1.用于MWD井下連續波信號處理方法,其特征在于:首先建立井下MWD系統結構模擬
圖,該系統由有限長度的鉆鋌和半無限長的鉆柱構成,鉆頭位于x=0處,泥漿脈沖發生
器位于x=Lm,鉆鋌的長度為Lc,截面積為Ac,鉆柱的截面積為Ap;然后依據鉆頭水眼
面積與鉆頭截面積的比例關系分為兩種情況進行處理,具體的是:
(1)鉆頭為開路端點反射器,鉆鋌-鉆柱波阻抗不匹配
1)在鉆鋌和鉆柱的連接處,利用描述流量和壓力變化的方程(1)對這一阻抗進行
求解;
p1(t)-p2(t)=Δp(t)????(1)
2)通過對上述情況建立方程,并應用算法分析的前提“鉆頭為開路端點反射器,鉆
鋌-鉆柱波阻抗不匹配”的邊界條件,并用P3表示井下連續波信號,從P3中抽取
出ΔP,所用算法為:
Δp(t)+Δp(t-2Lm/c)=(Ap/Ac+1)×p3(t-Lm/c)????(2)
-(Ap/Ac-1)×p3(t-Lm/c-2Lc/c)
3)對公式(2)利用時延差分法進行求解,獲得了編碼的0、1信息;
4)估計上行波Ppipe(t)的參數,注意到Ppipe(t)是指從MWD鉆鋌進入到鉆柱的信號,
其位置在x=Lc,所用算法為:
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)
同樣沿著x>>0的方向的衰減通過下述算法獲得:
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因子是指數衰減因子,其值取決于鉆井液的屬性和信號頻率。
(2)假設鉆頭為閉路端點,且為固體反射面,鉆鋌-鉆柱截面積不匹配
整個信號處理過程與(1)節中描述的步驟相同,只是在第2)、3)、4)步中,將相應算
法中的公式(2)替換為下述的公式(5),公式(3)替換為公式(6),公式(4)替換為公式
(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)
2.根據權利要求1所述的用于MWD井下連續波隨鉆測量信號處理方法,其特征在于:上述
處理方法的基礎是建立在△P信號傳輸反射、疊加理論模型上,該模型顯示,信號開始產生
時,ΔP信號在脈沖發生器處發出,然后分為兩個部分,并且向相反的方向傳播,每一部分的
強度為原有信號的一半;在后續的過程中,向下傳播的信號在鉆頭處發生反射,向上傳播的
信號同樣在鉆鋌和鉆柱的連接處發生部分反射;進過一段時間后,在鉆鋌中就形成了信號波
的回響,在這一過程中,一部分信號進入了鉆柱,并傳播到地面,因此,地面接收到的信號
只是ΔP的一部分。
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