一种周期性管柱中声波频谱评价方法

基于声波频谱特性对钻杆等周期性管柱中信息传输的重要性,提出了基于改进雷达图法的声波频谱多级评价方法.该方法针对频谱中通阻带交替分布的特性,选取通带上限频率、通带下限频率、通带宽度、通带内峰值、通带内峰值对应频率和通带能量作为评价通带特性的三级指标,将通带评价函数值作为评价频谱特性的二级指标.基于雷达图法构造了多指标的评价向量与评价函数,通过对评价函数值的计算量化表征通带与频谱特性.研究了轴向拉应力对管柱中声波频谱特性的影响,并建立了判别标准.结果表明:拉应力的存在对声波频谱及频谱中通带特性影响显著,随拉应力增加,频谱特性评价指标先增后减,存在频谱特性最优的峰值点.该结果能够用来指导载波频率的优选和声波中继器位置的设计,从而降低井下因素对钻柱中信号的不利影响.     

声频谱测井仪器的研制和野外实验

研制成功的声频谱测井仪器在井下发射和接收三种频率的声波信号,其中发射和接收20kHz声波信号的声系有一个发射和四个接收探头,源距为2．1～2．568m,间距为0．156m;发射和接收40kHz声波信号的声系由一个发射和两个接收探头组成,源距1．0—1．5m,间距0．5m;发射和接收10kHz声波信号的声系由一个发射和两个接收探头组成,源距为2．168—2．668m,间距0．5m．用三种不同的频率的声波进行测量记录目的是获得井壁径向深度不同处介质的声学信息,而且不同频率的声波信号在岩石中传播过程中频谱变化也是井壁岩层的可用声学信息．在井下的信息采集、数据传输、地面记录和监控全部由计算机控制．该仪器已经在大庆油田的三口井中成功的进行了野外实验．     

随钻测量信息传输方式的发展现状综述研究

介绍随钻测量信息传输方式的分类及其原理与特点,展望其发展方向及前景。电缆传输方式应重点解决电接触环的安装位置,改善电缆入口装置;钻杆传输方式的发展趋势是智能钻杆,应重点解决钻杆接头间的信息传输问题和井下无法长时间供电的问题,并降低成本;电磁传输应重点解决信号的衰减和可靠性问题。目前钻井液脉冲式传输方式应用广泛,而未来的主要发展趋势是连续波传输方式。光纤和声波传输方式作为随钻测量信息传输的技术储备,尚待深入研究。     

无缆智能注水井管柱声波信号传输频率的筛选

无缆智能注水工艺以其安装简便、性价比高等特点具有较强的应用优势,在国内油田得到广泛应用,而声波信号传输式的无缆智能注水技术目前已经在国内进行了初步的探索尝试,依据井筒控制工艺的通讯特点,油管作为通信信道,对油管的声波信号传输频率进行计算、优选是保证该项工艺成功实施的重要基础。建立了一种油管声波传输的数学模型,利用模型计算得到注水井井下声波信号传输的幅值变化曲线及频率分布曲线,结合计算结果与实际现场试验的结果比较,验证了计算模型的准确性,同时得出注水井声波信号传输的通带频率范围设置为1164~1179Hz较合适。     

不同地域震前次声波异常信号的分析

利用次声波观测方法,分析了2010-01-2014-06发生在瓦努阿图地区的M≥7.0级以上地震震前次声波异常信号特征,发现其波形类似,呈多组分布,频谱分析结果显示其能量主要集中在0.001～0.005 Hz.同时,对中国发生的2010-04-14玉树M7.1级地震、2013-04-20雅安M7.0级地震、2013-07-22定西M6.6级地震和2014-02-12于田M7.3级地震震前次声波异常信号进行了波形及频谱分析,并与瓦努阿图地震前接收到的次声波异常信号对比发现,不同地域的地震,其震前次声波异常信号特性不同.这有助于研究震前次声波异常信号与震源地理位置及地质条件之间的关系,对次声波方法预测震源有一定的实际意义.     

基于钻柱声波信道的随钻数据V-OFDM传输方法研究

随钻数据声波传输系统利用声波沿钻柱信道传播,实现井下和地面信息准确高效的实时通信。钻柱信道由钻杆和接箍周期性构成,通过理论分析和建模仿真,得到通阻带交替存在的梳状频谱特性,并采用FIR滤波器逼近,建立信道仿真平台。矢量正交频分复用技术（V-OFDM）可以将多径衰落信道分解为多个矢量子信道,通过加入适量的循环前缀,在消除符号间干扰（ISI）的同时,利用分集增益,可以减小由于信道频谱零点造成的误码,增加系统的鲁棒性。仿真和实测结果表明,该方法在满足低误码率的同时,能降低数据冗余,提高传输效率。     

油管声波传输特性机理及应用分析

为验证声波在油管中的传播特性,获取实际井况中声波传输的频率点或频段等问题.设计了现场试验方案,并利用先导井实测数据开展油管声波传输特性应用研究,探索了以油管为信道实现无线井筒控制技术的可行性.采用800 m油管为研究对象,通过理想的油管频率方程,分析了波数k与频率f曲线,群速度频率曲线等之间的关系.先导井中以常规的2~(7/8)油管为声波信道,进行声波传播特性测试.在不同声波频率下,分析了声波在油管中传播存在的梳状滤波器特性和色散现象,并获得了800 m油管中声波传播的频率点和频率范围.所实测的声波传输数据,也可为理想模型修正提供有效依据.     

基于无线信道的井下大巷与斜巷信号传输比较

由于矿井隧道的特点,采用微波频段的井下移动通信系统在工作时会出现明显多径效应和多普勒频移效应。井下无线信号的传输属于有限空间的信号传输,多径效应的影响是比较严重。本文主要讨论的是井下大巷与斜巷对无线视频信号的不同影响。     

应力波井筒数据传输技术综述

长期以来,油气勘探与钻井业对随钻数据传输技术进行了不懈的研究,产生了泥浆脉冲、电磁波、声波等无线数据传输技术及各类有线数据传输技术,各种传输技术都有自己的局限性,本文阐述了在钻井过程中使用应力波通过钻柱实时传输井下数据的关键技术,并介绍了应力波在钻柱传输特性,信号发送与接收,数字通讯及强噪声背景下微弱信号的混沌振子检测等方面的研究成果以及克拉玛依钻井工艺研究院研究的应力波MWD。     

油井远程无线通讯声波衰减特性研究

在油井作业过程中,无线通讯技术可以解决油井井下参数传输中存在的误码率高、实时性差等问题,如何选择声波特征频率以及探究声波在油管柱中的衰减度已成为近年来研究的热点。针对声波信号沿金属管壁传输衰减特性展开研究,并建立了通讯模型,在此基础上量化声波衰减规律,结合Comsol波形仿真软件验证了所建立的通讯模型和特征频率选取的正确性。结果表明,该方法可以有效传输声波信号,为油井远程无线声波通讯技术提供了最佳频率选取方案。     

降雨对汽车防撞雷达系统性能的影响

针对全天候工作需求的汽车防撞雷达系统,以降雨这一自然环境为基础,通过分析降雨在雷达主要工作频段24、35、66、77GHz的散射和衰减特性,建立了三角调频连续波在雨介质中的传输模型,利用Matlab仿真了三角调频连续波在不同传输距离、不同降雨率下经过雨介质区后接收到的时域信号,并讨论了雨区传输距离和降雨率对汽车防撞雷达系统性能的影响。结果表明,降雨对回波信号幅度的衰减程度随传输距离、降雨率的增大而增大,且降雨率的影响比较明显。     

矿井形状对无线传感器网络电磁信号传输影响研究

井下电磁信号传输是无线通信技术的难点之一.为提高井下无线通信质量,通过对矿井无线通信系统的研究分析,根据在井下无线通信频率范围和实际环境,研究分析不同频段电磁信号在矩形直巷道、拱形直巷道和梯形直巷道里的电磁信号路径传输损耗模型,通过HFSS软件仿真分析频率、横截面、电导率、介电常数等参数对电磁信号传输的影响,为井下无线节点布置提供依据.经过仿真得出,拱形巷道电磁信号传播损耗小,适合井下无线传感器网络的应用.     

高质量信号传输系统中加重电路的设计

将语言和音乐信号看作是由许多不同频率的频谱信号组成,但信号的频谱分布不均匀,多数的信号能量都集中在低频频谱上,而高频信号的能量要小得多且受电磁影响引起的噪声干扰大。因此,在高频段利用加重电路可以得到整体的改善,而在信号接收端利用卸重电路可将频谱幅值恢复到原始值,从而大大提高信号的传输质量。通常在运算放大电路的分析中将运算放大器看成理想器件。本文在预加重电路设计中将运算放大器的增益 带宽积看作是有限值,得知该电路对高频噪声信号有很好的抑制作用。     

高质量信号传输系统中加重电路的设计

将语言和音乐信号看作是由许多不同频率的频谱信号组成，但信号的频谱分布不均匀，多数的信号能量都集中在低频频谱上，而高频信号的能量要小得多且受电磁影响引起的噪声干扰大。因此，在高频段利用加重电路可以得到整体的改善，而在信号接收端利用卸重电路可将频谱幅值恢复到原始值，从而大大提高信号的传输质量。通常在运算放大电路的分析中将运算放大器看成理想器件。本文在预加重电路设计中将运算放大器的增益一带宽积看作是有限值，得知该电路对高频噪声信号有很好的抑制作用。     

浅海中船舶激发的海底地震波试验研究

为了研究海底地震波的特性,本文在港口开展浅海中船舶激发的海底地震波试验,分析其时频域特性,并与此时船舶的水声信号进行了对比分析。该试验结果表明:海底地震波传播到岸上后衰减较大,因此不宜在岸上布放拾振器对海底地震波进行接收;海底地震波的能量主要集中在5~30 Hz,而在该试验海域中有效传播的主要声波频率在50 Hz以上;与水声信号相比,海底地震波信号变化平缓、衰减慢、适合远距离传播,且海底地震波的时频特征更稳定;垂直轴向压电式振动传感器能同时接收到水声信号和海底地震波信号,但与海底地震波信号相比,水声信号的幅值很小,且能在频域上将两者分离。     

433 MHz无线信道在日光温室中传输与分布特性研究

目前Sub-GHz频段的无线传感器在温室生产中得到广泛应用,了解射频信号在温室中的传输特性与分布情况已经成为当前研究热点.研究了以433 MHz为工作频率,通过调节发射节点与接受节点高度以及两者之间的水平距离,采用频谱仪获得接收信号功率(dBm),通过回归分析构建日光温室中的无线电波传播模型,并仿真得到信号在日光温室中...     

基于声学原理陶瓷砂轮硬度表征方法的探讨

通过自制的信号采集工具对不同硬度的陶瓷砂轮进行敲击,采集砂轮的声信号,分析并提取可用的特征参数,通过降噪处理,得到相对纯净的砂轮震动波形。对不同硬度砂轮的声波波形进行了分析,结果表明：砂轮敲击声波的特征峰有三组,其中两组分布在声波频率段,另外一组在超声波频率段;声波特性反映的是砂轮整体性能,对组织结构反映不敏感;同一硬度的砂轮具有相同的声波特性;在频率8 000-13 500Hz之间,特征峰的位置随砂轮硬度等级的提高向高频率方向移动。     

供水管道泄漏声信号特性

为了对供水管道泄漏声波信号进行检测,分析了管道泄漏声波的产生机理、检测原理和管道泄漏声波信号的频率特性及衰减特性.采用CS3型水听器在模拟供水管道的环境中进行管道泄漏实验,采用MATLAB软件对实验采集到的泄漏声波信号进行分析.结果表明,管道泄漏的声波是60~70Hz的低频信号,其中稳定泄漏和末端泄漏的衰减特性不同,实验结果证明了管内听音技术用于检测供水管道泄漏信号的准确性和该检测技术的可行性.     

基于高阶累积量的短波信道频谱感知技术

针对短波通信中频谱资源紧缺,利用认知无线电技术和调制信号的高阶累积量特性,提出一种适合短波信道的高阶累积量频谱感知方法,对短波频段进行监测,以合理利用空闲频段,提高频谱利用率。数值分析与仿真结果表明,该算法能够有效地克服短波信道多径时延和多普勒扩展的影响,在低信噪比下达到较高的检测概率。     

基于声波的玉米含水量测定

利用声音传感器采集玉米籽粒流从高处落到相同状态玉米堆时发出的撞击声音,对声音信号进行滤波预处理,提取声波信号强度、功率谱能量、谱峰值等特征值来描述信号。应用多元线性回归、二项式回归和神经网络等方法进行全面分析。试验结果表明:声波信号强度功率谱能量及谱峰值等特征值与玉米籽粒含水量之间存在较强的相关性,其中信号强度相关性最大。利用这些特征能够准确地测定籽粒含水量,其中二项式回归模型最接近实测值。