[go: up one dir, main page]

JP2013140134A - Device and method for attenuating acoustic signals - Google Patents

Device and method for attenuating acoustic signals Download PDF

Info

Publication number
JP2013140134A
JP2013140134A JP2012181200A JP2012181200A JP2013140134A JP 2013140134 A JP2013140134 A JP 2013140134A JP 2012181200 A JP2012181200 A JP 2012181200A JP 2012181200 A JP2012181200 A JP 2012181200A JP 2013140134 A JP2013140134 A JP 2013140134A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acoustic
cavity
stress
attenuator
granular particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012181200A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
J Valenza John
ジェイ ヴァレンザ ジョン
Linton Johnson David
リントン ジョンソン ディヴィッド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schlumberger Holdings Ltd
Original Assignee
Schlumberger Holdings Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Holdings Ltd filed Critical Schlumberger Holdings Ltd
Publication of JP2013140134A publication Critical patent/JP2013140134A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • E21B47/107Locating fluid leaks, intrusions or movements using acoustic means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide methods and devices for attenuating acoustic signals traveling within a body.SOLUTION: A device includes a body and at least one acoustic attenuator disposed along the body. The attenuator includes a cavity and granular particles disposed within the cavity. A liquid is also disposed within the cavity. A restrictor applies a stress to the granular particles within the cavity.

Description

本発明は、音響信号に関し、より詳細には音響信号を減衰させることに関する。   The present invention relates to acoustic signals, and more particularly to attenuating acoustic signals.

石油及びガス産業では、通常、検層ツールにより地下層を探査して地層特性を判定し、これを使用してその後の掘削又は生産作業の採算性及び生産性を予測又は評価することができる。多くの場合、地層の音響的特性を測るために音響検層ツールが使用され、このツールを使用して地層の他の特性を得ることもできる。   In the oil and gas industry, it is usually possible to explore underground layers with logging tools to determine formation characteristics, which can be used to predict or evaluate the profitability and productivity of subsequent excavation or production operations. In many cases, an acoustic logging tool is used to measure the acoustic properties of the formation, and this tool can be used to obtain other properties of the formation.

米国特許第5,852,587号明細書US Pat. No. 5,852,587 米国特許第6,643,221号明細書US Pat. No. 6,643,221

Valenza他著、「粒状媒体の動的有効質量及び固体伝搬音の減衰(Dynamic Effective Mass of Granular Media and the Attenuation of Structure−Borne Sound)」、Phys.Rev.E80(2009年)051304Valenza et al., “Dynamic Effective Mass of Granular Media and the Attenuation of Structure-Born Sound”, Phys. Rev. E80 (2009) 053304 Valenza他著、「共振構造の振動応答に対する粒状媒体の効果(Effect of Granular Media on the Vibrational Response of a Resonant Structure)」、J.Acoust.Soc.Am.128,2768(2010年)Valenza et al., “Effect of Granular Media on the Vibrational Response of a Resonant Structure”, J. et al. Acoustic. Soc. Am. 128,2768 (2010)

このような音響検層ツールは、地層内に音響信号を送信するための音響送信機、及び地層から戻ってくる音響信号を受信するための音響受信機を含むことができる。音響検層ツールが直面する共通の問題点は、時として音響信号の成分が、ツール本体を通じて送信機から受信機に直接伝わるという点である。この音響信号の成分は、地層に関する有用な情報を提供するものではなく、むしろ地層からの有用な信号に干渉する信号ノイズを生成するものである。従来、この問題には解決策が存在するものの、これらの解決策では、広範囲にわたる音響周波数を十分に減衰させることはできない。   Such acoustic logging tools can include an acoustic transmitter for transmitting acoustic signals into the formation and an acoustic receiver for receiving acoustic signals returning from the formation. A common problem faced by acoustic logging tools is that sometimes the components of the acoustic signal are transmitted directly from the transmitter to the receiver through the tool body. This component of the acoustic signal does not provide useful information about the formation, but rather generates signal noise that interferes with useful signals from the formation. Conventionally, there are solutions to this problem, but these solutions cannot sufficiently attenuate a wide range of acoustic frequencies.

例示的な実施形態は、音響信号を減衰させるための装置に関する。1つの実施形態では、このような装置が、本体と、この本体に沿って配置された複数の減衰器(例えば、少なくとも1つの減衰器)とを含む。音響減衰器はキャビティを含む。このキャビティ内に、液体及び粒状媒体(複数の顆粒状粒子など)を配置する。減衰器は、キャビティ内の顆粒状粒子に応力を印加するためのリストリクタも含む。   Exemplary embodiments relate to an apparatus for attenuating an acoustic signal. In one embodiment, such a device includes a body and a plurality of attenuators (eg, at least one attenuator) disposed along the body. The acoustic attenuator includes a cavity. A liquid and a granular medium (such as a plurality of granular particles) are disposed in the cavity. The attenuator also includes a restrictor for applying stress to the granular particles in the cavity.

いくつかの実施形態では、本体に沿って複数の音響減衰器を配置する。これらの減衰器のいくつかが顆粒状粒子に応力を印加し、他のいくつかが異なる値の応力を印加する。このようにして、音響減衰器は異なる音響周波数を減衰させる。   In some embodiments, multiple acoustic attenuators are placed along the body. Some of these attenuators apply stress to the granular particles and some others apply different values of stress. In this way, the acoustic attenuator attenuates different acoustic frequencies.

例示的な実施形態は、ボアホールが横切る地下層の音響調査を行うための検層ツールにも関する。この検層ツールは、縦方向に延びるツール本体を含む。本体の縦方向位置に複数の音響送信機を配置し、本体の異なる縦方向位置に複数の音響受信機を配置する。音響検層ツールは、音響送信機と音響受信機の間に位置する複数の音響減衰器も含む。減衰器は、ツール本体内に配置されたキャビティを含む。このキャビティ内に、粒状媒体及び液体を配置する。液体は、キャビティ内の顆粒状粒子を覆うように構成される。減衰器は、キャビティ内の顆粒状粒子に応力を印加するためのリストリクタも含む。   Exemplary embodiments also relate to a logging tool for performing acoustic surveys of underground layers traversed by a borehole. The logging tool includes a tool body extending in the longitudinal direction. A plurality of acoustic transmitters are arranged at the vertical position of the main body, and a plurality of acoustic receivers are arranged at different vertical positions of the main body. The acoustic logging tool also includes a plurality of acoustic attenuators located between the acoustic transmitter and the acoustic receiver. The attenuator includes a cavity disposed within the tool body. A granular medium and a liquid are disposed in the cavity. The liquid is configured to cover the granular particles in the cavity. The attenuator also includes a restrictor for applying stress to the granular particles in the cavity.

いくつかの実施形態では、ツール本体に沿って複数の音響減衰器を配置する。これらの減衰器のいくつかが顆粒状粒子に応力を印加し、他のいくつかが異なる値の応力を印加する。このようにして、音響減衰器は異なる音響周波数を減衰させる。   In some embodiments, multiple acoustic attenuators are placed along the tool body. Some of these attenuators apply stress to the granular particles and some others apply different values of stress. In this way, the acoustic attenuator attenuates different acoustic frequencies.

例示的な実施形態は、本体を通る音響信号を減衰させる方法にも関する。この方法は、本体に沿って配置されたキャビティ内に粒状媒体(複数の粒子など)を配置するステップと、キャビティ内の顆粒状粒子に応力を印加するステップとを含む。いくつかの実施形態では、顆粒状粒子に印加する応力を、音響信号の特定の周波数を減衰させるように調整する。   Exemplary embodiments also relate to a method for attenuating an acoustic signal passing through a body. The method includes disposing a granular medium (such as a plurality of particles) in a cavity disposed along the body and applying stress to the granular particles in the cavity. In some embodiments, the stress applied to the granular particles is adjusted to attenuate certain frequencies of the acoustic signal.

例示的な実施形態は、粒状媒体を配置した減衰器を含む本体の減衰特性を予測する方法にも関する。この方法は、応力を印加した粒状媒体の有効質量を求めるステップを含む。この有効質量を使用して、本体の有効密度を求める。この有効密度を使用して、本体の遅延を求める。この処理を、複数の異なる印加応力にわたって繰り返すことができる。   The exemplary embodiment also relates to a method for predicting the attenuation characteristics of a body including an attenuator with a granular medium. The method includes determining an effective mass of a granular medium to which stress is applied. This effective mass is used to determine the effective density of the body. This effective density is used to determine the body delay. This process can be repeated over a plurality of different applied stresses.

当業者であれば、以下にまとめる図面を参照しながら説明する以下の「発明を実施するための形態」より、本開示の様々な実施形態の利点をより完全に理解するはずである。   Those skilled in the art will more fully appreciate the advantages of the various embodiments of the present disclosure from the following Detailed Description, described below with reference to the drawings summarized below.

本開示の1つの実施形態による掘削アセンブリの概略図である。1 is a schematic view of a drilling assembly according to one embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の1つの実施形態によるツール本体の概略図である。1 is a schematic view of a tool body according to one embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の1つの実施形態による減衰器の概略図である。1 is a schematic diagram of an attenuator according to one embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の別の実施形態による減衰器の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an attenuator according to another embodiment of the present disclosure. 本開示の別の実施形態による減衰器の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an attenuator according to another embodiment of the present disclosure. 図5の減衰器の組立図である。FIG. 6 is an assembly diagram of the attenuator of FIG. 5. 本開示のさらに別の実施形態による減衰器の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an attenuator according to yet another embodiment of the present disclosure. 図7の減衰器の組立図である。FIG. 8 is an assembly diagram of the attenuator of FIG. 7. 本開示の別の特定の実施形態による減衰器の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an attenuator according to another particular embodiment of the present disclosure. 本開示のさらに別の実施形態による減衰器の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an attenuator according to yet another embodiment of the present disclosure. 本開示の別の例示的な実施形態による減衰器の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an attenuator according to another exemplary embodiment of the present disclosure. 本開示の1つの実施形態による、ツール本体に結合された減衰器の概略図である。2 is a schematic view of an attenuator coupled to a tool body, according to one embodiment of the present disclosure. 本開示の1つの実施形態による、ツール本体の減衰対周波数のプロットである。2 is a plot of attenuation of a tool body versus frequency, according to one embodiment of the present disclosure. 本開示の別の実施形態による、ツール本体の減衰対周波数のプロットである。6 is a plot of tool body attenuation versus frequency according to another embodiment of the present disclosure. 本開示の別の実施形態によるツール本体の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a tool body according to another embodiment of the present disclosure. 図15のツール本体の断面図である。It is sectional drawing of the tool main body of FIG. 本開示の別の実施形態によるツール本体の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a tool body according to another embodiment of the present disclosure. 本開示のさらに別の実施形態によるツール本体の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a tool body according to yet another embodiment of the present disclosure. 図18のツール本体の断面図である。It is sectional drawing of the tool main body of FIG. 本開示のいくつかの実施形態による減衰器の配置を示す図である。FIG. 4 illustrates an attenuator arrangement according to some embodiments of the present disclosure. 本開示のいくつかの実施形態による減衰器の配置を示す図である。FIG. 4 illustrates an attenuator arrangement according to some embodiments of the present disclosure. 本開示のいくつかの実施形態による減衰器の配置を示す図である。FIG. 4 illustrates an attenuator arrangement according to some embodiments of the present disclosure. 本開示の1つの実施形態による音響ツールを示す図である。FIG. 3 illustrates an acoustic tool according to one embodiment of the present disclosure. 本開示の1つの実施形態による、散逸容量対周波数のプロットである。2 is a plot of dissipation capacity versus frequency according to one embodiment of the present disclosure. 本開示の1つの実施形態による、減衰対周波数のプロットである。4 is a plot of attenuation versus frequency according to one embodiment of the present disclosure.

本発明の例示的な実施形態は、ツール本体を伝搬する広範囲にわたる音響信号周波数を減衰させる方法及び装置に関する。この目的のために、本発明の様々な実施形態は、ツール本体に沿って配置されたキャビティ内に液体及び粒状媒体を配置する。次に、この粒状媒体に応力を印加する。この印加する応力を、粒状媒体が音響信号の特定の周波数を減衰させるように調整することができる。特定の実施形態では、複数のキャビティを使用して、個々のキャビティを、異なる範囲の周波数を減衰させるように調整する。このようにして、本発明のいくつかの実施形態を、広範囲にわたる音響信号周波数を減衰させるように調整することができる。以下、様々な実施形態の詳細について説明する。   Exemplary embodiments of the present invention relate to a method and apparatus for attenuating a wide range of acoustic signal frequencies propagating through a tool body. To this end, various embodiments of the present invention place liquid and granular media in cavities located along the tool body. Next, stress is applied to the granular medium. This applied stress can be adjusted so that the granular medium attenuates a particular frequency of the acoustic signal. In certain embodiments, multiple cavities are used to adjust individual cavities to attenuate different ranges of frequencies. In this way, some embodiments of the invention can be adjusted to attenuate a wide range of acoustic signal frequencies. Details of various embodiments are described below.

図1に、本発明の1つの実施形態による掘削アセンブリ100を示す。掘削アセンブリ100は、ボアホール104上に配置された掘削リグ102を含む。掘削リグ102は、ダウンホール音響検層ツール108を備えた掘削ストリング106を含む。ダウンホール音響検層ツール108は、ボアホール104が横切る地下層110の音響調査を行うために使用される。1つの実施形態では、音響検層ツール108が、掘削同時検層ツールの一部であり、掘削作業を行っている間に地下層を調査するように構成される。しかしながら、他の実施形態では、音響検層ツール108が掘削作業に依存しない。   FIG. 1 illustrates a drilling assembly 100 according to one embodiment of the present invention. The drilling assembly 100 includes a drilling rig 102 disposed on the borehole 104. The drilling rig 102 includes a drilling string 106 with a downhole acoustic logging tool 108. The downhole acoustic logging tool 108 is used to conduct an acoustic survey of the underground layer 110 that the borehole 104 traverses. In one embodiment, the acoustic logging tool 108 is part of the simultaneous excavation logging tool and is configured to investigate the underground layer while performing the excavation operation. However, in other embodiments, the acoustic logging tool 108 does not rely on excavation operations.

図2に、本発明の1つの実施形態によるツール本体200を示す。図2に示す特定の実施形態では、このツール本体200は、ボアホール内に配置されるように構成された内部が空洞の縦方向に延びる本体である。ツール本体200は、外径によって定められる外面202、及び内径によって定められる内面204を含む。1つの特定の実施形態では、ツール本体200が、掘削ツールのドリルカラーである。このような実施形態では、掘削泥水が、ツール本体200の内径を通じてボアホール内に流れ落ち、ボアホールの地層と本体の外面202との間を上ってくる。なお、ツール本体200の相対的形状、寸法及びサイズに関する説明は例示的なものであり、本発明の範囲を限定するためのものではない。   FIG. 2 illustrates a tool body 200 according to one embodiment of the present invention. In the particular embodiment shown in FIG. 2, the tool body 200 is a body that is configured to be disposed within a borehole and that extends in the longitudinal direction of the cavity. Tool body 200 includes an outer surface 202 defined by an outer diameter and an inner surface 204 defined by an inner diameter. In one particular embodiment, the tool body 200 is the drill collar of the drilling tool. In such embodiments, drilling mud flows down into the borehole through the inner diameter of the tool body 200 and rises between the borehole formation and the outer surface 202 of the body. In addition, the description regarding the relative shape of the tool main body 200, a dimension, and a size is an illustration, and is not for limiting the scope of the present invention.

ツール本体200は、ツール本体上に配置された音響センサ(少なくとも1つの音響送信機206及び少なくとも1つの音響受信機208など)も含む。いくつかの実施形態では、送信機206と受信機208が互いに縦方向に離間する。ツール本体200は、送信機206と受信機208の間のツール本体200の体積により定められる減衰部分210も含む。この減衰部分210は、ツール本体200に沿って配置された、ツール本体を伝搬する音響信号を減衰させるための少なくとも1つの減衰器212を含む。図2に示す実施形態では、ツール本体200の外面202の周囲に複数の減衰器212が配置される。   Tool body 200 also includes an acoustic sensor (such as at least one acoustic transmitter 206 and at least one acoustic receiver 208) disposed on the tool body. In some embodiments, transmitter 206 and receiver 208 are vertically spaced from each other. Tool body 200 also includes an attenuation portion 210 defined by the volume of tool body 200 between transmitter 206 and receiver 208. The attenuation portion 210 includes at least one attenuator 212 disposed along the tool body 200 for attenuating acoustic signals propagating through the tool body. In the embodiment shown in FIG. 2, a plurality of attenuators 212 are arranged around the outer surface 202 of the tool body 200.

本発明の様々な実施形態は、図2に示す減衰器の配置に限定されるわけではない。例えば、減衰器を1又はそれ以上の音響センサに隣接して(センサの裏側、周囲及び下部などに)配置することができる。また、他の実施形態では、減衰器をツール本体に沿って減衰部分の上方又は下方(送信機の下方及び/又は受信機の上方など)に配置することができる。このような実施形態は、周囲の地層からツール本体に戻ってくる音響信号を減少させる役に立つことができる。   The various embodiments of the present invention are not limited to the attenuator arrangement shown in FIG. For example, an attenuator can be placed adjacent to one or more acoustic sensors (on the backside, perimeter and bottom of the sensor, etc.). In other embodiments, the attenuator can be positioned along the tool body above or below the attenuation portion (such as below the transmitter and / or above the receiver). Such an embodiment can help reduce acoustic signals returning from the surrounding formations to the tool body.

図3は、本発明の1つの実施形態による減衰器300の断面図である。この減衰器は、ツール本体304内に配置されたキャビティ302を含む。キャビティ302は円筒形状を有し、ツール本体の外面305内に配置される。追加の又は代替の実施形態では、キャビティ302をツール本体の内面上に配置することもできる。他の様々な実施形態では、キャビティ302がツール本体の外部に配置される。さらに、キャビティ302は、他の様々な形をとることもできる。例えば、キャビティ302を長方形又は楕円形にすることができる。また、キャビティ302は、ツール本体304の外面又は内面の周囲に縦方向に又は放射状に延びるチャネルを形成することもできる。   FIG. 3 is a cross-sectional view of an attenuator 300 according to one embodiment of the present invention. The attenuator includes a cavity 302 disposed in the tool body 304. The cavity 302 has a cylindrical shape and is disposed within the outer surface 305 of the tool body. In additional or alternative embodiments, the cavity 302 may be located on the inner surface of the tool body. In various other embodiments, the cavity 302 is located outside the tool body. Further, the cavity 302 can take a variety of other forms. For example, the cavity 302 can be rectangular or elliptical. Cavity 302 can also form a channel extending longitudinally or radially around the outer or inner surface of tool body 304.

図3に示すように、キャビティ302内には、粒状媒体306(複数の顆粒状粒子など)が配置される。様々な実施形態では、顆粒状粒子306のサイズが、ツール本体304内の減衰すべき波長よりも著しく小さい。特定の実施形態では、粒状媒体306の顆粒状粒子が、5ミクロン〜500ミクロンである。しかしながら、これらのサイズは一例にすぎない。別の例では、粒状媒体306が、最大5000ミクロンのサイズの粒子を含む。顆粒状粒子のサイズパラメータは様々であってよい。本明細書に開示する範囲及びサイズは、本発明の範囲を限定するためのものではない。   As shown in FIG. 3, a granular medium 306 (such as a plurality of granular particles) is disposed in the cavity 302. In various embodiments, the size of the granular particles 306 is significantly smaller than the wavelength to be attenuated in the tool body 304. In certain embodiments, the granular particles of granular media 306 are between 5 microns and 500 microns. However, these sizes are only examples. In another example, the granular media 306 includes particles up to 5000 microns in size. The size parameters of the granular particles can vary. The ranges and sizes disclosed herein are not intended to limit the scope of the invention.

また、本発明の様々な実施形態では、粒状媒体306を、粒子が高ボアホール温度で安定するように選択する。この目的のために、顆粒状粒子を、アルミニウム又はタングステンなどの金属材料、及び/又はシリコン、鋳鉄又は炭化タングステンなどの他の様々な材料から形成することができる。キャビティ302内に異なるサイズの粒子及び/又は粒子材料の混合物が存在するように粒状媒体306を選択することもできる。本明細書に開示する例示的な材料は、本発明の範囲を限定するためのものではない。顆粒状粒子の材料組成は、本明細書に示す例以外にも様々であってよい。   Also, in various embodiments of the present invention, the granular media 306 is selected such that the particles are stable at high borehole temperatures. For this purpose, granular particles can be formed from metallic materials such as aluminum or tungsten and / or various other materials such as silicon, cast iron or tungsten carbide. The particulate media 306 can also be selected such that there is a mixture of different sized particles and / or particulate materials in the cavity 302. The exemplary materials disclosed herein are not intended to limit the scope of the invention. The material composition of the granular particles may vary other than the examples shown in this specification.

その他の考慮できる粒子特性に、粒子形状がある。例えば、1つの特定の実施形態では、粒状媒体306が、表面が丸みを帯びた及び/又は滑らかな実質的に対称な(球形などの)粒子を含む。他の実施形態では、粒子が非対称であり、凸凹の表面及び/又はギザギザの端部を有する。説明したように、顆粒状粒子の形状は様々であってよい。本明細書に開示する例示の形状は、本発明の範囲を限定するためのものではない。   Another particle property that can be considered is particle shape. For example, in one particular embodiment, the particulate media 306 includes substantially symmetric (such as spherical) particles that are rounded and / or smooth on the surface. In other embodiments, the particles are asymmetric and have an uneven surface and / or jagged edges. As explained, the shape of the granular particles may vary. The exemplary shapes disclosed herein are not intended to limit the scope of the invention.

図3の特定の例では、キャビティ302が、水、油、掘削液、フルオロカーボン潤滑剤、ポリマー及び/又はゲルなどの液体308も含む。1つの特定の例では、液体308が、ポリジメチルシロキサンなどのシリコン油である。様々な例示的な実施形態では、液体308が、水よりも粘度値が高い(例えば、1cSt)粘性液である。別の特定の実施形態では、液体308が、特定の適用温度で2〜1,000,000cStの粘度を有する。例えば、消費財用途では、液体308は、室温で2〜1,000,000cStの粘度を有することができる。ボアホール用途では、液体308は、ボアホール温度(100〜175℃など)で2〜1,000,000cStの粘度を有することができる。本明細書に開示する組成及び範囲は、本発明の範囲を限定するためのものではない。液体308の組成及び粘度パラメータは、本明細書に示す例以外にも様々であってよい。例えば、いくつかの実施形態では、液体308が、水よりも低い粘度を有することができる。   In the particular example of FIG. 3, the cavity 302 also includes a liquid 308 such as water, oil, drilling fluid, fluorocarbon lubricant, polymer and / or gel. In one particular example, the liquid 308 is a silicone oil such as polydimethylsiloxane. In various exemplary embodiments, the liquid 308 is a viscous liquid that has a higher viscosity value than water (eg, 1 cSt). In another specific embodiment, the liquid 308 has a viscosity of 2-1,000,000 cSt at a specific application temperature. For example, for consumer goods applications, the liquid 308 can have a viscosity of 2-1,000,000 cSt at room temperature. For borehole applications, the liquid 308 can have a viscosity of 2 to 1,000,000 cSt at a borehole temperature (such as 100-175 ° C.). The compositions and ranges disclosed herein are not intended to limit the scope of the invention. The composition and viscosity parameters of the liquid 308 may vary beyond the examples shown herein. For example, in some embodiments, the liquid 308 can have a lower viscosity than water.

1つの例示的な実施形態では、キャビティ302内の液体308の体積を、粒状媒体306の少なくとも一部を液体で覆うのに十分なものとする。このような実施形態では、液体308の体積を、液体308が粒状媒体306に浸透しないように選択する。例えば、1つの特定の実施形態では、110グラムのタングステン粉末を80mgの5000cStのシリコン油で覆う。この目的のために、様々な実施形態では、粒状媒体306に対する液体308のキャビティ302内体積率を0.001%〜5%とする。本発明の他の実施形態では、液体308が粒状媒体306に浸透する。本明細書に開示する比率及び範囲は一例であり、本発明の範囲を限定するためのものではない。液体体積及び粒状媒体体積のパラメータは、本明細書に記載する比率及び範囲以外にも様々であってよい。   In one exemplary embodiment, the volume of liquid 308 in cavity 302 is sufficient to cover at least a portion of particulate medium 306 with liquid. In such an embodiment, the volume of liquid 308 is selected so that liquid 308 does not penetrate particulate medium 306. For example, in one particular embodiment, 110 grams of tungsten powder is covered with 80 mg of 5000 cSt silicone oil. For this purpose, in various embodiments, the volume ratio of the liquid 308 in the cavity 302 relative to the granular medium 306 is 0.001% to 5%. In other embodiments of the present invention, the liquid 308 penetrates the particulate medium 306. The ratios and ranges disclosed herein are examples and are not intended to limit the scope of the invention. The liquid volume and particulate media volume parameters may vary beyond the ratios and ranges described herein.

図3に示すように、減衰器300は、粒状媒体306に応力を印加するように構成されたリストリクタ310も含む。本発明者らは、粒状媒体306に印加する応力を調節することにより、減衰器300を、音響信号の特定の周波数を減衰するように調整できると気付いた。   As shown in FIG. 3, the attenuator 300 also includes a restrictor 310 configured to apply stress to the granular media 306. The inventors have realized that by adjusting the stress applied to the granular medium 306, the attenuator 300 can be adjusted to attenuate a particular frequency of the acoustic signal.

リストリクタ310により粒状媒体306に印加される応力は有効応力である。有効応力とは、リストリクタにより印加される外部応力から(大気圧などの)間隙圧を差し引いたものとして定義される。リストリクタ310によって粒状媒体に印加される応力は、少なくとも0Paよりも大きい。図3に示す特定の例では、リストリクタ310が、キャビティ302の開口部314内の雌ネジと噛合するように構成されたネジ付き雄キャップ312を含む。キャビティの開口部314内にキャップ312を螺入すると、キャップが粒状媒体302に接触して粒状媒体に応力を与える。粒状媒体302に印加する応力は、キャップ312を回し、(キャップの変位を調節することなどにより)キャップをキャビティ302に出入りさせることによって調整することができる。様々な例示的な実施形態では、粒状媒体302に印加する応力が1Pa〜5MPaである。粒状媒体302に印加する応力は、この範囲以外にも様々であってよい。このような例及び範囲は、本発明の範囲を限定するためのものではない。   The stress applied to the granular medium 306 by the restrictor 310 is an effective stress. Effective stress is defined as the external stress applied by the restrictor minus the pore pressure (such as atmospheric pressure). The stress applied to the granular medium by the restrictor 310 is at least greater than 0 Pa. In the particular example shown in FIG. 3, the restrictor 310 includes a threaded male cap 312 configured to mate with a female thread in the opening 314 of the cavity 302. When the cap 312 is screwed into the opening 314 of the cavity, the cap contacts the granular medium 302 and applies stress to the granular medium. The stress applied to the granular media 302 can be adjusted by turning the cap 312 and moving the cap into and out of the cavity 302 (such as by adjusting the displacement of the cap). In various exemplary embodiments, the stress applied to the granular medium 302 is between 1 Pa and 5 MPa. The stress applied to the granular medium 302 may be varied outside this range. Such examples and ranges are not intended to limit the scope of the invention.

図4に、本発明の別の実施形態による減衰器400を示す。減衰器400は、図4ではリストリクタ402がプラグなどの対応媒体404を含む点を除き、図3に開示した減衰器と同様のものである。この対応媒体404を、ネジ付きキャップ406と粒状媒体408の間に配置する。ネジ付きキャップ406を回してキャビティ410内に入れ込むと、対応媒体404が粒状媒体408に応力を印加する。対応媒体404は、所定の位置に来ると粒状媒体408に一定応力を印加する。対応媒体404は、ゴム又はシリコンなどの様々な異なる種類の材料から作成することができる。(弾性率が異なる材料を使用することなどにより)異なる所定の値の応力を印加する1又はそれ以上の対応媒体から選択を行うことにより、粒状媒体408に印加する応力を調整することができる。対応媒体404は、様々な異なる形状寸法(厚みなど)を有することもできる。このようにして、1又はそれ以上の異なる媒体形状から選択を行うことにより、粒状媒体408に印加する応力を調整することができる(例えば、より厚みのある対応媒体404を使用すれば印加される応力も大きくなる)。   FIG. 4 illustrates an attenuator 400 according to another embodiment of the present invention. The attenuator 400 is similar to the attenuator disclosed in FIG. 3 except that the restrictor 402 in FIG. 4 includes a corresponding medium 404 such as a plug. This corresponding medium 404 is placed between the threaded cap 406 and the granular medium 408. As the threaded cap 406 is turned into the cavity 410, the corresponding media 404 applies stress to the granular media 408. When the corresponding medium 404 comes to a predetermined position, a constant stress is applied to the granular medium 408. Corresponding media 404 can be made from a variety of different types of materials, such as rubber or silicon. By selecting from one or more corresponding media that apply different predetermined values of stress (such as by using materials having different moduli of elasticity), the stress applied to the granular media 408 can be adjusted. Corresponding media 404 can also have a variety of different geometries (such as thickness). In this way, the stress applied to the granular media 408 can be adjusted by selecting from one or more different media shapes (eg, using a thicker corresponding media 404). Stress also increases).

図5〜図6に、本発明の別の実施形態による減衰器500を示す。図5〜図6では、対応媒体404が、ピストン502及びバネ504を含む。バネ504を、ネジ付きキャップ506とピストン502の間に配置する。ネジ付きキャップ506を回してキャビティ508内に入れ込むと、バネ504が圧縮してピストン502に応力を印加し、これがさらに粒状媒体510に応力を印加する。図6には、ネジ付きキャップ506、バネ504、及びピストン502の組立図を示している。これらを組み立てると、バネ504が、ピストン502を通じて粒状媒体510に一定応力を印加する。1つの特定の実施形態では、バネ504が、金属材料から形成された螺旋コイルである。ピストン502も金属材料から形成することができる。異なる所定の値の応力を印加する1又はそれ以上のバネから選択を行うことにより(バネ定数が異なるバネを使用することなどにより)、粒状媒体510に印加する応力を調整することができる。   5-6 illustrate an attenuator 500 according to another embodiment of the present invention. In FIG. 5 to FIG. 6, the corresponding medium 404 includes a piston 502 and a spring 504. A spring 504 is disposed between the threaded cap 506 and the piston 502. As the threaded cap 506 is turned into the cavity 508, the spring 504 compresses and applies stress to the piston 502, which further applies stress to the granular media 510. FIG. 6 shows an assembly view of the threaded cap 506, the spring 504, and the piston 502. When assembled, the spring 504 applies a constant stress to the granular medium 510 through the piston 502. In one particular embodiment, the spring 504 is a helical coil formed from a metallic material. The piston 502 can also be formed from a metallic material. By selecting from one or more springs that apply different predetermined values of stress (eg, using springs with different spring constants), the stress applied to the granular media 510 can be adjusted.

(バネ及びゴム材料などの)対応媒体を使用するリストリクタの例示的な実施形態は、ボアホール環境内で一定応力を印加するという利点を有する。多くの場合、ボアホール環境内のツールの振動によって時間とともに粒状媒体の総体積が減少し、結果的に粒状媒体に印加される応力が減少するようになる。バネなどの対応媒体は、この体積の減少を考慮して、結果的に粒状媒体に一定応力を印加し続けるように自動的に順応する。   Exemplary embodiments of restrictors that use compatible media (such as springs and rubber materials) have the advantage of applying a constant stress within the borehole environment. In many cases, the vibration of the tool in the borehole environment reduces the total volume of the granular media over time, resulting in a decrease in stress applied to the granular media. A corresponding medium, such as a spring, automatically adapts to take into account this reduction in volume and consequently continues to apply a constant stress to the granular medium.

図7〜図8に、本発明のさらに別の実施形態による減衰器700を示す。図7〜図8では、リストリクタ構造702に雄ネジ及び雌ネジがない。代わりに、この特定の実施形態は、キャップ704をキャビティ708の開口部706に固定するために、溶接又は蝋付け処理などの加熱処理に依存する。図8には、キャップ704、バネ710及びピストン712の組立図を示している。この減衰器は、熱/圧力処理によりキャップとキャビティ708の間に形成された接合部714を含む。   7-8 illustrate an attenuator 700 according to yet another embodiment of the present invention. 7-8, the restrictor structure 702 does not have male and female threads. Instead, this particular embodiment relies on a heat treatment such as a welding or brazing process to secure the cap 704 to the opening 706 of the cavity 708. FIG. 8 shows an assembly view of the cap 704, the spring 710, and the piston 712. The attenuator includes a joint 714 formed between the cap and cavity 708 by heat / pressure treatment.

図9に、本発明の別の特定の実施形態による減衰器900を示す。図9の実施形態は、図7〜図8に示す実施形態の2つの変形形態を含む。例えば、加熱処理の代わりに締まり嵌めを使用して、キャビティ906の開口部904にキャップ902を固定する。換言すれば、キャップ902の直径は開口部904の直径よりもわずかに大きく、力を加えて開口部内にキャップを固定する。また、図7〜図8に示すような平らなキャビティ壁716とは対照的に、図9の実施形態では、キャビティ壁908がフレア910を含む。このフレア910により、粒状媒体912及び液体914に接触するキャビティ906の表面積が増加する。このようなフレア910は、音響信号の減衰をさらに容易にすることができる。本発明の様々な実施形態では、フレア910の振幅及び/又は周波数が、顆粒状粒子の寸法未満に制限される。このような「凸凹」の表面を有するキャビティは、潜在的に音響信号を粒状媒体912により良好に結び付けることができる。   FIG. 9 illustrates an attenuator 900 according to another specific embodiment of the invention. The embodiment of FIG. 9 includes two variations of the embodiment shown in FIGS. For example, the cap 902 is fixed to the opening 904 of the cavity 906 using an interference fit instead of heat treatment. In other words, the diameter of the cap 902 is slightly larger than the diameter of the opening 904, and a force is applied to fix the cap in the opening. Also, in contrast to the flat cavity wall 716 as shown in FIGS. 7-8, in the embodiment of FIG. 9, the cavity wall 908 includes a flare 910. The flare 910 increases the surface area of the cavity 906 that contacts the granular media 912 and the liquid 914. Such a flare 910 can further facilitate attenuation of the acoustic signal. In various embodiments of the invention, the amplitude and / or frequency of the flare 910 is limited to less than the size of the granular particles. A cavity having such an “uneven” surface can potentially better couple acoustic signals to the granular media 912.

図10に、本発明のさらに別の実施形態による減衰器1000を示す。図示の特定の実施形態では、リストリクタ1002が、特定の厚みを有する突起1006を備えたキャップ1004を含む。ネジ又はリベットなどの機械的留め具1012を使用して、キャップ1002をキャビティ1010の開口部1008に固定する。また、リストリクタ1002は、粒状媒体1016を少なくとも部分的に含む(ゴム又はシリコンなどから作成された)対応バッグ又は容器1014を含む。対応バッグ1010をキャビティ1010内に配置して、キャップ1004をキャビティ1010の開口部1008に固定する。このようにして、突起1006が対応バッグ1014に応力を印加し、これがさらに粒状媒体1016に応力を印加する。例えば、突起1006の厚みを調節すること、突起1006の弾性係数を調節すること、及び/又は対応バッグ1014の弾性係数を調節することにより、粒状媒体1016に印加する応力を調整することができる。   FIG. 10 shows an attenuator 1000 according to yet another embodiment of the present invention. In the particular embodiment shown, the restrictor 1002 includes a cap 1004 with a protrusion 1006 having a particular thickness. A mechanical fastener 1012 such as a screw or rivet is used to secure the cap 1002 to the opening 1008 of the cavity 1010. The restrictor 1002 also includes a corresponding bag or container 1014 (made from rubber, silicone, or the like) that at least partially includes the particulate medium 1016. A corresponding bag 1010 is placed in the cavity 1010 and the cap 1004 is secured to the opening 1008 of the cavity 1010. In this way, the protrusion 1006 applies stress to the corresponding bag 1014, which further applies stress to the granular medium 1016. For example, the stress applied to the granular medium 1016 can be adjusted by adjusting the thickness of the protrusion 1006, adjusting the elastic coefficient of the protrusion 1006, and / or adjusting the elastic coefficient of the corresponding bag 1014.

図11に、本発明の別の例示的な実施形態による減衰器1100を示す。図11では、突起1006をピストン1102及びバネ1104に置き換えている。これらを組み立てると、バネ1104がピストン1102に力を印加し、これがさらに対応バッグ1106及びバッグ内の粒状媒体1108に応力を印加する。例えば、バネ定数を調節すること、及び/又は対応バッグの弾性係数を調節することにより、粒状媒体1108に印加する応力を調整することができる。   FIG. 11 illustrates an attenuator 1100 according to another exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 11, the protrusion 1006 is replaced with a piston 1102 and a spring 1104. When assembled, the spring 1104 applies a force to the piston 1102, which further applies stress to the corresponding bag 1106 and the granular media 1108 in the bag. For example, the stress applied to the granular media 1108 can be adjusted by adjusting the spring constant and / or adjusting the elastic modulus of the corresponding bag.

図3〜図11では、減衰器をツール本体と一体に形成している。換言すれば、粒状媒体及び液体を収容するためにツール本体の一部を使用する。しかしながら、他の様々な実施形態では、減衰器を、ツール本体に結合された(ツール本体の外面又は内面などに結合された)異なる部材とすることもできる。   3 to 11, the attenuator is formed integrally with the tool body. In other words, a portion of the tool body is used to contain the granular media and liquid. However, in various other embodiments, the attenuator can be a different member coupled to the tool body (such as coupled to the outer or inner surface of the tool body).

図12に、本発明の1つの実施形態による、ツール本体1202に結合された減衰器1200を示す。この減衰器1200を、ツール本体の貫通孔1204内に配置する。減衰器1200は、キャビティ1207を定めるリストリクタ1206を含む。キャビティ1207は、液体1208及び粒状媒体1210を含む。リストリクタ1206は、粒状媒体1210に応力を印加するように構成される。1つの実施形態では、粒状媒体1210をリストリクタ1206内に充填した後で、減衰器1200をツール本体1202に結合する。例えば、液体1208及び粒状媒体1210の周囲にリストリクタ1206を焼嵌めすることにより、粒状媒体1210に応力を印加することができる。別の例では、リストリクタ1206の少なくとも1つの壁を意図的に変形させ、この変形により粒状媒体1210に応力が印加されるようにする。図12の特定の実施形態では、減衰器1200が、保持リング1212及びOリングシール1214も含む。保持リング1212は、容器を貫通孔1204内の適所に固定し、Oリングシール1214は、掘削液又はその他の汚染物質が貫通孔1204を流れないようにする。   FIG. 12 illustrates an attenuator 1200 coupled to a tool body 1202 according to one embodiment of the present invention. The attenuator 1200 is disposed in the through hole 1204 of the tool body. Attenuator 1200 includes a restrictor 1206 that defines a cavity 1207. The cavity 1207 includes a liquid 1208 and a granular medium 1210. The restrictor 1206 is configured to apply stress to the granular media 1210. In one embodiment, the attenuator 1200 is coupled to the tool body 1202 after the granular media 1210 is filled into the restrictor 1206. For example, stress can be applied to the granular media 1210 by shrink fitting a restrictor 1206 around the liquid 1208 and the granular media 1210. In another example, at least one wall of the restrictor 1206 is intentionally deformed so that the deformation applies stress to the granular media 1210. In the particular embodiment of FIG. 12, the attenuator 1200 also includes a retaining ring 1212 and an O-ring seal 1214. Retaining ring 1212 secures the container in place within through-hole 1204 and O-ring seal 1214 prevents drilling fluid or other contaminants from flowing through through-hole 1204.

上述したように、本発明者らは、特定の減衰器の減衰特性が、減衰器内の粒状媒体に印加される応力の関数であると気付いた。本発明の例示的な実施形態では、ツール本体が、少なくともいくつかが音響信号の異なる周波数を減衰させるように異なる応力値に調整された複数の減衰器を含む。このようにして、本発明の様々な実施形態は、ツール本体を伝搬する広範にわたる音響周波数を減衰させることができる。   As noted above, the inventors have realized that the attenuation characteristics of a particular attenuator are a function of the stress applied to the granular media within the attenuator. In an exemplary embodiment of the invention, the tool body includes a plurality of attenuators that are adjusted to different stress values so that at least some attenuate the different frequencies of the acoustic signal. In this way, various embodiments of the present invention can attenuate a wide range of acoustic frequencies that propagate through the tool body.

図13に、本発明の1つの実施形態による、ツール本体の減衰対周波数のプロット1300を示す。この特定の例では、ツール本体が複数の減衰器を含む。これらの減衰器を、表1に従って異なる印加応力に調整する。減衰器は総体積(例えば、各キャビティの体積の合計)を有し、表1に、個々の印加応力に調整した総体積の体積分率を示す。
表1

Figure 2013140134
曲線1302で示すように、表1に従って調整した減衰器は、8〜11kHzの周波数を効果的に40dB/mも減衰させる。これに対し、曲線1304は、キャビティが空の(例えば、液体又は粒状媒体が含まれていない)ツール本体の減衰特性を示す。 FIG. 13 illustrates a tool body attenuation vs. frequency plot 1300 according to one embodiment of the present invention. In this particular example, the tool body includes a plurality of attenuators. These attenuators are adjusted to different applied stresses according to Table 1. The attenuator has a total volume (eg, the sum of the volumes of each cavity), and Table 1 shows the volume fraction of the total volume adjusted to the individual applied stress.
Table 1
Figure 2013140134
As shown by the curve 1302, the attenuator adjusted according to Table 1 effectively attenuates the frequency of 8 to 11 kHz by 40 dB / m. In contrast, curve 1304 shows the damping characteristics of a tool body with an empty cavity (eg, no liquid or particulate media is included).

図14に、本発明の別の実施形態による、ツール本体の減衰対周波数のプロット1400を示す。この場合、ツール本体は、表2に従って異なる印加応力に調整した複数の減衰器を含む。表1と同様に、表2にも、個々の印加応力に調整した総体積の体積分率を示す。
表2

Figure 2013140134
曲線1402で示すように、表2に従って調整した減衰器は、5〜14kHzの周波数を効果的に減衰させる。また、この範囲では、減衰は30dB/mほどである。曲線1404は、キャビティが空の(例えば、液体又は粒状媒体が含まれていない)ツール本体の減衰特性を示す。 FIG. 14 illustrates a tool body attenuation vs. frequency plot 1400 in accordance with another embodiment of the present invention. In this case, the tool body includes a plurality of attenuators adjusted to different applied stresses according to Table 2. Similar to Table 1, Table 2 also shows the volume fraction of the total volume adjusted to each applied stress.
Table 2
Figure 2013140134
As shown by curve 1402, the attenuator tuned according to Table 2 effectively attenuates the frequency of 5-14 kHz. In this range, the attenuation is about 30 dB / m. Curve 1404 shows the damping characteristics of a tool body with an empty cavity (eg, no liquid or particulate media is contained).

図2に、少なくともいくつかが音響信号の異なる周波数を減衰させるように異なる応力値に調整された複数の減衰器212を含むツール本体200の例を示している。図2では、減衰器212が、選択した縦間隔だけ離間した複数の円周列を形成するように配置される。特定の例では、各列が、ツール本体200の縦軸の周囲に実質的に均等な間隔で方位角的に配置された1又はそれ以上(5個、10個、又は15個など)の減衰器212を含むことができる。この複数の減衰器212を、減衰器の減衰特性に基づいて複数の異なる区画に分類することができる。例えば、第1の区画214では、減衰器212を、2〜4kHzの周波数を減衰させるように調整する。この第1の区画214内の減衰器212は、粒状媒体に応力を印加しないように調整することができる。第2の区画216では、粒状媒体にわずかな応力を印加し、従って減衰器212を、4kHz〜6kHzの周波数を減衰させるように調整する。第3の区画218では、粒状媒体により大きな応力を印加し、従って減衰器212を、6kHz〜8kHzの周波数を減衰させるように調整する。そして、第4の区画220では、さらに大きな応力を使用して、減衰器212を、8kHzを上回る周波数を減衰させるように調整する。このようにして、ツール本体200の減衰部分210は、(2〜10kHzなどの)広範囲にわたる音響信号周波数を減衰させるように構成される。   FIG. 2 shows an example of a tool body 200 that includes a plurality of attenuators 212, at least some of which are adjusted to different stress values to attenuate different frequencies of the acoustic signal. In FIG. 2, the attenuators 212 are arranged to form a plurality of circumferential rows separated by a selected longitudinal interval. In particular examples, one or more (such as five, ten, or fifteen) attenuations in which each row is azimuthally arranged at substantially equal intervals around the longitudinal axis of the tool body 200. A container 212 may be included. The plurality of attenuators 212 can be classified into a plurality of different sections based on the attenuation characteristics of the attenuators. For example, in the first compartment 214, the attenuator 212 is adjusted to attenuate a frequency of 2-4 kHz. The attenuator 212 in this first compartment 214 can be adjusted so as not to apply stress to the granular media. In the second compartment 216, a slight stress is applied to the granular media and thus the attenuator 212 is adjusted to attenuate frequencies between 4 kHz and 6 kHz. In the third compartment 218, greater stress is applied to the granular media, and the attenuator 212 is therefore adjusted to attenuate frequencies between 6 kHz and 8 kHz. Then, in the fourth compartment 220, even greater stress is used to adjust the attenuator 212 to attenuate frequencies above 8 kHz. In this way, the attenuation portion 210 of the tool body 200 is configured to attenuate a wide range of acoustic signal frequencies (such as 2-10 kHz).

なお、本発明の例示的な実施形態は、このような減衰器の「区画的」配置に限定されるものではない。例えば、他の実施形態では、調整した減衰器を、減衰器の減衰特性に基づく様々な区画によって分離しない。他の実施形態では、別様に調整した減衰器を互いの間に配置する。さらに別の実施形態では、別様に調整した減衰器を互いの間にランダムに配置する。   It should be noted that exemplary embodiments of the present invention are not limited to such a “partitioned” arrangement of attenuators. For example, in other embodiments, the tuned attenuator is not separated by various compartments based on the attenuation characteristics of the attenuator. In other embodiments, differently tuned attenuators are placed between each other. In yet another embodiment, differently tuned attenuators are randomly placed between each other.

図15及び図16に、本発明の別の実施形態によるツール本体1500を示す。この実施形態では、ツール本体1500が、送信機1504と2つの受信機1506の間に位置する7つの減衰器1502を含む。各減衰器1502は、ツール本体1500の周囲に延びるチャネル1508の形のキャビティを含む。図15及び図16の特定の例では、ツール本体1500の外面1510上にチャネル1508のうちの4つが配置され、ツール本体の内面1512上に3つのチャネルが配置される。しかしながら、他の実施形態では、ツール本体の内面1512上又は外面1510上のみにチャネル1508を配置することができる。これに加えて、或いはこれとは別に、他の実施形態では、減衰器1502が、図12の実施形態のような、ツール本体1500に結合された別個の部材を含むことができる。   15 and 16 show a tool body 1500 according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the tool body 1500 includes seven attenuators 1502 located between the transmitter 1504 and the two receivers 1506. Each attenuator 1502 includes a cavity in the form of a channel 1508 that extends around the tool body 1500. In the particular example of FIGS. 15 and 16, four of the channels 1508 are disposed on the outer surface 1510 of the tool body 1500 and three channels are disposed on the inner surface 1512 of the tool body. However, in other embodiments, the channel 1508 can be disposed only on the inner surface 1512 or the outer surface 1510 of the tool body. In addition or alternatively, in other embodiments, the attenuator 1502 can include a separate member coupled to the tool body 1500, such as the embodiment of FIG.

各減衰器1502は、チャネル1508内に配置された粒状媒体1518及び液体1516に応力を印加するためのリストリクタ1514も含む。図15及び図16の特定の例では、リストリクタ1514が、液体1516及び粒状媒体1518をチャネル1508内に固定するための内部スリーブ1520及び外部スリーブ1522を含む。図15の特定の実施形態では、内部スリーブ1516及び外部スリーブ1518の端部が、破片及び液体の流入を防ぐためのOリング1524を含む。リストリクタ1514は、粒状媒体1516に調整可能応力を印加するための(プラグ又はバネ/ピストンアセンブリなどの)対応媒体も含む。本発明の特定の実施形態によれば、各減衰器1502が異なる応力に調整され、従って音響信号の異なる周波数を減衰させる。このようにして、7つの減衰器1502が、広範囲にわたる音響信号を減衰させるように相互に機能し合う。   Each attenuator 1502 also includes a restrictor 1514 for applying stress to the particulate medium 1518 and liquid 1516 disposed within the channel 1508. In the particular example of FIGS. 15 and 16, the restrictor 1514 includes an inner sleeve 1520 and an outer sleeve 1522 for securing the liquid 1516 and granular media 1518 within the channel 1508. In the particular embodiment of FIG. 15, the ends of inner sleeve 1516 and outer sleeve 1518 include O-rings 1524 to prevent ingress of debris and liquid. The restrictor 1514 also includes a corresponding medium (such as a plug or spring / piston assembly) for applying adjustable stress to the granular medium 1516. According to certain embodiments of the invention, each attenuator 1502 is tuned to a different stress, thus attenuating different frequencies of the acoustic signal. In this way, the seven attenuators 1502 work together to attenuate a wide range of acoustic signals.

図15及び図16の実施形態による音響検層ツールは、追加の減衰機構の利点を有利に提供することができる。いくつかの実施形態では、チャネルにより、音響信号を減衰させる周期的に離間した一連の溝をツール本体内に形成することができる。Kostek他に付与された米国特許第5,852,587号に、ツール本体内の周期的に離間した一連の溝を使用して信号を減衰させる方法及び装置が開示されている。この特許は、その全体が引用により本明細書に組み入れられる。   The acoustic logging tool according to the embodiment of FIGS. 15 and 16 can advantageously provide the benefits of an additional damping mechanism. In some embodiments, the channels can form a series of periodically spaced grooves in the tool body that attenuate the acoustic signal. US Pat. No. 5,852,587 to Kostek et al. Discloses a method and apparatus for attenuating signals using a series of periodically spaced grooves in the tool body. This patent is incorporated herein by reference in its entirety.

図17に、本発明の別の実施形態によるツール本体1700を示す。ツール本体1700は、送信機1704と2つの受信機1706の間に位置する複数の減衰器1702、1703を含む。図17の特定の例では、図3に開示したような複数の「円筒形の」減衰器1702が、ツール本体1700の外面1708上に配置され、図15及び図16に開示したような、ツール本体の周囲に延びるチャネルを含む複数の減衰器1703が、ツール本体の内面1710上に配置される。他の実施形態では、両方の種類の減衰器1702、1703をツール本体1700の外面1708及び/又は内面1710上に配置することができる。   FIG. 17 illustrates a tool body 1700 according to another embodiment of the present invention. The tool body 1700 includes a plurality of attenuators 1702, 1703 located between the transmitter 1704 and the two receivers 1706. In the particular example of FIG. 17, a plurality of “cylindrical” attenuators 1702 as disclosed in FIG. 3 are disposed on the outer surface 1708 of the tool body 1700, such as disclosed in FIGS. A plurality of attenuators 1703 including channels extending around the body are disposed on the inner surface 1710 of the tool body. In other embodiments, both types of attenuators 1702, 1703 can be disposed on the outer surface 1708 and / or the inner surface 1710 of the tool body 1700.

図18及び図19に、本発明のさらに別の実施形態によるツール本体1800を示す。このツール本体1800は、送信機1804と2つの受信機1806の間に位置する複数の減衰器1802を含む。この実施形態では、減衰器1802が、ツール本体の外面1810に沿って配置されたスロット形のキャビティ1808を含む。このスロット形のキャビティ1808は、ある幅と長さを有し、ツール本体1800の周囲に配置される。図19に示すように、各減衰器1802は、粒状媒体1814を含んでこれに応力を印加するように構成された対応媒体1812を備えたリストリクタ1810を含む。図18には、スロット形のキャビティ1808を縦方向に(ツール本体1800の軸と平行に)向くように示しているが、他の実施形態では、スロット形のキャビティ1808が、軸方向、半径方向、接線方向、及び/又は斜め方向を向くこともできる。   18 and 19 show a tool body 1800 according to yet another embodiment of the present invention. The tool body 1800 includes a plurality of attenuators 1802 positioned between a transmitter 1804 and two receivers 1806. In this embodiment, the attenuator 1802 includes a slot shaped cavity 1808 disposed along the outer surface 1810 of the tool body. The slot-shaped cavity 1808 has a certain width and length and is disposed around the tool body 1800. As shown in FIG. 19, each attenuator 1802 includes a restrictor 1810 that includes a particulate medium 1814 and a corresponding medium 1812 configured to apply stress to it. 18 shows the slot-shaped cavity 1808 oriented vertically (parallel to the axis of the tool body 1800), but in other embodiments, the slot-shaped cavity 1808 is axial, radial. , Tangential and / or diagonal.

図20、図21及び図22に、本発明のいくつかの実施形態による減衰器の配置を示す。各図の上側の概略図はツール本体の透視図を表しており、下側の概略図はツール本体の横断面図を表している。   20, 21 and 22 illustrate an attenuator arrangement according to some embodiments of the present invention. The upper schematic view of each figure represents a perspective view of the tool body, and the lower schematic view represents a cross-sectional view of the tool body.

図20に示す例では、ツール本体2000が、ツール本体の外面2004上に配置された複数の円筒形キャビティ2002を含む。円筒形キャビティ2002は、複数の方位角的に連続する列で配置される。これらの列は、ツール本体2000の中心軸に沿って、選択した間隔で離間する。   In the example shown in FIG. 20, the tool body 2000 includes a plurality of cylindrical cavities 2002 disposed on the outer surface 2004 of the tool body. Cylindrical cavities 2002 are arranged in a plurality of azimuthally continuous rows. These rows are spaced at selected intervals along the central axis of the tool body 2000.

図21に示す例では、ツール本体2100が、ツール本体の外面2104上に配置された複数のスロット形のキャビティ2102を含む。キャビティ2102は、ツール本体2100の中心軸に対して選択した間隔で離間した、複数の方位角的に連続する列で配置される。   In the example shown in FIG. 21, the tool body 2100 includes a plurality of slot-shaped cavities 2102 disposed on the outer surface 2104 of the tool body. The cavities 2102 are arranged in a plurality of azimuthally continuous rows spaced at selected intervals relative to the central axis of the tool body 2100.

図22に示す例では、ツール本体2200が、複数の方位角的に配置された列で配置された複数の円筒形キャビティ2202を含む。これらの列は、ツール本体2200の中心軸に沿って様々な間隔で離間する。各列上のキャビティ2202は、均等間隔で方位角的に配置された開口部を有する。キャビティ2202は、ツール本体2200内を、ツール本体の外面2204とほぼ正接する方向に横向きに延びるように形成される。   In the example shown in FIG. 22, the tool body 2200 includes a plurality of cylindrical cavities 2202 arranged in a plurality of azimuthally arranged rows. These rows are spaced at various intervals along the central axis of the tool body 2200. The cavities 2202 on each row have openings azimuthally arranged at even intervals. The cavity 2202 is formed to extend laterally within the tool body 2200 in a direction substantially tangent to the outer surface 2204 of the tool body.

本発明は、本明細書に記載する特定のパラメータに限定されるものではない。減衰器の1又はそれ以上のキャビティの位置、方向及びサイズなどのパラメータは様々であってよい。Hsu他に付与された米国特許第6,643,221号に他の減衰器の配置例が開示されており、この特許はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。   The present invention is not limited to the specific parameters described herein. Parameters such as the position, orientation and size of one or more cavities of the attenuator may vary. Another attenuator arrangement is disclosed in US Pat. No. 6,643,221 to Hsu et al., Which is hereby incorporated by reference in its entirety.

図23に、本発明の1つの実施形態による音響ツール2300を示す。1つの特定の実施形態では、このツールを、一連の音響変換器2302の受け板2300として使用する。受け板2300は、ボアホールツール上に音響変換器2302を固定し、これをボアホールツールを伝搬する音響信号から絶縁するように構成された2つの半分部分を含む。   FIG. 23 illustrates an acoustic tool 2300 according to one embodiment of the present invention. In one particular embodiment, this tool is used as a backing plate 2300 for a series of acoustic transducers 2302. The backing plate 2300 includes two halves configured to secure the acoustic transducer 2302 on the borehole tool and to insulate it from the acoustic signal propagating through the borehole tool.

受け板2300は、内面2304及び外面2306を有する円筒形状のツール本体を含む。受け板2300の外面2306上には、一連の(送信機及び/又は受信機などの)音響センサ2302が取り付けられる。円筒形のツール本体は、2つの半分の円筒形金属フレーム2308、2310を含む。各半分の円筒形部材2308、2310は、複数の減衰器2312を含む。減衰器2312は、円筒形ツール本体の頂面2314から縦方向に、かつツール本体の内面2304と外面2306の間に延びるキャビティを含む。これらのキャビティは、円周方向に離れた位置に配置され、円筒形部材の壁内に様々な深さで延びることができる。これらのキャビティの各々の中に粒状媒体及び液体を配置して減衰器2312を形成する。次に、上述したリストリクタのいずれかを使用して、孔の深さに応じてキャビティの一端又は両端を封止する。これらのリストリクタは、液体及び粒状媒体をキャビティ内に保持し、粒状媒体に応力を印加する。円筒形ツール本体2300は、2つの半分部分に成型した後でボアホールツール(図示せず)に取り付けることができる。   The backing plate 2300 includes a cylindrical tool body having an inner surface 2304 and an outer surface 2306. A series of acoustic sensors 2302 (such as a transmitter and / or receiver) are mounted on the outer surface 2306 of the backing plate 2300. The cylindrical tool body includes two half cylindrical metal frames 2308, 2310. Each half cylindrical member 2308, 2310 includes a plurality of attenuators 2312. The attenuator 2312 includes a cavity extending longitudinally from the top surface 2314 of the cylindrical tool body and between the inner surface 2304 and the outer surface 2306 of the tool body. These cavities are located circumferentially apart and can extend in various depths within the wall of the cylindrical member. A particulate medium and liquid are placed in each of these cavities to form an attenuator 2312. Next, using one of the restrictors described above, one or both ends of the cavity are sealed according to the depth of the hole. These restrictors hold the liquid and the granular medium in the cavity and apply stress to the granular medium. The cylindrical tool body 2300 can be attached to a borehole tool (not shown) after being molded into two halves.

本発明の例示的な実施形態では、ツール本体内の減衰器の総体積は様々であってよい。例えば、いくつかの特定の実施形態では、キャビティの総体積が、ツール本体の総体積の5%〜20%である。図2では、ツール本体の総体積を、少なくとも1つの音響送信機206と少なくとも1つの音響受信機208(減衰部分210など)との間の体積として定義している。本発明の様々な他の実施形態は、5%〜20%の範囲に限定されない。多くの場合、キャビティの総体積を、ツール本体の総体積の50%又は60%に増やすことができる。一般に、ツール本体が機械的完全性を維持する限り、キャビティの総体積を増やすことができる。   In an exemplary embodiment of the invention, the total volume of the attenuator within the tool body may vary. For example, in some specific embodiments, the total volume of the cavity is between 5% and 20% of the total volume of the tool body. In FIG. 2, the total volume of the tool body is defined as the volume between at least one acoustic transmitter 206 and at least one acoustic receiver 208 (such as the attenuation portion 210). Various other embodiments of the present invention are not limited to a range of 5% to 20%. In many cases, the total volume of the cavity can be increased to 50% or 60% of the total volume of the tool body. In general, the total volume of the cavity can be increased as long as the tool body maintains mechanical integrity.

本発明の例示的な実施形態は、上述した減衰器及びツール本体の減衰特性をモデル化する方法及びプロセスにも関する。この目的のために、応力を印加されている(複数の粒子などの)粒状媒体の有効質量M(ω)を求める。有効質量は、加振機、及びこの加振機に取り付けられたカップを使用して測定することができる。カップを粒状媒体で満たし、カップ内の粒状媒体に特定の応力を印加する。加振機により、カップ及び粒状媒体を一連の周波数で振動させる。複数の異なる印加応力にわたって測定を繰り返すことができる。以下の方程式に従って、特定の応力における粒状媒体の有効質量を求めることができる。

Figure 2013140134

式中、MCはカップの質量であり、FC(ω)は、カップと加振機の間に結合された力計からの出力であり、aC(ω)は、カップに結合された加速度計からの出力である。 Exemplary embodiments of the present invention also relate to methods and processes for modeling the attenuation characteristics of the attenuators and tool bodies described above. For this purpose, the effective mass M (ω) of a granular medium (such as a plurality of particles) to which stress is applied is determined. The effective mass can be measured using a shaker and a cup attached to the shaker. Fill the cup with granular media and apply a specific stress to the granular media in the cup. A shaker vibrates the cup and the granular medium at a series of frequencies. The measurement can be repeated over a plurality of different applied stresses. The effective mass of the granular medium at a specific stress can be determined according to the following equation:

Figure 2013140134

Where M C is the mass of the cup, F C (ω) is the output from the dynamometer coupled between the cup and shaker, and a C (ω) is coupled to the cup. Output from accelerometer.

粒状媒体の有効質量を測定することに関するさらなる詳細は、Valenza他による「粒状媒体の動的有効質量及び固体伝搬音の減衰(Dynamic Effective Mass of Granular Media and the Attenuation of Structure−Borne Sound)」、Phys.Rev.E80(2009年)051304という文献、及びValenza他による「共振構造の振動応答に対する粒状媒体の効果(Effect of Granular Media on the Vibrational Response of a Resonant Structure)」、J.Acoust.Soc.Am.128,2768(2010年)という文献に見出すことができる。   Further details on measuring the effective mass of granular media can be found in Valenza et al., “Dynamic Effective Mass of Granular Media and the Attenuation of Construction-Born,” . Rev. E80 (2009) 051304, and Valenza et al., “Effect of Granular Media on the Vibrational Response of a Resonant Structure”, J. Acoustic. Soc. Am. 128, 2768 (2010).

粒状媒体の有効質量は、実数部分M1及び虚数部分M2を含む。M2は、粒状媒体の散逸容量(M2=Im[M(ω)]など)である。散逸容量は、粒状媒体の音響信号を散逸させる能力の尺度である。本発明者らは、粒状媒体に印加する応力を調整することにより、特定の音響周波数を介してこの散逸容量を最大化できると気付いた。 The effective mass of the granular medium includes a real part M 1 and an imaginary part M 2 . M 2 is the dissipation capacity of the granular medium (M 2 = Im [M (ω)] etc.). Dissipative capacity is a measure of the ability of a granular medium to dissipate acoustic signals. The inventors have realized that this dissipation capacity can be maximized through a specific acoustic frequency by adjusting the stress applied to the granular medium.

図24に、本発明の1つの実施形態による、散逸容量対周波数のプロット2400を示す。このプロットは5本の曲線を含み、各々が、0.1MPa〜2MPaの範囲の5つの異なる応力に調整した減衰器の散逸容量M2の特性を示す。この5本の曲線を、印加応力が増加する順に2402、2404、2406、2408及び2410とする。この5本の曲線は、粒状媒体に印加する応力を調節することにより、(5〜12kHzなどの)広範にわたる周波数範囲を通じて散逸容量M2のピークをずらせることを示している。 FIG. 24 shows a dissipation capacity vs. frequency plot 2400 according to one embodiment of the invention. The plot comprises five curves show each, the characteristics of dissipation capacity M 2 attenuator adjusted to five different stress ranging 0.1MPa~2MPa. These five curves are designated as 2402, 2404, 2406, 2408 and 2410 in order of increasing applied stress. These five curves show that by adjusting the stress applied to the granular medium, the peak of the dissipative capacity M 2 can be shifted over a wide frequency range (such as 5-12 kHz).

特定の応力における粒状媒体の有効質量を使用して、(ドリルカラーなどの)本体内の粒状媒体の減衰特性を求めることができる。以下の方程式を使用して、応力下にある粒状媒体を有する減衰器を含む本体の有効密度ρsを求めることができる。

Figure 2013140134

式中、ρsは本体の密度(鋼の密度など)であり、Vcは、本体内の1つのキャビティの体積であり、φは本体の空隙率である。 The effective mass of the granular media at a particular stress can be used to determine the damping characteristics of the granular media in the body (such as a drill collar). The following equation can be used to determine the effective density ρ s of a body including an attenuator with a granular medium under stress.

Figure 2013140134

Where ρ s is the density of the body (such as the density of steel), V c is the volume of one cavity in the body, and φ is the porosity of the body.

標準的な音響ボアホール技術を使用して本体の遅延値S(ω)を求めることができ、この場合、密度は方程式2によって与えられ、本体の弾性定数は独自に測定することができる。関心対象の遅延値S(ω)は、複合遅延値である。複合遅延値S(ω)は、実数部分S1(ω)及び虚数部分S2(ω)を含むようになる。減衰は、遅延の虚数部分に関連し、周波数ωと遅延の虚数部分S2(ω)の積(例えば、ω×S2(ω))として定義することができる。この値をデシベル規模に変換することができる。 Standard acoustic borehole techniques can be used to determine the body delay value S (ω), where the density is given by Equation 2 and the body elastic constant can be measured independently. The delay value S (ω) of interest is a composite delay value. The composite delay value S (ω) includes a real part S 1 (ω) and an imaginary part S 2 (ω). Attenuation is related to the imaginary part of the delay and can be defined as the product of the frequency ω and the imaginary part of the delay S 2 (ω) (eg, ω × S 2 (ω)). This value can be converted to a decibel scale.

図25に、本発明の1つの実施形態による、減衰対周波数のプロット2500を示す。このプロットは、図24の減衰器の減衰特性を示す。この例では、減衰器内の粒状媒体に、(0.1MPa〜2MPaの範囲の)同じ5つの応力を印加した。5本の曲線を、印加応力が増加する順に2502、2504、2506、2508及び2510とする。対照的に、曲線2512は、(例えば、液体又は粒状媒体を含まない)空のキャビティの減衰特性を示す。粒状媒体に印加する応力が変化すると、減衰器の減衰特性も変化する。例えば、最も応力を受けなかった粒状媒体2502は、6〜7kHzの周波数から約10デシベルを減衰させるのに対し、最も応力を受けた粒状媒体2510は、12〜14kHzの周波数から少なくとも100デシベルを効果的に減衰させる。   FIG. 25 shows an attenuation vs. frequency plot 2500 according to one embodiment of the present invention. This plot shows the attenuation characteristics of the attenuator of FIG. In this example, the same five stresses (ranging from 0.1 MPa to 2 MPa) were applied to the granular medium in the attenuator. The five curves are designated as 2502, 2504, 2506, 2508, and 2510 in order of increasing applied stress. In contrast, curve 2512 shows the attenuation characteristics of an empty cavity (eg, free of liquid or particulate media). When the stress applied to the granular medium changes, the attenuation characteristics of the attenuator also change. For example, the least stressed granular medium 2502 attenuates about 10 decibels from a frequency of 6-7 kHz, whereas the most stressed granular medium 2510 is effective at least 100 decibels from a frequency of 12-14 kHz. Attenuate.

本発明の例示的な実施形態は、石油及びガス分野の用途に限定されるものではない。本発明の様々な実施形態は、(遠隔測定法、室内音響学、建築音響学、家庭用電化製品及びオーディオ機器などの)幅広い音響用途で使用することができる。さらに、上記で開示した実施形態の中には、音響センサと併せて減衰器を使用するツールを記載したものもあるが、本発明の例示的な実施形態には、音響センサを使用しない用途に関するものもある。例えば、本発明の様々な実施形態は、減衰器を組み入れた制振材及び/又は絶縁材に関する。多くの場合、このような制振材及び絶縁材は、音響センサを使用しない。   The exemplary embodiments of the present invention are not limited to oil and gas applications. Various embodiments of the present invention can be used in a wide range of acoustic applications (such as telemetry, room acoustics, architectural acoustics, household appliances and audio equipment). Furthermore, while some of the embodiments disclosed above describe tools that use attenuators in conjunction with acoustic sensors, exemplary embodiments of the present invention relate to applications that do not use acoustic sensors. There are also things. For example, various embodiments of the present invention relate to damping and / or insulating materials that incorporate attenuators. In many cases, such damping materials and insulating materials do not use acoustic sensors.

上記の説明では、本発明の様々な例示的な実施形態を開示したが、当業者であれば、本発明の真の範囲から逸脱することなく、本発明の利点のいくつかを実現する様々な修正を行えることが明らかであろう。   While the above description discloses various exemplary embodiments of the present invention, those of ordinary skill in the art will appreciate various implementations of some of the advantages of the present invention without departing from the true scope of the present invention. It will be clear that corrections can be made.

Claims (20)

本体と、
前記本体に沿って配置された少なくとも1つの音響減衰器と、
を備え、前記減衰器が、
キャビティと、
前記キャビティ内に配置された複数の顆粒状粒子と、
前記キャビティ内に配置された液体と、
前記キャビティ内の前記顆粒状粒子に応力を印加するように構成されたリストリクタと、
を含む、
ことを特徴とする装置。
The body,
At least one acoustic attenuator disposed along the body;
The attenuator comprises:
A cavity,
A plurality of granular particles disposed in the cavity;
A liquid disposed in the cavity;
A restrictor configured to apply stress to the granular particles in the cavity;
including,
A device characterized by that.
複数の音響減衰器をさらに備え、少なくとも1つの減衰器が、前記顆粒状粒子に第1の応力を印加し、少なくとも1つの他の減衰器が、前記顆粒状粒子に第2の応力を印加し、前記第1の応力及び第2の応力が異なる値を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
And a plurality of acoustic attenuators, wherein at least one attenuator applies a first stress to the granular particles and at least one other attenuator applies a second stress to the granular particles. The first stress and the second stress have different values;
The apparatus according to claim 1.
前記リストリクタが、前記キャビティ内の前記顆粒状粒子に1Pa〜5MPaの応力を印加するように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
The restrictor is configured to apply a stress of 1 Pa to 5 MPa to the granular particles in the cavity;
The apparatus according to claim 1.
前記液体が、室温で2〜1,000,000cStの粘度を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
The liquid has a viscosity of 2 to 1,000,000 cSt at room temperature;
The apparatus according to claim 1.
前記キャビティ内の前記顆粒状粒子に対する前記液体の体積率が0.001%〜5%である、
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
The volume ratio of the liquid to the granular particles in the cavity is 0.001% to 5%.
The apparatus according to claim 1.
前記キャビティ内の液体の体積が、前記液体が前記顆粒状粒子を覆うように構成される、
ことを特徴とする請求項5に記載の装置。
The volume of liquid in the cavity is configured such that the liquid covers the granular particles;
The apparatus according to claim 5.
前記顆粒状粒子の粒子サイズが1〜500ミクロンである、
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
The granular particles have a particle size of 1 to 500 microns,
The apparatus according to claim 1.
前記本体上に配置された少なくとも1つの音響送信機と、
前記本体上に配置された少なくとも1つの音響受信機と、
をさらに備え、前記少なくとも1つの音響受信機と前記少なくとも1つの音響送信機の間に前記少なくとも1つの音響減衰器が配置される、
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
At least one acoustic transmitter disposed on the body;
At least one acoustic receiver disposed on the body;
The at least one acoustic attenuator is disposed between the at least one acoustic receiver and the at least one acoustic transmitter.
The apparatus according to claim 1.
前記少なくとも1つの音響送信機と前記少なくとも1つの音響受信機の間に配置された複数の減衰器をさらに備え、前記少なくとも1つの音響送信機と前記少なくとも1つの音響受信機の間の前記複数の減衰器が、前記ツール本体の体積の5%〜20%の体積を有する、
ことを特徴とする請求項8に記載の装置。
A plurality of attenuators disposed between the at least one acoustic transmitter and the at least one acoustic receiver; and the plurality of attenuators between the at least one acoustic transmitter and the at least one acoustic receiver. The attenuator has a volume of 5% to 20% of the volume of the tool body;
The apparatus according to claim 8.
前記装置が掘削同時検層ツールであり、前記本体がドリルカラーである、
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
The device is a drilling simultaneous logging tool and the body is a drill collar;
The apparatus according to claim 1.
ボアホールが横切る地下層の音響調査を行うための検層ツールであって、
縦方向に延びるツール本体と、
前記本体上の第1の縦方向位置に配置された少なくとも1つの音響送信機と、
前記本体上の第2の縦方向位置に配置された少なくとも1つの音響受信機と、
前記少なくとも1つの音響送信機と前記少なくとも1つの音響受信機の間に配置された少なくとも1つの音響減衰器と、
を備え、前記減衰器が、
前記ツール本体内のキャビティと、
前記キャビティ内に配置された複数の顆粒状粒子と、
前記キャビティ内に配置されて、前記キャビティ内の前記顆粒状粒子を覆うように構成された液体と、
前記キャビティ内の前記顆粒状粒子に応力を印加するように構成されたリストリクタと、
を含む、
ことを特徴とする検層ツール。
A logging tool to conduct acoustic surveys of the underground layer that the borehole crosses,
A tool body extending in the vertical direction;
At least one acoustic transmitter disposed at a first longitudinal position on the body;
At least one acoustic receiver disposed at a second longitudinal position on the body;
At least one acoustic attenuator disposed between the at least one acoustic transmitter and the at least one acoustic receiver;
The attenuator comprises:
A cavity in the tool body;
A plurality of granular particles disposed in the cavity;
A liquid disposed within the cavity and configured to cover the granular particles within the cavity;
A restrictor configured to apply stress to the granular particles in the cavity;
including,
Logging tool characterized by that.
前記リストリクタが、前記キャビティ内の前記顆粒状粒子に応力を印加するように構成されたバネを含む、
ことを特徴とする請求項11に記載の検層ツール。
The restrictor includes a spring configured to apply stress to the granular particles in the cavity;
The logging tool according to claim 11.
前記少なくとも1つの音響送信機と前記少なくとも1つの音響受信機の間に配置された複数の減衰器をさらに備え、少なくとも1つの減衰器が、前記顆粒状粒子に第1の応力を印加し、少なくとも1つの他の減衰器が、前記顆粒状粒子に第2の応力を印加し、前記第1の応力及び第2の応力が異なる値を有する、
ことを特徴とする請求項11に記載の検層ツール。
A plurality of attenuators disposed between the at least one acoustic transmitter and the at least one acoustic receiver, wherein the at least one attenuator applies a first stress to the granular particles; One other attenuator applies a second stress to the granular particles, the first stress and the second stress having different values;
The logging tool according to claim 11.
前記液体が、ボアホール温度で2〜1,000,000cStの粘度を有する、
ことを特徴とする請求項11に記載の検層ツール。
The liquid has a viscosity of 2 to 1,000,000 cSt at the borehole temperature;
The logging tool according to claim 11.
前記リストリクタが、前記キャビティ内の前記顆粒状粒子に1Pa〜5MPaの応力を印加するように構成される、
ことを特徴とする請求項11に記載の検層ツール。
The restrictor is configured to apply a stress of 1 Pa to 5 MPa to the granular particles in the cavity;
The logging tool according to claim 11.
前記顆粒状粒子の粒子サイズが1〜500ミクロンである、
ことを特徴とする請求項11に記載の検層ツール。
The granular particles have a particle size of 1 to 500 microns,
The logging tool according to claim 11.
前記少なくとも1つの音響送信機と前記少なくとも1つの音響受信機の間に配置された複数の減衰器をさらに含み、前記少なくとも1つの音響送信機と前記少なくとも1つの音響受信機の間の前記複数の減衰器が、前記ツール本体の体積の5%〜20%の体積を有する、
ことを特徴とする請求項11に記載の検層ツール。
And a plurality of attenuators disposed between the at least one acoustic transmitter and the at least one acoustic receiver, the plurality of attenuators between the at least one acoustic transmitter and the at least one acoustic receiver. The attenuator has a volume of 5% to 20% of the volume of the tool body;
The logging tool according to claim 11.
前記装置が掘削同時検層ツールであり、前記本体がドリルカラーである、
ことを特徴とする請求項11に記載の検層ツール。
The device is a drilling simultaneous logging tool and the body is a drill collar;
The logging tool according to claim 11.
本体を伝搬する音響信号を減衰させる方法であって、
前記本体に沿って配置されたキャビティ内に複数の顆粒状粒子を配置するステップと、
前記キャビティ内の前記顆粒状粒子に応力を印加するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
A method of attenuating an acoustic signal propagating through a main body,
Disposing a plurality of granular particles in a cavity disposed along the body;
Applying stress to the granular particles in the cavity;
A method comprising the steps of:
前記顆粒状粒子に印加される前記応力が、前記音響信号の特定の周波数を減衰させるように調整される、
ことを特徴とする請求項19に記載の方法。
The stress applied to the granular particles is adjusted to attenuate a specific frequency of the acoustic signal;
20. A method according to claim 19, wherein:
JP2012181200A 2011-12-29 2012-08-01 Device and method for attenuating acoustic signals Pending JP2013140134A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/339,936 2011-12-29
US13/339,936 US20130170318A1 (en) 2011-12-29 2011-12-29 Device and method for attenuating acoustic signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013140134A true JP2013140134A (en) 2013-07-18

Family

ID=48694696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012181200A Pending JP2013140134A (en) 2011-12-29 2012-08-01 Device and method for attenuating acoustic signals

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20130170318A1 (en)
JP (1) JP2013140134A (en)
RU (1) RU2012116236A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112013007551T5 (en) * 2013-10-31 2016-07-21 Halliburton Energy Services, Inc. Acoustic signal attenuator for LWD / MWD measurement systems
GB2622757A (en) * 2021-07-20 2024-03-27 Baker Hughes Oilfield Operations Llc System and method for acoustic isolators

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5744763A (en) * 1994-11-01 1998-04-28 Toyoda Gosei Co., Ltd. Soundproofing insulator
US6643221B1 (en) * 2001-11-06 2003-11-04 Schlumberger Technology Corporation Structures and methods for damping tool waves particularly for acoustic logging tools
FR2865766B1 (en) * 2004-01-30 2008-01-04 Hutchinson SILENCER FOR EXHAUST LINE OF A VEHICLE ENGINE AND METHOD OF MOUNTING

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012116236A (en) 2013-10-27
US20130170318A1 (en) 2013-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10481288B2 (en) Ultrasonic transducer with improved backing element
US6643221B1 (en) Structures and methods for damping tool waves particularly for acoustic logging tools
US6354146B1 (en) Acoustic transducer system for monitoring well production
RU2434130C2 (en) Procedure for determination of pipe-like element connection in well
EP2610432B1 (en) Downhole ultrasonic transducer and method of making same
JP5096571B2 (en) Measurement of sound velocity of downhole fluid using tube wave
CA2413520C (en) Wideband isolator for acoustic tools
US10602289B2 (en) Acoustic transducer with a liquid-filled porous medium backing and methods of making and using same
WO2003093872A1 (en) Method of detecting signals in acoustic drill string telemetry
US9645266B2 (en) Tunable acoustic transmitter for downhole use
US9534492B2 (en) Pressure compensated capacitive micromachined ultrasound transducer for downhole applications
CA2937804C (en) Isolating mule shoe
US20160299050A1 (en) Measuring formation porosity and permeability
JP2013140134A (en) Device and method for attenuating acoustic signals
WO2016033534A1 (en) Acoustic interface device
US20190301280A1 (en) Method and apparatus for pre-loading a piezoelectric transducer for downhole acoustic communication
AU2013403956A1 (en) Acoustic signal attenuator for LWD/MWD logging systems
US4315428A (en) Sensor for detecting particles in a fluid flow
EP0888563B1 (en) A mechanical filter
BR102015027915A2 (en) high frequency inspection of the downhole environment
CN109555489A (en) A kind of acoustic logging while drilling sound arrester
CN209799900U (en) sound insulation device for acoustic logging while drilling
CN114026467A (en) Detection system for detecting anomalies in discontinuous interface and/or pore pressure in a geological formation
EP3120051B1 (en) Downhole uses of nanospring filled elastomers
US20200347717A1 (en) Apparatus of Automatic Resonance Frequency Matching for Downhole Application