[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

本發明提供了一種制造換能器的方法，該方法包括由透明材料形成支撐結構，該支撐結構被配置為支撐感測元件并響應于環境參數而變形。形成支撐結構包括通過將透明材料的第一部分暴露于激光輻射來使第一部分改性，以及通過蝕刻工藝移除第一部分。該方法還包括將感測元件設置在相對于支撐結構的固定位置處，該感測元件被配置為生成指示支撐結構變形的信號。

相關申請的交叉引用

本申請要求2018年5月24日提交的美國臨時申請序列號62/676,140的更早提交日期的權益，該美國臨時申請的全部公開內容以引用方式并入本文。

背景技術

在能源產業中，通常使用光纖傳感器來促進含有資源的地層的勘探和來自此類地層的資源的生產。例如，光纖傳感器可在鉆孔中用于通信和測量，例如以獲得各種地面和井下測量結果，諸如壓力、溫度、應力、加速度、傾角、速度、位移、力和應變。

發明內容

制造換能器的方法的一個實施方案包括由透明材料形成支撐結構，該支撐結構被配置為支撐感測元件并響應于環境參數而變形。形成支撐結構包括通過將透明材料的第一部分暴露于激光輻射來使第一部分改性，以及通過蝕刻工藝移除第一部分。該方法還包括將感測元件設置在相對于支撐結構的固定位置處，該感測元件被配置為生成指示支撐結構變形的信號。

鉆孔系統的一個實施方案包括設置在鉆孔中的鉆孔柱，以及與鉆孔柱一起設置的換能器。換能器包括由透明材料形成的支撐結構，該支撐結構被配置為支撐感測元件并響應于環境參數而變形。支撐結構通過下列方式形成：通過將透明材料的第一部分暴露于激光輻射來使第一部分改性，以及通過蝕刻工藝移除第一部分。該系統還包括設置在相對于支撐結構的固定位置處的感測元件，該感測元件被配置為生成指示支撐結構變形的信號。

換能器的一個實施方案包括由透明材料形成的支撐結構，該支撐結構被配置為支撐感測元件并響應于環境參數而變形。支撐結構通過下列方式形成：通過將透明材料的第一部分暴露于激光輻射來使第一部分改性，以及通過蝕刻工藝移除第一部分。換能器還包括設置在相對于支撐結構的固定位置處的感測元件，該感測元件被配置為生成指示支撐結構變形的信號。

附圖說明

以下描述不應被認為以任何方式進行限制。參考附圖，相同元件以相同附圖標記表示：

圖1描繪了資源勘探和/或生產系統的實施方案；

圖2描繪了包括通過激光改性和移除工藝形成的透明支撐結構的換能器的實施方案；

圖3為描繪制造傳感器或換能器和/或執行環境參數測量的方法的實施方案的流程圖；

圖4描繪了加速度傳感器的示例，該加速度傳感器包括通過激光改性和移除工藝(諸如圖3的方法)形成的透明支撐結構；

圖5描繪了加速度傳感器的示例，該加速度傳感器包括通過激光改性和移除工藝(諸如圖3的方法)形成的透明支撐結構；

圖6A和圖6B(統稱為圖6)為處于中性狀態和處于偏轉狀態的圖5的支撐結構的剖視圖；

圖7為處于偏轉狀態的圖5的支撐結構的透視圖；

圖8描繪了加速度傳感器的示例，該加速度傳感器包括具有通過激光改性和移除工藝(諸如圖3的方法)形成的部件的透明支撐結構；

圖9描繪了由圖8的傳感器形成的Fabry-Perot干涉儀的方面；并且

圖10描繪了控制電路的示例，該控制電路用于測量加速度并控制圖8的傳感器的可移動質塊的位置。

具體實施方式

本文所公開的設備和方法的一個或多個實施方案的詳細描述以參照附圖舉例而非限制的方式呈現。