[发明专利]基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法

说明书

本发明涉及随钻声波降噪技术领域，提供了一种基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法，所述方法在低频脉冲泵有效激发之前进行前置降采样，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。相对于传统的模拟高通滤波器而言，本发明针对特定的噪声源即泥浆脉冲器产生的低频脉冲噪声具有良好的压制效果，具体表现为通过本发明的处理能够使得仪器自主的适应不同频率输出的低频脉冲器，在脉冲器不激发的时候进行声波数据的采样，主动避免了在声波仪器激发的声音信号与脉冲器工作激发的产生的声音信号的重合，有效的提高了声波仪器接收信号的信噪比。

技术领域

本发明涉及随钻声波降噪技术领域，特别涉及一种基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法。

背景技术

随钻测井过程中现在多使用脉冲泵作为数据上传下发的关键部件，而脉冲泵的循环频率一般在0.5～1.2bit/s，脉冲泵产生的噪音远远大于发射换能器激发的有效信号，从而导致采集电路采集到的信号中，有效信号被淹没在噪声中，甚至噪声信号会导致采集电路的信号超调，有效信号完全丢失。

现有的接收条带采用4阶低通滤波器与6阶的高通滤波器组合的方式，4阶低通滤波器的截止频率为30Khz回波损耗3dB，当频率为95KHz回波损耗40dB，6阶高通滤波器的截止频率200Hz回波损耗3dB,当频率为90Hz回波损耗40dB。同时为了放大接收信号采用固定增益和可变编程增益组合的方式，最大放大倍数1024倍，最小放大倍数1。

首先接收换能器将声波信号转换为电压信号，该电压信号首先通过分压电阻进入运算放大器进行一次固定增益的放大，然后通过可编程放大器，4阶低通滤波器，可编程放大器，6阶高通滤波器，AD转换芯片，最后传输到采集板。由于AD转换芯片的截止电压是5V,比较电压是2.048V。采样时刻在脉冲泵激发的过程中时，则接收换能器产生的电信号经过分压电阻和运算放大器之后，电信号的幅值超过±5V，从而导致后续放大之后AD转换超调，声波数据的有效信号丢失。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的存在的问题，提出了本发明一种基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法，在脉冲器激发间隙采集的声波数据波形完整有效，信噪比高，也为后续数据处理提供了有力的支持。

本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于信号同步的随钻声波数据降噪测量方法，每间隔设定时间对声波信号进行前置降采样，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；其中，随钻声波信号包括低频脉冲泵的噪声信号和声波仪器的激发声音信号。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，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；