井下信號傳輸與調(diào)理方法研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高,人類社會對原油的需求量正與日俱增。相比之下,世界范圍內(nèi)已勘探的各大油田經(jīng)過幾十年的開采,大部分已經(jīng)處于開采的中后期,井液的含水量逐年升高,開采難度也越來越大。而新勘探的油田開采難度大,含油層的深度較深,很難實際開采。潛油電泵因其排量大、揚程高的特點可以應(yīng)用于開采中后期的含油量低的油井,也可用于難以開采的油井中。因此在石油開采行業(yè)潛油電泵的應(yīng)用越來越廣泛。潛油電泵井下多元傳感器監(jiān)測井下的各個工況參數(shù)

2、,對潛油電泵的穩(wěn)定運行、維護(hù)保養(yǎng)以及故障辨識有著重要的研究意義和實際應(yīng)用價值。
　　本文以潛油電泵井下多元傳感器為研究對象,通過建立和分析其信號傳輸通道模型,研究其信道特征。針對引起波形失真的三種重要的信道特征,提出相應(yīng)的信號調(diào)理方法并設(shè)計相應(yīng)的信號處理電路?；谒芯康男盘杺鬏敺椒?研制潛油電泵井下多元傳感器,并對所研制的潛油電泵井下傳感器進(jìn)行可靠性、精確性等相關(guān)實驗研究工作。
　　本文在研究多種國內(nèi)外潛油電泵井下多元傳感

3、器產(chǎn)品以及國內(nèi)潛油電泵井下多元傳感器研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析國內(nèi)外產(chǎn)品和樣機的性能參數(shù),確定本文研制的潛油電泵井下多元傳感器采集井下的環(huán)境壓力、泵出口壓力、井液溫度、機組溫度、機組振動以及星點泄漏電流六個工況參數(shù)。分析國內(nèi)外設(shè)備和樣機的信號傳輸原理,確定本文對潛油電泵井下多元傳感器信號傳輸與調(diào)理的技術(shù)路線。
　　本文基于極低頻電力載波研究潛油電泵井下多元傳感器信號傳輸方法。結(jié)合電力載波通信的信道特征、電力載波信道模型和潛油電泵井下多

4、元傳感器的信號傳輸通道特征,確定極低頻電力載波的最高工作頻率。建立井下多元傳感器的信道模型,進(jìn)一步分析潛油電泵井下多元傳感器信道的特征。根據(jù)以上理論分析研制潛油電泵井下多元傳感器的通信線路和系統(tǒng)傳輸協(xié)議。
　　潛油電泵井下多元傳感器的信道特征中,干擾特征、信號衰減特征和信號延遲特征對井下信號的傳輸影響較大。針對這三個典型的信道特征引起的波形失真問題,本文分別提出信號濾波、信號整合和信號補償三種處理方式依次對星點信號進(jìn)行處理,分別研

5、制信號濾波電路、信號提取與整合電路、信號補償電路與程序,并進(jìn)行調(diào)試與實驗。
　　本文對井上部分和井下部分進(jìn)行功能模塊劃分,基于模塊化思路研制了各個功能模塊電路,基于嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ設(shè)計相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。針對數(shù)據(jù)的海量存儲問題,研制基于NANDFlash存儲和U盤下載的存儲電路。針對儀表人機交互困難的問題,研制基于觸摸屏控制的井上二次儀表控制界面。對于井下溫度變化引起的傳感器誤差,研究井下多元傳感器溫度補償方法,并提出了具