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U型连通井中随钻定向冲激声源的特性研究

发布时间:2021-08-19 19:14
  随着能源需求的增长,U型连通井应用越来越广泛。传统的U型井连通技术主要依靠磁导向技术引导两口井的连通,但磁引导技术存在探测距离短,为了提高探测距离,解决两井之间的精确连通问题,基于冲激声源本文提出了一种新型声波连通技术。在U型连通井的正钻井中,随钻安装定向冲激声源及接收器,冲激声源定向发射声波能量,钻铤上的声波接收器接收由目标套管井反射回来的声波信号,解析信号参数可得目标套管井的方位和距离,为指引钻头连通目标井眼作出贡献,因而U型连通井中随钻定向冲激声源的特性的研究具有光明前景。本文首先对水下冲激声源进行实验研究并分析声源的基本特性。实验表明声源产生过程短、声波信号具有较大的功率与较高的声压、频带宽、声强能达260d B以上、电声能转换效率较高。其次,论文根据声源聚能原理,通过COMSOL建模仿真分析,为声源设计了合理聚能反射机构。主要通过对比分析椭球面和抛物面聚能罩的能量大小以及聚能方向,确定了抛物面聚能罩更加适合冲激声源井下聚能;利用单一变量法建模分析了不同抛物面聚能罩凹深和开口大小,确定适合井下随钻环境的聚能罩尺寸。最后,利用有限元软件建立井下随钻定向冲激声源模型,进行了聚能前后... 

【文章来源】:西安石油大学陕西省

【文章页数】:60 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 U型连通井的连通技术发展概况
    1.3 冲激声源技术研究现状
    1.4 论文主要研究内容
第二章 水下冲激声源的基本原理
    2.1 水下冲激声源的产生机理
        2.1.1 液电效应
        2.1.2 冲激声源的电击穿过程
        2.1.3 气泡脉动过程
    2.2 冲击波的传播特性
    2.3 定向聚能辐射方法研究
        2.3.1 阵列聚能
        2.3.2 反射聚能
    2.4 本章小结
第三章 水下冲激声源基本特性研究
    3.1 水下冲激声源实验系统
        3.1.1 充电系统
        3.1.2 放电系统
        3.1.3 充放电控制系统
        3.1.4 数据采集处理
    3.2 水下冲激声源的电声特性分析
        3.2.1 水下冲激声源的电特性分析
        3.2.2 水下冲激声源的声强特性分析
        3.2.3 水下冲激声源的频谱分析
    3.3 本章小结
第四章 声源在水域聚能声场研究
    4.1 冲激声源原始声场研究
        4.1.1 有限元方法COMSOL简介
        4.1.2 建立冲激声源模型
        4.1.3 原始声场仿真结果与分析
    4.2 放电冲击波近场传播规律数值分析
        4.2.1 声场能量聚能模型
        4.2.2 椭球面聚能罩近场数值分析
        4.2.3 抛物面聚能罩近场数值分析
    4.3 聚能装置不同参数对声场的影响
        4.3.1 聚能装置凹深对声场的影响
        4.3.2 聚能装置开口大小对声场的影响
    4.4 聚能反射装置的声场指向性仿真
    4.5 本章小结
第五章 随钻定向冲激声源的数值模拟
    5.1 井下三维数值模拟
    5.2 声源聚能仿真对比
    5.3 随钻声源指向性研究
    5.4 不同地层介质对声场的影响
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 创新点
    6.3 展望与设想
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果


【参考文献】:
期刊论文
[1]水平对接盐井提高矿产资源综合利用率技术研究[J]. 张鹏,张文广,卢青峰.  中国井矿盐. 2017(05)
[2]水平对接井钻井技术在天然气水合物试采中的应用[J]. 李鑫淼,张永勤,尹浩,梁健,王汉宝,李小洋,王志刚.  探矿工程(岩土钻掘工程). 2017(08)
[3]水下等离子体声源定向辐射技术[J]. 陈宏,曾跃胜.  电子信息对抗技术. 2017(04)
[4]井矿盐开采中采卤对接井钻井技术的应用研究[J]. 李君福.  资源信息与工程. 2017(03)
[5]煤层气水平连通井钻井技术[J]. 郑毅.  长江大学学报(自科版). 2016(35)
[6]复杂结构井磁导向钻井技术进展[J]. 高德利,刁斌斌.  石油钻探技术. 2016(05)
[7]“U”型井钻井技术的研究与应用[J]. 谢涛,和鹏飞,岳文凯.  石油化工应用. 2016(05)
[8]煤层气开发精确对接井钻进技术装备研发与应用[J]. 石智军,张群,王保玉,刘建林,田宏亮,赵永哲.  煤炭科学技术. 2016(05)
[9]煤层气连通井导向钻井钻头定位方法[J]. 曹向峰,管志川,王智锋,孙峰.  石油钻采工艺. 2016(02)
[10]煤层气水平对接井钻井技术研究[J]. 靳光均.  低碳世界. 2016(05)

博士论文
[1]煤矿区煤层气水平对接井轨迹控制与完井技术研究[D]. 赵永哲.煤炭科学研究总院 2017

硕士论文
[1]连通井磁测量定位技术研究[D]. 张强武.广东工业大学 2015
[2]等离子体声源在水声对抗中的应用技术研究[D]. 周彬.哈尔滨工程大学 2012



本文编号:3351985

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