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基于声波钻进参数传输系统的研究

毕志琴  
【摘要】:岩石的组成结构各不相同,导致其具有极大的复杂性,同时钻探过程具有多变性。因为我们在钻探过程中会受到众多因素的影响,所以,钻探生产便成为一个较为复杂的工艺过程。对于这样一个过程,我们为了达到使生产安全优质、高效、低耗等目标,不仅要对工艺进行优化,而且还要对钻探过程中各参数信息的实时情况进行分析,并根据参数变化及时有效地对钻探工艺进行调节,在此过程中,钻进数据的实时采集与数据传输是钻探过程监测与监控的关键技术之一 针对煤矿井下钻探作业过程中现有数据的有线传输所存在的不足,本文对基于声波的钻进参数无线传输系统进行深入研究。在对声波传输原理、钻杆结构特点,以及声波在钢管中的传播特性等进行分析的基础上,建立了数据传输的纵波传播模型;确定了适宜于传输信号的载波类型;针对钻杆信道和井下数据的特点,采用二进制频移键控调制技术与差错控制正反码编码技术,对随钻数据传输信息进行处理;完成了钻进参数声波无线传输系统的架构;设计了由声波发射模块、声波接收模块和电源模块,通信模块组成的无线传输系统,其中主要设计了声波发射模块和声波接收模块,声波发射模块主要包括超声波换能器,多谐振荡电路,功率放大电路,变压器;声波接收模块主要包括前置放大电路,带通放大电路,末级放大电路;在Multisim软件环境下对所设计的模块进行了仿真;通过实验环境下的物理试验,并结合Labview软件分析,验证了梳状滤波器合理性。


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