论文部分内容阅读
随钻测量(Measurement While Drilling,MWD)是石油钻井活动中获取井下数据参数的重要技术手段,大规模地应用于各种复杂井眼的石油勘探中。MWD系统在钻头附近的钻具中装有测量设备,可在不影响钻井工作的同时,将采集到的数据信息实时传输到地面。连续压力波信号的传输方式传输速率高,可携带大量数据信息,具有较强的抗干扰能力,是高速率无线MWD泥浆脉冲遥传系统的主流技术。由于泥浆信道环境恶劣,随着传输距离的增加,脉冲信号会急剧衰减。为了改善系统的传输性能,需要对泥浆脉冲信号的编解码技术进行深入研究。本文以泥浆脉冲为研究对象,针对MWD泥浆脉冲的编译码技术,围绕泥浆脉冲传输特性、脉冲信号的滤波增强、网格编码脉冲间隔调制方法三个方面展开研究,并在VS2013平台上基于C语言开发了信号编解码模块。主要研究内容如下:1、研究了泥浆脉冲信号的传输特性,包括脉冲传输速度和衰减特性,信道的噪声组成成分。结合APS振荡剪切阀式连续波脉冲器的工作原理,对连续压力波进行数学建模。利用中海油服的3000米水循环管线测得的信道,仿真得到泥浆脉冲信号并对脉冲间隔调制信号进行频谱分析。2、针对脉冲信号的识别检测问题,研究了脉冲信号处理的MSSNR脉冲截短算法。采用脉冲累积的方法获得较高信噪比的脉冲信号,并利用得到的脉冲信号进行脉冲截短滤波器训练。推导了训练算法的数学计算过程,说明了算法软件设计流程,并给出信号样本经过脉冲截短软件模块处理后的效果。3、针对当前脉冲间隔调制方法传输性能不佳的问题,研究了网格编码脉冲间隔调制的方法。运用TC-PIM好码搜索方法,得到TC-PIM最佳编码器结构。对5比特PIM码元进行最佳子集划分,验证算法的可行性。完成了卷积编码映射模块和维特比译码模块的软件设计,并利用MATLAB搭建系统仿真环境,验证软件模块的功能。