连通井磁测量定位技术研究-仪器科学与技术专业毕业论文

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1、分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2111203014广东工业大学硕士学位论文(工学硕士)连通井磁测量定位技术研究张强武指导教师姓名、职称：庭蘑堑麴拯专业或领域名称：丛鲞抖堂皇堇苤学生所属学院：焦!曼王猩堂医论文答辩日期：2Q!三生三旦三Q旦万方数据ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceResearchonMagneticMeasu

2、rementsPositioningTechnologyinConnectedWellsMasterCandidate：ZhangQiangwuSupervisor：Prof．TangLuxinMav2015SchoolofInformationEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou，Guangdong，P．R．China，510006万方数据摘要摘要钻井工艺中，定向井钻探要求及时准确地测量钻头所在井眼处的方向参数，以便描绘井眼轨迹

3、，指导钻井作业。其中，作业井与目标井的精确连通在现代钻井中要求越来越高，传统测井仪器已难以满足高精度、实时性的要求。本文研究了基于动态磁偶极子模型和毕奥一萨伐尔定律连通井磁测量方法，对于提高测量精度和实时性，具有较重要的学术价值和实际意义。论文综述了国内外钻井中旋转磁场定位技术研究的现状及其优缺点，设计一种基于永磁体理论和毕奥一萨伐尔定律的磁场定位测量方法，对该测量方法的机理进行，系统研究和建模仿真，并搭建了实验装置进行验证，其主要工作有：从分子环流和磁偶极子两方面介绍永磁体模型以及两者之间的联

4、系与区别，确定磁测距系统的理论依据。基于磁偶极子模型和毕奥．萨伐尔定律，建立了磁测距系统数学模型，完成了距离和角度数学表达式的推导，并结合Matlab对其动态模型进行了验证；从硬件和软件方面完成磁测距系统实验装置的设计以及系统测试。详细叙述系统的永磁体短节结构设计与材料选取、磁通门和加速度传感器选型以及电源模块、高精度AD采集模块、信号调理电路、曼切斯特编解码电路等硬件设计，并从上位机、采集板、通信板等方面介绍系统软件的设计，阐述通信板与采集板之间的通信协议；为了消除高温高压、强震动环境引入的噪

5、声干扰，实现磁测距系统的精确测量，设计分析了FIR和IIR方法下的带通滤波器并对比两种方法下滤波器的优缺点。针对FIR精度高但计算量大、耗时长、占用内存大，难以满足嵌入式系统实时性要求以及IIR设汁r结构简单，耗时短、内存消耗小但精度低、可能产生震荡的缺点，分别对其进行J7优化设计，并对比分析以确定了最佳滤波方案。实验表明，基于动态磁偶模型和毕奥．萨伐尔定律的连通井磁场测量方法可以提高数据精度、改善系统的可靠性以及进一步降低运算时间和硬件要求。此外，该测量装置可应用于钻井工作中防碰，设计满足系统

6、高精度、实时性、高可靠性的要求。关键词：旋转磁场；磁测距；永磁短节；数字滤波器；连通井万方数据广东工业大学硕士学位论文AbstractInthedrillingprocess，directionalwelldrillingrequiresmeasuringthedirectionparametersoftheboreholewherethedrillplacedtimelyandaccurately,SOastodepictthewelltrackandthenguidethedrillingw

7、ork．Amongthem，therequirementinconnectionaccuracybetweenoperatingwellsandtargetwellsinmodemdrillingtechnology,thetraditionalwelllogginginstrumentsCanhardlymeettherequirementsofhigh—precisionandreal-time．Thearticlestudiesamagneticmeasurementmethodincon

8、nectedwellswhichbasedondynamicmagneticdipolemoleculemodelandBiot-SavartLaw,ithasimportantacademicvalueandpracticalsignificanceinimprovingtheprecisionandreal—timeperformanceofthemeasurements．Thepapersummarizedtheresearchstatus，advantagesanddisadvantag