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针对声波测井中采用的柱状薄圆管压电换能器,提出一种研究换能器响应的解析方法.该方法考虑了轴向与径向振动之间的耦合作用,导出置于耦合液体中压电换能器径向位移满足的微分方程和频域传递函数,比较分析了不同激励源作用下换能器的位移响应特性.利用波数域实轴积分法,计算了换能器在弹性地层井孔中激发的声场,研究了不同地层中的波形差异.与前人在假定声源强度的模型下只能求出波场的相对幅度不同,本文得出在一定激励电压作用下换能器在井孔中激发声场的幅度值.这为说明声波测井响应信号的强弱及仪器的声系设计提供了依据,对估计动电效应测井信号的强弱有参考意义. 相似文献
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在天然气水合物(简称水合物)钻采过程中，动态监测水合物沉积物具有非常重要的现实意义和应用价值.常规探测方法只能判断水合物分解前的大致分布情况，很难获得水合物分解过程中固-液交界面的动态变化和图像.本文将热声耦合引入到水合物的钻采监测中，首次提出了在瞬态强脉冲激励下水合物产生瞬态相变、并激发相变热声信号的物理机制，导出了脉冲激励与声源之间的耦合方程，提出了基于滤波反投影算法的相变界面成像方法.建立了三维仿真模型，开展了电场和声场耦合分析，在强脉冲激励下求解出了热函数及声压分布.然后模拟超声换能器接收到的声信号，利用声信号对不同半径的水合物重建声源的分布，从声源图像得到水合物的相变界面位置信息.为水合物松散沉积物的研究提供了一种全新的探测方法. 相似文献
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本文为将编码技术引入地震探测中,在分析编码激励基本原理的基础上,开展了编码激励的数值模拟研究,掌握编码激励的规律和特点。通过激励编码信号的调制发射,对接收信号进行脉冲压缩的仿真研究。其次通过单位码元载有1至5个载频周期个数的13位Barker码调制信号激励换能器(通过发射载有1至5个载频周期的13位Barker码调制信号来激励换能器),对接收信号进行脉冲压缩仿真研究和频谱分析,分析了换能器性能对编码激励信号及其脉冲压缩结果的影响。 相似文献
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本文为将编码技术引入地震探测中,在分析编码激励基本原理的基础上,开展了编码激励的数值模拟研究,掌握编码激励的规律和特点.通过激励编码信号的调制发射,对接收信号进行脉冲压缩的仿真研究.其次通过单位码元载有1至5个载频周期个数的13位Barker码调制信号激励换能器(通过发射载有1至5个载频周期的13位Barker码调制信号来激励换能器),对接收信号进行脉冲压缩仿真研究和频谱分析,分析了换能器性能对编码激励信号及其脉冲压缩结果的影响. 相似文献
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大功率压电换能器的设计 总被引：1，自引：0，他引：1
为了解决截渗墙等形体复杂的混凝土结构及岩体的质量检测问题，开展了声波相控震源初步研究工作.声波相控震源的设计和制作需要发射功率比较大，余震比较短的发射换能器.设计制作这类换能器除了选择电－声转换系数比较大的压电材料和几何尺寸外，还有一个重要因素就是换能器背衬的设计.将所测介质与换能器合在一起，本文用一维多层介质声波传播的物理模型进行研究，用所测介质位移的透射系数分析换能器背衬参数对换能器发射效率的影响.计算了背衬参数改变时位移透射系数随频率的变化曲线.在1kHz附近，背衬长度对透射系数影响比较大.以计算结果为指导，设计制作了四个大功率压电换能器，在黄河堤防截渗墙进行了实验，测量波形中有多个幅度比较明显的后续波，为进一步分析截渗墙特征提供了基础. 相似文献
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《地球物理学进展》2016,(2)
本文提出的瞬态感应测井是一种以瞬变电磁激发为基础的感应测井方法.其工作波形是瞬态的:有一个主频并有一定的带宽.发射探头是线圈,激发的感应电动势与感应测井一样沿圆周方向.具体激发频谱取决于与其配合的声波测井压电换能器参数.当换能器是宽带时,激发的瞬变电磁场是宽带的,激发波形的电震荡周期比较少,测量的电磁感应波形的震荡周期也比较少.这些震荡波形从激发时刻便开始出现,只能够用同轴的线圈进行接收.同样,接收信号中也包含直接耦合信号和二次场信号,两者相差90°.当地层的电导率随频率改变时,接收波形中二次场的响应波形幅度和相位均发生改变.对接收波形可以参考感应或阵列感应测井的处理方法,用Doll几何因子进行设计.但是,需要面对不同频率的幅度和相位,增加解耦处理方法.相对于阵列感应测井,该测井方法有两个优点:能够测量一个频带内地层的电阻率,能够与阵列声波测井从探头结构上进行组合,便于测井系统的集成. 相似文献
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宽频带的偶极子信号是进行偶极子频散校正和近井壁成像的基础。为了获得宽带的频散曲线,本文在非线性调频偶极子激励信号的基础上,提出了一种分段线性调频激励信号,从而能简便对弯曲波激发强度曲线进行补偿,进而提升整个频带上的信噪比。利用有限差分方法数值计算了雷克子波声源、线性调频声源、非线性调频声源以及分段线性调频声源在均质硬地层以及径向变化地层两种井孔模型中的响应及其频散特征。结果表明,在信噪比较低的情况下,雷克子波产生的弯曲波频散曲线有效频带集中在艾里相附近,不能得到整个频带的频散曲线,无法获取近井壁及远离井壁的地层信息;线性调频信号可以获得艾里相频段及高频段的有效频散曲线,但无法获得低频段的频散信息,对远离井壁的地层信息探测能量不足;非线性调频信号可以获得整个频带的频散曲线,可以探测较远的地层信息,但不易实现;分段调频信号可以获得与非线性调频信号相同的效果,且易于实现,从而扩展了偶极子的探测范围和提高了速度计算的准确度。 相似文献
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为了实现声波测井的周向分辨能力,提出了可应用于声波测井的、具有周向辐射指向性的相控圆弧阵声波辐射器方案.声波测井圆弧阵发射换能器由多个压电振子沿着圆周排列,通过控制各个振子的激励时间可以实现向某个方位方向的声波辐射.本文以自制的28阵元相控圆弧阵为例,理论和实验研究了相控圆弧阵的辐射指向性及其与阵元个数、声波频率等参数之间的关系.研究表明,在声波测井频率范围内,随着工作阵元个数和频率的增加,圆弧阵辐射声波的周向指向性增强,理论研究和实验研究取得了相一致的结果.与现有的声波测井单极子、偶极子和四极子声源相比,在井下采用相控圆弧阵作为声波辐射器可以真正实现方位声波测井,在各向异性地层评价、定向钻井和井间地层评价等石油工程中有良好的应用前景. 相似文献
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随钻地震参考信号处理的关键是从众多噪音成分中提取较弱的钻头源信号.钻头随机激励源信号由于其频率范围宽,持续时间短,易受钻柱和其他机器噪音的影响.倒谱分析方法是一种非线性滤波技术,该技术不但可以将时域卷积信号转变为倒时域信号的相加,而且通过窗函数的选择,还可消除结构混响,提取源信号.本文根据钻柱模拟实验数据,利用了倒谱滤波技术进行瞬态源信号的提取,并用该方法进行SWD参考信号的处理,从而达到钻头源信号强化的目的. 相似文献
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《中国科学D辑(英文版)》2008,(Z2)
Acoustic transducer is an important part of acoustic well logging tool. In this paper,ANSYS software package is used to design acoustic dipole transducer and simulate vibrating mode of the dipole transducer in different mechanical boundary conditions. The results show that boundary conditions influence the number of vibrating mode in the same frequency band and the frequency value of the same vibrating mode. Several acoustic dipole transducers are designed according to the results of numerical simulation and laboratory measurements. The basic frequency of vibrating mode of experi-ment has good agreement with that of simulation. The numerical simulation plays a good guidance role in designing,producing and correctly installing the acoustic dipole transducer. 相似文献
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随钻地质导向钻井的关键在于对边界的探测,为提高仪器探测深度,时谐源激励的电磁波测井方法通常采用降低频率、增大源距的方式.瞬变电磁波测井信号源的突然关断产生会产生感应涡流,涡流随时间向地层深部扩散,与时谐源激励方式相比,其探测深度更大且测量过程不受信号源的干扰.因此,本文提出一种时间域瞬变电磁波测井边界远探测方法,采用余弦变换的数值滤波算法,模拟层状地层同轴发射接收线圈的瞬变电磁波测井响应,结果显示,地层电导率越大,电磁波传播速度越慢,测量晚期感应电动势与地层电导率线性相关;通过定义层状介质总场与线圈系所在当前层背景场的差值可方便提取界面信息,对界面的探测距离可达数十米;瞬变电磁波测井响应受源距的影响很小,为利用短源距实现远探测提供了可能.瞬变电磁波测井与时谐源电磁波测井相比优势明显,在电磁波测井领域中应用前景广阔. 相似文献
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Vertical resolution, i.e. the ability to resolve two close reflectors, is a crucial aspect of pulses used in geo‐acoustic exploration of sea sub‐bottoms. This paper deals with the problem of exploring the shallowest unconsolidated layers of the seafloor with conventional piezo‐electric sonar pulses. Such transducers do not have a sufficiently broad transmission response to enable them to radiate short high‐resolution pulses. Therefore, some kind of equalization process must be applied to broaden the transmission response. Here, inverse filtering is used to calculate the transducer driving waveform so that the subsequent acoustic pulse has a zero‐phase cosine‐magnitude nature. Within a specified bandwidth, this pulse has minimum length, i.e. maximum resolution. The method has been applied to compress the acoustic pulses radiated by two piezo‐electric transducers. In conventional performance, these transducers radiate narrowband pulses which contain several cycles at the natural resonance frequency. Under equalized driving, both transducers emit broadband pulses, with resolving power greatly increased, at the cost of some amplitude loss. That is, the pulses radiated by both transducers have been shortened from 1 ms (low‐frequency transducer) and 0.274 ms (high‐frequency transducer) in conventional performance to 0.13 ms and 0.038 ms in equalized mode, with amplitude losses of 33% and 56%, respectively. The great improvement in the resolution of this technique is demonstrated by comparing the synthetic echograms that should be obtained when exploring a wedge model using zero‐phase cosine‐magnitude pulses with conventional ping pulses. 相似文献
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分析了变频法和2n系列伪随机电磁法的场源信号特点,提出了基于相关辨识的逆重复m序列伪随机电磁法.逆重复m序列伪随机信号具有与白噪声类似的自相关函数,在频带内,频谱等间距均匀分布.由Wiener-Hopf方程,分析了逆重复m序列伪随机相关辨识大地系统冲激响应的原理.理论证明,合理地选择产生逆重复m序列的几个参数可以很好地压制各种干扰,高精度地辨识大地系统.讨论了影响测量精度与勘探分辨率的信号参数设计原则,为进一步研制具有自主产权的高分辨精细电磁勘探仪器和方法奠定了基础. 相似文献
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Reservoir information extraction using a fractional fourier transform and a smooth pseudo Wigner-Ville distribution 总被引：1，自引：0，他引：1
Zhu-Wen Wang Xiao-Li Wang Min Xiang Jing-Hua Liu Xue-Ang Zhang Chuang Yang 《应用地球物理》2012,9(4):391-400
Currently, it is difficult for people to express signal information simultaneously in the time and frequency domains when analyzing acoustic logging signals using a simple-time or frequency-domain method. It is difficult to use a single type of time-frequency analysis method, which affects the feasibility of acoustic logging signal analysis. In order to solve these problems, in this paper, a fractional Fourier transform and smooth pseudo Wigner-Ville distribution (SPWD) were combined and used to analyze array acoustic logging signals. The time-frequency distribution of signals with the variation of orders of fractional Fourier transform was obtained, and the characteristics of the time-frequency distribution of different reservoirs under different orders were summarized. Because of the rotational characteristics of the fractional Fourier transform, the rotation speed of the cross terms was faster than those of primary waves, shear waves, Stoneley waves, and pseudo Rayleigh waves. By choosing different orders for different reservoirs according to the actual circumstances, the cross terms were separated from the four kinds of waves. In this manner, we could extract reservoir information by studying the characteristics of partial waves. Actual logging data showed that the method outlined in this paper greatly weakened cross-term interference and enhanced the ability to identify partial wave signals. 相似文献