毕业答辩-随钻测斜系统中信号处理技术研究.ppt

小波理论在随钻测斜系统中的应用研究,指导教师：辅助教师：答辩人：,本论文的基本内内容,随钻测斜系统的发展随钻测斜系统基本原理小波变换的基本理论小波变换在随钻测斜中的应用,一、随钻测斜系统的发展,在现在钻井工程中定向井，水平井应用得越来越广泛对井眼轨道的控制要求也越来越精确，由此井下测量系统得到了极大发展现在的钻井测量系统都使用随钻测量，随钻测量能实时反馈测量数据监测井眼轨道,二、随钻测斜系统基本原理,测量原理数学模型随钻测斜系统中的信号分析,1.测量原理,用物体轴线OP与水平面的锐夹角表示倾斜角称为倾角；物体轴线（OP）在水平面上的投影（OP）与地球磁北方向（ON）顺时针计量的夹角为磁方位角（磁方位角经过大地磁偏角校正后即为方位角）。在以地球重力场方向（OV），地球水平面磁北（ON），及磁东（OE）方向组成的直角坐标系中，物体倾斜参数即以重力场和地磁场为参照基准。,大地坐标系,2.数学模型,井斜角：方位角：高边工具面角：磁性工具面角：,随钻测斜系统中的信号分析,分相码码元,无线随钻系统中，信号常用的编码方式之一是使用分相码，分相码即用一个周期方波代表“1”，用其反相波形代表“0”,三、小波变换基本理论1小波变换基本原理,小波变换是在窗口傅里叶变换的基础上发展起来的一种新的变换方法，对于有线能量的信号或平方可积的信号，其小波变换定义为,2.小波去噪原理,小波去噪的原理是把带有噪声的测量信号进行小波分解,根据信号与噪声在小波变换下的不同特点把两者分离开；把属于噪声的小波系数置为零，剩余部分进行小波重构得到有用信号。小波去噪的方法通常有两种：利用小波变换模极大去噪和软阈值法去噪,3.小波去噪仿真,利用db3小波的仿真结果,利用db7小波的仿真结果利用sym3小波的仿真结果,利用haar小波的仿真结果,四、小波变换在随钻测斜中的应用,1.小波变换与傅里叶变换的比较2.小波变换在随测斜系统中的应用,1.小波变换与傅里叶变换的比较基本思想比较,傅里叶变换是整体域分析，用单独的时域或频域表示信号特征，而小波变换是局部化时频分析，用时域和频域的联合表示信号特征，而且小波变换还具有自适应的功能，可以分析到信号的细节部分。,仿真结果比较,(a)脉冲信号（b）加噪信号,(a)巴特沃斯处理结果(b)切比雪夫处理结果,小波变换处理结果,通过利用小波变换和傅里叶变换分别对仿真随钻测量信号进行仿真分析，可以看出小波变换滤波重建后的信号质量明显优于傅里叶变的处理结果，说明小波变换更适合于随钻测量的信号分析。,2.小波变换在随钻测斜系统中的应用小波基选取,小波基选取应从一般原则和具体对象两方面进行考虑。一般原则为：正交性，源于数学分析的简单和工程应用中的便于理解操作；紧支集，保证有优良的时域局部特征，也利于算法的实现；对称性，关系到小波的滤波特性是否具有线性相位，这与失真问题密切相；平滑性，关系到频率分辨率的高低。要完全满足上述特性是十分困难的，所以应该具体问题具体分析。,按照上述方法,得到对实际采集的泥浆信道信号的平均去噪结果。以平均去噪结果作为参照标准,得到各个小波基最佳系数组合相关系数,七种小波基最佳系数组合及相关系数,仿真结果,结论,通过比