学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于MSK无线通信的深井随钻数据传输技术研究

作　者: 张敬伦
导　师: 任家富
学　校: 成都理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 随钻测量 MSK调制 超低频信号 数据传输
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 129次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着石油、天然气等能源矿产工业的发展,深油井的测试、钻探和开采工作日益重要。作为钻井开采的重要环节,井下信息和数据的获取方式成为业界关注的焦点。相对于有线传输成本巨大、操作繁琐的缺点,无线传输节约成本、操作简单,已经成为目前研究的热点。由于深井无线传输应用于特殊的、高温高压、高噪声的深井下,如何保证苛刻环境下的无线传输成为本文研究和讨论的重心所在。论文中首先对国内外几种随钻测量法的介绍,指出了各种随钻测量数据传输的优缺点。通过对这些随钻方法数据信号传输存在问题和困难的分析,提出本次研究所采用的MSK无线数据信号传输深井探测的方法。在对地层无线传输信道有了初步认识之后,对MSK调制方式的原理进行了详细的研究,认识到MSK调制方式拥有比其他调制方式更加适合地层无线传输的优点。恒包络特性更能应对非线性的功率变换的地层噪声信道；为了更好地应对地层信道对高频率的信号功率衰减,本次研究采用极低频信号(中心频率20Hz),MSK信号功率集中的特性也很好地适应了低频信号占用带宽小的特点；MSK调制方式的实现一般都比较复杂,这里为了简便起见,采用AD9854DDS芯片的DDS技术实现MSK调制；在之后的天线设计中,充分考虑到地层导电的特性,在对偶极子天线深入研究后,采用内钻杆外套管双层偶极子天线的方式来发送MSK调制之后的测量数据。为了进一步验证该天线的可行性,又对电磁波的传输方式进行了研究,并通过Matlab仿真软件对计算公式进行仿真,得出偶极子天线可以用来通信的结论。在接收端为了更好地接收到井下测量传输来的测量数据,在MSK解调之前,研究采用了50Hz陷波器和6阶的Bessel滤波器来对接收来的信号进行消噪处理。在之后的解调中,因为MSK相干解调具有比其他方式误码率更小的优点,采用相干解调来实现。在论文的最后对整个系统进行了在100米的试验井的实地试验,取得了较好的实验效果。从而根据大量的实验数据结果和理论研究分析得出在理论上在1Km的井下可以实现对地面的测量数据的传输。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 课题背景与研究意义  9-11
  1.2 国内外现状  11-12
  1.3 论文的研究内容和任务  12-13
第2章 系统概述  13-15
  2.1 通信方法的研究  13
  2.2 系统总体设计  13-15
第3章 无线MSK信号的产生与调制原理研究  15-30
  3.1 调制方案的选择研究  15
  3.2 无线通信上数据调制方式  15-22
    3.2.1 MSK的调制原理  16-19
    3.2.2 MSK调制方法的研究  19-21
    3.2.3 MSK调制功率谱的研究  21-22
  3.3 无线MSK信号的产生  22-27
    3.3.1 DDS器件的简介  23-24
    3.3.2 MSK信号表达式  24
    3.3.3 AD9854直接数字频率合成原理  24-27
  3.4 数据帧传输方式的研究  27-30
第4章 地下无线信号的传输与发射天线研究  30-40
  4.1 电磁波无线信号频率和传播方式的研究  30-31
  4.2 电磁随钻测量信号发射方式的研究  31-34
    4.2.1 电磁波发射天线的研究  31-33
    4.2.2 电磁随钻测量传输理论分析  33-34
  4.3 地下电磁波信号的信道传输研究  34-40
    4.3.1 地下等效传输法的理论研究  34-37
    4.3.2 钻杆天线尺寸变化对地面检测电压的影响  37-40
第5章 地下无线信号的地面接收与解调  40-56
  5.1 无线信号的接收  40-52
    5.1.1 50Hz陷波器的Matlab仿真研究  41-42
    5.1.2 Bessel低通滤波器的Matlab仿真研究  42-46
    5.1.3 Bessel低通滤波器的设计研究  46-48
    5.1.4 测试分立元件设计Bessel低通滤波器的本底噪声  48-52
  5.2 地面接收端MSK信号的解调研究  52-56
    5.2.1 相干载波的提取  52-53
    5.2.2 MSK信号的解调  53-56
第6章 深井无线传输系统的验证试验  56-59
  6.1 100米试验井无线通信系统的验证试验  56-59
结论  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-65
攻读学位期间取得学术成果  65-66
附录 MSK调制程序  66-71

相似论文

  1. 井下数据电磁感应传输方法的研究,TE928
  2. 电力负荷管理终端测试装置软件系统研制,TP311.52
  3. 基于FPGA-RocketIO_X的PMC高速数据传输板开发,TP274.2
  4. 移动式微型污染气体监测系统的设计,TP277
  5. 随钻测量系统（MWD）通信模块设计与DSP实现,TN911.72
  6. 块级连续数据保护的虚拟恢复技术研究,TP309
  7. 无线mesh网络容量优化控制方法的研究,TN929.5
  8. 基于无线通信的信号控制系统设计,U284.48
  9. 随钻测量系统信号测量的关键技术研究,TN911.23
  10. 随钻压力传感器现场实时校准系统研究,TP212.12
  11. 随钻测量系统信号传输方式的研究,P634
  12. 光纤陀螺井斜测量单元的姿态解算方法研究及误差分析,TE928
  13. 网络RTK相关技术的研究,P228.4
  14. 新型超短波跳频通信设备数字化平台及数传软件设计,TN914.41
  15. 高速数字图像采集系统数据采集传输技术的研究,TP274.2
  16. 第三代短波高速数据传输技术研究与实现,TN919.3
  17. 构造煤随钻判识基础研究,TD713
  18. 第三代短波通信系统物理层研究与实现,TN925
  19. 卫星基带数据处理单元方案设计,TN927.2
  20. 公安局指挥中心接处警座席系统的设计与实现,TP311.52
  21. 视觉假体中能量与数据无线传输装置的研究,R318.1

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
© 2012 www.xueweilunwen.com