连续波泥浆脉冲发生器阀口形状拓扑优化设计

连续波泥浆脉冲发生器的阀口形状与井下脉冲信号的质量密切相关,将直接影响到地面信息的解码效果。为了有效降低建立阀口形状与压力波关系时的复杂程度,结合连续体拓扑结构设计的思想,将阀口的设计区域转化成0-1拓扑结构,将阀口的旋转运动简化为矩阵平移运算;并通过基本几何形状组合设计阀口形状,以拓扑结构的0-1矩阵得出非遮挡区域的面积;建立任意阀口形状结构参数与过流面积、压力波的关系。经过案例分析,设计出内、外轮廓曲线的阀口形状。结果表明,阀口形状优化设计结果对应的压力波与标准的正弦波非常接近,相关系数达到98.2%,可以满足上传信号质量的需求,验证了该方法的可行性。

连续波泥浆脉冲发生器转子参数设计及敏感性分析

连续波泥浆脉冲发生器传输速率快、精度高,其转子形状对于提高压力波信号质量具有重要意义。为获得理想正弦波形,需要设计合理的转子形状。建立了三角形转子流通面积计算模型,并依据转子设计准则,建立了三角形转子形状优化模型,就优化所得结构参数对最大压降、最小压降及相关系数的影响进行敏感性分析。分析结果表明,转子直边斜率k2对压力波信号影响最显著。为减小结构参数的敏感性,提出在脉冲发生器中设置与定转子并联的旁路结构,并对并联旁路结构进行优化及敏感性分析。分析结果表明,并联旁路结构可以明显减小转子设计参数对压力波信号的影响。

连续波泥浆脉冲模拟信号发生器的设计与实现

信号频移、相移键控调制技术广泛地应用于连续波泥浆脉冲传输系统中,成为高速有效实现井下数据上传的重要技术手段。介绍了二进制频移键控和连续相位相移键控波形与代表码元的对应关系,给出了连续相位相移键控波形中不同相位波的产生方式以及调整波的频率特征,设计并实现了一种控制软件与基于微处理器和DDS波形发生芯片为核心单元的硬件电路相结合的频移、相移键控信号发生器,为后续的连续波泥浆脉冲数据传输系统的信号解调方法研究提供可靠的输入信号。该发生器设置灵活、扩展性强、频率精度高、电路结构简便,能方便快捷地产生任意所需的键控正弦波形。

连续波钻井液脉冲发生器结构设计探讨

石油钻井过程中随钻测量的参数越来越多,为把这些参数快速有效地传至地面,研制一套高速率钻井液脉冲遥传系统势在必行。解释了钻井液脉冲发生器连续波发生机理,介绍了连续波钻井液脉冲发生器及发电机短节的基本组成、设计方案、基本结构、工作原理以及信号的编码与解码方式等。对研制连续波钻井液脉冲发生器具有一定的指导作用。

泥浆脉冲连续波发生器研制

泥浆脉冲连续波井筒数据传输技术作为近年来新兴的数据传输技术,受到广泛的关注和研究。而泥浆脉冲连续波发生器是泥浆脉冲连续波传输技术的关键组成部分。就泥浆脉冲连续波发生器的工作原理、结构特点、影响传输速度的因素等方面进行了简要的介绍和分析。

连续波钻井液脉冲发生器压力波波形优化研究

针对连续波钻井液脉冲发生器压力波波形半周期性差的问题,对连续波钻井液脉冲发生器压力波形进行了优化研究。研究结果表明:连续波钻井液脉冲发生器转子两侧压差曲线实际是转子两侧压力波相减得到的曲线,数值仿真得到的压力波曲线、压差曲线与压差计算模型得到的压差曲线三者具有相同的波形特征;利用压差计算模型对压差曲线进行优化,当初始相位角为12°,终止相位角为26°时,压差曲线波形基本实现标准正弦化;数值仿真计算对压差计算模型的结果进行了验证,在初始相位角为12°,终止相位角为26°下压力波波形基本实现标准正弦化。研究结果对连续波钻井液脉冲发生器的设计与现场应用具有指导意义。

连续波高速率泥浆脉冲器设计研究

随钻测井的参数越来越多,这些参数需要快速有效地传至地面,研制一套高速率泥浆脉冲遥传系统势在必行。介绍了连续波泥浆脉冲器脉冲发生机理,给出了连续波泥浆脉冲器样机的设计方案及工作原理;详细解释了泥浆遥传系统连续波的编码与解码方式;定量分析了影响井下信号强度的因素,认为噪声的来源主要有电干扰噪声、泥浆泵噪声、泥浆马达噪声、钻头噪声、回声及反射噪声等,这些噪声对井下信号的调制与解调具有较大的影响。研究结果对研制连续波钻井液脉冲器具有一定的参考价值。

连续波泥浆脉冲器控制策略研究

首先对转阀和驱动电机控制系统进行建模仿真,然后采用频移键控和相干解调方式仿真研究了连续波脉冲器的数据传输过程。通过仿真发现,当考虑通道噪声时,由于滤波环节性能已很难再改善,采用PI控制策略无法正确解调,故采用滑模控制改善电机动态性能,从而实现了正确解调。说明研究控制策略提高驱动电机动态性能有利于提高信号传输质量。这对于连续波脉冲器的实物制作具有重要的参考价值。但是并未考虑传输过程中出现的信号衰减和延迟等情况,仿真中仅用高斯噪声模拟了信道中的噪声,这些问题有待进一步地研究解决。

基于FLUENT的连续波泥浆脉冲仿真实验研究

为使学生接触专业科研前沿,更好地培养其科学研究能力和创新能力,将随钻测量技术领域中连续波泥浆脉冲器设计的部分研究内容引入到实验教学当中,设计了基于FLUENT的连续波泥浆脉冲仿真实验。该实验可使学生熟悉计算流体力学的基本知识,学习FLUENT软件中建模、网格划分、流体分析等方法,掌握连续波泥浆脉冲发生器器工作原理及转阀设计思想,有利于培养学生的科学探索精神,并从中学到新的思维方式和研究方法以至有所创新。

连续波脉冲随钻数据传输系统设计与实现

连续波泥浆脉冲传输技术是当前随钻信息传输的前沿发展方向,存在巨大研究价值和广阔市场前景。从连续波脉冲产生机理出发,提出了一种圆弧-圆角-直线的阀口形状设计方法,研制了连续波泥浆脉冲器整体结构,控制及驱动电路以及泥浆脉冲信号处理软件,并搭建了地面水力循环实验平台。实验结果表明,该连续波数据传输系统能够产生多种频率(4、8、12和18 Hz等)的压力信号,结合二进制频移键控数字信号调制与解调技术,实现了优于常规正脉冲传输的3.3 bit/s随钻测量数据的快速传输,这为研发进一步面向现场应用的随钻连续波泥浆脉冲传输系统储备了较为充足的理论知识与工程技术。

钻井液脉冲发生器研究现状分析

无线随钻测量技术随着钻井技术的发展也不断的实现突破,其信号传输速率是制约无线随钻测量技术的关键因素。本文对目前使用最为广泛的泥浆脉冲发生器进行研究分析,首先根据其工作原理对其进行了分类讨论,然后针对正脉冲发生器和连续波信号发生器进行了原理分析,并对目前的研究现状进行了描述,指出今后随钻测量仪的发展方向。

随钻测量系统泥浆脉冲传输方式介绍

介绍了脉冲发生器脉冲信号传输的三种工作方式,重点介绍了连续波脉冲发生器的基本原理及应用情况。分析了脉冲信号传输的研究现状以及发展趋势,指出连续波脉冲传输是泥浆脉冲信号传输研究的主要方向。

高速泥浆脉冲数据传输技术综述

高速泥浆脉冲数据传输技术是随钻测量系统的重要研究内容,以目前普遍采用的连续波脉冲传输技术原理为基础,阐述了高速泥浆脉冲数据传输技术进步的历程与思路;结合通信系统的基本结构,剖析信源、信道与信宿方面的技术瓶颈。仿真分析泥浆信道的衰减与反射、泥浆泵噪声等影响信号传输的关键因素,探讨现有模型差异及其原因;讨论了地面信宿的信号检测、处理与解码技术,分析了现有滤波、信道均衡算法的优势与不足;简述了数据传输性能测试方法;总结了亟待研究的问题及未来发展趋势,为高速泥浆脉冲数据传输技术的研究和系统研制提供参考与借鉴。

永磁同步电机测控实验系统设计与实现

为解决连续波泥浆脉冲发生器永磁同步电机的转速控制算法优化设计以及减速器传动比精确测量的问题,设计了一套由浸泡在油浴中的永磁同步电机组件,旋转变压器解码电路,驱动电路,计算机应用软件等组成的综合性测控实验系统。在阐述永磁同步电机转速控制原理,旋转变压器解码算法以及空间矢量脉宽调制SVPWM技术的基础上,采用速度环Fuzzy-PID控制算法,获得了上升时间短、超调量小、稳态误差小的永磁同步电机转速响应曲线,并基于双旋变的转子角度测量方式精确得到了减速器12.245∶1的传动比。该系统将传感器、自动化,电机传动等多种技术有机融合,可作为学生创新实验项目的实践平台,以巩固学生专业基础课程知识,提高学生分析和解决问题的实践能力。

基于CFD仿真技术的钻井液传输数据能力分析

钻井液是石油行业无线随钻领域典型的信息传输介质。但是长久以来，缺乏对其数据携带能力影响参数的相关研究，导致很难开发出高性能的泥浆脉冲发生器。针对这个问题，以CFD流体仿真技术为工具；以油田实际井下工作环境为背景；并以井深参数为变量对水基钻井液本身的数据传输能力进行了系统的研究。最终通过仿真实验得到了1000-6000m深度下的泥浆压力波传输速率与井深的可靠对应关系；通用极限速率；并总结出了压力波振幅随深度增加而产生的变化规律，整个仿真实验的结果对高速泥浆脉冲发生器的研制具有重大意义。

半导体二极管激光系统

本发明是一台用连续波半导体二极管激光器的紧凑而经济的微微秒脉冲发生器。此脉冲发生器可以运用在光通讯、超快计算机或光纤试验中，在千兆赫重复率下产生100％调制的激光。很快还会想到其它的一些高速应用：象试验光开关、快响应探测器和光通讯信道等。