本公开的各方面涉及从地层中回收烃。更具体地，本公开的各方面涉及用于在水平井和高度偏斜的井中进行声波测井的设备和方法。
背景技术：
随着世界范围内烃资产的减少，非常规油藏的使用开始兴旺。在美国，非常规油藏正变为越来越重要的能源，因为大量的页岩储有大量的烃等待开采。对页岩气和石油的兴趣也延伸到了世界其他许多地区，例如东欧。
页岩气和油的生产依靠两种技术来增加井眼暴露于含烃地层，进行水平钻井和水力压裂。这些钻井技术使传统的缆线声波测井工具表征此类地层更具挑战性。通常，来自交叉偶极声波测井工具的压缩值可提供有用的信息，以评估各向异性地层的存在，从而表明烃可储存于何处。正确分析后，此信息可以有效地计划，钻探和回收储存的烃。在固液界面处，某些类型的波(称为斯通利(stoneley)波)可以传播。对这些斯通利波的分析可以为钻探人员和研究人员提供一种工具，可以据此估算裂缝和地层渗透率。但是，在竖直地震剖面中，斯通利波是主要的噪声源。
斯通利波的传输的应用可以在几个不同的钻探领域中提供帮助，包括井的布置、井眼的稳定性以及完井优化到生产优化。尽管众所周知，交叉偶极声波测井和斯通利测井在烃类勘探和生产中提供了有用的价值，但是由于竖直剖面的问题，测井只能在数量有限的水平井或大角度井中进行。
声波测井工具遇到两个不同的问题。第一个问题是，要求测井工具在结构上足够坚固以用于恶劣的环境。结构刚度对于确保测井工具在水平井中的良好集中非常重要，这在使用非常规震源的情况下尤为突出。如果工具未正确放置在钻孔中，则偶极测量很容易受到上述斯通利模式波的污染。第二个问题是测井工具应具有足够的柔性，以使该工具具有比钻孔挠曲模式慢的固有挠曲模式。如果工具固有弯曲模式不够慢，则钻孔弯曲模式和工具弯曲模式会相互干扰，并且将改变要测量的钻孔弯曲模式。
需要提供一种比常规的声学设备和方法更容易操作的声学设备和方法。
进一步需要提供不具有以上讨论的与常规声波设备有关的缺点的设备和方法。
进一步仍需要减少与上述利用常规声波工具的操作和设备相关的经济成本，其中当在水平或高度偏斜的井中使用时，该操作和设备不容易出错。
技术实现要素：
为了可以详细地理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施例来对下面进行简要概述的本公开进行更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。要注意的是，附图仅示出了本公开的典型实施例，并且因此不应被认为是对其范围的限制，因为本公开可以承认其他等效的实施例而没有具体叙述。因此，以下概述仅提供描述的几个方面，并且不应被用来将所描述的实施例限制为单个构思。本公开的各方面涉及用于近井眼成像和远场成像的声反射勘测。
在一个示例实施例中，描述了一种声学设备。该设备可以包括声源部分、至少两个声接收器部分、布置在声源部分和至少两个声接收器部分之间的隔离器部分，其中该隔离器部分被构造为在声学上用作调谐的机械带阻滤波器。该设备还可以被构造为其中每个声接收器部分在一个模块中具有至少一个传感器、至少一个放大器、模数转换器和多路复用器。
在另一个实施例中，公开了一种声学设备。该声学设备可以包括声源部分、至少一个声接收器部分以及布置在声源部分和声接收器部分之间的隔离器部分，其中该隔离器部分被构造为在声学上用作调谐的机械带阻滤波器，其中，隔离器部分构造为使沿着所述设备的地层信号被认为是占主导的声波信号传播静音(mute)。该设备还可以被构造为其中每个声接收器部分包括：换能器元件，其被构造为检测声信号；以及电子电路，其被构造为处理声信号，该电子电路包括放大器和模数转换器；以及数字多路复用器。声接收器部分还可包括流体容器，该流体容器被构造为容纳换能器元件和电子电路，并且其中传感器、放大器和模数转换器被放置在单独的模块中，并且电子电路被构造为同时进行单极和偶极声波测井和声反射勘测，以进行近井眼和远场成像。
在另一个实施例中，公开了一种声学设备。该设备可以包括声源部分、声接收器部分以及布置在声源部分和声接收器部分之间的隔离器部分，其中该隔离器部分被构造为在声学上用作调谐的机械带阻滤波器，并且其中隔离器部分被构造成使沿着所述设备的地层信号被认为是占主导的声波信号传播静音。每个声接收器部分可以包括：被构造为检测声信号的换能器元件、被构造为处理声信号的电子电路，该电子电路包括放大器、模数转换器和数字多路复用器。声学设备可以进一步包括构造成容纳换能器元件和电子电路的流体容器。声学设备还可以被构造成其中传感器、放大器和模数转换器被放置在单独的模块中；并且，其中声学设备被构造为附接到钻柱并置于缆线上的其中之一，并且所述电子电路被构造为同时进行单极和偶极声波测井和声反射勘测。
附图说明
为了可以详细地理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施例来对以上简要概述的本公开进行更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应当注意到，附图仅示出了本公开的典型实施例，因此不被认为是对其范围的限制，因为本公开可以允许其他等效的实施例。
图1是执行烃的高度偏斜的开采操作的钻机，其产生水平井眼，其中将使用本公开的一个方面。
图2是用于同时测井的设备的整体构造；
图3是用于多极声波和声反射勘测的同时测井的设备的数据处理的流程图；
图4是在图2所示的用于同时测井的设备中使用的第一接收器构造；
图5是在图2所示的用于同时测井的设备中使用的第二接收器构造；
图6是图5的第二接收器构造的内部框架和相关部件的视图；
图7是质量-弹簧组件的视图。
为了便于理解，在可能的地方使用了相同的附图标记来表示附图(“图”)共有的相同元件。可以预期，在一个实施例中公开的元件可以在没有具体叙述的情况下有益地用于其他实施例。
具体实施方式
在下文中，参考本公开的实施例。然而，应当理解，本公开不限于具体描述的实施例。相反，可以设想以下特征和元件的任何组合，无论是否与不同的实施例相关，都可以实现和实践本公开。此外，尽管本公开的实施例可以实现优于其他可能的解决方案和/或相对于现有技术的优势，但是通过给定的实施例是否实现特定的优势并不限制本公开。因此，以下方面、特征、实施例和优点仅是说明性的，并且不被认为是要求保护内容的要素或限制，除非在要求保护内容中明确地叙述。同样地，对“本公开”的引用不应被解释为本文所公开的实用新型主题的概括，并且除非在要求保护内容中明确叙述，否则不应被视为对要求保护内容的要素或限制。
尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受到这些术语限制。这些术语仅可用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。当在本文中使用时，诸如“第一”、“第二”和其他数字术语之类的术语并不暗示顺序或次序，除非上下文明确指出。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，本文中讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
当元件或层被称为在另一元件或层“上”，“接合到”、“连接到”或“联接到”到另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上，接合到、连接到、联接到另一元件或层，或者可以存在交织的元件或层。相反，当元件被称为“直接在”另一元件或层“上”，“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可能不存在交织的元件或层。用于描述元件之间关系的其他词语应以类似的方式解释。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的术语的任何和所有组合。
现在将参考附图描述一些实施例。为了一致性，在各个附图中相似的元件将用相似的附图标记表示。在以下描述中，阐述了许多细节以提供对各个实施例和/或特征的理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有许多这些细节的情况下实践一些实施例，并且可以对所描述的实施例进行多种变化或修改。如本文所使用的，术语“之上”和“之下”、“上”和“下”、“上部”和“下部”、“向上”和“下方”，以及指示给定点之上或之下的相对位置的其他类似术语，在本说明书中被用于更清楚地描述某些实施例。
本公开的各方面涉及一种用于多极声源的同时测井以执行声反射勘测的设备和方法。本公开的各方面在常规设备难以评估的水平井眼和高度偏斜井眼中特别重要。该设备内的某些部件在策略上位于适当的位置，以提供最小的空间，从而可以减小设备的尺寸。减小这种间距和总尺寸允许该设备用于弯曲钻孔，其中长度是常规设备和方法的限制因素。通过能够一次进行两种测井，所讨论的设备为以前无法实现的偏斜井提供了经济优势。
首先，描述了钻井偏斜井眼的方面，以使读者理解井眼生产的基础。在井眼生产之后，将讨论在不同方面和构造中的设备的使用。如将要描述的，所描述的设备的方面可以在钻井之后在缆线设备上使用，或者可以通过钻柱和通过钻头中的开口进给，从而提供以前没有实现的直通钻头能力。
竖直和水平井眼被钻入含有期望的流体例如石油或天然气的一个或多个地层中。这些井眼可以是充满流体的井眼(例如充满钻井流体)。为了进行周围地层的分析，井眼中可以部署有声波测井工具。声波测井设备可以是例如缆线测井工具。尽管本文提供了缆线测井工具作为示例，但是应当理解，声波测井设备也可以在随钻工具中测量。声波测井设备可以包括一个或多个声源和布置在其中的一个或多个声接收器。声波测井设备的示例实施例在下面进一步详细描述。
所述设备的各方面可以确定地质层的不同参数，包括剪切慢度、泊松比、压缩慢度。其他参数也可以从此类分析中得出，例如stoneley慢度和烃检测。其他解释技术也可以用于由以下描述的设备获得的数据，包括快速剪切慢度、慢剪切慢度、最大应力取向、斯通利迁移率和斯通利断裂分析。
参照图1，示出了钻机101。钻机101的目的是回收位于地面110下方的烃。在形成井眼102期间可能遇到不同的地层104。在图1中，提供了单个地层104层。将会理解，可以遇到多层的地层104。在实施例中，地层104可以是水平层。在其他实施例中，地层104可以被竖直构造。在另外的实施例中，地层104可以具有水平和竖直层。地面110下方的地层104的成分可以变化，并且可以包括沙子、粘土、粉砂、岩石和/或这些的组合。因此，操作者需要评估地层104的组成，以便最大化将在钻井过程中使用的钻头106的穿透。井眼102由钻头106形成在地层104内。在实施例中，使钻头106旋转，使得钻头106与地层104之间的接触导致地层104的部分(“钻屑”)松散在井眼102的底部处，可以使用不同类型的钻头106来穿透不同类型的地层104。因此，遇到的地层104的类型对于操作者而言是重要的特征。钻头106的类型可以广泛地变化。在一些实施例中，可以使用多晶金刚石复合片(“pdc”)钻头。在其他实施例中，可以使用牙轮钻头、浸渍金刚石钻头或锤头。在实施例中，在钻探过程中，可以将振动置于钻头106上，以辅助钻头106遇到的地层104的破裂。这种振动可以增加总的穿透率(“rop”)，从而增加钻井作业的效率。
当井眼102进一步渗透到地层104中时，操作者可以增加钻柱管114的部分以形成钻柱112。如图1所示，钻柱112可以在竖直取向上延伸到地层104中。在其他实施例中，钻柱112和井眼102可偏离竖直取向。在一些实施例中，可以在平行于地面110的水平方向上的某些部分中钻探井眼102。
钻头106的直径大于钻柱112的直径，使得当钻头106产生用于井眼102的孔时，在钻柱112和井眼102的内表面之间形成环形空间。该环形空间提供了用于从井眼102去除钻屑的路径。钻井流体包括水和特种化学品以帮助形成井眼102。其他添加剂，例如消泡剂、腐蚀抑制剂、碱度控制剂、杀菌剂、乳化剂、润湿剂、减滤剂、絮凝剂、发泡剂、润滑剂、免管剂、阻垢剂、清除剂、表面活性剂、温度稳定剂、阻垢剂、稀释剂、分散剂、示踪剂、增粘剂和湿润剂可以添加。
钻井流体可以存储在位于钻探现场的坑127中。坑127可具有衬里，以防止钻井流体进入地面地下水和/或接触地面土壤。在其他实施例中，钻井流体可以被存储在罐中，从而减轻了对坑127的需要。坑127可以具有将坑127连接至振动器109的再循环管线126，该振动器构造成在从井下环境前进之后处理钻井流体。
来自坑127的钻井流体由连接至旋转接头119的泥浆泵129泵送。钻柱112由驱动器118悬吊在井架121上。在所示的实施例中，驱动器118可以是位于钻柱112上方的单元，并且在行业中被称为“顶部驱动器”。顶部驱动器构造成提供钻柱112和附接的钻头106的旋转运动。尽管示出的钻柱112由顶部驱动器旋转，但是其他构造也是可能的。操作者可以使用位于地面110处或附近的旋转驱动器来提供旋转力。旋转驱动器或顶部驱动器的动力可以由柴油发电机提供。
钻井流体通过由井架121悬挂的旋转接头119提供给钻柱112。钻井流体在钻头106处离开钻柱112，并且在钻井过程中具有若干功能。钻井流体用于冷却钻头106并去除由钻头106产生的钻屑。具有松动的钻屑松的钻探液进入钻柱112外部的环形区域，并沿井眼102向上到达振动器109。钻井流体提供了有关所遇到的地层104的更多信息，并且可以用例如粘度计进行测试以确定地层性质。这样的地层性质使工程师能够确定钻井是应该继续进行还是终止。
振动器109构造成将钻屑与钻井流体分离。分离后的钻屑可以由操作者进行分析，以确定当前正被穿透的地层104是否具有存储在当前正被钻头106所穿透的地层104水平内的烃。钻井流体然后通过再循环管线126再循环到坑127。振动器109通过将流体的加速度提供到筛面上来将钻屑与钻井流体分离。如将理解的，振动器109可以为通过振动器109被处理的材料提供线性或圆柱形的加速度。在实施例中，振动器109可以被构造成具有一种运行速度。在其他实施例中，振动器109可以被构造为具有多个操作速度。在实施例中，振动器109可以多种操作速度操作。振动器109可被构造为具有6.5“g”的低速设置和具有7.5“g”的高速设置，其中“g”被定义为重力加速度。大的钻屑被截留在筛上，而钻井流体则通过筛并被捕获以供再利用。在通过振动器109之后，可以对钻井流体进行测试，以确定钻井流体是否足以重复使用。粘度计可用于执行此类测试。
如将理解的，较小的钻屑可完全穿过振动器109的筛，使得流体可包括许多较小尺寸的钻屑。因此，这种较小的钻屑可能会损害钻井流体的整体质量。钻井流体可以是例如水基、油基或合成基类型的流体。流体提供若干功能，例如能够悬浮和释放流体流动中的钻屑，控制地层压力(井下压力)，保持井眼102的稳定性，最小化地层损害，冷却、润滑和支撑钻头106和钻井组件，能量到工具和钻头106的传递，控制腐蚀并促进井眼102的完成。在实施例中，钻井流体还可以使井建造过程的环境影响最小化。
本公开的各方面涉及一种用于在充满流体的钻孔中同时进行单极和偶极声波测井以及声反射勘测的设备。如图1所示，本公开的方面可以用于水平井眼102中。本公开还适用于高度偏斜或大角度的井。可以理解，大角度的井具有特定的几何形状，从而阻止了常规设备在井眼102中使用。这些井眼102的角半径防止了长的声波工具被使用，因为在井眼弯曲时声波工具将被卡在角半径内。通过描述的方式，流体填充的井眼102可以是填充有钻井流体的井眼102，其中，钻井流体用于将钻屑运送到地面，如图1中所描述的。
在本公开的一方面，将传感器、模数转换器和数字多路复用器封装到常规设备中未实现的单独模块中。然后，将该设备附接到缆线，例如，以放置到井眼102中。在其他实施例中，该设备可以连接到钻柱112。在实施例中，两个或更多个接收器模块也可以布置在该设备的主体内。该设备的构造可以使得接收器模块位于模块的外径附近，以允许用于偶极测量的压力差的测量。每个单独的接收器模块都可以通过将传感器位置附近的信号数字化来进行高质量的测量，从而提供更高质量的结果。
本公开的各方面允许在适用于偏斜井的小直径测井工具中进行高质量偶极声波测量，从而使得该设备可以穿过井眼102中的弯曲部。在一些实施例中，测井工具本身固有的延伸和弯曲模式已被充分静音或延迟。因此，可以针对预期的地质条件和预期的井眼102条件选择不同尺寸的工具。举例来说，可以通过具有不同尺寸或形状的工具来避免接近预期的接收到的声信号的弯曲模式，从而增强接收到的数据。
参考图2，示出了设备100的整体构造。设备100包括两个盒402，410、源406和两个接收器404，408。源406的目的是产生声能，该声能被传输到井眼102周围的地层104。接收器404，408的目的为了提供离散点，在该离散点处接收由源406产生的声能。电子盒402，410的目的是包括用于数据采集、数据存储、信号处理以及与井下和井上的其他装置和工具进行通信的电路。如将理解的，接收器404，408、放大器304(见图3)、模数转换器306(见图3)和数字多路复用器308(见图3)可被放置在设备100的单个部分中。如后面所述，还提供控制单元120以控制设备100的不同部分。
在实施例中，参考图3，可以通过小直径设备来完成高质量的测量。图3示出了用于声接收器404，408的用于进行处理的沿着所述设备前进的数据的流程图。在一个非限制性实施例中，声接收器404，408包括放大器304、至少一个传感器302、模数转换器306和数字多路复用器308。如前所述，这些部件可以与接收器404，408放置在一起，以减少设备100中的空间。数据在由源406生成后在接收器模块404，408处被接收。在接收器404，408处接收从地质地层104反射回来的能量。由于所接收的能量可能非常弱，所以可以在由转换器306进行模数转换之前通过放大器304将来自接收器404，408的数据放大。然后可以由多路复用器308进行多路复用。
在实施例中，传感器302可包括特定部件。这些部件可以包括水听器或加速度计，例如，根据某些实施方式，其可以用于检测一个波或一系列波。放大器304被构造为放大由传感器302接收的信号。放大器304还可以被构造为具有滤波机制或滤波逻辑以对接收到的信号进行滤波。根据需要，这种滤波还可以提供更好的信噪比。
模数转换器306也位于声接收器404，408内，以数字化由放大器304提供的信号。如前所述的，由放大器304产生的信号可以是滤波后的信号，如果需要的话。然后，由模数转换器306生成的信号可以传递到数字多路复用器308。数字多路复用器308的目的是允许与设备100内的一个或两个电子盒的数据通信能力。数字多路复用器308的使用减少了设备100内的电缆数量，从而可以进行通信而不会降低信号质量。此外，电缆数量的减少允许设备100的外形更薄并且设备100内的机械连接的数量减少，从而导致设备100在环境条件下更坚固。
在一个示例实施例中，至少一个传感器302、放大器304、模数转换器306和数字多路复用器308包含在单个单元中。该单元可以与控制单元120和盒402，410都紧密地定位，以允许非常纤薄的设备、快速响应和对环境更坚固的设备100。设备的紧密接近使得由传感器302获得的数据被数字化，而无需通过广泛的缆线网络发送模拟信号以与电子盒通信。
声接收器404，408可以被安装为最外部件。还定位流体容器，以使得能够将声接收器404，408定位为能够有效地接收由源406传输的信号。在模块中具有流体可提供流体体积补偿，因此声接收器404，408内部和外部的压力使设备100在井下环境下具有平衡。当容器中的流体直接接触内部的电子器件时，本文公开的实施例提供了电子上不导电的流体。可以使用的非导电流体类型是硅油。
设备100可以可操作地与控制单元120连接。控制单元120的位置可以随不同的构造而变化。在一实施例中，控制单元120可位于地层的地面之上。在另一个实施例中，控制单元120可以位于地层的地面下方。在又一个实施例中，控制单元120可以位于地层的地面110处。在其他构造中，控制单元120可以与声学设备100集成在一起并且布置在井眼102中。在实施例中，控制单元120还可以被构造为控制设备100内的声源406以及提供接收、处理和存储数据。
在一种构造中，控制单元120可以包括至少一个数据处理单元和系统存储器。使用的系统存储器的类型可能会根据不同的构造而变化。在一个实施例中，可以使用随机存取存储器(“ram”)。在另一个示例实施例中，可以使用只读存储器(“rom”)。在其他实施例中，也可以使用ram和rom的组合。处理单元可以是执行用于控制单元120的操作的算术和逻辑运算的标准可编程处理器。
处理单元可以被构造为执行由系统存储器和/或有形计算机可读介质提供的程序代码。计算机可读介质是指能够提供使控制单元120以期望的方式操作的数据的任何介质。可以使用不同类型的计算机可读介质，因此，可以使用介质的非限制性示例列表。作为非限制性实施例，可以使用的介质包括集成电路、硬盘和光盘、软盘、磁带、全息存储介质、cd-rom或数字多功能盘。
此外，控制单元120可以具有附加的特征/功能。例如，控制单元120可以包括附加存储器，例如移除存储器和不可移除存储器，包括但不限于磁盘、光盘或磁带。控制单元120还可被构造为与可在井场使用的计算机网络结合操作。控制单元120可以预先构造有网络连接，以允许设备100与其他装置和/或网络通信。控制单元120还可以具有输入装置，诸如键盘、鼠标、触摸屏等，或者允许这种装置连接的连接。这样的连接可以包括通用串行总线连接。输出装置或输出端口也可以包括在控制单元120的构造中。这样的输出装置可以包括显示器、扬声器、打印机等。
电子盒402，410还可以构造有电路和/或电源，用于分别控制声源406中的声源以及声接收器部分中的声接收器404，408。因此，电子盒402，410可以与控制单元120结合工作，从而实现所述源的致动并且接收器404，408是活动的并且等待声能的回波返回。
隔离器部分409可以位于声源部分406和声接收器部分404，408之间的位置。隔离器部分409的长度可以基于要测量的参数进行选择。隔离器部分409的长度可以基于将有助于从源406获取发射信号的频带，其中需要在特定频带中进行静音。因此，设备100可以被设计为使得地层信号可以处于传播被静音的频带中。这种构造使得沿着装置100的声音污染很小。例如，声发射器和接收器404，408之间的距离可以在5英尺至约10英尺之间。
设备100可以构造有周向间隔开的声接收器，该声接收器联接到信号处理器，使得可以与信号源的发射同步地记录由接收器检测到的信号。
在本文的公开内考虑了多种类型的换能器组件。结合图4公开了第一换能器组件。在图5和图6中还提供了第二替代换能器组件。
参考图4，示出了用于本公开的实施例中的第一换能器组件。图4示出了根据一些实施例的换能器组件的一部分的横截面。使用紧固装置432，434将换能器元件410安装在印刷电路板412上。在一些实施例中，所使用的换能器元件410仅用作声接收器，并且另外的电子器件460用于测量、记录、处理和/或发送由换能器元件410检测到的声能。这些电子器件460可以与先前描述的所述盒相互作用，用于存储数据并将数据传输到其他工具和/或井上环境。在非限制性实施例中，换能器元件410可以包括压电装置或本领域已知的其他合适的装置。
换能器元件410、电子器件460和印刷电路板412被容纳在壳体430中。在一些实施例中，壳体430由橡胶制成。壳体430可以是在两端密封的管。可以使用硅油填充管。
参照图5，其是根据本公开的一个方面的换能器组件的替代构造。换能器组件容纳在包括金属框架530的密封容器中。框架530构造成根据其内容物的体积变化而膨胀和收缩。螺栓572，574被定位成允许将端盖520安装到该组件的一端处的凸缘524。
参考图6，更详细地示出了沿着框架530的部件。换能器元件620被安装在印刷电路板612上。电子器件660连接到电路板612。与第一实施例一样，电子器件660被构造为与前述的盒相互作用，以将数据存储和传输至其他工具和/或井上环境。内部橡胶保持器614被定位为将印刷电路板612保持连接到框架530。一个或多个腔608被定位为存储硅油。其他实施例可以使用呈液体、气体或凝胶形式的电绝缘流体。
在替代构造中，设备100的接收器部分可具有沿着接收器部分的长度定位的多个接收器站。在一些实施例中，可以提供五个不同的接收器部分。在非限制性实施例中，可以提供心轴以用作声质量和弹簧系统。为了建模的目的，每个接收器部分以及接收器部分之间的连接可以通过质量部分和弹簧部分来模拟。因此，在五个接收器部分的情况下，参考图7，可以使用五质量和弹簧模型。因此，内部心轴的构造可用于限制声能沿所述设备的长度传递的速度。该速度延迟可用于防止声能到达接收器部分并导致噪声或读数不准确。心轴本身可以构造有凹槽或复杂的形状，以便提供必要的声传递能力来辅助接收器部分。在实施例中，设备100的保护可以通过金属穿孔的套管来执行，以保护设置在其中的声接收器。每个接收器站可以包括与位于所述源部分中的偶极发射器对准的两对宽带压电水听器。可以在不同情况下使用设备100内的元件的不同组合。例如，当在所述源部分中发射偶极发射器时，可以使用与偶极发射器成对角线定位的水听器对。
在一些实施例中，用于保持上述部件的结构可以用作机械的带阻滤波器，其中，可以根据设备100的直径和轴向方向的周期性来确定所述带。
可以使用所述源部分的不同布置。源部分可以包括压电单极发射器和两个彼此垂直的电动偶极发射器。为了激发压缩波和剪切波，可以将频率上的电脉冲施加到单极发射器。
在一个示例实施例中，描述了一种声学设备。该设备可以包括声源部分、至少两个声接收器部分、布置在声源部分和至少两个声接收器部分之间的隔离器部分，其中该隔离器部分被构造为在声学上用作调谐的机械带阻滤波器。该设备还可以被构造为，其中每个声接收器部分在一个模块中具有至少一个传感器、至少一个放大器、模数转换器和多路复用器。
在另一个实施例中，可以构造声学设备，其中，声源部分被构造为执行单极、交叉偶极和声反射勘测中的至少一个。
在另一个实施例中，可以构造声学设备，其中至少两个声接收器部分被构造为接收单极、交叉偶极和声反射勘测。
在另一个实施例中，可以构造声学设备，其中至少两个声接收器部分中的每个具有围绕该部分的外部的穿孔套管。
在另一个实施例中，声学设备可以被构造成其中该设备的结构具有被静音的延伸模式。
在另一个实施例中，声学设备可以被构造成其中该设备的结构具有被静音的弯曲模式。
在另一个实施例中，声学设备可以被构造成其中声源部分被构造为执行单极和交叉偶极勘测。
在另一个实施例中，声学设备可以被构造成其中声源部分还被构造为执行声反射勘测。
在另一实施例中，声学设备可以被构造成其中声源部分被构造为一次执行单极、交叉偶极和声反射勘测。
在另一个实施例中，公开了一种声学设备。该声学设备可以包括声源部分、至少一个声接收器部分以及布置在声源部分和声接收器部分之间的隔离器部分，其中，该隔离器部分被构造为在声学上用作调谐的机械带阻滤波器，其中隔离器部分被构造成使沿着所述设备的地层信号被认为是占主导的声波信号传播静音。该设备还可以被构造为其中每个声接收器部分包括：换能器元件，其被构造为检测声信号；以及电子电路，其被构造为处理声信号，该电子电路包括放大器和模数转换器；以及数字多路复用器。声接收器部分还可以包括流体容器，该流体容器被构造为容纳换能器元件和电子电路，并且其中传感器、放大器和模数转换器被放置在单独的模块中，并且电子电路被构造为同时进行单极和偶极声波测井和声反射勘测。
在另一示例实施例中，声学设备可以构造成其中声源部分包括单极声源和偶极声源两者。
在另一个示例实施例中，声学设备可以进一步包括布置在声接收器部分周围的穿孔套管。
在另一示例实施例中，声学设备可以构造为其中声接收器部分包括声换能器元件、容纳换能器元件的细长的填充流体的密封容器，其中，容器壳体还包括沿该容器壳体的长度的用于体积改变的至少一个柔性部分、具有两个开口端的管状构件以及封闭两个开口端的两个端盖。
在另一示例实施例中，声学设备可以被构造成其中容器壳体填充有非导电流体。
在另一个实施例中，公开了一种声学设备。该设备可以包括声源部分、声接收器部分以及布置在声源部分和声接收器部分之间的隔离器部分，其中该隔离器部分被构造为在声学上用作调谐的机械带阻滤波器，并且其中隔离器部分被构造成使沿着所述设备的地层信号被认为是占主导的声波信号传播静音。每个声接收器部分可以包括被构造为检测声信号的换能器元件、被构造为处理声信号的电子电路、包括放大器和模数转换器的电子电路以及数字多路复用器。声学设备可以进一步包括构造成容纳换能器元件和电子电路的流体容器。声学设备还可以被构造成其中传感器、放大器和模数转换器被放置在单独的模块中；并且，声学设备可以被构造为附接到钻柱并置于缆线上的其中之一，并且所述电子电路被构造为同时进行单极和偶极声波测井和声反射勘测。
在另一示例实施例中，声学设备可以进一步包括布置在声接收器部分周围的穿孔套管。
在另一个示例实施例中，声学设备可以被构造成其中该设备被进一步构造为被传送通过钻柱。
在另一个示例实施例中，声学设备可以被构造成其中该设备被进一步构造为被传送通过位于钻柱底部的钻头。
在另一示例实施例中，声学设备可以被构造成其中设备被拴系。
在另一个示例实施例中，声学设备可以被构造成其中该设备未被拴系。
已经出于说明和描述的目的提供了实施例的前述描述。其并非旨在穷举或限制本公开。特定实施例的各个元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在适用的情况下是可互换的，并且即使未具体示出或描述也可以在所选实施例中使用。相同的地方可以以许多方式变化。这样的变化不应被认为是背离本公开，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开的范围内。
虽然这里已经描述了实施例，但是受益于本公开的本领域技术人员将理解，设想了不背离本实用新型范围的其他实施例。因此，本实用新型的保护范围不应受到本文所述实施例的描述的不当限制。
1.一种声学设备，其特征在于，该声学设备包括：
声源部分；
至少两个声接收器部分；
隔离器部分，该隔离器部分布置在声源部分和至少两个声接收器部分之间，其中，所述隔离器部分被构造为在声学上用作调谐的机械带阻滤波器；和
其中，每个声接收器部分在一个模块中具有至少一个传感器、至少一个放大器、模数转换器和多路复用器。
2.根据权利要求1所述的声学设备，其特征在于，所述声源部分被构造为执行单极、交叉偶极和声反射勘测中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的声学设备，其特征在于，所述至少两个声接收器部分被构造为接收单极、交叉偶极和声反射勘测。
4.根据权利要求1所述的声学设备，其特征在于，所述至少两个声接收器部分中的每个具有围绕所述部分的外部的穿孔套管。
5.根据权利要求1所述的声学设备，其特征在于，所述声学设备的结构具有静音的延伸模式或静音的弯曲模式。
6.一种声学设备，其特征在于，该声学设备包括：
声源部分；
声接收器部分；
隔离器部分，该隔离器部分布置在声源部分和声接收器部分之间，其中，该隔离器部分被构造为在声学上用作调谐的机械带阻滤波器，并且其中，该隔离器部分被构造为使沿着所述声学设备的地层信号被认为是占主导的声波信号传播静音；和
其中每个声接收器部分包括：
换能器元件，该换能器元件被构造为检测声信号；
电子电路，该电子电路被构造为处理声信号，该电子电路包括放大器和模数转换器；
数字多路复用器；和
流体容器，该流体容器被构造成容纳所述换能器元件和电子电路，
其中，传感器、放大器和模数转换器放置在单独的模块中；其中，所述声学设备被构造为附接到钻柱并置于缆线上的其中之一，并且所述电子电路被构造为同时进行单极和偶极声波测井和声反射勘测。
7.根据权利要求6所述的声学设备，其特征在于，还包括：
围绕声接收器部分布置的穿孔套管。
8.根据权利要求6所述的声学设备，其特征在于，所述声学设备还构造成被输送通过钻柱。
9.根据权利要求6所述的声学设备，其特征在于，所述声学设备还构造为被输送通过位于所述钻柱的底部处的钻头。
10.根据权利要求6所述的声学设备，其特征在于，所述声学设备是拴系的或未拴系的。
技术总结