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本课题是在对以泥浆为传输介质的无线随钻测量系统的信号传输方式及其在实际应用中所遇到的问题进行充分研究的基础上,提出一种新的信号编解码方式。在新的信号传输系统设计过程中,针对现场噪声干扰的不确定性,在信号处理过程中,采用了自适应滤波和相关处理等技术,达到了提高数据传输速率,增强数据可靠性的目的。对影响信号传输质量的因素进行了分析比较,并提出了具体解决方案。
此信号传输及编解码系统分为地面和井下两部分。井下部分主要由传感器、编码驱动电路和脉冲发生器组成:地面部分则主要由信号采集卡和上位机处理系统组成。井下部分以编码驱动电路为核心,该电路接收由传感器测量到的数字信号,并将此数字信号转变为槽编码信号,发送给井下脉冲发生器。脉冲发生器跟据此信号调整泥浆通道横截面积的大小,进而反映为流体的压力变化,压力信号通过泥浆介质传输到地面。安装在地面的压力传感器接收到泥浆压力信号并传输给采集卡。上位机解码软件对此信号进行处理,提高信噪比,然后根据编解码协议将所收到的槽编码信号转换成有实际物理意义的十进制数据。
课题中采用了槽编码技术,其编码原理就决定了它的高可靠性。课题中设计了高通、低通和自适应滤波器,高通滤波器用于去除信号的直流分量和基线漂移,低通滤波器用于去除信号的高频干扰,自适应滤波器用于跟踪去除泵的噪声。相关技术也在课题中得到了应用,起到信号提取的功能。这些技术的应用使得本系统在可靠性和传输速率方面都优于国内现有的随钻测量系统。