矿用无线随钻测井工具测试循环系统设计

为验证新开发设计的矿用无线随钻测井工具能否满足煤炭地质钻探测井工况的要求,主要介绍了一种在地面对矿用无线随钻测井工具进行模拟钻探工况测试的水压循环系统,对该系统整体设计开发、关键部分计算及系统主要具备的特点作了较为详尽的介绍.     

随钻测井用井下发电机系统的涡轮设计

对随钻测井系统中井下涡轮发电机的关键部件进行了研究.首先,建立了一种水力性能较高的涡轮模型;然后,基于计算流体力学(CFD)理论,采用Fluent软件对不同叶片参数的涡轮模型进行了紊流流场研究,并分析了流量、转速对涡轮流场的影响;最后,通过涡轮发电机地面单向水利实验验证了流量、转速、负载与涡轮发电机输出电压的关系.仿真结果表明:15叶片、叶片进口角30°以上、出口角45°以下、中弧线圆弧半径40mm以内对应的涡轮模型水力性能较好,但水力效率过高也会降低涡轮的工作寿命,因此,在一定范围内增大流量、转速对提高涡轮水力效率具有积极影响.所建立的涡轮模型能够提高涡轮的输出功率并保证其工作寿命.     

随钻地层测试器电源管理模块设计

随钻地层测试器是一种测量地层压力动态响应的随钻测井仪器,常用于油气勘探、开采等阶段。作为随钻地层测试器的必备组件,电源管理模块能将高压电转变为仪器需要的各种低压小功率电源,同时具备供电、监控和安全管理等功能。从整体设计、硬件电路设计到软件设计,系统地介绍了电源管理模块的设计方案。实验室耐温155℃的测试和多井次实井作业的检验表明,该电源管理模块能适应高温和振动的随钻工况,具有一定的实用价值。     

耐磨带技术在随钻仪器中的应用

由于随钻仪器较常规钻具尺寸大,结构复杂,在钻井过程中更容易受到地层的摩擦,如果没有一个良好的耐磨设计,那么造价昂贵的随钻仪器使用寿命会大大缩短。本文系统地介绍了耐磨带技术在随钻仪器中的应用,包括耐磨带的焊接技术,耐磨带焊材的选择,耐磨带焊接过程中的注意事项,以及常用的耐磨带布局结构和典型应用。     

圆锥型压电换能器的动态设计与实验研究

对一种圆锥型夹心式压电换能器进行了动态设计与实验分析。利用有限元分析方法对换能器进行了动态设计,给出了该类压电换能器有限元建模方法,分析了换能器主要结构尺寸对振动模态、固有频率的影响。依据有限元分析结果,提出了一种基于数值分析的换能器优化设计方法,简化了设计过程。在数值分析的基础上,设计、研制了圆锥型夹心式压电换能器,并对压电换能器进行了性能测试。并将实验测试数据和有限元分析结果进行了对比,测试结果验证了数值分析与设计方法的合理性。     

随钻中子探测器总成噪声干扰分析及改进

随钻中子测井仪依靠探测器总成俘获热中子射线粒子,计算井下孔隙度参数。为保证孔隙度计算的准确性,通过提高探测器总成的制造工艺水平,以此解决测量环境中不存在中子放射源时,探测器总成的异常高计数故障,增强探测器总成前置放大电路的抗干扰能力是至关重要的。     

随钻数据声波NC OFDM传输及噪声抑制的研究

随着随钻测井技术的高速发展,多维立体化地层数据的实时传输变得尤为重要。针对目前传统传输方式的低速率、高成本及非实时性,提出了一种基于非连续正交频分复用调制的声波传输方式。首先,利用传输矩阵法对钻柱信道的幅频特性进行仿真,并在此基础上提出了信道估计算法以获取子信道的频率响应;然后,采用双加速度传感器阵列接收相移声波信号,通过接收信号的相关性可以有效的抑制上行传输中地面强噪声的干扰;最后设计了一套通信测试装置,对实验钻柱信道下系统传输性能进行验证。仿真及实测结果表明,该方案可以具有较高的传输速率和可靠性。     

基于多通信协议的随钻地面信号采集处理嵌入式软件设计

文章设计了基于多通信协议及接口的嵌入式软件系统,实现了随钻测井信号实时准确采集、传输和处理。同时提出钩载传感器滤波算法和深度跟踪算法,实现在每柱（约30m）范围内,与钻具表对比误差小于0.15m,提高了井深测量计算的准确性。该嵌入式软件基于模块化设计,具有良好的扩展能力。经现场运行情况表明,该嵌入式软件系统及信号处理算法在准确性、实时性、可靠性方面达到了较高的性能指标。     

钻柱声传输的OFDM调制方法实现

为提高油气开采过程中随钻测井(LWD)数据传输速率,针对钻柱声传输技术中因周期性边界引起的色散和多重回波问题,从数据通信的角度出发,将正交频分复用(OFDM)多载波调制技术引入声传输系统,并以钻杆为信道,采用PC机结合FPGA模块和数据采集卡的形式,搭建了数据传输实验平台。数据传输实验结果表明,基于OFDM调制方式的短节钻杆声传输方案可实现160 bit/s的传输速率,该方案同时可为后续的钻柱声传输设计与实验提供方法指导。     

基于无线声阵列传感器网络的实时多目标跟踪平台设计及实验

介绍了一套自主开发和实现的无线声阵列传感器网络多目标跟踪平台.在相关的多目标跟踪技术的基础上,结合无线声阵列传感器网络的特点,对系统平台的工作流程进行了整体设计并实现了相关算法模块,并在该平台下进行了多目标跟踪实验.实验中利用随机部署在实验区域中的多个声阵列传感器实现了对多个目标实时跟踪,同时还根据实验数据的分析建立了多目标下声阵列传感器的量测模型,并展示了平台下多目标跟踪实验的总体效果及各支撑模块的性能分析.实验表明该平台的设计达到预期要求,是无线声阵列传感器网络在多目标跟踪领域的前沿研究和实践.