用于MWD井下连续波信号处理方法

摘要

本发明公开了一种用于MWD井下连续波信号处理方法，解决了原有处理方法没有考虑信号的反射、叠加、回响等因素的影响问题；该方法首先建立井下MWD系统结构模拟图，然后依据钻头水眼面积与钻头截面积的比例关系分钻头为开路端点反射器，钻铤-钻柱波阻抗不匹配及钻头为闭路端点，且为固体反射面，钻铤-钻柱截面积不匹配这两种情况分别进行处理；基于本发明特定的信号处理算法，可去除地面接收信号中包含的反射、叠加和回响的干扰，恢复出原始的ΔP信号，进一步，通过解析ΔP信号获取MWD随钻测量信息。

主权项

用于MWD井下连续波信号处理方法，其特征在于：首先建立井下MWD系统结构模拟图，该系统由有限长度的钻铤和半无限长的钻柱构成，钻头位于x=0处，泥浆脉冲发生器位于x=Lm，钻铤的长度为Lc，截面积为Ac，钻柱的截面积为Ap；然后依据钻头水眼面积与钻头截面积的比例关系分为两种情况进行处理，具体的是：(1)钻头为开路端点反射器，钻铤‑钻柱波阻抗不匹配1）在钻铤和钻柱的连接处，利用描述流量和压力变化的方程（1）对这一阻抗进行求解；p1(t)‑p2(t)=Δp(t)    （1）2）通过对上述情况建立方程，并应用算法分析的前提“钻头为开路端点反射器，钻铤‑钻柱波阻抗不匹配”的边界条件，并用P3表示井下连续波信号，从P3中抽取出ΔP，所用算法为：Δp(t)+Δp(t‑2Lm/c)=(Ap/Ac+1)×p3(t‑Lm/c)    （2）‑(Ap/Ac‑1)×p3(t‑Lm/c‑2Lc/c)3）对公式（2）利用时延差分法进行求解，获得了编码的0、1信息；4）估计上行波Ppipe(t)的参数，注意到Ppipe(t)是指从MWD钻铤进入到钻柱的信号，其位置在x=Lc，所用算法为：Ppipe(t)‑{(Ap‑Ac)/(Ap+Ac)}×Ppipe(t‑2Lc/c)=    （3）{Δp(t‑Lm/c‑Lc/c)+Δp(t+Lm/c‑Lc/c)}/(Ap/Ac+1)同样沿着x>>0的方向的衰减通过下述算法获得：Δp(t)+Δp(t‑2Lm/c)=e‑αL(Ap/Ac+1)×p3(t‑Lm/c)    （4）‑(Ap/Ac‑1)×p3(t‑Lm/c‑2Lc/c)其中：Α因子是指数衰减因子，其值取决于钻井液的属性和信号频率。(2)假设钻头为闭路端点，且为固体反射面，钻铤‑钻柱截面积不匹配整个信号处理过程与（1）节中描述的步骤相同，只是在第2）、3）、4）步中，将相应算法中的公式（2）替换为下述的公式（5），公式（3）替换为公式（6），公式（4）替换为公式（7）即可；Δp(t)+Δp(t‑2Lm/c)=(Ap/Ac+1)×p3(t‑Lm/c)    （5）+(Ap/Ac‑1)×p3(t‑Lm/c‑2Lc/c)Ppipe(t)‑{(Ap‑Ac)/(Ap+Ac)}×Ppipe(t‑2Lc/c)=    （6）{‑Δp(t‑Lm/c‑L/c)+Δp(t+Lm/c‑L/c)}/(Ap/Ac+1)Psurface(t)‑{(Ap‑Ac)/(Ap+Ac)}×Psurface(t‑2Lc/c)=    （7）{‑Δp(t‑Lm/c‑L/c)+Δp(t+Lm/c‑L/c)}/(Ap/Ac+1)