基于COMSOL的钻井次声液面监测模拟

在钻井过程中为了实现溢流早期监测,需要实时测量井筒内液面深度,回声测距是目前常用的液面监测方法。基于COMSOL软件,模拟钻井液面回声监测,所建模型耦合一维管道声学和三维压力声学,并采用参数化建模,通过控制变量方法对比分析声波频率、激发压力、管道压力、液面深度等因素对回声信号的影响。结果表明：声波频率在特定管道系统中存在最佳值,超过该值后,频率越高,信号衰减越快;激发压力越高,获得越强回波信号,可显著提升测距量程;液面深度过浅,激发波与回波重叠,会导致后期识别困难;液面深度过深,回波较弱,低于设备灵敏度。为钻井液面监测次声波传播机理分析提供了一种新的方法和思路。