甚低频磁感应波智能钻杆信号传输系统性能分析

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量子效应磁力计的甚低频通信

量子效应磁力计的甚低频通信量子效应磁力计是一种利用量子效应原理来测量磁场强度的仪器。

它的工作原理是基于量子力学中的“自旋磁矩”概念，通过测量磁场对自旋磁矩的影响来确定磁场的强度。

近年来，科学家们发现，量子效应磁力计不仅可以用于测量磁场，还可以用于甚低频通信。

甚低频通信是指频率范围在几十赫兹至几千赫兹之间的无线通信技术。

由于甚低频信号的传输距离较远，穿透能力强，因此在海底通信、地下通信等特殊环境下具有广泛的应用前景。

然而，由于甚低频信号的能量较低，传统的通信设备很难实现高效的接收和解码。

而量子效应磁力计的出现为甚低频通信提供了新的解决方案。

量子效应磁力计的甚低频通信原理是利用磁场对自旋磁矩的影响来传输信息。

当外界磁场的强度发生变化时，自旋磁矩的状态也会发生相应的变化。

通过测量自旋磁矩的状态变化，可以获取到传输的信息。

由于量子效应磁力计对磁场的测量精度非常高，因此可以实现对甚低频信号的高效接收和解码。

量子效应磁力计的甚低频通信具有以下几个优势。

首先，量子效应磁力计可以实现对甚低频信号的高灵敏度测量，能够捕捉到微弱的信号变化。

其次，量子效应磁力计的测量范围广，可以适应不同频率范围的甚低频信号。

再次，量子效应磁力计的响应速度快，可以实时接收和解码甚低频信号，提高通信的实时性和可靠性。

然而，量子效应磁力计的甚低频通信也面临一些挑战。

首先，量子效应磁力计的制造成本较高，需要精密的制造工艺和材料。

其次，量子效应磁力计的体积较大，不便于携带和安装。

再次，量子效应磁力计的能耗较高，需要大量的能源供应。

因此，在实际应用中，科学家们需要进一步研究和改进量子效应磁力计的技术，以提高其性能和可靠性。

总之，量子效应磁力计的甚低频通信是一种新兴的通信技术，具有广阔的应用前景。

通过利用量子效应磁力计对磁场的高精度测量，可以实现对甚低频信号的高效接收和解码。

然而，量子效应磁力计的应用还面临一些挑战，需要进一步的研究和改进。

相信随着科学技术的不断发展，量子效应磁力计的甚低频通信将会在未来的通信领域发挥重要作用。

钻杆中声波传输特性测试

输频率点，得出钻杆中声波衰减的经验公式。结果表明：杆接箍和声波频率是造成声波衰减的主要因素；钻纵波是相对较好的信息传输载体；钻杆信道通带为非平滑的梳状滤波器结构。
关键词：钻杆；测试试验；声波传输；传输特性
中图分类号：Ｅ９７Ｔ２文献标志码：Ａｄｉ１．９９ｊｉｎ１７－０５２１．．１ｏ：３６／．ｓ．６３５０．００００３０ｓ４
２１００年
第３４卷第４期
中国石油大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆＣｉａＵｎｖｒｉｆＰｔｌｕｏｒａｈｎｉｅｓｔｏｅｒｅｍｏｙｏ
Ｖｏ．４Ｎｏ．１３４Ａｕｇ２０．０１
文章编号：６３５０（０００－７－５１７－５２１）４０００００
Ａｂｔａｔｈｘｅｍｅｔｔｓｉｇｔｅｄｌｐｐ ‘ ａｏｓｉｗａｅｔｎｍｉｓｏｈｒｃＴｅｅｐｒｎｅｔｈｒｌｉｅＳｃｕｔｖｒｓｓｉｎｃａａｔｒｔｓｉａｏａｏｙｗａｏｅｈｉｎｉｃａｉｉｈｖｂａｉｎｇｎｒｔｒａｄｈｍｅｄｘｉｔｎｄｖｃｒｓｄａｈｘｉｔｎｓｕｃｎｈｐｃａｒｌｐｐｉｐｅａｉｒｔｅｅａｏｎｏｍａｅｅｃｔｉｅｉｅｗｅｅｕｅｓｔｅｅｃｔｉｏｒｅａｄｔｅｓｅｉｄｌｉｅｎｐｌｓｏａｏａｏｌｉｔｎｍｉｓｎｓｎａｈｈｃｕｔｖｒｎｍｉｓｏｈｒｃｅｓｉｓｗｒｅｅｒｈｄｕｄｒｔｒｅｄｆｒｎｏｄｔｎｆｒｓｓｉｉａｐｔ．Ｔｅａｏｓｉｗａｅｔａｓｓｉｎｃａａｔｒｔｅｅｒｓａｃｅｎｅｈｅｉｅｅｔｃｎｉｏｓｏａｏｇｌｃｉｃｉｄｌｐｐｌｎｉ，ｗｔｒａｄｓｎｂｇｈｅｓｅｐ￣ｑｅｃｉａａｓｄｔｘｉｅｄｌｐｐａｄｔｅｏｔｌｃｕ－ｉｒｌｉｅｆｌｇａｒａｅｎａｄａ．Ｔｗｅ一ｅｕｎｙｓｇｌｓｕｅｅｃｔｔｒｌｉｅ，ｎｈｐｉｏｓｉｉｎｗｏｅｈｉｍａａｔｖｒｎｍｉｉｎ￣ｑｅｃｓｓｅｔｉｅｎｔｅｄｌｐｐ．Ｔｅｅｉｃｏｍｕａｏｈｃｕｔｖ ‘ ａｔｎａｉｎｉｗａｅｔａｓｓｏｃｓｅｕｎｙＷａａｃｒａｎｄｉｈｒｌｉｅｉｈｍｐｒａｆｒｌｆｔｅａｏｓｉｗａｅＳｔｕｔｉｌｃｅｏｗａｉｅｎｔｅｄｌｐｐ．ｈｅｕｔｓｏｈｔｈｒｌｐｐｏｐｉｇａｄａｏｓｉａｅ￣ｅｕｎｙａｅｔｅｍａｎｆｃｏｓｏ — ｓｇｖｎｉｈｒｌｉｅＴｅｒｓｌｈｗｔａｅｄｉｉｅｃｕｌｎｃｕｔｗｖｉｓｔｌｎｃｑｅｅｒｈｉｔｒｆａａｃｕｔａｅＳａｔｎａｉｎ，ａｄｌｎｉｄｎｌｖｓｂｔｒａｒｒｔａｓｔｉｆｒａｉｎｏｓｅｗｖ。ｔｕｔｉｅｏｎｇｔｉａｅｉｅｔｒｉｔｎｍｉｎｏｏｕｗａｅｃｅｏｒｍｔ．Ｔｅｄｌｐｐｉａａｈｐｓａｄｏｈｒｌｉｅｓｇｌｔａｂｎｉｎｐｓｏｏ－ｍｏｔ，ｃｍｂｆｔｒｓｕｔｒｓｖｒｅ．ｆｎｎｓｏｈｏｌｔｃｕｅｗａｅｆｄｉｅｒｉｉＫｅｒｓｒｌｐｐ；ｔｓｉｇｅｐｒｍｅｔｃｕｔａｅｔｎｍｉｓｏ；ｔｎｍｉｓｎｃａａｔｒｓｉｓｙｗｏｄ：ｄｉｉｅｅｔｘｅｌｎｉｎ；ａｏｓｉｗｖａｓｓｉｎｒｓｓｉｈｒｃｅｔｃｒａｏｉｃ

等离子体鞘套下低频电磁波通信信号传输特性及性能评估

等离子体鞘套下低频电磁波通信信号传输特性及性能评估等离子体鞘套下低频电磁波通信信号传输特性及性能评估随着科技的发展，无线通信技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

在无线通信中，电磁波是一种常用的信号传输方式。

然而，由于电磁波传输受到多种因素的限制，如距离、干扰等，使得信号的传输可能受到一定的影响。

为了提高无线通信的质量和可靠性，研究人员们不断探索新的传输技术和方法。

近年来，等离子体鞘套作为一种新的信号传输方式逐渐引起了研究人员们的关注。

等离子体是一种由电离的气体分子和自由电子组成的状态，具有高度激发的能级结构。

通过在等离子体中引入外加电场，可以产生等离子体鞘套。

其优势在于，等离子体鞘套具有较好的导电性能和较低的传输损耗，可以有效地改善电磁波的传输性能。

在等离子体鞘套下低频电磁波通信中，信号传输特性是评估其性能的重要指标之一。

传输特性包括信号的传输速率、传输距离、信噪比等。

首先，我们来研究等离子体鞘套下低频电磁波传输速率的特性。

实验结果表明，在等离子体鞘套的作用下，电磁波的传输速率有所提高。

这是因为等离子体鞘套的存在可以减小电磁波的传输损耗，从而提高传输速率。

其次，我们来探究等离子体鞘套下低频电磁波传输距离的特性。

实验结果显示，在等离子体鞘套的影响下，电磁波的传输距离有所增加。

这是因为等离子体鞘套可以抑制信号的衰减和散射，从而使得信号能够更远地传输。

最后，我们对等离子体鞘套下低频电磁波的信噪比进行评估。

实验结果表明，在等离子体鞘套的保护下，信号传输的抗干扰能力得到了改善，信噪比得到了提高。

这是因为等离子体鞘套可以有效地抑制外界干扰的影响，提高信号的质量。

综上所述，等离子体鞘套作为一种新的信号传输方式，在低频电磁波通信中具有较好的传输特性和性能。

通过引入等离子体鞘套，可以提高电磁波的传输速率、传输距离和信噪比，从而增强无线通信的质量和可靠性。

然而，等离子体鞘套作为一种新的技术，还有一些待解决的问题，如等离子体鞘套的制备方法、对环境的影响等。

甚低频电磁波穿透地层无线通信系统的问题分析

ｉ信安全，提升应变特性的通信水准。惯用：种系统修护之中，常会发觉特有的短路弊信息丢失这样的弊病，阻碍到了接续的顺
行。为化解这一疑难，创设了穿透特性的、
伴随距离拓展，细分出来的这些区段，依次设段环境，对于固定着的多重频率，都会保持恒定成近区、中部架构下的中间区、偏远的区段。定。潮湿特性的环境，对于关联着的声频，会测量得来的频率范围，关涉着对应情形凸显明晰的干扰。这样测定出来的电导率，会下的波长。例如：频率被拟定成１０ｋ赫兹这一相差偏多的数量级。数值以内，那么波长表征的数值，就被限缩在拟定好的这一电导率应被设定为恒定。３０千米；依循这一递增规律，可以推测得来为便利接续的通信设计，依循穿透点布设着的幅值特有的衰减常数。由此可得，在偏低频次大致方向，可以经由运算，得来等效态势的电特有的区段内，如上的比值会满足特有的准静区；若拟定好的通信距离，没能超出２千米，那么给出来的通信范围，就被划归为近区。
有的彼此关联。
３应注重的事宜
层级以内的磁导率。除了带有铁磁特性的这
长，会表征着不同比值。依循拟定好的这些比值，可把选出来的区域电场，分出四种区段。
的频次偏低，那么这一区段被设定成准静区。
导率。把测算得来的这种参数，简化为惯常见到的、均质架构以内的电磁波，并拟定可用的穿透模式。等效情形下的电导率，可被概要拟

智能钻杆磁感应传输技术及其信道特性分析

孙浩玉，
（１．中国石油大学机电工程学院，山东青岛２６６５８０；２．胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营２５７０１７）摘要：分析感应耦合原理并制作耦合器，将仿真与实测捌结合，在高频变压器模型基础上建单个耦合器的准确电
，
（：ｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ０ｎｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｄｕｃｔｉｖｅ（・（ｍｐｌｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｏｕｐｌｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓＴｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ０ｆ
．
ｔｈｅｍｕｈｉｓｅｃｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｔｆｒｅｑｕｅｎ —
文章编号：１６７３ — ５００５（２０１３）０６ — ０１７２－０５
（ｔｏｉ：ｌ０．３９６９／ｊ．ｊｓｓｎ．１６７３ — ５００５２０１３．０６．０２８
．
智能钻杆磁感应传输技术及其信道特性分析

钻杆声波信道分析与试验研究

钻杆声波信道分析与试验研究丛　军1　刘建华2　王振法1　葛世瞳3（1.胜利油田分公司海洋采油厂　东营　257000；2.胜利油田分公司安全环保处　东营　257000；3.中海油安全技术服务有限公司　天津　300456）摘要：通过建立钻杆实体的有限元模型，模拟分析声波在钻杆中的传输特性，同时在实际钻杆中进行声波传输试验验证。

结果表明：钻杆及其接头具有一定的频带宽度，类似低通滤波器特征，可以利用声波并以钻杆为媒介实现井下信息传输；同时也可以运用此技术模拟井下钻杆信道，反映信道特性，获取最佳传输频带；以此作为钻井设备振动特性研究的基础，及时、准确获取钻井设备状态数据，防止井喷失控。

关键词：钻杆　声波　信道　振动特性　井控随着声波数据传输技术应用范围的越来越广阔，井下声波传输技术也将空前发展。

关于钻具的声波振动特性的研究，国内外有多篇文献涉及，这些文献均以钻杆为研究对象，研究时将钻杆视为周期性管结构，钻杆结构具有类似梳状滤波器的声波特性[1- 5]。

目前，在钻井行业对于声波通过钻杆传输井下信号方面缺少现场钻杆通信试验数据，需要在这方面做大量的工作。

本文利用有限元法对钻杆声波传输进行研究和探索，同时通过钻杆为媒介的声波通信试验，对比研究，以获取钻杆信息传输的新方法。

并以此为基础，研究钻井设备振动特性，及时获取状态数据，防止井喷失控。

1 钻杆声波传输理论与特性分析选用钻杆作为通信信道。

由相同尺寸的钻杆和接头组成的信道结构，其具有明显的周期特性，这种结构就是周期性结构。

在1972年，Barnes和Kirkwood建立了理想化钻柱理论分析体系，最早分析了声波在钻柱中弹性波形现象[6]。

钻杆中传播的声波形式主要分为：纵波、弯曲波和扭转波，由于弯曲波易在截面处发生散射，扭转波易与井下作业操作发生耦合引入噪音，增加分析误差。

因此主要研究纵波在钻杆中的传输特性。

利用有限元法分析声波传输特性，模型条件：（1）模型为三维模型，与钻杆和接头形式一致，符合实际情况；（2）不考虑钻杆内部钻井液影响。

分集处理的甚低频通信抗干扰能力分析

ＶｏＩ．３６Ｎｏ．５７４
舰船电子工程
ＳｈｉｐＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
总第２６３期２０１６年第５期
分集处理的甚低频通信抗干扰能力分析
严烁任席闯（１．９１９６０部队汕头５１５０００）（２．９１４６９部队北京１００８４１）
字符持续时间像上面讨论过的２００ｍｓ￣３０Ｏｍｓ，则一个汉字占用ｌｓ左右时间，三重发送中同一字符问的时间问隔等于一个汉字的占用时间，所以三重发送
多次击穿。多数云对地放电包括若干次主击穿（平中一般只有一重发送中的１～２个字符被干扰。
３甚低频通信抗干扰研究
从雷电活动简单的描述知，一个雷电活动大致
次未受雷击，就可能做出正确判决。设一次发送遇到雷击的概率为Ｐ，由于各次雷击是统计独立的，所以三次发送都遭雷击的概率为。如果Ｐ＝０．１，
采用三重分集可以提高抗单频干扰能力。在三
１
ｆｒ（ｚ１）一ｅｌ／
。
＂Ｋｎ０
（１）
其它各个相关器输入没有信号，只有噪声，它们的
重分集条件下，把一个字符的三重分集输出相加，其码元能量增加了２倍（是不分集的３倍）。如果干扰幅度是信号幅度的倍，则同样会引起严重误码。这表明采用三重分集可以带来４．７７ｄＢ的好处。
大于信号频率的幅度或与信号频率的幅度接近，则发送的信号是＿厂ｌ，则相关器输出（ｎ一ＥＥ＋

地表下甚低频耦合通信系统及关键技术研究

实现方案与实验结果
本次演示提出了一种基于VLF耦合通信的地表下通信系统，并实现了以下关键技术：
1、针对VLF信号产生与编码的问题，我们设计了一种基于直接数字合成（DDS）技术的VLF信号产生器。该产生器可以通过数字方式产生各种VLF信号波形，并且具有高精度和高稳定性。同时，我们采用差分相移键控（DPSK）编码技术对信息进行编码，以增强抗干扰能力。
3、3G时代进入21世纪，移动通信系统进入了3G时代。3G时代实现了移动宽带接入，使得人们可以通过手机进行高速数据传输和互联网访问。
4、4G时代 4G时代是移动通信系统发展的一个重要里程碑，它实现了更高速度的数据传输和更丰富的业务应用。4G技术主要采用OFDM（正交频分复用）和 MIMO（多输入多输出）等技术，大大提高了系统的容量和传输速率。
参考内容二
移动通信系统的发展及关键技术研究
随着科技的快速发展，移动通信系统已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。从20世纪80年代的模拟信号时代，到90年代初的数字信号时代，再到如今的 4G、5G时代，移动通信系统经历了巨大的变革和发展。本次演示将主要探讨移动通信系统的发展历程和关键技术研究。
2、MIMO技术 MIMO技术利用多个天线同时发送和接收数据，通过空间复用和空间分集等方式，提高了系统的传输速率和可靠性。
3、mmWave技术 mmWave技术是指使用毫米波频段进行通信的技术。毫米波具有带宽宽、传输速率高、方向性好等特点，可以满足5G时代对高速率和大容量通信的需求。
4、D2D技术 D2D技术是指设备到设备通信技术，它允许用户在没有蜂窝网络覆盖的情况下进行直接通信。这种技术可以增加系统容量、减轻基站负担，并为用户提供更高速的通信服务。
在甚低频矢量水听器潜标探测系统中，关键技术的研究是实现系统高效运行的关键。其中，信号处理算法是其中的核心部分。通过对接收到的声波信号进行预处理、特征提取和分类识别等步骤，实现对水下目标的自动探测和识别。此外，系统的硬件设计也是关键技术之一，包括水听器的设计、信号采集和处理电路的设计等。

项目井筒声波信息传输技术研究集团公司项目

项目1：井筒声波信息传播技术研究（集团企业项目）一、项目简介随钻信息传播方式重要有泥浆脉冲、电磁波、光纤、智能钻杆和声波遥传。

泥浆脉冲旳传播速度一般不不小于10bps，远不能满足大量数据传播旳需求，也不能在欠平衡钻井中有效工作。

电磁波传播系统运用电磁波穿越地层传播信息，传播速率为20-100bps，只有当地层电阻率不小于10Ωm时才能有效地进行信息传播。

智能钻杆通信技术是运用特制旳钻杆建立智能钻杆网络系统，其传播速率可达2Mbps，不过因需要特制旳钻杆或改造旳钻杆及特制旳接头，导致钻井成本大幅提高。

运用声波沿钻杆传播信息旳长处是成本低、数据传播速率可达20-100bps，还可通过中继装置增长信息传播旳距离，且声波传播受钻井液干扰较小。

其存在重要问题是信息传播不稳定。

伴随声波沿钻柱传播理论研究旳进展[9-11]以及钻柱传播系统旳传播容量理论旳建立，随钻声波传播技术旳潜力和优势逐渐明显，引起国内外研究者旳关注，成为近些年随钻数据传播领域旳重要研究方向之一。

西部钻探通过数年研究,于2023年将“声波信息传播”列入集团企业“钻井新技术新措施”项目，通过前三年持续攻关，掌握了某些关键技术，获得了重要进展，初次研制出了基于中继旳声波信息通讯样机，弥补了一项国内技术空白，不过无论是国外还是国内都没有实目前较低传播误码率旳条件下实现可靠传播。

根据科技管理部旳顶层设计，“十二五”后两年，本课题转入“钻井新装备新工具研制”项目旳研究内容，力争通过持续攻关，研制出高传播速率旳声波信息传播系统，提高工程技术服务业务旳保障能力和市场竞争力。

二、博士生研究内容和目旳（1）建立强背景噪声条件下旳微弱线性调频信号混沌检测理论及算法，检测敏捷度到达-40dB.运用混沌振子相变原理检测沉没在强噪声中旳有用微弱信号，尤其线性调频信号，可以极大改善通讯质量。

（2）建立一套适合井筒介质旳信号时空聚焦模型，精度到达5%以内。

不需要传播介质和换能器旳先验知识，通过虚拟时间反转实现自适应信号聚焦，克服声波信道旳信号畸变，获得更高旳速率和可靠性。

磁敏传感器的性能评估报告

磁敏传感器的性能评估报告磁敏传感器的性能评估报告磁敏传感器是一种常用的传感器类型，可以测量周围磁场的强度和方向。

它们在许多应用中都发挥着重要的作用，比如指南针、地磁测量和位置检测等。

评估磁敏传感器的性能非常重要，因为它可以帮助我们了解传感器在特定应用中是否能够满足要求，并且可以帮助我们选择最合适的传感器。

下面是一些步骤，可以帮助我们评估磁敏传感器的性能：1. 确定评估标准：首先，我们需要明确评估磁敏传感器性能的标准。

这可能包括传感器的灵敏度、线性度、精度和响应时间等方面。

我们可以根据应用需求和行业标准来确定这些标准。

2. 准备测试环境：为了准确评估传感器的性能，我们需要准备一个适合的测试环境。

这可能包括一个磁场发生器、测试仪器以及合适的测试样本。

确保测试环境没有外部磁场干扰，并且可以提供稳定和可重复的测试条件。

3. 测试灵敏度：灵敏度是评估传感器的重要指标之一，代表传感器对磁场变化的响应能力。

我们可以通过改变测试样本附近的磁场强度来测试传感器的灵敏度。

记录下传感器的输出值，并与实际磁场强度进行比较，以评估传感器的灵敏度。

4. 测试线性度：线性度是评估传感器输出信号与输入信号之间关系的指标。

我们可以通过在不同的磁场强度下进行测试，然后分析传感器输出的线性关系来评估传感器的线性度。

这可以通过绘制传感器输出与实际磁场强度之间的关系曲线来实现。

5. 测试精度：精度代表传感器输出值与实际值之间的误差。

我们可以通过将传感器与已知磁场强度进行比较，然后计算出传感器的精度。

这可以通过使用校准磁场源和计算传感器输出与实际值之间的差异来实现。

6. 测试响应时间：响应时间是指传感器从接收输入到产生输出的时间。

我们可以使用一个快速变化的磁场源来测试传感器的响应时间。

记录下传感器输出的变化时间，并与实际变化时间进行比较，以评估传感器的响应时间。

7. 数据分析和报告：最后，我们需要对所有测试数据进行分析，并生成一份性能评估报告。

智能钻杆磁感应传输技术及其信道特性分析

图6 并联补偿电容的频率特性Fig.6 Frequency characteristic of parallel capacitance compensat应耦合回路串联了1 nF的电容，串联电容补偿的实际测试曲线参见图7。
图7 串联补偿电容的频率特性Fig.7 Frequency characteristic of series capacitance compensation
(3)搭建了磁感应传输系统，验证了连续磁感应传输技术的可行性，为该技术的进一步研究奠定了基础。
(4)国外技术在数字速率上已达到2 Mbit/s，超过了课题组用的模拟载波速率，相比之下技术差距非常明显，因此在耦合器的结构、磁芯、线圈以及补偿等最基本的环节上还需要大量的研究与探索。
图7中的曲线表明，在每个感应耦合器的线圈上串联一个电容后，以3节信道为例，在1.95 MHz频率处还是一个谐振点，但其幅值没有得到补偿，其余两个谐振点分别转移到了0.62和0.85 MHz频率处，且幅值从1.8 V升高到3 V多。
3.2.3 串并联电容补偿
在耦合器的线圈上同时并联和串联了电容，并进行了测试，如图8所示。对比图5可以看出，以3节信道为例，主谐振点从1.95 MHz降低到1.4 MHz，但输出幅值从1.8 V增加到5.8 V。因此，串、并联电容同时对信道的幅频特性起到了补偿作用，线圈上的并联电容对1 MHz以上谐振点的幅值进行了补偿，在线路上的串联电容相当于增加了谐振支路，其谐振频点分布在1 MHz以下。
3.2 磁感应耦合的补偿方法
针对磁感应耦合传输的衰减特性，可以采用电容或电感来进行补偿，其中电容补偿是一种简单易行的方式。
3.2.1 并联电容补偿
在图3所示的耦合器线圈回路中并联了一个100 pF的电容，测试结果参见图6。

钻杆振动频率检测系统的研制与应用

钻杆振动频率检测系统的研制与应用刘乃鹏;胡郁乐;汪伟【摘要】在钻进过程中,当钻杆的固有频率与外部激励频率一致时,会产生共振现象.共振会使钻杆疲劳破坏,导致钻杆失效,造成严重后果.为了避免这种破坏,研制了一套基于微机电系统(MEMS)传感器的检测钻杆振动频率系统.此系统采用微型三轴加速度传感器测量钻杆3个方位的加速度变化,用LabVIEW编写的上位机软件进行存储、上传、显示、处理数据,将得到的数据进行快速傅里叶变换后分析出钻杆的振动频率.最后将此系统安装在钻杆上进行了钻进试验,分析得出了钻杆的纵向、横向、扭转振动频率及转速,为避免钻杆共振破坏和调整现场钻进参数提供了准确的信息.%During drilling, resonance is generated when the natural frequency of the drilling rod is consistent with the external excitation frequency. Thiswill cause fatigue-failure of the drilling rod and serious consequences. To avoid this, a drilling rod vibration measurement system based on Micro-Electro-Mechanical System was designed.This system uses the three-axis acceleration sensor to measure the acceleration of the drilling rod in three directions.The upper computer software written in LabVIEW can storage, upload, display and process data. Then the fast Fourier Transform was taken to analyze the vibration frequency of the drilling rod. Finally the system is installed on the drilling rod for testing and analyzing the longitudinal, transverse, torsional vibration frequency and rotational speed of the drilling rod. It provides accurate information for adjusting the drilling parameters and avoiding resonance damage of the drilling rod.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2019(047)001【总页数】4页(P211-214)【关键词】钻杆;振动频率;微电子机械系统;三轴加速度【作者】刘乃鹏;胡郁乐;汪伟【作者单位】中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉 430074;中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉 430074;中国地质科学院地球深部探测中心,北京 100190;中国地质科学院地球深部探测中心,北京 100190【正文语种】中文【中图分类】P634.3在钻进过程钻杆会受到横向、扭转和轴向振动这3种在本质和形态上都不同的振动形式的激励，这是一个复杂的动态过程[1]。

钻杆声波传感器模型设计

钻杆声波传感器模型设计
李存义;李贺;江金嫔
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2012(000)034
【摘要】目前，泥浆脉冲和电磁波随钻测量系统在石油、地质钻探等行业得到了广泛的应用。

随钻测量系统难点是信号传输。

介绍了常用随钻测量方式和钻杆声波传感器模型的设计原理和设计方案。

钻杆声波传感器模型具有传输率较高、降低噪声干扰、开发成本低、结构简单等优点，是一种新型的信号传输方式。

【总页数】1页(P48-48)
【作者】李存义;李贺;江金嫔
【作者单位】中国地质大学武汉工程学院,湖北武汉 430074;长安大学工程机械学院,陕西西安 710064;中国地质大学武汉工程学院,湖北武汉 430074
【正文语种】中文
【相关文献】
1.钻杆声波传感器模型设计
2.基于超声波传感器的智能车模型设计
3.邦纳超声波传感器提供了灵活的解决方案——Banner超声波传感器在工业自动化领域的应用
4.过钻杆存储式交叉偶极子阵列声波测井仪的设计及应用
5.一种自适应的超声波传感器模型的设计
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

新型低频电磁波井下数据无线传输技术

新型低频电磁波井下数据无线传输技术
姜楠
【期刊名称】《油气井测试》
【年(卷),期】2022(31)6
【摘要】井下无线传输技术受信号传输强度低、干扰大等限制难以获得及时、准确的压力、温度数据。

新型低频电磁波井下数据无线传输技术将温度压力信号负载到井下闭合震荡电路中,通过采用超低频电磁波为传输载体及特殊通信机制,有效提高了井下数据无线传输性能。

同时,配套的中继器可满足更大深度井的中级传输要求。

大庆地区GL(274-245)井现场试验结果表明,井下存储压力计数据与无线传输数据对比吻合,信号清晰准确,取得预期的良好效果。

该技术数据传输稳定可靠,能够满足水平井、大斜度井及3000 m以内井深的复杂井试采实时监控井下数据的需求,为试油气井求产优化提供了技术支持。

【总页数】5页(P54-58)
【作者】姜楠
【作者单位】中国石油大庆油田有限责任公司试油试采分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE353
【相关文献】
1.基于低频电磁波无线传输的压力计直读测试系统研制及应用
2.井下无线电磁波短距离传输技术发展及研究
3.井下无线电磁波短距离传输技术发展及研究
4.基于电
磁波的井下压裂无线传输信道性能分析研究5.低频电磁波无线传输测试技术在阿北凹陷复杂断块油藏的应用
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极低频随钻测量电磁遥测系统的衰减预报

极低频随钻测量电磁遥测系统的衰减预报
刘惠机
【期刊名称】《电波与天线》
【年(卷),期】1996(000)003
【摘要】1.前言虽然对 MWD-EM(随钻测量电磁)系统已研究了数十年,但至今尚未达到完善程度。

这是用于钻杆柱遥测的实时数据传输系统。

该系统是由作为发射机用的地下部分和作为接收机用的地上部分组成的。

采用 MWD-EM 方法,所测量的量,包括钻杆柱的扭力力矩、地下温度和压力等。

首先经不同的传感器转换为电信号。

【总页数】5页(P17-21)
【作者】刘惠机
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】P631.811
【相关文献】
1.CEM-1电磁随钻测量仪井下电磁传输特性研究及现场应用 [J], 宋朝晖;陈晓晖;王立双
2.新型极低频信号遥测系统的研制 [J], 殷科生;张志刚;刘文彦;冯婉
3.极低频电磁波技术电磁响应建模及电离层影响分析 [J], 李勇;林品荣;郑采君;石福升;徐宝利;郭鹏
4.水下极低频电磁信号探测中的海流感应电磁噪声压制 [J], 孙公毅;裴建新;陈家林;
张学庆
5.高速有线随钻测量短节遥测系统提高了钻井的安全性、效率、可靠性和速度 [J], 闫循彪（译）
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浅谈矿用钻杆中声波通信技术

浅谈矿用钻杆中声波通信技术随钻测量定向钻进由于具有轨迹可控、孔底回转、钻孔深度大等优点，在国内外煤矿井下瓦斯抽采、防治水、地质构造或异常体勘探中得到越来越多的应用。

矿用随钻测量系统作为煤矿井下随钻测量定向钻进的核心装备，其孔底仪器与孔口仪器之间的数据传输技术是矿用随钻测量系统的应用基础和关键技术，直接关系着施工人员能否及时准确地获得孔底钻具姿态参数并实施定向钻进。

目前满足煤矿井下防爆要求的随钻测量系统有3种数据传输方式：有线、泥浆脉冲和电磁波。

有线数据传输系统作为市场上主流产品具有稳定性高，定向钻进效率高的优势，缺点是必须使用通缆钻杆进行钻进，造成钻进成本高，且不利于进行复合钻进提高钻进效率；泥浆脉冲数据传输系统具有传输距离远、速率低，可复合钻进提高长深孔钻进效率的特点，但由于活动机构的存在，长期使用中需注意维护仪器；电磁波数据传输系统具有传输速率快，可复合钻进提高中短孔钻进效率特点，但传输距离有限、接收信号易受地层及周边设备电磁干扰，对系统稳定性造成一定影响。

综上所述，现有数据传输方式适用于不同工况条件，但不能够完全满足所有工况需要，比如常规回转钻孔。

1矿用钻杆中声波传输技术矿用钻杆中声波通信技术是利用声波在钻杆柱中的传播特性，从孔底将信号传输到孔口显示的新技术，钻杆中声波通信原理图如图1，孔内仪器通过将测量数据编码，并按照编码格式敲击发送声波信号，声波信号耦合到钻杆壁并沿钻杆壁向孔口传输，振动传感器吸附在钻杆端头将声波信号转换为电信号，接收解码模块接收振动传感器发出的电信号并解码，数据显示模块接收解码信号进行显示。

其数据传输方式依靠钻杆壁为传输介质，通用性更强，适用于常规孔和浅孔的定向钻进施工，具备信号传输速度快、不受地层情况影响和结构简单等特点，在煤矿钻探领域具有很好的应用前景。

2钻杆柱中声波传播特性利用钻杆中声波传输随钻测量数据，必须得研究钻杆中声波传播特性，分析钻杆中声波幅值衰减特性。

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２０１７年１月
第３２卷第１期
西安石油大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎｌａｏｆＸｉａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｎｅｒｇｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｄｅｉｒｖｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｓ．Ｃｏｎｓｉｄｅｉｒｎｇｔｈａｔｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍａｇｎｅ－ｔｓｙｓｔｅｍｗｈｉｌｅｄｉｒｌｌｉｎｇｍａｙｃｈａｎｇｅｓｌｉｇｈｔｌｙ，ｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｆａｃｔｏｒａｎｄｔｈｅｍｕｔｕｌ— ａｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒｏｆｔｈｅｍａｇｎｅｔｏ — ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｎｅｔｗｏｒｋｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｔｅｓｔｅｄｏｎｅｘｐｅｉｒ・ｍｅｎｔａｌｐｌａｆｔｏｍ，ｒａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍａｇｎｅｔｏ — ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｗｈｉｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇＣａｌｌａｃｈｉｅｖｅｌｏｎｇ — ｄｉｓｔａｎｃｅｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｃａｎｒｅａｃｈｔｏ１８００ｍｕｎｄｅｒｔｈｅｓｉｇｎａｌ — ｔｏ — ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏｏｆ－２ｄＢａｎｄｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；
率为２ｋｂｉｔ／ｓ时，通信距离可达１８００ｉｎ。
关键词：随钻测量；无线通信；甚低频磁感应波
ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍＷｈｉＩｅＤｒｉｌｌｉｎｇＢａｓｅｄ
Ｊａｎ．２０１７
Ｖ０１．３２Ｎｏ．１
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－０６４Ｘ．２０１７．Ｏ１．０１９
中图分类号：ＴＥ９２７
文献标识பைடு நூலகம்码：Ａ
文章编号：１６７３－０６４Ｘ（２０１７）０１０１－１９０８－
甚低频磁感应波智能钻杆信号传输系统性能分析
刘亚军，孙东奎，刘锋。，杨德斌，徐金梧
（１．北京科技大学机械工程学院，北京１０００８３；２．北京嘉禾石油技术有限公司，北京１００２２９；３．北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心，北京１００１９２）
ｏｎｔｈｅＭａｇｎｅｔｏ－ＩｎｄｕｃｔｉｖｅＷａｖｅｏｆＶｅｒｙＬｏｗＦｒｅｑｕｅｎｃｙ
ＬＩＵＹａｊｕｎ，ＳＵＮＤｏｎｇｋｕｉ，ＬＩＵＦｅｎｇ，ＹＡＮＧＤｅｂｉｎ，ＸＵＪｉｎｗｕ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗｈｉｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇ。ａｖｅｒｙｌｏｗ￣ｅｑｕｅｎｃｙｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｍａｇｎｅｔｏ — ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｗａｖｅｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｏｄｅｌｗａｓｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｗｈｉｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｂａｎｄｗｉｄｔｈａｎｄｔｈｅ
２．ＢｅｉｊｉｎｇＪｉａｈｅＰｅｔｒｏｌｅｕｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００２２９，Ｃｈｉｎａ；３．ＢｅｉｊｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｆｏｎｒｍａｔｉｏｎａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＢｅｉｊｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９２，Ｃｈｉｎａ）
摘要：为实现有效的电磁波随钻测量，提出一种基于磁感应波的甚低频无线通信模型，并建立系统模型。通过系统的电流色散方程对系统带宽、传播能量等进行推导分析。针对磁感应波随钻测量系统中发生微变的
参数，通过引入网络中相邻节点之间的传递因子和互感品质因数，建立了系统的传递方程。针对信号逐级传
输过程中的谐振频率偏差损耗，增加连续可调电感进行频率补偿。最后搭建磁感应网络实验平台进行测试，结果表明信号在甚低频磁感应波智能钻杆系统中可以实现远距离的通信，当信噪比为一２ｄＢ且保证通信速