油氣井隨鉆聲波遙測系統(tǒng)的結構設計.pdf

1、隨鉆聲波遙測是在鉆井作業(yè)過程中,利用聲波作為載波將井下信息傳輸至地面的無線傳輸技術,亦可以將地面信號傳送到井下,從而實現(xiàn)地面與井下的雙向通信。隨鉆聲波遙測是一種較新的無線傳輸技術,其優(yōu)點是成本低、體積小、傳輸速度快、數(shù)據(jù)量相對較大、不受地層特性影響等;其缺點是聲波傳輸方式不僅與鉆桿自身的周期性管結構有關,更對信道阻尼非常敏感,聲波沿鉆柱傳播時,信號會發(fā)生嚴重衰減,在鉆進時易受到周圍噪音環(huán)境的干擾。
　　 為了實現(xiàn)油氣井井下聲波遙

2、測,提出以縱波為信息傳輸載體,研究聲波在鉆桿這一信息傳輸通道中的傳輸規(guī)律,探討了通阻帶交替、通帶非平滑伴有諧振尖峰的梳狀濾波器結構及產(chǎn)生機理,分析了端面、管箍截面積、桿長等對通阻帶分布的影響,以及泥漿介質、徑向輻射、粘彈性地層的阻尼影響,從而優(yōu)選出載波頻率、脈沖形式及數(shù)目。在分析適用于井下聲波信號傳輸?shù)穆暡〒Q能器參數(shù)要求的基礎上,研究了換能器的結構及聲匹配和電路匹配,并對聲換能器在鉆桿信道的位置進行了設計。機械結構設計是隨鉆聲波遙測系統(tǒng)

3、實現(xiàn)其測量功能的前提和基礎,其機械部分是聲波隨鉆遙測系統(tǒng)的殼體構架,為換能器、傳感器及電路提供包容空間,因此,其結構及強度設計是否合理關系到遙測系統(tǒng)的安全和測量穩(wěn)定性。井下發(fā)射短節(jié)作為整個鉆柱的組成部分,必須在高溫高壓的環(huán)境中保持足夠的強度和抗腐蝕性,同時還必須保證儀器艙的密封性。在本文中比較系統(tǒng)的對聲波遙測系統(tǒng)的發(fā)射部分和接收部分進行機械結構的設計,設計出幾種適合于鉆井作業(yè)中工作的聲波遙測系統(tǒng),優(yōu)選出最佳方案并對其進行強度校核計算。<