連通井磁測(cè)量定位技術(shù)研究.pdf

1、鉆井工藝中，定向井鉆探要求及時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量鉆頭所在井眼處的方向參數(shù)，以便描繪井眼軌跡，指導(dǎo)鉆井作業(yè)。其中，作業(yè)井與目標(biāo)井的精確連通在現(xiàn)代鉆井中要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)測(cè)井儀器已難以滿足高精度、實(shí)時(shí)性的要求。本文研究了基于動(dòng)態(tài)磁偶極子模型和畢奧-薩伐爾定律連通井磁測(cè)量方法，對(duì)于提高測(cè)量精度和實(shí)時(shí)性，具有較重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)際意義。
　　論文綜述了國(guó)內(nèi)外鉆井中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)定位技術(shù)研究的現(xiàn)狀及其優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種基于永磁體理論和畢奧-薩伐爾定律的磁場(chǎng)

2、定位測(cè)量方法，對(duì)該測(cè)量方法的機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究和建模仿真，并搭建了實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行驗(yàn)證，其主要工作有:從分子環(huán)流和磁偶極子兩方面介紹永磁體模型以及兩者之間的聯(lián)系與區(qū)別，確定磁測(cè)距系統(tǒng)的理論依據(jù)。基于磁偶極子模型和畢奧-薩伐爾定律，建立了磁測(cè)距系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，完成了距離和角度數(shù)學(xué)表達(dá)式的推導(dǎo)，并結(jié)合Matlab對(duì)其動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行了驗(yàn)證;從硬件和軟件方面完成磁測(cè)距系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)測(cè)試。詳細(xì)敘述系統(tǒng)的永磁體短節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選取、磁通門和加

3、速度傳感器選型以及電源模塊、高精度AD采集模塊、信號(hào)調(diào)理電路、曼切斯特編解碼電路等硬件設(shè)計(jì)，并從上位機(jī)、采集板、通信板等方面介紹系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，闡述通信板與采集板之間的通信協(xié)議;為了消除高溫高壓、強(qiáng)震動(dòng)環(huán)境引入的噪聲干擾，實(shí)現(xiàn)磁測(cè)距系統(tǒng)的精確測(cè)量，設(shè)計(jì)分析了FIR和IIR方法下的帶通濾波器并對(duì)比兩種方法下濾波器的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)FIR精度高但計(jì)算量大、耗時(shí)長(zhǎng)、占用內(nèi)存大，難以滿足嵌入式系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求以及IIR設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗時(shí)短、內(nèi)存消耗