發(fā)布時(shí)間：2020-07-16 23:03

【摘要】：石油是人們生產(chǎn)生活的必需品,環(huán)繞著我們衣食住行的方方面面,如何高效地開(kāi)采這種不可再生能源是眾多研究人員共同努力的方向。目前無(wú)線隨鉆測(cè)井系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的井下通信方式是泥漿脈沖傳輸,由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量條件的影響,隨鉆測(cè)量所獲取的脈沖信號(hào)被大量的干擾噪聲掩埋,因而準(zhǔn)確高效地提取隨鉆脈沖信號(hào)成為迫切需要解決的問(wèn)題。針對(duì)上述情況,本文中對(duì)泥漿脈沖信號(hào)特性分析及處理方法做了簡(jiǎn)單的介紹和分析;設(shè)計(jì)了隨鉆脈沖信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的整體方案,并對(duì)其硬件和軟件進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì);最后,在深入CMSE的濾波特性的基礎(chǔ)上,提出了一種新的隨鉆脈沖信號(hào)處理分析算法。隨鉆脈沖信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面,提出了隨鉆脈沖信號(hào)采集系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案,其中硬件設(shè)計(jì)包括了防爆箱、主控電路、信號(hào)調(diào)理電路、電源模塊、無(wú)線通信模塊這幾部分的設(shè)計(jì),主要考慮了系統(tǒng)的可靠性、抗干擾性和安全性;軟件設(shè)計(jì)主要針對(duì)GPRS無(wú)線通信模塊,最終完成PCB實(shí)驗(yàn)板的設(shè)計(jì),確保信號(hào)的完整采集。引入CMSE指標(biāo),并結(jié)合EMD方法,在低頻信號(hào)的去噪方面具有較好的效果。采用EEMD算法結(jié)合CMSE指標(biāo)對(duì)含噪單一信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理,得到了很好的去噪結(jié)果。對(duì)CMSE結(jié)合EEMD的方法進(jìn)行了進(jìn)一步探究和推廣,將其應(yīng)用于多種頻率的正弦混合信號(hào)的分離上,分離分析結(jié)果表明,在誤差允許的范圍內(nèi),混合信號(hào)均能分離成多個(gè)單一的正弦信號(hào)。綜合CEEMD算法的諸多優(yōu)勢(shì),且通過(guò)對(duì)各停止準(zhǔn)則的評(píng)估,提出了一種基于CEEMD與平波整形的隨鉆脈沖信號(hào)提取算法。采用基于固定“篩”數(shù)量停止準(zhǔn)則的CEEMD對(duì)含噪隨鉆脈沖信號(hào)進(jìn)行分解,以CMSE指標(biāo)為理論判據(jù),重構(gòu)信號(hào)的低頻IMF分量;提出平波預(yù)處理策略改進(jìn)現(xiàn)行的脈沖整形算法,進(jìn)而對(duì)重構(gòu)后的信號(hào)進(jìn)行整形處理。進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果均表明,該算法可以準(zhǔn)確提取原始脈沖信號(hào),提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,且更加符合工程實(shí)際使用要求。本課題所研究的隨鉆脈沖信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求;通過(guò)仿真信號(hào)和實(shí)驗(yàn)信號(hào),重點(diǎn)驗(yàn)證了隨鉆脈沖信號(hào)處理算法的可行性。以上研究對(duì)隨鉆脈沖信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)以及對(duì)此類(lèi)混合信號(hào)的分離提取而言,具有一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TE271
【圖文】：

鉆探石油時(shí)用的最多的通訊方式為泥漿脈沖傳輸，泥漿脈沖發(fā)生器隨鉆頭油井中，并將井下的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成泥漿脈沖波傳輸?shù)降孛�，此后，井下�?shù)由立管壓力傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后經(jīng)地面的隨鉆脈沖信號(hào)采集系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)，然后將采集到的電信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，由上位機(jī)經(jīng)過(guò)分析、計(jì)算、譯碼得映井下真實(shí)狀況的工程數(shù)據(jù)用以指導(dǎo)勘探[42]。.1 脈沖信號(hào)的產(chǎn)生目前，在隨鉆測(cè)量的工程實(shí)踐中，泥漿脈沖信號(hào)的傳輸方式包括了正脈沖脈沖、連續(xù)波等。下面分別對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的介紹。.1.1 正脈沖傳輸正脈沖泥漿發(fā)生器研發(fā)較早，且這種傳輸方法使用得最為廣泛，性能最為和穩(wěn)定，在 MWD 和 LWD 的應(yīng)用中已較為成熟。目前，正脈沖傳輸方式已有了比較成熟的理論基礎(chǔ)，因此，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上，以正脈沖傳輸作為理論的的隨鉆測(cè)量系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的產(chǎn)品種類(lèi)較為豐富[43]。

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文斷的進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如此可產(chǎn)生一系列的正脈沖泥漿信號(hào)。正脈沖信號(hào)發(fā)生器具有諸多優(yōu)勢(shì)，比如產(chǎn)生的泥漿脈沖信號(hào)穩(wěn)定，隨鉆結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)容易等等；但是也存在一些缺陷，比如雖然傳輸穩(wěn)定性，但是其傳輸效率不高，不太適合于傳輸數(shù)據(jù)量較大的場(chǎng)合.2 負(fù)脈沖傳輸負(fù)脈沖泥漿脈沖發(fā)生器由泄流閥門(mén)組成，包括鉆鋌上的泄流孔和泄流閥圖 2.2 為泥漿負(fù)脈沖傳輸方式工作示意圖，當(dāng)泄流閥閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，即旁，一部分泥漿液從鉆柱內(nèi)流向環(huán)空，此時(shí)管柱內(nèi)部的泥漿壓力因泥漿液減��；當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，管柱內(nèi)泥漿壓力可慢慢恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。與泥漿生器類(lèi)似，根據(jù)流體力學(xué)的知識(shí)可知，管內(nèi)的泥漿壓力會(huì)隨著泄流閥門(mén)改變，從而在開(kāi)閉的同時(shí)，隨之產(chǎn)生了泥漿負(fù)脈沖信號(hào)[3]。

圖 2. 3 連續(xù)波傳輸方式工作示意圖Fig 2.3 The work diagram of continuous wave transmission脈沖傳輸方式，連續(xù)波傳輸具有傳輸速率高的優(yōu)勢(shì)，但其，因而對(duì)信號(hào)處理系統(tǒng)的要求比較高。當(dāng)前，在國(guó)內(nèi)關(guān)于于起步階段，關(guān)于此信號(hào)的發(fā)生和傳輸相關(guān)的研究資料也井深度和難度的增加，需要測(cè)量的井下數(shù)據(jù)也隨之增加，的數(shù)據(jù)量也隨之大幅增加，對(duì)傳輸速率也提出了更高的要沖傳輸方式的研究具有廣闊的應(yīng)用前景。號(hào)數(shù)據(jù)編碼方式到的井下數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼主要是為了減少隨鉆脈沖信號(hào)傳輸體系統(tǒng)的有效性�，F(xiàn)階段，隨著所需采集的井下數(shù)據(jù)量的脈沖信號(hào)傳輸速率要求的提升，石油開(kāi)采難度越來(lái)越大，碼技術(shù)的要求也隨之增加，選擇何種方式編碼將會(huì)直接影鉆脈沖信號(hào)的質(zhì)量。目前國(guó)內(nèi)采用最多的泥漿脈沖信號(hào)數(shù)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2758625