[发明专利]基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法

权利要求书

1.一种基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法，其特征在于，所述方法每间隔设定时间对随钻声波信号进行一次前置降采样，然后通过快速傅里叶变换提取低频脉冲泵噪声的中心频率和相位信息，并根据低频脉冲泵噪声的中心频率和相位信息来调整声波信号激发和采样的时刻；

所述方法具体包括：

S1、设置定时器time1，每间隔设定时间进行一次前置降采样；

S2、对前置降采样的声波信号的原始数据进行快速傅里叶变换处理，得到对应的频谱数据，对所述频谱数据进行遍历比较，得到低频脉冲泵的中心频率f；

S3、根据所述中心频率f，对前置降采样的所述原始数据进行自适应滤波，去除所述原始数据中的尖峰噪声干扰；

S4、对步骤S3中自适应滤波后的声波信号数据进行处理，找到每个周期中的极大值，相位即为π/2；再根据中心频率f得到0相位对应的采样点，进而得到低频脉冲泵声波信号的实时相位信息；

S5、根据中心频率f，确定声波仪器的发射间隔；再根据低频脉冲泵声波信号的实时相位信息，确定接收条带对声波信号的采样时间，使得所采集的声波信号在低频脉冲泵声波信号的0相位附近，防止数据超调出现。

2.如权利要求1所述的基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法，其特征在于，低频脉冲泵每次上电后，均重新确定低频脉冲泵声波信号的0相位，并重新将低频脉冲泵声波信号0相位与采样时刻进行同步。

3.如权利要求1所述的基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法，其特征在于，在低频脉冲泵工作过程中，每隔10分钟对采样时刻进行一次同步操作，以减少脉冲泵频率偏移抖动的影响。

4.如权利要求1所述的基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法，其特征在于，步骤S1中，每间隔10分钟进行一次前置降采样，通过等间隔抽样的方式将采样频率设置为200Hz，采样长度为1000个点，采样时长5s，在开始采样的同时定时器计数器Time2开始计数，计数周期为5ms。

5.如权利要求4所述的基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法，其特征在于，步骤S4中，通过冒泡的方式对滤波之后的声波信号数据进行比较，找到每个周期中的极大值，相位即为π/2；

低频脉冲泵信号的实时相位信息通过如下方法得到：

开始采样时，定时器计数器Time2同时开始计数，定时器计数器Time2一直处于累加计数的状态，采样数据的第一个点对应定时器计数器Time2的值为1，若得到0相位对应采样点为第t个，则定时器计数器Time2的值为t时，对应脉冲泵信号为0相位；根据中心频率f与定时器计数器Time2的计数器实时值N，得到脉冲泵信号的实时相位信息：

其中：为脉冲泵发射周期的实时相位；Tn为每个脉冲泵发射周期中包含的采样点数，Tn＝200/f。

6.如权利要求4所述的基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法，其特征在于，步骤S5具体为：

根据中心频率f，确定声波仪器的发射间隔为T2＝M*(1/f)，M为大于0的正整数，即声波仪器发射间隔为脉冲泵发射周期的整倍数；

根据Time2的计数器实时值N，确定第一个采样时刻对应的Time2的计数器值T_W＝t+N_W*Tn，N_W为正整数，即将采样时刻与脉冲泵发射周期的0相位对应的时刻一致；

根据声波发射时刻与接收时刻之间的差值Time3，得到声波发射时刻T3对应的Time2的计数器值为Tm，设定定时器Time4的周期为T2，触发方式为循环触发，当Time2的计数器值为Tm时启动定时器Time4，每次定时器Time4中断触发将立即激发一次声波发射波形，接收条带在延时Time3之后开始采集声波信号，采样频率100Khz,采样长度1000点，采样时长10ms；保证采样的数据在低频脉冲泵声波信号的0相位附近。

7.如权利要求4所述的基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法，其特征在于，声波仪器的发射间隔T2满足5sT210s。