[發明專利]基于EEMD的隨鉆泥漿正脈沖信號處理方法及裝置

在審

• 申請號: 202011429899.0
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112464855A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 尚倉健;宋朝暉;柯學;趙繼斌;李富強;張磊;王飛躍;孫鵬;成攀飛
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團西部鉆探工程有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;E21B47/18
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 周星瑩;湯潔

1.一種基于EEMD的隨鉆泥漿正脈沖信號處理方法，其特征在于，包括：

對在地面立管處連續采集的第一隨鉆泥漿正脈沖信號進行濾波，獲得第二隨鉆泥漿正脈沖信號；

通過聚合經驗模態分解EEDM對第二隨鉆泥漿正脈沖信號進行去噪及處理，獲得IMFx分量和一個殘差；

將含有泵噪聲信號的IMFx分量與第二隨鉆泥漿正脈沖信號進行線性組合，獲得虛擬雙通道信號；

通過快速獨立成分分析對虛擬雙通道信號進行分離處理，獲得正脈沖傳輸信號。

2.根據權利要求1所述的基于EEMD的隨鉆泥漿正脈沖信號處理方法，其特征在于，所述通過聚合經驗模態分解EEDM對第二隨鉆泥漿正脈沖信號進行去噪及處理，包括：

獲得高斯白噪聲并加至第二隨鉆泥漿正脈沖信號，形成第三隨鉆泥漿正脈沖信號；

對第三隨鉆泥漿正脈沖信號進行EMD分解，得到各一組IMFs和殘差；

設定循環次數，重復上述過程，每次加入新的高斯白噪聲，并獲得對應的一組IMFs和殘差；

將每次得到的IMFs做集成平均處理后，輸出IMFx分量。

3.根據權利要求1或2所述的基于EEMD的隨鉆泥漿正脈沖信號處理方法，其特征在于，所述將含有泵噪聲信號的IMFx分量與第二隨鉆泥漿正脈沖信號進行線性組合，包括：

對IMFx分量進行篩選，獲得含有泵噪聲信號的IMFx分量；

將含有泵噪聲信號的IMFx分量線性相加得到疊加信號；

將疊加信號與第二隨鉆泥漿正脈沖信號進行組合，獲得虛擬雙通道信號。

4.根據權利要求1或2所述的基于EEMD的隨鉆泥漿正脈沖信號處理方法，其特征在于，所述通過快速獨立成分分析對虛擬雙通道信號進行分離處理，獲得正脈沖傳輸信號，包括：

對虛擬雙通道信號進行預處理；

對預處理后的虛擬雙通道信號進行矩陣分離；

判斷分離出的矩陣是否收斂，響應于是，則為需輸出的正脈沖傳輸信號，響應于否，則重復進行矩陣的優化分離，直至分離出的矩陣收斂。

5.根據權利要求3所述的基于EEMD的隨鉆泥漿正脈沖信號處理方法，其特征在于，所述通過快速獨立成分分析對虛擬雙通道信號進行分離處理，獲得正脈沖傳輸信號，包括：

對虛擬雙通道信號進行預處理；

對預處理后的虛擬雙通道信號進行矩陣分離；

判斷分離出的矩陣是否收斂，響應于是，則為需輸出的正脈沖傳輸信號，響應于否，則重復進行矩陣的優化分離，直至分離出的矩陣收斂。

6.根據權利要求1或2或5所述的基于EEMD的隨鉆泥漿正脈沖信號處理方法，其特征在于，通過帶通濾波器對在地面立管處連續采集的第一隨鉆泥漿正脈沖信號進行濾波，帶通濾波器的低截止頻率大于井下正脈沖發生器產生的正脈沖周期的倒數，且小于所用泥漿泵泵沖的三次諧波頻率，其中，帶通濾波器包括FIR數字濾波器、巴特沃斯數字濾波器、契比雪夫數字濾波器。

7.根據權利要求3或4所述的基于EEMD的隨鉆泥漿正脈沖信號處理方法，其特征在于，通過帶通濾波器對在地面立管處連續采集的第一隨鉆泥漿正脈沖信號進行濾波，帶通濾波器的低截止頻率大于井下正脈沖發生器產生的正脈沖周期的倒數，且小于所用泥漿泵泵沖的三次諧波頻率，其中，帶通濾波器包括FIR數字濾波器、巴特沃斯數字濾波器、契比雪夫數字濾波器。

8.一種基于EEMD的隨鉆泥漿正脈沖信號處理裝置，其特征在于，包括：

濾波單元，對在地面立管處連續采集的第一隨鉆泥漿正脈沖信號進行濾波，獲得第二隨鉆泥漿正脈沖信號；

EEMD處理單元，通過聚合經驗模態分解EEDM對第二隨鉆泥漿正脈沖信號進行去噪及處理，獲得IMFx分量和一個殘差；

線性組合單元，將含有泵噪聲信號的IMFx分量與第二隨鉆泥漿正脈沖信號進行線性組合，獲得虛擬雙通道信號；

獨立成分分析單元，通過快速獨立成分分析對虛擬雙通道信號進行分離處理，獲得正脈沖傳輸信號。