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氢-氧声波记录仪

阅读：1033发布：2020-12-30

IPRDB可以提供氢-氧声波记录仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种氢-氧声波记录仪，在穿透地岩层的孔眼中产生声波，记录表面地岩层，这种仪器包括一种可充气的装置，其中含有水、电极和点火装置，它们可以分别地将水电解成气态的氢-氧混合物，进而使装置充气膨胀，点燃这种气态混合物便产生声波。所说的装置还包括一个壳，其外壁面向并紧密接触于孔眼壁部，有一个凹处可用来安放所说的充气膨胀装置，当安置在靠着孔眼壁部分的记录位置时，便形成了实质上封闭的声波发生室。，下面是氢-氧声波记录仪专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种氢-氧声波记录仪，在穿透地岩层的孔眼中产生声波，记录地面地岩层，这种仪器包括一种可充气的装置，其中含有水、电极和点火装置，它们可以分别地将水电解成气态的氢-氧混合物，进而使装置充气膨胀，点燃这种气态混合物便产生声波，所说的装置还包括一个壳，其外壁面向并紧密接触于孔眼壁部，有一个凹处可用来安放所说的充气膨胀装置，当安置在靠着孔眼壁部分的记录位置时，便形成了实质上封闭的声波发生室。

2.如权利要求1所说的仪器，其中所说的壳是钻头束稳定器的刀片。

3.如权利要求1所说的仪器，其中所说的壳是钻头。

4.如权利要求3所说的仪器，其中就是所说的钻头的沟槽。

5.如以上权利要求之一所说的仪器，其中的凹处包括可充气的装置系于其上的底部。

6.如权利要求1或2所说的仪器，其中的凹处是一个沿轴线扩展的槽，它有上、下两端，可充气的装置有一种可延长的形式系于所说的端部。

7.如权利要求2所说的仪器，其中的钻头组束稳定器是近钻头稳定器。

8.如以上权利要求中任一项所说的仪器，其中的装置形如风箱。

9.如权利要求1所说的仪器，其中还包括至少一个接受器，用于探测经过岩石层的波并显示震动数据。

10.如权利要求1所说的仪器，其中仪器还包括一个震动数据处理器。

11.如权利要求10所说的仪器，其中的处理器由贮存器组成。

12.如权利要求10或11所说的仪器，其中的处理器可通过泥浆脉冲遥测术、电线或电磁脉冲将数据传送主地面站。

13.如权利要求1所说的仪器，其中仪器由就地安放的发动机产生的电力所驱动。

14.如权利要求1所说的仪器，其中仪器是通过电线连接到地面的发电机上而被驱动的。

15.如权利要求1所说的仪器，其中仪器是由就地安放的发电机和用电线连接的地面发电机联合驱动的。

16.如权利要求13或14所说的仪器，其中所谓就地安放的发电机是由泥浆马达驱动的。

17.记录表面地岩层的一种方法，包括下列步骤：将记录仪放入孔眼中，该仪器包括一个壳，外壁与孔眼壁紧密接触，有一个凹处，其中包括带有水、电极和点火装置的可充气膨胀设备;将该仪器靠着孔眼壁安装，这样上面说的壳和孔眼壁便成了实际上封闭的声波产生室;将水电解以便得到一种气态的氢一氧混合物;将该混合物点燃，得到声波;声波通过表面地岩层后检测声波。

18.实质上由附图所描述的产生声波以记录表面地岩层的氢一氧声波记录仪。

说明书全文

本发明有关在一个孔眼中产生声波的一种氢一氧声波记录仪。

特别是，本发明有关的氢一氧声波记录仪，在穿透地岩层的孔眼中产生声波记录表面地岩层，这种仪器包括一种可充气的装置，其中含有水、电极和点火装置，它们可以分别地将水电解成气态的氢一氧混合物，进而使装置充气膨胀，点燃这种气态混合物便产生声波。

从美国专利3，587，775得知，震动声源产生声波是通过将水电解成气态的氢和氧。下一步促使这些成份重新结合，创造了爆炸的环境，产生出声波。在与孔眼壁不接触的电缆管壳中，声源已经确立。

电缆管壳的外壁部分是由柔性物质造的，是一种环状装置。外表装置可以提供分解和点火动力。电缆管壳的柔性部分端部紧贴电缆管壳的外壁，管腔壁的纵向槽沟使波产生并通过孔眼液体向外传输，进入地岩层。

虽然按这种方式设计了一种相当简便的仪器，在一个孔眼中不同层次的重复动作和点火无需从表面增加任何物质，但依然还有许多问题。

例如，分解和点火会使槽沟的柔软部分充气。声源不是局部的。而且声波本质上向所有方向传播，因此不仅在孔眼壁中分散动力，而且上下通过孔眼液体。

实际上，该仪器只能用于单独记录程序，结果在钻孔操作中使用被认为没有什么真正的益处。

根据美国专利2，679，205，另一种震动声源产生声波的情况与上述情况相似，特别是包括一种产生气态氢一氧混合物的装置，这种装置整个说来是柔性的。虽然在这一文献中，设计了点状声源，但装置中声的方向也是不可预测而且也存在无益的动力消耗。

在美国专利4，207，619中，揭示了一种震井记录系统和方法，尤其表明一种声源仪器安装在钻头束底端，而且能够产生声音脉动。例如可以通过导入振动、爆聚、爆炸、或向孔眼壁快速注入液体而产生脉动。可以通过诸如顺序计时器来驱动和控制声音仪器产生脉动，而当钻探作业暂时停止以向钻束中增加新的钻管时，产生脉动。因此钻探时可以半连续方式测量。另一个特征是，单一水平的脉动可以集合到脉动钻探作业的发动机产生的噪音之间有所区别的地步。而且这一专利告诉了我们上述记录方法用表面探测系统探测通过表面地岩层产生的波，这些波折射或反射，得到地岩层分布图和钻探作业的信息。

很容易理解，传统的在钻头安放和驱动声音仪器的条件非常苛刻。高旋转速度，苛刻的钻磨条件，而且会发生有噪声的钻头振动孔眼底部。

尽管在上述文献中，事实上有从头至尾的传递、接收和解释声音信号数据的整个方法和有关仪器，但是并没有说明在钻头处安装这种仪器所面临的困难。

所以，本发明的一个目的就是提出一种方法和记录仪，以使声波根本不受干扰、直接地从仪器传入表面地岩层。

本发明的另一个目的是，只要钻探持续下去，就能够在所要求的任何时候任何孔眼层次产生声脉动。

本发明的另一个目的是提供一种方法和一种记录仪，其中在接近钻头或钻头上产生的脉动显然不同于噪音，例如钻头噪音。

连续可靠地驱动控制记录仪是本发明的另一目的。

因而，根据本发明，上述仪器包括一个壳，其外壁与孔眼壁部紧密接触，有一个凹处，其中包含所谓可充气膨胀的装置，当安置在靠着孔眼壁部分的记录位置时，便形成了实质上封闭的声波产生室。

本发明具体实施的第一个步骤是将所说的壳与钻头束稳定结构结合起来。

本发明具体实施的第二个步骤是将所说的壳与钻头结合起来，最好是在钻头原有的隙缝处。

在所说有利的步骤中，所说的凹处有一个底部，在那里固定仪器的可充气膨胀装置。

通过按上述方法安装仪器，尤其是声波产生室限制在孔眼中的一个比较合适的位置，便会获得记录所需的清晰点状声源。而且，与孔眼中存在的孔眼液柱分开的声源有利地产生有限的力量传到表面地岩层。

根据本发明，也提供记录表面地岩层的方法，包括的步骤有：-将记录仪放入孔眼下，该仪器包括一个壳，外壁与孔眼壁紧密接触，有一个凹处，其中包括带有水、电极和点火装置的可充气设备;

-将该仪器靠着孔眼壁安装，这样上面说的壳和孔眼壁便成了实际上封闭的声波产生室;

-将水电解以便得到一种气态的氢一氧混合物;

-将该混合物点燃，得到声波;声波通过表面地岩层后检测声波。

现在参照附图，详细描述一下本发明：图1是本发明记录仪第一个具体实施方案的透视图，记录仪结合在钻头稳定装置中;

图2A、2B和2C表明图1具体实施方案中的细节，其中2A到2C的每一图中表明截面部分垂直于所谓稳定器部件的轴;而且图3是本发明记录仪的第二具体实施方案，表明按轴的方向从孔眼底端到钻头外端表面。

根据图1所示本发明记录仪第一个具体实施方案的透视图，表明稳定器部件10作为钻头组合件的一部分。部件10与钻头11（部分标明）相连。所说的稳定器部件10包含多个稳定刀片12，例如这个图中所显示的4个刀片。刀片的外壁邻接圆形孔眼的壁，而且是紧密相连的。结果，正如其名称所表明的那样，刀片集成束状并且稳定了钻刀，刀片紧密相连，沿孔眼壁部分滑动，实质上是圆形的。

特别是刀片12中间的凹处，功能是使凹处形成壳，其位置邻接圆形孔眼壁，可以认为是实质上封闭的室。在形成室的凹处13，放置由柔性物质制成的可充气装置14。这种装置的功能是产生声波源。

对本专业人员而言，虽然上面提到的凹处安排在钻头束的部件中，但本发明的其他具体实施方案涉及记录表面地岩层的另一工具。该工具具有上面所述的外壁或圆形孔眼外壁的几何形状，而且可以合适的方式靠在所说的孔眼壁上。该工具可以利用绳或夹紧设备夹住，其中带有悬臂，内外折叠。

现在参照图2A到2C详细表示的上述具体实施方案的细节。

截面图中显示稳定器部件10放入已经钻入表面地岩层20的孔眼21中。正如在图2A到2C所能看到的，稳定刀片12象显示的那样放在靠着孔眼壁22的位置，这样如同前面提到的那样集合和稳定钻头（为了明了起见只显示了一个刀片12）。独自工具的具体实施方案可以用类似的图表示。

当进行钻探时，泥13将充填所说的部件和壁之间的空间。

在所说截面中，表明了记录仪装置14的不同膨胀幅度，分别表示，在图2A中，装置是空的，在图2B中，装置正在充气膨胀，在图2C中，装置处于正在点火状态。

在2A到2C的所有三个图中，该仪器可以被看作是位于刀和孔眼壁之间的实质上封闭的产生波的室。

该装置14含有一定量的水，最好是在加少量电解质后可作电传导的。例如，加入一定量的氢化钾可使水的电传导达到足够的程度。一对电极（为了明了的缘故图中没有表示）放在水中以便至少部分地将水电解成气态的氢一氧混合物。在下一步，通过也是装在装置中的点火设备点燃该混合物，导致产生出声波的爆炸。点燃后氢和氧将重新结合成水，声波产生的循环可以重开始。

在2A到2C的这些图中，仅通过例子表明导入电线25到所说装置的导管24。这些线25连接着上面提到的电极和点火装置。例如，电线接到该装置的较低部分。

膨胀装置的大小最好选择为装置在点火状态不延伸。这样除了自身所带的电外，不用其他的动力或能量。而且，本专业人员可认识到，因为声波产生室实质上是封闭的，泥是不可压缩的，所以通过点燃气态氢一氧混合物产生的脉动立刻传到地岩层中。

图3表示本发明中记录仪的第2个具体实施方案。在表面地岩层21中沿孔眼21底端轴的方向，表示钻头30在其外表面，应该理解为一个半球面状钻头端表面在图平面的投射。细节上钻头30包括钻刀31。在钻刀上，在所说的半球状端面凸出切割件32，切割件通常是钻石，这样安装是为了通过绕轴旋转钻孔。在钻刀31和槽沟31连接钻头的外表面。

因为在钻头30的一面不断地与孔眼底接触，以深入切割表面地岩层，作为钻头的另一面，半球状端面靠着孔眼壁紧贴孔眼，而且在这一具体实施方案中，在沟槽表面33、各个钻刀31和孔眼底部之间可以明显认为是实质上封闭的声波产生室。有利的是，按照本发明，含有一个膨胀装置的凹处13位于这样的沟槽中。驱动这样一个记录仪同于第一个具体实施方案。

至于上面提到的具体实施方案，将膨胀装置14固定在凹处13是有益的。这样，因为装置受到孔眼中泥柱的流体静压力压缩，可以避免沿孔眼壁的磨擦造成的装置损坏。

因为事实上该装置不得不抵抗流体静压力压缩而膨胀，所以它是由合适的柔性和弹性物质构成的，如橡胶、塑料物质，或者甚至一种合适金属的板，例如钢板。

根据凹处的几何形状，充气膨胀的装置可做成风箱状。例如，在钻头的具体方案中，这样的风箱可牢固地系于中空的圆柱体凹处的底部。进一步，在沿轴线扩展并有上、下端并面向圆柱形钻孔壁的圆柱形凹处或槽沟中，可置放一个拉长的装置如弹性轮胎段，它的端部部分被牢固地系在所说的端部上。

在这个领域中有许多方式使用这样的声波，这里对两种主要的方式作一些解释。

首先，当波经过表面地层后，孔下产生的波可由置于表面的一组探测器所探测到。这样探测到的波的特征可得到表面地层附构造附近和下面的结构图，通过波的直接传播、反射和折射可得到我们所关心的钻孔。这里所说的技术经常被称为逆向垂直震动剖面绘制术（IVSP）这一技术在用于钻探操作时也称为震动同时钻孔（SWD）。

其次，孔下产生的波也可由一个或更多的接近于或甚至连接于本发明的记录装置上的探测器在孔下被探测到。在这种情形下，震源附近的环境被记录下来以从中得到信息。在这种技术用于钻孔操作时，所获取的数据与钻头定向控制有关。这项技术被称为钻孔或记录时钻孔（MWD，LMD）。

除了上面所说的具体方案外，本发明的记录仪包含至少一个探测上面提及的声波的接受器。此外，为了处理所说的接受器获取的数据，还应有一个震波数据处理器。本专业人员将会清楚，这样的数据处理器还包括贮存器，或者甚至是由贮存器组成的。

本发明还有进一步的优点，特别是当记录仪置于钻孔设备中时，仪器可由就地安放的发电机所驱动。更为特别的是，发电机反过来可由泥浆马达所驱动。这样的驱动方式可以克服使用电线时由于钻孔设备的旋转而造成的大问题。本专业人员很清楚，因为泥浆马达可广泛地存在于各种不同的地方，和所说的装置的有效连接也能够做到。

然而，如果分开使用上面说到的工具，也可用电线来连接地面发电机。

这里也指出一些根据本发明优选地使用稳定装置的方式。首先，为了更加严密地控制钻头的定向并且消除可能产生的管波（在钻孔底反射而通过钻孔柱的波）。这个装置应安置在最接近于钻头的稳定器里，即所谓的近钻头稳定器。其次，为了点火并且对称地承受仪器，应在刀片的对称位置上安上另外一个装置。这个附加的装置可由电力驱动，非常经济。

为了传递数据，可使用广为熟知的技术如泥浆脉冲遥测术或电磁脉冲术。再者，一旦钻孔操作已经停止，即可用电线联结以进一步传递所说的贮存器中的数据。也可以同时将泥浆马达驱动和电线传递联合使用。

从以上说明及附图，本发明的各种修改对已熟悉这项技术的人是很明显的。这些修改在所附权利要求的范围之中。

标题	发布/更新时间	阅读量
声波器件-专利编号CN105720941B	2020-05-12	137
一种声波清灰器-专利编号CN103433248A	2020-05-11	681
声波器件-专利编号CN102957397B	2020-05-13	407
声波器件-专利编号CN105811913A	2020-05-13	752
声波装置-专利编号CN105915195B	2020-05-12	783
声波器件-专利编号CN106537772B	2020-05-13	833
一种全天候低频声波传感器-专利编号CN104483012A	2020-05-12	297
一种全天候低频声波传感器-专利编号CN104483012B	2020-05-11	366
一种针对敏感类昆虫的声波驱虫器-专利编号CN106665557A	2020-05-11	517
一种声波清灰器-专利编号CN203470421U	2020-05-11	420

氢-氧声波记录仪

本发明有关在一个孔眼中产生声波的一种氢一氧声波记录仪。

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