金属管道内短距离无线传输特性研究

发布时间：2020-07-19 06:29

【摘要】：油气田勘探开发技术日益深入,所面对的井下环境越加恶劣,对井下测控技术的要求也是愈加苛刻。对于复杂油气藏的开发,采用近钻头测量技术方可快速准确地获取反映井下实际工况的钻井参数。目前,用于测量数据的传感器与随钻测量系统被动力钻具所隔开,二者之间存在相对较短的难以使用线缆进行直接连接的通信盲区,无线方式是实现其间信息传输的最好选择。因此,研究金属管道内短距离无线传输对于消除井下有线通信盲区,保障近钻头测量技术信息畅通而言意义重大。本文针对近钻头无线数据传输需求研究了基于电磁波的无线传输方式,该方式以钻杆内部圆形空间作为传输通道。论文以圆波导为出发点,借助麦克斯韦方程组及特定边界条件将所分析的信道虚拟成一个空间的场,求解出该场的主要参数随时间和空间变化的特征规律,从而实现对传输信道特性的理论分析。同时采用以数值分析为核心的手段分析了传输频率、管道半径、管壁粗糙度、管道内填充介质等对电磁波在金属管道内传输衰减特性的影响。并利用高频电磁场仿真软件CST对管道中电磁波不同模式的场分布进行仿真,分析了其传输损耗。最后通过实验测试验证了理论分析的合理性,并基于无线链路质量评估指标测试了通信距离。本论文完成对金属管道内短距离无线传输特性的研究。通过理论与实验测试分析不同管道参数、填充介质、传输频率条件下传输的衰减特性,探讨了基于电磁波的无线传输方式应用于井下环境的可行性,对于近钻头测量技术信息通信方式的研究具有一定的参考价值。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE928

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本文编号：2762052