[发明专利]多频电流过零波形信号处理方法及装置

说明书

本发明公开了一种多频电流过零波形信号处理方法及装置，所述方法包括如下步骤：对接收到的含噪的N个激励交变磁场信号进行DFT算法处理；找到DFT算法处理后频谱图中N条最大谱线所分别对应的N个频率，比较这N个频率与原始激励信号预设频率是否一致，如果相等则进行下一步，如果不相等则细化特定频段区间，再进行DFT算法处理；根据优化过零梯形波重构信号的幅值计算公式计算出N个频率所分别对应的N个幅度值；对计算出的N个幅度值分别进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值。所述方法易于实现且能量又较常用矩形波、过零方波更集中于基频。

技术领域

本发明涉及信号处理方法和装置技术领域，尤其涉及一种多频电流过零波形信号处理方法及装置。

背景技术

复杂结构井是一种新兴的钻井技术，包括救援井、丛式井、多分支井和双水平井等，由于存在多个井眼，正钻井与邻井间的定位方法是保证其精确定位的核心技术之一。传统邻井间定位的方法主要是对经验轨迹信息进行扫描，测量不同井深对应的井间距离和方位。然而，传统技术中测量误差随着测量深度的增加而增大，导致无法提供及时准确的井间距离和方位信息。主动型邻井间距定位方案弥补传统技术存在的不足，具有实时测量、测距精度高、测距方位大的优势，其中决定这些优势的核心是人工可控激励源的设计。

人工可控激励电磁勘探测技术中常用到激励信号源包括方波、梯形波和正弦波等。从激励信号源产生的方式考虑，通常首选方波作为激励信号源，这是由于理想状态下方波通过控制开关管的导通和关断比较容易实现大功率输出，控制电路简单，发热量小，这些对于增大测距范围均属于有利的方面。正弦波激励信号源由于需要整形和滤波、控制电路相当复杂，较难实现大功率输出，这些都属于不利增大测距范围的方面。从信号检测方面考虑，正弦波是最理想的选择，因为它只含有单一频率的基波，不存在其它谐波，因此能量集中。而方波和梯形波除了基波，还会含有无穷多个奇次谐波，能量分散；谐波阶数越高信号幅值越小，从而无法满足观测精度在一个水平上的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种易于实现且能量又较常用矩形波、过零方波更集中于基频的多频电流过零波形信号处理方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种多频电流过零波形信号处理方法，其特征在于包括如下步骤：

对接收到的含噪的N个激励交变磁场信号进行DFT算法处理；

找到DFT算法处理后频谱图中N条最大谱线所分别对应的N个频率，比较这N个频率与原始激励信号预设频率是否一致，如果相等则进行下一步，如果不相等则细化特定频段区间，再进行DFT算法处理，直到这N个频率与原始磁场激励信号预设的频率相等为止；

根据优化过零梯形波重构信号的幅值计算公式计算出N个频率所分别对应的N个幅度值；

对计算出的N个幅度值分别进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值，其中，N为大于2的自然数。

进一步的技术方案在于：所述方法还包括如下步骤：通过磁场传感器探测正钻井周围邻井套管的激励交变磁场信号。

进一步的技术方案在于：对接收到的含噪的三个激励交变磁场信号进行DFT算法处理；

找到DFT算法处理后频谱图中三条最大谱线所分别对应的三个频率，比较这三个频率与原始激励信号预设频率是否一致，如果相等则进行下一步，如果不相等则细化特定频段区间，再进行DFT算法处理，直到这三个频率与原始磁场激励信号预设的频率相等为止；

根据过零梯形波重构信号的幅值计算公式计算出三个频率所分别对应的三个幅度值；

对计算出的N＝3个幅度值分别进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值。

进一步的技术方案在于，幅值为A的优化过零梯形波重构信号的表达式f(t)为：