变内径钻柱中微波传输衰减规律

为确定钻柱内孔微波传输的最佳工作频点,获取微波信道的衰减规律及有效传输距离,将钻柱内孔视为超长不规则有耗圆波导,采用电磁波耦合理论计算了微波传输最佳工作频点,分析了波导中的微波模式,采用微波传输等效电路法建立了信道模型及信号衰减规律模型。针对超长钻柱,提出单位长度功率衰减系数从而对有效传输距离进行简化分析。研究表明,139.7 mm(5.5 in)和127.0 mm(5 in)API标准钻杆最佳工作频点分别为2.04 GHz和2.61GHz,钻柱内孔沿轴向存在多个内径渐变段和突变点,微波传输存在大量反射过程,信道的阻抗变化是影响传输性能的主要因素。室内及现场测试结果表明,建立的微波传输衰减规律模型计算结果准确,可用于微波传输随钻监测系统的设计。

钻柱内孔变径结构条件下微波传播衰减规律研究

为掌握钻柱內孔微波传输的最佳频点,获取微波信道的衰减规律及有效传输距离,将钻柱内孔视为超长不规则有耗圆波导,采用微波耦合理论计算了其微波最佳传输频点,分析了信道中的微波模式。采用微波传输等效电路法建立了信道模型,研究并建立了钻柱内孔微波信道信号衰减规律模型。同时针对超长钻柱,提出单位长度平均功率损耗系数对有效传输距离进行简化分析。研究结果表明,钻柱内孔沿轴向存在内径渐变段和突变点,微波传输存在大量反射过程,信道的阻抗变化是影响传输质量的主要因素。建立的衰减模型比仅考虑表面电阻涡流损耗的模型更准确,更具有现场指导意义。