CN110500088A - 一种连续波脉冲器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布一种连续波脉冲器的控制方法，采用二进制频移键控调制法，结合二阶线性自抗扰控制算法控制永磁同步电机，实现对连续波脉冲器的控制。控制方法为：首先，将探管采集到的数据按照曼彻斯特编码规则进行编码，转换成连续波脉冲器可以发送的二进制序列后采用二进制频移键控调制技术处理；然后，电机控制系统采用矢量控制方法，使定子电流励磁分量为零，结合二阶线性自抗扰控制算法进行处理。再利用过零检测法和相干解调方法分别处理地面检测到的压力信号，实现调频信号的解码；本发明的优点是：在测井数据的传输效率、抗干扰能力方面表现出显著效果，及时准确的上传井下测量数据，提高了石油钻探测量的效率。

Description

一种连续波脉冲器的控制方法

技术领域

本发明属于石油钻井工程领域，特别涉及一种连续波脉冲器的控制方法。

背景技术

随着现在钻井技术的发展，促成了随钻测量（MWD）和随钻测井（LWD）技术的迅速发展。MWD和LWD是进行地质导向钻井的重要技术，可以实现实时数据采集、现场决策等方面工作。信息传输技术可以实现井下与地面之间的信息传递，是井下与地面之间传输信息的通道。如何将井下测量到的数据及时、有效的传到地面，是随钻测量技术的关键技术之一。

不断发展的随钻测量技术极大的促进了钻井技术的进步，随着井下测量的数据越来越多，对井下数据传输速率要求也越来越高。连续波泥浆脉冲信号传输技术应运而生。连续波泥浆脉冲信号的传输速率高、抗干扰能力强、能大大提高钻井效率，因此连续波脉冲器对连续波的高效控制方法成为了现代随钻测量技术的研究重点。

发明内容

本发明型的目的是为解决现有技术不足而提供一种连续波脉冲器的控制方法。

其技术方案是：一种连续波脉冲器的控制方法，采用二进制频移键控调制法，结合二阶线性自抗扰控制算法控制永磁同步电机，实现对连续波脉冲器的控制，包括以下步骤：

第一步：将探管采集到的数据按照曼彻斯特编码规则进行编码，转换成连续波脉冲器可以发送的二进制序列；

第二步：对编码后的二进制序列，采用一种适于连续波脉冲器信号调制的二进制频移键控调制法，表达式为：

，

两个载频信号的频率分别为代表码元“1”，用代表码元“0”，在频移键控中，不携带信息，通常令为零，因此，二进制频移键控的表达式可简化为：

，

其中：

；

第三步：控制系统采用矢量控制方法，使定子电流励磁分量为零，脉冲发生器中的转阀压力脉冲方程为：

，

其中：为流过泥浆脉冲器的泥浆流量，为泥浆脉冲器的流量系数，为泥浆的密度，为转阀两侧的压差，A为转阀的流通面积；

在一定的情况下，转阀两侧压差变化只与流通面积有关；

第四步：使用矢量控制方法后，采用二阶线性自抗扰控制算法进行处理。

二阶线性自抗扰控制中采用带宽和尺度的概念将状态观测器和非线性状态反馈线性化为观测器带宽和控制器带宽的函数；

二阶线性扩张状态观测器：

；

其中：y为系统输出，和b为系数，为观测器输出，

控制作用：

，

其中：为系统给定值，为系数，u为控制作用，

通过极点配置，得到：

，

其中：为观测器带宽，为控制器带宽；

第五步：利用过零检测法和相干解调方法分别处理地面检测到的压力信号，实现调频信号的解码，相干解调采用以下五个步骤，低通滤波、泵噪去除、匹配滤波、信道估计和自适应均衡。

本发明的有益效果是：在测井数据的传输效率、抗干扰能力方面表现出显著效果，及时准确的上传井下测量数据，提高了石油钻探测量的效率。

附图说明：

图1为数据处理流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1为数据处理流程图。

具体实施方式

结合附图对本处理方法作进一步说明。

一种连续波脉冲器的控制方法，采用二进制频移键控调制法，结合二阶线性自抗扰控制算法控制永磁同步电机，实现对连续波脉冲器的控制，包括以下步骤：

第一步：将探管采集到的数据按照曼彻斯特编码规则进行编码，转换成连续波脉冲器可以发送的二进制序列；

第二步：对编码后的二进制序列，采用一种适于连续波脉冲器信号调制的二进制频移键控调制法，表达式为：

，

两个载频信号的频率分别为代表码元“1”，用代表码元“0”，在频移键控中，不携带信息，通常令为零，因此，二进制频移键控的表达式可简化为：

，

其中：

；

第三步：控制系统采用矢量控制方法，使定子电流励磁分量为零，脉冲发生器中的转阀压力脉冲方程为：

，

其中：为流过泥浆脉冲器的泥浆流量，为泥浆脉冲器的流量系数，为泥浆的密度，为转阀两侧的压差，A为转阀的流通面积；

在一定的情况下，转阀两侧压差变化只与流通面积有关；

第四步：使用矢量控制方法后，采用二阶线性自抗扰控制算法进行处理。

二阶线性自抗扰控制中采用带宽和尺度的概念将状态观测器和非线性状态反馈线性化为观测器带宽和控制器带宽的函数；

二阶线性扩张状态观测器：

；

其中：y为系统输出，和b为系数，为观测器输出，

控制作用：

，

其中：为系统给定值，为系数，u为控制作用，

通过极点配置，得到：

，

其中：为观测器带宽，为控制器带宽；

第五步：利用过零检测法和相干解调方法分别处理地面检测到的压力信号，实现调频信号的解码，相干解调采用以下五个步骤，低通滤波、泵噪去除、匹配滤波、信道估计和自适应均衡。

Claims (2)

1.一种连续波脉冲器的控制方法，其特征在于，采用二进制频移键控调制法，结合二阶线性自抗扰控制算法控制永磁同步电机，实现对连续波脉冲器的控制，包括以下步骤：

第一步：将探管采集到的数据按照曼彻斯特编码规则进行编码，转换成连续波脉冲器可以发送的二进制序列；

第二步：对编码后的二进制序列，采用一种适于连续波脉冲器信号调制的二进制频移键控调制法，表达式为：

，

两个载频信号的频率分别为代表码元“1”，用代表码元“0”，在频移键控中，不携带信息，通常令为零，因此，二进制频移键控的表达式可简化为：

，

其中：

；

第三步：控制系统采用矢量控制方法，使定子电流励磁分量为零，脉冲发生器中的转阀压力脉冲方程为：

，

其中：为流过泥浆脉冲器的泥浆流量，为泥浆脉冲器的流量系数，为泥浆的密度，为转阀两侧的压差，A为转阀的流通面积；

在一定的情况下，转阀两侧压差变化只与流通面积有关；

第四步：使用矢量控制方法后，采用二阶线性自抗扰控制算法进行处理。

2.二阶线性自抗扰控制中采用带宽和尺度的概念将状态观测器和非线性状态反馈线性化为观测器带宽和控制器带宽的函数；

二阶线性扩张状态观测器：

；

其中：y为系统输出，和b为系数，为观测器输出，

控制作用：

，

其中：为系统给定值，为系数，u为控制作用，

通过极点配置，得到：

，

其中：为观测器带宽，为控制器带宽；

第五步：利用过零检测法和相干解调方法分别处理地面检测到的压力信号，实现调频信号的解码，相干解调采用以下五个步骤，低通滤波、泵噪去除、匹配滤波、信道估计和自适应均衡。