[发明专利]一种井下随钻测量的泥浆脉冲信号的产生及识别方法

说明书

本发明公开了一种井下随钻测量的泥浆脉冲信号的产生及识别方法，属于信号处理的技术领域，包括以下步骤：对编码盘进行旋转，记录旋转的角度并产生不同波形的信号；对信号进行高频采集和滤波处理，获取信号的频率特征；幅值对比逼进法获取泥浆脉冲信号的幅值特征；通过灰色关联度算法识别幅值编码；对比识别编码序列获取井下信息；通过相位值获取井下测量信号的动态变化，进而辨别井下信息。本发明通过设计编码盘的结构，可在井下测量工作中获取有效的井下参数，经过流体的压力脉动作用上传至井口的压力传感器，信号采集装置完成对信号的采集、存储。

技术领域

本发明是关于信号处理的技术领域，特别是关于一种井下随钻测量的泥浆脉冲信号的产生及识别方法。

背景技术

随钻测量是定向钻井中重要的技术手段，用以实时采集、反馈钻井过程中的井下数据。

现有的井下随钻测量测量仪器，例如申请号为CN202111210559.3的中国发明专利公开的一种机械式随钻井斜测量仪，利用泥浆脉冲信号进行井底与地面之间的传输。

但是现有的井下随钻测量仪，例如申请号为CN200510042035.2的中国发明专利提出了一种机械式无线随钻测斜仪，其脉冲发生器能够产生不同数量的泥浆脉冲信号以反应不同大小的井斜参数。但是使用这种仪器进行随钻测量时，需要关停泥浆泵，影响钻进效率。且仅仅使用脉冲信号的个数作为信号传输的特征载体，信息承载能力弱。

由此可见，随钻测量采集并上传的井下参数的有效性直接影响到施工的效率与质量，随着勘探钻井向着深井及超深井的方向发展，钻井过程中遇到的地层的多变性愈加复杂，如何产生含多参数的井下信息的泥浆脉冲信号以及地面对信号的有效解码识别方法成为了亟需解决的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井下随钻测量的泥浆脉冲信号的产生及识别方法，其通过设计编码盘的结构，可在井下测量工作中获取有效的井下参数，经过流体的压力脉动作用上传至井口的压力传感器，信号采集装置完成对信号的采集、存储。

为实现上述目的，本发明提供了一种井下随钻测量的泥浆脉冲信号的产生及识别方法，包括以下步骤：

S1：对编码盘进行旋转，记录旋转的角度并产生不同波形的信号；

S2：对信号进行高频采集，并进行低通滤波处理，获取有效的泥浆脉冲压力信号，并且对有效的泥浆压力脉冲信号进行实时采集；

S3：对高频信号进行平滑处理，识别得到平滑的平均值拟合曲线，该曲线便于识别用于划分峰值区间的波谷位置，取出拟合曲线点坐标相对原始曲线点坐标的偏移量和拟合曲线数据；

S4：使用TR函数从拟合曲线的数据中取出所有波谷坐标；

S5：通过数值对比逼进法获取泥浆脉冲信号的波峰与波谷值，获得截取段，计算被分割的各峰面积，以峰面积代替峰值特征，取出特征序列；

S6：通过灰色关联度算法识别出与在不同角度下的编码盘对应的编码序列，获取对应的井下信号；

S7：将预设序列转换为对应角度；

S8：获取信号波形的初始相位，用于补充截取段所缺少的前段信息。

在本发明的一实施方式中，所述编码盘上圆周分布有不同过流面积的六个过流孔。

在本发明的一实施方式中，步骤S3包括：采用DFC函数对有效的泥浆压力脉冲信号进行读取并进行数据结构转换，载入波形周期或预设周期，并使用AF函数对平均值进行拟合，得到相对平滑的平均值拟合曲线。