随钻声波仪器刻槽钻铤结构分析

随钻声波仪器通常需要在发射器和接收器之间安装一根刻有规律排列的凹槽的钻铤来阻隔钻铤波,以提高仪器的测量精度,但凹槽会降低钻铤的机械强度,因此在设计时有必要对刻槽钻铤进行有限元分析与校核。本文利用Solid Works及其有限元分析模块,分析了刻环形槽钻铤在受拉力作用或受压、扭、弯共同作用时,环形槽参数对钻铤强度的影响。计算结果显示,环形槽区域应力较大,环形槽根部会出现应力集中;环形槽越深,刻槽区域钻铤截面积越小,钻铤机械强度越差;环形槽根部增加导圆角会减少应力集中。研究结果表明,为了提高刻环形槽钻铤的机械强度,应该减小环形槽的深度,增大刻槽区域钻铤截面积,并根据声学特性,优化环形槽根部倒圆角半径、环形槽宽度、间隔以及数量等等。上述研究成果为随钻声波仪器的设计提供了依据。

基于Nios Ⅱ的随钻声波测井仪器调试台架系统设计

介绍一种基于Nios Ⅱ的随钻声波测井仪器调试台架的系统组成方案,采用主从式结构,主机和前端机通过以太网互联。前端机基于Nios Ⅱ技术,主控板通过自定义的M-LVDS扩展总线连接各种专业化功能板卡。介绍了主控板和典型功能板的设计方案以及基于uClinux的嵌入端软件和主控软件的设计思路。该调试台架具有CAN和MWD通讯接口以及多通道阵列波形信号输出功能,能够对随钻声波测井仪器井下实时算法进行测试和验证,满足随钻声波测井仪器研发阶段和现场服务阶段的技术需求。

能大幅度提高测井质量的声波随钻测井仪器APX

本文介绍一种能大幅度提高测井质量的声波随钻测井仪器APX(Acoustic Properties eXplorer)，该仪器集成了电缆声波测井仪器的诸多优点，并具有自身特点，使普通声波随钻测井仪器不能解决的问题得到了解快。该文主要内容包括仪器计算机模拟情况、仪器具有的特点和实测结果。

基于Nios Ⅱ的随钻声波测井仪通讯接口卡设计

针对随钻声波测井仪器通讯接口的特点设计了一种随钻声波测井仪器通讯接口卡,该通讯接口卡基于Nios Ⅱ嵌入式硬件核心,以uClinux嵌入式操作系统为控制软件运行平台,通过自定义CAN控制器接口IP内核及相应的CAN引擎驱动程序,实现以太网与CAN总线、以太网与MWD总线之间的数据转发功能,满足了随钻声波测井仪器研发调试和野外现场施工的需求。

随钻声波发射换能器宽频阻抗匹配设计及实验

发射换能器是随钻声波测井仪器的核心部件,其工作带宽及辐射声波能量的强弱是仪器的关键技术指标。换能器是一个非线性容性负载,可以采用阻抗匹配的方式增强有功功率并拓宽工作频带。本文将换能器多模态等效电路与阻抗匹配网络结合,利用电路网格方程对元件参数进行求解。最终在消声水池进行声场测试,观测换能器有功功率、声场辐射声压、发射电压响应等电、声特性,综合评估阻抗匹配网络的效果,为后续的随钻仪器研发及实验测试提供帮助和指导。实验结果表明,本文所设计的阻抗匹配网络能够明显改善换能器的声波辐射性能,频带宽度拓宽3.3倍,有功功率提高1.7倍,声压增强1.8倍,发射电压响应提高5 dB,在12~16 kHz的频带内发射电压响应最高可达125 dB。