CN106203855A - 一种钻井平台信息管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻井平台信息管理系统，该钻井平台信息管理系统包括数据信息采集模块、通信模块、钻井平台信息管理模块、钻井平台设备配置信息管理模块、钻井设备配置选型模块、目标平台设备配置选型模块和钻井设备三维模型管理模块。本明采用良好的用户界面，可以方便用户查询、修改、添加、删除配套设备的详细信息，方便用户进行目标平台钻井系统的配置选型工作，提高了信息检索、改善了信息管理状况，从而提高了钻井系统配置选型效率，对钻井设备配套具有重要的指导意义。

Description

一种钻井平台信息管理系统

技术领域

本发明属于钻井平台管理技术领域，尤其涉及一种钻井平台信息管理系统。

背景技术

勘探开发海洋油气资源，钻井装备是关键。如何选配一套高效、可靠、安全的钻井设备是关系到目标平台总体性能的重要问题。一方面，目前国内的海洋钻井平台及设备厂商很少，海洋钻井平台配置的主要设备都依靠国外进口；另一方面，随着社会分工的精细化和深入化，世界上还没有一个厂家能够生产海洋钻井平台用的所有钻井装备，而是对多个厂家生产的装备进行总装、配套和集成。目前我国海洋钻井平台及设备的配套技术薄弱，又由于海洋油气勘探装备首先要确保安全性、可靠性，致使我国目前海洋平台钻井包要全套依靠进口。我国海洋钻井平台及设备的总装技术、配套技术和集成技术薄弱成为制约我国海洋钻井装备发展的瓶颈。众所周知采用质量上乘的零部件不一定能装配出一套品质优良的装备，当然，采用劣质的零件，无论总装技术何等先进，也绝对总装不出一套品质优良的整套装备。海洋钻井平台及设备构成一个大系统，总造价高达几十亿甚至上百亿元，其总装、配套和集成涉及面广、影响因素繁多，是一项及其繁琐的工作，除了需要查阅大量资料，还必须具有多年的经验，费时又耗力。现有海洋钻井平台及其设备的配套信息对新平台设计建造、设备配置选型等具有重要参考价值，而目前这些信息还没有得到有效的统一和管理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻井平台信息管理系统，旨在解决目前钻井平台信息管理系统信息不全面、没有统一管理的问题。

本发明是这样实现的，一种钻井平台信息管理系统，该钻井平台信息管理系统采用以下方法进行信息管理：

步骤一、采用三维动画的建模方法建立三维钻井图形实体模型库；

步骤二、输入老井的轨道及新井的轨道数据，生成三角网数字地面模型，三角网数字地面模型与老井的轨道及新井的轨道数据结合生成具有约束条件的地面模型及钻井轨道模型；

步骤三、将三维钻井图形实体模型库和地面模型及钻井轨道模型发送至钻井平台信息管理模块，通过钻井平台设备配置信息管理模块、钻井设备配置选型模块、目标平台设备配置选型模块完成钻井设备选型；

步骤四、确定磁短节和目标探管的参数，基于该参数来计算得到各个采样时间点的磁短节和所述目标探管的相对位置，根据在各个采样时间点得到的相对位置，计算磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号，其中，所述磁场信号是在设定所述磁短节的坐标系和所述目标探管的坐标系，均与地理坐标系一致的条件下获得的；

步骤五、基于实钻轨迹末测段的轨迹特征参数，采用外推法计算井底点的轨迹参数，所述轨迹参数包括井斜角、方位角和空间坐标；

步骤六、建立通用的靶平面方程以及靶点坐标系与井口坐标系之间的坐标转换关系，以适用于各种井型的靶平面；

步骤七、将三维钻井图形实体模型库、地面模型、轨迹参数、靶平面数据打包加密；

所述打包加密的方法包括：

步骤一、钻井平台信息管理系统生成随机数rkey_id，利用椭圆曲线密码算法计算其相应的公钥rPK_id，rPK_id＝rkey_id×G，G为椭圆曲线的基点；

步骤二、将rPK_id和用户标识UID对外发送，钻井平台信息管理系统的密钥生成系统生成随机数rkey_KMC，利用椭圆曲线密码算法计算其相应的公钥rPK_KMC，其中，rPK_KMC＝rkey_KMC×G，并记γ_id＝rPK_id+rPK_KMC；

步骤三、利用用户标识UID及人脸识别数据库的数据计算标识私钥key_id和标识公钥R_id，具体为：

生成私钥矩阵和公钥矩阵，私钥矩阵和公钥矩阵的大小均为m×h，m和h均为正整数；

利用用户标识UID及人脸识别数据库的数据使用散列算法计算用户标识UID的散列值，将所述散列值分为m段，作为私钥矩阵和公钥矩阵的列映射值map[i]，i＝0,1,2......m-1；

计算：

${\mathrm{key}}_{id}=\left(\underset{i=0}{\overset{m-1}{\Σ}}{r}_{i,map\[i\]}\right)\mathrm{mod}n;$

$R_{id}=\left(\underset{i=0}{\overset{m-1}{\Σ}}{X}_{i,map\[i\]}\right)\mathrm{mod}n;$

r_i,map[i]为私钥矩阵中的一个元素；

X_i,map[i]为公钥矩阵中的一个元素；

n为椭圆曲线的阶；

该钻井平台信息管理系统包括数据信息采集模块、通信模块、钻井平台信息管理模块、钻井平台设备配置信息管理模块、钻井设备配置选型模块、目标平台设备配置选型模块、钻井设备三维模型管理模块和电源模块；

所述的数据信息采集模块设置在钻井平台各设备上，用于现场采集钻井平台各设备的运行参数，并将采集到的数据信息通过所述通信模块传送给所述钻井平台信息管理模块；

所述的钻井平台信息管理模块包括平台信息管理模块、平台简单查询模块和平台高级查询模块；

所述的平台信息管理模块包括海洋钻井平台的平台名称、平台设计公司、平台设计时间、建造国家、建造公司、建造时间、所属公司、工作水深、钻井深度有关的详细信息，用于查询、修改、添加、删除海洋钻井平台的详细信息；

所述的平台简单查询模块和高级查询模块分别包括单一条件查询模块和多条件查询模块，具有报表及文档两种输出方式；

所述的钻井平台设备配置信息管理模块包括设备配置信息管理模块和设备配置信息查询模块；

所述的设备配置信息管理模块用于查询、修改、添加、删除海洋钻井平台的设备配置信息；

所述的设备配置信息查询模块根据平台名称、可变载荷、钻井深度及工作水深查询符合条件的钻井平台的设备配置信息；

所述的钻井设备配置选型模块包括起升系统模块、旋转系统模块、循环系统模块、动力系统模块、管材处理系统模块、辅助设备模块和钻机底座模块；

所述的起升系统模块包括井架模块、绞车模块、天车模块、游车模块、大钩模块、刹车模块；

所述的旋转系统模块包括转盘模块、顶驱模块、水龙头模块；

所述的循环系统模块包括钻井泵模块、振动筛模块、除泥器模块、搅拌器模块、除砂器模块、离心机模块、除气器模块、鼓风机模块；

所述的动力系统模块包括发电模块、配电模块；

所述的管材处理系统包括动力猫道模块、铁钻工模块、抓管机模块、管材排放模块；

所述的辅助设备模块包括防喷器及其移运装置模块、采油树及其移运装置模块；

所述的目标平台设备配置选型模块包括钻井设备关键参数确定模块和目标平台设备配置单模块；

所述的钻井设备关键参数确定模块通过钻井深度确定顶驱、绞车、泥浆泵的关键参数；

所述的目标平台设备配置单模块包括不同名义钻井深度的平台详细设备配置单；

所述的钻井设备三维模型管理模块包括三维模型管理模块和三维模拟仿真模块；

所述的三维模型管理模块具有查询、修改、添加、删除三维模型功能，能够对三维模型进行平移、旋转和放缩操作；

所述的三维模拟仿真模块可播放三维模拟仿真动画，具有查询、修改、添加、删除三维模拟仿真文件功能；

所述的电源模块包括电源连接装置、蓄电装置和继电保护装置；

所述的电源连接装置包括至少一个连接外部电源的电源输入电路和至少一个连接负载的负载输出电路；

所述的蓄电装置包括连接蓄电池的蓄电池充放电电路；

所述的钻井平台信息管理系统还包括显示模块，所述显示模块连接所述钻井平台信息管理模块、钻井平台设备配置信息管理模块、钻井设备配置选型模块、目标平台设备配置选型模块和钻井设备三维模型管理模块，所述显示模块主要用于数据信息和三维模型的查询显示；

所述的显示模块包含显示面板、单元层、粘接层，所述单元层设置在所述显示板的外侧，所述粘接层设置在所述显示面板和所述单元层之间，其中，所述粘接层的粘接于所述显示面板的粘接面的第一边缘和所述粘接层的粘接于所述单元层的粘接面的第二边缘沿粘接面方向相互移位；

所述的起升系统模块、旋转系统模块、循环系统模块、动力系统模块、管材处理系统模块、辅助设备模块和钻机底座模块包含的每一个设备模块分别包括设备信息管理模块、设备信息查询模块和设备配置选型模块。

进一步，所述通信模块设置有滤波器，所述滤波器包括：

对所采集的每个采样值进行采样量化的A/D转换模块；

与所述A/D转换模块相连接，用于把采集数据同一个码片所进行的前后n次采样分开，获得I路和Q路的奇次和偶次序列数据，对获得的I路和Q路的奇次和偶次序列数据进行输出的串/并转换模块；

与所述串/并转换模块相连接，用于接收所述串/并转换模块输出的I路和Q路的奇次和偶次序列数据，通过Golay序列相关器对所接收的I路和Q路的奇次和偶次序列数据进行数据匹配的匹配滤波模块；

与所述匹配滤波模块相连接，用于将所述匹配滤波模块输出的I路和Q路奇次和偶次序列数据恢复成原始I路和Q路数据序列，并对原始I路和Q路数据序列进行输出的并/串转换模块；

与所述并/串转换模块相连接，用于接收所述并/串转换模块输出的原始I路和Q路数据序列，对原始I路和Q路数据序列进行求平方和，并对原始I路和Q路数据序列求平方和的结果进行输出的求平方和模块；

与所述求平方和模块相连接，用于对所述求平方和模块输出的原始I路和Q路数据序列求平方和的结果进行峰值检测，实现主同步序列同步的相关检测模块；

所述匹配滤波模块中设置有多个子匹配滤波器，若进行n次数据采样，则需要将I路和Q路的每个码片采样值分别进入并联的2n个子匹配滤波器；

所述求平方和模块采用查表方法对原始I路和Q路数据序列求平方，采用例化四进制珠算加法器求和，运用超前进位链实现；

所述求平方和模块中的四进制珠算加法器为异步串行珠算加法器，采用两个权值为5的高珠和5个权值为1的低珠结构，一个单元可表示十进制数范围为0-15，正好为一个四进制的数的表示范围，同时由于平方结果为24bit，采用例化语句复制6个四进制的全加器的加法单元，六个四进制加法单元采用超前进位链的方法进行级联；

当所述串/并转换模块把同一个码片所进行的前后2次采样分开、对每个采样值进行4bit量化时，即把4bitI路和4bit Q路转换成并行的4bit I路奇数序列、4bit I路偶数序列、4bit Q路奇数序列及4bit Q路偶数序列，对四路序列分别进入匹配滤波模块进行相关运算，并将结果经并/串转换模块转换成12bit的I路序列和12bit的Q路序列；

所述子匹配滤波器的传递函数为：C_i是由分层序列u，v调制而成的，u是分层Golay序列u＝{1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1，1,-1,1,-1,-1,1}，v＝{1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,-1,1,1}，C_16m+n＝u_nv_m；

$H\left(z\right)=X\left(z\right)=C\left(z\right)=\underset{i=0}{\overset{L_u{L}_v-1}{\Σ}}{C}_i{z}^{-i}=\underset{i=0}{\overset{L_u{L}_v-1}{\Σ}}{C}_{16m+n}{z}^{-(16m+n)}=\underset{i=1}{\overset{L_u-1}{\Σ}}{u}_n{z}^{-n}\underset{i=1}{\overset{L_v-1}{\Σ}}{v}_m{z}^{-16m}=H\left(z_u\right)H\left(z_v\right),$

根据分层的Golay序列对传递函数进行改进，则有：

H(z_u)＝[1+z^-8+z^-1(1-z^-8)][1+z^-4+z^-2(1-z^-4)]；

H(z_v)＝(1+z^-1)[1-z^-6+z^-8+z^-14]+(1-z^-1)[z^-2-z^-4+z^-10+z^-12]。

进一步，所述钻井平台信息管理模块设置有噪声数据处理单元，所述噪声数据处理单元的数据处理方法包括：

令高斯函数

$\mathrm{\θ}\left(t\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}\mathrm{\σ}}{e}^{-\frac{t^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(1\right)$

(1)式的一阶导数为：

$\mathrm{\ψ}\left(t\right)=\frac{d\mathrm{\θ}\left(t\right)}{dt}=\frac{-t}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^3}{e}^{-\frac{t^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(2\right)$

其Fourier变换为：

显然由可容许性条件可知ψ(t)作为小波母函数，其卷积型小波基函数为：

${\mathrm{\ψ}}_s\left(t\right)=\frac{1}{s}\mathrm{\ψ}\left(\frac{t}{s}\right)=\frac{-t}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^3{s}^2}\·e^{-\frac{t^2}{2{\mathrm{\σ}}^2{s}^2}}---\left(4\right)$

小波函数ψ(t)对应的尺度函数是尺度大于1的小波基函数的聚合体，其Fourier变换的摸定义为：

代入(3)式并求开方，得：

(5)作Fourier逆变换即得小波函数ψ(t)对应的尺度函数为：

其尺度基函数为：

核辐射探测器前置放大器输出信号表达式为：

$f\left(t\right)=H\·e^{-\frac{t}{{\mathrm{\τ}}_0}}Heaviside\left(t\right)---\left(8\right)$

取小波函数f(t)的卷积型小波变换为：

$W_{s}f\left(t\right)=f\left(t\right)*{\mathrm{\ψ}}_s\left(t\right)=f\left(t\right)*s\frac{{\mathrm{d\θ}}_s\left(t\right)}{dt}=\frac{df\left(t\right)}{dt}*{\mathrm{s\θ}}_s\left(t\right)---\left(9\right)$

其中

对(8)式求导可得：

其中δ(t)为单位冲激函数；把(10)式代入(9)式得：

$W_{s}f\left(t\right)=-\frac{s}{{\mathrm{\τ}}_0}f\left(t\right)*{\mathrm{\θ}}_s\left(t\right)+H\·s\·{\mathrm{\θ}}_s\left(t\right)---\left(11\right)$

由(1)式和(6)式可知：

代入(12)式至(11)式得：

令即f(t)在尺度空间的低通滤波；

令代入(7)式得：

$g\left(t\right)=\frac{H}{\sqrt{2\mathrm{\π}}\mathrm{\σ}}{e}^{-\frac{t^2}{2s^2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(14\right)$

由(13)式可知：

令代入(4)式和(7)式得：

$h\left(t\right)=(\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ\τ}}_0}-\frac{t}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^3{s}^2})\·e^{-\frac{t^2}{2s^2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(16\right)$

显然，g(t)为高斯函数，其幅度为即把核辐射探测器输出的指数信号f(t)成形为高斯函数g(t)，计算f(t)与h(t)的卷积即可；

$g\left(t\right)={\∫}_{-\mathrm{\∞}}^{+\mathrm{\∞}}f\left(\mathrm{\τ}\right)h(t-\mathrm{\τ})d\mathrm{\τ}---\left(17\right)$

f(t)离散化记为f(n)，则：

$f\left(n\right)=\{\begin{array}{c}0,n=\mathrm{.......},-2,-1\\ V_n,n=0,1,2,\mathrm{......}\end{array}---\left(18\right)$

h(t)离散化记为h(n)，则：

$h\left(n\right)=(\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ\τ}}_0}-\frac{n}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^3{s}^2})\·e^{-\frac{n^2}{2s^2{\mathrm{\σ}}^2}},n=\mathrm{......},-2,-1,0,1,2,\mathrm{......}---\left(19\right)$

显然，式(17)离散化可表示为：

$g\left(n\right)=\underset{i=0}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}f\left(i\right)h(n-i)---\left(20\right)$

(19)式近似如下表示：

$h\left(n\right)=\{\begin{array}{c}{k}_n,\left|n\right|=0,1,2,\mathrm{......},M\\ 0,\left|n\right|>M\end{array}---\left(21\right)$

由(18)式、(20)式和(21)式可得：

$g\left(n\right)=\underset{i=n-M}{\overset{n+M}{\Σ}}{V}_i\·k_{n-i}---\left(22\right)$

(19)式中的σ取值为2，尺度s的最佳取值与系统的噪声水平有关，具体推导如下：

核辐射探测器前置放大器输出噪声功率谱为：

$N_{\exp }\left(\mathrm{\ω}\right)=\frac{{\mathrm{\ω}}^2{{\mathrm{\τ}}_0}^2}{1+{\mathrm{\ω}}^2{{\mathrm{\τ}}_0}^2}\·(a^2+\frac{b^2}{{\mathrm{\ω}}^2}+\frac{c^2}{\mathrm{\ω}})---\left(23\right)$

(16)式的频率响应为：

$H_{gaus}\left(\mathrm{\ω}\right)=\frac{s}{{\mathrm{\τ}}_0}\·(1+{\mathrm{j\ω\τ}}_0)\·e^{-\frac{1}{2}{\mathrm{\ω}}^2{s}^2{\mathrm{\σ}}^2}---\left(24\right)$

辐射信号高斯成形滤波器的输出噪声功率谱为：

$N_{gaus}\left(\mathrm{\ω}\right)=N_{\exp }\left(\mathrm{\ω}\right)\·{\left|H_{gaus}\left(\mathrm{\ω}\right)\right|}^2=(a^2{s}^2{\mathrm{\ω}}^2+b^2{s}^2+c^2{s}^2{\mathrm{\ω}}^2)\·e^{-s^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\σ}}^2}---\left(25\right)$

输出噪声均方值为：

$V_n{{}^2}_{gaus}={\∫}_0^{\mathrm{\∞}}{N}_{gaus}\left(\mathrm{\ω}\right)d\mathrm{\ω}=\frac{a^2\sqrt{\mathrm{\π}}}{4{\mathrm{s\σ}}^3}+\frac{b^{2}s\sqrt{\mathrm{\π}}}{2\mathrm{\σ}}+\frac{c^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}---\left(26\right)$

对(26)式求导，并令导数等于0，有：

$\frac{{\mathrm{dV}}_n{{}^2}_{gaus}}{ds}=-\frac{a^2\sqrt{\mathrm{\π}}}{4{\mathrm{\σ}}^3{s}^2}+\frac{b^2\sqrt{\mathrm{\π}}}{2{\mathrm{\σ}}^2}=0---\left(27\right)$

解之得：

(28)式表明，求得τ_c即可求得最佳的尺度s。

本发明提供的钻井平台信息管理系统结构简单，操作方便，能有效地提高信息检索能力、改善了信息管理状况，指导目标平台钻井系统的配置选型工作，从而提高钻井系统配置选型效率，对海洋钻井设备配套具有重要的指导意义。该系统还能进行自动监测，提供报警装置，在很大程度上提高了使用的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的计算机信息管理控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的电源模块的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的显示模块的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的报警模块的结构示意图；

图中：1、数据信息采集模块；2、通信模块；3、钻井平台信息管理模块；3-1、平台信息管理模块；3-2、平台简单查询模块；3-3、平台高级查询模块；4、钻井平台设备配置信息管理模块；4-1、备配置信息管理模块；4-2、设备配置信息查询模块；5、钻井设备配置选型模块；5-1、起升系统模块；5-2、旋转系统模块；5-3、循环系统模块；5-4、动力系统模块；5-5、管材处理系统模块；5-6、辅助设备模块；5-7、钻机底座模块；6、目标平台设备配置选型模块；6-1、钻井设备关键参数确定模块；6-2、目标平台设备配置单模块；7、钻井设备三维模型管理模块；7-1、三维模型管理模块；7-2、三维模拟仿真模块；8、电源模块；8-1、电源连接装置；8-2、蓄电装置；8-3、继电保护装置；9、显示模块；9-1、显示面板；9-2、单元层；9-3、粘接层；10、报警模块；10-1、收发模块；10-2、处理器；10-3、RS232接口电路；10-4、LED灯；10-5、音箱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图1-4对本发明的应用原理作进一步描述。

本发明饲料的钻井平台信息管理系统，该钻井平台信息管理系统采用以下方法进行信息管理：

步骤一、采用三维动画的建模方法建立三维钻井图形实体模型库；

步骤二、输入老井的轨道及新井的轨道数据，生成三角网数字地面模型，三角网数字地面模型与老井的轨道及新井的轨道数据结合生成具有约束条件的地面模型及钻井轨道模型；

步骤三、将三维钻井图形实体模型库和地面模型及钻井轨道模型发送至钻井平台信息管理模块，通过钻井平台设备配置信息管理模块、钻井设备配置选型模块、目标平台设备配置选型模块完成钻井设备选型；

步骤四、确定磁短节和目标探管的参数，基于该参数来计算得到各个采样时间点的磁短节和所述目标探管的相对位置，根据在各个采样时间点得到的相对位置，计算磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号，其中，所述磁场信号是在设定所述磁短节的坐标系和所述目标探管的坐标系，均与地理坐标系一致的条件下获得的；

步骤五、基于实钻轨迹末测段的轨迹特征参数，采用外推法计算井底点的轨迹参数，所述轨迹参数包括井斜角、方位角和空间坐标；

步骤六、建立通用的靶平面方程以及靶点坐标系与井口坐标系之间的坐标转换关系，以适用于各种井型的靶平面；

步骤七、将三维钻井图形实体模型库、地面模型、轨迹参数、靶平面数据打包加密。

进一步，所述打包加密的方法包括：

步骤一、钻井平台信息管理系统生成随机数rkey_id，利用椭圆曲线密码算法计算其相应的公钥rPK_id，rPK_id＝rkey_id×G，G为椭圆曲线的基点；

步骤二、将rPK_id和用户标识UID对外发送，钻井平台信息管理系统的密钥生成系统生成随机数rkey_KMC，利用椭圆曲线密码算法计算其相应的公钥rPK_KMC，其中，rPK_KMC＝rkey_KMC×G，并记γ_id＝rPK_id+rPK_KMC；

步骤三、利用用户标识UID及人脸识别数据库的数据计算标识私钥key_id和标识公钥R_id，具体为：

生成私钥矩阵和公钥矩阵，私钥矩阵和公钥矩阵的大小均为m×h，m和h均为正整数；

利用用户标识UID及人脸识别数据库的数据使用散列算法计算用户标识UID的散列值，将所述散列值分为m段，作为私钥矩阵和公钥矩阵的列映射值map[i]，i＝0,1,2......m-1；

计算：

${\mathrm{key}}_{id}=\left(\underset{i=0}{\overset{m-1}{\Σ}}{r}_{i,map\[i\]}\right)\mathrm{mod}n;$

$R_{id}=\left(\underset{i=0}{\overset{m-1}{\Σ}}{X}_{i,map\[i\]}\right)\mathrm{mod}n;$

r_i,map[i]为私钥矩阵中的一个元素；

X_i,map[i]为公钥矩阵中的一个元素；

n为椭圆曲线的阶。

如图1所示，本发明实施例的钻井平台信息管理系统包括数据信息采集模块1、通信模块2、钻井平台信息管理模块3、钻井平台设备配置信息管理模块4、钻井设备配置选型模块5、目标平台设备配置选型模块6、钻井设备三维模型管理模块7和电源模块8；

所述的数据信息采集模块1设置在钻井平台各设备上，用于现场采集钻井平台各设备的运行参数，并将采集到的数据信息通过所述通信模块2传送给所述钻井平台信息管理模块3；

所述的钻井平台信息管理模块3包括平台信息管理模块3-1、平台简单查询模块3-2和平台高级查询模块3-3；

所述的平台信息管理模块3-1包括海洋钻井平台的平台名称、平台设计公司、平台设计时间、建造国家、建造公司、建造时间、所属公司、工作水深、钻井深度有关的详细信息，用于查询、修改、添加、删除海洋钻井平台的详细信息；

所述的平台简单查询模块3-2和高级查询模块3-3分别包括单一条件查询模块和多条件查询模块，具有报表及文档两种输出方式；

所述的钻井平台设备配置信息管理模块4包括设备配置信息管理模块4-1和设备配置信息查询模块4-2；

所述的设备配置信息管理模块4-1用于查询、修改、添加、删除海洋钻井平台的设备配置信息；

所述的设备配置信息查询模块4-2根据平台名称、可变载荷、钻井深度及工作水深查询符合条件的钻井平台的设备配置信息；

所述的钻井设备配置选型模块5包括起升系统模块5-1、旋转系统模块5-2、循环系统模块5-3、动力系统模块5-4、管材处理系统模块5-5、辅助设备模块5-6和钻机底座模块5-7；

所述的起升系统模块5-1包括井架模块、绞车模块、天车模块、游车模块、大钩模块、刹车模块；

所述的旋转系统模块5-2包括转盘模块、顶驱模块、水龙头模块；

所述的循环系统模块5-3包括钻井泵模块、振动筛模块、除泥器模块、搅拌器模块、除砂器模块、离心机模块、除气器模块、鼓风机模块；

所述的动力系统模块5-4包括发电模块、配电模块；

所述的管材处理系统5-5包括动力猫道模块、铁钻工模块、抓管机模块、管材排放模块；

所述的辅助设备模块5-6包括防喷器及其移运装置模块、采油树及其移运装置模块；

所述的目标平台设备配置选型模块6包括钻井设备关键参数确定模块6-1和目标平台设备配置单模块6-2；

所述的钻井设备关键参数确定模块6-1通过钻井深度确定顶驱、绞车、泥浆泵的关键参数；

所述的目标平台设备配置单模块6-2包括不同名义钻井深度的平台详细设备配置单。

所述的钻井设备三维模型管理模块7包括三维模型管理模块7-1和三维模拟仿真模块7-2；

所述的三维模型管理模块7-1具有查询、修改、添加、删除三维模型功能，能够对三维模型进行平移、旋转和放缩操作；

所述的三维模拟仿真模块7-2可播放三维模拟仿真动画，具有查询、修改、添加、删除三维模拟仿真文件功能；

所述的电源模块8包括电源连接装置8-1、蓄电装置8-2和继电保护装置8-3；

所述的电源连接装置8-1包括至少一个连接外部电源的电源输入电路和至少一个连接负载的负载输出电路。

所述的蓄电装置8-2包括连接蓄电池的蓄电池充放电电路。

进一步，所述的钻井平台信息管理系统还包括显示模块9，所述显示模块9连接所述钻井平台信息管理模块3、钻井平台设备配置信息管理模块4、钻井设备配置选型模块5、目标平台设备配置选型模块6和钻井设备三维模型管理模块7，所述显示模块9主要用于数据信息和三维模型的查询显示。

进一步，所述的显示模块9包含显示面板9-1、单元层9-2、粘接层9-3，所述单元层9-2设置在所述显示板9-1的外侧，所述粘接层9-3设置在所述显示面板9-1和所述单元层9-2之间，其中，所述粘接层9-3的粘接于所述显示面板9-1的粘接面的第一边缘和所述粘接层9-3的粘接于所述单元层9-2的粘接面的第二边缘沿粘接面方向相互移位。

进一步，所述的钻井平台信息管理系统还包括报警器模块10，所述的报警模块10包括收发模块10-1、处理器10-2、RS232接口电路10-3、LED灯10-4、音箱10-5，所述收发模块10-1发送报警信息，所述处理器10-2用于进行数据对比处理，所述RS232接口电路10-3进行数据传输，所述收发模块10-1与所述处理器10-2电连接，所述处理器10-2与所述RS232接口电路10-3和LED灯10-4电连接，所述RS232接口电路10-3与所述音箱10-5电连接。

进一步，所述的LED灯10-4包括电路板、插件式LED，所述插件式LED的引脚与所述电路板相连接。

进一步，所述的起升系统模块5-1、旋转系统模块5-2、循环系统模块5-3、动力系统模块5-4、管材处理系统模块5-5、辅助设备模块5-6和钻机底座模块5-7包含的每一个设备模块分别包括设备信息管理模块、设备信息查询模块和设备配置选型模块。

进一步，所述通信模块设置有滤波器，所述滤波器包括：

对所采集的每个采样值进行采样量化的A/D转换模块；

与所述A/D转换模块相连接，用于把采集数据同一个码片所进行的前后n次采样分开，获得I路和Q路的奇次和偶次序列数据，对获得的I路和Q路的奇次和偶次序列数据进行输出的串/并转换模块；

与所述串/并转换模块相连接，用于接收所述串/并转换模块输出的I路和Q路的奇次和偶次序列数据，通过Golay序列相关器对所接收的I路和Q路的奇次和偶次序列数据进行数据匹配的匹配滤波模块；

与所述匹配滤波模块相连接，用于将所述匹配滤波模块输出的I路和Q路奇次和偶次序列数据恢复成原始I路和Q路数据序列，并对原始I路和Q路数据序列进行输出的并/串转换模块；

与所述并/串转换模块相连接，用于接收所述并/串转换模块输出的原始I路和Q路数据序列，对原始I路和Q路数据序列进行求平方和，并对原始I路和Q路数据序列求平方和的结果进行输出的求平方和模块；

与所述求平方和模块相连接，用于对所述求平方和模块输出的原始I路和Q路数据序列求平方和的结果进行峰值检测，实现主同步序列同步的相关检测模块；

所述匹配滤波模块中设置有多个子匹配滤波器，若进行n次数据采样，则需要将I路和Q路的每个码片采样值分别进入并联的2n个子匹配滤波器；

所述求平方和模块采用查表方法对原始I路和Q路数据序列求平方，采用例化四进制珠算加法器求和，运用超前进位链实现；

所述求平方和模块中的四进制珠算加法器为异步串行珠算加法器，采用两个权值为5的高珠和5个权值为1的低珠结构，一个单元可表示十进制数范围为0-15，正好为一个四进制的数的表示范围，同时由于平方结果为24bit，采用例化语句复制6个四进制的全加器的加法单元，六个四进制加法单元采用超前进位链的方法进行级联；

当所述串/并转换模块把同一个码片所进行的前后2次采样分开、对每个采样值进行4bit量化时，即把4bitI路和4bit Q路转换成并行的4bit I路奇数序列、4bit I路偶数序列、4bit Q路奇数序列及4bit Q路偶数序列，对四路序列分别进入匹配滤波模块进行相关运算，并将结果经并/串转换模块转换成12bit的I路序列和12bit的Q路序列；

所述子匹配滤波器的传递函数为：C_i是由分层序列u，v调制而成的，u是分层Golay序列u＝{1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1，1,-1,1,-1,-1,1}，v＝{1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,-1,1,1}，C_16m+n＝u_nv_m；

$H\left(z\right)=X\left(z\right)=C\left(z\right)=\underset{i=0}{\overset{L_u{L}_v-1}{\Σ}}{C}_i{z}^{-i}=\underset{i=0}{\overset{L_u{L}_v-1}{\Σ}}{C}_{16m+n}{z}^{-(16m+n)}=\underset{i=1}{\overset{L_u-1}{\Σ}}{u}_n{z}^{-n}\underset{i=1}{\overset{L_v-1}{\Σ}}{v}_m{z}^{-16m}=H\left(z_u\right)H\left(z_v\right),$

根据分层的Golay序列对传递函数进行改进，则有：

H(z_u)＝[1+z^-8+z^-1(1-z^-8)][1+z^-4+z^-2(1-z^-4)]；

H(z_v)＝(1+z^-1)[1-z^-6+z^-8+z^-14]+(1-z^-1)[z^-2-z^-4+z^-10+z^-12]。

进一步，所述钻井平台信息管理模块设置有噪声数据处理单元，所述噪声数据处理单元的数据处理方法包括：

令高斯函数

$\mathrm{\θ}\left(t\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}\mathrm{\σ}}{e}^{-\frac{t^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(1\right)$

(1)式的一阶导数为：

$\mathrm{\ψ}\left(t\right)=\frac{d\mathrm{\θ}\left(t\right)}{dt}=\frac{-t}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^3}{e}^{-\frac{t^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(2\right)$

其Fourier变换为：

显然由可容许性条件可知ψ(t)作为小波母函数，其卷积型小波基函数为：

${\mathrm{\ψ}}_s\left(t\right)=\frac{1}{s}\mathrm{\ψ}\left(\frac{t}{s}\right)=\frac{-t}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^3{s}^2}\·e^{-\frac{t^2}{2{\mathrm{\σ}}^2{s}^2}}---\left(4\right)$

小波函数ψ(t)对应的尺度函数是尺度大于1的小波基函数的聚合体，其Fourier变换的摸定义为：

代入(3)式并求开方，得：

(5)作Fourier逆变换即得小波函数ψ(t)对应的尺度函数为：

其尺度基函数为：

核辐射探测器前置放大器输出信号表达式为：

$f\left(t\right)=H\·e^{-\frac{t}{{\mathrm{\τ}}_0}}Heaviside\left(t\right)---\left(8\right)$

取小波函数f(t)的卷积型小波变换为：

$W_{s}f\left(t\right)=f\left(t\right)*{\mathrm{\ψ}}_s\left(t\right)=f\left(t\right)*s\frac{{\mathrm{d\θ}}_s\left(t\right)}{dt}=\frac{df\left(t\right)}{dt}*{\mathrm{s\θ}}_s\left(t\right)---\left(9\right)$

其中

对(8)式求导可得：

其中δ(t)为单位冲激函数；

把(10)式代入(9)式得：

$W_{s}f\left(t\right)=-\frac{s}{{\mathrm{\τ}}_0}f\left(t\right)*{\mathrm{\θ}}_s\left(t\right)+H\·s\·{\mathrm{\θ}}_s\left(t\right)---\left(11\right)$

由(1)式和(6)式可知：

代入(12)式至(11)式得：

令即f(t)在尺度空间的低通滤波；

令代入(7)式得：

$g\left(t\right)=\frac{H}{\sqrt{2\mathrm{\π}}\mathrm{\σ}}{e}^{-\frac{t^2}{2s^2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(14\right)$

由(13)式可知：

令代入(4)式和(7)式得：

$h\left(t\right)=(\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ\τ}}_0}-\frac{t}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^3{s}^2})\·e^{-\frac{t^2}{2s^2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(16\right)$

显然，g(t)为高斯函数，其幅度为即把核辐射探测器输出的指数信号f(t)成形为高斯函数g(t)，计算f(t)与h(t)的卷积即可；

$g\left(t\right)={\∫}_{-\mathrm{\∞}}^{+\mathrm{\∞}}f\left(\mathrm{\τ}\right)h(t-\mathrm{\τ})d\mathrm{\τ}---\left(17\right)$

f(t)离散化记为f(n)，则：

$f\left(n\right)=\{\begin{array}{c}0,n=\mathrm{.......},-2,-1\\ V_n,n=0,1,2,\mathrm{......}\end{array}---\left(18\right)$

h(t)离散化记为h(n)，则：

$h\left(n\right)=(\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ\τ}}_0}-\frac{n}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^3{s}^2})\·e^{-\frac{n^2}{2s^2{\mathrm{\σ}}^2}},n=\mathrm{......},-2,-1,0,1,2,\mathrm{......}---\left(19\right)$

显然，式(17)离散化可表示为：

$g\left(n\right)=\underset{i=0}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}f\left(i\right)h(n-i)---\left(20\right)$

(19)式近似如下表示：

$h\left(n\right)=\{\begin{array}{c}{k}_n,\left|n\right|=0,1,2,\mathrm{......},M\\ 0,\left|n\right|>M\end{array}---\left(21\right)$

由(18)式、(20)式和(21)式可得：

$g\left(n\right)=\underset{i=n-M}{\overset{n+M}{\Σ}}{V}_i\·k_{n-i}---\left(22\right)$

(19)式中的σ取值为2，尺度s的最佳取值与系统的噪声水平有关，具体推导如下：

核辐射探测器前置放大器输出噪声功率谱为：

$N_{\exp }\left(\mathrm{\ω}\right)=\frac{{\mathrm{\ω}}^2{{\mathrm{\τ}}_0}^2}{1+{\mathrm{\ω}}^2{{\mathrm{\τ}}_0}^2}\·(a^2+\frac{b^2}{{\mathrm{\ω}}^2}+\frac{c^2}{\mathrm{\ω}})---\left(23\right)$

(16)式的频率响应为：

$H_{gaus}\left(\mathrm{\ω}\right)=\frac{s}{{\mathrm{\τ}}_0}\·(1+{\mathrm{j\ω\τ}}_0)\·e^{-\frac{1}{2}{\mathrm{\ω}}^2{s}^2{\mathrm{\σ}}^2}---\left(24\right)$

辐射信号高斯成形滤波器的输出噪声功率谱为：

$N_{gaus}\left(\mathrm{\ω}\right)=N_{\exp }\left(\mathrm{\ω}\right)\·{\left|H_{gaus}\left(\mathrm{\ω}\right)\right|}^2=(a^2{s}^2{\mathrm{\ω}}^2+b^2{s}^2+c^2{s}^2{\mathrm{\ω}}^2)\·e^{-s^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\σ}}^2}---\left(25\right)$

输出噪声均方值为：

$V_n{{}^2}_{gaus}={\∫}_0^{\mathrm{\∞}}{N}_{gaus}\left(\mathrm{\ω}\right)d\mathrm{\ω}=\frac{a^2\sqrt{\mathrm{\π}}}{4{\mathrm{s\σ}}^3}+\frac{b^{2}s\sqrt{\mathrm{\π}}}{2\mathrm{\σ}}+\frac{c^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}---\left(26\right)$

对(26)式求导，并令导数等于0，有：

$\frac{{\mathrm{dV}}_n{{}^2}_{gaus}}{ds}=-\frac{a^2\sqrt{\mathrm{\π}}}{4{\mathrm{\σ}}^3{s}^2}+\frac{b^2\sqrt{\mathrm{\π}}}{2{\mathrm{\σ}}^2}=0---\left(27\right)$

解之得：

(28)式表明，求得τ_c即可求得最佳的尺度s。

本发明的钻井平台信息管理系统在具体使用时，首先根据数据信息采集模块收集到的数据信息选择钻井平台信息管理模块、钻井平台设备配置信息管理模块、钻井设备配置选型模块、目标平台设备配置选型模块和钻井设备三维模型管理模块；然后选择下一级模块，直到可进行查询、配置或修改、添加、删除为止；最后保存并导出，可将查询、配置的结果进行保存并导出，以Excel格式文件导出；也可直接选择修改、添加或删除，并进行保存。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种钻井平台信息管理系统，其特征在于，该钻井平台信息管理系统采用以下方法进行信息管理：

步骤一、采用三维动画的建模方法建立三维钻井图形实体模型库；

步骤二、输入老井的轨道及新井的轨道数据，生成三角网数字地面模型，三角网数字地面模型与老井的轨道及新井的轨道数据结合生成具有约束条件的地面模型及钻井轨道模型；

步骤三、将三维钻井图形实体模型库和地面模型及钻井轨道模型发送至钻井平台信息管理模块，通过钻井平台设备配置信息管理模块、钻井设备配置选型模块、目标平台设备配置选型模块完成钻井设备选型；

步骤四、确定磁短节和目标探管的参数，基于该参数来计算得到各个采样时间点的磁短节和所述目标探管的相对位置，根据在各个采样时间点得到的相对位置，计算磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号，其中，所述磁场信号是在设定所述磁短节的坐标系和所述目标探管的坐标系，均与地理坐标系一致的条件下获得的；

步骤五、基于实钻轨迹末测段的轨迹特征参数，采用外推法计算井底点的轨迹参数，所述轨迹参数包括井斜角、方位角和空间坐标；

步骤六、建立通用的靶平面方程以及靶点坐标系与井口坐标系之间的坐标转换关系，以适用于各种井型的靶平面；

步骤七、将三维钻井图形实体模型库、地面模型、轨迹参数、靶平面数据打包加密；

所述打包加密的方法包括：

步骤一、钻井平台信息管理系统生成随机数rkey_id，利用椭圆曲线密码算法计算其相应的公钥rPK_id，rPK_id＝rkey_id×G，G为椭圆曲线的基点；

步骤二、将rPK_id和用户标识UID对外发送，钻井平台信息管理系统的密钥生成系统生成随机数rkey_KMC，利用椭圆曲线密码算法计算其相应的公钥rPK_KMC，其中，rPK_KMC＝rkey_KMC×G，并记γ_id＝rPK_id+rPK_KMC；

步骤三、利用用户标识UID及人脸识别数据库的数据计算标识私钥key_id和标识公钥R_id，具体为：

生成私钥矩阵和公钥矩阵，私钥矩阵和公钥矩阵的大小均为m×h，m和h均为正整数；

利用用户标识UID及人脸识别数据库的数据使用散列算法计算用户标识UID的散列值，将所述散列值分为m段，作为私钥矩阵和公钥矩阵的列映射值map[i]，i＝0,1,2......m-1；

计算：

${\mathrm{key}}_{id}=\left(\underset{i=0}{\overset{m-1}{\Σ}}{r}_{i,map\[i\]}\right)\mathrm{mod}n;$

$R_{id}=\left(\underset{i=0}{\overset{m-1}{\Σ}}{X}_{i,map\[i\]}\right)\mathrm{mod}n;$

r_i,map[i]为私钥矩阵中的一个元素；

X_i,map[i]为公钥矩阵中的一个元素；

n为椭圆曲线的阶；

该钻井平台信息管理系统包括数据信息采集模块、通信模块、钻井平台信息管理模块、钻井平台设备配置信息管理模块、钻井设备配置选型模块、目标平台设备配置选型模块、钻井设备三维模型管理模块和电源模块；

所述的数据信息采集模块设置在钻井平台各设备上，用于现场采集钻井平台各设备的运行参数，并将采集到的数据信息通过所述通信模块传送给所述钻井平台信息管理模块；

所述的钻井平台信息管理模块包括平台信息管理模块、平台简单查询模块和平台高级查询模块；

所述的平台信息管理模块包括海洋钻井平台的平台名称、平台设计公司、平台设计时间、建造国家、建造公司、建造时间、所属公司、工作水深、钻井深度有关的详细信息，用于查询、修改、添加、删除海洋钻井平台的详细信息；

所述的平台简单查询模块和高级查询模块分别包括单一条件查询模块和多条件查询模块，具有报表及文档两种输出方式；

所述的钻井平台设备配置信息管理模块包括设备配置信息管理模块和设备配置信息查询模块；

所述的设备配置信息管理模块用于查询、修改、添加、删除海洋钻井平台的设备配置信息；

所述的设备配置信息查询模块根据平台名称、可变载荷、钻井深度及工作水深查询符合条件的钻井平台的设备配置信息；

所述的钻井设备配置选型模块包括起升系统模块、旋转系统模块、循环系统模块、动力系统模块、管材处理系统模块、辅助设备模块和钻机底座模块；

所述的起升系统模块包括井架模块、绞车模块、天车模块、游车模块、大钩模块、刹车模块；

所述的旋转系统模块包括转盘模块、顶驱模块、水龙头模块；

所述的循环系统模块包括钻井泵模块、振动筛模块、除泥器模块、搅拌器模块、除砂器模块、离心机模块、除气器模块、鼓风机模块；

所述的动力系统模块包括发电模块、配电模块；

所述的管材处理系统包括动力猫道模块、铁钻工模块、抓管机模块、管材排放模块；

所述的辅助设备模块包括防喷器及其移运装置模块、采油树及其移运装置模块；

所述的目标平台设备配置选型模块包括钻井设备关键参数确定模块和目标平台设备配置单模块；

所述的钻井设备关键参数确定模块通过钻井深度确定顶驱、绞车、泥浆泵的关键参数；

所述的目标平台设备配置单模块包括不同名义钻井深度的平台详细设备配置单；

所述的钻井设备三维模型管理模块包括三维模型管理模块和三维模拟仿真模块；

所述的三维模型管理模块具有查询、修改、添加、删除三维模型功能，能够对三维模型进行平移、旋转和放缩操作；

所述的三维模拟仿真模块可播放三维模拟仿真动画，具有查询、修改、添加、删除三维模拟仿真文件功能；

所述的电源模块包括电源连接装置、蓄电装置和继电保护装置；

所述的电源连接装置包括至少一个连接外部电源的电源输入电路和至少一个连接负载的负载输出电路；

所述的蓄电装置包括连接蓄电池的蓄电池充放电电路；

所述的钻井平台信息管理系统还包括显示模块，所述显示模块连接所述钻井平台信息管理模块、钻井平台设备配置信息管理模块、钻井设备配置选型模块、目标平台设备配置选型模块和钻井设备三维模型管理模块，所述显示模块主要用于数据信息和三维模型的查询显示；

所述的显示模块包含显示面板、单元层、粘接层，所述单元层设置在所述显示板的外侧，所述粘接层设置在所述显示面板和所述单元层之间，其中，所述粘接层的粘接于所述显示面板的粘接面的第一边缘和所述粘接层的粘接于所述单元层的粘接面的第二边缘沿粘接面方向相互移位；

所述的起升系统模块、旋转系统模块、循环系统模块、动力系统模块、管材处理系统模块、辅助设备模块和钻机底座模块包含的每一个设备模块分别包括设备信息管理模块、设备信息查询模块和设备配置选型模块。

2.如权利要求1所述的钻井平台信息管理系统，其特征在于，所述通信模块设置有滤波器，所述滤波器包括：

对所采集的每个采样值进行采样量化的A/D转换模块；

与所述A/D转换模块相连接，用于把采集数据同一个码片所进行的前后n次采样分开，获得I路和Q路的奇次和偶次序列数据，对获得的I路和Q路的奇次和偶次序列数据进行输出的串/并转换模块；

与所述串/并转换模块相连接，用于接收所述串/并转换模块输出的I路和Q路的奇次和偶次序列数据，通过Golay序列相关器对所接收的I路和Q路的奇次和偶次序列数据进行数据匹配的匹配滤波模块；

与所述匹配滤波模块相连接，用于将所述匹配滤波模块输出的I路和Q路奇次和偶次序列数据恢复成原始I路和Q路数据序列，并对原始I路和Q路数据序列进行输出的并/串转换模块；

与所述并/串转换模块相连接，用于接收所述并/串转换模块输出的原始I路和Q路数据序列，对原始I路和Q路数据序列进行求平方和，并对原始I路和Q路数据序列求平方和的结果进行输出的求平方和模块；

与所述求平方和模块相连接，用于对所述求平方和模块输出的原始I路和Q路数据序列求平方和的结果进行峰值检测，实现主同步序列同步的相关检测模块；

所述匹配滤波模块中设置有多个子匹配滤波器，若进行n次数据采样，则需要将I路和Q路的每个码片采样值分别进入并联的2n个子匹配滤波器；

所述求平方和模块采用查表方法对原始I路和Q路数据序列求平方，采用例化四进制珠算加法器求和，运用超前进位链实现；

所述求平方和模块中的四进制珠算加法器为异步串行珠算加法器，采用两个权值为5的高珠和5个权值为1的低珠结构，一个单元可表示十进制数范围为0-15，正好为一个四进制的数的表示范围，同时由于平方结果为24bit，采用例化语句复制6个四进制的全加器的加法单元，六个四进制加法单元采用超前进位链的方法进行级联；

当所述串/并转换模块把同一个码片所进行的前后2次采样分开、对每个采样值进行4bit量化时，即把4bitI路和4bit Q路转换成并行的4bit I路奇数序列、4bit I路偶数序列、4bit Q路奇数序列及4bit Q路偶数序列，对四路序列分别进入匹配滤波模块进行相关运算，并将结果经并/串转换模块转换成12bit的I路序列和12bit的Q路序列；

所述子匹配滤波器的传递函数为：C_i是由分层序列u，v调制而成的，u是分层Golay序列u＝{1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1，1,-1,1,-1,-1,1}，v＝{1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,-1,1,1}，C_16m+n＝u_nv_m；

$H\left(z\right)=X\left(z\right)=C\left(z\right)=\underset{i=0}{\overset{L_u{L}_v-1}{\Σ}}{C}_i{z}^{-i}=\underset{i=0}{\overset{L_u{L}_v-1}{\Σ}}{C}_{16m+n}{z}^{-(16m+n)}=\underset{i=1}{\overset{L_u-1}{\Σ}}{u}_n{z}^{-n}\underset{i=1}{\overset{L_v-1}{\Σ}}{v}_m{z}^{-16m}=H\left(z_u\right)H\left(z_v\right),$

根据分层的Golay序列对传递函数进行改进，则有：

H(z_u)＝[1+z^-8+z^-1(1-z^-8)][1+z^-4+z^-2(1-z^-4)]；

H(z_v)＝(1+z^-1)[1-z^-6+z^-8+z^-14]+(1-z^-1)[z^-2-z^-4+z^-10+z^-12]。

3.如权利要求1所述的钻井平台信息管理系统，其特征在于，所述钻井平台信息管理模块设置有噪声数据处理单元，所述噪声数据处理单元的数据处理方法包括：

令高斯函数

$\mathrm{\θ}\left(t\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}\mathrm{\σ}}{e}^{-\frac{t^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(1\right)$

(1)式的一阶导数为：

$\mathrm{\ψ}\left(t\right)=\frac{d\mathrm{\θ}\left(t\right)}{dt}=\frac{-t}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^3}{e}^{-\frac{t^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(2\right)$

其Fourier变换为：

显然由可容许性条件可知ψ(t)作为小波母函数，其卷积型小波基函数为：

${\mathrm{\ψ}}_s\left(t\right)=\frac{1}{s}\mathrm{\ψ}\left(\frac{t}{s}\right)=\frac{-t}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^3{s}^2}\·e^{-\frac{t^2}{2{\mathrm{\σ}}^2{s}^2}}---\left(4\right)$

小波函数ψ(t)对应的尺度函数是尺度大于1的小波基函数的聚合体，其Fourier变换的摸定义为：

代入(3)式并求开方，得：

(5)作Fourier逆变换即得小波函数ψ(t)对应的尺度函数为：

其尺度基函数为：

核辐射探测器前置放大器输出信号表达式为：

$f\left(t\right)=H\·e^{-\frac{t}{{\mathrm{\τ}}_0}}Heaviside\left(t\right)---\left(8\right)$

取小波函数f(t)的卷积型小波变换为：

$W_{s}f\left(t\right)=f\left(t\right)*{\mathrm{\ψ}}_s\left(t\right)=f\left(t\right)*s\frac{{\mathrm{d\θ}}_s\left(t\right)}{dt}=\frac{df\left(t\right)}{dt}*{\mathrm{s\θ}}_s\left(t\right)---\left(9\right)$

其中

对(8)式求导可得：

其中δ(t)为单位冲激函数；

把(10)式代入(9)式得：

$W_{s}f\left(t\right)=-\frac{s}{{\mathrm{\τ}}_0}f\left(t\right)*{\mathrm{\θ}}_s\left(t\right)+H\·s\·{\mathrm{\θ}}_s\left(t\right)---\left(11\right)$

由(1)式和(6)式可知：

代入(12)式至(11)式得：

令即f(t)在尺度空间的低通滤波；

令代入(7)式得：

$g\left(t\right)=\frac{H}{\sqrt{2\mathrm{\π}}\mathrm{\σ}}{e}^{-\frac{t^2}{2s^2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(14\right)$

由(13)式可知：

令代入(4)式和(7)式得：

$h\left(t\right)=(\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ\τ}}_0}-\frac{t}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^3{s}^2})\·e^{-\frac{t^2}{2s^2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(16\right)$

显然，g(t)为高斯函数，其幅度为即把核辐射探测器输出的指数信号f(t)成形为高斯函数g(t)，计算f(t)与h(t)的卷积即可；

$g\left(t\right)={\∫}_{-\mathrm{\∞}}^{+\mathrm{\∞}}f\left(\mathrm{\τ}\right)h(t-\mathrm{\τ})d\mathrm{\τ}---\left(17\right)$

f(t)离散化记为f(n)，则：

$f\left(n\right)=\left\{\begin{array}{c}0,n=\mathrm{.......},-2,-1\\ V_n,n=0,1,2,\mathrm{......}\end{array}\right.---\left(18\right)$

h(t)离散化记为h(n)，则：

$h\left(n\right)=(\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ\τ}}_0}-\frac{n}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}^3{s}^2})\·e^{-\frac{n^2}{2s^2{\mathrm{\σ}}^2}},n=......,-2,-1,0,1,2,......---\left(19\right)$

显然，式(17)离散化可表示为：

$g\left(n\right)=\underset{i=0}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}f\left(i\right)h(n-i)---\left(20\right)$

(19)式近似如下表示：

$h\left(n\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_n,\left|n\right|=0,1,2,......,M\\ 0,\left|n\right|>M\end{array}\right.---\left(21\right)$

由(18)式、(20)式和(21)式可得：

$g\left(n\right)=\underset{i=n-M}{\overset{n+M}{\Σ}}{V}_i\·k_{n-i}---\left(22\right)$

(19)式中的σ取值为2，尺度s的最佳取值与系统的噪声水平有关，具体推导如下：

核辐射探测器前置放大器输出噪声功率谱为：

$N_{\exp }\left(\mathrm{\ω}\right)=\frac{{\mathrm{\ω}}^2{{\mathrm{\τ}}_0}^2}{1+{\mathrm{\ω}}^2{{\mathrm{\τ}}_0}^2}\·(a^2+\frac{b^2}{{\mathrm{\ω}}^2}+\frac{c^2}{\mathrm{\ω}})---\left(23\right)$

(16)式的频率响应为：

$H_{gaus}\left(\mathrm{\ω}\right)=\frac{s}{{\mathrm{\τ}}_0}\·(1+{\mathrm{j\ω\τ}}_0)\·e^{-\frac{1}{2}{\mathrm{\ω}}^2{s}^2{\mathrm{\σ}}^2}---\left(24\right)$

辐射信号高斯成形滤波器的输出噪声功率谱为：

$N_{gaus}\left(\mathrm{\ω}\right)=N_{\exp }\left(\mathrm{\ω}\right)\·|H_{gaus}\left(\mathrm{\ω}\right){|}^2=(a^2{s}^2{\mathrm{\ω}}^2+b^2{s}^2+c^2{s}^2\mathrm{\ω})\·e^{-s^2{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\σ}}^2}---\left(25\right)$

输出噪声均方值为：

$V_n{{}^2}_{gaus}={\∫}_0^{\mathrm{\∞}}{N}_{gaus}\left(\mathrm{\ω}\right)d\mathrm{\ω}=\frac{a^2\sqrt{\mathrm{\π}}}{4{\mathrm{s\σ}}^3}+\frac{b^{2}s\sqrt{\mathrm{\π}}}{2\mathrm{\σ}}+\frac{c^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}---\left(26\right)$

对(26)式求导，并令导数等于0，有：

$\frac{{\mathrm{dV}}_n{{}^2}_{gaus}}{ds}=-\frac{a^2\sqrt{\mathrm{\π}}}{4{\mathrm{\σ}}^3{s}^2}+\frac{b^2\sqrt{\mathrm{\π}}}{2{\mathrm{\σ}}^2}=0---\left(27\right)$

解之得：

其中

(28)

(28)式表明，求得τ_c即可求得最佳的尺度s。