冲激声源棒-环型电极特性仿真研究

基于液电效应的水下脉冲放电技术产生的冲激声源被广泛应用于震源模拟、油田解堵增产、管道除垢、结石破碎和污水处理等领域。其中冲激声源的产生受到回路参数、间隙距离等多种因素影响。研究分析各因素对冲激声源的影响规律,有助于促进冲激声源的进一步应用。该文对棒-环电极结构的水下等离子体放电过程进行数值模拟,采用有限元分析方法对棒-环电极结构进行理论研究,得到不同初始条件对冲激波特性的影响作用。该文基于棒-环型电极结构,研究充电电压和电极间隙对棒-环型电极结构的影响,目的是为找寻冲激波更强、频带更宽、能量更高的声源。该文对研究棒-环型电极的实际应用提供参考。

冲激声源深探测钻铤波压制声学性能研究

随钻冲激声源深探测技术可以在钻井过程中同时进行地层纵横波的测量,其大功率、宽频带、高幅度的特性有助于精细探测近井带周围的裂缝分布情况。由于声源必须安装在厚壁钻铤上,会激发沿钻铤传导的钻铤波,这可能会掩盖地层信息,对随钻冲激声源深探测造成不利影响。因此,压制钻铤波成为能够有效进行随钻冲激声源深探测的关键。通过数值模拟方法,研究了随钻冲激声源深探测时刻槽方式和激发频率下隔声体的声学性能变化规律。研究结果表明,刻槽方式能够增大钻铤波的声衰减系数,在压制低频钻铤波时,采用外刻槽结构的隔声性能更优,同时声源中心激发频率也会对钻铤波的压制效果产生影响。

随钻声波深探测技术中声源的研究进展

随钻声波深探测技术实现了钻井学、测井学、地质学、声学等学科的交叉融合,对提升测井作业效率和测井数据的实时性、可靠性起到了至关重要的作用,影响其深度和精度的关键因素包括声源类型、频率、性能。以单极子声源、偶极子声源、相控阵声源、冲激声源为例,分析其在声波深探测技术的工作机制,进而总结出各声源在声波深探测技术的不同应用场景中的适用性。单极子声源工作频率是10 kHz左右,声源频率高、探测距离浅,只在特定情况下具有一定的方位识别能力;偶极子声源工作频率是2~5 kHz,探测距离远,但方位具有180°不确定性;相控阵声源工作频率一般是14 kHz左右,可以显著增强信号信噪比和分辨率,但在井下探测距离受到一定限制;冲激声源是一种能量大、频带宽、参数可控的声源,可较好地实现定向探测。随着智能甄别技术研究的不断发展,随钻声波深探测技术必将有更多可用于勘探的声源,声源的机制原理、性能提升等研究将逐步成熟。