声波法测油井动液面信号辨识技术研究（可编辑）.doc

中图分类号:. 单位代码: 学 号: ⑦寸闺石浊六学 毫;。一≮;警‖ 桶邕估轮啻 ■辨.中叠硒 。,。, ≯ 声波法测油井动液面信号辨识技术研究 学科专业:油气田开发工程 研究方向:采油工程理论与技术 作者姓名:林立星 指导教师:王海文教授 ■一一■ 二。一一年六月 。‖;,耋知,。。。,、, 下 ¨ : :. 一 ● ,一关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所 取得的成果,论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知,除文中已经加以 标注和致谢外,本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含本人 或他人为获得中国石油大学华东或其它教育机构的学位或学历证书而使用过 乏 的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均己在论文中作出了明确的 说明。 若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。 日期:。 年 学位论文作者签名: 尘圭圣塾 ‘月日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学华东有权使用本学位论文包括但不限于 其印刷版和电子版,使用方式包括但不限于:保留学位论文,按规定向国 家有关部门机构送交学位论文,以学术交流为目的赠送和交换学位论文, 允许学位论文被查阅、借阅和复印,将学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索,采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 日期:≯,/年 学位论文作者签名:生圭至蔓 石月日 日期:知,年 指导教师签名:≥建鱼 月鼍掣 ,鬣摘要 油井动液面对于确定油井合理的生产制度具有重要意义。油田一般使用基于声波反 射原理的回声仪来记录反射声波信号从而获得动液面。油套环空中的状态是复杂的,声 波在其中传播反射时受到各种噪声的干扰,使液面反射波和接箍反射波不容易辨识,很 . 多测得的反射声波信号无法解释得到动液面。针对声波法测动液面时的问题,本文以数 字信号处理为基础,对反射声波信号进行了滤波和辨识处理。对声波法测动液面的原理 进行研究,得到了声波在油套环空中的传播模型,分析了声波法测动液面过程中噪声产 生的原因;在数字信号处理基本方法的基础上,研究数字滤波器用于滤波的原理,并设 计数字滤波器对反射声波数据进行滤波处理;研究了谱相减算法的基本原理,并用于液 面反射波数字滤波;相对于传统的傅立叶变换对信号的处理,小波变换具有多分辨率分 析的特性,适合于信号噪声的去除和奇异点的检测,将小波分析用于反射声波信号的除 噪和液面反射波的检测;根据接箍反射波具有周期性的特点,采用快速傅立叶变换的方 法计算接箍反射波的周期,得到声波在油套环空中的声速;根据液面反射波的特点,将 短时幅值及过零率函数用于液面反射波的识别,得到声波到达液面处反射时的位置,结 合接箍反射波的处理,得到动液面深度值,实现动液面深度的自动辨识。采用论文研究 的方法,对油井动液面测试声波记录数据进行处理,使得原本不易识别的波形能够清楚 地显现,得到明确的动液面反射波,采用自动辨识方法,实现了动液面自动辨识和计算。 关键词:动液面;声波法;信号处理;数字滤波;信号辨识’ 毫 ,一. . . ., , . ;; 仃 ; , ; ,. , . , , : , ’ 目 录 第章前言??. .问题的提出?一 .研究意义 .国内外研究现状 ,, ‘~ .研究内容 .技术路线??.. 第章声波法测油井动液面技术研究 .动液面、沉没度与泵效、系统效率的关系。 .回声仪测动液面技术。 ..回声仪的结构和工作原理?一 ..液面深度计算方法?.. ..测动液面深度的数字化处理? .对声波法测动液面的技术改进??. 第章声波在油套环空中的传播规律??. .声波的传播与频谱..用波动方程描述声波的传播 ..声波的频谱? .声波的反射、吸收与衰减?. ..声波的反射、透射等性质??. ..声波的吸收与衰减?. .声波在油套环空中的传播速度’ .声波在油套环空中的传播模型??. ,加 。 .声波法测油井动液面噪声原因分析.. 第章数字信号处理及声波曲线滤波 .用傅立叶变换对声波进行描述和处理??. ..信号用傅立叶级数描述?. ..信号的傅立叶变换?. ..接箍反射波的频谱??一??..傅立叶变换的有用性质??.. .对傅立叶变换的改进. ..离散信号的傅立叶分析..离散时间信号的傅立叶变换。 ..离散信号傅立叶变换的快速算法? .声波信号的数字滤波.. ,; ..数字滤波器原理 ..数字滤波器用于滤波时的设计方法. ..用数字滤波器对反射声波曲线滤波. .利用谱减法对声波曲线滤波 ..谱减法原理? ..利用谱减法对液面反射波曲线滤波 第章利用小波分析对声波信号处理??一 .小波变换在信号处理时的引入