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基于MWD声波遥传系统传输模型的研究

作　者: 张蕾
导　师: 傅鑫生; 周静
学　校: 西安石油大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 随钻测量声传播特性钻柱系统
分类号: TE927.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 29次
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内容摘要

开展随钻测井声波沿钻柱系统传输特性的研究，有助于为利用钻柱系统进行随钻数据声波传输技术的开发和随钻声波测井仪器的研究提供理论基础，对推动我国智能化钻井技术的发展、提升随钻服务水平具有一定的实际应用价值。以沿钻柱系统传播的声波作为载波进行随钻数据传输是一种非常具有发展前景的高速数据传输技术。本文采用理论与数值模拟相结合的方法，研究了低频声波在周期性理想钻柱系统的传播特性。结果表明：周期性钻柱系统具有通、阻带交替出现的梳状滤波器特性，钻杆、接箍的长度决定了通、阻带位置及宽度。理论分析结果与实际结果取得了良好的一致性，初步证明了理论分析方法的可靠性及正确性。本课题以钻柱中声波遥传系统的传输模型为基础，以声波传输的钻杆和接箍作为研究对象，根据钻柱中声波传输模型推导出的S参数系统传递函数，将此系统传递函数运用电子学、计算机等相关方面的知识转换成电路模型，即用电路来代替和模拟声波在钻柱中的传播特性，将此电路进行仿真，最终形象化的模拟出声波在钻柱中的传播特性。本课题对于声波在周期性钻杆中的传输特性的研究，对于未来井下声波传输技术的研究具有一定的参考意义。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 研究背景及意义  7-8
  1.2 研究历史和现状  8-9
  1.3 本文的研究内容及方法  9-11
    1.3.1 研究内容  9-10
    1.3.2 研究方法  10-11
第二章随钻数据传输方式的研究及进展  11-20
  2.1 随钻数据传输方式  11-14
    2.1.1 声波传输方式  11-12
    2.1.2 泥浆脉冲传输方式  12
    2.1.3 电磁波传输方式  12-13
    2.1.4 智能钻杆传输方式  13-14
  2.2 声波在周期性钻具组合中传播特性数学模型的研究  14-20
    2.2.1 均匀圆柱体的纵振动分析  14-15
    2.2.2 声波在接箍处的反射和透射效应  15-17
    2.2.3 声波在周期性钻具组合中的数学传输模型的建立及研究  17-20
第三章声波在周期性钻具组合中传播特性的 MATLAB 理论仿真  20-45
  3.1 基于 MATLAB 软件的声波传输模型的研究  20-24
    3.1.1 Matlab 软件的简介及应用  20-21
    3.1.2 微波系统及 S 参数简介  21
    3.1.3 S 参数仿真模型的建立  21-24
  3.2 任意响应幅度滤波器设计实现对系统 S 参数模型的仿真  24-40
    3.2.1 系统 S 参数模型的 Matlab 模拟仿真研究  29-31
    3.2.2 利用 Matlab 对系统传输模型的级联研究  31-35
    3.2.3 钻杆、接箍的几何参数对系统传播特性的影响  35-37
    3.2.4 FIR 长度对滤波器设计的影响  37-38
    3.2.5 提高频率分辨率，FIR 长度的选择对系统仿真的影响  38-40
  3.3 系统传输模型在一频率点的研究与仿真  40-45
    3.3.1 系统在一频率点的 S 参数模型  40-41
    3.3.2 系统传输模型的 Matlab 仿真  41-45
第四章声波遥传系统电路模型的研究  45-61
  4.1 基于 SIMULINK 电路仿真的研究  45-56
    4.1.1 Simulink 仿真软件的简介与应用  45
    4.1.2 单根钻杆传输特性的研究  45-50
    4.1.3 多根钻杆系统模型级联的仿真  50-56
  4.2 基于 MULTISIM 对声波传输模型的研究  56-61
    4.2.1 Multisim 软件的应用  56-57
    4.2.2 电路模型的仿真  57-61
第五章结论与展望  61-62
  5.1 总结  61
  5.2 展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65
攻读硕士学位期间发表的论文  65-66
详细摘要  66-74

基于MWD声波遥传系统传输模型的研究

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