CN109736783A - 一种连续波测量信号的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连续波测量信号的处理方法，该方法对连续波井下传输特性进行分析，利用优化分析算法实现信号的处理并有效增强；然后采用多进制数字频率调制方式对信息进行调制后传输，再在井口采用时域平均法提取泥浆泵噪声，对剩余信号选用针对正脉冲方式的正交小波去噪方法去除高斯白噪声，去噪声后对细节系数进行重构有用信号；再利用时延差分迭代方法提取出连续波测量信号；优点为：本发明可对井下采集到的连续波信号进行优化分析、可靠传输，到达井口后对信号实现有效的提取，提高测井数据的可靠性；在测井数据的可靠性方面表现出显著效果，及时准确上传井下测量数据，提高石油钻探测量的准确性。

Description

一种连续波测量信号的处理方法

技术领域

本发明涉及测量信号领域，尤其是涉及一种连续波测量信号的处理方法。

背景技术

目前，随钻测量(MWD)、随钻测井(LWD)系统已成为石油钻井工程领域不可或缺的一部分，井下数据的采集和处理，更是重中之重。随钻测量系统中，钻井液正/负泥浆脉冲编码技术较成熟，应用广泛，但是数据传输速率低，严重影响生产效率。

随钻测量(MWD)、随钻测井(LWD)系统中，随钻测井数据通过井下钻井液脉冲信号上传至地面，信号在信道传输过程中往往会受到一些干扰造成实时数据震荡，产生“毛刺”现象。与传统的正/负泥浆脉冲信号相比，连续波信号本质特性和载波信号形态改变等因素使得载波信号在传输中的反射、叠加等现象加剧，造成信号畸变。

发明内容

本发明的目的在于为解决现有技术的不足，而提供一种连续波测

量信号的处理方法。

本发明新的技术方案是：一种连续波测量信号的处理方法，该方法对井下采集的连续波信号优化分析后进行多进制数字频率调制，在井口利用时域平均法和正交小波去除信号中的噪声，然后提取连续波信号，所述的处理方法步骤为：

1）对连续波井下传输特性进行分析，建立连续波传播模型，利用连续波信号时空传播特性、源点聚合性及信号连续性设计优化分析算法：

其中：表示两侧连续波压力差，表示脉冲函数，表示泥浆中声波传播速度，表示泥浆体积模型，表示旋转角频率，表示位移参数, 的偏导数，对空间的偏导数；

利用优化分析算法可实现信号的有效增强；

2）采用多进制数字调制方式对井下优化分析后的连续波信号进行调制，分别采用2进制、4进制和8进制频率调制方式，每个码元传送时间分别设定为0.2s和0.3s，共设定6种传输模式：D1~D6，选择合适的传输方式进行数据传输；

3）井口采集到的连续波信号中混有较强的泥浆泵噪声和高斯白噪声，利用时域平均法可提取出较强的泥浆泵噪声，具体过程为：采样60个二进制位，根据自相关分析得到泵噪声周期，依次按的顺序截取信号，并放在采样信号末端组成新信号，然后对新信号进行平均，得到处理后的信号，即泥浆泵噪声信号：

；

4）井口剩余信号选用‘db9’小波基进行3层正交小波分解，并对各细节系数进行阈值去噪处理，阈值选择分层阈值，然后利用Matlab小波工具箱中wrcoef指令对细节系数进行处理，重构有用信号；

5）连续波信号经过去噪处理，并对细节系数重构有用信号后，采用连续波信号提取算法：

其中：为连续波信号发生器两侧压力差值，为钻铤截面面积，为钻柱截面面积，为钻铤长度，为信号发生器距钻头距离，为信号传播速度；

6）通过在地面立管上布置多个传感器，在不同时间延迟后上传信号，利用差分迭代方法，求解公式中的，完成连续波信号的提取处理。

本发明的有益效果为：本发明可对井下采集到的连续波信号进行优化分析、可靠传输，到达井口后对信号实现有效的提取，提高测井数据的可靠性；在测井数据的可靠性方面表现出显著效果，及时准确上传井下测量数据，提高石油钻探测量的准确性。

附图说明

图1为本发明的数据处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

一种连续波测量信号的处理方法，该方法对井下采集的连续波信号优化分析后进行多进制数字频率调制，在井口利用时域平均法和正交小波去除信号中的噪声，然后提取连续波信号，所述的处理方法步骤为：

1）对连续波井下传输特性进行分析，建立连续波传播模型，利用连续波信号时空传播特性、源点聚合性及信号连续性设计优化分析算法：

其中：表示两侧连续波压力差，表示脉冲函数，表示泥浆中声波传播速度，表示泥浆体积模型，表示旋转角频率，表示位移参数，表示对时间的偏导数，表示对空间的偏导数；

利用优化分析算法可实现信号的有效增强；

2）采用多进制数字调制方式对井下优化分析后的连续波信号进行调制，分别采用2进制、4进制和8进制频率调制方式，每个码元传送时间分别设定为0.2s和0.3s，共设定6种传输模式：D1~D6，选择合适的传输方式进行数据传输；

3）井口采集到的连续波信号中混有较强的泥浆泵噪声和高斯白噪声，利用时域平均法可提取出较强的泥浆泵噪声，具体过程为：采样60个二进制位，根据自相关分析得到泵噪声周期，依次按的顺序截取信号，并放在采样信号末端组成新信号，然后对新信号进行平均，得到处理后的信号，即泥浆泵噪声信号：

；

4）井口剩余信号选用‘db9’小波基进行3层正交小波分解，并对各细节系数进行阈值去噪处理，阈值选择分层阈值，然后利用Matlab小波工具箱中wrcoef指令对细节系数进行处理，重构有用信号；

5）连续波信号经过去噪处理，并对细节系数重构有用信号后，采用连续波信号提取算法：

其中：为连续波信号发生器两侧压力差值，为钻铤截面面积，为钻柱截面面积，为钻铤长度，为信号发生器距钻头距离，为信号传播速度；

6）通过在地面立管上布置多个传感器，在不同时间延迟后上传信号，利用差分迭代方法，求解公式中的，完成连续波信号的提取处理。

Claims (1)

1.一种连续波测量信号的处理方法，该方法对井下采集的连续波信号优化分析后进行多进制数字频率调制，在井口利用时域平均法和正交小波去除信号中的噪声，然后提取连续波信号，其特征在于：所述的处理方法步骤为：

1）对连续波井下传输特性进行分析，建立连续波传播模型，利用连续波信号时空传播特性、源点聚合性及信号连续性设计优化分析算法：

其中：表示两侧连续波压力差，表示脉冲函数，表示泥浆中声波传播速度，表示泥浆体积模型，表示旋转角频率，表示位移参数，表示对时间的偏导数，表示对空间的偏导数；

利用优化分析算法可实现信号的有效增强；

2）采用多进制数字调制方式对井下优化分析后的连续波信号进行调制，分别采用2进制、4进制和8进制频率调制方式，每个码元传送时间分别设定为0.2s和0.3s，共设定6种传输模式：D1~D6，选择合适的传输方式进行数据传输；

3）井口采集到的连续波信号中混有较强的泥浆泵噪声和高斯白噪声，利用时域平均法可提取出较强的泥浆泵噪声，具体过程为：采样60个二进制位，根据自相关分析得到泵噪声周期，依次按的顺序截取信号，并放在采样信号末端组成新信号，然后对新信号进行平均，得到处理后的信号，即泥浆泵噪声信号：

；

4）井口剩余信号选用‘db9’小波基进行3层正交小波分解，并对各细节系数进行阈值去噪处理，阈值选择分层阈值，然后利用Matlab小波工具箱中wrcoef指令对细节系数进行处理，重构有用信号；

5）连续波信号经过去噪处理，并对细节系数重构有用信号后，采用连续波信号提取算法：

其中：为连续波信号发生器两侧压力差值，为钻铤截面面积，为钻柱截面面积，为钻铤长度，为信号发生器距钻头距离，为信号传播速度；

6）通过在地面立管上布置多个传感器，在不同时间延迟后上传信号，利用差分迭代方法，求解公式中的，完成连续波信号的提取处理。