声波钻杆信道及信息传输仿真研究.pdf

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1、第39卷第2期测井技术Vo1．39No．22015年4月WELLLOGGINGTECHN0L0GYApr2015文章编号：1004—1338(2015)02—0165—06声波钻杆信道及信息传输仿真研究尚海燕，周静，燕并男(油气钻井技术国家工程实验室西安石油大学井下测控研究室，陕西西安710065)摘要：为利用声波沿钻杆有效地随钻传输钻井数据，提出应用声波无缝传输模型将任意井下钻具组合(BHA)分解为单个声波无缝传输模型(RAT0)的级联。建立了BHA中每个钻具的RATO，分别设计FIR滤波器模拟该模型，根据对信道通

2、带位置最佳逼近原则应用相位均方误差最小准则获得最佳FIR长度；将子双口网络参数连乘得到模拟的多钻具级联构成的BHA的系统函数；应用有ant误差为±4的5in同规格钻杆随机级联为例仿真声波钻柱信道验证了FIR滤波器的方法的正确性和可行性；在该信道上采用2FSK调制解调方式进行信息传输仿真，信号载频位于信道子通带内，约2500ITI信道、传输波特率为20bit／s时误码率小于3。可以应用FIR滤波器仿真声波钻柱信道进行信息传输研究，为随钻声波传输仪器的研制提供测试平台和技术支持。关键词：随钻声波测井；钻杆信道；声波无缝传

3、输模型(RATO)；脉冲滤波器(FIR)；双口网络；钻具组合(BHA)中图分类号：P631．84文献标识码：ADoi：10．16489／i．issn．1004—1338．2015．02．007OnSimulationofAcousticDrillStringChannelandInformationTransmissionSHANGHaiyan，ZHOUJing，YANBingnan(KeyLaboratoryofDrillingEngineering，CNPC，DownholeControlEngineeringR

4、esearchInstituteofXi’anShiyouUniversity，Xi’an，Shaanxi710065，China)Abstract：Inordertodevelopacommunicationsystemthatusesextensionalstresswavesinhollowstee1drillpipetocarryencodeddatabetweenthebottomofwellandtheoperator。thereflectionlessacoustictransmissionmodels

5、(RATO)areestablished．withwhichthecalculationoftheacousticpropertiesofbottomholeassembly(BHA)couldbedecomposedintothecascadeoftheRATOofsingledrillpipeowingtonoreflectionatthepositionofmodelsconnection．Thenafiniteimpulseresponse(FIR)filterisdesignedtoapproachpara

6、meteroftWOportsnetworkoftheRATOofsingledrillpipe，phaseapproximationcriterionisappliedtodeterminetheoptimalFIRlength．Next，bymultiplyingtWOportnetworkparameterofallsingleones，thetWOportparameterofthewholeBHAcanbecalculatedquicklyandeasily．Finally。citingcascaded5i

7、nchstandarddrillpipeswithmachiningerrorwithin4_-4asanexample，FIRfilterisdesignedtOsimulatethisabout2500meterschanne1．TheresultsshowthepracticalityandreliabilityoftheFIRchannelsimulator．Furthermore，2FSKmodulateanddemodulateiSusedinthisFIRchanneltotransmitinforma

8、tionofdrilling．Whenthecarryfrequencyof2FSKiswithinthepassbandsoftheacousticchannel，thebaudratereaches20bit／swiththebiterrorrate1owerthan3．Therefore，FIRmethodcouldbeappliedfo