發(fā)布時(shí)間：2021-09-18 13:37

　　隨鉆聲波測井廣泛應(yīng)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(huì)激發(fā)沿鉆鋌傳播的鉆鋌模式波,對(duì)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(jié)構(gòu)隔聲體基礎(chǔ)之上進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲體,該復(fù)合機(jī)構(gòu)隔聲體外壁為無磁鉆鋌鋼,內(nèi)壁為橡膠,采用雙循環(huán)刻槽結(jié)構(gòu)。文中主要研究了復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲體在不同幾何參數(shù)下的力學(xué)性能、隔聲性能以及在不同環(huán)境介質(zhì)條件下復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲體的隔聲性能。首先,對(duì)單一結(jié)構(gòu)隔聲體進(jìn)行了研究。建立單一結(jié)構(gòu)隔聲體模型,對(duì)隔聲體的隔聲性能進(jìn)行了仿真分析。其次,對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲體力學(xué)性能進(jìn)行了研究。建立復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲體力學(xué)模型,計(jì)算分析隔聲體的疲勞強(qiáng)度、連接螺紋強(qiáng)度和不同幾何參數(shù)下隔聲體的機(jī)械強(qiáng)度。仿真結(jié)果表明:本文所設(shè)計(jì)的復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲體的力學(xué)性能符合設(shè)計(jì)需要。最后,對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲體隔聲性能進(jìn)行了研究。依據(jù)周期性刻槽結(jié)構(gòu)的縱波傳播理論推導(dǎo)出頻散特性曲線,計(jì)算出不同幾何參數(shù)的復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲體的通阻帶。ANSYS仿真結(jié)果表明:橡膠內(nèi)壁的復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲體的隔聲性能好于鉛內(nèi)壁;當(dāng)內(nèi)刻槽深度H與外槽半徑R的增加,復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲體隔聲性能增強(qiáng);內(nèi)槽圓角R₁

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圓柱桿開槽最大應(yīng)力計(jì)算模型

圖 2.2 過度圓弧半徑與應(yīng)力集中系數(shù)關(guān)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(yīng)力集中系數(shù)隨著圓角半徑 為理論計(jì)算與仿真計(jì)算的結(jié)果。表 2.1 圓柱桿理論計(jì)算值與 ANSYS 計(jì)算結(jié)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(yīng)力max /MPa理論計(jì)算值 ANSYS 計(jì)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(jì)算值與仿真計(jì)算值基本一致，由此可表明，圓

中國石油大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文隔聲體的發(fā)射端，計(jì)算結(jié)束后在 CFX-POST 中提取出接收端某一質(zhì)點(diǎn)的實(shí)時(shí)振動(dòng)信號(hào)，將振動(dòng)信號(hào)通過 MATLAB 處理得出接收端某一質(zhì)點(diǎn)的波形圖以及聲衰減圖利用 ANSYS 軟件對(duì)隔聲體的隔聲性能進(jìn)行仿真分析前，需要驗(yàn)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(jī)械波的一種，因此可將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)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(diǎn)的實(shí)時(shí)振動(dòng)位移，通過 MATLAB 程序進(jìn)行后處理得到聲衰減圖、時(shí)延量和振動(dòng)波形。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3400235