[发明专利]随钻声波井下信号采集与处理系统的时差实时提取方法

权利要求书

1.一种随钻声波井下信号采集与处理系统的时差实时提取方法，其特征在于，包括以下步骤： 

（1）、根据随钻声波井下信号采集与处理系统采集的数据波形设置随钻声波井下信号采集与处理系统的波形参数和处理参数； 

所述的波形参数包括：波形道数、每道波形采样点数、源距、接收器间距和采样时间间隔； 

所述的处理参数包括： 

处理时间及时窗：起始处理时间、终止处理时间、处理时窗长度和处理时窗步长； 

处理时差：最小处理时差、最大处理时差和处理时差步长； 

滤波参数：滤波截止频率、滤波阶数和滤波窗选择； 

控制参数：参数合理性控制、滤波方式控制、地层提取模式、地层类型、处理方法； 

（2）、将随钻声波井下信号采集与处理系统采集所得到的数据波形进行参数控制； 

（3）、对步骤（2）处理后的数据波形进行滤波处理； 

（4）、通过时域内多通道信号相关分析法对滤波后的数据波形进行时差提取： 

（4.1）、在一个时域内的阵列波形中，将处理时窗以起始处理时间Proc_S为开始，以处理时窗长度W_Len为长度对每个数据波形进行截取，截取时，后一个数据波形的时窗截取位置比前一个数据波形的时窗截取位置滞后时间T，其中，T为当前处理时差值DT_Now与接收器间距dr的乘积，当前处理时差值DT_Now的初始值为最小处理时差值DT-Min，对截取到的M组数据波形进行相关计算得到一个相关系数，同时记录下此时的处理时间与时差，其中M为接收器的个数； 

（4.2）、重复步骤（4.1），并在上一次滞后时间T上增加时间ΔT，其中ΔT为处理时差步长DT_Step与接收间距dr的乘积，直到当前处理时差值DT_Now增加到设置的最大处理时差值DT_Max为止，其推导公式为： 

T+ΔT=DT*dr+DT_Step*dr=(DT+DT_Step)*dr=DT_Now*dr＝s*d 

设重复步骤（4.1）的次数为DT-Len，则重复的次数可表示为： 

其中，[X]表示不大于X的最大整数； 

（4.3）、将处理时窗起始位置向后移动处理时窗步长W_Step，并重复步骤（4.1）和步骤（4.2），直到处理时窗位置移动到设置的终止处理时间Proc_E； 

设处理时窗移动次数为T_Len，则由公式表示为： 

经过步骤（4.1）到步骤（4.3）的处理后得到DT_Len*T_Len个相关系数及相应的时差时间信息，且相关系数值的范围为[0,1]； 

（4.4）、通过寻峰的方法对得到的相关系数进行寻峰处理，通过寻峰的方法对得到的相关系数进行寻峰处理，每次寻峰需寻到3个相关系数峰值并记录其时差时间信息，峰值信息不满3组则用0补齐，通过比较3组相关系数峰值记录下使相关系数取得极大值的时间和时差，从而确定出数据波形的首波到达时间和时差。 

2.根据权利要求1所述的随钻声波井下信号采集与处理系统的时差实时提取方法，其特征在于，所述的参数控制的原则为：对每个参数的正负进行监控，为正数则保持不变，为负数则变为它的相反数，对于处理起始时间/处理终止时间，最小处理时差/最大处理时差两组参数必须保证前者小于后者，否则将两者数值调换。 

3.根据权利要求1所述的随钻声波井下信号采集与处理系统的时差实时提取方法，其特征在于，所述的步骤（3）中的滤波处理的方法有： 

3.1）、不进行滤波处理：将数据波形直接送入下一步处理； 

3.2）、FIR滤波处理：采用直接型的FIR滤波器结构，通过窗函数方法实现一个截止频率为12～15KHz的80阶带通滤波器； 

3.3）、FFT滤波处理：对数据的频域信息进行分析。 

4.根据权利要求3所述的随钻声波井下信号采集与处理系统的时差实时提取方法，其特征在于，所述的窗函数包括：汉明窗、汉宁窗、布莱克曼窗、Welch窗、Bartlett窗以及矩形窗。