基于電力線載波通信的油田鉆井通信系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、分類號——UDC密級學(xué)校代碼量壁壘窆2劣洚理歹大署學(xué)位論文題目基王魚左垡裁遮通信的迪田笪羞適焦丕纏逡i土生塞理英文TheDesignandImplementationofOil—well題目一DrillingCommunicationSystemBasedo—nPLC研究生姓名蠆紹踅指導(dǎo)教師姓名——』疊墅L職稱—數(shù)援一學(xué)位——一單位名稱武這理王太堂郵編壘呈QQZQ姓名——職稱學(xué)位副指導(dǎo)教師單位名稱——郵編申請學(xué)位級別亟學(xué)科專業(yè)名稱通信皇

2、信息丕纏論文提交日期—坐旦蘭生曼旦一論文答辯日期J塑墮』L匈∑一學(xué)位授予單位武逯理王盤堂學(xué)位授予日期——答辯委員會主席—丑峰&一評閱人』刻』出敏。2013年3月武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要油田鉆井通信系統(tǒng)的研究對油氣田安全高效的開采具有重要意義。借助通信系統(tǒng)可以及時得到井下傳感器的各種數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出井下的異常情況，以便及時采取補救措施，減少人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失。但傳統(tǒng)的油田鉆井通信方式存在通信距離短、傳輸速率慢、需要架設(shè)專用通信信道的問題。

3、為了解決傳統(tǒng)油田鉆井通信方式的缺點，保障油氣田安全高效開采，本文采用電力線通信(PowerLineCommunication，PLC)技術(shù)設(shè)計出一個可以借助現(xiàn)成的電力線作為通信信道，實現(xiàn)一個傳輸距離遠(yuǎn)，通信速率快的通信系統(tǒng)。然而，電力線本身存在頻率阻抗很小和噪聲干擾大的問題，并不適合數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離準(zhǔn)確傳輸。本文主要對電力線作為通信線路存在的這兩個問題進(jìn)行深入研究，從硬件和軟件兩個方面來解決所存在的問題，完成整個系統(tǒng)的設(shè)計。硬件方面主要通過

4、對調(diào)制解調(diào)方案的比較，針對噪聲干擾大的問題，采取抗干擾能力比較強(qiáng)的正交頻分復(fù)用(OrthogonMFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)技術(shù)，以此來提高載波信號自身的抗干擾能力，同時采用加裝阻波器的方式對整個電力線的結(jié)構(gòu)做一些改進(jìn)，以減少電源和用電設(shè)備產(chǎn)生的噪聲對信道的干擾；同時采用濾波器濾除信號中無用的噪聲成分來減小其他噪聲對載波信號的影響。這樣通過提高自身的抗干擾能力和減少外部干擾兩個方面來解決電力線

5、上的噪聲干擾的問題。針對電力線的頻率阻抗很小的問題，本文采用載波頻率相對較低的OFDM調(diào)制方式，以極低的載波頻率來增大信道的頻率阻抗，以減少信道對信號的衰減作用。同時也用放大器來增大載波信號的幅值和功率來抵抗信道對噪聲的衰減作用。在軟件程序設(shè)計方面，根據(jù)需求設(shè)計出適合本系統(tǒng)的通信協(xié)議，以出錯重傳的機(jī)制來減少數(shù)據(jù)傳輸錯誤或丟失對通信的影響。軟件程序設(shè)計上還采用主站管理模式來保證整個系統(tǒng)通信的穩(wěn)定工作。經(jīng)系統(tǒng)性能測試，表明系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的效