基于PLM编码的泥浆脉冲信号提取算法研究

无线随钻测量(measurement while drilling,MWD)中泥浆脉冲信号的提取和正确识别是石油钻井施工中的一个关键技术,它决定着石油钻井过程中井眼轨迹是否正确。对泥浆脉冲信号进行了数值模拟,阐明了它的信号特征。针对PLM(pulse location management)编码的泥浆脉冲信号提取和识别问题,采用二次相关去噪算法,对泥浆脉冲信号的噪声去除进行了研究;在此基础上,运用局部特征和波形特征识别相结合算法,对PLM编码的泥浆脉冲信号位置进行了准确识别;为泥浆脉冲信号的提取和准确识别奠定了基础。最后现场试验结果表明:该算法简单实用,符合工程应用要求。     

基于小波变换的脉冲信号的提取

探讨了以小波变换为基础的滤波技术在冲击试验后信号波形提取中的应用。针对高电压冲击和大电流冲击信号的处理问题,采用不同层次的小波分析方法,将噪声信号从冲击电压和电流信号中提取出来,小波变换的引入使得波形处理更加简单。结果表明,对不同类型的样品进行冲击试验,小波变换都有较好的滤波效果,并很好地保存了信号的边缘特征。波形的处理结果也表明了该方法的可行性和适用性。     

基于MVMD与CMSE的水电机组摆度信号消噪方法

本文提出了一种基于多元变分模态分解(Multivariate Variational Mode Decomposition, MVMD)与复合多尺度熵(Composite Multi-scale Entropy, CMSE)的水电机组摆度信号消噪方法。该方法利用MVMD算法将多传感器同时采集的多通道摆度信号进行了同步分解,有效地提高了多通道数据融合处理能力,同时得到了若干个固有模态分量;采用复合多尺度熵阈值准则确定重构信号的固有模态分量个数,实现水电机组摆度信号的消噪。通过与VMD及小波分解方法进行仿真信号消噪对比,比较相关系数与信噪比,结果表明本文提出的方法具有更好的消噪效果。最后通过实例分析进一步验证了本文所提出的方法具有更好的信号消噪性能。     

无线随钻泥浆信号小波包去噪处理

提出一种基于高阶统计量的小波包去噪新方法。该方法充分结合了小波包多分辨率分析和高阶量的抗高斯干扰特性:首先利用小波包多分辨率分析的特点去除泵噪声;接着计算小波包分解的各尺度的四阶累积量,从信号和噪声的统计特性出发进行信噪分离,有效滤除只含噪声的小波树节点;最后通过计算小波系数与信号的三重相关系数来对信号进行阈值处理,从而达到对信号进行降噪的目的。实际结果表明,基于高阶统计量的小波包去噪处理是一种行之有效的泥浆脉冲信号检测方法,具有一定的实用价值。     

基于KNN分类算法的n-γ脉冲信号甄别仿真研究

利用脉冲形状甄别（PSD）法区分中子和γ射线脉冲信号是核探测过程中一项重要的任务。本文基于Labview平台实现了n/γ脉冲信号的仿真及信号预处理过程,分别利用传统的甄别方法电荷比较法、脉冲梯度分析(PGA)法及上升时间法对所产生的n/γ脉冲信号进行甄别,筛选出以上三种甄别方法结果一致的中子和γ射线混合脉冲信号作为KNN分类算法的训练集。通过训练样本构建KNN分类模型,使得能够通过该模型实现中子和γ射线脉冲信号的分类。结果表明,基于KNN分类算法的中子和γ射线脉冲信号甄别准确率高达99.58%,与电荷比较法,上升时间法和PGA方法相比,甄别错误率显著降低。并且KNN分类算法原理简单,易于实现,因此可应用于实际混合场中的n-γ脉冲甄别。     

基于时延差分的连续波随钻测量信号提取算法

连续波随钻测量技术具有信息上传速率高、信号发生器实现方便等优点,成为业内关注的热点。但是,与传统的正/负泥浆脉冲信号相比,由于连续波信号本质特性和载波信号形态的改变等因素使得这一载波信号在传输通道中的反射、叠加和回响更加剧烈,造成了信号的畸变,使得井下随钻测量信息的有效提取变得困难。针对上述造成信号畸变的原因,首先建立了井下钻具组合通道连续波信号传输的阻抗模型,随后分析了信号在不同钻具组合短节传输过程中的反射和叠加特性;并基于时延差分原理,推导出了基于时延差分的连续波随钻测量信号提取算法。完成理论分析之后,在实验井的连续波随钻测量工程钻井过程中应用本文提出的算法,实现了随钻测量信息的有效提取,消除了信号传输过程中的畸变。     

随钻电阻率测量系统响应模拟算法探讨

随着勘探地质目标的日益复杂和钻井自动化程度的不断提高,随钻电阻率测井技术已成为开发复杂油藏的关键技术,同时也对随钻电阻率测井仪器测量精度提出更高的要求。依据随钻电阻率测井仪器响应模拟得到的结果建立系统、准确的随钻电阻率测量资料解释理论,对开发高性价比的随钻电阻率测井仪器具有重大的意义。文章介绍了目前四种主要的随钻电阻率测井仪响应模拟算法：BCGS-FFT法、时域有限差分法、传输线矩阵法和有限元法,综合分析了它们各自的特点以及在该领域的应用情况,并展望了随钻电阻率测井仪器响应模拟研究的发展方向。     

基于 ISO 的随钻磁力计误差补偿

针对随钻测量(MWD)中,微机电系统(MEMS)磁力计测量地磁数据误差大,导致磁方位角解算精确度低的问题,提出改进技能优化(improved skill optimization, ISO)的磁力计误差参数估计方法。首先根据磁力计输出特性建立多参数误差模型,根据当地地磁矢量与磁力计输出矢量的模值关系,通过最小化原则构造非线性误差目标函数,重力矢量和磁场矢量之间的点积值为固定值作为约束函数,采用SO算法进行寻优。由于磁误差源多估计难度大,在SO基础上提出ISO算法,采用Tent混沌反向学习初始化策略改善初始种群的随机性,保留最优解的同时增加磁误差参数解空间的多样性。引入自适应技能强度因子,并增加成员间技能交叉规避局部最优,改善ISO磁误差参数寻优技能步长,减小算法运行时间,优化全局搜索能力,提高磁力计误差补偿精度。最后通过转台实验和模拟钻进实验验证ISO方法补偿性能,通过与SO算法和PSO算法对比,实验结果表明该算法对磁力计误差参数优化效果显著,计算出的地磁模值误差范围减小至±0.2μT,方位角绝对误差均值降至2.1°,说明了参数优化后磁力计输出误差明显减小,该方法可以有效提高MEMS磁...     

基于多小波的多态性局部放电信号提取算法

受放电机理、传播路径等因素的影响,局部放电信号往往呈现出多种形态,基于单一小波基函数的小波分析难以处理这样多态性的问题。为此,文中引入了具有多个小波基函数的多小波。针对不同形态的局部放电信号,分别进行了大量的仿真分析,以均方误差为衡量指标,研究多小波在不同局部放电模型下的消噪效果,并寻求最佳的消噪参数。在此基础上,将多小波用于提取多态性的局部放电信号,并与已有的文献进行比较。仿真和实测信号的处理结果表明,选择合适的参数,在提取多态性局放信号时,多小波具有明显优于最优小波及小波集合的性能。     

基于STM32的矿用随钻测斜仪低功耗模式研究

为了提高矿用测斜仪在煤矿井下钻探施工时的工作时间,以STM32嵌入式芯片为核心,提出了一种基于低功耗模式的测量方案。利用磁传感器和加速度传感器配合专用驱动芯片感知地球磁场和重力场,从而获得钻孔姿态信息。通过对STM32低功耗模式的研究,使仪器在非测量时间进入休眠状态,从而降低仪器功耗,提高工作时间。通过现场工业性试验表明,在保证测量精度和时间同步性的前提下,仪器单次使用时间超过60 h,完全满足钻探施工时对钻孔轨迹测量的要求。     

基于EMD的电弧反射电缆故障测距脉冲信号提取方法

电弧反射法(ARM)电缆故障测距脉冲信号受故障电弧电压的干扰,故障反射脉冲不易识别,无法满足故障定位要求。分析了干扰产生的原因和受扰脉冲信号的特性,通过经验模态分解(EMD)分析了受扰脉冲信号的时频分布规律。论证了根据受扰脉冲信号特定时段均值特性可以对脉冲信号和干扰进行分离。据此提出基于受扰脉冲信号特定时段均值特性和EMD滤波的ARM脉冲信号提取算法。该方法不需要预定义信号分解层数和基函数,完全由数据驱动实现,因而具有较好的自适应能力。实测数据处理结果验证了算法的有效性。     

基于MGMA的随钻陀螺仪误差在线补偿

针对随钻测量MEMS陀螺仪输出精度低的问题,提出一种基于磁 重力蜉蝣算法(MGMA)的陀螺误差在线补偿方法。首先,分析随钻陀螺误差来源并推导出误差补偿模型;其次,利用MEMS加速度计无累积误差的特点,根据重力向量叉乘得到向量夹角作为目标函数;此外,考虑到实际钻进时强振动和冲击对加速度计输出的不利影响,利用MEMS磁强计抗振的特点,设计磁模值相对误差约束条件。然后,在MA基础上,针对随钻恶劣环境影响下的陀螺误差参数不断变化问题,根据陀螺和磁强计输出之间的关系自适应确定搜索上下界;并利用重力模值相对误差设计惯性权重,平衡算法的全局探索和局部开发能力;最后,利用磁 重力模值相对误差在子代中引入变异扰动策略,减小陷入局部最优的可能。实验结果表明,经MGMA补偿后的陀螺输出误差明显减小,井斜角误差由9.75°降低至1.52°,且相比于PSO和MA算法具有速度快、精度高的优势。     

随钻测斜仪测试补偿方法的研究

本文中的随钻测斜仪将捷联技术应用于石油定向钻井中，为达到测量精度，建立一套温度补偿数学模型，对输出数据进行温度补偿，在实际应用中效果显著。     

随钻测斜仪温度补偿方法的研究

本文中的随钻测斜仪将捷联技术应用于石油定向钻井中 ,为达到测量精度 ,建立一套温度补偿数学模型 ,对输出数据进行温度补偿 ,在实际应用中效果显著     

基于AGR提取PD信号的应用研究

提出了一种从混合有色背景噪声环境提取变压器局部放电信号的方法一自适应高斯基表示。自适应高斯基表示是一种参数化最优联合时频分析工具，它能够有效地去除交叉项干扰，滤除有色噪声。系统运行中存在的服从高斯或非高斯分布的有色噪声．具有不满足细节小波分解系数趋于零的特性，不能有效地被小波分解滤除。基于信号匹配原则，通过自适应估计最优高斯基分解参数，将信号分解为最优高斯基函数的线性组合，滤除噪声，无限逼近原信号．弥补了局部放电信号检测精确性的不足。大量的仿真结果表明自适应高斯基表示是一个有效的局部放电检测方法，它将在电力系统局部放电信号检测中得到广泛的应用。     

基于盲信号提取的机械振动信号消噪方法研究

实际环境中,利用传感器测取的机械振动信号中,不可避免的混有来自相邻机械设备及周围环境的噪声干扰,这些噪声对于利用振动信号进行状态检测和故障诊断是很不利的。为了消除机械振动信号中的噪声,本文利用盲信号提取的特征提取特性,提出了一种新颖的噪声消除方法。该方法利用高阶累积量近似信号峭度建立代价函数,通过计算代价函数的梯度不断修正分离矩阵的估计,从而达到分离混合信号的目的。仿真试验在Matlab环境下进行,源信号采用故障轴承缺陷部位所产生的冲击振动信号。分离结果证明该方法能成功提取源信号,有效去除了噪声。     

基于RDC的随钻角度测量系统设计与实现

设计了一种可以在井下等高温恶劣环境中持续稳定可靠工作的测量系统,采用了由旋转变压器-RDC构成的随钻角度测量系统.介绍了该测角系统的设计原理,设计并实现了旋转变压器的信号处理电路.为了提高测角系统的可靠性和精度,对软件解码出来的角度增加了一个观测器,可以根据观察到的误差采取纠正措施和误差补偿.测试的数据表明,该系统测量精度高,能把误差降低到在0.1°以内,能长期持续稳定的工作,可靠性好,完全可以满足井下角度实时监测的要求.     

随钻电磁波传播测井仪装置参数研究

随钻电磁波传播测井仪应用于油气田开发,需要确定装置参数。分析了发射信号频率对测量结果的影响,确定本装置采用双频体制。第一频率选取2MHz,第二频率选取400kHz,由接收信号的幅度比和相位差求取地层的介电常数和电阻率信息。讨论了线圈系结构对接收信号的影响,确定两接收线圈间距为0．1—0．25m,发射线圈到接收线圈的源距为0．5～1．0m。不同激励信号功率对测量结果的响应分析表明,在设计允许的条件下,应尽可能提高激励信号的功率。     

超高频法提取方波脉冲下的局部放电信号

设计了一种用于检测局部放电信号的套筒单极子天线传感器,并对其结构和性能进行了分析。通过天线参数的优化设计,改变输入阻抗,得到满足检测要求的驻波比(VSWA<2)和带宽特性(400~1 100 MHz)。同时研制了一套方波陡脉冲电压下的局部放电测试系统,并用该系统对纳米耐电晕聚酰亚胺薄膜进行局部放电测试。结果表明:该套筒单极子天线传感器适用于局部放电信号的提取,该方波陡脉冲电压下的局部放电测试系统具有较好的信噪比和灵敏性,能够达到检测绝缘状况的要求。     

基于级联信号延迟消除算法的快速指定次谐波提取

实现精确快速的谐波检测是电力系统谐波补偿效果的保证。目前,已存在大量的指定次谐波检测方法,但是都存在着延迟时间长,对电网频率偏移敏感和检测精度不高等一些缺点。为了有效避免或者克服这些不足,提出了一种基于级联信号延迟消除法的新型指定次谐波检测方法,方法可灵活地提取畸变信号中的指定次谐波分量,并且具有较高的检测精度和较短的动态响应时间。最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了方法的可行性和优越性。