石油学报

作者：胡永建, 黄衍福, 刘岩生

单位：中国石油集团工程技术研究院有限公司 北京 102206

关键词：磁耦合有缆钻杆,智能钻杆,信息钻杆,信道建模,电磁结构仿真,线性仿真,联合仿真

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,现为中国石油集团工程技术研究院有限公司高级工程师,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： 为了延长高频磁耦合有缆钻杆的无中继传输距离，使用电磁结构仿真与线性仿真的联合仿真技术对信道建模并仿真。高频磁耦合有缆钻杆信道是重复的基本单元的级联，基本单元包含磁耦合线圈副与同轴电缆。对磁耦合线圈副，电路理论建模需要通过测量样品等得到元件参数，有些参数不易测量，有些结构及材料参数不易体现在模型中，而电磁结构仿真能够解决这些问题。对于同轴电缆这类大尺寸模型，电磁结构仿真耗时长，使用线性仿真可以保证仿真精度、缩短仿真时间。联合仿真技术弥补了单一仿真的缺陷，经实验验证，仿真结果与实际测量结果一致。通过联合仿真研究了基本单元级联数量、有缆钻杆尺寸、铁氧体磁芯磁导率及隔离隙等对谐振峰载波频点和衰减的影响，完成了高频磁耦合有缆钻杆信道的阻抗匹配和优化设计，使无中继传输距离达到了300 m以上，有效减少了中继器的使用数量，在降低成本的同时提高了信道可靠性，并完成了现场试验。

来源：2019年第4期

《石油学报》期刊编辑部

查看石油学报杂志2019年第4期