[发明专利]从井眼产生平行声能波束的设备和方法

权利要求书

1.一种在井眼中产生声能波束的方法，所述方法包括：

产生第一频率的第一声波；

产生不同于所述第一频率的第二频率的第二声波，其中，所述第一声波和所述第二声波由位于所述井眼内的工具承载的至少一个换能器产生；

把所述第一声波和所述第二声波传送到声学非线性介质中，其中，所述非线性介质的成分通过非线性混合所述第一声波和所述第二声波而产生平行波束，所述平行波束具有基于所述第一频率与所述第二频率之间差的频率；以及

通过发散声透镜传送所述平行波束以补偿由所述井眼的曲率造成的折射效应。

2.根据权利要求1的方法，进一步包括由可移动声反射镜反射和引导所述平行声束。

3.根据权利要求1的方法，其中，所述非线性介质选自包括以下各项的组：各种液体的混合物、固体、颗粒状物质、嵌入的微球体、乳状液及上述的组合。

4.根据权利要求1的方法，其中，所述平行波束具有频率范围。

5.根据权利要求4的方法，其中，所述平行波束的频率范围在15kHz与120kHz之间。

6.根据权利要求1的方法，其中，所述第一声波具有一系列的频率。

7.根据权利要求1的方法，其中，所述第二声波具有一系列的频率。

8.根据权利要求1的方法，进一步包括把所述平行波束传送到所述井眼周围的物质中。

9.根据权利要求8的方法，其中，所述物质是岩层、水泥或套管或者上述的组合。

10.根据权利要求1的方法，其中，所述发散声透镜是反射镜。

11.根据权利要求1的方法，其中，所述发散声透镜是透射性的。

12.根据权利要求1的方法，进一步包括通过沿着所述发散声透镜与所述非线性介质之间的传输路径布置的第二声透镜传送所述平行波束。

13.根据权利要求12的方法，其中，所述第二声透镜是会聚透镜。

14.根据权利要求1的方法，其中，所述非线性介质具有100m/s与800m/s之间的声速。

15.一种井眼内可定位的测井电缆或管道运送的测井工具，所述测井工具包括：

外壳；

至少一个换能器，由所述外壳承载并且被配置为产生第一频率的第一声波以及不同于所述第一频率的第二频率的第二声波；

由所述外壳承载的非线性介质，其中，所述非线性介质的成分被配置为通过非线性混合所述第一声波和所述第二声波而产生平行波束，所述平行波束具有基于所述第一频率与所述第二频率之间差的频率；以及

发散声透镜，被配置为传送所述平行波束以及补偿由所述井眼的曲率造成的折射效应。

16.根据权利要求15的测井工具，进一步包括被配置为在给定方向反射和引导平行声束的声反射镜。

17.根据权利要求15的测井工具，其中，所述非线性介质选自包括以下各项的组：各种液体的混合物、固体、颗粒状物质、嵌入的微球体、乳状液及上述的组合。

18.根据权利要求15的测井工具，其中，所述平行波束具有频率范围。

19.根据权利要求18的测井工具，其中，所述平行波束的频率范围在15kHz与120kHz之间。

20.根据权利要求15的测井工具，其中，所述第一声波具有一系列的频率。

21.根据权利要求15的测井工具，其中，所述第二声波具有一系列的频率。

22.根据权利要求15的测井工具，其中，所述发散声透镜被配置为把所述平行波束传送到所述井眼周围的物质中。

23.根据权利要求22的测井工具，其中，所述物质是岩层、水泥或套管或者上述的组合。

24.根据权利要求15的测井工具，其中，所述发散声透镜是反射镜。

25.根据权利要求15的测井工具，其中，所述发散声透镜是透射性的。

26.根据权利要求1的测井工具，进一步包括被配置为沿着所述发散声透镜与所述非线性介质之间的传输路径布置的第二声透镜。