钻孔测井雷达关键技术与原理样机研究

发布时间：2023-01-05 11:23

　　在科研团队原有研究基础上,较为系统地研究了时域信号源、时域收发天线、微波与控制电路、数据采集与成像算法等钻孔测井成像雷达各子系统的关键技术;设计并研制了一款基于冲激体制的钻孔测井成像雷达原理样机,并在实验测试井中进行了实验测试,测试结果达到预期要求。针对提高时域信号源峰值功率、降低触发抖动、减小时域信号源电磁辐射干扰,以及脉冲波形整形等难点技术进行了应用基础与实验测试分析;设计并研制了基于固态快速开关器件（雪崩三极管）和Marx电路的时域信号源,信号源峰值电压500 V,峰-峰值脉宽0.5 ns（双极脉冲波形）、重频1-50 KHz可调、幅度抖动1.1%、方均根时间抖动30 ps。针对石油钻孔特定应用环境以及对时域天线设计的宽带匹配、小型化与高辐射效率、波形高保真要求、拖尾信号抑制、全向发射与定向接收等难点技术要求,采用仿真与实验相结合方法,设计并研制了基于电阻加载的偶极子全向发射天线与定向辐射的改进型单极子接收天线;收、发天线带宽0.3-2.5 GHz,时域增益3 dBi,阻抗变化范围40-60Ω,波形保真系数95%,主信号与拖尾信号幅值比10:1,拖尾信号持续时间小于2 ns;发射... 

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

不同σ取值下衰减常数、相移常数随频率的变化。(a)衰减常数α随频率的变化(εr=4);(b)相移常数β随频率的变化(εr=4)

图1-4时域信号某频段被吸收后的时域波形变化情况。(a)0.1-10 GHz时域信号频谱分布;(b)0.1-10 GHz时域信号波形;(c)L波段频谱被吸收后的频谱分布;(d)L波段频谱被吸收后时域信号波形

各阶高斯函数时域波形及其对应的频谱分布。(a)各阶高斯函数时域波形;(b)各阶高斯函数频谱分布

【参考文献】：
期刊论文
[1]Optimized analysis of sharpening characteristics of a compact RF pulse source based on a gyro-magnetic nonlinear transmission line for ultrawideband electromagnetic pulse application[J]. 铁维昊,孟萃,赵程光,鲁小刚,谢军,蒋丹,闫自让.  Plasma Science and Technology. 2019(09)
[2]Roles of voltage in semi-insulating GaAs photoconductive semiconductor switch[J]. 崔海娟,杨宏春,徐军,杨宇明,杨子贤.  Chinese Physics B. 2017(01)
[3]不依赖源子波的跨孔雷达时间域波形反演[J]. 刘四新,孟旭,傅磊.  地球物理学报. 2016(12)
[4]一种加速时域成像算法及其自聚焦方法[J]. 曾乐天,梁毅,李震宇,怀园园,邢孟道.  西安电子科技大学学报. 2017(01)
[5]一种利用双源反激的随钻声波测井方法[J]. 张博,唐晓明,苏远大,祁晓.  地球物理学报. 2016(03)
[6]远探测声反射波测井裂缝识别条件分析（英文）[J]. 张宫,李宁,郭宏伟,武宏亮,罗超.  Applied Geophysics. 2015(04)
[7]Modeling of Borehole Radar for Well Logging Using Pseudo-spectral Time Domain Algorithm[J]. 林树海.  Journal of Earth Science. 2009(06)
[8]超宽带雷达时域成像算法及仿真[J]. 戴乐,黄仕家.  现代雷达. 2003(02)
[9]利用高频电磁波测井反演地层介电常数和电阻率[J]. 邢光龙,张美玲,刘曼芬,杨善德.  地球物理学报. 2002(03)
[10]声波测井仪器发展评述[J]. 薛梅,楚泽涵,姜皓.  石油仪器. 2000(05)

博士论文
[1]冲激雷达关键技术研究[D]. 王章静.电子科技大学 2016
[2]瞬态脉冲雷达成像测井及实验研究[D]. 马春光.电子科技大学 2015

硕士论文
[1]VHF/UHF低剖面宽带定向天线的研究[D]. 龙江涌.西安电子科技大学 2015
[2]钻孔测井雷达时域收发天线的研究[D]. 侯静.电子科技大学 2012



本文编号：3727902