有限聲束超聲波在分層介質(zhì)上的反射.pdf

1、以固井質(zhì)量超聲檢查為背景,在波長遠(yuǎn)小于井徑的條件下,將套管井視為水平分層介質(zhì),對一定寬度的有限聲束平面波入射至平面分層介質(zhì)時(shí)形成的聲場進(jìn)行研究,并考慮垂直入射與斜入射情況下模型各種參數(shù)對模型反射聲場的影響。
　　在大多數(shù)聲波測井研究中采用的聲源都是點(diǎn)聲源或是柱狀源,對于一定寬度聲波波束入射的研究文獻(xiàn)還比較少見。無限寬平面波入射時(shí),分層介質(zhì)表面處處反射波相同,僅在波到達(dá)的時(shí)間上有先后。有限聲束的系統(tǒng)函數(shù)頻譜上出現(xiàn)了不規(guī)則震蕩,在一些

2、頻率下反射系數(shù)略大于1。這是因?yàn)闊o限寬平面波入射時(shí),在分層介質(zhì)表面上任一點(diǎn)的反射波振幅都將一樣,為鏡面反射,但有限聲束的入射會(huì)產(chǎn)生一類鏡面反射以外的非鏡面反射,這類反射與波長和波束寬度的比有關(guān),在聲束寬度接近或小于波長時(shí)不可忽略。
　　對聲束進(jìn)行波數(shù)域上的展開,計(jì)算分層介質(zhì)模型的系統(tǒng)系數(shù),從而得到反射聲場。垂直入射時(shí),系統(tǒng)函數(shù)的譜陷點(diǎn)可以用于計(jì)算套管的厚度,從系統(tǒng)函數(shù)的譜線規(guī)律可以定性判斷套管井中水泥的膠結(jié)情況。在斜入射時(shí),考慮固