Page 119 - 《应用声学》2021年第5期

第 40 卷 第 5 期 邹晓晶等： 随钻新型隔声体的声学性能研究 763

30 30
25 25

20 20
ᮠဋ/kHz 15 ᮠဋ/kHz 15

10 10

5 5

0 0
Γ X Γ Γ X Γ
ฉᅺ k ฉᅺ k
(a) ܱ҉യ (b) Я҉യ
30
30
25
25
ᮠဋ/kHz 20 ᮠဋ/kHz 20

15
15
10 10

5 5

0 0
Γ X Γ Γ X Γ
ฉᅺ k ฉᅺ k
(c) Яܱ҉യ (d) ழی҉യ
图 4 不同刻槽结构的能带图
Fig. 4 Band diagrams for different grooved structures

表 1 声波测井计算参数 [21] 较远的点 b 为远场点。将点 a 和点 b 接收的时域波
Table 1 Parameters of acoustic logging [21] 形分别进行傅里叶变换，转化为频率 -幅值的关系。
利用公式 [16]
纵波速度/ 横波速度/ 密度/
介质 半径/m
(m·s −1 ) (m·s −1 ) (kg·m −3 ) α = 20 lg(B f /A f ), (1)
钻铤内流体 1470 1000 0.027
其中，A f 和 B f 分别为点 a 和点 b 处接收到的时域
钻铤 5860 3130 7800 0.09
波形转化的频率域波形幅值。α 为分贝值，表示隔
钻铤外流体 1470 1000 0.117
声量大小，负值越大，代表隔声量越大。在本节计算
快速地层 3900 1850 2320 ∞
中，点 a 距离声源 0.5 m，点 b 距离声源 3.5 m，所有
井孔半径为 0.1 m，钻铤半径为 0.063 m。声 结构刻槽的范围均在点a和点b之间。
源形式采用余弦包络函数，函数的形式可参考文
ᤃڤག a ᤊڤག b
献 [18]。本节所采用的声源中心频率为 15 kHz，脉
冲时间为 0.5 ms。隔声量是衡量隔声性能的一个物
图 5 频响分析示意图
理量，为某一振动分量经过隔声器后在某一频率部
Fig. 5 Frequency response analysis schematic
分的衰减。如图 5 所示，对一个刻槽结构而言，点 a
和点 b 分别为周期刻槽的位置起始处和结束处。这 隔声量大小与隔声体长度成正比。通过计算
里称离声源距离较近的点 a 为近场点，离声源距离 单位长度隔声体的隔声量，不同刻槽结构的归一化