基于曼彻斯特编码的钻井液脉冲信号提取算法.pdf

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1、第42巷第5期石油钻探技术Vo1．42No．52014年9月PETR()LEUMDRILLINGTECHNIQUESSep．，2014．．钻井完井doi：10．11911／syztjs．201405015基于曼彻斯特编码的钻井液脉冲信号提取算法涂兵，李静怡，王思成刘航，湛腾西(1．湖南理工学院信息与通信工程学院，湖南岳阳414006；2．复杂系统优化与控制湖南省普通高等学校重点实验室(湖南理工学院)，湖南岳阳414006)摘要：为了提取出无线随钻测量中的钻井液脉冲信号并正确识别，对钻井液脉冲信号有效提取算法

2、进行了研究。采用形态滤波算法来提取钻井液脉冲信号，运用膨胀与腐蚀运算来设计信号形态滤波器；在此基础上，根据曼彻斯特编码井下信号同步的特点，提出了一种基于周期内信号等份分割来精确分辨钻井液脉冲信号开始时刻的算法；采用模式相似度的波形识别算法，用来识别钻井液脉冲信号。仿真分析表明，运用形态滤波算法能有效提取出微弱的钻井液脉冲信号，能够提取去信噪比为20dB的钻井液脉冲信号；运用模式相似度波形识别算法能有效对曼彻斯特编码的钻井液脉冲信号进行识别，能够对0．0345～O．0690MPa的微弱脉冲信号进行识别，识别出

3、来的比特流数据分析表明，采用该识别算法的误码率低于1．5。研究结果表明，形态滤波算法和模式相似度波形识别算法能精确地提取和识别出钻井液脉冲信号，提高解码正确率，满足工程应用的要求。关键词：钻井液脉冲信号形态滤波相似度中图分类号：TM733，TM93文献标识码：A文章编号：1001—0890(2014)05—0085—05ExtractionandAlgorithmforPulseSignalinDrillingFluidsinTermsofManchesterEncodingTuBing，LiJingyi，

4、WangSicheng，LiuHang，ZhanTengxi，(1．SchoolofInformationandCommunicationEngineering，HunanInstituteofScienceandTechnol—ogy，Yueyang，Hunan，414006，China；2．KLaboratoryofOptimizationandControlforComplexSys—terns，HunanInstituteofScienceandTechnology，Yueyang，Hunan，41

5、4006，Cina)Abstract：Inordertoextracttheusefulweakpulsesignalindrillingfluidsandrecognizeitwhilelog—gingduringtheimplementationofMWD，aneffectiveextractionandalgorithmforpulsesigna1wasstud—ied．Themorphologicalfilteringalgorithmhasbeenusedtoextractthepulsesign

6、alfromdrillingfluids．u—singtheexpansionandcorrosionalgorithmtodesignthesignalmorphologyfilter．Accordingtothesyn—chronouscharacteristicsofthedownholesignalwithManchesterencoding，analgorithmbasedonasignalequalsegmentationincycletorecognizethetimewhenstarting

7、showingpulsesignalindrillingfluidsaccu-ratelywaspresented．Awaveformrecognitionalgorithmwithapatternsimilaritywasusedtoidentifythepulsesignalindrillingfluids．Simulationresultsshowedthatamorphologicalfilteringalgorithmcaneffee—tivelyextractthepulsesignalfrom

8、drillingfluids。thepulsesignalthathassignal-to—noiseratioof2OdBcanbeextracted．Theapplicationofpattern-similaritywaveformrecognitionalgorithmcanrecognizeeffectivelythepulsesignalindrillingfluidsbasedonMancheste