本书围绕盐穴储气库声呐检测关键技术展开系统研究，针对盐穴高温高压高盐、气液固多相介质共存的复杂环境，揭示声波衰减耦合机制，修正声波传播理论模型，优化探测频率与透声窗结构，研制机电一体化声呐探测设备。全书涵盖声波传播机理、系统频率优化、透声窗设计、设备研制与工程验证等完整技术链条，理论结合实验，兼顾模型仿真与样机验证。
本书可作为地下储能工程、油气井工程、声学检测、地质工程等课程的教学参考书，适合能源与矿业、地质资源、机械电子、声学工程等领域科研人员、工程师及研究生阅读，也可供盐穴储气库设计、施工与安全监测从业人员参考使用。
第1章绪论001
1.1研究背景与意义001
1.2盐穴储气库检测技术概述003
1.3本书的主要结构007
第2章盐穴储气库复杂环境下的声波衰减机理009
2.1盐穴储气库典型环境特征分析009
2.2超声波在混合介质中的衰减机制010
2.2.1波动方程010
2.2.2声波黏滞衰减分析012
2.2.3声波散射衰减分析014
2.2.4声波热衰减分析016
2.3传输介质对声波衰减的影响019
2.3.1纯净水中的声波衰减特性019
2.3.2氯化钠溶液中声波衰减特性021
2.3.3氯化钾溶液中声波衰减特性025
2.3.4硫酸镁溶液中声波衰减特性027
2.3.5氯化钙溶液中声波衰减特性031
2.3.6综合分析035
2.4不溶物颗粒对声波衰减的影响038
2.5壁面粗糙度对声波衰减的影响040
2.5.1光滑壁面对声波衰减的影响040
2.5.2粗糙壁面对声波衰减的影响042
本章小结046
第3章声呐探测系统性能分析与频率优化048
3.1复杂环境下有效探测频率计算048
3.1.1系统探测频率方程048
3.1.2系统有效探测频率050
3.1.3系统最佳探测频率051
3.2压电换能器的声学特性研究052
3.3声传播模型055
3.3.1构建模型055
3.3.2参数定义056
3.3.3边界条件056
3.3.4仿真结果057
3.4声呐探测性能分析061
本章小结070
第4章透声窗的匹配性设计与优化072
4.1透声性能分析模型构建072
4.1.1模型原理072
4.1.2模型构建073
4.2基于材料参数的透声窗透声性能研究074
4.2.1损耗因子的影响074
4.2.2密度的影响075
4.2.3杨氏模量的影响076
4.2.4泊松比的影响078
4.3透声窗材料性能研究079
4.3.1单层结构079
4.3.2双层贴合结构088
4.3.3双层间隔结构095
本章小结110
第5章声呐探测系统与设备112
5.1设备总体方案设计112
5.2核心机械结构与关键零部件设计113
5.2.1旋转装置结构设计113
5.2.2旋转结构关键零部件力学分析113
5.2.3旋转结构制造114
5.2.4倾斜装置结构设计116
5.2.5倾斜结构关键零部件力学分析117
5.2.6倾斜结构制造119
5.3电控动力装置及探测装置设计122
5.4声呐测井设备的应用125
5.4.1样机试制125
5.4.2实验装置127
5.4.3三维点云重建与可视化128
本章小结130
第6章结论与展望131
参考文献133
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