正交偶极声波测井换能器全尺寸数值模拟

正交偶极声波测井换能器是多极子声波类测井仪器的关键部件,其频率响应和指向性等性能直接影响偶极声波测井数据质量和地层精确评价。偶极声波理论中的偶极声源为理想点源,由于正交偶极声波测井换能器尺寸较大,从几何尺寸上不能看作理想偶极子点源。该文基于有限元方法对正交偶极换能器展开全尺寸数值模拟研究,分析正交偶极换能器在水中的频率响应和指向性等性能,指出其指向性性能随频率变化的原因。研究结果表明,正交偶极换能器的指向性随频率变化,在某些频段与理想偶极指向性差异明显。

基于多物理场耦合的声波测井换能器数值模拟与设计

声波测井换能器是声波测井装备的核心部件,是制约声波测井仪器发展的瓶颈。采用有限元方法对换能器进行数值模拟,通过建立“水域-透声窗-油腔-换能器-骨架”声波测井换能器整机有限元模型,完成不同材料、结构、尺寸条件下的换能器总成声学性能计算对比分析,优化换能器设计及详细结构参数,可得到性能更优的安装骨架结构、声辐射效果更优的透声窗材料与尺寸,解决以往模型计算误差问题,大幅提升数值模拟有效性。通过开展换能器声学性能实验室测试与勘探井现场试验,验证设计效果。研究结果表明,通过换能器整机有限元模型多物理场耦合数值模拟,系统研究和分析换能器的声学性能、材料和工艺,可减少原型测试的原型数量和测试次数,进行设计迭代优化,形成最终设计方案,为换能器研制提供理论依据和技术指导。