[发明专利]无内部引线的水听器

说明书

技术领域

本公开描述了一种新的传感器构造，并且更具体地是描述了一种水听器配置，在一个实施方案中，这种水听器配置可以用于随钻测井(LWD)系统。

发明背景

水听器和其它压力脉冲传感器存在许多应用。水听器的一个常见用途是用于声纳检测装置，像用于检测潜艇的那些装置。水听器使用变换器将压力波(例如，声音)转换为电信号。水听器现在用于许多环境。它们目前用于各种领域，诸如在深海中测量地震活动，和在油井中测量流体特性。虽然如所描述的传感器将在它们在油井中的使用的上下文中论述，但是它们可以在将使用典型的水听器的任何环境中并且在之前因传统的水听器的脆弱性而无法使用这种传统的水听器来研究的一些环境中使用。

不幸的是，传统的水听器和其它压力传感器是脆弱的。它们通常不会很好地响应于低频压力波，并且会对携带传感器的工具的移动敏感。脆弱性和工具移动敏感性问题在任何环境中都不期望，但是在常常存在工具移动、冲击和振动、温度极限和腐蚀性泥浆流的油井或井下环境中尤其有害。另外，在井下信号传输系统中使用压力传感器的情况下，极不期望缺乏低频响应，因为已知压力脉冲在低频下衰减得少得多，并且因此低频信号可被传输更大距离。因此，提供一种稳健且对环境波动不太敏感的压力传感器将是本领域的显着改进。

当结合附图考虑以下详细描述时，可以获得对各种公开的系统和方法实施方案的更好理解。

附图简述

图1是根据说明性实施方案的随钻测井环境的示意图；

图2是根据说明性实施方案的测井环境的示意图；

图3是根据说明性实施方案的圆柱形水听器；

图4是根据说明性实施方案的被封闭在稳定护套中的圆柱形水听器；

图5是图3的水听器和图4的稳定护套的剖切图；

图6和图7是图3的水听器的电连接的放大图；

图8示出了根据一个说明性实施方案的位于稳定圆柱上的开口的一种分布；

图9示出了如透过稳定护套看到的图3的水听器。

详细描述

以下论述针对本发明的各种实施方案。附图不一定按比例绘制。各实施方案的某些特征可以夸张比例或以在某种程度上示意性的形式示出，并且为清楚和简明起见，可不示出常规元件中的一些细节。尽管这些实施方案中的一个或多个可以是优选的，但是所公开的实施方案不应被解释为或以其它方式用于限制本公开(包括权利要求)的范围。应完全认识到，以下论述的实施方案的不同教示可单独地或以任何合适组合用来产生期望结果。另外，本领域的技术人员将会理解，以下描述具有广泛应用，并且对任何实施方案的论述仅意味着作为该实施方案的示例，而不旨在暗示本公开(包括权利要求)的范围限于这个实施方案。

在整个以下描述和权利要求中使用某些术语指代特定的特征或部件。如本领域的技术人员将了解，不同的人会用不同名称指代相同的特征或部件。本文档不打算区分名称不同但结构或功能相同的部件或特征。

在以下论述中和在权利要求中，术语“包括”和“包含”以开放性方式使用，并且因此应当被解释为表示“包括但不限于”。使用“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”和这些术语的变型是为方便，但不需要对部件的任何特定取向。

本文论述的水听器可以在用于确定井下环境中的性质的各种上下文中使用。举例来说，它可包括在工具中，用于接收从表面作为压力脉冲传输的信号，它可在传感器中使用，用于监测在井筒中形成压力波的地震信号，它可包括在钻柱中，用于监测在钻井期间的动态压力波。实施方案可以用于确定随钻测井(LWD)环境、有线或其它测井环境、以及海洋地震和声纳环境中的性质。构想其它应用，包括非钻井的应用。

图1是根据说明性实施方案的随钻测井环境100的示意图。LWD也可称为随钻测量(MWD)。钻井平台5被配备有井架10，井架支撑起重机15。钻机操作人员使用钻杆20钻出油井或天然气井以用于生产或勘探。起重机15悬吊于顶部驱动器25上，顶部驱动器在其降低钻柱20以使钻柱穿过井口30时旋转钻柱20。连接到钻柱20的下端的是钻头35。借助使用在钻头35附近的井下马达或使用顶部驱动器25，或者借助两种方法，旋转钻头35并且通过旋转钻柱20完成钻井。