本文選題：隨鉆測(cè)井 + 電磁傳輸��； 參考：《電子科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在地質(zhì)勘查的鉆井工程中,及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)井眼軌跡并精準(zhǔn)調(diào)整鉆井姿態(tài)是鉆井工程中關(guān)鍵技術(shù)之一。目前,基于鉆井液脈沖的數(shù)據(jù)傳輸方案普遍被國內(nèi)外成熟的隨鉆測(cè)量系統(tǒng)(MWD)采用,但是這種傳輸方式受鉆井液局限、傳輸速率低。隨鉆測(cè)量無線電磁傳輸系統(tǒng)是以低頻電磁波為介質(zhì),將信號(hào)進(jìn)行合適的編碼后,經(jīng)鉆桿-地層信道傳輸?shù)降孛�。它很好的克服傳統(tǒng)鉆井液脈沖無線傳輸技術(shù)的缺點(diǎn),已成為國內(nèi)外各大油服公司的研究熱點(diǎn)。但國內(nèi)該方面的研究起步較晚,技術(shù)遠(yuǎn)落后于國外大型同類公司,缺乏成熟的商用產(chǎn)品。因此具有自主核心技術(shù)的無線電磁傳輸系統(tǒng)的研發(fā)已成為國內(nèi)業(yè)內(nèi)公司與研發(fā)人員的一個(gè)攻堅(jiān)任務(wù)。本課題以隨鉆測(cè)量無線電磁傳輸系統(tǒng)已有成果為背景,針對(duì)在隨鉆測(cè)量無線電磁傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中遇到的各種難題,進(jìn)行設(shè)計(jì)與改進(jìn)。主要工作包括:1.根據(jù)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及實(shí)際工程情況,提出完整的系統(tǒng)方案,設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體功能框架;2.針對(duì)井下鋰電池供電與長時(shí)間井下作業(yè)要求的矛盾,設(shè)計(jì)了專門的電源管理模塊,實(shí)現(xiàn)發(fā)射系統(tǒng)在井下長時(shí)間待機(jī)與高效工作的需求;3.針對(duì)井下鉆桿空間狹小,為發(fā)射系統(tǒng)提供的可利用空間有限,本文采用SOC方案實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制和發(fā)射系統(tǒng)的控制,有效的減少了發(fā)射系統(tǒng)的面積,非常方便井下電路的安裝;4.受環(huán)境影響,井下通信信號(hào)衰減都比較快,載波頻率都比較低,低頻段的帶寬較窄,本文采用BPSK調(diào)制方案,有效的降低了信號(hào)的帶寬,并結(jié)合低頻信號(hào)載波同步難的問題,本文設(shè)計(jì)了一種基于上下文的BPSK解調(diào)算法,該算法效率高,載波同步快,對(duì)噪聲和工頻信號(hào)都具有很好的抗干擾能力,并且該算法對(duì)硬件電路的要求低,本文采用FPGA實(shí)現(xiàn)該BPSK算法的解調(diào),僅需FPGA最小系統(tǒng)和ADC即可;最后,針對(duì)該隨鉆測(cè)量無線電磁傳輸系統(tǒng)進(jìn)行一系列相關(guān)的測(cè)試與實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該系統(tǒng)工作可長時(shí)間穩(wěn)定工作,滿足設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),實(shí)現(xiàn)了預(yù)期功能。
[Abstract]:In the geological exploration drilling engineering, it is one of the key technologies in drilling engineering to timely and accurately monitor well trajectory and accurately adjust the drilling attitude. At present, the data transmission scheme based on drilling fluid pulse is generally adopted by the mature drilling measurement system (MWD) at home and abroad, but this transmission mode is limited by drilling fluid and low transmission rate. The wireless electromagnetic transmission system of drilling measurement is based on the low frequency electromagnetic wave as the medium, which is transmitted to the ground through the drill rod formation channel after the proper encoding of the low frequency electromagnetic wave. It is very good to overcome the shortcomings of the traditional drilling fluid pulse radio transmission technology, and has become a hot spot of research at home and abroad. The development of wireless electromagnetic transmission system with autonomous core technology has become a key task for domestic industry companies and R & D personnel. Various problems encountered in the implementation of the magnetic transmission system are designed and improved. The main work includes: 1. according to various technical indexes and actual engineering conditions, a complete system scheme is proposed and the overall functional framework of the system is designed. 2. a special power management model is designed for the contradiction between the power supply of the downhole lithium battery and the requirements of long time downhole operation. Block, realize the demand for long time standby and efficient work in the downhole. 3. in view of the narrow space of the downhole drill rod, the available space provided for the launching system is limited. In this paper, the SOC scheme is used to realize the control of the modulation and emission system of the signal, which effectively reduces the area of the emission system, is very convenient for the installation of the downhole circuit, and 4. is subjected to the ring. The attenuation of communication signals in the downhole is fast, the carrier frequency is low and the bandwidth of the low frequency section is narrow. In this paper, the BPSK modulation scheme is used to effectively reduce the bandwidth of the signal. In this paper, a BPSK demodulation algorithm based on the lower frequency signal is designed in this paper. The algorithm is efficient and the carrier synchronization is fast. Both the noise and the power frequency signal have good anti-interference ability, and the algorithm has low requirements for the hardware circuit. In this paper, the demodulation of the BPSK algorithm is realized by FPGA, only the FPGA minimum system and the ADC are needed. Finally, a series of related tests and experiments are carried out for the wireless electromagnetic transmission system with the drilled measurement. The experimental results show that the system is a series of tests and experiments. The whole work can work steadily for a long time to meet all the technical indexes of the design and achieve the expected function.

【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P634.3

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本文編號(hào)：1807786