專利名稱：用于地下使用的換能器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及適于地下配置的裝置，尤其涉及用于這種裝置的源和 傳感器組件。
背景技術(shù)：
烴和水礦藏的勘探、開發(fā)和監(jiān)測使測量地下特征并對所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行評估 以確定所關(guān)心的相關(guān)儲層或油藏的巖石物理性質(zhì)成為必需。這些技術(shù)典型地 使用測井工具，測井工具包括裝配有源的伸長的管或"心軸"，該源適于通 過穿過地下儲層的井筒發(fā)射能量。所發(fā)射的能量與井筒流體("泥漿")和/ 或周圍儲層相互作用，以產(chǎn)生信號，所述信號由工具上的一個或多個傳感器 探測和測量。通過對檢測到的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得儲層性質(zhì)的剖面或"測
井曲線圖(log)"。
本領(lǐng)域已知的測井技術(shù)采用各種輸送形式，用于分別將工具下入到地下 儲層或?qū)⒐ぞ邚牡叵聝邮栈亍Ｔ诟鞣N測井技術(shù)中，例行采用兩種輸送形 式—線纜和隨鉆測井系統(tǒng)。線纜測井需要當(dāng)工具沿著井筒移動時在鎧裝電纜
的端部把工具下入井筒中以獲得地下測量。隨鉆測井需要在井筒被鉆過儲層 時把工具配置到鉆井組件中。
傳統(tǒng)的電磁(EM)測井工具帶有作為源和/或傳感器操作的天線。在操作 中，發(fā)射天線由交流電供給能量以發(fā)射與儲層相互作用的EM能量，在接收 天線處接收相應(yīng)的EM信號。美國專利No.6,788，263描述了用于EM測井的 系統(tǒng)。 一些測井工具帶有聲源和傳感器，以獲得利用聲能量的測量。美國專 利公開No.20050150655、 No.20050150713和No.20050152219描述了聲學(xué)測 井的系統(tǒng)。其它的測井工具帶有構(gòu)造成用于球形聚焦測井(SFL)測量的傳感 器。美國專利No.7，042，225描述了 SFL測井的系統(tǒng)。
圖1顯示了安裝在諸如線纜工具心軸的管子12上的常規(guī)傳感器10。傳 感器10包括棵露的電極16,當(dāng)工具配置在井筒中時，該電極16與井筒流體 接觸。圖2顯示了圖1結(jié)構(gòu)的傳感器IO的橫截面視圖。如圖所示，電極16
布置在絕緣層18上，并由外層20保持在適當(dāng)位置，該外層20可以由復(fù)合 材料制成。在這個設(shè)計中，電極16的連接線22必須穿過絕緣層18以與內(nèi) 部組件24電連接。由于一般地工具會有空間限制，因此絕緣層18的厚度通 常比電線22在井下壓力下為形成良好密封所期望的厚度小。細(xì)的管子12的 設(shè)計也具有影響層18的實際厚度的彎曲和較差偏心性的問題。傳統(tǒng)設(shè)計的 這些缺陷都是導(dǎo)致工具被置于井下時傳感器IO經(jīng)受壓力而失效的原因。
隨著測井系統(tǒng)繼續(xù)向著具有高度集成工具發(fā)展，源和傳感器常常暴露于 井下流體，這些部件的電線必須連接到內(nèi)裝的電子裝置和組件上，而這些電 子裝置和組件不能被井下流體打濕或沾污。因此，仍然需要改進(jìn)的技術(shù)以提 供具有供地下使用的源和傳感器的工具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供了一種用于地下使用的換能器裝置。該裝置包括 為地下配置而構(gòu)造的管子；具有內(nèi)孔并由非傳導(dǎo)性材料制成的圓柱形主體； 管子設(shè)置于圓柱形主體的內(nèi)孔內(nèi)，使得主體圍繞管子的一部分；圓柱形主體 具有設(shè)置于其上的換能器元件，使得僅元件的表面沿著主體的外部暴露；該 換能器元件連結(jié)到導(dǎo)線，該導(dǎo)線被布置成穿過圓柱形主體并在主體的內(nèi)孔附 近引出；并且圓柱形主體的端部由材料覆蓋以形成液壓密封。
本發(fā)明的另 一方面提供了 一種構(gòu)造用于地下^f吏用的換能器裝置的方法。 該方法包括將換能器元件設(shè)置于具有內(nèi)孔并由非傳導(dǎo)性材料制成的圓柱形 主體上，該元件設(shè)置成使得僅元件的表面沿著主體的外部暴露，并連結(jié)到導(dǎo)
線，所述導(dǎo)線布置成穿過主體以在主體的內(nèi)孔附近引出；將圓柱形主體設(shè)置
于為地下布置而構(gòu)造的管子上，該管子穿過主體的內(nèi)孔，使得主體圍繞管子
的 一部分；以及用材料覆蓋圓柱形主體的端部以形成液壓密封。
本發(fā)明的另 一方面提供了 一種用于地下使用的換能器系統(tǒng)。該系統(tǒng)包
括為地下配置而構(gòu)造的管子；由非傳導(dǎo)性材料制成的具有壁和內(nèi)孔的圓柱 形主體，所述壁和內(nèi)孔形成具有敞開端部的單一回轉(zhuǎn)閉曲面(closed surface of revolution);圓柱形主體具有設(shè)置于其上的換能器元件，使得僅元件的表面 沿著主體的外部暴露，露出的元件表面從主體的外表面凹進(jìn)；圓柱形主體的 端部形成為與主體的外徑相比具有減小的外徑，以使每個端部包括唇緣；換 能器元件連結(jié)到導(dǎo)線，該導(dǎo)線被布置成穿過圓柱形主體并在主體的內(nèi)孔附近
引出；管子設(shè)置于圓柱形主體的內(nèi)孔內(nèi)，使得主體圍繞管子的一部分；連接
器，設(shè)置于管子上，以與導(dǎo)線連接，從而在元件與遠(yuǎn)距離電子裝置和組件
(electronics)之間進(jìn)行信號或功率傳輸；在圓柱形主體的每個端部的唇緣上方 和設(shè)置于管子的外表面上的材料層中，至少有一個非傳導(dǎo)性材料層形成液壓 密封。


通過閱讀下面的詳細(xì)描述并參照附圖，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將變得 顯然，附圖中相同的元件用相同的附圖標(biāo)記表示，附圖中 圖1是安裝在心軸上的傳統(tǒng)傳感器的示意圖。 圖2是圖1的傳感器構(gòu)造的橫截面?zhèn)纫晥D。 圖3是根據(jù)本發(fā)明的換能器模塊的橫截面?zhèn)纫晥D。 圖4是根據(jù)本發(fā)明的安裝在管子上的換能器模塊的橫截面?zhèn)纫晥D。 圖5是根據(jù)本發(fā)明的安裝在管子上的另一換能器模塊的橫截面?zhèn)纫晥D。 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的安裝在管子上的換能器模塊的正視圖。 圖7是裝備有根據(jù)本發(fā)明的換能器模塊的測井系統(tǒng)的示意圖。 圖8是根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造用于地下使用的換能器裝置的方法的流程圖。
具體實施例方式
為了此公開的目的，術(shù)語"傳感器，，應(yīng)理解為包括適于接收/探測能量(例 如，EM或聲能量)或響應(yīng)于與氣體或流體接觸/暴露于氣體或流體而產(chǎn)生信 號的任何裝置或元件(例如，流體傳感器)。類似地，術(shù)語"源"應(yīng)理解為包 括適于傳送/發(fā)射能量(例如，EM或聲能量)的任何裝置或元件。正如本領(lǐng)域 已知的，換能器裝置將一種形式的輸入能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的輸出能量。 換能器的 一 示例是在電與聲形式之間轉(zhuǎn)換能量的壓電晶體。這種換能器元件 常適于用作源或傳感器。為了此公開的目的，術(shù)語"換能器"應(yīng)理解為包括 本領(lǐng)域已知的被構(gòu)造為或可適于用作源和/或傳感器的任何裝置或元件。
圖3顯示了本發(fā)明的換能器模塊30的橫截面透視圖。圓柱形主體32被 顯示為具有置于其上的換能器元件34。雖然為了便于解釋清楚而示出了局部 -f見圖，^旦主體32形成為具有細(xì)長壁和內(nèi)孔的單一回轉(zhuǎn)閉曲面。主體32優(yōu)選 地由非傳導(dǎo)性材料制成?？墒褂玫牟牧习ㄏ鹉z、市場上可買到的熱塑性塑
料(thermal plastics)(例如，PEKTM、 PEEKTM、 PEKKTM、 ULTRAPEKTM)、這 些材料的復(fù)合物、以及本領(lǐng)域已知的能夠經(jīng)受井下工具預(yù)期條件的其它材料 (例如，美國專利No.4,320,224和No.6，084,052中^>開的)。
換能器元件34可以是本領(lǐng)域已知的用于地下測量的任何合適的元件。 通過換能器元件34被設(shè)計為通過使表面直接暴露到環(huán)境中而起作用來實現(xiàn) 本發(fā)明的一些方面。這樣的元件34包括聲換能器、SFL電極和本領(lǐng)域已知 的其它元件。在本發(fā)明的一方面，換能器元件34被模制并密封在主體32內(nèi)， 使得僅元件的局部表面沿著主體的外部露出。導(dǎo)線36連結(jié)到元件34，并被 布置成在主體32的端部或附近且在主體的內(nèi)徑表面附近引出。根據(jù)元件34 的類型和期望的應(yīng)用場合， 一條或多條導(dǎo)線36可包括絞合線、光纖、金屬 絲網(wǎng)、單一傳導(dǎo)線或本領(lǐng)域已知的任何其它的信號/能量傳輸介質(zhì)。所述一條 或多條導(dǎo)線36和元件34之間的一個或多個內(nèi)部連接也可以通過本領(lǐng)域已知 的任何合適的方式(例如，焊接、粘合劑等)實現(xiàn)。換能器模塊30被制造成能 夠沿著導(dǎo)線36提供液壓密封。
在這個方面，主體32形成為使得換能器元件34的端部由材料的重疊38 覆蓋。因此，元件34從主體32的外表面稍微凹進(jìn)，并優(yōu)選地定位成靠近主 體的內(nèi)徑和外徑的中間。在本發(fā)明的一些方面，附加的粘合劑或灌注膠可以 布置在保持該元件34的空隙內(nèi)，以提供附加的密封(未示出)。暴露的元件 34的表面也可以像本領(lǐng)域已知的那樣并根據(jù)特定應(yīng)用場合所期望的那樣進(jìn) 行處理或加工完成。而換能器模塊30的其它方面可以通過非常薄的材料重 疊38或根本沒有重疊而實現(xiàn)，使得暴露的元件34的表面更加流線型或與主 體32的外徑齊平，如圖7所示。
再來參照圖4，示出了本發(fā)明另一方面的橫截面。在這個方面，本發(fā)明 的換能器模塊30安裝在心軸40上。非傳導(dǎo)性材料設(shè)置于心軸40的外表面 上方以形成電絕緣層42。用于層42的可使用材料包括本領(lǐng)域已知的和這里 描述的任何合適的材料。層42的材料可以以在心軸上滑動的鞘的形式設(shè)置 在心軸40上，以復(fù)合材料模制或固化到心軸、以復(fù)合物在受拉狀態(tài)下纏繞 在心軸上、以環(huán)氧真空填充浸漬工藝、或以本領(lǐng)域已知的其它工藝。換能器 模塊30作為套筒在絕緣層42上滑動，并定位成沿著心軸40的長度將元件 34放置在期望的位置。
在本發(fā)明的一方面，從模塊30引出的導(dǎo)線44連接到設(shè)置在心軸40中
的連接器46。連接器46可以通過機(jī)加工放入心軸40中，在絕緣層42中形 成合適的孔以允許導(dǎo)線44通過。本發(fā)明的一些方面可以這樣來實現(xiàn)，即， 使導(dǎo)線44連結(jié)到附加的內(nèi)部電路、部件和/或電子裝置和組件48,而這些又 可以按照期望連結(jié)到其它遠(yuǎn)程的元件以進(jìn)行信號/功率傳輸。正如本領(lǐng)域已知 的，連接器46可以被構(gòu)造成與設(shè)置在心軸40的孔內(nèi)的其它連接或接口裝置 連接，例如美國專利No.6，577，244中描述的下鉆具工具(該專利轉(zhuǎn)讓給本受 讓人，這里將其全部內(nèi)容引入作為參考)上。在本發(fā)明的其它方面，連接器 46可以是例如在美國專利No.6,577,244中描述的凈皮構(gòu)造成用于電-茲耦合的 電感耦合器。
非傳導(dǎo)性材料設(shè)置在絕緣層42上方以形成穩(wěn)定層50。這個第二層50 有助于將模塊30和一條或多條導(dǎo)線44保持在適當(dāng)位置。穩(wěn)定層50可以由 與形成絕緣層42的材料相同的材料形成，而且它可以按照類似的方式施加。 穩(wěn)定層50優(yōu)選地設(shè)置于心軸40上，使得導(dǎo)線44定位在該層之下。如果導(dǎo) 線44被布置成在端部或附近且靠近內(nèi)表面處從才莫塊主體32引出，則這變得容易。
由非傳導(dǎo)性材料形成的第三密封層52設(shè)置于穩(wěn)定層50上方，以覆蓋模 塊主體32的兩端。該密封層52可以由用于其它層的材料中的任一種形成， 并以類似的方式施加。本發(fā)明的 一個方面是通過將橡膠模制在整個單元上作 為密封層52，從而形成液壓密封來實現(xiàn)的。為了實現(xiàn)更好的密封，優(yōu)選的是， 模塊30的兩個端部處的外徑與穩(wěn)定層50的外徑相同。通過這種方式，密封 層52可以在模塊30的端部處無間隙地結(jié)合到外表面，并且端部處的結(jié)合區(qū) 域的長度得到優(yōu)化以提供良好密封。如圖4所示，模塊主體32優(yōu)選地形成 為，其端部具有相對于主體外徑減小的外徑，使得每個端部包括唇緣53,該 唇緣53位于密封層52的下面以提供改善的密封。
外層54形成在密封層52上方，以保護(hù)并進(jìn)一步將模塊30組件密封在 適當(dāng)?shù)奈恢?。外層可以由任何合適的材料形成并按照這里描述的以及本領(lǐng)域 已知的方式施加。合適材料的例子包括但不限于，非傳導(dǎo)性的防爆炸減壓橡 月交(decompression-explosion resistant rubber) 、 PEK;Tm和^皮璃、碳纖纟ll、 KEVLAR 、玻璃絲加固的環(huán)氧(fiberglass-reinforced epoxy)或這里描述的4壬 何其它材料。Finci等人的美國專利公開No.20070107896以及美國專利 No.4，873,488、 No.7,023，212、 No.7，026，813描述了借助復(fù)合基/絕緣外殼實現(xiàn)
的井下工具(所有這四篇文獻(xiàn)都轉(zhuǎn)讓給本受讓人，它們的全部內(nèi)容在這里引
入作為參考)。如圖4所示，模塊端部的唇緣53也由外層54覆蓋，以進(jìn)一 步改善密封。
圖5顯示了本發(fā)明的另一方面。在這個方面，另一換能器模塊30安裝 在心軸40上。非傳導(dǎo)性材料設(shè)置于心軸40的外表面上以形成電絕緣層42。 非傳導(dǎo)性材料設(shè)置于絕緣層42上以形成穩(wěn)定層50。穩(wěn)定層50優(yōu)選地設(shè)置于 心軸40上以使導(dǎo)線44定位在該層之下。第三密封層52設(shè)置于穩(wěn)定層50上， 以覆蓋模塊主體32的兩端。 一個方面可以通過將橡膠^^莫制在整個單元上作 為密封層52,從而形成液壓密封來實現(xiàn)。按照這里所描述的，層42、 50、 52可以由任何合適的材料形成并設(shè)置在心軸上。
模塊主體32配備有導(dǎo)線44,該導(dǎo)線44布置成穿過主體，使得一端向外 表面伸出以與元件34連結(jié)，另一端在主體端部或附近且在內(nèi)徑表面附近引 出。主體32可以在導(dǎo)線位于其內(nèi)部的條件下#^莫制，或者導(dǎo)線可以在主體 形成后添加(例如，通過鉆出的引線孔(feedthru))。如果模制時并入導(dǎo)線44， 則沿著導(dǎo)線長度的模制提供了防御流體通道的液壓密封；否則可以利用任何 合適的化合物將導(dǎo)線灌注或密封在引線孔中。
如圖5所示，這個方面的模塊主體32在一個端部形成有僅一個臺肩55。 相對的端部56向著心軸40的外徑成為流線型。才莫塊30的兩個端部優(yōu)選地 逐漸變細(xì)，使得它們的外徑與穩(wěn)定層50的外徑相同。通過這種方式，密封 層52可以在模塊端部無間隙地結(jié)合到外表面，并且端部處的結(jié)合區(qū)域的長 度得到優(yōu)化以提供良好密封。
在模塊30形成后， 一個或多個換能器元件34設(shè)置于模塊主體32的中 部。在本發(fā)明的一方面，元件34包括傳導(dǎo)性金屬片，多個指狀物圍繞模塊 主體32纏繞。密封層52在模塊30設(shè)置于心軸40上之后施加在期望位置， 并且可以在元件34安裝之前或之后施加。 一旦元件34處于適當(dāng)?shù)奈恢茫瑢?dǎo) 線44就可以通過本領(lǐng)域已知的任何合適的方式(例如，焊接、粘合劑、緊固 件等)連接到該元件。
為了保護(hù)元件/導(dǎo)線的連接以及為了固定元件34，由非傳導(dǎo)性復(fù)合材料 制成的環(huán)57可以設(shè)置于心軸40上。環(huán)57可以在放置了模塊30和元件34 之后在心軸40上滑動。環(huán)57可以通過合適的緊固件裝置或粘合劑固定在適 當(dāng)位置。外層54形成在密封層52上方，以保護(hù)模塊30組件并進(jìn)一步將模
塊30組件密封在適當(dāng)?shù)奈恢?。外?4可以由任何合適的材料制成并按照這 里所描述的施加。外層54和環(huán)57可以單獨或同時模制/安裝。使元件34暴 露的窗口 58可以按原樣模制或在之后進(jìn)行機(jī)加工。
另一方面，模塊30配備有傳導(dǎo)銷59(例如，金屬銷、電線)，該傳導(dǎo)銷 59在臺肩55設(shè)置于主體32內(nèi)。銷59的一端向著主體32的中間外表面伸出， 另 一端連接到導(dǎo)線44。銷59可以模制在模塊30內(nèi)或者在模塊形成后插入到 模塊中。銷59可以通過本領(lǐng)域已知的任何合適的方式(例如，焊接、粘合劑、 緊固件等)連接到元件34。
圖6顯示了本發(fā)明的另一方面。構(gòu)造成用于地下使用的管子60裝備有 本發(fā)明的換能器模塊30。管子60可以由金屬(例如，非磁性金屬)、復(fù)合材 料或本領(lǐng)域已知的任何其它的合適材料制成。這個方面通過使換能器模塊30 配備有一系列露出的元件帶62來構(gòu)造。通過該構(gòu)造，模塊30可以成為用于 獲得本領(lǐng)域已知的SFL測量的電極(例如，美國專利No.7,042，225中所描述 的)。 一個或多個內(nèi)部導(dǎo)線和連結(jié)按照這里描述的完成。管子60可以是用于 地下作業(yè)的任何傳統(tǒng)的工具或管道。可以裝備有本發(fā)明的模塊30的實施例 的示例包括構(gòu)造成用于在鎧裝電纜(例如，金屬線、滑線)上進(jìn)行地下布置 的管子，例如鉆鋌、生產(chǎn)工具、套管等。本發(fā)明的方面也可以通過如下方式 實現(xiàn)包括設(shè)置于模塊30上或者模塊和管子60上以覆蓋一個或多個元件62 的防護(hù)裝置(未示出)，為元件62提供額外的保護(hù)，尤其是在模塊暴露到苛刻 的磨蝕性條件的應(yīng)用場合(例如，鉆井應(yīng)用場合)中。防護(hù)部件可以被構(gòu)造成 具有使元件62的一個或多個表面暴露到環(huán)境中的開口，正如本領(lǐng)域已知的 那樣(例如，美國專利No.6，566,881和No.6,299，639中所描述的)。
圖7顯示了本發(fā)明的另一方面。用于獲取地下測量數(shù)據(jù)的測井系統(tǒng)70 裝配有多個本發(fā)明的換能器模塊30。該系統(tǒng)70包括顯示為置于穿過地下儲 層的井筒74中的井下工具72。除模塊30外，該工具72可以裝配有其它源 和傳感器進(jìn)行各種地下測量，正如本領(lǐng)域所已知的。工具72容納有帶有合 適電路系統(tǒng)的電子裝置和組件/硬件76。工具72 ^L顯示為由測井電纜78(在 線纜系統(tǒng)的情況下)或由鉆柱78(在隨鉆系統(tǒng)的情況下)支撐在井筒74中。利 用線纜工具，工具72通過絞車80在井筒74中提升和下降，絞車80由地面 設(shè)備82控制。測井電纜或鉆柱78包括導(dǎo)體84，導(dǎo)體84將井下電子裝置和 組件76與地面設(shè)備82連接起來，以進(jìn)行信號/數(shù)據(jù)和控制通信?？蛇x擇地，
信號/數(shù)據(jù)可以在工具72中進(jìn)行處理或記錄，處理后的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)降孛嬖O(shè) 備82。換能器模塊30所產(chǎn)生的和/或探測到的信號的精確形式和細(xì)節(jié)根據(jù)所 期望的測量和應(yīng)用場合而改變，正如本領(lǐng)域所已知的。
圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明一方面的構(gòu)建用于地下使用的換能器裝置的方法 100的流程圖。在步驟105中，將換能器元件34設(shè)置于模塊30上，該模塊
可以在包括一個或多個換能器元件34的條件下制造或模制模塊30，或者在 模塊30制造之后添加所述一個或多個元件，正如這里所描述的。根據(jù)這里 描述的技術(shù)，將元件34設(shè)置成使得元件的表面沿著模塊主體32的外部露出， 并且將元件連結(jié)到導(dǎo)線44，其中導(dǎo)線44被布置成穿過主體以在主體的內(nèi)孔 附近引出。在步驟IIO，將模塊30設(shè)置于為地下布置而構(gòu)造的管子60上。 正如這里所描述的，使管子穿過模塊主體32的內(nèi)孔，從而使主體圍繞管子 的一部分。在步驟115，根據(jù)這里公開的技術(shù)，用材料覆蓋模塊主體32的端 部，以形成液壓密封。
有顯著的優(yōu)勢。上述公開的方面在暴露的換能器元件和內(nèi)部電子裝置和組件 以及層材料之間提供了改善的密封。這些設(shè)計降低了存在于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的源 泄漏。例如，因為元件導(dǎo)線不需要像傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)那樣穿過一個或多個層，因此 液壓密封可以通過單一橡膠模制工藝實現(xiàn)，而不需要在插入線纜并去除多余 的片之后進(jìn)行修理和修補(bǔ)，從而改善了密封質(zhì)量。此外，本發(fā)明的換能器模 塊可以用在實際的各種類型的管子。對于地下應(yīng)用，模塊可以設(shè)置在本領(lǐng)域 已知的各種輸送管裝置上，包括但不限于，線纜、滑線、LWD/MWD、 LWT、 運行工具、生產(chǎn)油管和套管。
雖然本公開描述了本發(fā)明的特定方面，但在研究了本公開后，大量變形 和改變對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講變得很明顯，包括使用這里所描述的元件的 等同功能和/或結(jié)構(gòu)的替代物。例如，本發(fā)明的方面也可以通過將換能器模塊 30設(shè)置于從管子的外表面向外延伸的突出部分(也稱為穩(wěn)定器葉片)上來實 現(xiàn)。而其它方面可以通過使模塊30包括適于遙測應(yīng)用的元件(未示出)來實 現(xiàn)。所有這些對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的類似改變都將纟皮認(rèn)為落入本發(fā)明的范 圍內(nèi)，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。對于本說明書，應(yīng)當(dāng)清楚地理解， "包括" 一詞是指"包括但不限于"。
權(quán)利要求
1、一種用于地下使用的換能器裝置，包括:為地下配置而構(gòu)造的管子；具有內(nèi)孔并由非傳導(dǎo)性材料制成的圓柱形主體；管子設(shè)置于圓柱形主體的內(nèi)孔內(nèi)，使得主體圍繞管子的一部分；圓柱形主體具有設(shè)置于其上的換能器元件，使得僅元件的表面沿著主體的外部暴露；該換能器元件連結(jié)到導(dǎo)線，該導(dǎo)線被布置成穿過圓柱形主體并在主體的內(nèi)孔附近引出；并且圓柱形主體的端部由材料覆蓋以形成液壓密封。
2、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，圓柱形主體包括形成單一回轉(zhuǎn)曲 面的壁，該回轉(zhuǎn)曲面具有敞開的端部，以作為套筒安裝在管子上方。
3、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，換能器元件設(shè)置于圓柱形主體上， 使得暴露出的元件表面從主體的外表面凹進(jìn)。
4、 如權(quán)利要求3所述的裝置，還包括設(shè)置于管子的外表面上的非傳導(dǎo) 性材料，以在管子和圓柱形主體之間形成第一層。
5、 如權(quán)利要求4所述的裝置，還包括設(shè)置于由非傳導(dǎo)性材料制成的第 一層上方以覆蓋導(dǎo)線的非傳導(dǎo)性材料，從而在管子上方形成第二層。
6、 如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，覆蓋圓柱形主體的端部的材料形 成位于第一和第二層上方的第三層。
7、 如權(quán)利要求6所述的裝置，還包括設(shè)置于圓柱形主體的端部上方的 非傳導(dǎo)性材料，以形成置于管子上的第一、第二和第三層上方的第四層。
8、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，圓柱形主體的端部形成為與主體 的外徑相比具有減小的外徑，使得每個端部包括安裝在第二、第三或第四層 中至少一個層之下的唇緣。
9、 如權(quán)利要求8所述的裝置，還包括連接器，該連接器設(shè)置于管子上， 以與導(dǎo)線連接，從而用于在換能器元件與遠(yuǎn)距離電子裝置和組件之間進(jìn)行信 號或功率傳輸。
10、 如權(quán)利要求8所述的裝置，還包括設(shè)置于圓柱形主體上的位于換能 器元件上方的環(huán)。
11、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，導(dǎo)線的一段密封在圓柱形主體的 壁內(nèi)。
12、 一種構(gòu)造用于地下使用的換能器的方法，包括 將換能器元件設(shè)置于具有內(nèi)孔并由非傳導(dǎo)性材料制成的圓柱形主體上，該元件設(shè)置成使得僅元件的表面沿著主體的外部暴露，并連結(jié)到導(dǎo)線，所述 導(dǎo)線布置成穿過主體以在主體的內(nèi)孔附近引出；將圓柱形主體設(shè)置于為地下布置而構(gòu)造的管子上，該管子穿過主體的內(nèi) 孔，使得主體圍繞管子的一部分；和用材料覆蓋圓柱形主體的端部以形成液壓密封。
13、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，圓柱形主體包括形成單一回轉(zhuǎn) 曲面的壁，該回轉(zhuǎn)曲面具有敞開的端部，以作為套筒安裝在管子上方。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，包括將換能器元件設(shè)置于圓柱形主體 上，使得暴露出的元件表面從主體的外表面凹進(jìn)。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在管子的外表面上設(shè)置非傳導(dǎo) 性材料，以在管子和圓柱形主體之間形成第一層。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括在由非傳導(dǎo)性材料制成的第一 層上方設(shè)置非傳導(dǎo)性材料以覆蓋導(dǎo)線，從而在管子上方形成第二層。
17、 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，用材料覆蓋圓柱形主體的端部 包括在第一和第二層上方形成第三層。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在圓柱形主體的端部上方設(shè)置 非傳導(dǎo)性材料，以形成置于管子上的第一、第二和第三層上方的第四層。
19、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，圓柱形主體的端部形成為與主 體的外徑相比具有減小的外徑，使得每個端部包括安裝在第二、第三或第四 層中至少一個層之下的唇緣。
20、 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括在換能器元件上方將環(huán)設(shè)置于 圓柱形主體上。
21、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，將導(dǎo)線的一段密封在圓柱形主 體的壁內(nèi)。
22、 一種用于地下使用的換能器系統(tǒng)，包括 為地下配置而構(gòu)造的管子；由非傳導(dǎo)性材料制成的具有壁和內(nèi)孔的圓柱形主體，所述壁和內(nèi)孔形成 具有敞開端部的完整回轉(zhuǎn)體；圓柱形主體具有設(shè)置于其上的換能器元件，使得僅元件的表面沿著主體 的外部暴露，露出的元件表面從主體的外表面凹進(jìn)；圓柱形主體的端部形成為與主體的外徑相比具有減小的外徑，以使每個 端部包括唇纟彖；換能器元件連結(jié)到導(dǎo)線，該導(dǎo)線被布置成穿過圓柱形主體并在主體的內(nèi) 孔附近引出，導(dǎo)線的一段被密封在圓柱形主體的壁內(nèi)；管子設(shè)置于圓柱形主體的內(nèi)孔內(nèi)，使得主體圍繞管子的一部分；連接器，設(shè)置于管子上，以與導(dǎo)線連接，從而在換能器元件與遠(yuǎn)距離電 子裝置和組件之間進(jìn)行信號或功率傳輸；以及在圓柱形主體的每個端部的唇緣上方和設(shè)置于管子的外表面上的材料 層中，至少有一個非傳導(dǎo)性材料層形成液壓密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于地下使用的換能器組件。為地下配置而構(gòu)造的管子裝配有由非傳導(dǎo)性材料制成的圓柱形換能器模塊。該模塊安裝成圍繞管子的一部分，并包括設(shè)置于其上的換能器元件，使得僅元件的表面沿著模塊主體的外部暴露。換能器元件連結(jié)到導(dǎo)線，該導(dǎo)線被布置成穿過圓柱形主體，以在主體的內(nèi)孔附近引出。圓柱形主體的端部被材料覆蓋以形成液壓密封。本發(fā)明還公開了一種構(gòu)造該換能器裝置的方法。
文檔編號G01V1/40GK101377129SQ20081021511
公開日2009年3月4日 申請日期2008年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者何青巖, 克里斯托弗斯·德爾坎波, 理查德·D·沃德 申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司