石油学报

作者：胡永建, 黄衍福, 石林

单位：中国石油集团钻井工程技术研究院 北京 102206

关键词：磁耦合,有缆钻杆,信道建模,二端口网络,混合模型,集总参数电路,传输线

基金：胡永建,男,1970年5月生,1992年获西安交通大学学士学位,1995年获北京大学硕士学位,现为中国石油集团钻井工程技术研究院高级工程师,主要从事石油钻井井下仪器及通讯设备研制。Email:huyongjian32788@163.com

摘要： 高频磁耦合有缆钻杆能够提高随钻测量数据的传输速率，其使用同轴电缆减少信道的高频损耗，利用磁耦合感应实现钻杆之间的无线信号传输。为了确定信号载波频率、实现不同有缆钻具间的阻抗匹配以及降低信道衰减，使用2种不同模型完成了信道建模与仿真分析。首先使用标准二端口网络元件级联模型仿真，虽然基于测量数据的"黑箱"网络元件无法给出物理解释，也没有用于优化的设计参数，但仿真结果有利于有缆钻杆工艺改进的验证性实验。其次使用集总参数电路和传输线混合模型仿真，其中集总参数电路有可测量的设计参数，在提供物理解释的同时能够优化设计，而传输线仿真了高频条件下长度不能忽略的同轴电缆。混合模型使用分级网络的链接参数完成散射参数的计算，设定了耦合系数、绕组电感及磁滞损耗3个调谐参数，仿真结果与测量结果相吻合。

来源：2018年第11期

《石油学报》期刊编辑部

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