[发明专利]声信号增强设备、系统和方法

权利要求书

1.一种声信号增强设备，其包括：

声遥测发射器，其具有操作声通信频率范围；

流体脉冲源，包括第一流体脉冲源和第二流体脉冲源并且具有基频脉动；和

减振器，包括第一减振器和第二减振器，其中所述流体脉冲源可操作以在所述减振器中激发振动以增大机械耦合至所述流体脉冲源和所述减振器的钻柱中的轴向振动，以减小所述钻柱与所述钻柱周围的地层之间的静态摩擦力，其中所述振动按所述基频脉动激发，所述基频脉动被选择在所述操作声通信频率范围外，其中所述第一流体脉冲源和所述第一减振器被构造来作为第一遥测增强装置操作，并且其中所述声遥测发射器被安置在所述第一遥测增强装置与第二遥测增强装置之间，所述第二流体脉冲源和所述第二减振器被构造来作为所述第二遥测增强装置操作。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述基频是可选择的，其进一步包括：

控制器，其调整所述基频。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制器可操作以响应于所述钻柱中的卡钻指示而调整所述基频。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述流体脉冲源包括泥浆马达。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述泥浆马达是单螺杆马达或涡轮机。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述流体脉冲源包括警报器。

7.一种声信号增强系统，其包括：

声遥测发射器，其耦合至钻柱，所述声遥测发射器具有操作声通信频率范围；

声遥测接收器，其耦合至所述钻柱以接收由所述声遥测发射器发射的声遥测信息；

流体脉冲源，包括第一流体脉冲源和第二流体脉冲源并且具有基频脉动；和

减振器，包括第一减振器和第二减振器，其中所述流体脉冲源可操作以在所述减振器中激发振动以增大机械耦合至所述流体脉冲源和所述减振器的所述钻柱中的轴向振动，以减小所述钻柱与所述钻柱周围的地层之间的静态摩擦力，其中所述振动按所述基频脉动激发，所述基频脉动被选择在所述声遥测发射器和所述声遥测接收器所使用的所述操作声通信频率范围外，其中所述第一流体脉冲源和所述第一减振器被构造来作为第一遥测增强装置操作，并且其中所述声遥测发射器被安置在所述第一遥测增强装置与第二遥测增强装置之间，所述第二流体脉冲源和所述第二减振器被构造来作为所述第二遥测增强装置操作。

8.根据权利要求7所述的系统，其中与所述第一遥测增强装置相比，所述声遥测发射器定位为更靠近附接至所述钻柱的钻头。

9.根据权利要求7所述的系统，其进一步包括：

声遥测转发器，其位于所述声遥测接收器与所述第一遥测增强装置之间。

10.根据权利要求7所述的系统，其中遥测增强装置的数量为三个或更多个。

11.根据权利要求10所述的系统，其进一步包括：

至少一个声遥测转发器，其安置在所述遥测增强装置对之间。

12.根据权利要求7所述的系统，其进一步包括：

控制器，其可操作以针对开关操作和/或操作频率而节制所述流体脉冲源和所述声遥测发射器的操作。

13.一种由处理器执行的声信号增强方法，包括：

在声遥测发射器上方定位第一遥测增强装置，所述第一遥测增强装置包括第一流体脉冲源和第一减振器，并且在所述声遥测发射器下方定位第二遥测增强装置，所述第二遥测增强装置包括第二流体脉冲源和第二减振器；

使用钻井流体操作所述第一流体脉冲源和所述第二流体脉冲源中的至少一个以在各第一减振器和第二减振器中激发振动以增大钻柱中的轴向振动以减小所述钻柱与所述钻柱周围的地层之间的静态摩擦力，其中所述振动按基频激发，所述基频在相关声遥测通信系统的操作通信频率范围外。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述操作通信频率范围是从大约400周期/秒至大约5000周期/秒。

15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：

接收与所述钻柱相关的卡钻指示；及

使用所述钻井流体操作所述第一流体脉冲源和所述第二流体脉冲源中的至少一个以响应于接收到所述指示而激发各第一减振器和第二减振器中的振动。