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超聲波在井下的用處

2012-11-07 10:23 來源: 作者:

  頻率在1.7萬赫茲以上的聲音稱為超聲波。它已經(jīng)不在人的聽力范圍以內(nèi)。但某些動(dòng)物能夠聽見超聲波,比如狗能聽到特制的警笛發(fā)出的頻率為2萬赫茲的超聲。蝙蝠和海豚不但能聽見而且還能發(fā)出超聲波。它們利用自身發(fā)出的超聲波及其回波,判斷周圍物體的遠(yuǎn)近、大小及類別,以此作為覓食的方式以及在黑暗中行動(dòng)的依據(jù)。

  超聲波最早在軍事偵察上使用。例如第一次世界大戰(zhàn)末期,利用超聲波偵測(cè)潛水艇,其原理與蝙蝠的超聲波相同。但由于材料限制,超聲波的產(chǎn)生曾困擾許多研究人員。直到人們發(fā)現(xiàn)像石英這樣的材料,才解決這個(gè)問題。這類材料的表面在遇到壓力時(shí),會(huì)產(chǎn)生電壓。在石英的兩端外加電壓變化時(shí),它的表面壓力也會(huì)產(chǎn)生變化,并引起振動(dòng)。這種振動(dòng)頻率,正是人們所需要的超聲波。在聲波測(cè)井中發(fā)射超聲和接收超聲的關(guān)鍵部分就是這樣的壓電材料,但并不是石英,而是壓電陶瓷。

  在石油勘探開發(fā)中,為了解幾千米的井下哪里是水層,哪里是油層,哪里是孔隙豐富的砂巖,哪里是致密的泥巖,另外,為檢查套管上有沒有裂縫和孔洞,為獲得井壁直觀圖像,都可以利用超聲波。根據(jù)超聲波通過地層和井壁后所攜帶的信息,了解幾千米以下地層的情況,找到石油在哪里。

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