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题名固井水泥环内部缺陷超声波检测仿真研究
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作者
赵彦淇
周元华
万继方
李景翠
郭登明
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机构
长江大学机械工程学院
中能建数字科技集团有限公司
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出处
《石油机械》
北大核心
2024年第10期28-36,共9页
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基金
国家自然科学基金项目“地面旋转导向钻井新方法及其控制机理”(51974035,U1262108)、“页岩和致密油气田高效开发建井基础研究”(U1762214)
长江大学非常规油气省部共建协同创新中心开放基金项目“含油钻屑聚束光热快速分离特性研究”(UOG2022-26)、“页岩气套管钻井钻头及配套技术研究”(UOGBX2022-04)、“页岩气井筒振动固井技术的应用基础研究”(UOGBX2022-05)。
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文摘
固井水泥环内部的各种缺陷会导致层间窜流、井口带压等事故。无损检测技术作为一种非破坏性的检测方法,可以对固井水泥环内部的缺陷进行检测。基于超声波在连续介质中的传播规律,采用COMSOL仿真软件模拟压电效应以及超声波在水泥环中的传播状态和反射规律,研究水泥环缺陷反射信号的相关特性。研究结果表明:选择1.0 MHz 5周期Hanning窗调制的超声正弦波作为激励信号,超声探头可以在50μs内接收到水泥环缺陷的反射信号;不同类型的缺陷中,矩形缺陷的检测效果最佳;当缺陷主方向与超声波入射方向垂直时,检测效果最佳。研究结果验证了超声波无损检测技术可以快速准确地确定固井水泥环内部缺陷的类型和位置,同时调整超声波入射角度有助于提升检测效果,可为超声波在水泥环内部缺陷检测中的应用提供一定的指导意义。
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关键词
固井水泥环缺陷
无损检测
超声波
缺陷类型
超声波入射方向
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Keywords
cement sheath defect
nondestructive testing
ultrasonic wave
defect type
ultrasonic incidence direction
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分类号
TE256
[石油与天然气工程—油气井工程]
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