【摘 要】
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石油的用途广泛,其重要性不言而喻。然而随着油田资源开发逐渐进入中后期,开采原油难度加大。为了更加精确的采集和处理井下信息,以最理想的手段开采石油,显得尤为重要。电磁波随钻测量技术含高实时性、高效率、高性价比、较准确获取地层参数等特点,逐渐变成测井技术的新风向。但井下信号衰减大、信噪比差、且信息传输距离过远,则到达地面的信号是极其微弱的。微弱信号难以进行采集处理,阻碍了随钻测井技术的发展。因此,设计
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石油的用途广泛,其重要性不言而喻。然而随着油田资源开发逐渐进入中后期,开采原油难度加大。为了更加精确的采集和处理井下信息,以最理想的手段开采石油,显得尤为重要。电磁波随钻测量技术含高实时性、高效率、高性价比、较准确获取地层参数等特点,逐渐变成测井技术的新风向。但井下信号衰减大、信噪比差、且信息传输距离过远,则到达地面的信号是极其微弱的。微弱信号难以进行采集处理,阻碍了随钻测井技术的发展。因此,设计出一种对井下微弱信号进行准确采集处理的随钻测井技术装备意义重大。本课题围绕微弱信号的采集处理技术展开研究,进而设计出一种高速率、低误码率的电磁波随钻测量系统。基于更高标准的测量系统上,高速的数据处理能力和良好的控制功能已不能完全满足工程需求,准确的微弱信号采集处理技术也必不可少。因而,人们已不完全满足于传统单一的处理器架构,在此基础上,本课题设计了一种基于FPGA和DSP的硬件平台。FPGA主要完成时序逻辑与接口设计,DSP主要进行复杂算法处理。该方案结构灵活,普适性较强,模块化设计方便,能够节约算法资源、提高了计算速率,节省了开发周期,且此架构平台更新与维护简单,十分方便应用于井下实时数据信息处理系统。多径传播作为无线信道传输的一个关键特点,其令接收信号彼此重叠,导致符号间干扰(ISI)产生。而OFDM传输系统在频域把全部信道分为彼此正交的子信道,导致其载波间也具正交性,使得频谱间彼此叠加,一方面将子信道间干扰减小了,另一方面也增加了频谱利用率。因此井下信息传输利用OFDM技术,同时采用纠错能力强的RS编码。该编码方式能够消除高峰均比的OFDM符号,达到低误码率传输,实现高速传输系统的稳定与可靠。为了更加精准的控制井下系统,采用地面下发控制指令、井下上传信息的双向传输系统来实现。下发简单的控制命令,可以采用低误码率且稳定可靠的DBPSK技术,基带传输利用简单的AMI码。最后,设计了高速的微弱信号采集处理板,在电磁随钻测量系统下,顺利进行了整机联调。之后于中海油燕郊基地进行了实地测试,据实验结果分析处理可知,该采集处理板能长时间稳定可靠的工作,验证了设计预期的基本要求。
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