NO335726B1 - Mottakerseksjon for et akustisk loggeverktøy med polariserte trykkfølere - Google Patents
Mottakerseksjon for et akustisk loggeverktøy med polariserte trykkfølere Download PDFInfo
- Publication number
- NO335726B1 NO335726B1 NO20093261A NO20093261A NO335726B1 NO 335726 B1 NO335726 B1 NO 335726B1 NO 20093261 A NO20093261 A NO 20093261A NO 20093261 A NO20093261 A NO 20093261A NO 335726 B1 NO335726 B1 NO 335726B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- receiver section
- receiver
- stated
- tool
- section
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 28
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 15
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005404 monopole Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/01—Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
- E21B47/017—Protecting measuring instruments
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/40—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
- G01V1/52—Structural details
- G01V1/523—Damping devices
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
En muffe for et akustisk loggeverktøy har en oppbygning med en vindusseksjon med færre staver enn på en vanlig muffe, samt adskilt fra et slisset område med tynne slisser i omkretsretningen, og som er spenningsavlastet ved sine ytterender ("dombjelle"-formet). Mottakerholdere av stål er anordnet for hydrofon-trykkfølere, og dette sammen med aksialt orienterte hydrofoner gjør dette verk- tøy mindre følsomt for forstyrrende vibrasjoner. Mottakerseksjon for et akustisk loggeverktøy med polariserte trykkfølere, og som er karakterisert ved at følernes polariseringsakse forløper parallelt med verktøylegemets akse.
Description
TEKNISK OMRÅDE
Foreliggende oppfinnelse gjelder akustiske loggeverktøy, og særlig slike aspekter ved en mottakerseksjon av et akustisk loggeverktøy hvor påvirkningen fra bøyebølger nedsettes til et minimum.
BAKGRUNNSTEKNIKK
Akustiske loggeverktøy er anvendt ved vurdering av formasjoner som omgir borehull av den art som anvendes for utvinning av hydrokarboner. Fig. 1 viser en skjematisk skisse av et tidligere kjent akustisk loggeverktøy, slik som DSI (Dipole Sonic Shear Imager) fra Schlumberger. Dette verktøy omfatter en sonde 10 som nedsenkes i et borehull 12 ved hjelp av en ledningskabel 14. Kabelen anvendes både for å bære sonden 10 og for å opprette en overføringsbane for effektforsyn-ing, reguleringssignaler og dataoverføring til overflateenheten 16. Sonden 10 omfatter en senderseksjon TX som er i stand til å generere dipol- og monopol akustiske signaler, en lydisolasjonsskjøt SU, en mottakerseksjon RX og en elektronikkinnsats EC. Mottakerseksjonen RX omfatter et antall innbyrdes adskilte mottakerstasjoner, idet det vanligvis anvendes åtte stasjoner, og hver stasjon har typisk fire piezoelektriske følere for å måle borehullstrykk som skriver seg fra pas-serende akustiske bølger. Eksempler på forskjellige aspekter ved et slikt verktøy kan finnes i US 4,850,450, US 4,862,991, US 4,872,526, US 5,036,945 og US 5,043,952.
Ved dipollogging genererer senderen TX et akustisk dipolsignal som forplantes langs et antall mulige baner til mottakere RXi, RX2(bare to stasjoner er vist her i stedet for de vanlige åtte for oversiktens skyld). Disse baner, som er vist skjematisk i fig. 2, er (1) langs selve sonden, (2) gjennom det fluid som fyller borehullet, og (3) som en formasjon/ borehullmodus hvor signalet passerer fra senderen gjennom fluidet i borehullet til de formasjoner som omgir borehullet, hvor det frembringes en overflatebølgemodus for borehullet (dette er en spredningsmodus hvis langsomme spredningsegenskaper er bestemt både av egenskapene ved de formasjoner som omgir borehullet, borehullets dimensjoner og borehullfluidets egenskaper), og derpå tilbake inn i borehullfluidet og deretter til mottakerne RXi, RX2. Da formålet med akustisk logging er å bestemme egenskapene for den formasjon som omgir borehullet, er det den sistnevnte forplantningsbane som er av interesse, idet de signaler som passerer langs banene (1) og (2) ikke gir noen in-formasjon om disse formasjonene og således bare forstyrrer evalueringen. Hastigheten (eller "langsomheten") av de akustiske signalers forplantning er avhengig av den fysiske art av det medium som signalet forplantes gjennom, og jo stivere med-iet er, jo raskere vil forplantningen vanligvis være. Langsomheten av trykkfeltsig-nalet gjennom borehullfluidet er typisk omkring 656 u.s/m. Langsomheten av verk-tøyets bøyebølge er avhengig av verktøyets spesielle oppbygning, men vil vanligvis være > 2300 u.s/m. Langsomheten av formasjonens/ borehullets bøyebølgesig-nal (det signal som er av interesse) kan ligge i området fra omkring 328 u.s/m til 3280 u.s/m i typiske formasjoner som logges av disse verktøyene. Nærvær av lydisolasjonsskjøten SU mellom senderen TX og mottakeren RX bidrar i en viss grad til å redusere det signal som forplanter seg langs sondelegemet ("verktøysignalet"), og et eksempel på dette er beskrevet i US 4,862,991. Dette er imidlertid i seg selv ikke tilstrekkelig, spesielt når det gjelder forplantningen av bøyebølgen langs verktøyet. Et opplegg er å opprette et hus for sonden og som er konfigurert til å forsinke verktøysignalet i tilstrekkelig grad til at det ikke forstyrrer formasjonssignalet. Et eksempel på dette kan finnes i US 4,850,450 og i Schlumberger's DSI verktøy. Mottakerseksjonen i DSI verktøyet omfatter et sentralt dorstykke rundt hvilket det er montert vekslende teflonhydrofonholdere og avstandsstykker i stål som er sammenkoplet for å danne en sammenhengende struktur. Hydrofonene er innrettet radialt (polariseringen av den piezoelektriske stakk er rettet inn på linje med verktøyets radius). Den oppslissede muffen har vekslende vinduer og slissede strukturer. Vindusseksjonen har 10 staver som avgrenser vinduene (hvert vindu danner en bue på 20°) og fire rekker regelmessige omkretsslisser (hver sliss danner en bue på 70°). Denne slissede muffe er vist i fig. 3a og 3b.
Et annet opplegg er å unngå bruk av et stivt kontinuerlig hylster i mottakerseksjonen. US 5,289,433, US 5,343,001 og US 5,731,550 beskriver akustiske verktøy hvor mottakeren omfatter mottakerstasjoner som er adskilt ved hjelp av en kopler eller avstandsstykker som omfatter et eller annet ettergivende eller akustisk isolerende material på kontaktflatene. Det opplegg som er beskrevet i patentene
med sluttsifre hhv. '433 og '001 i patentnumrene er at mottakerseksjonen mangler tilstrekkelig styrke eller stivhet til å kunne anvendes under krevende loggeforhold i
ikke-vertikale brønner. Under slike forhold må det anvendes en muffe og problemet med verktøysignalforstyrrelse vil da foreligge. Koplingsstykkene i patentet med sluttsifferet '550 i patentnummeret er konfigurert til å tillate større stivhet under trykkpåvirkning, men bibeholder et lydisolasjonselement ved strekk-påkjenning, hvilket er den normale loggetilstand.
Skjønt verktøy med slisset muffe faktisk har gode mekaniske egenskaper, kan visse problemer opptre ved langsomme formasjoner, nemlig når muffean-komstene vil påvirke bølgeankomstene fra den langsomme formasjon, og når uregelmessigheter opptrer i bølgeformene fra mottakerseksjonen pga. de verktøy-vibrasjoner som eksiteres av borehullsbølgene. Det er derfor et formål for denne oppfinnelse å forsøke å løse slike problemer.
BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN
Foreliggende oppfinnelse utnytter visse prinsipper for å frembringe en struk-turoppbygning som har en bøyebølgespredning (langsomhet som funksjon av frekvens) som ikke overlapper bøyebølgespredningen for borehullet i de formasjoner som er av interesse, og hvor mottakerseksjonen er konstruert til å optimalisere deteksjonen av vedkommende signal av interesse, samtidig som forstyrrelsessignalets og mottakerseksjonens følsomhet for kopling til borehullets vibrasjonsmodus nedsettes til et minimum.
I samsvar med et aspekt ved oppfinnelsen, har en muffe som omgir mottakerseksjonen i et akustisk loggeverktøy, i det minste i mottakerstasjonsområdet, vekslende første og andre partier med åpninger fordelt langs sin lengde, og hvor: (a) det første åpningspåførte partiet har langstrakte aksiale stavelementer som er innbyrdes adskilt av vinduer i et omkretsarrangement, idet vinduene er bredere enn stavene, og (b) det andre parti med åpninger har rekker av langstrakte slisser i omkretsretningen, hvor slissene har forholdsvis smale midtpartier og forholdsvis utvidede endepartier.
I henhold til et annet aspekt ved oppfinnelsen omfatter en mottakerseksjon for et akustisk loggeverktøy et antall mottakerstasjoner fordelt langs et verktøyleg-eme, idet hver stasjon omfatter et antall polariserte trykkfølere fordelt rundt verk- tøylegemets omkrets, og hvor følernes polariseringsakse er parallell med verktøy-legemets akse.
Det første åpningspåførte parti av muffen (vindusseksjonen) har et redusert antall staver med øket lengde og større vinduer sammenlignet med en standard muffe. Dette har en tendens til å redusere fjæringskonstanten og øke bøyeligheten av dette parti, slik at bøyebølgens langsomhet økes på muffen (hastigheten av bøyebølgeforplantning langs muffen). I en utførelse er det valgt to avvekslende vindusbredder, f.eks. avvekslende vinduer på 45° og 25°. Det er å foretrekke at vindusseksjonen konfigureres slik at kopling med høyere vibrasjonsmodi forhindres (slik som heksapol). Dette oppnås ved hensiktsmessig valg av antall vinduer og vinduenes relative dimensjoner (f.eks. avvekslende vindusstørrelser som beskrevet ovenfor).
Det annet åpningspåførte parti (det slissede parti) er utstyrt med typisk tre rekker av tynne slisser i omkretsretningen og med utvidede partier ved ytterendene ("dombjelle" formede slisser). Den aksiale lengde av den slissede seksjon kan reduseres, men massen bør hovedsakelig være den samme som ved den tilsvarende struktur i den tidligere kjente muffe med regelmessige slisser. Forholdet mellom bredden av slissenes midtpart og radius av endepartiene er typisk mist 1:4, men 1:6 foretrekkes. Disser slisser danner typisk buer på 70°. Hver slisserekke er forskjøvet i forhold til den eller de nærliggende rekker. Denne forskyvning er hensiktsmessig 90°, skjønt også andre vinkler kan være hensiktsmessige.
I mottakerseksjonen er holderne for trykkfølerne (hydrofonene) fortrinnsvis utført massive, og bygget opp i stål. Selve hydrofonene er montert aksialt (vertikalt) for derved å være mindre følsomme for verktøyvibrasjoner som forårsakes av kopling i borehullsmodi. Mottakerseksjonen har et midtre dorstykke som avstandsstykker er festet til, idet hvert avstandsstykke bærer vekten av den overliggende mottakerholder gjennom en ettergivende pute. Hver mottakerholder vil således være hovedsakelig uavhengig av sine naboer.
Et grunnleggende forhold som anvendes ved oppbyggingen av et verktøy i samsvar med foreliggende oppfinnelse er å sikre at bøyebølgedispersjonen (langsomhet som funksjon av frekvens) for verktøyet ikke overlapper bøyebølgedisper-sjonen for formasjonene av interesse innenfor det interessante frekvensområdet. I det tilfellet f.eks. formasjoner med en langsomhet på ca. 4000 u.s/m skal måles, vil verktøyet være utført slik at ankomster av verktøybøyebølger ikke finner sted under denne hastighet.
Foreliggende oppfinnelse er særlig egnet til å tilveiebringe en mottakerseksjon for et akustisk loggeverktøy som omfatter et antall mottakerstasjoner fordelt med mellomrom langs et verktøylegeme, idet hver stasjon omfatter et antall polariserte trykkfølere fordelt rundt verktøylegemets omkrets, hvor følernes polariseringsakse forløper parallelt med verktøylegemets akse.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
Fig. 1 viser en skjematisk skisse av et tidligere kjent akustisk loggeverktøy,
fig. 2 viser forplantningsbanene for dipolsignaler fra sender til mottaker ved et akustisk loggeverktøy,
fig. 3a og 3b viser generelt og partielt lengdesnitt gjennom en tidligere kjent muffe for bruk i et akustisk loggeverktøy,
fig. 4a til 4e viser generelle og detaljerte skisser av en muffe iht. et aspekt ved foreliggende oppfinnelse, og
fig. 5a og 5b viser partielle, generelle og tverrsnittsskisser av en mottakerseksjon iht. et aspekt ved foreliggende oppfinnelse.
BESTE MODUS FOR UTFØRELSE AV OPPFINNELSEN
En muffe for et akustisk loggeverktøy og som omfatter den foreliggende oppfinnelsesgjenstand er vist i fig. 4a til 4e. Denne muffe har form av en stålsylin-der med et antall åpninger eller utskjæringer som er dannet ved hjelp av laser-maskinbearbeiding. Denne muffestruktur har to hoveddeler, nemlig et første parti A med vinduer utskåret i muffen, samt et andre parti B som danner en oppslisset seksjon. Denne muffe oppfører seg prinsipielt som et system av fjær-masse-fjær-masse i bøyebølgemodus, idet stavene i vindusseksjonene A gjør tjeneste som fjærer og de slissede seksjoner B gjør tjeneste som masser.
Hvert vindusparti A har åtte rektangelformede vinduer W adskilt av staver B. I den utførelse som er vist i fig. 4a og 4b anvendes vekselvis forskjellige vindus-størrelser (25° og 45°) sammen med regelmessige (10°) staver (se fig. 4c (snitt langs linjen AA i fig. 4b)). Disse dimensjoner gir en hensiktsmessig lav fjærkon stant for denne seksjon. Dimensjonene og antallet av staver/vinduer kan velges for å optimalisere dette aspekt ved muffens adferd. I dette spesielle tilfellet er vinduene og stavene omkring 8 cm lange. Ved å velge vekslende vindusstørrelser og redusere antall vinduer til åtte, forhindres kopling til høyere vibrasjonsmodi (slik som heksapol) i verktøyet. Vinduenes spesielle dimensjoner og antall, samt vin-dusseksjonens symmetri kan varieres for å optimalisere denne adferd, hvis dette er påkrevet.
De enkle slisser i tidligere kjente muffer (fig. 3a og 3b) er relativt lette å fremstille, men lider av spenningskonsentrasjoner rundt endepartiene. Dette ned-setter muffens styrke og påfører en begrensning på hvor nær slissene kan anbringes i forhold til hverandre. Ved å gjøre slissene bedre, samtidig som samme lengde opprettholdes kan spenningskonsentrasjonen nedsettes, men dette vil også nedsette massen av den slissede seksjon (hvilket vi si "massen" i systemet av "masse-fjær-masse...") og vil da ha en skadelig virkning på bøyebølgeadferden. Den muffe som er vist i fig. 4a til 4e anvender "dombjelle" formede slisser, slik at de smale midtpartier Sc gir øket masse til den slissede seksjon B, men de utvidede endepartier Se av slissene bidrar til å senke spenningskonsentrasjonene. Endepartiene av slissene har en radius på 8 mm, men denne kan økes til 12 mm uten vesentlig tap av styrke for muffen, mens midtpartiet har en bredde på 2 mm. Dette kan da sammenlignes med slissene i den tidligere kjente muffe og som har en bredde på ca. 6,4 mm. Som en følge av den mindre spenningspåkjenning kan aksialavstanden mellom slissene reduseres, slik at det slissede parti i det foreliggende tilfellet har en lengde på omkring 7,2 cm. Dette fører til en langsommere forlengelsesmodus.
Pga. den langsommere forlengelsesmodus langs den slissede seksjon, kan antallet slisserekker reduseres (fra fire til tre) uten å ofre meget trykkbølgelang-somhet. Denne kortere slissede seksjon innebærer en nedsatt masse, men lengre staver i vindusseksjonen. Stavenes fjærkonstant vil da avta proporsjonalt med tre-dje potens av lengdedimensjonen (L<3>), mens massen bare vil avta proporsjonalt med selve lengdedimensjonen (L). Den totale bøyebølgelangsomhet for utstyret som helhet vil da øke. Slissene danner 70°s buer om midtpunkter fordelt 90° rundt muffens omkrets. Hver rekke er forskjøvet med 90° i forhold til dets naborekke eller rekker (se fig. 4d og 4e (snitt langs linjene BB og CC i fig. b respektivt)). Ytterendene av muffen har slissede seksjoner med hhv. to og fire slisserekker.
En mottakerseksjon for bruk i et akustisk loggeverktøy iht. oppfinnelsen er vist i fig. 5a og 5b. Denne seksjon omfatter et sentralt dorstykke 20 som omgis avvekslende av mottakerholdere 22 og avstandsstykker 24. Dorstykket 20 er utfor-met av en mindre stang 26 med et teflonovertrekk 28 hvori det er påført et antall spor hvori elektrisk overføring kan anbringes. Overtrekket danner en tett tilpasning til mottakerholderne eller avstandsstykkene, slik at radial bevegelse forhindres. Avstandsstykkene 24, som omfatter massive stållegemer med en sentraliserings ring omkring deres ytre omkrets, er fast forbundet med sentralstangen 26 ved hjelp av en lokaliseringsskrue (ikke vist) som strekker seg gjennom overtrekket 28. Kvadratformede forsenkninger 32 er anordnet i øvre og nedre ende av hvert mot-standsstykke 24.
Mottakerholderne 22 er også utført i stål og har fire lokaliseringsforsenknin-ger 34 for hydrofonstakker 34 som er fordelt rundt den ytre omkrets. Ledningsfør-ing fra hydrofonene 36 er lagt inn i spor i overtrekket 28 og langs verktøyet frem til en elektronikkinnsats. Kvadratiske forsenkninger 38 er utført i ytterendene av mottakerholderne 22, tilsvarende forsenkningene 32 i avstandsstykkene 24. Mottakerholderne 22 er ikke fast forbundet med dorstykket 20 slik det er tilfelle med avstandsstykkene 24, men kan fritt utføre glidebevegelse langs dorstykket 20. En ettergivende kontaktpute 40 er anordnet mellom tilstøtende ender av et avstandsstykke 24 og en mottakerholder 22. Disse puter 40 er av samme form og størrelse som forsenkningene 32, 38 i avstandsstykkene 24 og mottakerholderne 22. Når mottakeren er fullstendig sammenstilt, er avstandsstykkene 24 posisjonsinnstilt slik at det foreligger tilstrekkelig mellomrom mellom påfølgende avstandsstykker 24 til å romme en mottakerholder 22, samtidig som det etterlates litt ekstra plass. Mottakerholderne 22 kommer ikke i kontakt med avstandsstykkene 24 direkte, men ligger an mot putene 40 som har sete i forsenkningene 32, 38 i avstandsstykket 24 og mottakerholderen 22. Disse puter 40 tjener derfor ikke bare til å opprette en ettergivende kontakt, men også til å opprettholde den relative orientering av mottakerholderne 22 og avstandsstykkene 24 (samt ved utvidelse, orienteringen mellom samtlige mottakerholdere 22 i mottakerseksjonen). Når således mottaker seksjonen er vertikal, er hver mottakerholder 22 fri til anlegg mot avstandsstykket 24 nedenfor gjennom puten 40.
Sannsynligheten for at mottakerseksjonen skal vibrere pga. kopling til borehullets bøyebølgemodi er da nedsatt på to måter. For det første er mottakerholderne 22 utført i stål, hvilket innebærer at det vil være vanskeligere for borehullsmodi å bringe verktøyet til å vibrere (større impedansmistilpassning). For det andre er oppbygningen av mottakerseksjonen utført med vekselvis mottakerholdere 22 og avstandsstykker 24. I verktøyet iht. kjent teknikk er mottakerholderne og avstandsstykkene alle sammenkoplet for å danne en enkelt struktur. Iht. foreliggende oppfinnelse er hvert avstandsstykke 24 av stål fast forbundet med verktøyets sentrale dorstykke 20. Mottakerholderne 22 er adskilt fra avstandsstykkene 24 ved hjelp av ettergivende puter som danner den eneste forbindelse. Hvert avstandsstykke 24 bærer således den overliggende holder 22, men ligger ikke an mot holdere 22 på undersiden. Denne strukturelle oppbygning hindrer mottakerseksjonen fra å virke som et stivt legeme samt fra å bli koplet til borehullets vibrasjonsmodi.
De piezoelektriske mottakere (hydrofoner) er iht. foreliggende oppfinnelse innstilt på rekke aksialt til forskjell fra den radiale innstilling i det tidligere kjente verktøy. Verktøyet anvender stakker av piezoelektrisk keramikk som trykkfølere. Ut i fra den iboende anisotropi i det polariserte keramiske material og stakkens ikke-neglisjerbare volum, kan føleren forventes å oppvise ikke-isotrop adferd og ha en utgang som forandres i avhengighet av orienteringen av stakkens polariseringsakse i nærvær av et ikke-uniformt trykk/ sprekkfelt. Hvis en følerstakk av denne type er festet til et vibrerende stivt legeme, vil de målte vibrasjoner av legemet avhenge av orienteringen av stakkaksen samt vibrasjonsretningen. Hvis stakken er polarisert langs vibrasjonsretningen, vil da stakkens utgangssignal være maksimalt og i fase med det felt som induseres av vibrasjonen. Hvis imidlertid stakken i motsetning til dette er polarisert vinkelrett på bevegelsesretningen, vil signalet være meget svakere og ha den motsatte fase.
Denne adferd kan vurderes i sammenheng med et legeme (verktøy) som vibrerer i nærvær av et plutselig påført, ikke-uniformt trykkfelt. I et slikt tilfelle vil det verktøyinduserte felt (det felt som induseres av legemets vibrasjon) innledningsvis ha en fase motsatt fasen av det ytre felt (hvis verktøyet bibeholdes full stendig stivt, vil det trykk som bygges opp omkring det være maksimalt, og en hvil-ken som helst innledende bevegelse som forårsakes av det ytre felt vil senke den begynnende trykkoppbygning omkring verktøyet). For en stakk festet til legemet med sin akse på linje med vibrasjonsretningen, vil stakkens utgang inneholde en avveid subtrahering mellom de to felt (det bidrag i utgangen som skriver seg fra det legeme induserte feltet vil være i fase med dette legeme induserte feltet og derfor ute av fase med det ytre felt). Hvis imidlertid stakken er polarisert perpendikulært på vibrasjonsretningen, så vil i motsetning til dette utgangen innledningsvis inneholde en avveid addisjon av de to felt (bidraget fra det legeme induserte feltet vil være ute av fase med dette legeme induserte feltet og derfor i fase med det ytre felt). Følgelig vil reaksjonen på et ytre påført felt innledningsvis være maksimalt når stakken er polarisert vinkelrett på den induserte vibrasjon av det legeme som den er festet til.
I sammenheng med et dipolloggeverktøy, vil bølger (dipoltrykkbølger, bøye-bølger og skjærbølger?) som forplanter seg langs borehullet indusere verktøy-vibrasjoner som mest fremtredende er i form av bøyebølger, hvilket vi si at verk-tøybevegelsen er overveiende vinkelrett på borehull /verktøyaksen. Hvis piezostakker anvendes som mottakere orientert langs borehullaksen, vil det da kunne oppnås dobbelt gunstige forhold. For det første pga. at stakkutgangens føl-somhet for et hvilket som helst felt indusert av vibrasjoner i verktøyet er nedsatt til et minimum, og for det andre pga. at stakkens innledende respons på borehulls-bølgene vil være maksimal. Forandring av monteringsmaterialet og hydrofonens orientering vil i en viss grad påvirke mottakernes adferd, men vil ikke påvirke verk-tøyets evne til å utføre de påkrevde målinger.
Den beskrevne mottakerseksjon håndterer problemet med verktøyvibrasjo-ner på to måter, nemlig ved å anta en struktur som er vanskeligere for borehulls-bølgene å eksitere til vibrasjon, samt ved å orientere følerne slik at de vil være mindre følsomme for eventuelle verktøyvibrasjoner som eksiteres av borehullsmodi.
INDUSTRIELL ANVENDBARHET
Foreliggende oppfinnelsesgjenstand vil kunne finne anvendelse i det virk-somhetsområde som angår akustiske loggeverktøy som kan anvendes for å evalu- ere formasjoner som omgir borehull, slik som hull av den art som er boret for utvinning av hydrokarboner eller geotermisk energi.
Claims (16)
1. Mottakerseksjon for et akustisk loggeverktøy som omfatter et antall mottakerstasjoner fordelt med mellomrom langs et verktøylegeme, idet hver stasjon omfatter et antall polariserte trykkfølere fordelt rundt verktøylegemets omkrets,karakterisert vedat følernes polariseringsakse forløper parallelt med verktøylegemets akse.
2. Mottakerseksjon som angitt i krav 1, og hvor trykkfølerne omfatter piezoelektriske stakker.
3. Mottakerseksjon som angitt i krav 1 eller 2, og hvor hver stasjon har fire trykkfølere fordelt med samme innbyrdes avstand rundt verktøylegemet.
4. Mottakerseksjon som angitt i krav 1, 2 eller 3, og som omfatter et sentralt dorstykke rundt hvilket det er montert vekselvis trykkfølerbeholdere og avstandsstykker, idet avstandsstykkene er fast forbundet med dorstykket og føler-holderne holdes i posisjon av avstandsstykkene.
5. Mottakerseksjon som angitt i krav 4, og hvor avstandsstykkene og trykk-følerholderne er utført i stål.
6. Mottakerseksjon som angitt i krav 4 eller 5, og hvor hver trykkfølerholder befinner seg i kontakt med sine naboavstandsstykker over ettergivende kontakt-puter.
7. Mottakerseksjon som angitt i krav 4, 5 eller 6, og hvor vekten av hver trykkfølerholder bæres av det avstandsstykket som befinner seg på undersiden av denne holder, når mottakerseksjonen er anordnet vertikalt.
8. Mottakerseksjon som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 7, og som utgjør en del av et akustisk loggeverktøy med et sondelegeme som også omfatter en senderseksjon.
9. Mottakerseksjon som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 8, og som videre omfatter en muffe innrettet for å omgi verktøylegemet i det minste i området ved mottakerstasjoner, og som har avvekslende første og andre gjennomhullede partier fordelt langs muffens lengde, hvor a) det første gjennomhullede parti har langstrakte aksiale stavelementer adskilt av vinduer i omkretsretningen, idet vinduene er bredere enn stavene, og b) det andre gjennomhullede parti har rekker av langstrakte slisser i omkretsretningen, hvor hver sliss har et midtparti og endepartier, idet midtpartiet er smalere enn endepartiene, og endepartiene er utvidet i forhold til midtpartiet.
10. Mottakerseksjon som angitt i krav 9, og hvor slissene på det andre gjennomhullede parti har parallelle sider i midtpartiet og tilnærmet sirkelformede endepartier.
11. Mottakerseksjon som angitt i krav 10, og hvor forholdet mellom bredden av slissen i midtpartiet og radius av endepartiet er minst 1:4.
12. Mottakerseksjon som angitt i krav 11, og hvor forholdet er omkring 1:6.
13. Mottakerseksjon som angitt i krav 9, 10 eller 11, og hvor hver annet gjennomhullet har tre rekker slisser.
14. Mottakerseksjon som angitt i et hvilket som helst av kravene 9 til 13, og hvor hvert første gjennomhullet har åtte vinduer.
15. Mottakerseksjon som angitt i et hvilket som helst av kravene 9 til 14, og hvor det første gjennomhullede parti har vinduer med to forskjellige bredder.
16. Mottakerseksjon som angitt i krav 15, og hvor vinduene har bredder på hen-holdsvis 25° og 45°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20093261A NO335726B1 (no) | 1998-04-28 | 2009-11-02 | Mottakerseksjon for et akustisk loggeverktøy med polariserte trykkfølere |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/IB1998/000646 WO1999056155A1 (en) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | Acoustic logging tool |
NO20005420A NO328426B1 (no) | 1998-04-28 | 2000-10-27 | Akustisk loggeverktoy og muffe for dens mottakerseksjon |
NO20093261A NO335726B1 (no) | 1998-04-28 | 2009-11-02 | Mottakerseksjon for et akustisk loggeverktøy med polariserte trykkfølere |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20093261L NO20093261L (no) | 2002-04-29 |
NO335726B1 true NO335726B1 (no) | 2015-02-02 |
Family
ID=11004709
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20005420A NO328426B1 (no) | 1998-04-28 | 2000-10-27 | Akustisk loggeverktoy og muffe for dens mottakerseksjon |
NO20093261A NO335726B1 (no) | 1998-04-28 | 2009-11-02 | Mottakerseksjon for et akustisk loggeverktøy med polariserte trykkfølere |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20005420A NO328426B1 (no) | 1998-04-28 | 2000-10-27 | Akustisk loggeverktoy og muffe for dens mottakerseksjon |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6494288B1 (no) |
AU (1) | AU6931598A (no) |
CA (1) | CA2330043C (no) |
GB (1) | GB2352295B (no) |
NO (2) | NO328426B1 (no) |
WO (1) | WO1999056155A1 (no) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1008191A1 (de) * | 1997-08-05 | 2000-06-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorgespannter piezoelektrischer aktor |
WO2000008353A1 (de) * | 1998-08-06 | 2000-02-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Piezoelektrische aktoreinheit |
US6615949B1 (en) * | 1999-06-03 | 2003-09-09 | Baker Hughes Incorporated | Acoustic isolator for downhole applications |
EA005508B1 (ru) | 2000-11-16 | 2005-02-24 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Прибор акустического каротажа, содержащий приемник и разделитель |
US6800987B2 (en) * | 2002-01-22 | 2004-10-05 | Measurement Specialties, Inc. | Protective housing for ultrasonic transducer apparatus |
US6588267B1 (en) * | 2002-03-12 | 2003-07-08 | Titan Specialties, Ltd. | Isolator bar for acoustic instruments used in downhole formations |
US6671224B1 (en) | 2002-08-26 | 2003-12-30 | Schlumberger Technology Corporation | Active reduction of tool borne noise in a sonic logging tool |
US7334661B2 (en) * | 2004-02-05 | 2008-02-26 | Schlumberger Technology Corporation | Acoustic logging tool sleeve |
DE102006035038A1 (de) * | 2006-07-28 | 2008-01-31 | Epcos Ag | Federelement sowie Piezoaktor mit dem Federelement |
GB2444077B (en) * | 2006-11-23 | 2011-07-27 | Reeves Wireline Tech Ltd | Acoustic isolator section |
US20090107757A1 (en) * | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Baker Hughes Incorporated | Acoustic Isolator |
DE102010040773B4 (de) * | 2010-09-14 | 2017-03-30 | Continental Automotive Gmbh | Rohrfeder zur Aufnahme und zum Vorspannen eines Aktors |
US9557435B2 (en) | 2012-12-20 | 2017-01-31 | Schlumberger Technology Corporation | Acoustic isolators |
EP2875389A4 (en) | 2013-03-28 | 2016-06-01 | Halliburton Energy Services Inc | ACOUSTIC ISOLATOR FOR DRILLING TOOLS |
US9927541B2 (en) | 2014-04-15 | 2018-03-27 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus for monopole and multipole sonic logging of a downhole formation |
US20190086572A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-21 | Gowell International, Llc | Apparatus and Method of Quasiperiodic Sequence Acoustic Isolator for Down-Hole Applications |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3113225A (en) * | 1960-06-09 | 1963-12-03 | Cavitron Ultrasonics Inc | Ultrasonic vibration generator |
US3191141A (en) * | 1961-05-16 | 1965-06-22 | Schlumberger Well Surv Corp | Logging tool housing with acoustic delay |
US3191144A (en) * | 1961-08-08 | 1965-06-22 | Schlumberger Well Surv Corp | Stand off apparatus for logging tool |
US3271733A (en) * | 1964-07-08 | 1966-09-06 | Schlumberger Well Surv Corp | Acoustic well logging device |
US3832762A (en) * | 1972-05-22 | 1974-09-03 | Texas Instruments Inc | Method of producing a matched parameter acceleration cancelling hydrophone |
US4850450A (en) * | 1987-11-19 | 1989-07-25 | Schlumberger Technology Corporation | Logging tool housing with acoustic delay |
US5036945A (en) * | 1989-03-17 | 1991-08-06 | Schlumberger Technology Corporation | Sonic well tool transmitter receiver array including an attenuation and delay apparatus |
US5351595A (en) * | 1991-12-20 | 1994-10-04 | Vermont American Corporation | Thin kerf circular saw blade |
US5343001A (en) * | 1992-10-13 | 1994-08-30 | Shell Oil Company | Acoustic multi-mode logging device adapted to decouple noise within a semi-rigid receiver array |
US5387767A (en) * | 1993-12-23 | 1995-02-07 | Schlumberger Technology Corporation | Transmitter for sonic logging-while-drilling |
US5829520A (en) * | 1995-02-14 | 1998-11-03 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for testing, completion and/or maintaining wellbores using a sensor device |
-
1998
- 1998-04-28 US US09/674,192 patent/US6494288B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-28 AU AU69315/98A patent/AU6931598A/en not_active Abandoned
- 1998-04-28 GB GB0026110A patent/GB2352295B/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-04-28 WO PCT/IB1998/000646 patent/WO1999056155A1/en active Application Filing
- 1998-04-28 CA CA002330043A patent/CA2330043C/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-10-27 NO NO20005420A patent/NO328426B1/no not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-11-02 NO NO20093261A patent/NO335726B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB0026110D0 (en) | 2000-12-13 |
CA2330043C (en) | 2007-06-12 |
NO20005420L (no) | 2000-12-21 |
NO20093261L (no) | 2002-04-29 |
CA2330043A1 (en) | 1999-11-04 |
NO20005420D0 (no) | 2000-10-27 |
US6494288B1 (en) | 2002-12-17 |
GB2352295B (en) | 2002-12-24 |
GB2352295A (en) | 2001-01-24 |
AU6931598A (en) | 1999-11-16 |
NO328426B1 (no) | 2010-02-15 |
WO1999056155A1 (en) | 1999-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO335726B1 (no) | Mottakerseksjon for et akustisk loggeverktøy med polariserte trykkfølere | |
AU721408B2 (en) | Transducer for sonic logging-while-drilling | |
US5852587A (en) | Method of and apparatus for sonic logging while drilling a borehole traversing an earth formation | |
US6739423B2 (en) | Acoustic logging tool | |
US4850450A (en) | Logging tool housing with acoustic delay | |
US6643221B1 (en) | Structures and methods for damping tool waves particularly for acoustic logging tools | |
US7207397B2 (en) | Multi-pole transmitter source | |
RU2373391C2 (ru) | Корпус акустического каротажного инструмента | |
AU2006216843B2 (en) | Acoustic logging-while-drilling tools having a hexapole source configuration and associated logging methods | |
NO301663B1 (no) | Sonisk brönnsonde | |
NO20141232L (no) | Akustisk loggesonde med en struktur av mottakere og avstandsstykker | |
US3909775A (en) | Methods and apparatus for acoustic logging through casing | |
AU2001211709A1 (en) | Sonic logging tool including receiver and spacer structure | |
US20090242317A1 (en) | Expandable downhole tool | |
US4869349A (en) | Flexcompressional acoustic transducer | |
US9702855B2 (en) | Acoustic interface device | |
US6868036B2 (en) | Oil well acoustic logging tool with baffles forming an acoustic waveguide | |
CN216642082U (zh) | 一种低频多模偶极子发射换能器 | |
CN114482987A (zh) | 一种低频多模偶极子发射换能器 | |
RU2682269C2 (ru) | Скважинный прибор акустического контроля качества цементирования скважин | |
NO177287B (no) | Akustisk transduser, samt borehull-loggingsverktöy | |
RU2490668C2 (ru) | Направленный стержневой пьезокерамический излучатель для устройства акустического каротажа, устройство и способ акустического каротажа | |
GB2374417A (en) | Acoustic logging tool sleeve with two sets of differently shaped apertures | |
MXPA00010569A (en) | Acoustic logging tool | |
SU1010586A1 (ru) | Скважинный прибор акустического каротажа |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |