[发明专利]通过离子注入制成的晶体传感器

权利要求书

1.一种用于生成用于感测感兴趣的井下流体的性质的晶体传感器的方法，所述方法包括：

选择被配置用于感测感兴趣的性质的压电挠性谐振器，所述压电挠性谐振器包括被配置用于与所述井下流体通信的压电晶体；

将所述压电挠性谐振器与被配置为通过穿过地表的钻井来输送的载体耦合；以及

使用离子注入将离子注入所述压电晶体内以在所述晶体内产生导电区，所述导电区能够提供用于感测所述感兴趣的性质的信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述压电晶体包括石英、锆钛酸铅PZT、铌酸锂、钽酸锂、硼酸锂、块磷铝矿、砷化镓、四硼酸锂、磷酸铝、锗酸铋、多晶钽酸锆陶瓷、高氧化铝陶瓷、硅锌氧化物复合物或酒石酸二钾。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述导电区包括至少一个电极。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述至少一个电极包括彼此电绝缘的两个或更多个电极。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述压电晶体包括被配置用于在交变电压按照一个或多个频率施加于所述两个或更多个电极时在流体内谐振的形状。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述形状包括音叉。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：去除晶体材料以到达所述导电区的一部分。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：将金属层施加于所述导电区的所述部分以形成接触焊盘。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：使用离子束混合将所述金属层附着于所述导电区的所述部分。

10.根据权利要求1所述的方法，其中注入离子包括所述晶体的热退火。

11.根据权利要求1所述的方法，其中注入离子包括使用光刻来产生掩模并且根据所述掩模来执行所述离子注入。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：将材料与所述晶体相同的一个或多个晶格层施加于所述晶体的表面上，其中通过所述晶体的所述表面进行了所述离子注入。

13.一种用于估计感兴趣的井下流体的性质的方法，所述方法包括：

通过穿过地表的钻井来输送载体，压电挠性谐振器布置于所述载体上，所述压电挠性谐振器包括压电晶体；

安放所述压电晶体使其与所述感兴趣的井下流体通信，所述压电晶体包括在所述晶体内的导电区，所述导电区包括注入的离子并且被配置用于提供与感兴趣的所述性质相关的信号；以及

使用所述信号来估计所述性质。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：对所述导电区施加电压。

15.一种用于估计感兴趣的井下性质的装置，所述装置包括：

被配置用于通过穿过地层的钻井来输送的载体；

布置于所述载体上的且包括被配置用于与井下流体通信的压电晶体的压电挠性谐振器，所述晶体包括所述晶体内的导电区，所述导电区包括注入的离子并且被配置用于提供与感兴趣的所述性质相关的信号；以及

被配置用于接收所述信号以估计感兴趣的所述性质的处理器。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述导电区与接触焊盘耦合。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述晶体被配置用于在交变电压被施加于所述接触焊盘时于流体内振动。

18.根据权利要求15所述的装置，其中所述导电区被配置用于在所述导电区接收到与感测所述感兴趣的性质相关的能量时传导电荷以便估计所述感兴趣的性质。

19.根据权利要求15所述的装置，其中所述载体包括电线、钢丝绳、钻孔索或盘管。