基于声波定向注水井调配工艺开发-控制理论与控制工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 Classified Index：TE355 Dissertation for the Master Degree in Engineering Injection Wells deployment process development based on sound waves directed Candidate： LuPingping Supervisor： Jia Deli Academic Degree Applied for： Master of Engineering Specialty： Control Theory and ControlEngineering Date of Oral Examination： April, 2016 University： Harbin University of Science and Technology 哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于声波定向注水井调配工 艺开发》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行 研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发 表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中 以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书 《基于声波定向注水井调配工艺开发》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士 学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工 大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔 滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交 论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用 影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。 本学位论文属于 保密 ，在 年解密后适用授权书。 不保密 √。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 基于声波定向注水井调配工艺开发 摘 要 现阶段注水是油田开发的生命线，也是油田实现持续稳产和可持续发展 的关键，在我国石油开发中一直占主导地位。众所周知，相比于常规的注水 井，定向井在产量和成本上都具有明显的优势。本文是在油田分段注水背景 下开展的探索性研究工作。依据井筒控制工艺的通信特点，提出了一种利用 油管作为通信信道，通过声波实现地面与井下设备信号传输的方法。该方法 有效的解决了定向井、大斜度、分支井等注水井存在常规仪器无法下井调配 等问题。 首先，设计了定向注水井调配工艺总体方案。基于 STC12C5A60S2 单片 机开发了数据采集处理子系统与井下控制子系统，通过控制电机，实现阀门 开度调整，即可完成注水井各层段自动调配。 其次，通过对长距离，周期性油管中声波的传输理论进行分析，建立了 一维油管纵波传输的数学模型，通过对模型进行仿真实验得到了油管中声波 传输的色散曲线、幅值变化曲线以及频率分布曲线，通过分析曲线的分布规 律，得出声波在理想油管中传播特性及通阻带范围。 再次，本文根据油管中声波传输特征，提出了一种利用正交频分复用 (OFDM)技术的声波调制解调方法，设计了基于该技术的油管声波通信系统 的结构框图，并利用仿真实验验证了 OFDM 油管通信技术的可能性。 最后，以实际油管为研究对象，在吉林松原油田开展了先导井测试实验， 利用无线传感器网络等数据采集设备对油管中的声波传输进行了多次实验。 通过对实验取得的数据，绘制了白噪声曲线、时域特性曲线、冲击信号频率 特性曲线、正弦信号频率特性曲线以及调配数据特性曲线，通过分析曲线的 分布情况，获取实测注水井中声波在油管中通阻带范围，并验证了数据调配 时发送码和回传码的一致性，最终，通过实验验证声波信号调整井下阀门， 控制注水量是可行的。 本文的研究工作为井筒控制工程中实现油管中声波远程通信，提供了理 论分析基础及实验方法。 关键词 油井通信技术；声波数据传输；声波远程通信；正交频分复用技术； I - Injection Wells deployment process development based on sound waves directed Abstract Water injection at the present stage is the lifeline of oilfield development, and also is the key to achieve sustainable and stable development of oil