井下信號(hào)傳輸與調(diào)理方法研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高,人類社會(huì)對(duì)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(shí)際開采。潛油電泵因其排量大、揚(yáng)程高的特點(diǎn)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(cè)井下的各個(gè)工況參數(shù)

2、,對(duì)潛油電泵的穩(wěn)定運(yùn)行、維護(hù)保養(yǎng)以及故障辨識(shí)有著重要的研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以潛油電泵井下多元傳感器為研究對(duì)象,通過建立和分析其信號(hào)傳輸通道模型,研究其信道特征。針對(duì)引起波形失真的三種重要的信道特征,提出相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理方法并設(shè)計(jì)相應(yīng)的信號(hào)處理電路?；谒芯康男盘?hào)傳輸方法,研制潛油電泵井下多元傳感器,并對(duì)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(shí)驗(yàn)研究工作。
　　本文在研究多種國(guó)內(nèi)外潛油電泵井下多元傳感

3、器產(chǎn)品以及國(guó)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(guó)內(nèi)外產(chǎn)品和樣機(jī)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(jī)組溫度、機(jī)組振動(dòng)以及星點(diǎn)泄漏電流六個(gè)工況參數(shù)。分析國(guó)內(nèi)外設(shè)備和樣機(jī)的信號(hào)傳輸原理,確定本文對(duì)潛油電泵井下多元傳感器信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)衰減特征和信號(hào)延遲特征對(duì)井下信號(hào)的傳輸影響較大。針對(duì)這三個(gè)典型的信道特征引起的波形失真問題,本文分別提出信號(hào)濾波、信號(hào)整合和信號(hào)補(bǔ)償三種處理方式依次對(duì)星點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行處理,分別研

5、制信號(hào)濾波電路、信號(hào)提取與整合電路、信號(hào)補(bǔ)償電路與程序,并進(jìn)行調(diào)試與實(shí)驗(yàn)。
　　本文對(duì)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(gè)功能模塊電路,基于嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。針對(duì)數(shù)據(jù)的海量存儲(chǔ)問題,研制基于NANDFlash存儲(chǔ)和U盤下載的存儲(chǔ)電路。針對(duì)儀表人機(jī)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(duì)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(bǔ)償方法,并提出了具