随钻测井中连续波信号传输特性与处理方法研究

发布时间：2017-03-27 20:20

  本文关键词：随钻测井中连续波信号传输特性与处理方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在石油钻井工程领域,随钻电磁波电阻率测井技术能够探测井下钻头周围地质状况,对导向钻井和地质探测过程具有重要的指导价值。论文源自油田钻井工艺研究院的随钻电磁波电阻率测井系统的研究,主要研究井下电阻率测量数据的连续波无线传输,它是石油随钻测井关键技术之一。目前电磁波电阻率测量数据主要通过钻井液正脉冲方式传输,速率较低,限制了电阻率测井仪采集的电阻率曲线数据的传输和油气层数据的评价。本文研究利用连续波压力信号的无线传输方式,该方式具有能量谱集中、传输距离远、速率提高、抗干扰能力强的优点,能有效解决脉冲传输速率低的问题。论文主要研究对象是连续波压力信号,它是随钻测量数据编码后,再通过信号发生器旋转产生的调制压力波信号；通过理论研究和仿真来分析其在钻杆内的传输特性,设计符合连续压力波传输规律的调制方式,利用(?) 4ATLAB进行连续波压力信号的处理方法设计及算法实现。论文研究了随钻测量数据的连续波压力信号传输技术,主要研究摘录如下：首先,利用有耗传输线理论对连续波信号进行传输特性研究,总结并分析了连续波信号在井下传播时,信号传播速度和强度衰减等规律,并与传统经验公式所得规律对比分析。其次,对随钻测井系统中的连续波噪声特性和信号发生器的调制机制进行分析,结合连续波压力信号传输特性,经优化分析,选择了基于脉冲位置相位调制的四进制传输方式；设计了满足随钻电阻率测井设备数据传输的编码格式,提高了信息传输速率和设备探测性能；并对连续波压力信号经过井下复杂传输信道后的噪声干扰情况进行了仿真。最后,对地面压力传感器采集的随钻电阻率测井遥测信号,进行处理方法研究。根据泵噪声特点提出了,利用傅里叶函数拟合去泵噪声和小波滤波相结合的信号处理方案,深入研究了小波变换的信号降噪滤波处理算法。研究通过MATLAB编程对处理方案中的算法进行了实现,根据处理结果,处理方法有效的还原了编码信息的原始数据,可以用来提高连续波信号的处理能力。以上研究结论和仿真算法,能有效提高随钻测量数据的传输速率,改善信号处理效率,具有实际应用价值。
【关键词】：随钻电阻率测井 连续波 传输特性 小波降噪
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.81
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 课题背景及研究意义12-14
• 1.2 研究现状14-17
• 1.2.1 钻井液无线传输方式介绍14-15
• 1.2.2 钻井液信道信号传输特性研究现状15-16
• 1.2.3 连续波压力信号处理方法介绍16-17
• 1.3 本论文主要研究内容17-19
• 第二章 连续波压力信号传输特性研究19-38
• 2.1 连续压力波信号概述19-21
• 2.2 钻杆内连续波信号传播速度和衰减模型21-25
• 2.2.1 传播速度21-23
• 2.2.2 衰减模型23-25
• 2.3 基于传输线理论的连续波信号传输特性25-36
• 2.3.1 钻杆内连续波信道的传输模型25-27
• 2.3.2 有耗传输线理论假设27-31
• 2.3.3 波动方程组的解31-34
• 2.3.4 传输矩阵分析34
• 2.3.5 连续波信号频率特性仿真分析34-36
• 2.4 本章小结36-38
• 第三章 连续波噪声特性与信号传输波形设计38-49
• 3.1 连续波噪声特性研究38-42
• 3.1.1 连续波含噪信号数学模型39-40
• 3.1.2 噪声仿真模型40-42
• 3.2 连续压力波信号调制形式42-46
• 3.2.1 转阀调制过程42-44
• 3.2.2 连续波信号调制方案设计44-46
• 3.3 连续波压力信号仿真实例46-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 基于小波变换的连续波信号处理算法研究49-65
• 4.1 随钻测井采集数据滤波降噪方法概述49-51
• 4.1.1 连续波信号处理流程49-50
• 4.1.2 评价参数50-51
• 4.2 小波变换基本理论研究51-56
• 4.2.1 小波变换基本定义51-52
• 4.2.2 小波变换及其时频分析52-55
• 4.2.3 离散小波变换与Mallat算法55-56
• 4.3 连续波信号预处理去除周期性泵噪声56-60
• 4.3.1 傅里叶函数拟合去除趋势项57-58
• 4.3.2 小波变换去除趋势项58-60
• 4.4 连续波信号小波阈值降噪处理60-62
• 4.5 连续波平滑处理与结果分析62-64
• 4.6 本章小结64-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 总结65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-72
• 致谢72-73
• 攻读硕士研究生期间研究成果73-74
• 学位论文评阅及答辩情况表74

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