究竟是哪里出了問題？近4個(gè)月的時(shí)間里，團(tuán)隊(duì)成員反復(fù)研究材料選型，換了十幾批材料，并不斷改進(jìn)粘接工藝，經(jīng)過(guò)上百次的反復(fù)試驗(yàn)，終于克服了耐高溫、高壓聲波測(cè)井換能器的制作難題，研制出了達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的成品。

國(guó)產(chǎn)換能器交付后，隨即投入實(shí)際應(yīng)用，并進(jìn)行了小規(guī)模的量產(chǎn)。

圖2：橫波遠(yuǎn)探測(cè)成像測(cè)井儀器
圖片來(lái)源：中科院聲學(xué)所

如何克服測(cè)井技術(shù)的“一孔之見”？

優(yōu)化設(shè)計(jì)“探得遠(yuǎn)”，激發(fā)聲源“聽得清”

常規(guī)聲波測(cè)井的探測(cè)范圍往往局限在井周幾厘米至幾十厘米的范圍內(nèi)。這就像兩個(gè)人說(shuō)話時(shí)，雙方距離越遠(yuǎn)，越難以聽清對(duì)方的話；而如果藏在密閉空間里說(shuō)話，外面人聽到的聲音會(huì)更小。

由于測(cè)井是在非常狹小的鉆孔中進(jìn)行的，常規(guī)測(cè)井技術(shù)的探測(cè)范圍非常有限，因此測(cè)井技術(shù)常被人形容為“一孔之見”。

如何既“探得遠(yuǎn)”又“聽得清”？

“對(duì)聲波測(cè)井來(lái)說(shuō)，這就需要不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)激發(fā)聲源，讓聲波不僅傳得更遠(yuǎn)，還能‘戴上瞄準(zhǔn)鏡’，具有‘指哪打哪’的方向性。”陳德華介紹。

我國(guó)超聲學(xué)領(lǐng)域幾代科技工作者從上世紀(jì)80年代就開始探索。經(jīng)過(guò)不懈努力，近年來(lái)，中科院超聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室不斷發(fā)展低頻橫波遠(yuǎn)探測(cè)技術(shù)，將聲波測(cè)井的探測(cè)范圍拓展到了井周數(shù)十米甚至上百米。

“偶極橫波遠(yuǎn)探測(cè)的聲源相較于普通聲波測(cè)井的頻率范圍要低很多。低頻聲波衰減較小，故而能實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的橫向探測(cè)距離。”陳德華說(shuō)，“同時(shí)，偶極聲源的信號(hào)存在方位差異性，采用多分量的聲波發(fā)射和接收，通過(guò)信號(hào)處理可以確定聲波反射體的方向，這就讓聲波具有了指向性?！?

2012年，中科院超聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室成功研發(fā)出偶極子陣列聲波測(cè)井儀；2013年，開始著手橫波遠(yuǎn)探測(cè)關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)；2021年底，第三代橫波遠(yuǎn)探測(cè)成像測(cè)井儀在超深井中實(shí)現(xiàn)了清晰的井外地質(zhì)成像及8340米深度的探測(cè)紀(jì)錄，創(chuàng)下該類國(guó)產(chǎn)儀器深度探測(cè)紀(jì)錄，對(duì)保障國(guó)家能源安全具有重要意義。(人民日?qǐng)?bào))