小波方法在油井液面检测中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com硒糙强／眵第13卷第‘期数据采集与处理VoI．I3No．4I998年I2月JournaIofDaataAcquisitton＆Processing、工l’耳Dec．I998小波方法在油井液面检测中的应用，、，，IIfl屈彦呈王松√张家余Tf(喑尔滨工业大学控制工程系暗尔滨，150001)抽井藏面回波检测是石袖撵嗣的重要内容，它决定所以这时采用低通滤波技术剜会丢失信息．因此，采石袖开采曲成功与否。由于信号幅值小，干扰多，因而用麴域滤波技术往往教果不佳。采用常规时．

2、疆域摅眭方祛往往不艟收剜盎好曲教果。针对其他方法还有中值滤波和相美分析等。但中值过一问题，奉文利用信号和干扰在小进变换下的不同变化滤波只能有效去除脉冲干扰，而相美分析剜需要信特性及小菠变按曲变焦特性设计了．小垃壬臻茸i击，井根据号本身平稳，井且要有充分的先验知识，这样就使得实际要求选定了小醚基和分解尺度，培出了使用小谴击囔这些方法也银难有效的检出回波信号．方法前后的实际结果。耐过些结果进行曲分析比较表明，小基于￡{上方法的局限性，率文采用了小渡方甚。谴方祛在太幅提高信噪比的同时，也像持了信号的位置信由于其多分

3、辨特性，使得当尺度变化时，噪声和信号息．因而适台此娄信号检测问髯。会出现截然不同的变化特性．因而使得信号和噪声羌■词奇异性‘信号检翻‘小谜变换{击嚷算祛可以有效的分别开来，从而达到从相似的信号中检中圈分类号，TN911．72fTM93测到需要信号的目的。这种信号处理方法．不仅能够太幅提高原信号的信噪比，更能保持原信号的奇异性，从而可以精确的翔定回波位置。作者在实践中利引言用小波变换和小波除噪技术对原信号进行分析，取得了良好的结果．在石油开采的工作中，油井液面的铎度是重要的参数之一，它决定下臂的长度及是否能开采

4、到石油。现今在油田中普遍采用声波探测方式，即用特制1小波方法的原理的棺在井口附近开棺，以获得声源，再通过遥测、遥感或其他方式将得封的声音散据传人下位机中，最本节首先培出小波变换的定义+进而讨论小波终再传蛤上位机供集中分析比较，由于开艳产生声去噪原理，最后讨论小波的时频窗宽及其变焦特性．波频率不单一，周周环境噪声干扰以段下管臂节回1．1小波变换波干扰等，使得液面回波经常薏设在所测数据中，造与傅立叶变换相同，平方可积函数可进行小渡成其位置用内眼难以辨认或根本无法辨认，因此，辨变换。考虑刊其逼近范围是在整个实轴，为

5、此引^平别回波信号的确切位置就成了处理原始数据的棱心移和频率两个参散，即用一十基小渡的膨胀和平移任务。来得到对原信号的分解。传统的方莹一般采用基于频谱分析技术的醑通定义l_j]如果矿(，)∈L(足)，井潸足容许条滤波．在信号和噪声的幢谱能在频谱中明显区分的件，即情况下，这种方法相当有效。但在灌面位置检测中，一曲<。。由于：(1)白噪声、脉冲干扰都将遍布整个频域；(2)剜称为一个小波母函数或基小波。关于，的小波液面回波的频谱范围也依井而异；(3)回波信号中本身存在尖峰，井且需封定此尖峰发生的确切时刻，收瞢日期，

6、1997，l1一ig1性袭葛收强日新l】998~05．o8维普资讯http://www.cqvip.com354数据采集与处理第13卷变换定义为建信号，就可得到陈噪后信噪比大大提高的信号。1．3小波的变焦特性()(口，6)f_-，()()出在时频分析中，时窗宽和频窗竟是一对重要的为便于数值计算，常对足度进行二进离敬，因此得到参数，它表征了某一变换的时域和频域分辨率容二进小渡变换易证明]，小渡变换的时颠窗宽随尺度4的变化而(w，)(6)一rt)()di政变，印小波变换具有变焦特性在原始信号中，套管接头的回波(称

7、为接箍渡)在这里，为重建原信号，须满足二进小渡条件，印：是主要的干扰之一，它的频带与回波较接近。为此，j，

8、日{菏足0

9、日<∞，使≤l(2)J≤要求变换本身在低频具有良好的颓域可分辨性，为

10、日几乎处处成立。了保证爰I量准确，变换本身也必须具有良好的时域1．2小波除噪技术分辨草。这点用基于Fourier变换的频域滤渡方法难以实现，而恰恰是小渡变换的变焦特性优势所在。由首先引^奇异性的定义定义2设，()∈L(R)+若V∈以，有于小渡变换实质上是平方可积空间的函数在一组小渡基上的投髟，因此，小渡基的选取至关重

11、要，它将I，)一f(x。)l≤Kl—。l直接影响前述噪声与信号能否成功分离；在后面部其中K为不为零的常数，则称，b)在。点的奇异分中，还将对此进行详尽的讨论。性为口。其中占为。的任一开邻域。现在希望得瓢点的奇异性在小渡变换后的特性。可以证暇，若小渡母函数∈C‘(R)，并且具有2具体步骤及实际结果阶消失炬∈N)，则V∈．，有2．1实施步骤J(，)(d，b)l≤J’根据上述原理，结合前面所介绍的实测信号