隨鉆聲波測井復合結構隔聲體數值模擬研究
發(fā)布時間：2021-09-18 13:37
隨鉆聲波測井廣泛應用于海上鉆井作業(yè)。地層縱波測量中常使用單極子聲源,但單極子聲源會激發(fā)沿鉆鋌傳播的鉆鋌模式波,對縱波的測量造成不利影響,為了消除鉆鋌模式波的影響,本文在單一結構隔聲體基礎之上進行改進,設計了復合結構隔聲體,該復合機構隔聲體外壁為無磁鉆鋌鋼,內壁為橡膠,采用雙循環(huán)刻槽結構。文中主要研究了復合結構隔聲體在不同幾何參數下的力學性能、隔聲性能以及在不同環(huán)境介質條件下復合結構隔聲體的隔聲性能。首先,對單一結構隔聲體進行了研究。建立單一結構隔聲體模型,對隔聲體的隔聲性能進行了仿真分析。其次,對復合結構隔聲體力學性能進行了研究。建立復合結構隔聲體力學模型,計算分析隔聲體的疲勞強度、連接螺紋強度和不同幾何參數下隔聲體的機械強度。仿真結果表明:本文所設計的復合結構隔聲體的力學性能符合設計需要。最后,對復合結構隔聲體隔聲性能進行了研究。依據周期性刻槽結構的縱波傳播理論推導出頻散特性曲線,計算出不同幾何參數的復合結構隔聲體的通阻帶。ANSYS仿真結果表明:橡膠內壁的復合結構隔聲體的隔聲性能好于鉛內壁;當內刻槽深度H與外槽半徑R的增加,復合結構隔聲體隔聲性能增強;內槽圓角R1
【文章來源】：中國石油大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：71 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圓柱桿開槽最大應力計算模型
圖 2.2 過度圓弧半徑與應力集中系數關系圖 Relation diagram of excessive arc radius and stress concentration co 可知，開槽圓柱體截面突變處的應力集中系數隨著圓角半徑 為理論計算與仿真計算的結果。表 2.1 圓柱桿理論計算值與 ANSYS 計算結果1 Theoretical calculation value of cylindrical bar and ANSYS calculat過渡圓角半徑 /mm隔聲體上最大應力max /MPa理論計算值 ANSYS 計算值5 17.63 15.4468 15.31 14.84510 14.38 14.49812 13.69 14.0115 13.27 13.422 可知，理論計算值與仿真計算值基本一致，由此可表明，圓
中國石油大學（北京）碩士學位論文隔聲體的發(fā)射端，計算結束后在 CFX-POST 中提取出接收端某一質點的實時振動信號，將振動信號通過 MATLAB 處理得出接收端某一質點的波形圖以及聲衰減圖利用 ANSYS 軟件對隔聲體的隔聲性能進行仿真分析前，需要驗證隔聲體建模方法的可行性。建立無槽隔聲體模型，無槽隔聲體材料為無磁鉆鋌鋼，其密度為7800kg/m3，聲源采用中心頻率為10kHz的單極子聲源，鋼中縱波速度為υp=5800m/s橫波速度為 υs=3100m/s。聲波也是機械波的一種，因此可將聲波信號轉換成位移載荷加載在隔聲體外殼的一端，在另一端（短源距 0.15m，長源距 1.65m）提取某一點的實時振動位移，通過 MATLAB 程序進行后處理得到聲衰減圖、時延量和振動波形。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種刻槽式隨鉆聲波測井隔聲體的理論與實驗研究[J]. 蘇遠大,莊春喜,唐曉明,黑創(chuàng),許松,李振,楊喜龍. 地球物理學報. 2016(12)
[2]鉆鋌螺紋接觸應力數值仿真分析研究[J]. 朱亮,翟曉鵬,王木樂. 石油和化工設備. 2013(12)
[3]隨鉆聲波測井鉆鋌模式波衰減規(guī)律研究與隔聲體設計[J]. 蘇遠大,莊春喜,唐曉明. 地球物理學報. 2011(09)
[4]隨鉆測井周期性鉆柱結構聲傳播特性的數值仿真[J]. 閆向宏,孫建孟,蘇遠大,張美玲,陳雪蓮. 科學技術與工程. 2009(19)
[5]鉆鋌連接螺紋斷裂失效分析及結構優(yōu)化[J]. 湯云霞,王立軍,王文云. 石油礦場機械. 2009(06)
[6]基于時域有限差分法的隨鉆聲波測井儀隔聲體隔聲效果的數值模擬[J]. 楊勇,車小花,李俊,張菲. 中國石油大學學報(自然科學版). 2009(03)
[7]用三維時域有限差分法研究隨鉆聲波測井儀器隔聲體的設計[J]. 楊勇,車小花,張菲,李俊. 科學技術與工程. 2009(03)
[8]鉆鋌螺紋的有限元分析及應力分散槽優(yōu)化設計[J]. 朱榮東,陳平,夏宏泉,石曉兵. 西南石油大學學報(自然科學版). 2008(02)
[9]吸聲材料的研究與應用[J]. 高玲,尚福亮. 化工時刊. 2007(02)
[10]鉆柱在扭轉、縱向振動下的疲勞壽命估算[J]. 艾池,蓋偉濤,王黎明. 大慶石油學院學報. 2006(04)
博士論文
[1]單極和偶極隨鉆聲波測井理論模擬與分波傳播特性研究[D]. 鄭曉波.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]隨鉆聲波測井儀器最優(yōu)化設計與數據處理方法[D]. 蘇遠大.中國石油大學(華東) 2014
[3]隨鉆測井聲波傳輸特性數值模擬研究[D]. 閆向宏.中國石油大學 2010
碩士論文
[1]隨鉆聲波測井儀器隔聲體的數值模擬研究[D]. 張美玲.中國石油大學 2011
本文編號：3400235
【文章來源】：中國石油大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：71 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圓柱桿開槽最大應力計算模型
圖 2.2 過度圓弧半徑與應力集中系數關系圖 Relation diagram of excessive arc radius and stress concentration co 可知，開槽圓柱體截面突變處的應力集中系數隨著圓角半徑 為理論計算與仿真計算的結果。表 2.1 圓柱桿理論計算值與 ANSYS 計算結果1 Theoretical calculation value of cylindrical bar and ANSYS calculat過渡圓角半徑 /mm隔聲體上最大應力max /MPa理論計算值 ANSYS 計算值5 17.63 15.4468 15.31 14.84510 14.38 14.49812 13.69 14.0115 13.27 13.422 可知，理論計算值與仿真計算值基本一致，由此可表明，圓
中國石油大學（北京）碩士學位論文隔聲體的發(fā)射端，計算結束后在 CFX-POST 中提取出接收端某一質點的實時振動信號，將振動信號通過 MATLAB 處理得出接收端某一質點的波形圖以及聲衰減圖利用 ANSYS 軟件對隔聲體的隔聲性能進行仿真分析前，需要驗證隔聲體建模方法的可行性。建立無槽隔聲體模型，無槽隔聲體材料為無磁鉆鋌鋼，其密度為7800kg/m3，聲源采用中心頻率為10kHz的單極子聲源，鋼中縱波速度為υp=5800m/s橫波速度為 υs=3100m/s。聲波也是機械波的一種，因此可將聲波信號轉換成位移載荷加載在隔聲體外殼的一端，在另一端（短源距 0.15m，長源距 1.65m）提取某一點的實時振動位移，通過 MATLAB 程序進行后處理得到聲衰減圖、時延量和振動波形。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種刻槽式隨鉆聲波測井隔聲體的理論與實驗研究[J]. 蘇遠大,莊春喜,唐曉明,黑創(chuàng),許松,李振,楊喜龍. 地球物理學報. 2016(12)
[2]鉆鋌螺紋接觸應力數值仿真分析研究[J]. 朱亮,翟曉鵬,王木樂. 石油和化工設備. 2013(12)
[3]隨鉆聲波測井鉆鋌模式波衰減規(guī)律研究與隔聲體設計[J]. 蘇遠大,莊春喜,唐曉明. 地球物理學報. 2011(09)
[4]隨鉆測井周期性鉆柱結構聲傳播特性的數值仿真[J]. 閆向宏,孫建孟,蘇遠大,張美玲,陳雪蓮. 科學技術與工程. 2009(19)
[5]鉆鋌連接螺紋斷裂失效分析及結構優(yōu)化[J]. 湯云霞,王立軍,王文云. 石油礦場機械. 2009(06)
[6]基于時域有限差分法的隨鉆聲波測井儀隔聲體隔聲效果的數值模擬[J]. 楊勇,車小花,李俊,張菲. 中國石油大學學報(自然科學版). 2009(03)
[7]用三維時域有限差分法研究隨鉆聲波測井儀器隔聲體的設計[J]. 楊勇,車小花,張菲,李俊. 科學技術與工程. 2009(03)
[8]鉆鋌螺紋的有限元分析及應力分散槽優(yōu)化設計[J]. 朱榮東,陳平,夏宏泉,石曉兵. 西南石油大學學報(自然科學版). 2008(02)
[9]吸聲材料的研究與應用[J]. 高玲,尚福亮. 化工時刊. 2007(02)
[10]鉆柱在扭轉、縱向振動下的疲勞壽命估算[J]. 艾池,蓋偉濤,王黎明. 大慶石油學院學報. 2006(04)
博士論文
[1]單極和偶極隨鉆聲波測井理論模擬與分波傳播特性研究[D]. 鄭曉波.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]隨鉆聲波測井儀器最優(yōu)化設計與數據處理方法[D]. 蘇遠大.中國石油大學(華東) 2014
[3]隨鉆測井聲波傳輸特性數值模擬研究[D]. 閆向宏.中國石油大學 2010
碩士論文
[1]隨鉆聲波測井儀器隔聲體的數值模擬研究[D]. 張美玲.中國石油大學 2011
本文編號：3400235
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