随钻测量数据传输方式的现状和发展趋势

介绍了随钻测量中数据传输方式的发展历程、分类方式、工作原理,对各种数据传输方式的优缺点、应用范围、技术应用的现状进行了详细的分析,对各种技术之间的特点进行了总结和对比,对随钻测量数据传输方式的发展趋势和攻关方向提出了展望。电缆有线传输是双向传输而无需井下供电,难点是电接触环的安装位置,目前有4种主要方法。钻杆有线传输的优势是双向传输,数据传输深度高,但技术难点在于接头处信号传输不稳定,而智能钻杆是其发展趋势。泥浆脉冲数据传输方式有3种,目前被应用最多的是正弦波信号传输方式,未来发展趋势是连续波信号传输方式。电磁波数据传输方式随着近些年电子通讯技术的进步正在迅速发展,其技术难点是信号的稳定性、可靠性和数据传输深度,中继站的优化设计是一大发展趋势。声波和光纤等数据传输方式大多处在试验完善阶段,但作为随钻测量数据传输方式的技术储备,其意义重大。     

矿用随钻测量系统中数据传输技术研究

矿用随钻测量系统作为煤矿井下定向钻进施工的核心装备,因其数据传输方式的不同,分为有线、泥浆脉冲和电磁波3种。对矿用随钻测量系统中3种数据传输技术的原理、适应工况、优缺点等进行了阐述与比较,指出有线数据传输技术作为目前矿用随钻测量系统中应用最广泛和最成熟的数据传输技术,在煤系地层的主体应用地位短期内无法被取代,同时,泥浆脉冲数据传输技术应用于岩系地层中深孔及电磁波数据传输技术应用于中短孔常规钻进的优势也很突出。     

无线随钻测量系统的工作原理与应用现状

随钻测量系统(MWD)是受控定向钻探(井)工作中不可缺少的技术手段。详细介绍了现场常用的无线MWD基本工作原理及其国内外研究历程，并举例说明了MWD的应用现状和发展趋势。     

煤矿井下随钻测量数据声波传输系统

煤矿井下坑道钻探是防治瓦斯和水突出最直接、最有效的技术手段,常规回转钻进工艺因为工艺简单、成孔速度快和设备要求低等优点成为煤矿坑道钻探的主流施工方式,但其钻进过程中不能进行钻孔轨迹随钻测量,给煤矿安全开采留下了安全隐患。针对常规回转钻进过程中无法随钻测量钻孔轨迹的关键问题,进行随钻测量数据声波传输的研究,弥补现有随钻测量数据传输方式应用于常规回转钻进的不适应性。首先,通过建立钻杆柱中声波传输数学模型、借助仿真分析软件和搭建声波传输特性试验平台,得到声波在不同钻杆柱结构中传播时幅值衰减和波形变化规律,为数据传输速率的确定提供理论依据;其次,通过建立稀土超磁致伸缩换能器输出特性数学模型和优化激励线圈和预压力系统参数,研制钻孔内声波信号发送装置,为声波传输系统提供大功率高精度信号源;然后,针对接收信号的波形识别问题,通过对识别的信号提取多维特征向量,构建支持向量机分类器,提出SVM多维特征向量提取的波形识别方法,解决煤矿复杂工况条件下声波信号的智能识别问题;最后,通过搭建的随钻测量数据传输平台验证系统在传输距离289.5 m和传输速率10 bit/s条件下的运行效果,证明各模块理论模型、设计...     

分布式集中控制系统的数据传输方式研究

介绍一种用于PLC和单片机构成的多点分布式集中控制系统。     

无线随钻测量系统数据采集接口的研制

无线随钻测量系统利用泥浆作为介质来传输信息,以其特有的优势在钻井工艺中得到越来越广泛地使用。数据采集接口采集井下仪器产生的泥浆脉冲信号,经过放大及滤波处理后,转换成数字信号,上传给计算机,由计算机进行后续数据处理,解析出倾角、方位角、工具面角等参数,并把参数发送到司钻显示器,让钻机操作人员看到井下测量数据,为钻机正常工作提供保证。     

煤矿井下随钻测量电磁传输信道建模

煤矿井下随钻测量系统目前主要采用有线方式进行信号传输,但是存在通缆钻杆加工技术要求严格、使用成本高等缺点,研制适用于煤矿井下的电磁波随钻测量系统十分必要。与地面钻进中井下-地面电磁传输信道不同,煤矿井下电磁波随钻测量采用孔内-孔口电磁传输信道,电磁信号传输过程中衰减特性亟待研究。基于经典电磁理论,结合煤层及煤层围岩电性,运用等效传输线法,计算了孔口接收电极间信号电压,包括煤岩层导电性、发射信号频率、钻杆电阻率、钻杆长度对接收信号电压的影响。仿真结果表明,相同工作条件下,煤矿井下孔口电极接收电压小于地面电极接收电压,大于地面电极接收电压一半。     

现代化矿井多监控系统数据传输接口协议问题的探讨

通过设计实例 ,阐明现代化矿井主井提升系统、井下电机车监控系统、胶带电控系统等系统之间联接问题的解决方式     

煤矿井下泥浆脉冲无线随钻测量定向钻进技术

提出了煤矿井下泥浆脉冲无线随钻测量定向钻进技术,介绍了技术原理,分析了泥浆脉冲无线随钻测量、双动力复合定向钻进和双动力复合排渣3项关键技术,集成了泥浆脉冲无线随钻测量系统和高强度钻杆在内关键配套装备。试验结果表明:顺利完成了孔深3 353 m超长定向钻孔施工,终孔时最大泥浆泵压力仅为额定压力的43.8%;在破碎的复杂顶板中完成5个高位定向钻孔,最大成孔深度540 m,总进尺1 653 m,使用泥浆脉冲无线随钻测量系统累积测量551次,其中误码4次,综合误码率仅为0.72%,系统有效工作时间在20 d以上。     

煤矿井下随钻测量信号泥浆脉冲传输特性研究与试验

基于定向钻孔的地质保障技术可实现矿井致灾隐患的超前探查与治理,但受现有有线随钻测量定向钻进装备制约,存在信号传输干扰因素多、对定向钻具要求高、地层适应性差等不足,亟待开发矿用泥浆脉冲无线随钻测量系统。结合煤矿井下近水平定向钻孔施工特点,小泵量、低泵压和小直径条件下工作需要,建立了泥浆脉冲信号发生机构和水力通道模型,分析了泥浆脉冲信号传输速度、传输强度、衰减规律和传输影响因素等特性,给出了信号反射与透射、泥浆泵噪声干扰、孔内钻头旋转干扰和冲洗液流道阻塞等影响因素的针对性处理方法。分析结果表明,煤矿井下近水平定向钻进宜采用正脉冲方式进行信号传输;以清水作为冲洗液时信号传输速度为1 366.20~1 445.11 m/s;信号脉冲幅值可通过改变流道控制阀与孔板之间的间隙进行调整;信号传输衰减系数随冲洗液流量增大而线性增大,随钻杆柱内径增大而逐渐减小,当信号发射频率f＞0.2 Hz后,衰减系数维持在0.126×10-3 m-1左右;采用煤矿井下常用钻杆,孔深1 500 m时孔口接收信号强度为孔内信号发射强度的73.74%~90.71%。现场试验表明,开发的矿用泥浆脉冲随钻测量系统信号传输误码率为3.2%,脉冲信号实际幅值一般小于理论计算幅值,但误差小于10%,最大实钻传输距离达到1 566 m,且具有更深的信号传输能力。     

煤矿井下电磁随钻测量水平钻进信号强度预测

针对电磁随钻测量在煤矿井下水平钻进中信号衰减严重、适用深度受限的问题,采用电磁波在层状介质中的传播理论和基于二级离散复镜像法的插值算法求得层状有耗介质中的电场分量,结合分段脉冲基函数和点匹配的矩量法计算钻杆上电流和煤层中电场分布,进而计算孔口的信号强度.基于此,利用本模型分析了由基本顶、直接顶、煤层、直接底和基本底构成...     

德兴铜矿800MHz集群系统中有待开发的数据传输

分析论征了德兴铜矿800MHz集群系统中尚未开发和应用的拨号联接和调度传输功能，以便充分发挥整个系统的功能。     

井下工程参数随钻测量系统的研制

井下工程参数随钻测量系统是监控钻井过程中的井下工程参数的重要工具.通过井下工程参数随钻测量系统,现场技术人员可以实时掌握井下钻压、扭矩、转速、振动和温度等工程参数,进而了解和分析井下工况.本次设计的井下工程参数随钻测量系统以MC9S08DZ60单片机为核心,利用可靠性技术,完成工程参数测量系统.详细叙述了井下工程参数随...     

煤矿井下环境无线数据传输测试

介绍了应用900 MHz无线自组网进行煤矿井下数据传输测试的方法及意义.     

浅析几种数据传输方式的特点

论述了常用的三种数据传输方式──以X.25为代表的分组交换、帧中继、异步传输模式。介绍了每一种传输方式的特点，对三种传输方式网络上的各种特性进行了比较分析。     

煤矿井下随钻测量技术研究

分析随钻测量技术的基本原理,介绍随钻测量系统的设备组成,阐述各个设备应该满足的必要条件。将随钻测量技术应用于实际煤矿挖掘中,方位角、倾角等参数的测量精度高,能够有效控制钻孔的行进方向,提高钻进效率。     

矿用电磁随钻测量装置及应用

针对有线随钻测量装置的中心通缆钻杆制造成本高、通缆接头易损坏等问题,研制了一种矿用电磁波随钻测量装置。该装置由专用工控机、测量探管、电磁传输探管等部件组成,以钻杆和地层为传输信道,并采用智能电源管理单元延长仪器工作时间。煤矿井下试验结果表明:电磁随钻测量系统工作稳定、测量数据准确、电磁传输可靠,且无需使用中心通缆钻杆,既提高了井下定向钻进的可靠性又显著降低了钻进成本,满足煤矿井下各类定向钻孔的随钻测量要求。     

基于红外的无线数据传输系统研制

在分析了红外发射和红外接收的基本原理的基础上，结合系统的硬件和软件原理框图，详细介绍了基于红外的无线数据传输系统设计。该数据传输系统研制成功后，进行了现场试验、试验表明该系统方案可行，参数选择合理，动作灵敏可靠。     

基于SRWF-501的无线数据传输系统

针对无线通信在工业控制领域的优越性,基于无线射频收发芯片SRWF—501和高速微处理器AT89S52,利用串行通信协议实现了一种传输可靠、扩展方便、使用灵活的无线数据传输系统。该系统可广泛应用于工业控制、数据采集等多个领域。