[发明专利]一种测试用高温高压井下数据信号提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试用高温高压井下数据信号提取方法，属于石油、天然气勘探测试领域。

背景技术

目前，随着海上油气测试范围的不断扩大，时效要求的提高，面对的高温高压井况也日趋增多，但目前行业中井下数据直读系统的温度级别均无法达到高温井况作业需求，影响了测试期间的数据获取工作。

现有的解决方法是将井下测试阀上接头拆除与测压测温仪器连接，这种连接方式需要将已经做完功能测试的工具拆开，然后两家不同公司生产的工具连接成一体进行作业，存在密封和匹配差异，重新做功能等问题，不但加大了密封失效的风险，且耽误了作业时效，并且原有技术在系统的温度等级上不能满足高温井况作业。

在开井期间，通过电磁耦合方式进行数据提取，这种信号提取方式电磁耦合距离短，耦合距离仅为1米，存在对接失败风险，当流体流量较大时，信号的稳定性差，并且信号提取过程由于受到干扰，信号提取的精度并不精确，存在大量的误差，需要在信号提取方式上进行改进。

EEMD是EMD方法的改进，EEMD分解具有较强的抗模态混叠性能，将信号从高频到低频，分解到不同的IMF分量当中，同时保留了原有的调制成分，可以抑制噪声的干扰。

由于EEMD分解过程中会产生不需要的低频IMF分量，因此通过计算每个IMF分量与原始信号的相关性系数，来实现IMF分量的选择，保证IMF分量的准确性。

对通过EEMD分解得到的IMF分量进行Hilbert变换，进一步得到IMF分量对应的Hilbert谱和边际谱，能够抑制低频信号的干扰，实现降噪的目的。

发明内容

本发明设计开发了一种测试用高温高压井下数据信号提取方法，能够克服现有井下远距离数据信号传输受到干扰，信号提取精度不高的问题。

本发明提供的技术方案为：

一种测试用高温高压井下数据信号提取方法，包括：

步骤1、通过EEMD方法对数据信号进行分解，得到IMF分量；

步骤2、对IMF分量进行选择，剔除无用的低频分量；

步骤3、对得到的IMF分量进行HHT变换，得到所提取信号的时频谱和边际谱。

优选的是，所述步骤1中得到的IMF分量为：i＝1,2,...,M，s＝1,2,...,S，其中c_s(t)即为EEMD分解得到的IMF分量，M为初始化总体平均次数，s为分解的次数，S为IMF分量的个数，t为自变量。

优选的是，所述步骤2中通过设定临界值来对IMF分量进行选择，防止低频但相关的IMF分量被意外除去。

优选的是，所述临界值设定为λ，设IMF分量c_s(t)与原始信号的相关系数为α_i，i＝1,...,n，n为c_s(t)的个数，λ是由α_i最大值的比率决定，表示为：λ＝max(α_i)/μ，(i＝1,2,...,n)，μ为比率因子，取μ＝0.6。

优选的是，对得到的IMF分量c_s(t)做Hilbert变换，得到

优选的是，对上式进一步求解，得到瞬时频率继而得到Hilbert谱其中RP代表取实部。

优选的是，在所述Hilbert谱的基础上，定义Hilbert边际谱为：其中T为信号的总长度。

本发明所述的有益效果：通过采用高温高压井下数据提取方法，能够对高温高压井下数据进行实时监控。在数据提取方法中，采用EEMD方法对原始信号进行分解，通过每次在信号中加入限定幅值的高斯白噪声来改变信号或数据的极值点个数，以及极值点的分布间隔，再通过对多次分解得到的IMF分量进行总体平均，进而达到抵消加入到信号中的高斯白噪声，能够有效的避免了模态混叠现象；将信号从高频到低频，分解到不同的IMF分量当中，同时保留了原有的调制成分，可以抑制噪声的干扰。

在EEMD分解过程会产生不需要的低频IMF分量。对于该不足，该研究通过计算每个IMF分量与原始信号的相关系数，并设定一个合理的标准值来实现IMF分量的选择，也避免了低幅值但相关的IMF分量被意外的去除。

对通过EEMD分解得到的IMF分量进行Hilbert变换，进一步得到IMF分量对应的Hilbert谱和边际谱，能够抑制低频信号的干扰。

附图说明

图1为本发明所述的测试用高温高压井下数据信号提取方法的分析过程图。

图2为本发明所述的测试用高温高压井下数据信号提取装置的示意简图。