连续波泥浆信道传输的编解码方案研究
发布时间：2022-02-24 23:35
通过随钻测量（Measurement While Drilling）技术,井下数据信息能够高效、正确地与井上地面系统进行沟通。在当前的石油勘探开发形式需求下,MWD系统在各种各样状况复杂的工程中应用的十分普遍。其中基于泥浆信道的连续压力波数据传输在传输能力、干扰控制等方面有着巨大的优势,在深层井开发以及慢机械转速的随钻测井工作当中展现出了很大的商业价值。本课题重点研究在于基于泥浆信道连续压力波数据传输的多进制相位调制方案。目前在国内的产品中,多采用2PSK方式,通过观察发现如果采用4PSK乃至8PSK技术,与现有的2PSK相比,能够在相同的带宽和载频下,使得信息传输速率成倍提升。首先通过综合考虑井下的实际情况,本课题设计了基于泥浆信道的连续压力波数据传输系统的编解码方案,设计了相应的编码电路以及译码电路,同时选定纠错方案。然后利用傅里叶变换的知识,分析基于泥浆信道连续波8PSK信号的时域特性;基于8PSK信号表达式和随机信号处理的相关知识,对8PSK信号的功率谱密度进行仿真;基于频域和时域特征分析,分析比较QPSK信号和8PSK信号的有效性;对8PSK信号的解调进行分析研究。最后对井口...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泥浆脉冲数据传输系统框图
泥浆脉冲技术的发明早在 1920s 就已经被提出，并于 1950s 开始，应用到实际的测井工作当中。其主要的优点是不需要再单独研制开发配套的传输介质设备，单纯在泥浆信道中传输数据，缺点为速度慢，且容易受到强噪声的影响。与此同时，泥浆脉冲系统对于泥浆的物理性质有着比较多的要求，例如含气量不得高于7%，含沙量不得高于 4%等等。目前运用此种技术进行数据信号传输方式主要有三种：正脉冲、负脉冲和连续压力波[21]。2.2 泥浆脉冲数据传输技术方案2.2.1 正脉冲数据传输井下泥浆信道中的正脉冲信号发生器的工作原理，主要是其中液压调节器对阀门进行控制，当阀门运动时，泥浆钻井液产生压力的提升，从而形成脉冲信号，是目前应用比较广泛的技术[23]。
图 2.3 正脉冲发生器结构示意图. 2.3 Positive pulse generator structure生器主体部分是 8 发射器与传感器当阀门运动时，泥浆钻井液产生压 3 推动；阀门 2、水力放大器和 8 传发电设备。输，速度比较慢。因为虽然理论上射信号，但是当钻进工作进行时，能进行，同时每个参数的传输需要脉冲信号发生器的工作原理，主要环空部分，随着阀门不断的工作，后经由泥浆信道传输至井口。
【参考文献】：
期刊论文
[1]随钻测量系统泥浆脉冲传输方式介绍[J]. 杨谦,王智明,张玉美. 湖南农机. 2010(05)
[2]泥浆脉冲信号的小波检测方法研究及应用[J]. 李宏,方世辉,李族,张光华. 长江大学学报(自然科学版)理工卷. 2010(01)
[3]钻井液连续压力波差分相移键控信号的传输特性分析[J]. 沈跃,苏义脑,李林,李根生. 石油学报. 2009(04)
[4]无线随钻系统噪声信号分析与控制[J]. 郭建军,刘海军,权景明. 石油矿场机械. 2008(09)
[5]去除随钻测量信号中噪声及干扰的新方法[J]. 赵建辉,王丽艳,盛利民,王家进. 石油学报. 2008(04)
[6]钻井液水力通信通道传输信号的时频特性分析[J]. 孙东奎,董绍华. 石油机械. 2008(04)
[7]随钻测量系统脉冲信号特征提取的多尺度方法[J]. 李建勋,王睿,柯熙政,李昕,耶亚林. 钻采工艺. 2008(01)
[8]连续波钻井液脉冲发生器结构设计探讨[J]. 王智明,菅志军,李相方,贺麦红,许朝辉. 石油机械. 2007(12)
[9]无线随钻测量技术的应用现状与发展趋势[J]. 马哲,杨锦舟,赵金海. 石油钻探技术. 2007(06)
[10]钻井液正脉冲井底信号传输系统分析[J]. 孙东奎,董绍华. 石油机械. 2007(11)
硕士论文
[1]泥浆脉冲器脉冲发生机理研究[D]. 杨谦.吉林大学 2011
[2]钻井液连续压力波QPSK信号的构建及沿定向井筒传输特性的研究[D]. 朱军.中国石油大学 2010
[3]MWD旋转阀连续压力波发生器结构研究及转子受力分析[D]. 高敦升.中国石油大学 2010
[4]基于脉宽及脉位调制的钻井液压力MPSK信号的数学建模及信号特性分析[D]. 李翠.中国石油大学 2010
本文编号：3643674
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泥浆脉冲数据传输系统框图
泥浆脉冲技术的发明早在 1920s 就已经被提出，并于 1950s 开始，应用到实际的测井工作当中。其主要的优点是不需要再单独研制开发配套的传输介质设备，单纯在泥浆信道中传输数据，缺点为速度慢，且容易受到强噪声的影响。与此同时，泥浆脉冲系统对于泥浆的物理性质有着比较多的要求，例如含气量不得高于7%，含沙量不得高于 4%等等。目前运用此种技术进行数据信号传输方式主要有三种：正脉冲、负脉冲和连续压力波[21]。2.2 泥浆脉冲数据传输技术方案2.2.1 正脉冲数据传输井下泥浆信道中的正脉冲信号发生器的工作原理，主要是其中液压调节器对阀门进行控制，当阀门运动时，泥浆钻井液产生压力的提升，从而形成脉冲信号，是目前应用比较广泛的技术[23]。
图 2.3 正脉冲发生器结构示意图. 2.3 Positive pulse generator structure生器主体部分是 8 发射器与传感器当阀门运动时，泥浆钻井液产生压 3 推动；阀门 2、水力放大器和 8 传发电设备。输，速度比较慢。因为虽然理论上射信号，但是当钻进工作进行时，能进行，同时每个参数的传输需要脉冲信号发生器的工作原理，主要环空部分，随着阀门不断的工作，后经由泥浆信道传输至井口。
【参考文献】：
期刊论文
[1]随钻测量系统泥浆脉冲传输方式介绍[J]. 杨谦,王智明,张玉美. 湖南农机. 2010(05)
[2]泥浆脉冲信号的小波检测方法研究及应用[J]. 李宏,方世辉,李族,张光华. 长江大学学报(自然科学版)理工卷. 2010(01)
[3]钻井液连续压力波差分相移键控信号的传输特性分析[J]. 沈跃,苏义脑,李林,李根生. 石油学报. 2009(04)
[4]无线随钻系统噪声信号分析与控制[J]. 郭建军,刘海军,权景明. 石油矿场机械. 2008(09)
[5]去除随钻测量信号中噪声及干扰的新方法[J]. 赵建辉,王丽艳,盛利民,王家进. 石油学报. 2008(04)
[6]钻井液水力通信通道传输信号的时频特性分析[J]. 孙东奎,董绍华. 石油机械. 2008(04)
[7]随钻测量系统脉冲信号特征提取的多尺度方法[J]. 李建勋,王睿,柯熙政,李昕,耶亚林. 钻采工艺. 2008(01)
[8]连续波钻井液脉冲发生器结构设计探讨[J]. 王智明,菅志军,李相方,贺麦红,许朝辉. 石油机械. 2007(12)
[9]无线随钻测量技术的应用现状与发展趋势[J]. 马哲,杨锦舟,赵金海. 石油钻探技术. 2007(06)
[10]钻井液正脉冲井底信号传输系统分析[J]. 孙东奎,董绍华. 石油机械. 2007(11)
硕士论文
[1]泥浆脉冲器脉冲发生机理研究[D]. 杨谦.吉林大学 2011
[2]钻井液连续压力波QPSK信号的构建及沿定向井筒传输特性的研究[D]. 朱军.中国石油大学 2010
[3]MWD旋转阀连续压力波发生器结构研究及转子受力分析[D]. 高敦升.中国石油大学 2010
[4]基于脉宽及脉位调制的钻井液压力MPSK信号的数学建模及信号特性分析[D]. 李翠.中国石油大学 2010
本文编号：3643674
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