基于鉆柱的隨鉆數(shù)據(jù)聲波傳輸技術(shù)的研究與開發(fā).pdf

1、針對空氣鉆井和泡沫鉆井中隨鉆數(shù)據(jù)有效傳輸?shù)膯栴}，論文研究了隨鉆數(shù)據(jù)聲波傳輸技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括鉆桿中聲波傳輸特性研究、井下聲波發(fā)射換能器研發(fā)、聲波傳輸方法研究及聲波發(fā)射控制電路設(shè)計。
　　 首先，為了研究聲波在鉆桿中的傳輸特性，采用特制的鉆桿短節(jié)為傳輸信道，激振器和自制激勵裝置為激發(fā)源，在實驗室進(jìn)行了不同工況下鉆桿中聲波傳輸特性測試實驗。分析了鉆桿的結(jié)構(gòu)特點和用于實驗測試的聲波類型及其傳播特點，確定了適宜于傳輸信號的載波類型。通

2、過分析對比不同頻率的聲波在不同長度的鉆桿中的頻帶特性和色散特性，得出了聲波傳輸?shù)念l率特性和衰減規(guī)律。根據(jù)實驗研究結(jié)果，分析影響聲波傳輸特性的因素，確定載波的最佳傳輸頻率點，為設(shè)計合適的井下聲波發(fā)射換能器及研究合理的聲波傳輸方法提供了依據(jù)和指導(dǎo)。
　　 其次，根據(jù)實驗結(jié)論，針對井下狹小空間和高溫高壓環(huán)境及供電困難狀況，論文詳細(xì)分析了在役的低頻聲波發(fā)射換能器發(fā)聲原理及結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計研發(fā)了適應(yīng)井下苛刻條件的壓電陶瓷換能器和稀土超磁致伸

3、縮換能器，并對兩種換能器的發(fā)聲性能、制作工藝、尺寸大小進(jìn)行了對比。由于聲波發(fā)射換能器功率有限，提出了使用變幅桿放大聲波發(fā)射能量的結(jié)構(gòu)設(shè)計。由于井下安裝空間非常有限，提出了在特制鉆鋌中開槽和制作測量短節(jié)的方法。
　　 最后，針對鉆桿信道和井下數(shù)據(jù)的特點，論文采用二進(jìn)制頻移鍵控調(diào)制隨鉆數(shù)據(jù)，采用差錯控制正反碼編碼隨鉆數(shù)據(jù)。在聲波發(fā)射控制電路設(shè)計方面，結(jié)合井下高溫環(huán)境，論文采用軍品級芯片作為控制芯片，完成了電路結(jié)構(gòu)和發(fā)射程序的設(shè)計并對