[发明专利]钻井液连续压力波信号的泵压干扰消除方法

摘要

本发明提供了一种钻井液连续压力波信号的泵压干扰消除方法，采用两个压力传感器安装在直管道上并相距一段距离，直管道一端与钻井液泵连接，另一端与井口连接，反映井下随钻测量信息的井下钻井液压力信号由井口通过直管道传输到地面并被安装在直管道上的压力传感器接收，将两个压力传感器的测量信号相减得到延迟差动检测信号，由于泵压力干扰的传输方向与井下钻井液压力信号传输方向相反，因此钻井液泵产生的压力干扰在这一过程中被消除，延迟差动检测信号中已无泵压干扰成分，而延迟差动检测信号中包含的井下钻井液压力信号通过基于时域差分方程或基于傅里叶变换的信号重构方法得以恢复，从而达到消除信号中的泵压干扰影响，提高信号信噪比的目的。

主权项

一种钻井液连续压力波信号的泵压干扰消除方法，其特征是按以下步骤进行：（1）采用延迟差动检测法消除钻井液泵的泵压力干扰影响在井口与钻井液泵之间的一段钻井液直管道上安装压力传感器A和压力传感器B，其中压力传感器A靠近井口，压力传感器B靠近钻井液泵，井下随钻测量数据通过调制钻井液压力转变为钻井液压力信号，以波动方式自井底通过钻柱传输到井口后首先到达压力传感器A，然后到达压力传感器B，两个传感器接收到的压力信号均包含井下钻井液压力信号及钻井液泵产生的泵压力干扰；根据信号流向分析，泵压力干扰的传输方向与井下钻井液压力信号相反，因此压力传感器A接收到的井下钻井液压力信号将延迟到达压力传感器B，所延迟的时间为钻井液压力波通过两个压力传感器之间距离的传输时间，而压力传感器B接收到的泵压力干扰将经过该段时间的延迟后到达压力传感器A；某一时刻，压力传感器B测量出管道压力值，压力传感器A延迟该段时间后测量出管道压力值，压力传感器A的测量值与压力传感器B的测量值相减得到延迟差动检测信号；泵压力干扰在这一过程中被消除，延迟差动检测信号中已无泵压力干扰成分，而延迟差动检测信号中包含的井下钻井液压力信号可以通过数学重构得以恢复；（2）井下钻井液压力信号的数学重构采用基于时域差分方程的信号重构及基于傅里叶变换的信号重构方法，基于时域差分方程的信号重构过程是使延迟差动检测信号通过一个具有递归结构的闭环延迟反馈系统，以递推算法获得延迟差动检测信号中包含的井下钻井液压力信号，基于傅里叶变换的信号重构通过构建安装压力传感器A和压力传感器B之间管道的有限带宽理想低通滤波器数学模型，建立井下钻井液压力信号恢复系统的频域传递函数，以延迟差动检测信号通过井下钻井液压力信号恢复系统时输出函数的傅里叶逆变换获得井下钻井液压力信号；（3）压力传感器间距的确定两个压力传感器的间距应小于压力波速除以2倍的安装两个压力传感器之间管道的有限带宽理想低通滤波器通带频率。