智能钻柱电缆的非均匀传输线阻抗模型建立及仿真研究.pdf

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1、图书分类号：学校代码：士學位论文论文题百智能钻柱电缆的非均匀传输线阻抗模型建立及仿真研究研究生姓名导师姓名胡泽（教授）学科专业测试计量技术及仪器研究方向智能化仪器及计算机控制二一五年六月西南石油大学研究生学位论文知识产权声明书及学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西南石油大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研

2、究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西南石油大学。本学位论文属于、保密（），在年解密后适用本授权书。、不保密（）请在以上相应括号内打“”）学位论文作者签名：一指导教师签名：货年月⋯曰冗卞年月曰西南石油大学研究生学位论文独创性声明本人声明：所呈交的研究生学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含其他人为获得西南石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名年“日摘要在地质导向钻井

3、、定向井、水平井、智能井等新技术的推动下石油工业迈入自动化、信息化、智能化阶段，需要采集并记录的钻井动态参数越来越多。传统泥浆脉冲等无线随钻信息传输方式，暴露出数据传输速率低、时延长、只能单工通信等缺点，已使其不能满足大量随钻参数实时快速的传输要求。面临石油钻井信息通信技术提出的新挑战，智能钻柱在实现从地面提供动力电能到井下的同时，也具备了井下与地面之间的随钻测控信息的双向闭环传输通道，且保证了实时性，为实现零时差的高速有线信息传输提供了可能。由于电缆传输线在长距离信息传输方面的优势较为明显，适合于传输钻井过程中的各种随钻测量信号，因此，在智能钻井发展方面，电缆传输线的信息传输方式研究将

4、成为智能钻柱的重点。本文在非均匀传输线理论的基础上，以智能钻柱电缆非均勻传输线电力、信息“二合一”为起点，结合智能钻柱的结构及电力传输线特性，分析了智能钻柱电缆非均勻传输线传输特性的影响因子，对智能钻柱非均匀传输线的信道模型进行研究。本文根据非均勻传输线的场路特性及分布参数模型，分析了智能钻杆和钻杆接头处的电气特性参数，考虑温度变化对智能钻柱电缆阻抗的影响，得出非均匀传输线的传递函数和传输矩阵，建立了智能钻柱电缆的非均匀传输线阻抗模型。利用仿真软件搭建完整的通信系统，对智能钻柱电缆的非均匀传输线阻抗模型进行仿真，分析结果，探究信号传输速率、传输距离，以及选取调制解调方式对数据传输质量的影

5、响。本论文完成了智能钻柱电缆的非均匀传输线信道传输特性的分析，建立了智能钻柱电缆的非均勻传输线阻抗模型，并搭建通信模型对其进行仿真，分析了不同参数条件下的通信性能，为智能钻柱信息传输太式研究提供一定的参考。关键词：智能钻柱；电缆线；非均勻传输线；阻抗模型；通信模型AbstractInthepromotionofnewtechnology,suchasgeo-steeringdrilling,directionalwell，，，，目录第章■研究目的及意义国内外研究概况论文主要研究内容第章非均匀传输线理论非均匀传输线瞬态分析非均匀传输线分布参数提取方法传统传输线方程提取法广义传输线方程提取法

6、场路结合法二端口网络法非均匀传输线矩阵参数求解本章小结第章智能钻柱电缆非均匀传输线阻抗模型建立智能钻柱系统非均匀传输线传输特性影响因素分析阻抗时变性串扰和反射特性衰减多样性噪声干扰随机性智能钻柱电缆非均匀传输线阻抗模型参数解析智能钻柱非均勻传输线原参数智能钻柱非均匀传输线副参数智能钻柱电缆非均匀传输线阻抗模型智能钻柱非均匀传输线的分布参数智能钻柱非均勻传输线的传递函数本章小结第章智能钻柱非均匀传输线通信模型建立与仿真分析地面井下信号模块信源信宿选择编译码方式选择调制解调方式选择建立非均匀传输线信道模块4.2.1典型信道模型非均匀传输线信道模型智能钻柱电缆非均匀传输线通信模型的仿真分析基于

7、调制方式的仿真分析基于调制方式的仿真分析本章小结第章结论教■攻读硕士学位期间发表学术论文情况西南石油大学硕士研究生学位论文第章绪论研究目的及意义随着石油工业地质导向钻井技术的不断发展，越来越多的钻井动态参数需要采集并记录，石油钻井不可避免地进入信息化、自动化、智能化阶段。泥菜脉冲等无线随钻信息传输方式的低数据传输速率，已不能满足大量随钻参数实时快速的传输要求，这种情况制约着钻井新技术进一步的发展。面临石油钻井信息通信技术提出的新挑战