【摘 要】
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煤、原油、天然气、油页岩此类非可再生资源对人类的生产生活具有相当重要的意义。开采这些不可再生资源时,探测技术尤为重要,使用先进的探测技术有利于降低勘探成本,更有效率地发现油气资源。在地下资源探测中,随钻电磁波传输技术是当前研究中的重点之一。由于在地层中电磁波的传输特性,电磁波衰减相较于在空气中有着非常明显的差别。高频电磁波基本上难以运用在介质为地层的传输系统中,由于衰减特性和实际钻井平台的噪声大等
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煤、原油、天然气、油页岩此类非可再生资源对人类的生产生活具有相当重要的意义。开采这些不可再生资源时,探测技术尤为重要,使用先进的探测技术有利于降低勘探成本,更有效率地发现油气资源。在地下资源探测中,随钻电磁波传输技术是当前研究中的重点之一。由于在地层中电磁波的传输特性,电磁波衰减相较于在空气中有着非常明显的差别。高频电磁波基本上难以运用在介质为地层的传输系统中,由于衰减特性和实际钻井平台的噪声大等原因,低频信号在地层中传输相较于高频信号更不容易被噪声淹没。但是极低频传输也带来了传输效率低的缺点,效率过低可能会导致无法达成勘探信息实时监控的目的。所以如何在使用极低频信号的情况下保证信息传输的效率是本课题的难点之一。经过比较分析几种调制方案,进行仿真分析,从ASK、BPSK、FSK等调制方案中选择了FSK方案作为系统中的调制方法。基于对通信原理的仿真,提出了相关技术设计方案,然后对相关方案进行了原理上的分析阐述。基于提出的发射机中的实现原理,使用MSP430F169芯片作物发射机电路的核心芯片,完成FSK信号的编码调制,在地面接收机中,基于DFT的相关算法,完成了对FSK信号的同步及解调操作,完成对接收信号处理程序的编写。最后上位机完成对数据的实时监控。经过实验室中的模拟测试,最后完成实际钻井平台的传输实验。完成深度为1000米的传输测试,验证了随钻无线电磁波传输系统的可靠性与稳定性。本课题的研究成果为随钻技术的后续改进提供了良好的技术基础。
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