煤矿井下电磁无线随钻测量信号滤波研究 被引量：4

1

作者 康厚清 《工矿自动化》 北大核心 2019年第1期40-44,共5页

针对采用自适应滤波最小均方算法和递推最小二乘算法提取煤矿井下电磁无线随钻测量(EMMWD)信号存在收敛速度慢与运算时间长等问题,提出了一种稳定快速横向递归最小二乘(SFT-RLS)算法,用于自适应滤除井下非稳态电气干扰与工频及其2倍频、... 针对采用自适应滤波最小均方算法和递推最小二乘算法提取煤矿井下电磁无线随钻测量(EMMWD)信号存在收敛速度慢与运算时间长等问题,提出了一种稳定快速横向递归最小二乘(SFT-RLS)算法,用于自适应滤除井下非稳态电气干扰与工频及其2倍频、3倍频干扰,实时提取微弱EM-MWD信号。该算法基于RLS算法,利用4个并行滤波器结构可降低运算时间,并利用加权最小二乘误差进行反馈以提高稳定性。仿真试验结果表明,SFT-RLS算法可实现对采样率为1kHz的EM-MWD信号进行自适应滤波和自适应陷波,平均每次迭代运行时间小于156.98μs,实现了快速稳定收敛运算与实时自适应滤波;SFTRLS算法自适应滤波可抑制信号与干扰比为-115dB的非稳态电气干扰;SFT-RLS算法自适应陷波可实时滤除工频及其2倍频、3倍频干扰,有效提取频率为6.25Hz的时间脉冲位置调制的EM-MWD信号波形,为正确解码EM-MWD信号提供了可靠数据。 展开更多

关键词 煤矿井下电磁无线随钻测量信号 非稳态干扰 工频干扰 自适应滤波器 自适应滤波 自适应陷波 稳定快速横向递归最小二乘算法

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井下近钻头无线随钻测量技术研究及应用

2

作者 郝永军 《煤炭与化工》 2025年第2期46-49,53,共5页

近钻头电磁波随钻测量技术在井下定向钻探过程中,可提供孔底附近岩层的自然伽马值,从而对钻孔揭露的煤层、煤层顶底板岩性以及陷落柱、裂隙等构造进行有效识别。本文针对峰峰矿区地质条件复杂、陷落柱和裂隙等构造隐伏且无规律,以及采... 近钻头电磁波随钻测量技术在井下定向钻探过程中,可提供孔底附近岩层的自然伽马值,从而对钻孔揭露的煤层、煤层顶底板岩性以及陷落柱、裂隙等构造进行有效识别。本文针对峰峰矿区地质条件复杂、陷落柱和裂隙等构造隐伏且无规律,以及采掘作业安全需求与构造精度探查不足的问题,通过研究无线随钻伽马测量技术,结合近钻头电磁波技术,以峰峰集团孙庄矿126402工作面为例,优化了该技术在非取芯钻孔中的应用。研究过程中,在井下定向钻探中实时获取钻头位置信息,并对周围岩性进行精准判定。结果表明,该技术能够高效识别煤层、顶底板岩性及陷落柱、裂隙等构造,提高了井下地质、水文地质、瓦斯探查钻孔的钻探成果质量,提升了隐伏地质构造的预测预报能力,为煤炭安全高效开采提供了地质保障。 展开更多

关键词 近钻头 无线 随钻测量 伽马技术 煤矿井下

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基于无线电磁传输的防冲钻孔机器人钻进轨迹随钻测量方法 被引量：1

3

作者 王忠宾 司垒 +6 位作者 顾进恒 魏东 戴剑博 辛德忠 张修峰 陈航 邢飞 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期220-237,共18页

防冲钻孔机器人是高地应力矿井实现无人化卸压的必要装备,研发可靠的钻进轨迹随钻测量系统是保障钻孔卸压效果的重要措施。为此,在分析钻进轨迹算随钻测量基本原理的基础上,研制了基于无线电磁传输技术的钻进轨迹随钻测量钻杆;分析了不... 防冲钻孔机器人是高地应力矿井实现无人化卸压的必要装备,研发可靠的钻进轨迹随钻测量系统是保障钻孔卸压效果的重要措施。为此,在分析钻进轨迹算随钻测量基本原理的基础上,研制了基于无线电磁传输技术的钻进轨迹随钻测量钻杆;分析了不同电磁信号调制方式的频谱效益和抗噪声性能,设计了钻杆姿态信号的频移键控(FSK)调制和解调流程,进而开发了先放大后滤波的微弱信号调理系统,设计了相应的功能电路,并基于Multisim软件对其进行了测试,各电路模块满足设计要求。对比分析了5种轨迹解算算法的精度和执行效率,选择了均角全距法进行钻进轨迹解算,研究了基于小波滤波的惯性测量单元测量数据振动误差处理方法,验证了小波滤波算法对于提高姿态角解算精度的有效性。提出了基于拉线位移传感器与机器人动作标志位的钻进深度测量方法,并开展了地面试验与井下试验。试验结果表明:所设计的微弱信号调理系统可以实现煤矿井下微弱信号的接收与处理,基于拉线位移传感器与机器人动作标志位的钻进深度测量方法可以提高钻进轨迹的拟合精度。 展开更多

关键词 防冲钻孔机器人 随钻测量 无线电磁传输 钻进轨迹解算 微弱信号调理

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煤矿井下电磁波无线随钻测量系统的设计与实现 被引量：11

4

作者 连杰 张冀冠 《电子设计工程》 2020年第13期133-136,共4页

为保证煤矿安全高效开采,我国每年累计施工数亿米长度的治理瓦斯钻孔工程。为提高钻孔施工效率及质量,保障煤矿安全高效开采,设计了一种煤矿井下电磁波无线随钻测量系统。该系统可随钻测量钻井姿态等参数,通过钻柱与接地线之间形成电势... 为保证煤矿安全高效开采,我国每年累计施工数亿米长度的治理瓦斯钻孔工程。为提高钻孔施工效率及质量,保障煤矿安全高效开采,设计了一种煤矿井下电磁波无线随钻测量系统。该系统可随钻测量钻井姿态等参数,通过钻柱与接地线之间形成电势回路,将测得信号通过地层传输到钻机后被接收,实时显示钻孔内近钻头处的钻探参数,可应用于定向钻井施工。经现场工业性试验验证,该仪器使用电磁波传输信号时,信号最大传输距离为500 m,传输速率可达50 bit/s。 展开更多

关键词 电磁波 煤矿 无线 随钻测量

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矿用泥浆脉冲无线随钻测量信号发生装置设计 被引量：11

5

作者 李泉新 褚志伟 《工矿自动化》 北大核心 2019年第8期32-37,共6页

针对煤矿井下定向钻进小泵量、低压力工况,研制了一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置,分析了该装置的技术要求、结构组成、使用条件;重点阐述了该装置信号发生装置(矿用泥浆脉冲无线随钻测量信号发生装置)的设计方案,介绍了信号发生装置... 针对煤矿井下定向钻进小泵量、低压力工况,研制了一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置,分析了该装置的技术要求、结构组成、使用条件;重点阐述了该装置信号发生装置(矿用泥浆脉冲无线随钻测量信号发生装置)的设计方案,介绍了信号发生装置中防爆驱动短节及其电磁阀、脉冲发生器的结构设计,以及脉冲发生器中流道控制阀及其阀头参数设计。现场试验结果表明,信号发生装置能够稳定、可靠地产生泥浆压力脉冲信号,最大信号传输深度达2 570m,泥浆压力脉冲衰减速率为5.8%/hm,衰减速率低,具备向更深钻孔应用的能力。 展开更多

关键词 煤矿井下定向钻进 随钻测量 无线随钻测量装置 信号发生器 泥浆脉冲 驱动短节 脉冲发生器

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矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置及其应用 被引量：19

6

作者 方俊 谷拴成 +1 位作者 石智军 李泉新 《工矿自动化》 北大核心 2019年第2期12-17,共6页

针对采用中心通缆式钻杆作为信号传输通道的有线随钻测量装置存在的钻杆结构复杂、机械性能受限、抗干扰能力差等问题,研制了一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置。该装置由防爆计算机、防爆键盘、防爆数据存储器、防爆测量探管、防爆压... 针对采用中心通缆式钻杆作为信号传输通道的有线随钻测量装置存在的钻杆结构复杂、机械性能受限、抗干扰能力差等问题,研制了一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置。该装置由防爆计算机、防爆键盘、防爆数据存储器、防爆测量探管、防爆压力变送器等组成,采用间歇模式工作:防爆测量探管中的测量短节检测到泥浆泵停泵信号后,采集钻孔轨迹参数、定向钻具状态参数等静态数据并进行编码;当检测到泥浆泵开泵信号后,防爆测量探管中的驱动短节依次发送静态数据、测量并发送动态数据,同时控制脉冲发生器调整水力通道的流道面积;防爆压力变送器采集泥浆泵压力信号并将其发送至防爆计算机;数据传输完成后,防爆测量探管停止工作,脉冲发生器内部流道恢复,泥浆泵压力变为正常值,开始定向钻进。试验结果表明,该装置工作稳定,测量数据准确,传输可靠,提高了定向钻进效率和安全性,满足煤矿井下各类煤层孔和岩层孔定向钻进需要,且可实现常规钻孔轨迹随钻测量。 展开更多

关键词 煤矿井下定向钻进 钻孔轨迹随钻测控 随钻测量 无线随钻测量装置 泥浆脉冲 防爆测量探管 测量短节 驱动短节

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煤矿井下甚高频电磁干扰分布的分析 被引量：18

7

作者 王艺华 《电信科学》 北大核心 2002年第3期63-64,共2页

本文对煤矿井下甚高频电磁干扰的形成机理进行了分析 。

关键词 VHF 井下无线通信 甚高频电磁噪声 电磁干扰 煤矿

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电磁耦合智能分层采油技术

8

作者 杨清海 廖成龙 +5 位作者 贾德利 祝英俊 于川 孔令维 于洋 杜凯 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第1期204-216,共13页

针对现有分层采油工艺技术存在的不适应检泵作业、有效工作寿命短、通讯可靠性差等问题,提出了电磁耦合智能分层采油技术,研制了核心工具及配套工具,并开展了现场试验。采用生产和配产管柱分离的丢手管柱结构,当两管柱在井下对接后,利... 针对现有分层采油工艺技术存在的不适应检泵作业、有效工作寿命短、通讯可靠性差等问题,提出了电磁耦合智能分层采油技术,研制了核心工具及配套工具,并开展了现场试验。采用生产和配产管柱分离的丢手管柱结构,当两管柱在井下对接后,利用电磁耦合原理实现管柱间电能与信号的近距离无线传输,为井下多个智能配产器供电,并实现双向通讯。研制了适应井下复杂工况的电磁耦合传能与通讯装置、智能配产器、地面控制器等核心工具,以及大通径丢手锚定器、油井过电缆封隔器等配套工具,实现了技术定型。在大庆油田完成10口井现场试验,两管柱井下对接快捷、可靠,电磁耦合传能与通讯装置工作稳定,实现了井下分层流量、压力、温度的实时监测和分层产液量调控,提高了储层认识程度,取得了增油、降含水的生产实效。 展开更多

关键词 分层采油 电磁耦合 电能无线传输 信号无线传输 井下实时监测 注采协同调控 降水增油

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煤矿井下无线Mesh通信系统设计 被引量：10

9

作者 魏正华 叶小兰 《工矿自动化》 北大核心 2021年第10期115-120,共6页

针对目前无线通信技术在煤矿井下特殊空间及多变工作环境下无法同时满足高吞吐速率、远距离传输、组网灵活、安装部署简单等需求,设计了一种煤矿井下无线Mesh通信系统。给出了单一巷道的无线Mesh网络节点分布,介绍了系统软硬件设计方法... 针对目前无线通信技术在煤矿井下特殊空间及多变工作环境下无法同时满足高吞吐速率、远距离传输、组网灵活、安装部署简单等需求,设计了一种煤矿井下无线Mesh通信系统。给出了单一巷道的无线Mesh网络节点分布,介绍了系统软硬件设计方法。网络节点由基带板和射频前端构成。基带板主要实现数字波形生成、支持嵌入式系统管理信息交互、接收信号自动增益控制功能;射频前端主要实现将射频发送信号强度放大到目标功率。测试结果表明:①当射频前端发射增益>17 dB时,调整AD9361软件无线电模块的平均输出功率可使系统平均输出功率为37 dBm;②射频前端发射的邻信道功率比<-43 dBc;③射频前端接收链路插入损耗<1.8 dB,收发切换时间<1μs;④系统平均吞吐速率≥45 Mbit/s,满足煤矿井下监控视频传输不卡顿的需求;⑤通话质量等级≥3,说明在大部分工作时段内通话比较清晰。 展开更多

关键词 煤矿井下 无线通信 无线MESH网络 移动Mesh网络节点 固定Mesh网络节点 射频信号 自动增益控制 时分双工

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“电磁波随钻测量”现场试验成功

10

《石油化工应用》 CAS 2013年第4期128-128,共1页

4月2日，记者从大庆钻探工程公司获悉，由这个公司钻井工程技术研究院自主研发的“电磁波测量无线传输系统”，在大庆油田英392井现场试验获得成功。“电磁波随钻测量”英文简称“EM—MWD”。这个系统不需要通过循环钻井液就可从井底向... 4月2日，记者从大庆钻探工程公司获悉，由这个公司钻井工程技术研究院自主研发的“电磁波测量无线传输系统”，在大庆油田英392井现场试验获得成功。“电磁波随钻测量”英文简称“EM—MWD”。这个系统不需要通过循环钻井液就可从井底向地面传送井斜、方位、电阻率和伽马等重要数据，加之具有信号传输速率高、测量时间短、服务成本低等特点，不仅适用于在常规钻井液中进行随钻测量，而且适用于在泡沫、雾化、空气和充气等循环介质中使用。这个系统是“气体水平井钻井”实时监测井眼轨迹的极其有效的途径之一。 展开更多

关键词 电磁波测量 随钻测量 试验成功 无线传输系统 信号传输速率 大庆油田 循环介质 水平井钻井

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煤矿井下基于RSSI的加权质心定位算法 被引量：64

11

作者 韩东升 杨维 +1 位作者 刘洋 张玉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期522-528,共7页

针对基于无线传感器网络的矿井灾害无线监测信息系统,提出了一种基于接收信号强度(RSSI)的加权质心定位算法。算法首先动态获取路径衰落指数,然后通过加权质心算法计算出自身位置。动态获取路径衰落指数实时计算了定位区域下的路径损耗... 针对基于无线传感器网络的矿井灾害无线监测信息系统,提出了一种基于接收信号强度(RSSI)的加权质心定位算法。算法首先动态获取路径衰落指数,然后通过加权质心算法计算出自身位置。动态获取路径衰落指数实时计算了定位区域下的路径损耗指数,能够准确反映巷道不同区域对信号衰落的影响,增强了测距算法对环境的适应能力。加权质心算法通过加权系数体现各参考节点对质心坐标决定权的大小,提高了定位精度。实验测试表明,算法提高了定位精度,计算量小,定位流程简单,适合用于煤矿井下环境。 展开更多

关键词 加权质心算法 接收信号强度 煤矿井下 人员定位 无线传感器网络

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噪声背景下矿井无线通信的弱信号检测技术 被引量：7

12

作者 姚善化 范骏 《煤炭工程》 北大核心 2005年第11期76-77,共2页

文章介绍了我国煤矿井下无线通信现状,分析了技术上存在的难题———巷道条件对无线传输的影响、弱信号接收困难和井下环境噪声的干扰,对解决途径进行了探讨。同时指出,陆地移动通信技术解决方案完全可以解决煤矿井下无线通信难题。

关键词 煤矿井下 无线通信 频率选择 弱信号接收 噪声

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蓝牙技术在煤矿井下移动通信中的应用 被引量：1

13

作者 张鹏飞 杨永生 《现代电子技术》 2007年第10期66-68,共3页

无线通信技术在矿井中的应用是近年来兴起的新课题,蓝牙技术是其中之一。对此介绍了蓝牙技术特点、目前矿井无线通信的主要手段及煤矿井下无线移动通信存在的难题,针对蓝牙技术在矿井通信中所面临的技术难题进行探讨,分析其可行性,提出... 无线通信技术在矿井中的应用是近年来兴起的新课题,蓝牙技术是其中之一。对此介绍了蓝牙技术特点、目前矿井无线通信的主要手段及煤矿井下无线移动通信存在的难题,针对蓝牙技术在矿井通信中所面临的技术难题进行探讨,分析其可行性,提出了一种在煤矿井下应用的以基站联合为前提的移动基站模型,最后对蓝牙技术应用于矿井之中的前景进行探讨。 展开更多

关键词 煤矿井下 蓝牙技术 无线通信 频率选择 弱信号接收 噪声

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煤矿井下1800m水平定向钻进技术与装备 被引量：81

14

作者 石智军 李泉新 姚克 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第2期109-113,共5页

针对现有煤矿井下定向钻进技术与装备存在的技术问题,提出采用ZDY12000LD大功率定向钻机、泥浆脉冲无线随钻测量系统、配套钻具及复合定向钻进工艺进行煤矿井下定向钻进。结合现场试验,完成了主孔深度1 881 m的定向长钻孔,验证了ZDY1200... 针对现有煤矿井下定向钻进技术与装备存在的技术问题,提出采用ZDY12000LD大功率定向钻机、泥浆脉冲无线随钻测量系统、配套钻具及复合定向钻进工艺进行煤矿井下定向钻进。结合现场试验,完成了主孔深度1 881 m的定向长钻孔,验证了ZDY12000LD钻机功率大、钻进及事故处理能力强的特点。同时,无线随钻测量系统测量精度高;配套复合定向钻进技术形成的钻孔孔壁光滑,沉渣少,钻孔曲率小,钻进效率高。说明上述钻进技术与装备可满足水平定向长深钻孔等的施工要求。 展开更多

关键词 煤矿井下 定向钻孔 无线随钻测量 大功率定向钻机 复合定向钻进

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煤矿井下巡检机器人的研究 被引量：14

15

作者 马晓燕 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2021年第10期169-172,共4页

目前,我国的煤矿机器人仍然存在着诸多的问题,还有着相当多的技术没有突破,井下由于工作环境复杂,电磁环境复杂,无线信号传输受到极大的干扰,对机器人通信受到了极大的挑战。主要介绍了煤矿井下的巡检机器人的行走方式的种类,介绍了煤... 目前,我国的煤矿机器人仍然存在着诸多的问题,还有着相当多的技术没有突破,井下由于工作环境复杂,电磁环境复杂,无线信号传输受到极大的干扰,对机器人通信受到了极大的挑战。主要介绍了煤矿井下的巡检机器人的行走方式的种类,介绍了煤矿重点研发目录中的巡检机器人的种类以及主要完成的功能,最后对煤矿井下巡检机器人所存在共性问题进行说明。 展开更多

关键词 煤矿机器人 电磁环境 无线信号

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煤矿井下紧急避险系统配套装备等新产品报道 被引量：1

16

作者 徐瑛 《工矿自动化》 2011年第9期13-13,共1页

2011年，天地（常州）自动化股份有限公司已推出煤矿井下紧急避险系统配套装备、大型机电设备在线监测与故障诊断系统、QJZ1系列矿用隔爆兼本质安全型多回路真空电磁起动器、KJZ1系列矿用隔爆兼本质安全型多回路真空电磁起动器、KT130R... 2011年，天地（常州）自动化股份有限公司已推出煤矿井下紧急避险系统配套装备、大型机电设备在线监测与故障诊断系统、QJZ1系列矿用隔爆兼本质安全型多回路真空电磁起动器、KJZ1系列矿用隔爆兼本质安全型多回路真空电磁起动器、KT130R型矿用无线通信及人员管理系统、KT28C型矿用无线通信系统等新产品。 展开更多

关键词 故障诊断系统 配套装备 紧急避险 煤矿井下 产品 真空电磁起动器 无线通信系统 本质安全型

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基于WiFi技术的矿井信号收发器设计 被引量：5

17

作者 赵曼 侯秀梅 《工矿自动化》 北大核心 2014年第7期5-8,共4页

针对现有井下无线收发器信号传输距离短、功耗大、抗干扰能力差等缺陷,设计了一种基于WiFi技术的矿井信号收发器。该信号收发器采用ARM9嵌入式芯片及WinCE操作系统,与井下采煤机监控模块建立Modbus协议的数据通信,通过RS485串口接收采... 针对现有井下无线收发器信号传输距离短、功耗大、抗干扰能力差等缺陷,设计了一种基于WiFi技术的矿井信号收发器。该信号收发器采用ARM9嵌入式芯片及WinCE操作系统,与井下采煤机监控模块建立Modbus协议的数据通信,通过RS485串口接收采煤机运行参数;在WiFi网络内与井下无线接入点建立支持TCP/IP协议的无线连接,并与井上监控中心服务器通信,完成对采煤机运行状态的监控。应用表明,该信号收发器具有较高的实时传输性能,且功耗低,抗干扰能力强。 展开更多

关键词 煤矿安全监控 采煤机 信号收发器 井下无线通信 WIFI

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