【摘要】：隨鉆測量技術(MWD)是一種在不影響正常鉆進狀態(tài)下,對鉆頭附近的信息進行實時的測量,并通過鉆井液信道傳輸?shù)降孛鎯x器,加以分析研究的測量技術,該技術為鉆井過程提供必要的工程參數(shù)與地層參數(shù),是現(xiàn)代鉆井技術的重要輔助手段。本文主要涉及鉆井液連續(xù)壓力波的信號分析,包括鉆井液壓力PSK(相移鍵控)信號的相干解調(diào)方法研究及重構(gòu)后的旋轉(zhuǎn)閥控制脈沖誤碼率分析。根據(jù)鉆井液壓力DPSK(差分相移鍵控)信號相干解調(diào)數(shù)學模型及旋轉(zhuǎn)閥控制脈沖的重構(gòu)方法,并通過對脈碼調(diào)制系統(tǒng)誤碼率的理論分析,構(gòu)建了重構(gòu)脈沖功率信噪比的數(shù)學模型,研究了DPSK信號解調(diào)系統(tǒng)及噪聲對重構(gòu)脈沖誤碼率的影響。研究表明,除殘留在DPSK頻帶內(nèi)的隨機噪聲外,相干解調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的固有干擾也會對重構(gòu)脈沖的誤碼率產(chǎn)生較大影響,這種固有干擾來自于倍頻信號頻譜對于零頻相位信號頻帶的部分侵入,通過合理設計解調(diào)系統(tǒng)低通濾波器的響應特性可以在一定程度上減小其影響,但不可能完全消除。根據(jù)鉆井液壓力QPSK(正交相移鍵控)信號的調(diào)制方式分析,鉆井液壓力QPSK信號只能通過相干解調(diào)方法進行相位解調(diào)與旋轉(zhuǎn)閥控制脈沖的重構(gòu),并通過所重構(gòu)的脈沖幅度來判別QPSK信號調(diào)制時的碼元信息。在鉆井液壓力QPSK信號相干解調(diào)過程中,通過合理設計解調(diào)系統(tǒng)低通濾波器的響應特性及采用特殊的數(shù)據(jù)處理方法,實現(xiàn)了QPSK信號的相位提取及旋轉(zhuǎn)閥控制脈沖的重構(gòu)。通過構(gòu)建重構(gòu)脈沖的功率信噪比數(shù)學模型,研究了QPSK信號解調(diào)系統(tǒng)及噪聲對重構(gòu)脈沖誤碼率的影響。研究表明,隨機噪聲與鉆井液壓力QPSK信號相干解調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的固有干擾會對重構(gòu)脈沖的誤碼率產(chǎn)生嚴重影響,相同輸入信號信噪比條件下,其影響程度遠高于鉆井液壓力DPSK信號的相干解調(diào)。通過鉆井液壓力QPSK信號的解調(diào)方法研究及誤碼率分析,為解調(diào)系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化設計及輸入信號的噪聲控制提供了理論依據(jù)。數(shù)值仿真分析表明,通過理論計算得到的重構(gòu)脈沖誤碼率與仿真結(jié)果基本一致,說明了所構(gòu)建的重構(gòu)脈沖信噪比數(shù)學模型的正確性,為鉆井液連續(xù)壓力波信號傳輸?shù)耐暾栽u估提供了理論基礎。
【圖文】：

中國石油大學（華東）碩士學位論文章 鉆井液壓力DPSK信號解調(diào)過程的信噪比及誤碼率液壓力DPSK信號的調(diào)制過程液連續(xù)壓力波信號是指阻礙鉆柱內(nèi)的鉆井液流動而產(chǎn)生的壓力波動。旋轉(zhuǎn)節(jié)流信號發(fā)生器，如圖 2-1 所示，旋轉(zhuǎn)閥安裝在鉆柱上，是由圓組成，定子和鉆子上有相同數(shù)量的葉片。在電機驅(qū)動下，轉(zhuǎn)子的葉片子的通孔，使得通過定子通孔的鉆井液受到間歇性的阻礙。當定子和轉(zhuǎn)子葉片遮擋流體的面積最小，鉆井液流動暢通，壓力最��；隨著轉(zhuǎn)子遮擋流體的面積增大，鉆井液流動受阻，壓力增大。通過控制轉(zhuǎn)子的續(xù)的周期性壓力波[23,39]。

Fig 2-2 The DPSK modulation of drilling fluid pressure wave圖 2-2 鉆井液壓力 DPSK 信號調(diào)制調(diào)制情況下旋轉(zhuǎn)閥產(chǎn)生的波形為標準的正弦 ，信號的幅度為 ，初始s (t )cAcs (t ) A sintc= ω-1）中，cc2Tπω = 為載波角頻率， 為載波周期，調(diào)制后的鉆井液壓力 DP達為cTDPSK c c c cc( ) sin[ ( )] sin[ ( ) ]ts t A t f t A t L t dtTπω ω ∞= = ∫ -2）中， L (t )為邏輯脈沖序列，代表二進制信息，f (t )為相移函
【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE254;TN911.3

【參考文獻】

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本文編號：2586280