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高频磁耦合有缆钻杆信道建模与仿真分析

石油学报 2018年第11期39卷 1292-1298,1316页

作者：胡永建黄衍福石林中国石油集团钻井工程技术研究院

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... 详细信息

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。

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

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被遗忘的百种发明

丛书名：睡前一读丛书

1999年

作者：黄衍福杨萍

你多半想不到司空见惯的比基尼泳衣与20世纪最重大的发明－－原子弹有什么关系。其实三点式泳衣“比基尼”正得名于原子弹实验厂“比基尼”，因为这种泳衣问世之初的轰动效应，堪与比基尼实验厂原子弹爆炸引起的轰动媲美。日常生活中的... 详细信息

ISBN: (纸本)7800047229

你多半想不到司空见惯的比基尼泳衣与20世纪最重大的发明－－原子弹有什么关系。其实三点式泳衣“比基尼”正得名于原子弹实验厂“比基尼”，因为这种泳衣问世之初的轰动效应，堪与比基尼实验厂原子弹爆炸引起的轰动媲美。日常生活中的小发明看似微不足道，却饱含着前人热爱生活的真情和改良用度的机敏，也确实提高了我们的生活质量，成为我们生活中的不可或缺之物。这本书将为你讲解。

关键词：普及读物世界创造发明

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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高频磁耦合有缆钻杆信道的联合仿真设计

石油学报 2019年第4期40卷 475-481页

作者：胡永建黄衍福刘岩生中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206

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... 详细信息

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。

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

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非线性最小二乘法在随钻测量中的应用

石油机械 2010年第11期38卷 48-50页

作者：孙成芹黄衍福北京石油机械厂

曲线拟合所采用的方法直接影响实际物理量数据测量的精度,将非线性最小二乘法应用到随钻电阻率数据拟合中,用来提高实际电阻率测量精度。介绍了最小二乘法曲线拟合原理及计算方法,并用Excel和Matlab2种方法对实例进行了分析。结果表明,... 详细信息

曲线拟合所采用的方法直接影响实际物理量数据测量的精度,将非线性最小二乘法应用到随钻电阻率数据拟合中,用来提高实际电阻率测量精度。介绍了最小二乘法曲线拟合原理及计算方法,并用Excel和Matlab2种方法对实例进行了分析。结果表明,在电阻率测量数据拟合过程中,采用非线性最小二乘法可以有效减小拟合误差,误差平方和平均可以减小为原数值的左右,同时可以提高测量精度,在实际工作中有重要的参考价值。

关键词：非线性最小二乘法随钻测量电阻率数据拟合误差平方和

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磁耦合有缆钻杆关键技术与发展趋势

石油钻采工艺 2020年第1期42卷 21-29页

作者：胡永建黄衍福李显义中国石油集团工程技术研究院北京石油机械有限公司 102206

作为高速井下网络通讯部件,磁耦合有缆钻杆利用水眼内的同轴电缆实现信号的高速传输,利用钻杆两端的磁耦合线圈实现了钻杆间的无线通讯,磁耦合通讯使磁耦合有缆钻杆不影响常规接单根等钻井工艺。借助数据服务器、无线短节、中继器、井... 详细信息

作为高速井下网络通讯部件,磁耦合有缆钻杆利用水眼内的同轴电缆实现信号的高速传输,利用钻杆两端的磁耦合线圈实现了钻杆间的无线通讯,磁耦合通讯使磁耦合有缆钻杆不影响常规接单根等钻井工艺。借助数据服务器、无线短节、中继器、井下单元及各种有缆钻具等功能部件的配合,磁耦合有缆钻杆系统能够实现地面及井下数据的组网通讯,具有高速、双向、全天候的传输特性。磁耦合有缆钻杆的关键技术包含:高速调制解调器、井下令牌环网、虚拟串口技术及分布参数测量等(基于高速调制解调器的井下令牌环网是高效的组网技术);虚拟串口技术便于第三方厂家快速利用磁耦合有缆钻杆连接自己的测量工具;分布参数测量以较低的成本实现了全井筒的状态监控,在控压钻井、井控安全、钻井参数优化等方面有重要作用。智能(自动化)钻井是钻井业的发展趋势,磁耦合有缆钻杆的独特特性使其适用于智能(自动化)钻井。在减少应用成本的情况下,磁耦合有缆钻杆能够进一步开拓市场。

关键词：智能钻杆信息钻杆有缆钻杆磁耦合高速调制解调器令牌环网虚拟串口分布参数发展趋势

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基于TPS2121的井下自动供电装置设计

石油钻探技术 2020年第2期48卷 76-81页

作者：胡永建李显义黄衍福刘瀛中国石油集团工程技术研究院北京石油机械有限公司北京102206

对于采用一次性高温锂电池供电的随钻测量仪器,为了解决其供电中多路电源无缝切换的问题,进行了井下自动供电装置设计。原有供电方式的分析发现,其二极管电源复用方式的电池利用率低,微控制器的供电技术无法应对电池的瞬间失压并占用微... 详细信息

对于采用一次性高温锂电池供电的随钻测量仪器,为了解决其供电中多路电源无缝切换的问题,进行了井下自动供电装置设计。原有供电方式的分析发现,其二极管电源复用方式的电池利用率低,微控制器的供电技术无法应对电池的瞬间失压并占用微控制器资源,为此,经综合对比,选用了Texas Instruments公司的优先级电源复用器芯片TPS2121,可以实现多路电源之间的无缝切换功能,并使用LM5166同步型降压转换器设计了DC/DC转换器,形成了井下自动供电装置。室内测试和现场试验表明,井下自动供电装置能够完成多路电池组的自动切换,按顺序使用每个电池组可以提高电池利用率,配合DC/DC转换器可以实现随钻测量仪器的无缝供电,具有较高的可靠性和经济性。

关键词：随钻测量自动供电电源复用器转换器无缝切换

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螺杆钻具挠性轴强度校核及干涉量计算

石油机械 1997年第1期25卷 5-7页

作者：季细星苏义脑黄衍福石油勘探开发科学研究院钻井所北京石油机械厂

螺杆钻具挠性轴设计中的两个主要问题是强度校核和干涉量计算。应用纵横弯曲梁柱理论求解挠性轴的弯矩及变形量，应用数值计算法研究挠性轴自身惯性力对挠性轴的最大弯矩及变形量的影响，计算结果表明，在挠性轴较长时，影响较大，不能... 详细信息

螺杆钻具挠性轴设计中的两个主要问题是强度校核和干涉量计算。应用纵横弯曲梁柱理论求解挠性轴的弯矩及变形量，应用数值计算法研究挠性轴自身惯性力对挠性轴的最大弯矩及变形量的影响，计算结果表明，在挠性轴较长时，影响较大，不能忽略不计。挠性轴强度校核主要是校核疲劳强度，为此提出了合理设计挠性轴的原则，即挠性轴的疲劳强度应取决于扭转疲劳强度。若疲劳强度取决于弯曲疲劳强度，则可增加挠性轴的长度，且挠性轴最佳直径为满足强度要求的最小值。为确保挠性轴的使用安全性，给出了干涉量计算式。

关键词：螺杆钻具挠性轴受力分析疲劳强度石油机械

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基于最大制冷系数调节算法的井下制冷器设计

测控技术 2018年第12期37卷 131-136页

作者：胡永建黄衍福刘岩生中国石油集团钻井工程技术研究院北京石油机械有限公司北京102206 中国石油集团钻井工程技术研究院北京102206

为了提高井下电子仪器的应用温度范围,创新性地设计了基于半导体制冷技术的井下制冷器为仪器降温。通过分析半导体制冷片的性能特性,得到了最大制冷系数工况的实现条件,据此设计了能够均衡最大制冷系数工况和最大制冷量工况的分段调节... 详细信息

为了提高井下电子仪器的应用温度范围,创新性地设计了基于半导体制冷技术的井下制冷器为仪器降温。通过分析半导体制冷片的性能特性,得到了最大制冷系数工况的实现条件,据此设计了能够均衡最大制冷系数工况和最大制冷量工况的分段调节控温算法,以达到高效制冷的目标。为了实现控温算法的系统设计,使用微控制器控制高精度温度传感器采集多点温度,同时用特殊功率运算放大器设计了精密电压-电流转换器为半导体制冷片供电。仿真及实验测量结果表明,该井下制冷器具有制冷效率高、自产热低、可耐高温等特点,使较低温度级别的井下电子仪器在较高的环境温度下能够正常工作,有利于降低钻井成本。

关键词：半导体制冷片制冷系数电压-电流转换器分段调节井下制冷器

国内首套多参数随钻测井系统应用成功 003

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