[發明專利]包括激光蝕刻基板的換能器

在審

• 申請號: 201980032707.1
• 申請日: 2019-05-24
• 公開（公告）號: CN112119201A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 塞巴斯蒂安·鄭;托馬斯·克魯斯佩;安德烈亞斯·赫貝爾
• 申請（專利權）人: 貝克休斯控股有限責任公司
• 主分類號: E21B47/01
• 分類號: E21B47/01;E21B47/135;G01B11/16;G01D5/353;G01P15/08;G01P15/093
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

1.一種制造換能器的方法(70)，所述方法包括：

由透明材料形成支撐結構(58)，所述支撐結構(58)被配置為支撐感測元件(52)并且響應于環境參數而變形，其中形成所述支撐結構(58)包括通過將所述透明材料的第一部分暴露于激光輻射而使所述第一部分改性，以及通過蝕刻工藝移除所述第一部分；以及

將所述感測元件(52)設置在相對于所述支撐結構(58)的固定位置處，所述感測元件(52)被配置為生成指示所述支撐結構(58)變形的信號。

2.根據權利要求1所述的方法(70)，其中所述激光輻射包括具有至少一個波長的光，并且所述透明材料對具有所述激光輻射的所述至少一個波長的所述光是透明的。

3.根據權利要求1所述的方法(70)，其中所述激光輻射作為一系列飛秒脈沖發射。

4.根據權利要求1所述的方法(70)，其中移除所述第一部分通過濕化學蝕刻、等離子蝕刻或蒸氣蝕刻來執行。

5.根據權利要求1所述的方法(70)，其中所述感測元件(52)和所述支撐結構(58)由單一體積的所述透明材料形成。

6.根據權利要求5所述的方法(70)，其中設置所述感測元件(52)包括使用激光改變所述透明材料的第二部分的折射率。

7.根據權利要求1所述的方法(70)，其中所述支撐結構(58)包括被配置為放大所述環境參數的撓曲元件(60)。

8.根據權利要求1所述的方法(70)，其中所述感測元件(52)包括其中設置有一個或多個感測位置(54)的光纖(52)，所述光纖(52)被配置為接收光信號并且返回指示所述支撐結構(58)變形的反向散射信號。

9.根據權利要求1所述的方法(70)，其中所述支撐結構(58)包括撓曲元件(60)，所述撓曲元件被配置為響應于聲能而變形，并且將所述聲能的至少一部分傳遞到所述感測元件。

10.根據權利要求1所述的方法(70)，其中所述支撐結構(58)包括撓曲元件(60)，所述撓曲元件被配置為響應于一種或多種物理特性而變形，所述一種或多種物理特性包括壓力、溫度、應力、加速度、傾角、速度、位移、振動、力和應變中的至少一者，所述撓曲元件(60)被配置為將所述一種或多種物理特性的至少一部分傳遞到所述感測元件。

11.一種鉆孔系統(10)，所述鉆孔系統包括：

鉆孔柱(12)，所述鉆孔柱設置在鉆孔(14)中；

換能器(26，50)，所述換能器與所述鉆孔柱(12)一起設置，所述換能器(26，50)包括：

支撐結構(58)，所述支撐結構由透明材料形成，所述支撐結構(58)被配置為支撐感測元件(52)并且響應于環境參數而變形，所述支撐結構(58)通過以下方式形成：通過將所述透明材料的第一部分暴露于激光輻射而使所述第一部分改性，以及通過蝕刻工藝移除所述第一部分；和

感測元件(52)，所述感測元件設置在相對于所述支撐結構(58)的固定位置處，所述感測元件(52)被配置為生成指示所述支撐結構(58)變形的信號。

12.一種換能器(26，50)，所述換能器包括：

支撐結構(58)，所述支撐結構由透明材料形成，所述支撐結構(58)被配置為支撐感測元件(52)并且響應于環境參數而變形，所述支撐結構(58)通過以下方式形成：通過將所述透明材料的第一部分暴露于激光輻射而使所述第一部分改性，以及通過蝕刻工藝移除所述第一部分；和

感測元件(52)，所述感測元件設置在相對于所述支撐結構(58)的固定位置處，所述感測元件(52)被配置為生成指示所述支撐結構(58)變形的信號。