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

1、針對(duì)空氣鉆井和泡沫鉆井中隨鉆數(shù)據(jù)有效傳輸?shù)膯?wèn)題，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(jì)。
　　 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(lì)裝置為激發(fā)源，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了不同工況下鉆桿中聲波傳輸特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)。分析了鉆桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和用于實(shí)驗(yàn)測(cè)試的聲波類型及其傳播特點(diǎn)，確定了適宜于傳輸信號(hào)的載波類型。通

2、過(guò)分析對(duì)比不同頻率的聲波在不同長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)，為設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)結(jié)論，針對(duì)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(diǎn)，設(shè)計(jì)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(duì)兩種換能器的發(fā)聲性能、制作工藝、尺寸大小進(jìn)行了對(duì)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(jì)。由于井下安裝空間非常有限，提出了在特制鉆鋌中開(kāi)槽和制作測(cè)量短節(jié)的方法。
　　 最后，針對(duì)鉆桿信道和井下數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，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(cuò)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(jì)方面，結(jié)合井下高溫環(huán)境，論文采用軍品級(jí)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(jì)并對(duì)