[发明专利]基于磁定位信号特征识别的油井套管接箍检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油井套管接箍的抗干扰检测方法，具体涉及基于磁定位信号特征识别的油井套管接箍检测方法。

背景技术

磁定位技术因其精度高、稳定性较强的优点，目前已广泛应用于管道检测和医疗等领域。在测井过程中，通常利用磁定位仪在套管中运动产生的磁定位信号来实现油井套管的接箍检测。油井套管是由接箍将多个完全相同的钢制套管连接而成，掌握磁定位仪所通过的接箍数量后经过计算可获取测井仪器在套管中的位置。在清洁工况下或正常接箍的全新套管中，能够得到理想的接箍磁定位信号波形；但是由于井下环境恶劣，工况复杂，接箍磁定位信号容易被噪声干扰淹没。如果不能对套管接箍进行准确定位，将直接影响测井仪器在套管中位置的确定；除此之外，由于接箍表面长期受泥沙磨损以及内部受原油溶蚀等，导致接箍容易出现断裂和脱落，破坏套管连接，使得获取的磁定位信号被噪声干扰淹没，无法正确地实现特征识别，影响正常的套管状态检测。因此，准确统计接箍数量并获取其物理位置，有利于生产测井技术的发展。

目前，石油行业中检测油井套管接箍位置的方法主要是通过测井时利用磁定位仪获取磁定位信号，该信号通常只需简单进行滤波、AD转换处理后直接返回井上进行分析，进而推知油井套管中接箍的相关信息。当磁定位信号不受任何干扰时，磁定位仪能够实现特征信号的正确提取；当磁定位信号被噪声淹没时，便会造成套管接箍信号的丢失。因此，使用这种检测方法具有很大的局限性。现有的申请号为：200910072860.5的发明专利通过采集牵引器的驱动电流对接箍进行检测，所述的驱动电流检测通过利用地面上的传感器装置检测相关信号来反演地下状态，与实际井下信号相比，存在一定误差且运算速度慢的问题。

发明内容

本发明为了解决水平井测井时油井套管接箍的传统检测方法无法对被噪声淹没的磁定位信号进行准确特征提取的问题，从而提出了基于磁定位信号特征识别的油井套管接箍检测方法。

基于磁定位信号特征识别的油井套管接箍检测方法包括下述步骤：

步骤一、采集磁定位仪的感应电压，将该感应电压经A/D转换器转换为12位数字信号，所述磁定位仪置于牵引器等油井测井仪器内，跟随牵引器在油井套管中作业；

步骤二、将获得的12位数字信号进行快速傅立叶变换，根据快速傅立叶变换的结果选取小波分解的采样频率和分解尺度；

步骤三、根据选取小波分解的采样频率和分解尺度对步骤二所述12位数字信号进行提升小波分解，使12位数字信号的不同频段分量相应地分布在不同的小波尺度中，再对提升小波分解得到的小波系数或单支小波重构信号进行特征信息评估，获得套管接箍的位置信息，实现了套管接箍抗干扰检测。

步骤三所述的对提升小波分解得到的小波系数或单支小波重构信号进行特征信息评估，获得套管接箍的位置信息，实现了套管接箍抗干扰检测的具体过程为：

步骤三一、求取各小波尺度中的小波系数或单支小波重构信号的模极大值，并进行奇异性检测，各小波尺度中的模极大值点汇聚为奇异点，将该模极大值进行信号去噪并根据阈值法筛选出奇异度异常的小波系数或单支小波重构信号；

步骤三二、对奇异度异常的小波系数或单支小波重构信号进行Tsallis小波奇异熵运算，对Tsallis小波奇异熵的运算结果进行分类获得多个M形波动，根据每个M形波动在所述多个M形波动中的位置顺序判断所对应接箍的位置，输出套管接箍的位置信息，实现了套管接箍抗干扰检测，并将套管接箍的位置信息通过上位机显示套管接箍信息，或将套管接箍的位置信息通过D/A转换器转换经示波器模拟显示套管接箍信息。

步骤三二所述的对奇异度异常的小波系数或单支小波重构信号进行Tsallis小波奇异熵运算的具体过程为：

令D={d(k),k=1,2,...,N}为小波多分辨率分析中数据长度为N的离散小波系数或单支小波重构信号矩阵，

其中，d(k)为第k个离散小波系数或单支小波重构信号，k为离散小波系数或单支小波重构信号矩阵中元素位置变量；

在小波系数或单支小波重构信号上定义一个窗宽w∈N，滑动因子δ∈N的滑动数据窗，该数据窗表示为：

W(m,w,δ)={d(k),k=1+mδ,…,w+mδ}    （1）

其中,m=0,1，2,…,M-1，且M=(N-w)/δ∈N，其中m为滑动数据窗的滑动次数，M为小波熵矩阵列长度，N为原始数据长度；

通过将数据窗内的d(k)等距连续截断构造矩阵D_L×ω，根据矩阵分解理论将D_L×ω分解为：