(57)【要約】  圧電セラミックパルスエコー音響変換装置は、パルスエコー信号応答を最適化するように（すなわち、より広い出力信号帯域幅および高められた帰還信号感度）圧電セラミックに適合された圧電セラミック用保護層を含む。保護層は、材料の選択および厚さによって圧電セラミックに適合される。音響変換装置は、裏材、裏材に隣接する圧電セラミック、圧電セラミックに隣接する中間保護層、および中間保護層に隣接して、圧電セラミックの反対側に前面保護層を有する。前面および中間保護層は、中間保護層の音響インピーダンスが圧電セラミックおよび前面保護層の音響インピーダンスよりも高くなるように、前面および中間保護層の音響インピーダンスによって圧電セラミックに適合される。前面保護層の音響インピーダンスは、圧電セラミックの音響インピーダンスよりも低い。
2015508960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏材(backing)、前記裏材に隣接して配された圧電セラミック(piezoceramic)、前記圧電セラミックに隣接して配された中間(intermediate)保護層、および前記中間保護層に隣接すると共に、前記圧電セラミックの反対側に配された前面(front)保護層を特徴とする音響変換装置(acoustic transducer)であって、
改良が、前記圧電セラミックおよび前記前面保護層の音響(acoustic)インピーダンスよりも高い音響インピーダンスを有する前記中間保護層を含む、音響変換装置。
【請求項２】
前記前面保護層の前記音響インピーダンスが、前記圧電セラミックの前記音響インピーダンスよりも低い、請求項１に記載の音響変換装置。
【請求項３】
前記前面保護層がＰＥＥＫを含み、
前記中間保護層がチタンを含む、請求項２に記載の音響変換装置。
【請求項４】
前記圧電セラミックがメタニオブ酸鉛(lead metaniobate)を含む、請求項３に記載の音響変換装置。
【請求項５】
前記メタニオブ酸鉛圧電セラミックは、合わせて結合された(bonded together)第１および第２のメタニオブ酸鉛片を備える、請求項４に記載の音響変換装置。
【請求項６】
前記ＰＥＥＫが３０％ガラス繊維ＰＥＥＫを含む、請求項３に記載の音響変換装置。
【請求項７】
筐体(housing)と、
前記筐体内に配された裏材と、
前記筐体内に前記裏材に隣接して配された圧電セラミックと、
前記筐体内に前記圧電セラミックに隣接して配された第１の保護層と、
前記筐体内に、前記第１の保護層の反対側で前記第１の保護層に隣接して配された第２の保護層と、を備え、
前記第１の保護層は、前記圧電セラミックおよび前記第２の保護層の音響インピーダンスよりも高い音響インピーダンスを有する、音響変換装置。
【請求項８】
前記第２の保護層の前記音響インピーダンスは、前記圧電セラミックの前記音響インピーダンスよりも低い、請求項７に記載の音響変換装置。
【請求項９】
前記第２の保護層がＰＥＥＫから作製され、
前記第１の保護層がチタンから作製される、請求項８に記載の音響変換装置。
【請求項１０】
前記圧電セラミックはメタニオブ酸鉛を含む、請求項９に記載の音響変換装置。
【請求項１１】
前記メタニオブ酸鉛圧電セラミックが、合わせて結合された第１および第２のメタニオブ酸鉛片を備える、請求項１０に記載の音響変換装置。
【請求項１２】
前記ＰＥＥＫが３０％ガラス繊維ＰＥＥＫを含む、請求項９に記載の音響変換装置。
【請求項１３】
井戸に挿入されるように構成された筐体であって、外面を有する筐体をさらに備え、
前記音響変換装置筐体が面(face)を有し、
前記面が、前記筐体の前記外面の一部を含む、請求項７に記載の音響変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]関連出願の相互参照
[0002]本米国非仮特許出願は、２０１２年１月３０日に出願の「Ｌｏｇｇｉｎｇ  Ｗｈｉｌｅ  Ｄｒｉｌｌｉｎｇ  Ｐｕｌｓｅ−Ｅｃｈｏ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ」という名称の米国仮特許出願番号第６１／５９２，２９４号の利益および優先権を主張し、その全内容は参照をもって本明細書に明確に繰り込まれる。
【０００２】
[0004]本発明は、音響変換装置の分野に関し、より詳細には、パルスエコー音響変換装置に関する。このような変換装置は、例えば、掘削同時検層作業に使用することができる。
【０００３】
[0005]
【背景技術】
【０００４】
[0006]石油または天然ガス井戸等の井戸を形成するとき、多数のパイプ部品の端部に順繰りに配される１つまたは複数の掘削工具（すなわち、掘削組立体）の端部に設けられた地中貫通先金を使用して穴が地面に開けられる。次いで、掘削組立体は、掘削工程に作用するように回転される。掘削工程の間またはその後、形成された井戸のデータを収集することおよび／または測定することは有益である。１つまたは複数の掘削工具は、掘削された井戸に関するデータを収集するおよび／または測定値を得ることができる構成要素を含むことができ、掘削工具は、概して、掘削同時検層具として知られる。あるいは、そのような工具は、以前に掘削された井戸に昇降させて、井戸に関するデータまたは測定値を得ることができる。
【０００５】
[0007]掘削組立体の先金は、掘削工具およびパイプ部品の直径よりも大きい直径を有するので、掘削組立体が地中を掘るとき、掘削された土は、掘削組立体の周りを通って穴から排出することができる。掘削することおよび掘削された土を穴から除去することを容易にするために、掘削流体（泥と呼ばれる）が、掘削の間、先金を通じて送り込まれる。泥は、穴を通って流れ出る際、掘削された土と混合される。この場合、泥は、土砂、岩石および他の岩屑を含む。掘削工程時、掘削組立体が回転する間、岩屑を汲み出す泥は穴を通じて上方に流れる。したがって、掘削工程の間、岩屑を汲み出す泥が流れる結果として、工具の構成要素は、構成要素に衝突して構成要素を摩損させる岩屑の損傷作用を絶えず受けることになる。
【０００６】
[0008]井戸掘削用の工具の構成要素は、できる限り丈夫または頑丈である必要がある。井戸掘削工具に使用される典型的な一構成要素は、パルスエコー音響変換装置である。このような変換装置は、井戸の壁に反射されて変換装置に戻る音響パルスを発生させる。反射パルスが変換装置に戻るまでにかかる時間の長さを測定し、パルスの他の特性を分析することによって、変換装置から井戸までの距離等の井戸に関するデータを判定することができる。信号および／または信号から導かれるデータは、掘削工程の間度々記録される。あるいは、変換装置は、以前に掘削された井戸穴に配置されて、井戸に関するデータを得ることができる。
【０００７】
[0009]音響変換装置は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等のポリマーで形成された筐体に保持された裏材に取り付けられた圧電素子を含むことができる。掘削に適用するために、筐体は、圧電素子に隣接する筐体面が掘削工具の外部となるように掘削工具に取り付けられる。したがって、露出したＰＥＥＫ面は、掘削工程の間、岩屑を汲み出す泥の流れに絶えず晒され、これにより、面は損傷を負うことになり、時間をかけてその音響特性が変化され得る、または完全に機能不全に至り得る。この問題に対処するための手法は、面が厚いほど、本来、より摩耗に耐えることができるので面を厚くすることとすることができる。しかしながら、面を厚くすると、発信される音響パルスおよび受信される音響エコーの音響特性が劣化することが判明した。したがって、単に、パルスエコー音響変換装置の面を厚くすることは、より頑丈な変換装置を創出することにはならない。
【０００８】
[0010]厚さ０．２５４ｃｍ（０．１００インチ）（０．１００”）および厚さ０．７６２ｃｍ（０．３００インチ）（０．３００”）のＰＥＥＫ面を有するパルスエコー圧電音響変換装置について本発明者らによって行われた試験は、好ましくない特質を示した。特に、各厚さは、限定された帯域幅を有する音響信号を生成すると共に、過剰なリングダウンを示した。
【０００９】
[0011]前述は、掘削作業に使用されるパルスエコー音響変換装置、および特に掘削同時検層、に関して説明したけれども、同じ問題は、医療および他の用途に使用されるパルスエコー音響変換装置についても存在する。
【００１０】
[0012]
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本願発明の一実施例は、例えば、パルスエコー音響変換装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
[0013]本明細書においては、パルスエコー音響変換装置のパルスエコー信号応答を最適化するように、変換装置の圧電セラミック用保護層の音響インピーダンスによって圧電セラミックに適合される保護層を有するパルスエコー音響変換装置が開示される。圧電セラミックと外部保護層との間の保護層が圧電セラミックおよび外部保護層の音響インピーダンスよりも高い音響インピーダンスを有するように、保護層は、材料の選択および厚さによって圧電セラミックに適合される。このようにして、パルスエコー音響変換装置は、より広い出力信号（パルス）帯域幅および高められた帰還信号（エコー）感度を示す。
【００１３】
[0014]１つの形態において、音響変換装置は、裏材、裏材に隣接する圧電セラミック、圧電セラミックに隣接する中間保護層、および圧電セラミックの反対側で中間保護層に隣接する前面保護層を有する。中間保護層の音響インピーダンスは、圧電セラミックおよび前面保護層の音響インピーダンスよりも高い。前面保護層の音響インピーダンスは、必ずしも限定はされないが、好ましくは、圧電セラミックの音響インピーダンスよりも低い。
【００１４】
[0015]この音響インピーダンス関係を使用すると、変換装置の応答は、より広い出力信号（パルス）帯域幅および高められた帰還信号（エコー）感度を示す。
【００１５】
[0016]特定の形態において、圧電セラミックは、メタニオブ酸鉛を含み、中間保護層はチタンを含み、そして、前面保護層はＰＥＥＫを含む。また、圧電セラミックは、１つの圧電素子を備えることができ、または２以上の圧電素子を備えることができる。
【００１６】
[0017]パルスエコー変換装置は、医療、遠隔探査、および化石燃料を回収するための井戸を含む様々な用途において使用することができる。変換装置が油井等、過酷な環境において使用されるとき、変換装置は、石油で満たされた、圧力補償筐体内に配することができる。
【００１７】
[0018]
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】[0019]本原理に従い、圧電素子用の保護層を有するパルスエコー音響変換装置の概略的な実施形態のイラストである。
【図２】[0020]図１に概略的に示されたパルスエコー音響変換装置の実施形態のイラストであり、図示のパルスエコー音響変換装置は音響信号（パルス）を発信すると共に、反射された音響信号（エコー）を受信する。
【図３】[0021]図１に概略的に示されたパルスエコー音響変換装置の別の実施形態のイラストである。
【図３Ａ】[0022]図３の円３Ａ−３Ａに沿って切り取られた図３のパルスエコー音響変換装置の拡大部分であり、パルスエコー音響変換装置の２つの素子圧電セラミックの電気的接続を示す拡大図である。
【図４】[0023]図１〜図３のパルスエコー音響変換装置の外部保護層（ＰＥＥＫ層）の４つの異なる厚さ（ｔ）について測定された４つのパルスエコー音響信号を示すグラフである。
【図５】[0024]図４のグラフの４つのパルスエコー音響信号の帯域幅を示すグラフである。
【図６】[0025]信号対ノイズ比を図示する、４つの異なるＰＥＥＫ層についての４つのパルスエコー音響信号を示すグラフである。
【図７】[0026]井戸への配置に好適であり、本発明のパルスエコー音響変換装置を収容することができる例示的な装置のイラストである。
【００１９】
[0028]
【発明を実施するための形態】
【００２０】
[0027]同様の参照数字は、いくつかの図面を通して同一または同様の部分を示す。
【００２１】
[0029]図１を参照すると、本原理に従って構成され、概して１０で指示された、改善されたパルスエコー音響変換装置（「音響変換装置」）の概略的なイラストが描写され、特に、パルスエコー音響変換装置は、パルスエコー音響変換装置の圧電素子用の保護層を有する。音響変換装置１０は、必須ではないが好ましくは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から形成された筐体１２を含む。ＰＥＥＫは、必ずしも限定はされないが、好ましくは、３０％ガラス繊維ＰＥＥＫ（３０  ＧＦ  ＰＥＥＫ）である。３０  ＧＦ  ＰＥＥＫは、純粋なＰＥＥＫよりも高温で軟化しにくいが、他の所望の特性と共に、良好な耐摩耗性を提供する。しかしながら、他の種類および／または形態のＰＥＥＫも使用することができる。
【００２２】
[0030]筐体１２内には、（約８０Ｍレールの音響インピーダンスを有する）タングステン等の高音響インピーダンス材料または高音響インピーダンス材料の混合物（例えば、粉末のタングステンを混合した約２０Ｍレールのエポキシ／ポリマー）から形成された裏材１４がある。当然に、他の高音響インピーダンス材料および／または混合物も使用することができる。圧電セラミックまたは圧電セラミック素子（集合体として、圧電セラミック）１６と呼ばれる圧電素子は、裏材１４の面に隣接して配される。第１の電気導線２２は圧電セラミック１６の一方の側または領域に接続され、一方、第２の電気導電２３は、圧電セラミック１６の他方の側または領域に接続され、名称第１および第２は任意である。第１および第２の電気導線２２、２３は、適当な電圧源（不図示）および入力／測定装置（不図示）に接続可能である。圧電セラミック１６は、いずれの種類の圧電セラミック材料とすることができるが、必ずしも限定はされないが、好ましくは、例えば、米国インディアナ州インディアナポリスにあるＰｉｅｚｏｔｅｃｈ，ＬＬＣから入手可能な、Ｋ８１およびＫ９１として知られている圧電セラミック等の改良型メタニオブ酸鉛である。圧電セラミック１６の音響インピーダンスはおよそ１９Ｍレールである。
【００２３】
[0031]さらに、筐体１２内および裏材１４の反対側の圧電セラミック１６の面上に、圧電セラミック１６用の第１の保護層１８が配される。第１の保護層１８は、耐摩耗性があると共に、圧電セラミック１６の音響インピーダンスよりも高い音響インピーダンスを有する薄膜材料から形成される。このような材料の１つはチタン（Ｔｉ）である。チタンは、圧電セラミックの音響インピーダンスよりも高い、約２７Ｍレールの音響インピーダンスを有すると共に、本パルスエコー音響変換装置１０における使用に適するような、非常に薄く、すなわち０．１５ｃｍ（０．０６０インチ）（ｔ＝０．０６０”）の厚さ（ｔ）に作製することができる。他の材料および厚さを使用することができ、約４５Ｍレールの音響インピーダンスを有するステンレス鋼等も使用することができる。
【００２４】
[0032]またさらに、筐体１２内および圧電セラミック１６の反対側の第１の保護層１８の面上に、圧電セラミック用の第２の保護層２０が配される。第２の保護層２０は、耐摩耗性があると共に、第１の保護層１８の音響インピーダンスよりも低い音響インピーダンスを有する薄膜材料から形成される。必ずしも限定はされないが、好ましくは、第２の保護層２０は、圧電セラミック１６の音響インピーダンスよりも低い音響インピーダンスを有する。このような材料の１つは、ポリマー、特にＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）として知られるポリマーである。ＰＥＥＫは、第１の保護層１８および圧電セラミック１６の両方の音響インピーダンスよりも低い、約４．５Ｍレールの音響インピーダンスを有すると共に、本パルスエコー音響変換装置１０における使用に適するように、非常に薄く、すなわち０．１０ｃｍ（０．０４０インチ）（ｔ＝０．０４０”）から０．１５ｃｍ（０．０６０インチ）（ｔ＝０．０６０”）の厚さ（ｔ）に、作製することができる。他の材料および厚さも使用することができる。
【００２５】
[0033]図１に示されるパルスエコー音響変換装置１０の構成要素は、パルスエコー音響変換装置全体に対しておよび互いに対しての両方で、一定の比率で描写されていないことは理解されるべきである。形状は、本原理に従う限り、望むように変更することができる。図１に示される実施形態において、第２の保護層２０は、外部保護層とみなすことができ、一方、第１の保護層１８は、内部または中間保護層とみなすことができる。外部保護層２０は、筐体１２から独立して示される。しかしながら、外部保護層２０は、筐体１２と一体または筐体１２の一部とすることができると理解されるべきである。この構成は、図２のパルスエコー音響変換装置１０ａに示される。
【００２６】
[0034]これから図２を参照して、図１のパルスエコー音響変換装置１０の特定のパルスエコー音響変換装置１０ａが示される。図１のパルスエコー音響変換装置１０について上述したような同一の他の態様と共に、メタニオブ酸鉛圧電素子（圧電セラミック）１６および圧電素子１６に隣接するチタン保護層（第１の、内部または中間層）１８を有するパルスエコー音響変換装置１０ａが示される。この実施形態において、外部または第２の保護層２０は、ＰＥＥＫ筐体１２の一部として形成される。
【００２７】
[0035]図２に示されるパルスエコー音響変換装置１０ａの構成要素は、パルスエコー音響変換装置全体に対しておよび互いに対しての両方で、一定の比率で描写されていないことは理解されるべきである。形状は、本原理に従う限り、望むように変更することができる。さらに、図１のパルスエコー音響変換装置１０に対して付加的に適用可能であるように、パルスエコー音響変換装置１０ａは、本明細書において説明したような音響インピーダンス関係が維持される限り、示されるような２つではなく３つ以上の保護層を有してもよい。例えば、第３の保護層（不図示）は外部保護層と圧電セラミックとの間に位置するであろう。
【００２８】
[0036]これから図３を参照して、図１のパルスエコー音響変換装置１０の、別の特定のパルスエコー音響変換装置１０ｂが示される。図１のパルスエコー音響変換装置１０について上述したような同一の他の態様と共に、２片のメタニオブ酸鉛圧電素子（圧電セラミック）１６ｂおよび２片の圧電素子１６ｂに隣接するチタン保護層（第１の、内部または中間層）１８を有するパルスエコー音響変換装置１０ｂが示される。この実施形態において、外部または第２の保護層２０は、ＰＥＥＫ筐体１２の一部として形成される。
【００２９】
[0037]図３Ａにおいてより明確に識別されるように、２片の圧電セラミック素子１６ｂは第１の圧電セラミックＰＣ１および第２の圧電セラミックＰＣ２によって特徴づけられる。第１および第２の圧電セラミックＰＣ１、ＰＣ２は、必ずしも限定はされないが、好ましくは、当業界に知られているような適当な結合剤によって互いに結合される。電気導線６１は、電圧源（不図示）の正極（接地）に接続され、一方、電気導線６２、６３は、両方とも、電圧源（不図示）の負極に接続される。電気導線６１は、第１の圧電セラミックＰＣ１の前面に、および第２の圧電セラミックＰＣ２の背面に電気的に接続される。電気導線６２は、第１の圧電セラミックＰＣ１の背面に電気的に接続され、一方、電気導線６３は、第２の圧電セラミックＰＣ２の前面に電気的に接続される。このように圧電セラミック素子１６ｂを接続することによって、圧電セラミック素子１６ｂは、圧電セラミックＰＣ１、ＰＣ２の両方同時に、第１の圧電セラミックＰＣ１と第２の圧電セラミックＰＣ２の間で遅延させて別個にもしくは遅延なく、または２つの圧電セラミックＰＣ１、ＰＣ２の一方もしくは他方のみに、電圧を印加することによって駆動することができる。種々の動作特徴は、このように圧電セラミック素子１６ｂを駆動することによって達成することができる。例えば、中央の正極および２つの負極をもって、１つの圧電セラミックではなく２つの圧電セラミックを使用することは、信号の倍増を提供すると共に、帰還信号（エコー）電圧を１／２低下させる。また、中央の接地電極を有することによって、２つの圧電セラミック素子１６ｂは、ノイズ源となり得る寄生容量を低下させる。
【００３０】
[0038]図３に示されるパルスエコー音響変換装置１０ｂの構成要素は、パルスエコー音響変換装置全体に対しておよび互いに対しての両方で、一定の比率で描写されていないことは再度理解されるべきである。形状は、本原理に従う限り、望むように変更することができる。さらに、図１のパルスエコー音響変換装置１０に対して付加的に適用可能であるように、パルスエコー音響変換装置１０ｂは、本明細書において説明したような音響インピーダンス関係が維持される限り、示されるような２つではなく３つ以上の保護層を有してもよい。例えば、第３の保護層（不図示）は外部保護層と圧電セラミックとの間に位置するであろう。
【００３１】
[0039]上記で指摘したように、図面において描写されたような圧電セラミックおよび保護層の大きさは一定の比率で描かれていない。現実かつ所定の適用において、圧電セラミックの厚さは、圧電セラミックまたは変換装置の所望の動作周波数に依存する。薄いウェハ素子は、概して、その厚さの２倍の波長で振動する。したがって、圧電セラミックは、所望の放射波長の１／２である厚さまで切断することができる。変換装置の周波数が高くなるほど、放射素子はより薄くなる。保護層の厚さは、放射波長に応じて選択される。インピーダンス整合を調節するための保護層の厚さの経験則は放射波長の４分の１（１／４）であるが、保護層の放射波長厚さの８分の１（１／８）波長以下が好ましいことが判った。このことは特に外部保護層に当てはまる。さらに、１つまたは複数の中間保護層は、放射波長の８分の１（１／８λ）未満の厚さを有する、または感度および帯域幅の著しい低下があることが望ましくあり得る。１／８λの厚さのＰＥＥＫ前面保護層と共に、放射波長の１４分の１（１／１４λ）のチタン保護層が、改善された感度および帯域幅を提供することも判明されている。当然、他の厚さも本原理内で使用することができる。５００ｋＨｚの圧電セラミックのための１つの代表的な実施形態において、圧電セラミックは厚さ０．３１０ｃｍ（０．１２２”）であり、チタン保護層は厚さ０．１５ｃｍ（０．０６０”）であり、および（ＰＥＥＫ筐体とすることができる）第２の保護層は厚さ０．１０ｃｍ（０．０４０”）から０．１３ｃｍ（０．０５０”）とすることができる。２００ｋＨｚの圧電セラミックのための別の代表的な実施形態において、圧電セラミックは（必ずしも限定はされないが、好ましくは、２つの５００ｋＨｚ、厚さ０．３１０ｃｍ（０．１２２”）の圧電セラミックを積層することによって）厚さ０．６２０ｃｍ（０．２４４”）であり、チタン保護層は厚さ０．１５ｃｍ（０．０６０”）であり、および（ＰＥＥＫ筐体とすることができる）第２の保護層は厚さ０．１０ｃｍ（０．０４０”）から０．１３ｃｍ（０．０５０”）とすることができる。
【００３２】
[0040]上記原理を使用して、本パルスエコー音響変換装置の応答は、より広い出力信号（パルス）帯域幅および増大した帰還信号（エコー）感度を示すことによって最適化される。発明者らは、このような最適化が様々なパルスエコー音響変換装置構成の試験を通じて示されることを示しており、これらの結果は図４〜６のグラフに提示される。
【００３３】
[0041]図４を参照すると、４つのパルスエコー音響変換装置（不図示）から結果として得られた４つのパルスエコー音響信号３２、３４、３６、３８のグラフ３０が描写される。４つの各パルスエコー音響装置は、０．１５ｃｍ（０．０６０インチ）のチタン第１の保護層を有するが、それぞれ、線３２ａ、３４ａ、３６ａ、３８ａによって表示されるように、それぞれ、０．１０ｃｍ（０．０４０インチ）、０．１１ｃｍ（０．０４５インチ）、０．１２ｃｍ（０．０４７インチ）、および０．１４ｃｍ（０．０５５インチ）のＰＥＥＫ外部保護層を有する。
【００３４】
[0042]本パルスエコー音響変換装置の感度、中心周波数および帯域幅は、すべて、外部保護層の厚さ変化にわたってほとんど一定であるとみることができる。さらに、信号の帯域幅は７９〜９１％の範囲である。リンギングのない最初の急峻なパルスは、感度を維持しながら、リングがより小さいエコーを生成する広い帯域幅の信号を供給する。
【００３５】
[0043]図５を参照すると、それぞれ、線４２ａ、４４ａ、４６ａ、４８ａによって表示されるように、０．１０ｃｍ（０．０４０インチ）、０．１１ｃｍ（０．０４５インチ）、０．１２ｃｍ（０．０４７インチ）、および０．１４ｃｍ（０．０５５インチ）のＰＥＥＫ外部保護層パルスエコー音響変換装置から結果として得られた４つの信号／変換装置４２、４４、４６、４８の（グラフ４０の式を使用して計算されたように）帯域幅のグラフ４０が描写される。このように、ＰＥＥＫ面を有する変換装置が摩損環境において使用され、ＰＥＥＫ面が時間の経過と共にすり減らされても、変換装置はなお変わらない帯域幅を提供する。
【００３６】
[0044]図６を参照すると、それぞれ、線５２ａ、５４ａ、５６ａ、５８ａによって表示されるように、０．１０ｃｍ（０．０４０インチ）、０．１１ｃｍ（０．０４５インチ）、０．１２ｃｍ（０．０４７インチ）、および０．１４ｃｍ（０．０５５インチ）のＰＥＥＫ外部保護層パルスエコー音響変換装置から結果として得られた４つの重ね合わせ信号５２、５４、５６、５８のグラフ５０が描写される。最初のパルスおよびエコーの両方のリングダウンが、エコー感度を維持しながら４つの信号すべてにおいて最小であると見ることができる。
【００３７】
[0045]図７を参照すると、油井を特徴づける代表的なセンサが描写される。装置は、井戸に降ろすことができるような大きさに作製される。装置は、上述のような変換装置を含み、変換装置の面は、装置の外表面の一部を備える。井戸のいずれかの点において、変換装置は、音波を発生させるように発射され、井戸からのエコーを受信することができる。加えて、装置は、井戸から昇降する際に回転することができ、変換装置からの示度を定期的に取り、井戸の３Ｄ特徴を生成することができる。
【００３８】
[0046]本システムは井戸の測定／分析に関して説明されているが、本パルスエコー音響変換装置は、他の構造体、組立体、形成体、品物および／または物体の非破壊試験および／または分析に使用することができる。
【００３９】
[0047]本発明の種々の詳細は本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく変更することができることは、当業者であれば理解するであろう。さらに、上記説明は、例示にすぎず、限定の意図はなく、本発明は特許請求の範囲によって画定される。
【００４０】
[0048]本発明は、上述の図面および説明において詳細に図示および説明されているが、同一内容は特徴において例示かつ非制限的であるとしてみなされるべきであり、本発明の例示的実施形態のみが示され、かつ説明されると共に、添付の特許請求の範囲の範囲内にあるすべての変更および修正が保護されることが望まれると理解される。
【００４１】
[0049]本明細書において引用されたいずれかおよびすべての文献は、本明細書において使用された方法または技法を補い、説明し、その背景を提供し、または教示する限度において参照をもって本明細書に繰り込まれる。
【図１】
2015508960.tif 000003
【図２】
2015508960.tif 000004
【図３】
2015508960.tif 000005
【図３Ａ】
2015508960.tif 000006
【図４】
2015508960.tif 000007
【図５】
2015508960.tif 000008
【図６】
2015508960.tif 000009
【図７】
2015508960.tif 000010
【国際調査報告】
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