随钻电磁波接力传输控制处理系统研究
发布时间：2021-04-25 02:57
电磁随钻测量传输技术,是近年来发展起来的一种把低频电磁波当做媒介,传输井底测量数据的新兴测井技术。其具有适用性广、码元速率高、稳定可靠、成本低廉等优点。但电磁波在地层中衰减较大,所以电磁波传输仪器存在传输距离短的问题,无法适用于海上油气层的勘探和开发,难以满足工程需求。因此,基于钻杆天线和中继短节相结合的随钻电磁波接力传输技术被提出。本课题以随钻电磁波接力传输技术的现有成果为背景,分析了该技术目前所面临的一些问题,提出完整的随钻电磁波接力传输系统的设计方案,完成控制处理方法的研究和原理样机的研制。考虑到井下空间有限,供电设备不足及地层电阻率变化大等实际环境的限制,为了保证系统能够在高速率下达到长距离稳定传输的性能指标,本文选择更适用于地下传输环境的准MSK调制方式,并且采用基于DFT的数字解调方法。由于天线接收到的信号很微弱,还混有环境噪声、工频信号和其他干扰,设计了一种基于DFT的数字相关算法来进行有效信号的检测及位同步操作,不过多占用硬件资源,在相对恶劣的信噪比条件下也能完成检测和同步,使解调算法能够适应多变的井下环境。为了确保接收到的码元准确无误,检测传输的可靠性,采用CRC校验...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及面临的问题
1.3 课题研究内容
1.4 论文结构安排
第二章 随钻电磁波接力传输的基本原理及总体方案
2.1 随钻电磁波接力传输基本原理
2.1.1 电磁随钻测量原理
2.1.2 随钻电磁波接力传输工作原理
2.2 系统功能和主要技术指标
2.2.1 系统电路的功能要求
2.2.2 系统电路的技术指标
2.3 系统总体设计方案
2.4 本章小结
第三章 随钻电磁波接力传输的关键技术研究
3.1 数字调制与解调
3.1.1 数字调制方式的比较
3.1.2 准MSK信号原理
3.1.3 准MSK调制原理
3.1.4 准MSK解调原理
3.1.5 调制解调方案仿真
3.2 基于DFT的数字相关算法
3.3 CRC校验算法
3.4 本章小结
第四章 软件开发与样机功能实现
4.1 井下发射系统
4.1.1 发射系统硬件平台
4.1.2 CRC编码的软件实现
4.1.3 准MSK调制的软件实现
4.1.4 电流监控电路的软件实现
4.2 地面接收系统
4.2.1 接收系统硬件平台
4.2.2 ADC采样控制的软件实现
4.2.3 数字滤波器的软件实现
4.2.4 信号检测与解调的软件实现
4.2.5 CRC解码的软件实现
4.2.6 串口输出模块的软件实现
4.3 中继转发系统
4.3.1 中继转发的方案设计
4.3.2 转发控制模块的软件实现
4.4 本章小节
第五章 功能测试与系统联调
5.1 各模块功能调试
5.1.1 发射模块功能调试
5.1.2 接收模块功能调试
5.1.3 中继转发模块功能调试
5.2 收发样机整体调试
5.3 实地联合调试
5.4 本章小结
第六章 结束语
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁波随钻测量系统（EMWD）现状分析[J]. 陈兴祥,刘虎,冉富强. 中国石油和化工标准与质量. 2017(19)
[2]基于MATLAB的FIR滤波器的仿真与设计[J]. 刘俊宏,杨晨光,张花普. 电脑知识与技术. 2016(33)
[3]井下电磁中继传输技术研究及应用[J]. 胡越发,杨春国,高炳堂,王立双. 科技导报. 2015(15)
[4]国内EM-MWD技术发展现状及在煤层气中的应用展望[J]. 杜俊杰,范业活,韩永国. 中国煤层气. 2014(04)
[5]无线随钻测量数据传输原理与优缺点分析[J]. 李洪彪. 中国石油和化工标准与质量. 2014(10)
[6]嵌入式系统CRC循环冗余校验算法设计研究[J]. 彭伟. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2012(03)
[7]无线随钻测量信息传输的现状与问题[J]. 袁鹏斌,余荣华,欧阳志英. 焊管. 2010(10)
[8]FSK信号非相干解调的数字实现[J]. 王伟,张靖,王伟伟. 无线电通信技术. 2010(04)
[9]FIR数字滤波器的FPGA实现研究[J]. 刘庆良,卢荣军,李建清. 电子设计工程. 2010(03)
[10]随钻测量技术的发展现状及前景展望[J]. 孟耀华,朱宝泉,杨坤. 黑龙江科技信息. 2008(34)
博士论文
[1]煤矿井下电磁波随钻测量系统关键技术研究[D]. 王家豪.中国地质大学 2015
硕士论文
[1]随钻电磁传输的建模与应用[D]. 许斌.电子科技大学 2017
[2]随钻电磁测量电磁波传输技术的研究[D]. 汪松.燕山大学 2016
[3]随钻测量无线电磁传输中模拟系统的设计与实现[D]. 严丰.电子科技大学 2016
[4]AOTF近红外光谱仪中信号检测的研究与设计[D]. 杨行.电子科技大学 2015
[5]煤矿井下顺层钻孔中煤层厚度随钻探测方法研究[D]. 王文龙.河南理工大学 2015
[6]数字信号处理方法设计与实验平台实现[D]. 杜留锋.天津大学 2013
[7]基于XC3S500E芯片学生实验板的实验教学系统的设计[D]. 彭建伟.成都理工大学 2011
[8]MSK数字化调制解调技术研究[D]. 胡敏.中南大学 2007
本文编号：3158569
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及面临的问题
1.3 课题研究内容
1.4 论文结构安排
第二章 随钻电磁波接力传输的基本原理及总体方案
2.1 随钻电磁波接力传输基本原理
2.1.1 电磁随钻测量原理
2.1.2 随钻电磁波接力传输工作原理
2.2 系统功能和主要技术指标
2.2.1 系统电路的功能要求
2.2.2 系统电路的技术指标
2.3 系统总体设计方案
2.4 本章小结
第三章 随钻电磁波接力传输的关键技术研究
3.1 数字调制与解调
3.1.1 数字调制方式的比较
3.1.2 准MSK信号原理
3.1.3 准MSK调制原理
3.1.4 准MSK解调原理
3.1.5 调制解调方案仿真
3.2 基于DFT的数字相关算法
3.3 CRC校验算法
3.4 本章小结
第四章 软件开发与样机功能实现
4.1 井下发射系统
4.1.1 发射系统硬件平台
4.1.2 CRC编码的软件实现
4.1.3 准MSK调制的软件实现
4.1.4 电流监控电路的软件实现
4.2 地面接收系统
4.2.1 接收系统硬件平台
4.2.2 ADC采样控制的软件实现
4.2.3 数字滤波器的软件实现
4.2.4 信号检测与解调的软件实现
4.2.5 CRC解码的软件实现
4.2.6 串口输出模块的软件实现
4.3 中继转发系统
4.3.1 中继转发的方案设计
4.3.2 转发控制模块的软件实现
4.4 本章小节
第五章 功能测试与系统联调
5.1 各模块功能调试
5.1.1 发射模块功能调试
5.1.2 接收模块功能调试
5.1.3 中继转发模块功能调试
5.2 收发样机整体调试
5.3 实地联合调试
5.4 本章小结
第六章 结束语
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁波随钻测量系统（EMWD）现状分析[J]. 陈兴祥,刘虎,冉富强. 中国石油和化工标准与质量. 2017(19)
[2]基于MATLAB的FIR滤波器的仿真与设计[J]. 刘俊宏,杨晨光,张花普. 电脑知识与技术. 2016(33)
[3]井下电磁中继传输技术研究及应用[J]. 胡越发,杨春国,高炳堂,王立双. 科技导报. 2015(15)
[4]国内EM-MWD技术发展现状及在煤层气中的应用展望[J]. 杜俊杰,范业活,韩永国. 中国煤层气. 2014(04)
[5]无线随钻测量数据传输原理与优缺点分析[J]. 李洪彪. 中国石油和化工标准与质量. 2014(10)
[6]嵌入式系统CRC循环冗余校验算法设计研究[J]. 彭伟. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2012(03)
[7]无线随钻测量信息传输的现状与问题[J]. 袁鹏斌,余荣华,欧阳志英. 焊管. 2010(10)
[8]FSK信号非相干解调的数字实现[J]. 王伟,张靖,王伟伟. 无线电通信技术. 2010(04)
[9]FIR数字滤波器的FPGA实现研究[J]. 刘庆良,卢荣军,李建清. 电子设计工程. 2010(03)
[10]随钻测量技术的发展现状及前景展望[J]. 孟耀华,朱宝泉,杨坤. 黑龙江科技信息. 2008(34)
博士论文
[1]煤矿井下电磁波随钻测量系统关键技术研究[D]. 王家豪.中国地质大学 2015
硕士论文
[1]随钻电磁传输的建模与应用[D]. 许斌.电子科技大学 2017
[2]随钻电磁测量电磁波传输技术的研究[D]. 汪松.燕山大学 2016
[3]随钻测量无线电磁传输中模拟系统的设计与实现[D]. 严丰.电子科技大学 2016
[4]AOTF近红外光谱仪中信号检测的研究与设计[D]. 杨行.电子科技大学 2015
[5]煤矿井下顺层钻孔中煤层厚度随钻探测方法研究[D]. 王文龙.河南理工大学 2015
[6]数字信号处理方法设计与实验平台实现[D]. 杜留锋.天津大学 2013
[7]基于XC3S500E芯片学生实验板的实验教学系统的设计[D]. 彭建伟.成都理工大学 2011
[8]MSK数字化调制解调技术研究[D]. 胡敏.中南大学 2007
本文编号：3158569
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