[发明专利]用于MWD井下连续波信号处理方法

权利要求书

1.用于MWD井下连续波信号处理方法，其特征在于：首先建立井下MWD系统结构模拟图，该系统由有限长度的钻铤和半无限长的钻柱构成，钻头位于x＝0处，泥浆脉冲发生器位于x＝L_m，钻铤的长度为L_c，截面积为A_c，钻柱的截面积为A_p；然后依据钻头水眼面积与钻头截面积的比例关系分为两种情况进行处理，具体的是：

(1)钻头为开路端点反射器，钻铤-钻柱波阻抗不匹配

1)在钻铤和钻柱的连接处，利用描述流量和压力变化的方程(1)对这一阻抗进行求解；

p₁(t)-p₂(t)＝Δp(t)                            (1)

2)通过对上述情况建立方程，并应用算法分析的前提“钻头为开路端点反射器，钻铤-钻柱波阻抗不匹配”的边界条件，并用P₃表示井下连续波信号，从P₃中抽取出ΔP，所用算法为：

Δp(t)+Δp(t-2L_m/c)＝(A_p/A_c+1)×p₃(t-L_m/c)

                     -(A_p/A_c-1)×p₃(t-L_m/c-2L_c/c)          (2)

3)对公式(2)利用时延差分法进行求解，获得了编码的0、1信息；

4)估计上行波P_pipe(t)的参数，注意到P_pipe(t)是指从MWD钻铤进入到钻柱的信号，其位置在x＝L_c，所用算法为：

P_pipe(t)-{(A_p-A_c)/(A_p+A_c)}×P_pipe (t-2L_c/c)＝

                                                                            (3)

{Δp(t-L_m/c-L_c/c)+Δp(t+L_m/c-L_c/c)}/(A_p/A_c+1)

同样沿着x＞＞0的方向的衰减可以通过下述算法获得：

Δp(t)+Δp(t-2L_m/c)＝e^-αL(A_p/A_c+1)×p₃(t-L_m/c)

                                                                            (4)

-(A_p/A_c-1)×p₃(t-L_m/c-2L_c/c)

其中：A因子是指数衰减因子，其值取决于钻井液的属性和信号频率。

(2)假设钻头为闭路端点，且为固体反射面，钻铤-钻柱截面积不匹配

整个信号处理过程与(1)节中描述的步骤相同，只是在第2)、3)、4)步中，将相应算法中的公式(2)替换为下述的公式(5)，公式(3)替换为公式(6)，公式(4)替换为公式(7)即可；

Δp(t)+Δp(t-2L_m/c)＝(A_p/A_c+1)×p₃(t-L_m/c)

                                                                            (5)

+(A_p/A_c-1)×p₃(t-L_m/c-2L_c/c)

P_pipe(t)-{(A_p-A_c)/(A_p+A_c)}×P_pipe(t-2L_c/c)＝

                                                                            (6)

{-Δp(t-L_m/c-L/c)+Δp(t+L_m/c-L/c)}/(A_p/A_c+1)

P_surface(t)-{(A_p-A_c)/(A_p+A_c)}×P_surface(t-2L_c/c)＝

                                                                            (7)

{-Δp(t-L_m/c-L/c)+Δp(t+L_m/c-L/c)}/(A_p/A_c+1)

2.根据权利要求1所述的用于MWD井下连续波随钻测量信号处理方法，其特征在于：上述处理方法的基础是建立在ΔP信号传输反射、叠加理论模型上，该模型显示，信号开始产生时，ΔP信号在脉冲发生器处发出，然后分为两个部分，并且向相反的方向传播，每一部分的强度为原有信号的一半；在后续的过程中，向下传播的信号在钻头处发生反射，向上传播的信号同样在钻铤和钻柱的连接处发生部分反射；进过一段时间后，在钻铤中就形成了信号波的回响，在这一过程中，一部分信号进入了钻柱，并传播到地面，因此，地面接收到的信号只是ΔP的一部分。