固体板中Lamb波的频散特性和实验研究

发布时间：2021-01-23 18:56

　　在固井质量评价中,人们经常使用声波的特性来评价水泥的胶结质量。斯伦贝谢（Schlumberger）公司的固井质量评价仪器Isolation Scanner,运用超声波技术测量套管中的Lamb波信号,在油井水泥的胶结质量评价中取得了很好效果。论文对固体板中Lamb波的频散特性做了理论研究并设计、开展实验验证频散性质。在研究时把超声波在套管井水泥环中的传播模型简化成平面固体板中Lamb波的传播模型。推导了Lamb波频散方程,编写求解程序,绘制出Lamb波在一定厚度的钢板中传播的相速度曲线。当频厚积增大到一定值时,不仅激励出零阶模式,而且可以激励出一阶和更高阶模式波。设计了测量Lamb波阵列波形的实验方案,采用斜入射的方法分别在低频段和高频段测量到了Lamb波的阵列波形,用矩阵束法对波形进行了处理。处理结果显示,在低频段,只能激励出₀模式和₀模式波,频散分析与理论曲线能够很好的吻合。在高频段,能够激励出₀、₀、₁、₁等零阶、一阶和更高阶模式波,在频散分析中,可以... 

【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

实验器材实物图

对应的频谱分析中的频带越宽；反之，脉窄[39]。观察图 3.3 发现，一个周期的正弦信相比之下，三个周期的正弦信号脉冲宽度图 3.5(a)为 Lamb 波实验研究测量 L为测量 Lamb 波阵列波形连线示意图，图信号源产生脉冲信号，在发射探头中激发面产生折射，Lamb 波在钢板中传播，再示波器。DPO3102 示波器用于观察、记提高信噪比，在采集的过程中采用多次平我们在钢板和斜探头的接触面均匀涂量更强的信号。由于测量条件限制，我们操作，不能做到每次位移距离十分精准，因考虑到距离越大，信号越弱的因素，我们们数据处理的需求，可以得到很好的 Lam理。

图 3.10 泛美直探头正对示意图0 The straight probe is placed opposite physical fig0 50 100时间（μs）1MHz800k600k400k200k形道数3.11 不同频率下泛美超声直探头正对测量的波形

【参考文献】：
期刊论文
[1]兰姆波频散方程的理论求解及实验研究[J]. 张维刚,戴美泽,郭世行,陈潇斌,徐彦廷.  声学技术. 2016(05)
[2]弯曲型Lamb波传播特性与固井质量相关性研究[J]. 杨旭辉,余厚全.  应用声学. 2016(03)
[3]浸液薄板中Lamb波的频散及衰减特性[J]. 路涛,伍莹,贺国芬,马秀妮,宋永华.  国外测井技术. 2015(06)
[4]用斜入射超声波评价水泥胶结质量的方法研究(英文)[J]. 段文星,乔文孝,车小花,解辉.  Applied Geophysics. 2014(03)
[5]轻质水泥固井质量声波测井评述与方法研究[J]. 王华,陶果,尚学峰,肖承文.  测井技术. 2014(02)
[6]图解法求解Lamb波频散方程[J]. 许西宁,余祖俊,朱力强.  电子测量与仪器学报. 2012(11)
[7]固井水泥声阻抗对斜入射超声脉冲波的影响[J]. 丁燕,乔文孝,车小花,段文星.  测井技术. 2012(05)
[8]Lamb波在石油勘探中的应用研究实验[J]. 王和平,郝海燕.  物理实验. 2009(10)
[9]Pt-25Ir合金板超声波无损检测的特性[J]. 陈亮维,周世平,符泽卫,蔡云卓,丁四维.  贵金属. 2007(02)
[10]兰姆波在薄钢板无损检测中的应用研究[J]. 王杜,郑祥明,唐正连,张春,张诗昌,陈贻宏.  无损检测. 2007(04)

硕士论文
[1]矩阵束法的改进及其应用[D]. 方敏.苏州大学 2007
[2]Lamb波在结构中的传播特性研究[D]. 张恒萍.南京航空航天大学 2006



本文编号：2995752