發(fā)布時(shí)間：2021-10-26 00:26

　　電磁波隨鉆傳輸技術(shù),即EM-MWD技術(shù),由井下鉆具底部的隨鉆儀器獲取的數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)通信調(diào)制,然后用以電磁波的形式通過(guò)發(fā)射機(jī)發(fā)射向地面,由于是準(zhǔn)TEM波模的激勵(lì),電磁波會(huì)沿著鉆桿路徑到達(dá)地面,地面接收系統(tǒng)接收該電磁信號(hào),并解碼還原井下的傳感器所測(cè)量數(shù)據(jù)。這種電磁波隨鉆傳輸?shù)姆绞骄哂邢啾瘸墒斓哪酀{脈沖技術(shù)更快的傳輸速度、更低的成本、無(wú)需鉆井液等優(yōu)點(diǎn),該種傳輸方式的潛力巨大,成熟商用后,可以作為很好的代替方案,代替鉆井泥漿脈沖,尤其是在天然氣鉆井和欠平衡鉆井這類(lèi)泥漿脈沖難以應(yīng)用的場(chǎng)景有巨大的優(yōu)勢(shì)。隨著電磁波隨鉆傳輸技術(shù)的研究不斷深入,電磁波隨鉆傳輸技術(shù)也開(kāi)始從簡(jiǎn)單的功能實(shí)驗(yàn)階段轉(zhuǎn)變到實(shí)際應(yīng)用在石油和天然氣的勘探階段。本課題基于隨鉆電磁波傳輸技術(shù)的國(guó)內(nèi)外成果,指出了該課題的難點(diǎn),其一是隨鉆傳輸信號(hào)衰減大、信號(hào)擺幅隨地層電阻率變化大、信噪比低;其二是隨鉆傳輸要求在頻譜資源極其有限的限制下,實(shí)現(xiàn)高速率傳輸。針對(duì)衰減大、信號(hào)擺幅隨地層電阻率變化大、信噪比低的難點(diǎn),同時(shí)井下電池供電的限制下,在發(fā)射系統(tǒng)中選擇高效率、較大發(fā)射功率的D類(lèi)功放,調(diào)制方式采用抗噪性能好的FSK調(diào)制方式。同時(shí)采用中繼傳輸?shù)姆绞?延... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

單位功率下接收電壓和頻率的關(guān)系

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文12第三章發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案發(fā)射系統(tǒng)采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖3-1，兩種調(diào)制方法的發(fā)射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本相同，但部分模塊有針對(duì)性的差異，具體功能框圖參見(jiàn)2.2.1章節(jié)的圖2-6和圖2-7，后面的內(nèi)容將詳細(xì)講解兩個(gè)發(fā)射系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊原理及其設(shè)計(jì)思路。圖3-1發(fā)射系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖3.2調(diào)制方式調(diào)制方式主要分模擬調(diào)制與數(shù)字調(diào)制兩大類(lèi)，而隨鉆傳輸系統(tǒng)底部的儀器所輸出的信號(hào)一般為一些圖像信號(hào)或者底層參數(shù)等，已經(jīng)經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理，故采用數(shù)字調(diào)制的方式。隨鉆傳輸電磁通信信道[23]復(fù)雜，在鉆鋌井下作業(yè)過(guò)程中，不同深度的地層參數(shù)會(huì)有所波動(dòng)，傳輸?shù)男盘?hào)幅度容易受到影響，故不采用調(diào)幅方式。下面分析常用的幾種非調(diào)幅的調(diào)制方式例如BPSK、QPSK、MSK，從誤碼率、功率譜密度的方面進(jìn)行分析，如圖3-2和圖3-3所示。

第三章發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)13圖3-2三種調(diào)制方式的功率譜密度曲線(xiàn)圖3-3三種調(diào)制方式的誤碼率從以上兩張圖對(duì)比得知兩個(gè)結(jié)論，其一是BPSK誤碼率最低，MSK稍高一點(diǎn)，QPSK最高。其二是MSK的功率帶寬更窄，頻帶利用率高，在極低頻有限的帶寬資源中優(yōu)勢(shì)明顯。但是MSK載波頻率間隔很小，不利于同步和解調(diào)處理，故采用相近的FSK調(diào)制技術(shù)。而FSK相比MSK，加大了載波頻率間距，使其調(diào)制系數(shù)增大為h=1。FSK也有相位連續(xù)，且1碼、0碼波形正交的優(yōu)點(diǎn)，使得FSK實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)易，解調(diào)效果更好，波形正交也使得FSK的抗噪性能會(huì)優(yōu)于MSK，故選用FSK調(diào)制。012345678910-80-70-60-50-40-30-20-100歸一化頻率(f-fc)Tb功率譜密度(dB)BPSKQPSKMSK

【參考文獻(xiàn)】：
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