相控线阵声源在套管井中的应用

在常规的单极子套管井测井中,由于过套管测量,即使在I、II界面均胶结好的状况下,测量的地层波信息也比较弱。利用相控线阵声源的声束偏转和能量聚焦技术,可大大提高声源的辐射强度和信噪比。采用FEM有限元软件建立了套管井和相控声源的二维模型,计算了点声源和相控线阵声源在套管井中的声压波形。计算结果发现当控制相控线阵阵元间延迟时间使其辐射主声束偏转角满足地层纵波发生临界折射时,可以明显增强地层波幅度,即使在I界面或II界面胶结不好时也可观测到地层波,因此利用相控线阵声源的强穿透性可以帮助我们在套管井胶结不好的情况下探测地层。     

相控线阵声波辐射器在充液井孔中产生的声场

1引言 目前在现场测量中使用的传统声波测井仪采用的声源不能对向井外辐射的声场进行自动控制,使用这种声源不可避免地导致了声波测井仪器的探测深度浅和空间测量分辨率低等问题.当前油气资源勘探的需求之一是提高探测深度、增大探测范围,提高对日趋小型化的复杂油气藏的勘探能力[1],而对声波辐射方向进行控制是直接的影响因素.     

天然地震与人工爆破波形的特征研究

天然地震的发生对于人们的生活具有很大影响，专家和学者对于此类问题的研究和预测已经受到越来越多人的关注；地震观测台在记录天然地震的真实数据的时候，也会自行的将人工爆破的相关数据记录在案，这些数据的混淆无疑会加大人们预测的难度，因此，我们需要将天人地震和人工爆破区别开来。本文首先阐述了识别天然地震和人工爆破的相关理论模型，即希尔伯特一黄变换、经验模态分解以及支持向量机；然后选取了真实的相关数据，分别从选取合适的数据、提取相关的信号、识别相关信号四个方面对这个问题进行了深入研究。     

声波测井地面仪信号处理技术研究

介绍了声波仪器测水泥胶接过程中,声波信号在地面系统中的前置处理技术。通过DSP分时对多个具有锁存功能的AD7628器件进行控制,实现波形还原的程序化控制及同步头检测。     

方位声波测井研究进展

1引言 目前可用于井下的具有周向分辨率的测量技术主要包括微电阻率扫描成像测井和超声波井下电视[1,2].这些技术仅仅可用以对井壁表面的几何形状进行成像测量,探测深度较浅,在裸眼井中研究岩石裂缝、孔洞、缝合面、层理、层序、倾角、断层等方面及在套管井中检查射孔孔眼、套管破裂变形方面有重要作用.     

高分辨率声波测井仪

为了延长进入高含水期的油田稳产期，需要开采薄差油层。针对油田这一需求．我所开发了两型高分辨率声波测井仪，第一型源距为3′，四接收换能器间间距为6″．主要针对薄层开采：第二型源距为3′，四接收换能器问间距为8″，薄层分层能力较好，同时兼顾水泥胶结测井．使单支仪器有多种用途。本文介绍了第二型高分辨率声波测井仪的结构组成、工作原理及信号处理方法。     

随钻声波测井接收换能器有限元研究

0引言随钻声波测井技术近年来得到了很大的发展,而接收换能器是随钻声波测井仪器的核心器件之一,其性能的优劣直接影响到随钻声波测井的数据质量。其性能主要体现在两个方面,一是灵敏度在频率上的平稳性,二是灵敏度的大小。如果接收换能器灵敏度不平稳,起伏过大会导致信号失真,并给匹配电路的设计和信号处理过程造成困难[1]。     

基于波形形态特征的海洋赤潮识别方法

通过对航空遥感高光谱波形的产生机理和形态特征的分析,提出了一组描述海水赤潮吸收和反射峰的特征参数及其计算方法,根据提取出的特征参数提出了两种海洋赤潮监测和识别的方法.通过对赤潮暴发现场采集的高光谱数据的分析证明,该方法可以有效地提取出数据中赤潮吸收峰和反射峰的特征参数,并且可以识别出赤潮发生的区? 域.所提出的方法为海洋赤潮的预测、引发赤潮的优势种藻类的判断以及藻类浓度的定量分析奠定了基础.     

声波测井压电换能器多频点阻抗匹配技术研究

针对声波测井压电换能器的多频点阻抗匹配技术展开研究,首先采用多模态等效电路精确描述了换能器的导纳特性;然后通过分析多模态阻抗匹配理论,设计电感-电容复合阻抗匹配网络,并结合换能器等效电路进行参数优化和电路仿真。实验表明,相比于换能器没有阻抗匹配的测试结果,该阻抗匹配技术可大幅提高换能器在谐振频率附近多个频率处的有功功率,频带内的有功功率平均提高了30倍,从而改善换能器的激励带宽和激励效率,提高测井仪器的适应性、探测深度和分辨率。     

声波测井偶极子发射换能器性能的实验研究

多极子声波测井是新一代声波测井技术,偶极子发射换能器制作技术是其关键技术。本文报道了对自行研发的偶极子声波测井换能器的一致性、耐温、指向性等进行的测试分析结果。本文对三个压电弯曲振子的实验测量结果表明,将偶极子声波测井换能器置于硅油中测量的谐振频率要比在空气中测量的谐振频率降低约20％：在室温到150℃范围内,换能器的谐振频率随着温度的升高略有降低;在偶极子声波测井发射换能器的指向性测量曲线中,换能器辐射声波能量最强方向的声压值与其最弱方向的声压值的比值超过12dB;初步现场测量结果说明．本文研制的偶极子声波测井发射换能器能够测得满意的偶极子声波测井波形。     

Ultrasonic Phased Array Device for Acoustic Imaging in Air

An ultrasonic phased array device is developed to provide mobility aid for visually impaired people. To perform acoustic imaging, two different linear transducer arrays are constructed using commercially available transducers. The transmitter and receiver arrays are formed with six and four transducer elements, respectively. Individual transducer elements are discrete components with a radius of 1.9 wavelengths and a half-power beamwidth of 43$^{circ}$ at 40.8 kHz center frequency. The transmitter array is formed by aligning the transducers with minimum spacing between the elements. Even this placement leads to the occurrence of unwanted grating lobes in the array response and decreases the field-of-view to 30$^{circ}$ . To eliminate these grating lobes, the elements of the receiver array are placed with a different spacing. Forming the receiver and transmitter arrays with nonidentical element spacing makes the grating lobes to appear at different places. Since the response of the overall system is the product of the directivity patterns of receiver and transmitter arrays, the grating lobes diminish for the overall system and the field-of-view increases.      

Experimental Study of Phased Array Beam Steering Characteristics

The influence of several geometric parameters of linear phased arrays was studied. A systematic approach using an automated testing assembly was used to assess the steering performance of the array in a solid medium. In addition to calibrating the transducer with respect to its steering accuracy, this arrangement provided a detailed study of the effects of steering angle, number of elements, inter-element spacing and array aperture on the beam directivity. The experimental results show good agreement quantitatively with the predicted steering characteristics.     

相控阵超声一维阵列系统焦点形态研究

为了有效评价相控阵设备的功能和性能,有效保护国内用户的权益,从如何有效评价相控阵超声设备的角度出发,研究了聚焦深度、偏转角度和阵列孔径等因素变化时对焦点形态的影响.总结出了相控阵超声设备应用中的一些共性特点,为有效可靠地校准相控阵超声设备提供了理论支持.     

250KHz多普勒计程仪二维相控基阵设计

将平面基阵的振动基元通过特定的布阵技术分别在二维方向上各构成四个子基阵,并利用两组带中心抽头的变压器移相电路消去各子基阵指向性图中的主瓣和第二栅瓣,形成由第一栅瓣构成的二维±23.58°方位上波束宽度为3°的两对定向发射笔形波束.该声基阵设计新颖、结构紧凑、性能优良、工作可靠.基阵外壳直径仅158mm,特别适合浅海或内河航船上计程仪导航设备应用.     

汽轮机轮缘超声相控阵检测中缺陷方向识别

利用超声相控阵检测系统对含有裂纹缺陷的外包菌型低压汽轮机叶轮圆盘实验试块进行检测.针对超声波脉冲反射法中缺陷方向难以确定,尺寸容易误判等问题,提出一种频谱分析方法,研究线状缺陷方向变化对于超声回波的影响.对于3种倾斜角度的裂纹缺陷回波信号,分析其功率谱并进行小波包的分解和重构,用"频率-能量"的方法提取各方向缺陷回波信号的能量特征.实验结果表明,各方向缺陷回波信号的能量特征差别明显,并绘制出声束轴线与缺陷的夹角和高频带所占能量之间关系曲线.该方法实现了缺陷方向的识别,并为后续线状缺陷的准确定量提供依据.     

Imaging of Near-Surface Defects using Microwaves and Ultrasonic Phased Array Techniques

Detecting and imaging near-surface defects is of significant importance in many applications. Detecting corrosion/defects under thin paint layer applied on metallic substrates, evaluating debond under a Teflon coat, as well as evaluating the integrity of the dielectric coats remains a challenge in many industries settings. Periodic testing is imperative for a wide range of industries to isolate material defects that could lead to catastrophic failures, expensive repairs, or a complete shutdown. Out of the many non-destructive testing (NDT) techniques available, phased array ultrasonic testing (PAUT) is widely used in various industries for material inspection. It has shown exceptional capability in detection of defects, including material loss and corrosion in metals. On the other hand, near-field microwave NDT is emerging as a powerful inspection modality for similar applications. In this paper, imaging capabilities of PAUT (5 MHz) as well as near-field microwave imaging system (33.5 GHz) are discussed and evaluated for a number of specimens with man-made surface defects. The evaluated defects include flat bottom slots, holes and corrosion-under-paint. Images produced by both techniques are presented. The images produced by the microwave imaging system are benchmarked with PAUT system.     

250KHz多普勒计程仪二维相控基阵设计

将平面基阵的振动基元通过特定的布阵技术分别在二维方向上各构成四个子基阵,并利用两组带中心抽头的变压器移相电路消去各子基阵指向性图中的主瓣和第二栅瓣,形成由第一栅瓣构成的二维±23.58°方位上波束宽度为3°的两对定向发射笔形波束.该声基阵设计新颖、结构紧凑、性能优良、工作可靠.基阵外壳直径仅158mm,特别适合浅海或内河航船上计程仪导航设备应用.     

超声相控阵无损检测仪器关键技术研究

超声相控阵仪器作为无损检测关键设备之一,对材料内部缺陷分析、参数检测、失效评估等研究具有重要意义。本文从相控阵技术原理入手,分析编码激励、延时聚焦、数字信号快速处理、大数据传输与调度模块各关键模块工作机理,根据仪器检测性能指标要求,从仪器实时性、灵活性、精度等方面对关键技术进行深入研究,并通过实验验证各关键模块的实现效果。研究成果对于无损检测仪器的高精度化、高速化、高效率化,具有重要的实际应用价值。     

线列阵在密闭管中的自由场校准

由于拖曳线列阵很长，工作频率很低，用常规的自由场方法是很难对其进行校准的。本文提出了一种在密闭管中测量线阵的自由场复数灵敏度和指向性图的方法。已经开发了一个初型校准系统，系统的频率范围从２０Ｈｚ到６００Ｈｚ，管中所得的测量结果与理论曲线符合很好。因此，线列阵管中校准方法是一种在低频情况下校准线列阵的十分有效的方法。