多频幅相感应测井仪设计

提出了一种全新的多频幅相感应测井技术.通过测量相位差和幅度比,消除了传统感应测井中直耦信号的干扰.给出了幅相感应测井的理论基础,分析了测井响应与发射频率的关系,设计了幅相测井仪的基本模型,并在典型地层中模拟了仪器的探测特性.实验证明仪器指标达到了设计所需的探测深度和纵向分辨力.     

核磁共振测井仪探头参数设计

核磁共振测井信号较为微弱,本文从布洛赫方程入手,结合工程上的需求导出天线信号的数学表达式,分析了天线各物理量对天线的贡献权的大小,为仪器探头的设计和分析提供了理论根据.     

固井工艺对过套管电阻率测井影响的数值模拟

过套管电阻率测井响应信号十分微弱,增强测量信号幅度对提高仪器测量精度、改善视电阻率计算结果的精确性具有重要意义;建立全空间有限厚度纵向、径向阶跃地层模型,针对近地表段为低阻、中阻和高阻三种地层模型,在MATLAB7.0环境下数值模拟分别得出了近地表段有/无水泥环封固条件下,套管上一、二阶电位差的分布;分析上、下供电模式下电位差分布特点,总结了近地表段水泥环对测井响应的影响,给出了不同地层条件下近地表段水泥封固的建议。     

基于超声衍射时差法的缺陷检测技术仿真分析

采用有限元方法对超声衍射时差(TOFD)检测技术进行分析.首先使用COMSOL有限元分析软件对超声TOFD检测技术建模;而后基于该模型分析超声波的产生、传播和接收过程;最后通过改变模型参数,研究缺陷几何尺寸对超声TOFD检测信号的影响.研究结果表明:超声TOFD信号中直通波、上端衍射波、下端衍射波、底面反射波信号的相位依次变化180°;当缺陷位于工件上表面或下表面时,探头只能接收到四种基本超声信号中的一部分.     

压电换能器瞬态接收特性的有限元模拟研究

接收信号在压电换能器压电层中的多次反射及波形转换对超声检测的灵敏度和分辨率有重要影响,如何优化阻尼结构与材料参数是提高压电换能器接收性能的关键之一。本文用ANSYS有限元软件中的力-电耦合瞬态模拟方法,研究了压电直探头中阻尼结构的几何尺寸及声阻抗对其瞬态响应的影响,得到了压电换能器中不同时刻的弹性波场、电场分布以及输出电压响应曲线,揭示了换能器瞬态响应产生的多次反射波对其检测灵敏度和分辨率的影响。研究结果表明：通过改进的阻尼结构与材料参数对消减接收信号的多次反射,缩短余振时间具有明显的作用,也可以大大降低换能器的研发周期和成本。     

柔性探头涡流检测复杂曲面结构缺陷的研究

建立了柔性探头涡流检测有、无缺陷复杂曲面导体的电磁场模型,仿真并分析了有、无缺陷情况下柔性探头的电压和阻抗变化,结果表明电抗信号对缺陷变化灵敏.设计了适用于复杂曲面结构缺陷检测的柔性探头和检测系统,该系统采用阻抗平面分析方法提取电抗信号进行缺陷分析.     

基于震电测井的信号收发系统设计

震电测井技术是基于震电效应一项新技术,其深入的研究对于现今能源紧缺的情况下对于更为有效地勘测地层油气资源有很大意义。本系统基于震电测井现阶段研究最新进展,设计了一套由发射系统和接收系统组成的测井仪器模型。该系统经过模拟井筒实验,能够有效地接收到高质量的震电信号,可以通过示波器观察到震电信号随收发距离的波形变化情况。     

超声探头外声场在测量管道上的仿真分析

针对超声探头安置于测量管道不同位置时,获取信号不同这一问题,利用有限元软件COMSOL建立了探头外输送管道内的声场分布,研究了在不同声波频率和不同声衰减系数下,管道上的声场分布情况.研究表明:声波频率增大时,指向角减小,管道壁上的主声束范围也随之减小;声衰减系数增大时,指向角不变,但管道壁上主声束范围内的声压值减小.说明接收探头的设计位置应该主要根据声波频率确定.当频率不同时,声压为零的点不同,探头的设计位置应该避开声压为零的点,另外由于主轴处声信号的强度大,为了获得比较好的测量精度,探头位置应该尽量靠近主轴.     

一种提高海洋雷达高度计重跟踪估值精度的处理方法

重跟踪处理可以从雷达高度计接收的海洋回波信号中提取精确的测量信息,传统的海洋高度计重跟踪模型中没有考虑到仪器对回波信号的影响,这种影响造成回波波形与重跟踪模型的偏离,从而降低了重跟踪的参数提取精度。提出了一种利用点目标响应和加权窗进行海洋高度计重跟踪的新方法,该方法考虑了仪器对回波波形的影响因素,在此基础上重新构造了重跟踪的信号模型,使回波波形与重跟踪模型曲线之间符合更好,从而提高了参数提取的精度。利用该方法对SZ-4高度计的数据进行了处理,并将处理结果与同期测量的ERS-2高度计数据进行对比,对比结果显示该方法显著改善了参数提取的效果。     

探头固定特性对非介入式压力检测性能的影响

基于超声波的非介入式压力检测是利用超声波在容器壁中的传播时延与容器内压有关这一特性来实现压力检测。获得高信噪比的超声波信号和精确的传播时延是提高压力测量精度的关键。本文采用一发两收（一个发射探头、两个接收探头）模式,研究了接收探头固定特性对超声波信号幅值以及传播时延的影响。实验结果表明,随着探头荷载的增加,超声波信号幅值会随之增大并趋于稳定。此外,改变两个接收探头的荷载大小,超声波传播时延也会随之而变化,而且其传播时延改变量和由压力容器内压所引起的传播时延处于同一数量级。因此,在实际应用中应确保两个接收探头固定特性一致,从而提高压力测量精度。     

基于PIC单片机的测井系统激励信号源研制

设计了一种基于HC单片机的井下仪器发射信号源,单片机利用内部功能模块产生PWM脉冲序列,经过D类功放放大,然后将滤波解调出的标准正弦波作为微电阻率扫描成像（简称FMI）测井系统极板的激励信号源。该基于PIC单片机的集成化模块为测井仪器中信号源的研制提供了新的方法。     

声波测井圆环阵指向性设计

常规的单极子发射声波没有指向性,能量损失过多,用模态分解的方法设计出合适的阵列加权系数,就可以控制圆环阵的辐射主瓣角宽和旁瓣级,以利于在任意地层中有效激励滑行纵横波和减少能量损失.通过comsol有限元软件对圆环阵声波辐射数值模拟的例子,分析了圆环阵的辐射指向性对声波测井中各种模式波的接收幅度和到达时间的影响.结果表明,只要在圆环阵的各阵元上施加合适延迟时间合适幅度的激励信号,就能根据不同的实际情况设计出各种主声束的宽度和方向.圆环阵的使用可明显地改善声波测井的测量质量,为声波辐射器在石油勘探中的应用提供一定理论依据.     

异步电机转子故障诊断算法研究

针对异步电机定子电流信号频谱分析法对转子故障诊断时,转子断条和偏心故障特征分量容易受到基波分量的影响,难以准确诊断故障的情况,对传统的瞬时功率信号频谱分析法进行改进.利用Hilbert变换对定子电压、电流进行数学变换,在此基础上得到改进的瞬时功率,然后对改进后的瞬时功率信号进行频谱分析.通过搭建异步电机故障检测实验平台进行了初步模拟实验,实验结果表明,该方法不仅消除了基波分量对故障特征分量的影响,而且还使频谱曲线更加清晰、简洁,突显了故障特征信息,弱化了非故障特征分量,为提高异步电机转子断条和偏心故障诊断的准确性奠定了基础.     

云模型在测井曲线分层中的应用

针对由模糊信息导致测井曲线人工分层的不准确,提出了一种基于云模型的测井曲线自动分层方法.而云模型能同时体现概念的随机性和模糊性,利用云变换从测井曲线中提取定性概念,然后对提取的概念进行概念跃升,使得算法输出的概念层次更符合实际.实验表明,该方法能够较准确地提取和表征定性概念,所提取的概念中心与传统测井曲线分层方法得到的概念中心吻合较好,验证了算法的有效性,提高了测井曲线分层的准确性.     

智能声波测井仪无线测位系统设计及自动测井方法的实现

为实现工程现场方便快速地检测岩层结构的地质特征,开发了一款自动测量声波测井仪井下位置信息的无线测位系统.硬件部分以STC89C52为主控制器,测量出编码器的位移脉冲信息,通过无线串口把位置信息实时传送给基于Windows操作系统的上位机;软件部分由C语言及LabVIEW虚拟仪器控制,实现土位机与无线测位系统的通信及测井仪信号的分析处理;还提出了一种自动测井方法,使测井仪在使用过程中,自动采集声波数据.工程实际应用表明:此系统测量精度高、响应速度快,能够准确地记录位移信息;此方法能够自动控制测井仪采集声波数据,且人机交互界面友好,信息显示直观、易读取.该系统已应用于天鸿检测科技有限公司研制的TH301型测井仪中.     

一种新的高分辨率常规声波测井系统

高分辨率声波测井对于划分薄油气储层具有重要作用。为解决通过增加声波接收探头提高常规声波测井仪器分辨率这种方法带来的工作模式复杂、投入成本高等问题,根据信号稀疏表示理论,在分析常规声波响应信号采集原理的基础上,构建相应的信号稀疏变换矩阵,在实际测量值构成的观测矩阵的约束下,采用基追踪优化算法,求解稀疏表示系数,得到反映原始薄地层的高分辨率声波测井信号。地层模型仿真与SL油田4口井实际资料处理的结果表明,高分辨率声波信号与地层模型的平均误差为2.41%,且与裸眼井微电极曲线具有良好的薄层对应性。同时,将软件算法植入SL6000型的地面数据采集处理DSP模块,形成新的高分辨率常规声波测井系统。结果表明,此方法较传统方法在不添加任何硬件装置的情况下,同样具备较强的薄层分辨能力,因此具备更大的推广应用价值。     

多管火箭发射系统虚实混合动力学建模与仿真

为减小火箭出管后的初始扰动,运用多体动力学虚实混合建模与仿真技术研究多管火箭的出管姿态。对试验数据进行频谱分析,对关键部件进行结构动态特性分析和模态试验,采用虚实混合建模方法,构建多管火箭发射系统的动力学虚拟样机模型。采用柔性连接Bushing模拟发射系统的弹性特性,经过工程计算获得燃气冲击力并以脉冲形式施加到模型中,研究弹管间隙、质量偏心、推力偏心、发射时序和发射时间间隔等因素对火箭出管姿态的影响。研究结果表明：合理的弹管间隙、质量偏心、发射时序和发射时间间隔可以减小火箭出管后的初始扰动。     

支持向量机及其在复杂水淹层识别中的应用

研究了基于结构风险最小化原理的支持向量机方法对模式类的识别能力，构造了可用于多个模式类识别的级连式SVM模型。该模型易于实现，且能够找到模式间的最优分类超平面，泛化能力较高。支持向量机用于模式识别不存在局部极小值问题，且不需网络迭代训练，求解速度明显高于神经网络。该模型采用两种核函数，将SVM用于油藏测井解释中水淹层的识别以提取测井曲线与水淹级别之间的映射关系，从而实现模糊性油藏测井解释中水淹层的识别。实验结果表明，此方法对解决水淹层识别问题具有良好的适应性和实用性。     

改进的小波阈值法在测井曲线去噪中的应用

介绍了基于小波阈值法的测井曲线滤波原理,分析了现有小波阈值函数和阈值特点,提出了一种改进的小波阈值去噪法.通过Heavisine信号的仿真实验以及测井曲线实例表明,改进的小波阈值法在有效滤除测井信号中的噪声的同时又可以保留曲线的细节信息,在测井曲线去噪处理中得到很好的应用.