岩石非连续面声波定位研究
发布时间:2021-11-13 21:32
岩石是多种矿物的集合体,其性质由组成矿物和矿物间的孔隙共同决定,并且岩石内部往往存在非连续面。岩石是一种工程涉及广泛的基础材料,非连续面对岩石的物理力学性质具有重要影响,因此对其内部的非连续面进行检测和定位对了解材料的工程特性具有重要指导作用。本文以具有非连续面的岩石为研究对象,通过分析穿过岩石声波的特性,得到非连续面的相关物理力学信息。首先,运用有限元分析软件建立声波检测岩石非连续面的模型,并根据调研前人关于非连续面对岩石力学性质的实验研究结果,检验模型的可靠性。然后,研究岩石中非连续面的性质差异对声波传播的影响,并给出首至波到达时间和声波幅值两个参数的变化情况。最后,与均质岩石模型中的声学参数值进行对比分析,得到非连续面对岩石中传播的声波的影响规律,并根据此规律为实际的岩石非连续面的声波检测与定位提供一定的参考建议。
【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】:
岩石中孔隙的形状
图 1.2 水力压裂和裂缝面的示意图Fig. 1.2 Hydraulic fracture and fracture plane目前对压裂的研究一般围绕新裂缝的起裂与扩展、老裂缝对新裂缝的产的影响以及二者之间的相互作用,从而形成几何形态各异的缝网,实现预效果。在该过程中,相较于产生的裂缝的位置,裂缝的几何形态更受关注产生的裂缝的方位也十分重要。现场的裂缝检测方法有很多,地面测斜仪斜仪压裂井测斜仪、井下微地震成像和地面电位法等,但都各有局限性;裂缝检测主要依靠声发射检测技术,由于受到多种因素的影响,使检测结在误差,需要其他检测方法与其对照分析,进而实现检测技术的优化。岩石中的非连续面可以是孔洞,也可以是裂缝,更可以是两侧性质完全不界面。本文考虑的非连续面主要是岩石中的裂缝,包含天然存在的裂缝和产生的新裂缝,所以后文涉及的非连续面指代的是岩石中的裂缝。并且本主体是岩石中非连续面的定位问题,利用 COMSOL 有限元分析软件分析非连续面产生的参数变化,得到非连续面对声波特性的影响规律,以此为
中国石油大学(北京)硕士学位论文想的信息载体[4]。常见的声波检测方法分为被动接与接收声波的超声检测技术。检测的研究现状缝的产生会伴随着内部应变能的释放,而裂缝的生的能量往往以弹性波的形式传递出去。后一种能量 1.3 展示了材料中弹性波的传播而后被声发射传感声波经过压电材料将机械信号转换为电信号,再经储和分析。
【参考文献】:
期刊论文
[1]基于COMSOL带腐蚀凹陷套管井的声场数值模拟[J]. 甘甜,仵杰,邢德键. 电声技术. 2017(Z1)
[2]圆环式径向换能器声压分布及其指向性[J]. 吴曙光,成联柄,张岩岩,黄亚飞. 声学技术. 2016(06)
[3]应力波在落叶松活立木中传播二维模拟研究[J]. 刘丰禄,姜芳,王喜平,张厚江,杨志慧. 西北林学院学报. 2016(04)
[4]锚杆锚固缺陷声波反射法检测的模拟分析[J]. 胡正福,吴永清,秦强. 水力发电. 2014(08)
[5]锚杆声波反射法质量检测的模拟试验研究[J]. 秦强,尹健民,吴从清,肖国强. 长江科学院院报. 2011(08)
[6]基于单片机的超声波测距系统[J]. 阮成功,蓝兆辉,陈硕. 应用科技. 2004(07)
[7]岩样中孔隙、裂缝声波特征的实验研究[J]. 钟锴,徐鸣洁,王宏,王勇,邹新宁. 石油实验地质. 2002(02)
[8]水力压裂技术的发展现状[J]. 马新仿,张士诚. 河南石油. 2002(01)
[9]声波检测技术的回顾与展望[J]. 吴庆曾. 中国地质. 1997(02)
博士论文
[1]含分布裂缝岩石中弹性波传播特性研究[D]. 韩开锋.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]基于COMSOL Multiphysics的断层带注浆数值模拟研究[D]. 吴亚萍.安徽理工大学 2017
[2]基桩声波透射法完整性检测的声场分布规律及数值模拟研究[D]. 成联柄.重庆大学 2016
[3]结构中声发射检测与损伤定位优化方法[D]. 潘帅.中国石油大学(北京) 2016
[4]分形多孔材料中应力波的频散特性分析[D]. 何采奕.北京交通大学 2014
[5]铝合金搅拌摩擦焊缝超声波检测仿真研究[D]. 董剑.吉林大学 2014
[6]数字化超声无损检测系统的研究[D]. 姚明.河北大学 2013
[7]超声无损检测缺陷识别方法研究[D]. 阮晴.国防科学技术大学 2011
[8]微小缺陷的超声散射检测方法研究[D]. 王少军.南昌航空大学 2011
[9]混凝土结构裂缝的超声波平测法研究[D]. 晏露超.中南大学 2010
[10]层状岩体声学特性研究[D]. 李月.西华大学 2007
本文编号:3493762
【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】:
岩石中孔隙的形状
图 1.2 水力压裂和裂缝面的示意图Fig. 1.2 Hydraulic fracture and fracture plane目前对压裂的研究一般围绕新裂缝的起裂与扩展、老裂缝对新裂缝的产的影响以及二者之间的相互作用,从而形成几何形态各异的缝网,实现预效果。在该过程中,相较于产生的裂缝的位置,裂缝的几何形态更受关注产生的裂缝的方位也十分重要。现场的裂缝检测方法有很多,地面测斜仪斜仪压裂井测斜仪、井下微地震成像和地面电位法等,但都各有局限性;裂缝检测主要依靠声发射检测技术,由于受到多种因素的影响,使检测结在误差,需要其他检测方法与其对照分析,进而实现检测技术的优化。岩石中的非连续面可以是孔洞,也可以是裂缝,更可以是两侧性质完全不界面。本文考虑的非连续面主要是岩石中的裂缝,包含天然存在的裂缝和产生的新裂缝,所以后文涉及的非连续面指代的是岩石中的裂缝。并且本主体是岩石中非连续面的定位问题,利用 COMSOL 有限元分析软件分析非连续面产生的参数变化,得到非连续面对声波特性的影响规律,以此为
中国石油大学(北京)硕士学位论文想的信息载体[4]。常见的声波检测方法分为被动接与接收声波的超声检测技术。检测的研究现状缝的产生会伴随着内部应变能的释放,而裂缝的生的能量往往以弹性波的形式传递出去。后一种能量 1.3 展示了材料中弹性波的传播而后被声发射传感声波经过压电材料将机械信号转换为电信号,再经储和分析。
【参考文献】:
期刊论文
[1]基于COMSOL带腐蚀凹陷套管井的声场数值模拟[J]. 甘甜,仵杰,邢德键. 电声技术. 2017(Z1)
[2]圆环式径向换能器声压分布及其指向性[J]. 吴曙光,成联柄,张岩岩,黄亚飞. 声学技术. 2016(06)
[3]应力波在落叶松活立木中传播二维模拟研究[J]. 刘丰禄,姜芳,王喜平,张厚江,杨志慧. 西北林学院学报. 2016(04)
[4]锚杆锚固缺陷声波反射法检测的模拟分析[J]. 胡正福,吴永清,秦强. 水力发电. 2014(08)
[5]锚杆声波反射法质量检测的模拟试验研究[J]. 秦强,尹健民,吴从清,肖国强. 长江科学院院报. 2011(08)
[6]基于单片机的超声波测距系统[J]. 阮成功,蓝兆辉,陈硕. 应用科技. 2004(07)
[7]岩样中孔隙、裂缝声波特征的实验研究[J]. 钟锴,徐鸣洁,王宏,王勇,邹新宁. 石油实验地质. 2002(02)
[8]水力压裂技术的发展现状[J]. 马新仿,张士诚. 河南石油. 2002(01)
[9]声波检测技术的回顾与展望[J]. 吴庆曾. 中国地质. 1997(02)
博士论文
[1]含分布裂缝岩石中弹性波传播特性研究[D]. 韩开锋.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]基于COMSOL Multiphysics的断层带注浆数值模拟研究[D]. 吴亚萍.安徽理工大学 2017
[2]基桩声波透射法完整性检测的声场分布规律及数值模拟研究[D]. 成联柄.重庆大学 2016
[3]结构中声发射检测与损伤定位优化方法[D]. 潘帅.中国石油大学(北京) 2016
[4]分形多孔材料中应力波的频散特性分析[D]. 何采奕.北京交通大学 2014
[5]铝合金搅拌摩擦焊缝超声波检测仿真研究[D]. 董剑.吉林大学 2014
[6]数字化超声无损检测系统的研究[D]. 姚明.河北大学 2013
[7]超声无损检测缺陷识别方法研究[D]. 阮晴.国防科学技术大学 2011
[8]微小缺陷的超声散射检测方法研究[D]. 王少军.南昌航空大学 2011
[9]混凝土结构裂缝的超声波平测法研究[D]. 晏露超.中南大学 2010
[10]层状岩体声学特性研究[D]. 李月.西华大学 2007
本文编号:3493762
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