發(fā)布時間：2017-12-13 20:14

  本文關鍵詞：七芯鎧裝測井電纜傳輸特性仿真研究

  更多相關文章： 七芯鎧裝測井電纜 多導體傳輸線 有限元仿真 傳輸特性

【摘要】：石油勘探領域工程應用的實際需求以及數(shù)字采集技術的方興未艾均對測井設備的數(shù)據(jù)傳輸速度提出越來越高的要求。在井下高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研發(fā)過程中,對傳輸介質(zhì)的傳輸特性進行精細分析,有針對性地設計通訊方案是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的基本前提。千米級的七芯鎧裝測井電纜重量以噸計,在儀器設計前期獲取多種需求規(guī)格的電纜并進行測試是一項費時費力費經(jīng)費的工作,研究建模仿真方法,計算并獲得任意長度七芯鎧裝測井電纜的傳輸特性對保障研發(fā)進度是很有必要的。本文首先說明了在可能使用的頻帶(k Hz以上頻率)內(nèi),千米級的七芯鎧裝測井電纜需作為分布參數(shù)電路元件處理。數(shù)目繁多的分布參數(shù)既表征了電磁波在七芯鎧裝測井電纜中傳輸時的復雜變化,也是造成其傳輸特性難以用確定公式表示的原因。對電磁場在電纜上的變化情況進行簡化處理后,在提出七芯鎧裝測井電纜屬于準橫向電磁場假設的前提下,建立了七芯鎧裝測井電纜的多導體傳輸線模型,將七芯鎧裝測井電纜傳輸特性的仿真研究分為兩大步:計算分布參數(shù)和解傳輸線方程。然后采用有限元分析方法計算了電纜的各類單位長度分布參數(shù),發(fā)現(xiàn)隨頻率變化的單位長度分布電阻和單位長度分布電感是表征電纜傳輸特性隨頻率變化的主要要素。最后選用可方便處理頻變參數(shù)的頻率域分析方法解多導體傳輸線方程,獲得各纜芯的電壓、電流值,進而得到七芯鎧裝測井電纜的傳輸特性。對一長度為3km的七芯鎧裝測井電纜分別采用外圍纜芯和中間纜芯進行通訊時的傳輸特性進行仿真計算,并與測量結(jié)果進行對比,表明計算結(jié)果很好地反映了測量結(jié)果的變化情況,平均相對誤差為10%,并對造成誤差的原因進行分析,提出了提升精度的方法。采用中間纜芯和外圍纜芯的仿真計算數(shù)據(jù)制作3km電纜的實體仿真模型并進行測試,除因仿真計算誤差造成的幅度差異外,實體仿真模型可準確顯示電纜輸出信號的時域變化情況。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P631.81;P618.13

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本文編號：1286428