ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2023. №12
Оглавление выпуска

Текст статьи (pdf)

English page

 

DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.12.11   

УДК: 534.213.4:517.518.82

 

ПРИЁМО-ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КАНАЛА СВЯЗИ ЗАБОЙ-УСТЬЕ

 

О.В. Стукач 1,2, И.А. Ершов 2, С.В. Быков 2

 

1 Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

101000, г. Москва, ул. Мясницкая, д. 20

2 Новосибирский государственный технический университет

630073, г. Новосибирск, пр-т К. Маркса, д. 20

 

Статья поступила в редакцию 26 октября 2023 г.

 

Аннотация. Разработан ультразвуковой приёмопередатчик на базе PIC18F2455 для радиофизических исследований внутритрубного пространства скважины как акустического канала обмена телеметрической информацией. Излучателями и приёмниками являются комбинированные пьезоэлементы TR60-10H0Z-01. Рабочая частота – 60 кГц, кодирование сигнала проводится по протоколу «Манчестер-II». Выбранные пьезоэлементы позволяют повысить размах сигнала от пика до пика до 140 В. Представлены и подробно описаны принципиальные электрические схемы передатчика и приёмника. Поскольку первичные источники питания отсутствуют, предусмотрена работа от аккумуляторов с напряжением 12 В. Сигнал на пьезоизлучатель поступает с трансформатора, к которому подключены два ключевых транзистора, открываемых по очереди. Разработанная система была протестирована на испытательном стенде, представляющем собой трубу, наполненную водой. Показано, что использование внутритрубного пространства, заполненного песчано-глинистой смесью с большим содержанием воды, позволяет снизить затухание акустического сигнала и уменьшить влияние неоднородности среды.

Ключевые слова: измерения в процессе бурения, ультразвуковой канал, геофизическая телеметрия, кодирование сигнала.

Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ в рамках научного проекта № 22-29-00024.

Автор для переписки: Ершов Иван Анатольевич, ershov@corp.nstu.ru

 

Литература

1. Pagtalunan J. et al. Experimental study on repeater-free acoustic telemetry for downhole operations //Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2021. – Т. 202. – С. 108551.

2. Ayat M. et al. Design of multiple modulated frequency lock-in amplifier for tapping-mode atomic force microscopy systems //IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. – 2016. – Т. 65. – №. 10. – С. 2284-2292.

3. Schlecker B. et al. An analog high-speed single-cycle lock-in amplifier for next generation AFM experiments //2018 Ieee Sensors. – IEEE, 2018. – С. 1-4.

4. Zhao A. S. et al. Response analyses on the drill-string channel for logging while drilling telemetry //Petroleum Science. – 2023.

5. Gutierrez-Estevez M. A. et al. Acoustic channel model for adaptive downhole communication over deep drill strings //2013 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing. – IEEE, 2013. – С. 4883-4887.

6. Sinanovic S., Johnson D. H., Gardner W. R. Directional propagation cancellation for acoustic communication along the drill string //2006 IEEE International Conference on Acoustics Speech and Signal Processing Proceedings. – IEEE, 2006. – Т. 4. – С. IV-IV.

7. Стукач О.В. и др. Разработка ультразвукового приемопередатчика для скважинной телеметрии //Журнал радиоэлектроники. – 2022. – №. 11.

8. Стукач О.В. и др. Регрессионная модель затухания ультразвукового сигнала в скважине //Журнал радиоэлектроники. – 2023. – №. 3.

Для цитирования:

Стукач О.В., Ершов И.А., Быков С.В. Приёмо-передающее устройство для исследования канала связи забой-устье. // Журнал радиоэлектроники. – 2023. – №. 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.12.11