摘要：提出了一种可用于随钻声波测井的非对称的圆弧片状声源,旨在发展一种能够在钻井过程中精确确定反射体位置的三维反射声波远探测方法。研究了在复杂的井孔条件(钻铤偏心、各向异性和不规则井孔形状)下,该声源向地层中辐射的声场的特征,进一步分析了不同井况条件对三维随钻远探测声波测井的影响。数值模拟结果表明,在圆形井孔、钻铤居中条件下,无论快速地层还是慢速地层,圆弧片状声源均能够向地层中定向辐射声波信号,其辐射指向性图主瓣3 dB角宽窄,旁瓣级低,方位分辨率较高,适用于随钻三维反射成像测井;井壁粗糙程度、地层各向异性等因素对声场特征影响不大,说明该方法适用于粗糙井壁和各向异性地层情况;钻铤偏心和井壁一侧的破坏对辐射声场的影响较大。对本文的模型而言,在破坏深度小于3 cm或者偏心距离小于2 cm时,声场仍有较好的方位特征,该方法仍然适用。而当破坏深度大于6 cm,声场指向性图出现多个幅值较大的角瓣,可能无法利用其确定反射体的方位。本文的研究结果为三维随钻反射声波仪的设计和研发提供了必备的理论基础。

摘要：基于流-固交界面上的伪瑞利波衰减依赖半空间流体性质这一特点,提出了一种利用伪瑞利波幅度测量液位的声学方法,并设计实验对其可行性进行了探讨。首先简要介绍了该方法的理论基础,回顾了前一篇文章的数值模拟工作所得到的重要结论;而后在水槽内进行实验,使用两个源距固定的横波换能器分别激发和接收铝制柱体表面的伪瑞利波,测量了不同液面高度下的脉冲伪瑞利波幅度及其主频偏移,并与数值模拟结果进行了比较。实验结果表明,测量所得的伪瑞利波幅度变化范围略小于数值模拟所得到的结果,但二者在反映变化规律上具有较好的一致性,即:随着液面高度的升高,脉冲伪瑞利波幅度近似呈指数下降,与此同时主频向低频偏移,偏移量近似呈线性规律增大。本文的研究结果从实验上验证了这一检测方法的可行性和有效性。

摘要：压电振子是新一代方位声波测井仪器中相控圆弧阵声波辐射器的重要组成部分。利用有限元法对构成圆弧阵的压电振子进行了设计分析,结果显示了压电振子存在多阶弯曲振动模态,且长度方向一阶弯曲振动能够满足方位声波测井的工作频率要求。针对长度方向一阶弯曲振动模式,数值模拟了几何尺寸对压电振子性能参数的影响。压电振子的谐振频率随着陶瓷片长度、基片或陶瓷片厚度的减小而降低;压电振子的辐射声功率随着陶瓷片长度或压电振子宽度的增加、基片或陶瓷片厚度的减小而增大;合理地选取长度和厚度可使压电振子具有较高的机电耦合系数。数值模拟结果可以对圆弧阵结构优化设计起到良好的指导作用。

摘要：方位远探测声波测井技术在近年来得到了快速发展。数据采集控制软件是测井仪器系统的重要功能模块,其主要功能是完成地面采集控制平台与井下仪器的实时命令控制与数据传输。方位远探测声波测井仪数据采集控制软件模块以仪器库的形式挂接到成像测井系统,软件主要由仪器初始化、数据采集、数据分析及处理、仪器参数设置、下发命令封装、文件操作、实时波形绘图显示、实时波形处理、数据回放、帮助系统等部分组成。在程序设计中采用了多线程编程技术,提高与测井主控平台进行交互的时效性以及程序的响应速度。实验室及现场测试表明,方位远探测声波测井仪数据采集控制软件的总体及各个功能模块运行稳定,能够完成现场应用过程中对仪器的控制、数据读取、数据分析及处理、文件记录以及与现场测井采集控制平台的数据接口等需求,为仪器的进一步功能优化升级和现场应用提供了基础。

摘要：介绍了具有三维探测功能的新一代声波测井仪的系统顶层设计方案。该仪器采用模块化结构,其核心技术是相控阵声波发射和方位阵列式接收探测器。它将基于嵌入式技术的多通道信号处理与高速高精度同步数据采集电路封装在耐高温、高压的舱室内,并与换能器阵列集成于声系内部从而实现高信噪比的复杂互联,是仪器探测器结构和电子系统设计的重要创新。新一代声波测井仪以不同的探测半径测量地层多种模式波的传播速度和各向异性,并通过反射波处理实现远距离井旁地质体结构的成像。

摘要：A new three-dimensional laterolog array sonde（3D-LS） is presented. The 3DLS is based on existing high-resolution laterolog array and azimuthal resistivity imaging sondes with radial, longitudinal, and circumferential detection abilities. Six investigation modes are designed using the 3D finite-element method and different investigation depths are simulated based on the pseudo-geometrical factor of the six modes. The invasion profile is described using multi-array radial logs. From the analysis of the pseudo-geometrical factor, the investigation depth of the 3D-LS is about 1.5 m for conductive invasion, which is close to that of the dual laterolog tool but greater than that of the highly integrated azimuthal laterolog sonde. The vertical and azimuthal resolution is also analyzed with the same method. The 3DLS can detect low-resistivity anomalies of 0.5 m thickness and 15？ around the borehole for infinitely thick formations. This study lays the foundation for more work on 3D laterolog array sonde for evaluating low-resistivity anomalies.

摘要：采用主从式结构,设计一种井下模数转换器(ADC)高温测试系统。系统主机通过以太网与嵌入式前端机互联。基于ARM7-uC linux架构的前端机主要完成温度控制、供电控制及ADC测试控制等,而后续的数据处理、显示及存储等任务由高性能上位机完成。数字相敏检波算法被成功应用于ADC有效位数的快速实时计算。结果表明,测试系统可以完成高温下(175℃)ADC垂直精度、功耗的定量连续测试及失码、波形畸变等工作不稳定状态的识别,为测井仪器数据采集电路的设计、调试和性能检测提供重要的依据。

摘要：We designed a new downhole electrokinetic logging tool based on numericalsimulations and petrophysical experiments. Acoustic and electric receivers cannot be arrangedat the same depth, and the proposed composite electrokinetic logging tool offers a solutionto this problem. The sound field characteristics of the detectors were tested in a water tank inthe laboratory. Then, we calculated the sound pressure of the radiated acoustic field and thetransmitting voltage response of the transmitting transducers; in addition, we analyzed thedirectivity and application of the acoustic transmitting probe based on linear phased *** results suggest that the sound pressure generated at 1500 mm spacing reaches up to 47.2k Pa and decreases with increasing acoustic source frequency. When the excitation signalsdelay time of adjacent acoustic transmitting subarrays increases, the radiation beam of themain lobe is deflected and its energy gradually increases, which presumably enhances theacoustoelectric conversion efficiency.

摘要：本文介绍了一种用于声波测量用的发射电路的设计方法,利用555定时电路生成控制脉冲序列,采用大功率VMOS器件作为控制器件,实现高压矩形脉冲信号输出,合理的脉冲宽度设计可以满足超声实验测量,也可广泛用于石油声波测井、工程地震勘测等应用中。

摘要：针对传统声波测井井下仪器声源没有指向性或无法控制声波信号辐射指向性的不足,研制了方位声波测井仪(AABT,Azimuthally Acoustic Bond Tool)。该仪器能够实现定向测量,评价第Ⅰ界面和第Ⅱ界面的固井质量情况,并具有较好的周向分辨特性,其周向分辨能力可达40°,具有好的一致性和准确性。该仪器与单极子、偶极子和四极子等声波测井声源相比,真正实现了周向扫描测量,在固井质量评价、非均质地层评价、定向射孔、定向钻井和井间地层评价等方面有良好的应用前景。介绍了AABT测井仪的电子系统设计方案。仪器由发射电子线路短节、主测控电子线路短节和声系组成。对仪器电子系统的主要构成模块、各部分的主要功能和关键技术进行了比较详细的分析,并给出了初步的现场试验结果。