差分共振声谱法测量岩石声学参数方法研究

给出了一种测量岩石声学属性的新方法——差分共振声谱法。该方法的原理是通过测量待测岩石样本对共振腔共振频率的扰动来计算待测岩石样本的声学参数。首先详细介绍了差分共振声谱法的基本理论,然后用COMSOL有限元模拟软件对18个已知参数的岩石样本的共振进行了正演模拟,进而用模拟结果进行反演计算,得到了比较好的结果。     

用声波速度预测岩石单轴抗压强度的试验研究

声波速度是一项较好反映地层岩石综合物理性质的声学指标,被广泛应用于石油勘探开发工程的各个专业技术领域。在扼要叙述室内测定岩石声波速度、单轴抗压强度试验方法的基础上,重点介绍了利用回归分析方法,研究声波速度与岩石单轴抗压强度相关关系、地面声波速度与井下测井声波速度相关关系的数据分析处理过程和获取的定性定量结论。在综合分析研究的基础上,介绍了以方便现场工程应用为目的所建立的利用测井声波速度预测岩石单轴抗压强度的数学模型及其预测剖面。作为一项试验研究的专题内容,在文章的结论部分阐述了对该项研究成果的应用前景。     

湿式共振栅阻力特性的实验研究

为研究湿式共振栅阻力特性,根据桩柱群绕流理论,建立了不同规格尺寸的共振栅的平均阻力系数的计算模型.在自制实验平台上对共振栅的阻力特性进行了实验.通过理论与实验相结合的方法,获得了用于分析不同类型共振栅阻力系数的计算模型.结果表明:随着风速的增加,有、无喷雾时共振栅的阻力系数的理论与实验数值均下降.当速度为4～7 m/s时,下降趋势不明显,基本趋于稳定;当速度大于7 m/s时,理论值高于实验值20％.该研究验证了计算模型的有效性.     

复杂应力状态下岩石弹性波传播特性的研究

本文以探讨地下岩体处于三向不同应力状态下其内部弹性波的传播规律为目的,研究了两种不同致密程度的岩石(沙岩、灰岩),在单轴压力和三轴不同压力下,弹性波的传播特性和波速与应力的关系。结果表明,不同应力状态下岩石的弹性波速随应力的变化阶段与应变随应力的变化阶段大致相同,可分为三个变化阶段;对于处于弹性应力状态下的岩石,应力与弹性波速的关系可用不同的依赖系数线性表示。同时,对用弹性波法确定岩体地应力及水平构造应力进行了探讨。     

利用声波速度预测地层岩石硬度的试验研究

声波速度测井是利用岩石的声学性质研究钻井地质剖面和工程质量等问题的一种测井方法。这一方法因有不受泥浆矿化度影响、适用条件较广的优点,所获取的资料真实可靠、数据量大且代表性强。在扼要叙述室内测定岩石声波速度、硬度试验方法的基础上,重点介绍了利用回归分析方法,研究声波速度与岩石硬度相关关系、地面声波速度与井下测井声波速度相关关系的数据分析处理过程,给出了获取的定性定量结论,介绍了以方便现场工程应用为目的所建立的利用测井声波速度预测地层岩石硬度的数学模型、预测剖面及其资料验证结果。结论部分阐述了对该项研究成果的应用前景。     

有保护层的岩石冲击损伤实验研究

利用一级轻气炮,对有保护层和无保护层的砂岩、花岗岩和大理岩试件进行冲击实验,并对试件进行冲击压力测试和声波测试,利用试件端面产生的冲击压力波形分析保护层对冲击作用的影响,利用实验前后的声波速度变化情况衡量岩石试件的损伤度。实验结果表明,在其它实验条件基本一致时,有保护层的岩石试件所受的冲击压力比无保护层时降低了60%左右;波速降低率也明显减小,损伤度降低率在14.8%~48.2%之间。说明保护层能够对受冲击作用的岩石起到很好的保护作用。     

温度对岩石渗透率影响的实验研究

对储层粉砂岩、灰岩、变质岩和砾岩渗透率受热变化规律进行了实验研究 ,并对岩石渗透率在高温作用下发生变化的机理进行了讨论。分析结果表明 ,岩石在常压条件下经过高温加热处理 ,其渗透率随温度的升高而呈增大趋势 ;岩石渗透率发生突变时存在一个阈值温度 ,组分不同的岩石 ,其阈值温度也不同。岩石渗透率的提高是由于岩心受热后产生了新的裂缝 ,裂缝延伸而形成了连通网络结构     

高温影响下页岩岩石的声学特性实验研究

以四川盆地龙马溪组页岩为研究对象,研究了高温处理后页岩岩样物理性质的变化规律,讨论了温度对页岩岩石声波特性的影响,同时,也研究了高温影响下页岩岩石动弹性参数的变化规律。研究结果表明,当作用温度低于400℃时,温度对页岩表观颜色和物理性质影响较小,而当作用温度超过400℃时,页岩表观颜色逐渐由黑色变为灰白色,且页岩质量下降快、体积膨胀率上升快,造成页岩密度下降快;随着温度增加,页岩声波速度不断下降,且声波主频不断下降,而页岩声波衰减系数不断增大,且声波衰减系数对页岩热损伤效应的敏感性更强;随着温度增加,页岩损伤因子增大,同时,页岩动态泊松比也呈增大趋势,而页岩动态弹性模量、体积模量、剪切模量呈下降趋势。     

页岩层理与含水率对声波传播影响的实验研究

岩石声学特性研究是开展测井岩石力学及储层性质评价的基础工作,而页岩的声波特性受层理及水化程度影响尤为突出。为此,对层理性页岩在不同含水率条件下进行了超声波透射实验,以研究声波的传播速度及能量衰减特征。研究认为,层理倾角越大,纵、横波速度及纵横波速度比越低,而纵、横波衰减系数越高。另外,纵波速度随含水率的增加先减小后增大,纵波衰减系数反之;横波速度在含水率较低时有所减少,含水率较高时基本不变,而横波衰减系数与含水率的关系并不显著。对比分析归一化结果可知,层理倾角对纵、横波速度的影响皆大于含水率的影响。     

砂岩扩容过程中超声波衰减的实验研究

利用振幅谱比法对砂岩扩容过程中超声波衰减的实验结果进行分析表明:岩石存在裂纹稳定性传播与裂纹的非稳定性传播和宏观破裂过程;在前期研究三轴实验中横波速度极大值作为岩石应力门槛值的基础上,增添了横波的衰减系数的最小值,即品质因子的最大值作为新的判据.提出了裂纹稳定性传播阶段与裂纹的非稳定性传播阶段分界的特征是:横波的衰减系数、横波损伤因子、泊松比、体积应变曲线在该分界处出现拐点.将其归属于裂纹传播过程中具有局部贯通时破裂的特征,该分界点处在岩石的应力门槛值与抗压强度之间.此项研究结果具有广泛的应用价值.     

岩石渗透率与应变相关特性的实验

鉴于岩石渗流理论尚不成熟的现状,采用实验模拟工程实际的手段,利用MTS伺服机进行瞬态法水渗实验,对实验结果以多项式形式拟合了岩石渗透率-应变方程.实验表明,在岩石变形过程中,渗透率与变形形式密切相关;所有κ-ε曲线都有最低点,岩石在弹性阶段其渗透率变化不大:岩石产生结构破坏后其渗透率远大于弹性阶段的渗透率,最高渗透率大多发生在软化阶段,少数发生在流动段末尾.     

两级刷式密封泄漏特性的实验与数值研究

基于刷式密封的泄漏量实验测试平台和Non-Dareian多孔介质方法的泄漏流动数值模型,详细研究了密封间隙、压比和转速对两级刷式密封泄漏流动特性的影响规律,分析了两级刷式密封的泄漏流动形态以及刷丝束表面的压力分布规律.结果表明:在相同的间隙和转速下,两级刷式密封的泄漏量随着压比的增加而增大;在相同的转速和压比下,两级刷式密封的泄漏量随着间隙的增加而增大;在相同的压比和间隙下,两级刷式密封的泄漏量随着转速的增加而减小.转子高速旋转时产生的离心伸长效应使密封间隙减小,因此数值计算时考虑转子的离心伸长效应对密封间隙的影响可以更加准确地预测两级刷式密封的泄漏量.     

饱和水岩石核磁共振表面弛豫温度特性

温度是影响岩石孔隙流体核磁共振弛豫的因素之一.选取一组饱和水的人造碳化硅、人造碳酸钙、储层贝瑞砂岩以及碳酸盐岩样品进行核磁共振实验(温度25～90℃),考察温度对弛豫速率的影响.结果表明,对于饱和水的砂岩和碳酸盐岩,温度对岩石核磁共振表面弛豫的影响不同.饱和水的人造碳化硅和储层贝瑞砂岩的核磁共振弛豫速率随温度升高而增大;饱和水的人造碳酸钙和储层碳酸盐岩的弛豫速率随温度升高而减小.因此,在利用室温下得到的实验测量结果对储层温度下的核磁共振测井数据进行刻度时,应考虑温度的影响.     

大学物理电学设计性实验的研究与实践

本文论述了大学物理电学设计性实验一系列的要求和做法,包括:要求学生根据实验室提供的仪器和提出的要求,自行选择实验内容和实验仪器,设计实验步骤,回答有关思考题,测量有关数据,进行数据处理,撰写实验报告。     

基于声发射速率过程理论的岩石声发射特性研究

目前,国内外在建立声发射参数和力学参数问的定量关系的研究相对较少,前人提出的两种理论模型都是基于一定的假设条件给出的,并没有得到充分的试验证明.同时,没有很好的利用两种模型来评价岩石类材料的强度和损伤.本文首先在MTS试验系统上对灰岩进行单轴受压破坏全过程的声发射试验研究,分析了其声发射特征.其次在试验结果的基础上,给出了应用两种模型的拟合结果,从而检验了两种模型的有效性和适用性.最后,应用Dai和Labuz模型计算得到了灰岩的损伤变量值,通过比较计算结果来判断灰岩的强度及损伤程度,说明该模型在材料损伤和强度的评估方面有很好的应用前景.     

变电站传导干扰特性分析和电源滤波器实验研究

通过对变电站开关操作在二次系统和低压交流电源系统传导测量结果的分析,确定了变电站低压交流电源中传导干扰的特征,利用安捷伦4395A网络分析仪,研究了几种典型电源滤波器的插入损耗和特性阻抗等频率特性,应用夏弗纳NSG2025和NSG2050等抗扰度试验设备,研究了电源滤波器对电快速瞬变脉冲群和衰减振荡波的滤波和抑制效果,给出了变电站电源滤波器的滤波特性要求.     

喷油压缩机卧式油气分离器特性的数值模拟及实验研究

在对油气分离器内气相流场模拟计算的基础上,采用随机轨道模型对不同直径油滴在分离器一次油分内的运动轨迹进行了模拟计算,并使用Malvern粒度分析仪对油分离器一次油分出口处的油滴直径分布特征进行了实验测量,同时对排气压力和喷油量变化对一次油分效率的影响进行了测量.结果表明:不同直径的油滴颗粒的运动轨迹差别较大,其分离时间和分离效率也截然不同,直径较大的颗粒较容易分离下来;油滴的入射位置对其运动轨迹及分离时间也有明显的影响.随喷油量的增加,油气混合物中大直径油滴增多,一次油分效率增高;一次油分效率随排气压力的升高先提高后降低,排气压力为0.65 MPa时,一次油分效率最高.模拟计算表明:此分离器一次油分能够完全分离的最小油滴直径为16μm;实测油气分离器出口处油滴的最大直径介于17.7～20.5μm之间,所占体积分数为0.2%.实验结果与数值计算结果基本吻合.