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随钻声波测井圆弧状压电阵子的有限元分析

摘要:圆弧状压电阵子是随钻声波测井仪发射换能器的核心部件。利用有限元法对圆弧状压电阵子进行了设计分析,结果表明20kHz以下频率范围内主要存在弯曲振动模态及径向振动模态,且径向振动模态能够满足随钻声波单极测量模式的工作频率要求。针对径向振动模态,数值模拟了几何尺寸对压电阵子声学性能参数的影响。圆弧状压电阵子的谐振频率随着陶瓷片厚度的增大而升高;随着陶瓷片高度、半径及张开角的增大而降低。圆弧状压电阵子的最大发射电压级幅值随着陶瓷片厚度、张开角的增大而降低;随着半径的增大而升高;随着陶瓷片高度的增大,最大发射电压级幅值先升高后逐渐降低。以外径为6.75in的钻铤为例,最优化设计了圆弧状压电阵子的尺寸,使其满足钻铤模式波隔声阻带中心频率的要求,同时保证了压电阵子具有最大发射电压级。数值模拟结果可以对随钻声波测井仪发射换能器设计起到良好的指导作用。

关键词:
  • 圆弧状压电阵子  
  • 谐振频率  
  • 频率响应  
  • 发射电压级  
  • 有限元  
作者:
孙志峰; 唐晓明; 苏远大; 陈洪海; 仇傲; 李杰
单位:
1中国石油大学(华东)地球科学与技术学院; 青岛266580; 中海油田服务股份有限公司; 北京101149
刊名:
应用声学

注:因版权方要求,不能公开全文,如需全文,请咨询杂志社

期刊名称:应用声学

应用声学杂志紧跟学术前沿,紧贴读者,国内刊号为:11-2121/O4。坚持指导性与实用性相结合的原则,创办于1982年,杂志在全国同类期刊中发行数量名列前茅。

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