隨著社會經濟的高速發(fā)展,石油天然氣等化石能源逐漸成為各行業(yè)不可或缺的重要資源。為了滿足日益增長的能源需求、解決復雜油氣勘探難題,自動化與智能化測井技術逐漸成為研究重點。作為智能測井的核心技術,隨鉆測井（Logging While Drilling,LWD）可以在鉆進過程中對井下地層巖石特性進行測量并上傳測井數據,地面系統(tǒng)根據地層評估結果實時指導鉆井,實現地質導向。井下數據實時高效傳輸是隨鉆測井的一個技術難點,其研究對發(fā)展隨鉆測井技術具有重要意義。目前,隨鉆測井數據傳輸速率很低,只能傳輸少量鉆頭工況信息,大量測井數據存儲在井下電路中。當鉆井作業(yè)完成提取出井下儀器后,才能獲得測井數據,無法滿足隨鉆測井實時傳輸需求。隨鉆數據聲波傳輸利用聲波為載波,鉆桿和接箍周期性相連的鉆柱為信道,可以實時傳輸井下測井數據,具有傳輸速率高、適用性強、開發(fā)成本低、操作簡單等優(yōu)點。然而,鉆柱信道的多徑時延、井下鉆頭和地面環(huán)境的強噪聲干擾等嚴重影響了聲波傳輸和檢測,限制了隨鉆聲波傳輸技術研究與開發(fā)。基于此,本文主要解決了聲波在鉆柱信道中傳輸和檢測等問題,以期實現聲波信號在鉆柱信道中的高效傳輸。本文的主要工作和創(chuàng)新如... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：166 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
縮略詞對照表
主要符號對照表
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 國內外研究現狀及趨勢
        1.2.1 泥漿脈沖傳輸技術
        1.2.2 電磁波傳輸技術
        1.2.3 智能鉆桿傳輸技術
        1.2.4 光纖傳輸技術
        1.2.5 聲波傳輸技術
        1.2.6 隨鉆數據傳輸技術對比
    1.3 本文的主要工作及結構安排
第二章 周期性鉆柱信道中聲波傳輸特性研究
    2.1 引言
    2.2 無限固體介質中彈性波的波動特性
        2.2.1 彈性波的波動原理
        2.2.2 彈性波的波動類型
    2.3 鉆桿中聲波的傳輸特性
        2.3.1 鉆桿中縱波的波動特性
        2.3.2 鉆桿中扭轉波的波動特性
        2.3.3 鉆桿中彎曲波的波動特性
        2.3.4 鉆桿中聲波傳輸的衰減特性
    2.4 鉆柱信道中聲波縱波的傳輸特性
        2.4.1 鉆柱信道的頻散特性
        2.4.2 基于有限差分法的鉆柱信道模型
        2.4.3 基于傳輸矩陣法的鉆柱信道模型
        2.4.4 基于等效聲透射法的鉆柱信道模型
        2.4.5 鉆柱信道模型對比
    2.5 鉆柱結構和阻尼邊界對聲波傳輸性能影響
        2.5.1 鉆桿級聯數對聲波傳輸性能的影響
        2.5.2 鉆桿長度對聲波傳輸性能的影響
        2.5.3 接箍橫截面積對聲波傳輸性能的影響
        2.5.4 非統(tǒng)一尺寸的結構單元對聲波傳輸性能的影響
        2.5.5 鉆井液粘滯耦合對聲波傳輸性能的影響
    2.6 聲波傳輸測試平臺設計
        2.6.1 系統(tǒng)需求分析
        2.6.2 測試模型建立
        2.6.3 發(fā)射電路設計
        2.6.4 接收電路設計
    2.7 本章小結
第三章 鉆柱信道中噪聲抑制與信號檢測方法研究
    3.1 引言
    3.2 隨鉆聲波無線傳輸信道特性研究
        3.2.1 無線信道的基本理論
        3.2.2 隨鉆數據聲波傳輸系統(tǒng)模型
        3.2.3 聲波上下行傳輸信道容量分析
    3.3 隨鉆聲波傳輸中噪聲干擾特性與模型
        3.3.1 井下環(huán)境噪聲特性分析
        3.3.2 井下鉆頭噪聲特性分析
        3.3.3 井上環(huán)境噪聲特性分析
        3.3.4 噪聲干擾模型
    3.4 隔聲體設計
        3.4.1 隔聲體原理
        3.4.2 隔聲體性能
    3.5 上行傳輸中雙接收傳感器陣列
        3.5.1 分集增益技術
        3.5.2 雙接收傳感器陣列設計
    3.6 本章小結
第四章 基于NC-OFDM的隨鉆數據聲波傳輸系統(tǒng)研究
    4.1 引言
    4.2 NC-OFDM系統(tǒng)模型
        4.2.1 NC-OFDM調制解調原理
        4.2.2 NC-OFDM抗多徑性能分析
        4.2.3 基于NC-OFDM的隨鉆數據聲波傳輸模型
    4.3 NC-OFDM系統(tǒng)發(fā)射端設計
        4.3.1 星座映射原理
        4.3.2 PAPR抑制技術
        4.3.3 導頻設計
    4.4 NC-OFDM系統(tǒng)接收端設計
        4.4.1 定時同步研究
        4.4.2 信道估計
        4.4.3 接收端信號檢測
    4.5 基于預編碼NC-OFDM的傳輸系統(tǒng)設計
        4.5.1 哈爾小波變換
        4.5.2 預編碼矩陣設計
        4.5.3 接收端信號檢測
    4.6 結果驗證與分析
        4.6.1 仿真結果分析
        4.6.2 測試結果分析
    4.7 本章小結
第五章 基于V-OFDM的隨鉆數據聲波傳輸系統(tǒng)研究
    5.1 引言
    5.2 V-OFDM系統(tǒng)模型
        5.2.1 V-OFDM調制解調原理
        5.2.2 V-OFDM與OFDM關系
        5.2.3 V-OFDM復雜度與性能
        5.2.4 基于V-OFDM的隨鉆數據聲波傳輸模型
    5.3 V-OFDM系統(tǒng)接收端設計
        5.3.1 定時同步研究
        5.3.2 信道估計
        5.3.3 接收端信號檢測
    5.4 一種V-OFDM增強型技術
        5.4.1 最優(yōu)旋轉技術
        5.4.2 接收端信號檢測
    5.5 結果驗證與分析
        5.5.1 仿真結果分析
        5.5.2 測試結果分析
    5.6 本章小結
第六章 全文總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2999019