【摘 要】
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声波相控阵技术正逐步应用于声波测井领域,这种技术能人工控制声束指向性,大量的理论模拟和实验测量都验证了这种技术的优越性。相控线阵技术实现了辐射声束的偏转和聚焦,有
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声波相控阵技术正逐步应用于声波测井领域,这种技术能人工控制声束指向性,大量的理论模拟和实验测量都验证了这种技术的优越性。相控线阵技术实现了辐射声束的偏转和聚焦,有利于发展远探测反射声波测井技术;相控环形阵技术可以应用于超声井下电视,为实现超声波动态聚焦、获取高分辨率和高信噪比的井壁图像提供了可能。
本文的研究内容是对激励信号的幅度和延迟时间、阵元间距等因素对相控阵声波辐射器辐射声场的指向性的影响进行加权分析,所研究的声波相控阵为相控线阵和相控环形阵。通过相控线阵和环形阵的辐射声场建立指向性函数,选择指向性函数的多个影响因素作为加权研究的对象,以指向性函数旁瓣幅度或是主瓣宽度最小为目标函数,应用拉格朗日乘子法和拟牛顿法求解,得到最佳阵元组合参数。通过数值算例说明了幅度、间距加权相控线阵对消除栅瓣、降低旁瓣级的效果比不等间距线阵要来的好,说明幅度、间距加权相控线阵辐射声场在有用信号能量的集中方面存在明显的优势。宽度、间距加权相控环形阵与等间距相控环形阵相比,在对减小焦斑直径上有很明显的优势,证明了环面宽度、间距加权相控环形阵比等间距环形阵具有更高的图像分辨力。相控阵声波辐射器的加权研究对提高复杂油气藏勘探的可靠性和精确度具有重要意义。
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