智能导向钻井下行无线通讯关键技术研究

发布时间：2018-11-10 07:16

【摘要】：随着现代钻井技术的发展,智能导向钻井新技术的研制和开发成为钻井领域的重要研究方向。下行通讯技术是实现地面监控系统对井下钻井工具钻井轨迹实时控制和调整的关键技术之一。本文选取三降三升钻井液负脉冲信号下传方式,利用井下涡轮电机实现对下行传输指令的接收,完成了对下行指令包含的导向力和工具面角等参数的解码。本文在简要介绍了旋转导向钻井系统的组成和下行通讯技术基本原理,以三降三升编码理论为依据,设计了地面下传的指令编码,建立了导向钻井地面指令编码与导向力关系;针对钻铤中的空间尺寸和井下工作条件限制,设计了以井下涡轮电机作为信号接收器的硬件电路,实现了对钻井液排量变化的检测;针对井下泥浆负脉冲的脉宽识别进行了研究,设计了以Stm32微处理器为核心的解码软件程序,利用软件阈值识别的方法对井下脉宽进行了解码,并在软件程序中设计了对干扰信号的识别和剔除;利用地面模拟实验装置对地面传输指令编码、井下解码电路和软件程序进行了实验测试,实验结果验证了指令编码、硬件电路和软件程序的可行性。
[Abstract]:With the development of modern drilling technology, the research and development of new intelligent steering drilling technology has become an important research direction in drilling field. Downlink communication technology is one of the key technologies to realize real time control and adjustment of downhole drilling tool trajectory by surface monitoring system. In this paper, the down-hole turbine motor is used to realize the downlink transmission instruction, and the downlink instruction is decoded by the down-hole turbine motor, which includes the guidance force and the tool surface angle. In this paper, the composition of rotary steering drilling system and the basic principle of downlink communication technology are briefly introduced. Based on the three descent and three liter coding theory, the instruction code for ground down transmission is designed, and the relationship between ground instruction coding and steering force is established. Aiming at the limitation of space size and downhole working conditions in drill collar, a hardware circuit with downhole turbine motor as signal receiver is designed to detect the change of drilling fluid displacement. In this paper, the pulse width recognition of mud negative pulse is studied, and the decoding software program based on Stm32 microprocessor is designed, and the downhole pulse width is decoded by the method of software threshold recognition. In the software program, the interference signal recognition and elimination are designed. The ground transmission instruction coding, downhole decoding circuit and software program are tested by the ground simulation experimental device. The experimental results verify the feasibility of the instruction coding, hardware circuit and software program.
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN92;TE242

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本文编号：2321766