井下数据电磁感应传输方法的研究

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1、工学硕士学位论文井下数据电磁感应传输方法的研究赖智华哈尔滨工业大学2008年6月国内图书分类号:TD65+5.4国际图书分类号:621.3工学硕士学位论文井下数据电磁感应传输方法的研究硕士研究生：赖智华导师：张世平副教授申请学位：工学硕士学科、专业：仪器科学与技术所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2008年6月27日 授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TD65+5.4U.D.C.：621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineering

2、RESEARCHONTHEMETHODOF ELECTROMAGNETICINDUCTIONDATATANSMISSIONINDOWNHOLECandidate：LaiZhihuaSupervisor：Assoc.Prof.ZhangShipingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentScienceandTechnologyAffiliation:Dept.ofAutomaticTestandControlDateo

3、fDefence:June,27th,2008Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在油气勘探与钻井业，传统的泥浆脉冲法是随钻数据采集的工业标准，其典型传输速率是3~6bit/s，理想状态下能达到12bit/s。但是对于高分辨率数据采集以及高密度数据的作业，如随钻地震或者井下成像，这一速度实在太低。现有的随钻数据传输技术还有电插头法、湿接头法、无线电遥传法等，但这些方法均有一定的局限性。电磁感应随钻

4、数据传输是一种新兴的随钻数据传输技术。它利用电磁感应原理，通过在钻杆两端安装感应线圈来感应电信号，实现了数据的高速、实时传输。本文旨在建立一套完整的实验系统来模拟实际的电磁感应随钻数据传输系统的工作过程。通过实验系统的研究来发现和解决各种技术难题，为该项技术走向实用化打下基础。本文的主要工作包括：实验系统的总体方案设计、感应耦合器的特性分析及参数设计、信号的调制解调器设计、中继节电路以及相关应用程序设计。本文搭建的实验系统能够达到的最高数据传输速率为57600bit/s，可以模拟井下和地面的通信模块进行半双

5、工通信。在不加中继节电路的情况下，信号可以经过4节模拟钻杆被接收，并且数据传输正确率高于99.9%。本文利用感应耦合器来模拟钻杆的感应接头，实现信号的耦合；以二进制频移键控方式进行信号的调制和解调，载波信号的中心频率约为260kHz。中继节电路能对衰减的信号进行中继处理，并利用模拟开关切换信号通道，实现了数据的双向传输功能。关键词随钻数据传输；电磁感应；耦合器；调制解调-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInoil-gasexplorationandwelldrillingindustry,

6、thetraditionalmudpulsetelemetryistheindustrialstandardofthemeasurementwhiledrillingdataacquisition,thetypicaltransmissionspeedis3~6bit/s,undertheperfectconditioncanachieve12bit/s.But,thisspeedistoolowforhighresolutiondataacquisitionandhighdensitydatawork,s

7、uchastheearthquakewhiledrillingorthedownholeimageformation.Theexistingothertechnologiesofmeasurementwhiledrillinginclude:theplugmethod,thewetattachmentmethod,thewirelesselectromagneticmethodandsoon,thesemethodsallhavethelimitationoftheirown.Theelectromagne

8、ticinductiondatatransmissionisanewtechnologyfor datatransmissionwhiledrilling.Itbasedontheprincipleofelectromagnetic inductionandachievedahigh-speeddata,real-timetransmissionbyinstalling inductioncoilatbothen