【摘要】：油氣田勘探開發(fā)技術(shù)日益深入,所面對(duì)的井下環(huán)境越加惡劣,對(duì)井下測控技術(shù)的要求也是愈加苛刻。對(duì)于復(fù)雜油氣藏的開發(fā),采用近鉆頭測量技術(shù)方可快速準(zhǔn)確地獲取反映井下實(shí)際工況的鉆井參數(shù)。目前,用于測量數(shù)據(jù)的傳感器與隨鉆測量系統(tǒng)被動(dòng)力鉆具所隔開,二者之間存在相對(duì)較短的難以使用線纜進(jìn)行直接連接的通信盲區(qū),無線方式是實(shí)現(xiàn)其間信息傳輸?shù)淖詈眠x擇。因此,研究金屬管道內(nèi)短距離無線傳輸對(duì)于消除井下有線通信盲區(qū),保障近鉆頭測量技術(shù)信息暢通而言意義重大。本文針對(duì)近鉆頭無線數(shù)據(jù)傳輸需求研究了基于電磁波的無線傳輸方式,該方式以鉆桿內(nèi)部圓形空間作為傳輸通道。論文以圓波導(dǎo)為出發(fā)點(diǎn),借助麥克斯韋方程組及特定邊界條件將所分析的信道虛擬成一個(gè)空間的場,求解出該場的主要參數(shù)隨時(shí)間和空間變化的特征規(guī)律,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸信道特性的理論分析。同時(shí)采用以數(shù)值分析為核心的手段分析了傳輸頻率、管道半徑、管壁粗糙度、管道內(nèi)填充介質(zhì)等對(duì)電磁波在金屬管道內(nèi)傳輸衰減特性的影響。并利用高頻電磁場仿真軟件CST對(duì)管道中電磁波不同模式的場分布進(jìn)行仿真,分析了其傳輸損耗。最后通過實(shí)驗(yàn)測試驗(yàn)證了理論分析的合理性,并基于無線鏈路質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)測試了通信距離。本論文完成對(duì)金屬管道內(nèi)短距離無線傳輸特性的研究。通過理論與實(shí)驗(yàn)測試分析不同管道參數(shù)、填充介質(zhì)、傳輸頻率條件下傳輸?shù)乃p特性,探討了基于電磁波的無線傳輸方式應(yīng)用于井下環(huán)境的可行性,對(duì)于近鉆頭測量技術(shù)信息通信方式的研究具有一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE928

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本文編號(hào)：2762052