套管破损的现象普遍存在于油田开发中,其主要受如地质、工程等因素的影响。传统的套管检测方法,如机械井径检测,地应力检测和电磁检测技术等由于有某些方面的不足,在实际应用中会受到很多的限制。声波套管检测技术在实际应用中具有独特的优点。本文给出了一种可用于套损检测的YO-YO宽带发射换能器和八边形阵列接收换能器的设计,利用有限元软件,分析了换能器的性能,并通过模拟井下通信,对套管损伤进行了模拟检测。论文的主要工作如下:(1)提出了一种YO-YO宽带发射换能器,该换能器是由三组半径不同的压电圆管纵向排列组合而成。采用COMSOL有限元软件,建立了换能器的有限元模型,分别仿真了各组压电圆管的谐振频率和振动模态。并通过将各组压电陶瓷圆管纵向排列组合成YO-YO宽带换能器,分析了该换能器的发射电压响应级,最后探讨了几何参数对发射电压响应级的影响。研究表明,YO-YO结构换能器可以实现换能器在较宽频带的工作。(2)利用COMSOL中声-固耦合模块建立了八边形阵列接收换能器的几何模型,并对接收换能器的频域特性进行了分析,研究表明换能器在73kHz具有较高的接收灵敏度。(3)利用有限元方法,仿真了套管完整、套管有裂缝以及套管有穿孔的地层模型中声波的传输情况。利用八边形阵列接收换能器上接收到的八个时域声波信号,分析信号幅度的变化,可以判断套管是否损伤以及损伤情况。论文工作对井下声波检测系统的设计和声波套损检测具有一定的意义。