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充液井孔中的多极子声源能在周围岩层和土层中激发弯曲模
式声波,它们在截止频率附近,沿井轴传播的速度为井壁介质的
横波速度,从而使多极子声波测井成为直接探测井壁岩土体横波
声速的一种有效方法。
本文从理论上计算了考虑井壁介质物理衰减情况下,多极子
声波在无限介质井孔中的传播,数值上计算了弯曲波的频散曲线,
截止频率与井径的关系,以及井壁介质的衰减对接收波形的影响。
本文还从理论上分析了有限井壁的模型井中激励的多极子模
式声波。所假设的模型井是在空气中无限长的一园柱体,其轴线
上有一充液井孔,多极子声波在液与固体、固体与气体两个柱
状界面上产生反射和折射。数值计算表明,存在有两种模式的弯
曲波,一种模式相应于井孔的弯曲振动,另一种相应于井体的整
体弯曲振动。它们的相速度频散特性有较大的不同在高频时,井
孔弯曲模式的相速趋近于斯东利波的声速,井体弯曲模式的相速
度趋近于井壁介质的横波速度。
利用PZT压电晶片的弯曲振动模式,制作丁偶极子测井换
能器。对换能器的电气性能、辐射面的振动模式及其频率响应和
关。利用偶极子声波测井系统在硬软地层的现场井孔中进行了实
际测试。模拟井和现场井中的实验结果与理论分析较好地一致。