井下作業(yè)機器人具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、作業(yè)效率高,且通過單次行程,能對井下多個油氣層進行作業(yè),成為多層井、水平井作業(yè)的發(fā)展方向。但該作業(yè)方式需要對井下數(shù)量眾多的智能工具進行精確定位、識別及實時控制,使得井下數(shù)據(jù)傳輸變得異常重要。現(xiàn)有的鉆井過程數(shù)據(jù)傳輸及智能井?dāng)?shù)據(jù)傳輸?shù)确椒o法滿足機器人作業(yè)的數(shù)據(jù)傳輸需要,NFC技術(shù)能在短距離內(nèi)識別設(shè)備并快速、高效的進行數(shù)據(jù)交換,為機器人作業(yè)的數(shù)據(jù)傳輸提供了新的思路。根據(jù)機器人作業(yè)對數(shù)據(jù)實時雙向無線傳輸?shù)男枨?本文選用NFC技術(shù)作為機器人作業(yè)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),并結(jié)合NFC技術(shù)特點,提出了一套多層井井下數(shù)據(jù)NFC無線傳輸系統(tǒng)整體方案,實現(xiàn)機器人對井下眾多智能工具的精確定位、識別及實時控制,對機器人在井下高效作業(yè)具有重大意義�，F(xiàn)將主要研究內(nèi)容總結(jié)如下:(1)以機器人與井下智能工具間數(shù)據(jù)傳輸為研究對象,分析了國內(nèi)外井上井下數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究現(xiàn)狀,對比不同的數(shù)據(jù)傳輸方式,結(jié)合機器人作業(yè)對數(shù)據(jù)實時雙向無線傳輸?shù)男枨?確定了使用NFC技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸。(2)利用NFC技術(shù)無線傳輸理論,結(jié)合NFC技術(shù)特點,提出了一套多層井井下數(shù)據(jù)NFC無線傳輸系統(tǒng)整體方案,并進行硬件設(shè)計及實現(xiàn)。搭建了硬件實驗平臺,進行了實驗研究,包括NFC模塊與標(biāo)簽、兩個NFC模塊之間數(shù)據(jù)傳輸實驗,用于模擬機器人作業(yè)對井下智能工具的定位、識別及控制,從而驗證了方案的可行性。(3)仿真分析了完井階段井下環(huán)境因素對井下數(shù)據(jù)NFC無線傳輸系統(tǒng)的影響規(guī)律,由于金屬管的渦流效應(yīng),導(dǎo)致線圈磁場比空氣中小;通過增加鐵氧體屏蔽層的方法,能有效隔絕金屬管影響,提高線圈磁場強度,并給出了屏蔽層參數(shù)選擇方法。(4)進行了實驗研究,采用阻抗分析儀測量線圈電感值,與仿真值進行對比分析,得出了金屬管、屏蔽層等因素對線圈磁場強度的影響規(guī)律。搭建了系統(tǒng)實驗平臺,進行了相關(guān)實驗研究,主要包括:不同直徑發(fā)射線圈與固定直徑標(biāo)簽在金屬管中感應(yīng)電壓實驗、感應(yīng)距離實驗、感應(yīng)速度實驗,驗證了井下數(shù)據(jù)NFC無線傳輸系統(tǒng)在井下工作的可行性與可靠性。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE928
【部分圖文】：

圖 1-1 InCharge 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖知，鉆井過程主要通過鉆井液、地層或鉆桿境因素干擾，信號不穩(wěn)定、衰減大、可靠性程中數(shù)據(jù)主要通過液壓、光纖或電纜進行傳施工及作業(yè)困難，僅適用于分層較少的油氣、水平井眾多的分層作業(yè)需要，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在輸，2003 年開始，國外石油公司積極尋求 開發(fā)了許多新型石油井下工具[28]。RFID 技術(shù)別性、能夠自動識別、無復(fù)雜操作，傳輸速Petrowell[29]在井下閥門等工具上安裝讀寫標(biāo)簽讀寫設(shè)備供電。在地面操作平臺處投遞用玻簽隨著井下液體運動，當(dāng)標(biāo)簽經(jīng)過讀寫設(shè)備讀寫設(shè)備，讀寫設(shè)備把標(biāo)簽中信息用于控制作平臺對井下工具的控制。2010 年，Weath RFID 滑套共同組成的完井管柱，在加拿大φ

圖 1-2 油井?dāng)?shù)據(jù)交換系統(tǒng)金立等[32]研究了適用于井下眾多油層作業(yè)的 大學(xué)張哲[33]深入研究 RFID 技術(shù)的基礎(chǔ)上，將據(jù)傳輸。仿真研究了油管內(nèi)介質(zhì)、天線繞制形D 系統(tǒng)中天線磁場的影響，獲得影響系統(tǒng)工作進行實驗，與有限元分析的結(jié)果相互驗證，為下設(shè)備提供理論支持。[34]碩士學(xué)位論文研制了油田注水控制系統(tǒng)，原到金屬管及管內(nèi)液體的影響，導(dǎo)致不能正常讀天線在空氣中、金屬管中、飽和鹽水管道中天比較，得出金屬管渦流是天線電感減小的原因?qū)⒋磐ㄊ`在環(huán)內(nèi)，消除金屬管道的渦流影響標(biāo)簽讀取正常。

圖 1-3 油田注水控制系統(tǒng)原理圖中科技大學(xué)謝亞軍[35]、何虎[36]分別利用 RFID 技術(shù)仿真分析了金屬管、鉆井液、井下環(huán)境動態(tài)擾動對加鐵氧體屏蔽層的方式，用于隔絕井下環(huán)境對天線化設(shè)計。實驗研究了石油井下環(huán)境對系統(tǒng)的影響，完成了樣機研制，并進行了性能測試實驗，表明 RF輸具有可行性與可靠性。研究中，系統(tǒng)頻率均為低頻 125KHz，使用天線匝感為幾百微亨，均會受到井下環(huán)境的影響，通過添解決。應(yīng)用方式均為井下工具上安裝 RFID 讀寫器，對井下工具進行控制。但信息流是單向的，數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)實時監(jiān)測及實時控制。NFC 技術(shù)從 RFID 技術(shù)D 技術(shù)優(yōu)勢，同時多個 NFC 模塊間可以進行數(shù)據(jù)傳多的優(yōu)勢。[37]
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊揚;;基于RFID的無線傳輸系統(tǒng)[J];科技經(jīng)濟導(dǎo)刊;2017年16期

2 楊勇;彭紅波;陳曉鋮;李少華;楊秋玲;;車載監(jiān)護無線傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[J];中國數(shù)字醫(yī)學(xué);2007年12期

3 蘇長贊;;一種簡單數(shù)據(jù)采集無線傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];儀表技術(shù);2007年02期

4 李旻;劉丹;劉修泉;;微機器人膠囊能量無線傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2016年11期

5 于劭鵬;;港口鐵路調(diào)車作業(yè)計劃無線傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用[J];港口科技;2014年06期

6 ;錄井?dāng)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸系統(tǒng)[J];錄井工程;2005年03期

7 畢文仲,王廣龍,王曉浩,葉雄英,周兆英,包桂秋;微型飛行器機載攝像與無線傳輸系統(tǒng)的研究[J];電視技術(shù);2002年06期

8 廖敏,鐘章隊;高速鐵路無線傳輸系統(tǒng)有效性分析[J];中國鐵路;2000年03期

9 余寧;馬令坤;;無線傳輸系統(tǒng)中低噪聲放大器的設(shè)計[J];無線互聯(lián)科技;2017年09期

10 潘斌;;一種連續(xù)壓機的實時在線測量無線傳輸系統(tǒng)[J];木材加工機械;2011年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李運華;無線傳輸系統(tǒng)中的載波與符號同步技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孫洋;多層井井下數(shù)據(jù)NFC無線傳輸系統(tǒng)研制與實現(xiàn)[D];武漢理工大學(xué);2018年

2 王曉坤;基于PWM整流器的電能無線傳輸系統(tǒng)研究[D];中國計量大學(xué);2017年

3 夏詠志;多種終端之間文件加解密無線傳輸系統(tǒng)的實現(xiàn)[D];東南大學(xué);2018年

4 郭昊旻;802.11ax高密系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2018年

5 孟坤;基于WLAN的車地?zé)o線傳輸系統(tǒng)研究[D];大連交通大學(xué);2017年

6 何強;資源勘探信息的無線傳輸系統(tǒng)協(xié)議棧研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2012年

7 楊明;電力遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集無線傳輸系統(tǒng)設(shè)計[D];北方工業(yè)大學(xué);2014年

8 朱興華;基于Wi-Fi技術(shù)的心音無線傳輸系統(tǒng)設(shè)計[D];重慶大學(xué);2015年

9 周洋;基于GPRS無線傳輸系統(tǒng)的研究[D];河北科技大學(xué);2012年

10 劉曉東;基于藍(lán)牙技術(shù)的心音無線傳輸系統(tǒng)的研究[D];重慶大學(xué);2004年

本文編號：2846468