用于油井动液面深度检测的声音信号处理方法

摘要

本发明公开了一种用于油井动液面深度检测的声音信号处理方法，通过系统参数设置之后采集油井声场信号，将获取的声音信号进行窗函数处理、快速傅里叶变换（FFT）、频谱信号处理等手段得到油井声场的各阶共振频率，从而计算各相邻两阶共振频率差值的平均值，根据管柱声场模型采用共振频率差值法推出深度计算公式，计算出油井动液面深度并显示出来。其显著效果是：本发明采用管柱声场模型推出的共振频率差值法模型，计算油井动液面的深度，硬件搭建简单，体积小，能够有效地避免油井中声场信号检测过程中发生的整体波形移频，不但减小了体积，还提升了油井动液面检测的精度。

主权项

一种用于油井动液面深度检测的声音信号处理方法，其特征在于：按照以下步骤进行：步骤1：系统参数设置，包括设置声场信号采集的采样频率、窗函数种类、快速傅里叶变换(FFT)点数和AD输入量程；步骤2：从管柱声场模型中采集油井声场信号的时域序列信号；步骤3：窗函数处理，即从步骤2获取的时域序列信号中截取一个时间片段，然后将其进行周期延拓处理，得到虚拟的无限长的时域信号；步骤4：快速傅里叶变换(FFT)，即将步骤3中得到的时域信号进行快速傅里叶变换(FFT)，将时域序列转换成对应的频域序列；步骤5：频谱信号处理，即将步骤4中得到的频域波形进行求导处理，找到导数为零的各个点所对应的频率，即为油井声场的各阶共振频率；步骤6：计算各相邻两阶共振频率之间差值的平均值Δf，即根据步骤5计算出各相邻两阶共振频率之间的差值，然后采用中值滤波和均值滤波算法得到各相邻两阶共振频率之间差值的平均值Δf；步骤7：油井动液面深度计算，即根据步骤6得到的平均差值Δf，按照计算出油井动液面的深度l，其中，c为油井中的声音传播速度，Δf为各相邻两阶共振频率之间差值的平均值，d表示管柱的直径；所述步骤6具体按照以下步骤进行：步骤6‑1：将步骤5中得到的K阶共振频率点中的相邻两个点分别求差值，得到K‑1个共振频率差值数据；步骤6‑2：将K‑1个共振频率差值数据进行升序排序，然后采用中值滤波技术取出中间的J个差值数据；步骤6‑3：采用均值滤波技术对J个差值数据求平均值，得到共振频率平均差值Δf。