压电换能器一致性对声波测井曲线影响的探讨

声波测井在油气勘探中有着非常重要的作用,其传输用的发射和接收晶体一致性对声波测井曲线具有重要的影响,换能器振动时表现出的动态电性参数由换能器的振动模态决定.文章介绍了换能器的频率特征的测量原理,并对换能器压电晶体的频率特征进行了测量,分析了压电换能器频率特征一致性差对声波测井曲线的影响.     

提高声波测井探头发射功率的实验研究

声波测井仪器中的发射换能器发射的声功率越大，声波测井波形的幅度就越大，测井资料的质量就越有保证。从这个意义上说，最有效地激发声功率是提高声波测井仪器性能或测井资料质量的一个重要的技术手段。用在线测量的声波测井仪器的导纳圆参数可以分析发射电路与换能器的匹配情况。文章首先给出了一个动态试验结果．用小的感性负载串联到换能器的回路后，换能器发射声波的能量提高了近一倍。然后用单频的电路阻抗模型简单地分析了提高发射声功率的原因。最后通过一个计算例子指出，在某些频率，由于有相位因素的影响，加在换能器上的电压的模可以比电源电压还大。     

正交偶极子声波测井仪器接收换能器筛选分析

正交偶极子阵列声波测井仪器通常有8组或更多组接收探头，每个接收探头分别由4个结构相同的压电换能器组成，压电换能器阻抗特性参数的一致性将直接影响仪器的性能，对接收换能器进行测试、筛选和配对等是制造和维修仪器声系的一个重要环节。阻抗分析仪常用于测量压电换能器的阻抗特性参数，选择阻抗特性参数相同或者相近的压电换能器组装仪器，可以保证仪器各个接收探头具有较好的一致性，对于提高仪器性能具有重要意义。     

声波测井换能器检测方法与原理分析

压电晶体换能器性能是影响声波测井仪器质量的重要因素之一。文章从压电晶体的等效电路出发，分析了用导纳圆进行压电晶体换能器性能检测的基本原理和测量方法，     

压电换能器的粘接特性研究

实际测量了压电晶体等效电路参数（导纳、阻抗）随频率的变化关系，对换能器粘接到承载体前后的这些关系进行比较后发现，粘接对压电换能器影响比较大，主要表现为粘接后压电晶体的电导和电纳减小，谐振频率和反谐振频率降低。     

新型高温压电晶体温度实验研究

高温声波换能器是声波测井仪器的核心部件,其温度性能对声波测井仪器有重要影响.文章给出了天津大学新型压电晶体在常压下的温度实验结果.该结果显示：在现有的高温胶条件下,压电晶体的温度性能可以达到150℃.即在150℃时,压电晶体激发和接收波形的最大峰值保持不变.超过150℃时,由于实验所用的胶开始脱节,波形幅度迅速减小.     

声波测井网络理论Ⅰ:声源信号的产生方法和数值模拟

利用薄球壳压电换能器的等效电路可以解析地确定在薄球壳压电换能器被电激励信号激发过程中， 周围耦合介质对它的作用力和它的瞬态响应，给出了用驱动电压信号激励换能器使其辐射出马鞍组特殊测井需要的声源信号，由于薄球壳换能器在所有的方向上均匀地向外辐射声波信号，因此在声波测井的正演研究和数值模拟中，可以把它等效为一个点源。     

声波测井圆管状压电陶瓷换能器频响特性研究

李艳荣，韩有信．声波测井圆管状压电陶瓷换能器频响特性研究．测井技术，１９９４，１８（５）：３４０～３４４本文从声波测井圆管状压电陶瓷换能器的等效电路出发，对其频率响应特性进行了理论分析和数值模拟，并在探讨了实验测量方法的基础上，对压电陶瓷换能器的频率响应特性进行了测量。理论分析与实验测量结果都表明，对于换能器的每一振动模（包括径向振动和轴向振动），都有两个谐振频率，而不是一个。另外还提出了测量换能器谐振频率的新方法──相位关系法。     

阵列声波测井传输网络指向性及互易性分析

在声波测井中声束导向的效率除受换能器的几何参数及阵列声波发射单元的激励延迟时间或阵列接收器接收的各道声波信号偏移时间的影响外,还受换能器的形状和尺寸的影响。一般声波测井仪是由一维阵列声源和单接收器或由单声源和一继阵列接收器组成。换能器为薄圆管形压电换能器。采用相应的声波测井传输网络理论和指向性权系数的概念,计算了换能器的形状及大小对声束导向信号所造成的影响,并论证了声波测井仪中阵列声源和阵列接收器的互易性。通过调整声束导向参数和阵列接收器接收到的声波信号的时间偏移量,可使得接收首波幅度（阵列声源）和叠加波首波幅度（阵列接收器）最大。此外,运用数值模拟和实验对文中提出的最佳设计方案进行了验证。     

叠片型多极子阵列声波测井仪接收换能器灵敏度分析

基于有限元方法数值分析多极子阵列声波测井仪常用叠片型接收换能器的工作模态和接收特性,研究各种结构参数调整对换能器接收灵敏度的影响.增加换能器压电片厚度可以提高换能器的接收灵敏度;增加换能器长度和宽度只对单极接收部分的接收灵敏度有所提升而对偶极接收部分几乎没有影响.接收灵敏度对压电片厚度的改变最敏感,对换能器长度的改变次之,对换能器宽度的改变最不敏感.压电片厚度、换能器长度和宽度的增加都会导致谐振峰前移,使得接收响应更不平坦.在接收面积相同的情况下,矩形换能器灵敏度整体接收灵敏度要优于圆形结构.     

SBT声波测井换能器分析

SBT声波测井仪器的换能器是声波测井仪器的关键部件，其设计和制作过程均需要针对具体的应用条件和环境，结合偏心声源激发的声波环绕井壁的传播规律，设计相应的频率和激发方式。在制作过程中，需要解决如下关键问题：压电片的外形及其几何尺寸的设计与选择、换能器结构及其相应的机械振动模态分析、压电片电特征的估计和测量、压电片的配对、电极表面的处理、粘接材料的选择、粘接工艺等。     

声波测井换能器的温度性能对比实验研究

声波测井压电换能器的温度性能对声波测井有着重要影响,文章给出了相同形状的国外压电晶体与天津大学最近研制成功的高温压电晶体的温度实验对比测量结果(在空气里面)。天津大学的高温压电晶体的机电转换系数较国外的高0.025,现用的高温压电晶体的机电转换系数随着温度的升高有一个明显的下降台阶,机电转换系数减小0.02,国外压电晶体(该台阶)出现在140℃、天津大学的压电晶体在160℃左右。这一结果对理解以往声波测井仪器出现的问题(声波幅度随深度增加有一定减小)有一定的帮助。除了该变化外,本实验表明:天津大学研制的高性能高温压电晶体的温度性能可以达到200℃。     

提高声波测井仪器性能的关键--换能器的频率特征

常规测井系列中，补偿声波和声波变密度测井仪器是比较重要的仪器，其性能的改进对提高测井技术水平具有重要意义。文章从裸眼和套管井内传播的声波具有明显的频率选择性出发，讨论声波测井仪器性能的改进问题，并且结合换能器的导纳圆测量结果，给出了具体的提高声波测井仪器性能的方法。即用导纳圆测量系统测量装在仪器上的换能器的主频和频带宽度，以不同地层的井内能够传播的声波的频率特征为基础选择相应的声波测井换能器或仪器。以保证在裸眼井内测量的波形中首波是以地层的纵波速度传播的，在套管井内，首波是反应固井胶结质量的套管波。     

采油超声换能器辐射阻抗研究

根据超声波在媒质中的波动方程，在合理简化的基础上，推导出了超声波在井液及岩层中的波函数、声压、质点振动速度，求出了超声换能器的辐射阻抗。讨论了超声换能器半径、油井半径、井液和岩层的声速及密度对超声换能器辐射阻抗的影响。得出：超声换能器在不同油井中使用时，由于油井中井液及岩层参数的不同，可导致超声换能器辐射阻抗的变化，影响超声波在岩层中的作用范围。     

正交偶极子横波探头实验

正交偶极子横波发射探头是正交偶极子声波测井的关键部件。其发射的声波能否满足偶极子声波测井的要求是探头制作的关键。由于正交偶极子发射探头所使用的压电片子比较多，在空间有一定的分布，所以，如何检测压电片子，使其最终满足偶极子探头发射的要求是探头研究和生产的关键环节。文章用实验的方法对其进行了研究。通过测量国产探头所激发的圆周方向声场及其在空间的频率分布发现：在现有的激发方式下，可以用该探头得到主频率为500kHz-800kHz的振动成分。该频率成分随方位角改变。     

声波发射电路的优化设计

设计一种声波测井仪器的发射电路，不仅能有效地克服目前声波发射电路的某些局限性，还能谁地调节换能器激励脉冲的宽度，使发射电路处于谐振状态，从而有利于提高发射电路的工作效率，具有一定的应用价值。     

随钻方位声波发射换能器性能数值模拟分析

发射换能器作为随钻方位声波测井仪的核心组件,其工作性能直接影响井周方位信息的探测精度。研究了一种适用于随钻方位测井的瓦片状声波发射换能器,利用有限元数值方法模拟了该换能器的响应特性,考察钻铤和换能器尺寸对方位声源谐振频率及水平指向性的影响。结果表明,瓦片状声波发射换能器的谐振频率随着换能器高度或开角增加而降低;钻铤以及换能器开角是影响随钻方位指向性的重要因素,存在钻铤以及减小换能器开角均使得井周方位分辨率明显提高。为随钻方位声波发射换能器设计提供了理论依据。     

变窗长阵列声波测井波形处理与换能器的振动模态

声波换能器振动时具有不同的振动模态，分别对应于不同的频率特征，换能器发射或接收声波时，在这些振动模态的频率附近灵敏度最高。裸眼和套管井对声波有过滤作用，不同频率的传播特征不一样，这些影响使得实际测量的阵列声波测井波形的频率呈一定的分布特征。裸眼井测井波形中，纵波、横波和伪瑞利波、Stoneley波的传播速度不同，频率分布也有一定的差别。根据这些特点和声波换能器频率特征测量结果，设计了变窗长处理软件，针对实际测量波形中不同类型的声波特征，使用不同的窗长进行处理，有效地提高了声波时差的处理精度。     

圆管状声波换能器瞬态过程的分析

结合石油测井的实际情况,首次从理论上对常规声波测井仪中采用的圆管状压电陶瓷声波换能器在阶跃电压、冲激电压和正弦间断电压等激励信号的作用下的瞬态过程进行了分析,推导出了在上述几种情况下圆管状压电陶瓷换能器的声源函数和谱函数,并叙述了推导结果在声皮测井中的应用。