilt i samsvar med foreliggende oppfinnelse utvise to ønskede egenskaper: (1) veldig høy eller maksimal akustisk absorbsjon; og (2) veldig lav eller minimal akustisk refleksjon i kontaktflaten mellom bærermateriale og transduser. Spesifikt kan den akustiske impedansen til de fluidfylte porøse mediene være nøye tilpasset den akustiske impedansen til transduseren de er i kontakt med for å minimere akustisk refleksjon. Videre, siden fluidet i de fluidfylte porøse mediene er i kontakt med overflaten av transduseren, sørger denne utformingen for en naturlig trykkompensering for transduseren.

[0018] I ett aspekt tilveiebringer oppfinnelsen således en anordning som omfatter en akustisk transduser, en bærer koblet til en transduserside, der bæreren er innrettet for å avdempe akustiske signaler mottatt på denne transdusersiden. I ett aspekt omfatter bæreren et fastformig porøst medium fylt med en væske mellom kornene i det fastformige mediet. Kornene kan være konsoliderte (for eksempel brent fast til hverandre) eller ikke brent fast til hverandre (ukonsoliderte). Ukonsoliderte korn, i ett aspekt, gir enkel formbarhet til transdusere med buede former. For hovedsakelig uniforme korn-størrelser kan kornstørrelse være valgt for å oppnå en valgt permeabilitet og en tilhørende tapsfaktor. Alternativt kan kornstørrelsesfordelingen bli anvendt for å redusere porøsiteten og med det justere den akustiske impedansen dersom dette er ønsket for bedre akustisk impedanssammenfall med transduseren. Kornstørrelses-fordelingen (dårlig sortering) vil også redusere permeabiliteten. Fyllfluidets viskositet kan velges for å oppnå en ønsket absorpsjon. Bæreren omfatter således faste korn med en væske i rommene mellom kornene. I ett aspekt er bæreren utført slik at den akustiske impedansen til bæreren tilnærmelsesvis sammenfaller med den akustiske impedansen til transdusersiden. I et annet aspekt omfatter anordningen en trykkompenseringsanordning innrettet for å sørge for trykkompensering for transduseren for bruk i et brønnhull eller andre miljøer med høyt trykk. En hvilken som helst passende trykkompenseringsanordning kan bli anvendt for formålet med denne oppfinnelsen. I ett aspekt omfatter trykkompenseringsanordningen belger som inneholder væsken i kommunikasjon med bæreren. I et annet aspekt omfatter trykkompenseringsanordningen et kammer som inneholder et flytende stempel i en væske som står i fluidkommunikasjon med bæreren. I et annet aspekt kan bæreren omfatte et porøst medium med et flertall lag av faste korn, der minst to lag har korn av forskjellig(e) størrelse(r). Kornene av forskjellig(e) størrelse(r) kan velges for å redusere akustisk refleksjon forårsaket av en brå endring i akustisk dempning i en kontaktflate mellom transduseren og bæreren. Kombinasjonen av størrelsen til kornene og viskositeten til væsken velges for å oppnå en ønsket dempning av de akustiske signalene som kommer inn i bæreren. Kornene kan være av et hvilket som helst passende materiale, herunder, men ikke begrenset til bronse, stål, en fastformig polymer, et keramisk materiale, en kombinasjon av et metallisk materiale og et ikke-metallisk materiale, to eller flere metalliske materialer eller to eller flere ikke-metalliske materialer. Bæreren kan være utført som en beholder som inneholder pakkede korn. I aspekt kan kornene være sintret.

[0019] I et annet aspekt tilveiebringes en fremgangsmåte, der fremgangsmåten, i en utførelsesform, kan omfatte å: tilveiebringe en akustisk transduser; tilveiebringe en bærer som omfatter faste korn med en væske i rom mellom de faste kornene; og plassere bæreren i kontakt med en overflate av transduseren for å dempe akustiske signaler som mottas ved overflaten av transduseren. I et annet aspekt kan fremgangsmåten videre omfatte å tilnærmelsesvis matche den akustiske impedansen til bæreren med den akustiske impedansen til overflaten av transduseren. I et annet aspekt kan fremgangsmåten videre omfatte å trykkbalansere transduseren for et valgt miljø. I nok et annet aspekt kan trykkbalanseringen oppnås ved å tilveiebringe belger inne-holdende væsken som står i fluidkommunikasjon med bæreren. I et annet aspekt kan trykkbalanseringen besørges ved å feste et kammer som inneholder fluidet og et flytende stempel som beveger seg inne i kammeret etter hvert som volumet til fluidet i bæreren endrer seg. I en utførelse kan bæreren omfatte et flertall lag av faste korn, der minst to av disse lagene inneholder forskjellige kornstørrelser. I aspekter kan kornene av forskjellig størrelse være valgt for å redusere akustisk refleksjon forårsaket av en brå endring i akustisk dempning på overflaten av transduseren. I nok et annet aspekt kan størrelsen til de faste kornene og viskositeten til væsken være valgt for å oppnå en ønsket dempning av de akustiske signalene på overflaten av transduseren. De faste kornene kan være valgt fra et materiale som er én av: bronse; stål; fastformig polymer; keramisk materiale; en kombinasjon av to eller flere av et metallisk materiale og et ikke-metallisk materiale. I ett aspekt kan bæreren omfatte en beholder med pakkede korn.

[0020] I nok et annet aspekt tilveiebringes et akustisk verktøy for å estimere en egenskap av interesse, der verktøyet, i en utførelse, omfatter: en senderenhet som omfatter en akustisk sender og en bærer i kontakt med en side av den akustiske senderen, der bæreren omfatter faste korn med en væske i rom mellom de faste kornene. I ett aspekt kan senderen være innrettet for å sende ut akustiske signaler i en formasjon rundt et brønnhull. Verktøyet kan omfatte én eller flere mottakere innrettet for å motta signaler fra en formasjon som reaksjon eller respons på signalene utsendt av senderen. En prosessor tilknyttet verktøy kan være innrettet for å behandle signaler mottatt av mottakeren for å estimere en egenskap av interesse. Det akustiske verktøyet kan være innrettet for akustisk logging av brønnhullet etter at det er boret eller for logging av brønnhullet under boring av brønnhullet.

[0021] Beskrivelsen over er rettet mot bestemte konkrete utførelsesformer og fremgangsmåter for å lette forklaringen. Forskjellige endringer og modifikasjoner i disse utførelsesformene vil imidlertid sees av fagmannen. Alle slike endringer og modifika sjoner er å anse som en del av denne beskrivelsen og innenfor rammen til de ved-føyde kravene.

Claims

1. Akustisk anordning, omfattende: en akustisk transduser; og en bærer i kontakt med transduseren, der bæreren omfatter faste korn med en væske i rom mellom de faste kornene og er utformet for å dempe akustiske signaler som kommer inn i bæreren fra transduseren.

2. Anordning ifølge krav 1, der den akustiske impedansen til bæreren tilnærmelsesvis sammenfaller med den akustiske impedansen til en overflate av transduseren.

3. Anordning ifølge krav 1, videre omfattende en trykkbalanserende anordning innrettet for å sørge for trykkbalanse for transduseren.

4. Anordning ifølge krav 3, der den trykkbalanserende anordningen innbefatter én av: en fleksibel innkapsling som inneholder væsken innrettet for å muliggjøre kommunikasjon mellom væsken og bæreren; og et kammer som inneholder væsken og et stempel, med væsken i kommunikasjon med bæreren.

5. Anordning ifølge krav 1, der bæreren omfatter et flertall lag av faste korn, der minst to lag har forskjellige kornstørrelser.

6. Anordning ifølge krav 5, der de forskjellige kornstørrelsene er tilpasset for å redusere akustisk refleksjon forårsaket av en brå endring i akustisk dempning i en kontaktflate mellom transduseren og bæreren.

7. Anordning ifølge krav 1, der kornenes størrelse og væskens viskositet er valgt for å oppnå en valgt dempning av de akustiske signalene.

8. Anordning ifølge krav 1, der kornene er valgt fra en gruppe av materialer bestående av: (i) bronse; (ii) stål; (iii) en fastformig polymer; (iv) et keramisk materiale; og (v) en kombinasjon av to eller flere metalliske materialer og et ikke-metallisk materiale.

9. Anordning ifølge krav 1, der de faste kornene er pakket i en beholder.

10. Anordning ifølge krav 1, der kornene er sintret.

11. Fremgangsmåte for å tilveiebringe en anordning, omfattende trinnene med å: tilveiebringe et verktøylegeme; og tilveiebringe en akustisk transduser i verktøylegemet; og tilveiebringe en bærer som innbefatter faste korn med en væske i rom mellom de faste kornene; og plassere bæreren i kontakt med en overflate av transduseren for å dempe akustiske bølgesignaler ved overflaten av transduseren.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, videre omfattende trinnet med å tilnærmelsesvis matche den akustiske impedansen til bæreren med den akustiske impedansen til overflaten av transduseren.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11 videre omfattende trinnet med å trykkbalansere transduseren.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, der trinnet med å trykkbalansere omfatter én av følgende trinn: å tilveiebringe belger som inneholder væsken i kommunikasjon med bæreren; og å tilveiebringe et kammer som inneholder væsken og et stempel, med væsken i kommunikasjon med bæreren.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 11, der trinnet med å tilveiebringe bæreren omfatter trinnet med å tilveiebringe en bærer med et flertall lag av faste korn, der minst to av disse lagene har faste korn av forskjellige størrelser.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, der de faste kornene av forskjellige størrelser er tilpasset for å redusere akustisk refleksjon forårsaket av en brå endring i akustisk dempning ved overflaten av transduseren.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 11, der trinnet med å tilveiebringe bæreren omfatter trinnet med å velge størrelsen til de faste kornene og viskositeten til væsken for å oppnå en valgt dempning av akustiske signaler ved overflaten av transduseren.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 11, der de faste kornene er av et materiale fra en gruppe bestående av: bronse; stål; en fastformig polymer; et keramisk materiale; en kombinasjon av to eller flere metalliske materialer og et ikke-metallisk materiale.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 11, der de faste kornene pakkes i en beholder.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 11, videre omfattende trinnet med å plassere transduseren og bæreren i et akustisk verktøy for bruk i et brønnhull for å bestemme en egenskap av interesse.

21. Akustisk verktøy for å bestemme en egenskap av interesse, omfattende: en akustisk sender med en bærer i kontakt med en side av den akustiske senderen, der bæreren innbefatter faste korn med en væske i rom mellom de faste kornene, og der senderen er innrettet for å sende ut akustiske signaler i en formasjon rundt et brønnhull; en mottaker innrettet for å motta signaler som reaksjon på signalene utsendt av senderen; og en prosessor innrettet for å behandle signaler mottatt av mottakeren for å estimere egenskapen av interesse.

22. Akustisk verktøy ifølge krav 21, der senderen videre omfatter en trykkbalanserende anordning innrettet for å sørge for trykkbalanse for senderen.

23. Akustisk verktøy ifølge krav 21, der det akustiske verktøyet er innrettet for akustisk logging som én av: et verktøy for å logge brønnhullet etter at det er boret; og et verktøy for å logge brønnhullet under boring av brønnhullet.

24. Fremgangsmåte for å bestemme en egenskap av interesse, omfattende følgende trinn: å sende akustiske signaler inn i en formasjon fra en sender plassert i et verktøy i et brønnhull, der senderen innbefatter et hus og en bærer i kontakt med huset og der bæreren innbefatter faste korn med en væske i rom mellom de faste kornene og er innrettet for å dempe akustiske signaler ved en kontaktflate mellom huset og bæreren; å motta akustiske bølger ved en mottaker fra formasjonen som reaksjon eller respons på de utsendte akustiske bølgene; og å behandle signaler fra mottakeren for å estimere egenskapen av interesse.