COMSOL在螺绕环天线响应特性研究中的应用

仵杰1, 陈广识1
1西安石油大学
发布日期 2020

近年来近钻头测量受到越来越多的青睐。近钻头测量信号要绕过螺杆钻具传给井下通讯短节,在螺杆钻具上很难实现有线通讯,所以跨螺杆无线短传成为近钻头测量的关键技术。本文利用COMSOL Multiphysics软件中的AC/DC磁场模块对螺绕环天线的响应特性进行了数值模拟分析。 首先利用电磁场公式将有尺寸的螺绕环等效为通磁流的圆柱面并推导出磁流面密度公式,应用COMSOL软件,使用三维建模的方式,建立研究所需测井仪器的响应模型,并开展网格剖分和模型验证工作,对最终的响应特性进行深入分析。得出了螺绕环在均匀介质中的感应电动势,参照均匀介质中的感应测井刻度公式推导出此种激励方式下的刻度公式,之后将通过大量算例分析,研究地层电导率、工作频率、源距、井眼等参数对天线信号衰减的影响规律和无线短传天线工作性能与井况的对应关系。 COMSOL软件是数值计算研究仪器响应特性的有效工具,其数值模拟结果为实际螺绕环天线响应特性分析提供了有效的理论依据,本研究对研制无线短传传感器,以及更好地理解和掌握该类仪器信号的衰减特征具有重要参考价值。