[发明专利]从井眼产生声能波束的设备和方法及其应用

权利要求书

1.一种在测井工具内产生声能平行波束并将其指引进井眼中的方法，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所述测井工具内的声学非线性介质中，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，其中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，以及所述非线性介质具有100m/s与800m/s之间的声速。

2.根据权利要求1的方法，其中，所述非线性介质具有2与50之间的非线性参数β。

3.根据权利要求1的方法，其中，所述非线性介质具有大于30的品质因数Q。

4.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。

5.根据权利要求1的方法，其中，所述平行波束具有频率范围。

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

7.根据权利要求1的方法，其中，所述第一频率包括一系列的频率。

8.根据权利要求1的方法，其中，所述第二频率包括一系列的频率。

9.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。

10.根据权利要求9的方法，其中，所述物质是岩层、水泥或套管或者上述的组合。

11.根据权利要求9的方法，进一步包括由可移动声反射镜反射和引导平行声束。

12.一种部署在井眼内的测井电缆或管道运送的测井工具，被配置为在所述测井工具内产生和指引平行声束，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；以及

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，其中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，以及所述非线性介质具有100m/s与800m/s之间的声速。

13.根据权利要求12的测井工具，其中，所述非线性介质具有2与50之间的非线性参数β。

14.根据权利要求12的测井工具，其中，所述非线性介质具有大于30的品质因数Q。

15.根据权利要求12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。

16.根据权利要求12的测井工具，其中，所述平行波束具有频率范围。

17.根据权利要求12的测井工具，其中，所述平行波束的频率范围在15kHz与120kHz之间。

18.根据权利要求12的测井工具，其中，所述第一频率包括一系列的频率。

19.根据权利要求12的测井工具，其中，所述第二频率包括一系列的频率。

20.根据权利要求12的测井工具，其中，所述测井工具被配置为把所述平行波束传送到所述井眼周围的物质中。

21.根据权利要求20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。

22.根据权利要求12的测井工具，进一步包括可移动声反射镜，被配置为反射和引导平行声束。