超声成象在石油测井中的应用

本文描述了一种主要用于石油测井的井壁数字超声成象系统,论述了井下仪器、地面设备和室内微机图象处理系统的工作原理,介绍了在测量裸眼井与套管井方面的应用效果.井下仪的最高环境温度可达175℃,可测井径为100～250mm,图象分辨力为512×512,井径测量精度为1mm.可用该系统测量井壁岩层裂纹、孔洞和套管的腐蚀、射孔等情况;同时还可以精确描绘井眼的截面图形.实际应用表明,该系统有良好的地质应用效果.     

声波井下电视测井的若干理论问题

声波井下电视测井作为一种得到井壁上孔洞和裂缝分布情况直观图象的方法,已在国内外日益普遍地得到运用。用声波井下电视测井方法可以在井下不透明的泥浆中检查套管射孔后孔洞的分布情况,套管是否有裂纹、断裂等,在裸眼井中,观察井壁上裂缝、孔洞的分布等等。本文仅就声波井下电视测井中的声学问题,提出了一些讨论意见。     

小波分析在测井裂缝识别中的应用

针对井下裂缝发育层段识别的难点,提出了用小波分析的方法分解声波时差信号,使井下的岩性与微观结构特征信号、流体性质信号、裂缝响应信号和随机干扰信号互相分离,直接重构出反映裂缝发育的声波高频信号,从而避免许多声波低频信号的影响,正确识别裂缝发育情况。用同样的方法分解双侧向电阻率信号,重构出电阻率测井各个层段的低频信号,直观地反映深、浅侧向的差异情况,有效地识别裂缝发育层位。最后结合高频声波信号和低频电阻率信号,识别出裂缝发育层段。应用表明,该方法与岩芯观察有很好的一致性。     

基于合成孔径聚焦的超声SH导波成像检测

超声水平剪切(shear horizontal,SH)导波成像检测旨在解决平板检测中检测距离增加时分辨力降低的问题。该文运用合成孔径聚焦原理,构建了16通道超声SH导波成像检测实验系统,通过分析阵列信号时频域特征揭示了声波与缺陷间相互作用的规律,对SH导波合成孔径聚焦成像算法进行了讨论,阐明了导波阵列信号时空域信息合成在聚焦成像中的应用。研究结果表明:合成孔径聚焦可用于超声SH导波成像检测,所成图像能够表征钢板中检测距离2 m以上、尺寸当量大于5 mm的缺陷信息,为深入开展工业在役大尺度结构板材的缺陷成像检测和结构健康监测提供了基础。     

超声电视测井的超声发射、接收与同步参数分析

本文从超声波信号模型出发,对超声电视测井井下仪器的接收机、发射机的指标和方位检测精度进行了详细分析.导出了对电路设计的要求,分析了系统可能达到的指标.电路试验与系统指标测试表明,本文的分析方法正确,其数学方法亦可供其它有关超声仪器分析时借鉴.     

数字超声电视测井系统研制成功

中国石油天然气总公司的重点科技攻关项目——数字超声电视测井系统已由华中理工大学电子与信息工程系和华北石油测井公司联合研制成功。该项目被列为我国石油科技“七·五”科研项目1989年所取得的十项重大成果之一,并于1990年元月在华北通过中国石油天然气总公司组织的专家评审鉴定。该系统由井下数据采集系统(包括井下仪器、车内数据记录、显示、实时处理、出图),室内数据回放和微机图象处理三部分组成。研究的目的是用于石油勘探测井。在裸眼井中用于识别岩层孔洞、裂缝特性、井眼几何形状测量、地层及裂缝的走向与视倾角测量、井温测量,并可根据井壁图象特性定性区分岩性等;在套管井中可用于精确测量套管内径、套管腐蚀、破裂、射孔及套管接箍等。     

一种新的采用LFM波的超声液位测量技术研究

超声是液位测量的主要技术之一,但传统的超声液位测量技术在测量准确性等方面还存在不足.研究表明优化系统发射波形可以明显提高测量的准确性和距离分辨力.采用线性调频(linear frequency modulated,简称LFM)波形发射及回波信号能量压缩、优化测量系统、引入渡越时间修正量,形成一种新的超声液位测量技术,并进行实验验证.实验结果表明:液面静止状态下,线性调频波激励方式渡越时间修正前与修正后的测量绝对误差比单脉冲激励方式最少减小分别为0.595 mm和1.52 mm;液面波动状态下,线性调频波激励方式渡越时间修正前与修正后的测量均方误差比单脉冲激励方式最少减小分别为0.487 mm和1.39 mm.     

一种新的采用LFM波的超声液位测量技术研究

超声是液位测量的主要技术之一,但传统的超声液位测量技术在测量准确性等方面还存在不足.研究表明优化系统发射波形可以明显提高测量的准确性和距离分辨力.采用线性调频(linear frequency modulated,简称LFM)波形发射及回波信号能量压缩、优化测量系统、引入渡越时间修正量,形成一种新的超声液位测量技术,并进行实验验证.实验结果表明:液面静止状态下,线性调频波激励方式渡越时间修正前与修正后的测量绝对误差比单脉冲激励方式最少减小分别为0.595 mm和1.52 mm;液面波动状态下,线性调频波激励方式渡越时间修正前与修正后的测量均方误差比单脉冲激励方式最少减小分别为0.487 mm和1.39 mm.     

声波井下电视测井技术及应用

阐述了测井方法的弊端，声波井下电视测井原理及解决的主要问题，现场应用及效果分析。     

基于线性滑动模型的裂缝性地层声波测井响应数值模拟

为了研究水平裂缝对声波波形的影响规律,把裂缝当作线性滑动界面,模拟在含有裂缝的地层中全波列声波测井响应。建立柱坐标系下穿过井孔的水平单条裂缝和多条裂缝计算模型,采用有限差分法模拟声波的传播,记录声波波形。通过分析不同源距、不同宽度裂缝和不同裂缝条数条件下透射波和反射波的波形变化,研究裂缝对纵波、横波和斯通利波波形的影响规律。结果表明:采用线性滑动模型描述的裂缝对纵波的影响很小,只有靠近裂缝的透射纵波幅度会发生改变;裂缝不仅引起横波很强的衰减和反射,而且使横波的相位发生了改变;接收器距离裂缝越远,横波的衰减越大;当裂缝延伸距离很短时,透射横波的幅度和相位随着裂缝延伸距离的改变会发生变化;裂缝也会引起斯通利波的衰减和反射,透射斯通利波对线性滑动裂缝的宽度变化不敏感,而对裂缝条数变化敏感。     

智能超声波测距系统的设计

超声波测距系统在不同应用场合,对测量的精度要求不同.通常使用的超声波测距系统一般误差较大,不能满足某些工业场合的测量要求.设计与研制的超声波测距仪,考虑了温度对超声波传播速度的影响,不仅增加了智能播报功能,具有更高的精度;而且使用更方便,应用场合更广泛.     

厚板电子束焊缝的超声扇形扫描检测

针对传统超声斜角探伤法检测厚板焊缝宽度受限的问题,采用超声相控阵扇形扫描方法,对55 mm厚TC4电子束焊缝进行检测研究.对相控阵波束在TC4焊缝中的偏转聚焦特性及扇形扫描进行模拟分析,采用扇形扫描与D扫描、A扫描相结合的方法分析缺陷特征,给出缺陷的三维定位.结果表明：扇形扫描角度为30°～70°,采用双面检测的方法可以实现宽度有限的厚板焊缝的检测,扇形扫描图像能够更加直观地显示缺陷.在TC4电子束焊缝中检测出气孔、裂纹、未熔合和未焊透四种缺陷.通过合理设置坐标系,可以实现焊缝缺陷的三维定位,测得缺陷距离换能器楔块前沿的距离、埋藏深度和距离扫查起始位置的水平距离.     

无衍射光在直线度误差测量系统中的应用

无衍射光的中心光斑直径很小，且在传播方向上其尺寸不随传播距离而变化．将其应用于直线度误差测量系统，可以获得较高的测量精度．研究了无衍射光束的特性及其实现方法，给出了测量系统的结构和参数．理论分析和实验表明这种新型测量系统可满足高精度测量的要求．     

具有语音提示功能的超声波倒车雷达系统的设计

为了提高倒车的安全性,出于低成本、高精度、高稳定性的考虑,设计了一种具有语音提示功能的超声波倒车雷达系统。该系统以STC89C52单片机为核心搭建硬件平台,利用超声波测距原理检测车尾与后方障碍物的距离,使用语音芯片ISD1700实时语音提示,并配有温度测量电路对超声波传播速度进行实时补偿。实验测试结果与分析表明,所设计的超声波倒车雷达系统测距范围在0.2~3.4m之间能够保证工作稳定、高抗干扰性及较高的精度,测距的平均绝对误差为0.015m、平均相对误差为1%。     

基于超声波传感器的电极长度实时测控系统

设计与开发了以工控机为核心,以MCGS组态软件为开发平台,基于可编程超声波精密传感器的电极长度实时测控系统．提出了实时测量电极挤出长度并控制电极挤出速度的方法．该系统通过测量电极剪切端面与传感器之间的距离,计算电极的挤出长度,并以电极长度为反馈量控制电极挤压速度,实现了电极剪切的零速定位．实际运行表明,系统可靠、有效,电极长度误差小于10mm．     

一种最优码宽的Barker码超声测量技术研究

超声编码发射技术是一种有效的提高超声测量精度的方法。本研究通过实验验证,提出了在超声测量中,采用最优码宽的13位Barker数字编码激励并结合匹配滤波解码压缩的方法替代传统的单脉冲激励的方法,通过对回波信号能量压缩以及对测量系统的优化,并且在实验的基础上加入渡越时间的修正量,形成了新的超声液位测量技术,并通过实验进行验证。仿真和实验结果表明,液面静止状态下,巴克码激励方式渡越时间修正前与修正后测量绝对误差比单脉冲激励方式分别最少减小0.631mm和1.617mm;与传统的单脉冲测量在分辨率、信噪比等方面比较,编码激励技术能有效地改善超声测量的精度,具有较强的实际应用价值和市场前景。     

基于单片机的超声波测距设计与研究

基于单片机的超声波测距仪。借助压电式陶瓷传感器TCT40-10F/S(1),其适用范围:家用电器和其他电子设备的遥控装置;超声测距,车辆倒车防撞报警装置。     

超音波法与敲击回音法检测钢筋混凝土梁柱接头

本文用超音波法及敲击回音法分别以斜向对打量测实体柱、不同厚度之块状试体、十字形试体及实体梁柱接头之压力波波速值,并与上述各试体之超音波直接对打量测的压力波波速值作比较,以评估斜向对打量测波速压力波之准确性,藉以探讨以斜向对打量测波速压力波值来检测梁柱接头混凝土质量之可行性.试验结果显示:超音波法于面宽40 cm之实体柱量测,当接收器偏距大于40 cm时,其波速值会明显下降;但敲击回音法以直径3 mm钢球作敲击源,接收器偏距超过70 cm波速值才会呈现下降趋势,以直径6mm钢球做量测则接收器偏距可达100cm,若以直径9mm钢球或铁锤做量测,接收器偏距达300 cm时,波速值仍未呈下降趋势.各试体之试验结果皆显示,超音波法之量测波速值基本上随接收器偏距增加而下降,但敲击回音法之波速值却不受偏距影响,其波速值与超音波直接对打值比较,误差皆在±3%以内.     

土压实度的瞬态冲击法测试

为寻找一种无损、快速和准确地检测土压实度的新方法,基于振动能量在土壤中衰减的基本原理,使用重锤冲击压实度不同、含水质量分数不同的土壤,在与冲击点一定距离处的土壤中测取振动响应信号,并对测取的信号在时域和频域上进行分析。试验结果表明:在测试距离一定、含水质量分数相同时,在同一脉冲宽度内振动加速度信号的幅值、有效值均随压实度的增加而增大;在最佳含水质量分数附近的范围内,土壤中含水质量分数对压实度计算结果的影响不大,误差小于1%;在冲击距离为200~400 mm时的测量和计算结果,比较接近真实测量值,距离较近、较远时误差均较大。