本發(fā)明涉及油氣勘探開發(fā)中鉆井工程，尤其涉及一種泵沖噪聲壓制方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、泥漿脈沖傳輸是目前石油鉆井過程中普遍使用的一種數(shù)據(jù)傳輸方式，可以為井場(chǎng)人員實(shí)時(shí)提供井下各種參數(shù)，如井斜、方位及工具面等。其原理是井下儀器通過脈沖發(fā)生器改變鉆柱里的泥漿壓力，形成壓力波而將測(cè)量數(shù)據(jù)以脈沖的形式傳遞到地面。

2、泥漿脈沖信號(hào)在鉆桿內(nèi)傳播時(shí)不可避免地會(huì)受到各種噪聲的干擾，而泥漿泵產(chǎn)生的泵沖干擾是影響通信質(zhì)量的重要因素之一(特別是當(dāng)編碼信號(hào)和泵沖噪聲的頻率相近時(shí))，消除泵沖干擾對(duì)后續(xù)信號(hào)解碼至關(guān)重要。

3、由于泥漿泵的運(yùn)動(dòng)在大多數(shù)情況下具有較好的周期性，在立管壓力傳感器采集到的壓力波形中泵沖噪聲通常表現(xiàn)為諧波信號(hào)，因此利用泵沖諧波信號(hào)的幅度、頻率和相位等信息可以對(duì)泵沖噪聲進(jìn)行壓制?，F(xiàn)有的泵沖噪聲壓制方法主要包括：帶通濾波、陷波濾波、小波變換、模態(tài)分解及自適應(yīng)濾波等。但這些方法通常未考慮泵沖頻率的微小波動(dòng)，可能導(dǎo)致算法在某些情況下的去噪效果較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種泵沖噪聲的壓制方法及裝置，通過從立管壓力波信號(hào)中獲取泵沖諧波信號(hào)的相關(guān)信息，并就這些相關(guān)信息進(jìn)行重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)編碼脈沖的有效提取，滿足復(fù)雜近況的現(xiàn)場(chǎng)需要。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種泵沖噪聲壓制方法，包括：

3、獲取預(yù)估泵沖諧波頻率、理論編碼信號(hào)頻率及原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)，并基于所述預(yù)估泵沖諧波頻率和理論編碼信號(hào)頻率對(duì)所述原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)進(jìn)行一次去噪處理，得到一次去噪后的壓力波信號(hào)；

4、對(duì)所述一次去噪后的壓力波信號(hào)進(jìn)行頻譜校正處理，得到目標(biāo)泵沖諧波幅度、目標(biāo)泵沖諧波頻率和目標(biāo)泵沖諧波相位；

5、基于所述目標(biāo)泵沖諧波幅度、所述目標(biāo)泵沖諧波頻率和所述目標(biāo)泵沖諧波相位，重構(gòu)目標(biāo)泵沖諧波噪聲；

6、在所述一次去噪后的壓力波信號(hào)中減去所述目標(biāo)泵沖諧波噪聲，得到二次去噪后的壓力波信號(hào)；

7、根據(jù)所述二次去噪后的壓力波信號(hào)，確定井下測(cè)量數(shù)據(jù)。

8、可選地，根據(jù)所述二次去噪后的壓力波信號(hào)，得到井下測(cè)量數(shù)據(jù)，包括：

9、將所述二次去噪后的壓力波信號(hào)，與之前處理得到的歷史二次去噪后的壓力波信號(hào)進(jìn)行組合，得到待解碼壓力波信號(hào)；

10、對(duì)所述待解碼壓力波信號(hào)進(jìn)行解碼，得到所述井下測(cè)量數(shù)據(jù)。

11、可選地，獲取預(yù)估泵沖諧波頻率、理論編碼信號(hào)頻率及原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)，并基于所述預(yù)估泵沖諧波頻率和理論編碼信號(hào)頻率對(duì)所述原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)進(jìn)行一次去噪處理，得到一次去噪后的壓力波信號(hào)，包括：

12、基于所獲取的泵沖率、泵的缸數(shù)及泵作用方式，確定預(yù)估泵沖諧波頻率；

13、基于所獲取的理論編碼信號(hào)頻率和所述預(yù)估泵沖諧波頻率，獲取目標(biāo)壓力波信號(hào)頻率范圍；

14、基于所述目標(biāo)壓力波信號(hào)頻率范圍，對(duì)所述原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)進(jìn)行一次去噪處理，得到一次去噪后的壓力波信號(hào)。

15、可選地，基于所獲取的泵沖率、泵的缸數(shù)及泵作用方式，確定預(yù)估泵沖諧波頻率，包括：

16、基于所述泵的缸數(shù)和所述泵作用方式，結(jié)合預(yù)先設(shè)定的主控諧波次數(shù)計(jì)算表達(dá)式，確定主控諧波的次數(shù)；

17、基于所述主控諧波的次數(shù)和所述泵沖率，結(jié)合預(yù)先設(shè)定的泵沖諧波頻率計(jì)算表達(dá)式，確定在所述主控諧波次數(shù)下的泵沖諧波頻率。

18、可選地，所述主控諧波次數(shù)計(jì)算表達(dá)式為：

19、n＝m×nc×a；

20、所述泵沖諧波頻率計(jì)算表達(dá)式為：

21、

22、其中，n為主控諧波次數(shù)；m為正整數(shù)；nc為泵的缸數(shù)；a為工作方式，單作用a為1，雙作用a為2，fn為第n次諧波的頻率；s為泵沖率，即每分鐘的泵沖次數(shù)。

23、第二方面，本發(fā)明提供了一種鉆泵沖噪聲壓制裝置，包括：

24、獲取模塊，用于獲取預(yù)估泵沖諧波頻率、理論編碼信號(hào)頻率及原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)，并基于所述預(yù)估泵沖諧波頻率和理論編碼信號(hào)頻率對(duì)所述原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)進(jìn)行一次去噪處理，得到一次去噪后的壓力波信號(hào)；

25、校正模塊，用于對(duì)所述一次去噪后的壓力波信號(hào)進(jìn)行頻譜校正處理，得到目標(biāo)泵沖諧波幅度、目標(biāo)泵沖諧波頻率和目標(biāo)泵沖諧波相位；

26、重構(gòu)模塊，用于基于所述目標(biāo)泵沖諧波幅度、所述目標(biāo)泵沖諧波頻率和所述目標(biāo)泵沖諧波相位，重構(gòu)目標(biāo)泵沖諧波噪聲；

27、二次去噪模塊，用于在所述一次去噪后的壓力波信號(hào)中減去所述目標(biāo)泵沖諧波噪聲，得到二次去噪后的壓力波信號(hào)；

28、井下測(cè)量數(shù)據(jù)確定模塊，用于根據(jù)所述二次去噪后的壓力波信號(hào)，確定井下測(cè)量數(shù)據(jù)。

29、可選地，所述井下測(cè)量數(shù)據(jù)確定模塊包括：

30、待解碼壓力波信號(hào)確定子模塊，用于將所述二次去噪后的壓力波信號(hào)，與之前處理得到的歷史二次去噪后的壓力波信號(hào)進(jìn)行組合，得到待解碼壓力波信號(hào)；

31、解碼子模塊，用于對(duì)所述待解碼壓力波信號(hào)進(jìn)行解碼，得到所述井下測(cè)量數(shù)據(jù)。

32、可選地，所述獲取模塊包括：

33、預(yù)估泵沖諧波頻率確定子模塊，用于基于所獲取的泵沖率、泵的缸數(shù)及泵作用方式，確定預(yù)估泵沖諧波頻率；

34、目標(biāo)壓力波信號(hào)頻率范圍確定子模塊，用于基于所獲取的理論編碼信號(hào)頻率和所述預(yù)估泵沖諧波頻率，獲取目標(biāo)壓力波信號(hào)頻率范圍；

35、一次去噪子模塊，用于基于所述目標(biāo)壓力波信號(hào)頻率范圍，對(duì)所述原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)進(jìn)行一次去噪處理，得到一次去噪后的壓力波信號(hào)。

36、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，包括處理器以及存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀取指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀取指令由所述處理器執(zhí)行時(shí)，運(yùn)行如上述第一方面提供的所述方法中的步驟。

37、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)運(yùn)行如上述第一方面提供的所述方法中的步驟。

38、從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

39、本發(fā)明提供了一種泵沖噪聲壓制方法及裝置，方法包括：獲取預(yù)估泵沖諧波頻率、理論編碼信號(hào)頻率及原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)，并基于所述預(yù)估泵沖諧波頻率和理論編碼信號(hào)頻率對(duì)所述原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)進(jìn)行一次去噪處理，得到一次去噪后的壓力波信號(hào)；對(duì)所述一次去噪后的壓力波信號(hào)進(jìn)行頻譜校正處理，得到目標(biāo)泵沖諧波幅度、目標(biāo)泵沖諧波頻率和目標(biāo)泵沖諧波相位；基于所述目標(biāo)泵沖諧波幅度、所述目標(biāo)泵沖諧波頻率和所述目標(biāo)泵沖諧波相位，重構(gòu)目標(biāo)泵沖諧波噪聲；在所述一次去噪后的壓力波信號(hào)中減去所述目標(biāo)泵沖諧波噪聲，得到二次去噪后的壓力波信號(hào)；根據(jù)所述二次去噪后的壓力波信號(hào)，確定井下測(cè)量數(shù)據(jù)。通過從立管壓力波信號(hào)中獲取泵沖諧波信號(hào)的相關(guān)信息，并就這些相關(guān)信息進(jìn)行重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)編碼脈沖的有效提取，滿足復(fù)雜近況的現(xiàn)場(chǎng)需要。

技術(shù)特征：

1.一種泵沖噪聲壓制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵沖噪聲壓制方法，其特征在于，根據(jù)所述二次去噪后的壓力波信號(hào)，得到井下測(cè)量數(shù)據(jù)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵沖噪聲壓制方法，其特征在于，獲取預(yù)估泵沖諧波頻率、理論編碼信號(hào)頻率及原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)，并基于所述預(yù)估泵沖諧波頻率和理論編碼信號(hào)頻率對(duì)所述原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)進(jìn)行一次去噪處理，得到一次去噪后的壓力波信號(hào)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的泵沖噪聲壓制方法，其特征在于，基于所獲取的泵沖率、泵的缸數(shù)及泵作用方式，確定預(yù)估泵沖諧波頻率，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的泵沖噪聲壓制方法，其特征在于，所述主控諧波次數(shù)計(jì)算表達(dá)式為：

6.一種鉆泵沖噪聲壓制裝置，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的泵沖噪聲壓制裝置，其特征在于，所述井下測(cè)量數(shù)據(jù)確定模塊包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的泵沖噪聲壓制裝置，其特征在于，所述獲取模塊包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括處理器以及存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀取指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀取指令由所述處理器執(zhí)行時(shí)，運(yùn)行如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)運(yùn)行如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N泵沖噪聲壓制方法及裝置，方法包括：獲取預(yù)估泵沖諧波頻率、理論編碼信號(hào)頻率及原始?jí)毫Σㄐ盘?hào)，并進(jìn)行一次去噪處理，得到一次去噪后的壓力波信號(hào)；對(duì)所述一次去噪后的壓力波信號(hào)進(jìn)行頻譜校正處理，得到目標(biāo)泵沖諧波幅度、目標(biāo)泵沖諧波頻率和目標(biāo)泵沖諧波相位，并進(jìn)行目標(biāo)泵沖諧波噪聲重構(gòu)；在所述一次去噪后的壓力波信號(hào)中減去所述目標(biāo)泵沖諧波噪聲，得到二次去噪后的壓力波信號(hào)；根據(jù)所述二次去噪后的壓力波信號(hào)，確定井下測(cè)量數(shù)據(jù)。通過從立管壓力波信號(hào)中獲取泵沖諧波信號(hào)的相關(guān)信息，并就這些相關(guān)信息進(jìn)行重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)編碼脈沖的有效提取，滿足復(fù)雜近況的現(xiàn)場(chǎng)需要。

技術(shù)研發(fā)人員：楊書博,倪衛(wèi)寧,張良臣,宗艷波,崔謙,宋朝暉,鄭俊華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23