泥浆mwd遥传信号泵冲干扰的消除方法研究

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1、电子科学ＵＮＶＥＲＳＩＴＹＯＲＩＣＳＦＣＨＩＮＩＰＦＥＬＥＣＴＯＮＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＡ专业学位硕士学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ论文题目泥浆ＭＷＤ遥传信号泵冲干扰的消除方法研究专业学位类别工程硕士学号２０１４２２０２０７４０作者姓名李晓林指导教师陈伟高工独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作。据我所知及取得的研宄成果，除了文中特别加以标注和致谢的地方

2、夕卜，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：口期：年ｒ月日ｙ论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描

3、、汇编学位论文等复制手段保存。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：＿＿＿曰期：２＾厂年Ｙ月曰／１分类号密级注1UDC学位论文泥浆MWD遥传信号泵冲干扰的消除方法研究（题名和副题名）李晓林（作者姓名）指导教师陈伟高工电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期3月27日论文答辩日期5月22日学位授予单位和日期电子科技大学2017年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。Rese

4、archonPumpNoiseCancelingintheMudMWDTelemetrySignalAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:MasterofEngineeringAuthor:LiXiaolinSupervisor:ChenWeiSchool:SchoolofElectronicEngineering摘要摘要钻井作业的同时，需要实时地从井下向地面传输数据，目前国际上普

5、遍采用的是随钻测量（MeasurementWhileDrilling,MWD）技术。其中，以钻柱管道中的循环泥浆液作为传输载体，通过泥浆脉冲传输信号的方式，以其易于安装维护、低成本的优点，成为了目前应用最为广泛的MWD传输方式。但由于泥浆信道衰减效应严重，脉冲信号的有明显的畸变失真，另外其工作现场环境复杂，钻井平台的各种机械噪声，尤其是泵冲干扰噪声，其频谱能量分布在脉冲信号带内，对脉冲信号的识别和处理造成了极为不利的影响。因此在处理泥浆MWD遥传信号的问题中，对泵冲干扰的消除效果会直接影响系统的传输性能。本论

6、文针对泥浆MWD遥传信号的泵冲干扰消除问题，详细分析了泥浆信道、信号和噪声的特性，建立了信号仿真模型。并以此为依据，分别从单通道盲源分离和基于稀疏成分分析这两个角度研究了泵冲干扰的消除方法，并通过仿真实验验证了其有效性。本文的主要工作内容如下：1．简述了泥浆MWD遥传信号的产生和传输过程，分析研究了信道的传输特性、泥浆脉冲信号和背景噪声的特性，并结合实验数据建立特征脉冲信号波形和泵冲干扰模型，用于生成不同参数的仿真信号。2．研究了基于单通道盲源分离的方法，从常规的适定多通道观测信号的盲源分离理论入手，详细描述

7、了基于最大峭度的FastICA的盲源分离算法。并针对单通道的盲源分离问题，分别设计了基于EEMD分解和基于稀疏表示的构建虚拟多通道的方法盲源分离方法，对它们的性能进行了仿真实验，对于特征脉冲和泥浆泵冲噪声的混合信号，得到了基于DCT稀疏表示分解的FastICA盲源分离性能优于基于EEMD分解的FastICA盲源分离的结论。3．研究了基于稀疏成分分析的信号分析方法，详细阐述了形态成分分析的推广得到的稀疏成分分析方法的理论模型和求解步骤，讨论和设计了小波字典基的优选方法，并针对泥浆MWD遥传信号的特征进行了算法优

8、化。仿真结果验证了基于稀疏成分分析方法对泥浆MWD遥传信号处理的有效性。关键词：随钻测量，泵冲干扰，泥浆脉冲信号，单通道盲源分离，稀疏成分分析IABSTRACTABSTRACTSofarMeasurementWhileDrilling(MWD)techniqueisageneralwaytotransmitdataconstantlyfromundergroundtothesurfaceduring