隨鉆多極子聲波測井儀接收換能器的數值模擬

摘要：接收換能器是隨鉆多極聲波測井儀的關鍵器件,其性能直接影響測量信號的質量。利用有限元法分析了邊界條件、金屬基片厚度以及封裝方式對隨鉆多極子聲波測井儀疊片型接收換能器振動模態和接收靈敏度的影響。模擬結果表明,兩端鉗定邊界條件下換能器一階伸縮振動模態的諧振頻率最高,聲波測井工作頻率范圍內接收靈敏度曲線最平緩、起伏最小,接收靈敏度較高,是隨鉆多極子聲波測井儀最適合的一種機械安裝方式。中間金屬基片厚度對接收換能器靈敏度有一定影響,接收靈敏度隨著金屬基片厚度的增加而略有升高,且頻率為3 kHz附近的靈敏度跳躍點往高頻移動、起伏變大。采用充滿硅油的長方體殼體對接收換能器封裝,接收靈敏度比無殼體有較大差異,靈敏度曲線在多個頻率點存在跳變,工作頻段內起伏變大。數值模擬結果對隨鉆多極子聲波測井儀接收換能器設計、制作及正確安裝起到良好的指導作用。