基于1553B隨鉆井下測量系統(tǒng)與信號傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨鉆測井(簡稱LWD)是在不中斷測井儀器作業(yè)的情況下及時(shí)準(zhǔn)確地測量鉆頭所在位置及附近地層的地質(zhì)參數(shù)，通過泥漿脈沖信號傳輸方式把采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛?。地面軟件系統(tǒng)對信號進(jìn)行處理和分析，指導(dǎo)地面工作人員作業(yè)。由于石油對外缺口量巨大，急需大量進(jìn)口石油資源且國內(nèi)探測范圍的不斷擴(kuò)大，之前開發(fā)難度大、成本高的油田也逐漸被投入開發(fā)。這就造成隨鉆測井難度的加大。井下測量模塊關(guān)系錯綜復(fù)雜，傳統(tǒng)的通信技術(shù)已經(jīng)不能滿足井下設(shè)備之間通信的要求，需要選擇合適的總

2、線和通信協(xié)議進(jìn)行各個(gè)子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)和指令之間的交換。本文研究基于1553B總線的隨鉆井下系統(tǒng)并給出泥漿脈沖信號處理方法。
　　論文綜述了國內(nèi)外LWD信號傳輸技術(shù)研究現(xiàn)狀和1553B總線在隨鉆測井中應(yīng)用的現(xiàn)狀，提出基于1553B總線的隨鉆井下系統(tǒng)和相應(yīng)的信號傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法。其主要工作包括：在分析對比總線基礎(chǔ)上，選擇使用實(shí)時(shí)性好、總線利用率高且適合于井下狹長窄小、高溫高壓的環(huán)境的1553B總線進(jìn)行井下采集模塊的連接；分析影響泥漿信號

3、衰減的影響因素和泥漿脈沖信號受到的噪聲干擾，給出相應(yīng)的措施減少信號中噪聲干擾，為地面軟件系統(tǒng)進(jìn)行濾波算法的選擇和脈沖識別打下理論基礎(chǔ)；在研究分析了隨鉆測井系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，給出井下隨鉆探管硬件總體設(shè)計(jì)方案，具體完成井下通信模塊、方位測量子系統(tǒng)、電阻率測量子系統(tǒng)和自然伽馬測量子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；軟件方面，給出了井下系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了井下探管之間通信協(xié)議以及使用dsPIC33FJ芯片實(shí)現(xiàn)軟件曼徹斯特編解碼的過程；為了消除泥漿泵引起的周期性

4、泵沖噪聲和環(huán)境中各種噪聲干擾，有針對性地設(shè)計(jì)自適應(yīng)濾波和低通濾波相結(jié)合的方法進(jìn)行噪聲處理，并對鉆井現(xiàn)場采集的信號波形進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證。
　　通過測試和實(shí)驗(yàn)，基于1553B總線的井下系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地完成信號編碼發(fā)送，地面軟件系統(tǒng)能成功去噪和識別出泥漿脈沖信號；通過對傳感器模塊測試和滾動試驗(yàn)測試，驗(yàn)證了樣機(jī)采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；為了驗(yàn)證井下高溫等惡劣環(huán)境是否對隨鉆儀器測量數(shù)據(jù)有影響，對系統(tǒng)進(jìn)行高溫實(shí)驗(yàn)測試，結(jié)果表明測量結(jié)果準(zhǔn)確，系統(tǒng)的穩(wěn)定性