一种随钻成像数据处理与传输方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种随钻成像数据处理与传输方法及装置，该装置包括：随钻成像数据测量单元，其随着钻杆旋转一周，测量设定数据量的随钻成像数据；成像数据处理与压缩单元，其对所述设定数据量的随钻成像数据进行矩阵转换并保留转换后的矩阵设定位置的图像变化信息，将其余值舍弃；以及泥浆脉冲器，其通过泥浆脉冲的方式将处理后的矩阵信息发送到地面。本发明专利技术可以有效的将随钻电阻率成像、伽马成像等数据的关键特征提取出来，并传输到地面。

A method and device for data processing and transmission of drilled imaging

The invention discloses a LWD imaging data processing and transmission method and device, the device comprises: LWD imaging data measurement unit, with its rotation a week, LWD imaging data measurement data set; imaging data processing and compression unit, the amount of data set of the LWD imaging data the matrix transformation matrix and keep the converted image information set change position, will abandon the remaining values; and the mud pulse generator, through the mud pulse way transmits the processed matrix information to the ground. The invention can effectively extract the key features of the data such as the drilling resistivity imaging, gamma imaging and the like, and transmit it to the ground.

【技术实现步骤摘要】
一种随钻成像数据处理与传输方法及装置
本专利技术涉及油气开发与勘探领域，具体地用于随钻测量或测井成像数据的数据处理与传输。
技术介绍
随钻测量或测井从井斜、方位、工具面的测量，发展到常规电阻率、伽马、中子密度等的测量，目前正在向电阻率成像、伽马成像发展。随着随钻测量数据的不断丰富，井底的信号如何传输到地面是随钻测井技术的一个关键环节，同时也是制约随钻测井技术发展的“瓶颈”之一。现有技术中泥浆脉冲传输、低频电磁传输是目前工程应用比较可行的传输手段，虽然经过科研人员的不断努力，但是这些技术只能达到几个bit/s的传输速度。此外对随钻测量数据进行压缩是另外一种提高随钻数据传输性能的有效手段。根据解压后数据与原始数据是否一致，数据压缩方法划分为两类：有损压缩和无损压缩。现有技术大多采用无损压缩，主要是在泥浆脉冲编码本身进行编码处理。例如现有技术：专利技术1《CN201310139448.7-一种随钻测井泥浆脉冲传输的数据压缩方法》就是对数据进行一种新的比那编码方式，实现数据的无损压缩，地面接收到数据以后再完全恢复。专利技术2《CN201410532348.5-一种用于随钻测量系统数据压缩的方法》提出了另外一种基于Huffman编码的数据压缩方式。这也是一种无损编码压缩方式。现有的随钻数据处理与传输技术和装置主要针对井斜、方位、工具面的测量，或者常规电阻率、伽马等的测量，这些技术和装置针对都是离散的、单点的数据。面对新型大量的随钻成像数据的处理与传输需求，这些现有技术难以适应大量成像数据的处理和传输。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是需要提供一种能够实现大量随钻成像数据的处理和传输的技术方案。为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种随钻成像数据的井下处理与传输装置，包括：随钻成像数据测量单元，其随着钻杆旋转一周，测量设定数据量的随钻成像数据；成像数据处理与压缩单元，其对所述设定数据量的随钻成像数据进行矩阵转换并保留转换后的矩阵设定位置的图像变化信息，将其余值舍弃；以及泥浆脉冲器，其通过泥浆脉冲的方式将处理后的矩阵信息发送到地面。优选地，所述成像数据处理与压缩单元进一步包括：预处理模块，其对随钻测量到的设定数据量的随钻成像数据进行预处理，转换成图像矩阵；转换模块，其对所述图像矩阵进行离散余弦变换，转换形成系数矩阵；以及矩阵处理模块，其保留所述系数矩阵的左上角部分的图像变化信息，将其他部分系数舍弃。优选地，所述转换模块利用以下表达式将图形矩阵f(x,y)转换形成系数矩阵F(u,v)，式中，x,y,u,v＝0,1,…,N-1，其中N为系数矩阵和图形矩阵的维数，u，v为系数矩阵的行和列，x，y为图形矩阵的行和列；另一方面，还提供了一种随钻成像数据的地面处理装置，包括：泥浆脉冲地面接收单元，其接收通过泥浆脉冲方式传送的经上述任一的随钻成像数据的井下处理与传输装置处理后的矩阵信息；数据解压与恢复单元，其将接收到的矩阵信息中舍弃数值的部分补零恢复成设定维数的系数矩阵，并对所述系数矩阵进行逆变换得到部分信息损失的随钻成像数据；以及随钻成像数据显示单元，其显示所述部分信息损失的随钻成像数据。优选地，所述数据解压与恢复单元对所述设定维数的系数矩阵进行逆离散余弦变换，转换成图像矩阵，并对所述图像矩阵进行处理得到部分信息损失的随钻成像数据。优选地，所述数据解压与恢复单元利用以下表达式来将系数矩阵F(u,v)进行逆离散余弦变换，转换成图像矩阵f(x,y)，式中，x,y,u,v＝0,1,…,N-1，其中N为系数矩阵和图像矩阵的维数，u，v为系数矩阵的行和列，x，y为图形矩阵的行和列；另一方面，还提供了一种随钻成像数据的处理与传输方法，包括：随钻成像数据测量步骤，随着钻杆旋转一周，测量设定数据量的随钻成像数据；成像数据处理与压缩步骤，对所述设定数据量的随钻成像数据进行矩阵转换并保留转换后的矩阵设定位置的图像变化信息，将其余值舍弃；以及泥浆脉冲传输步骤，通过泥浆脉冲的方式将处理后的矩阵信息发送到地面。优选地，在所述成像数据处理与压缩步骤中，进一步包括：预处理步骤，对随钻测量到的设定数据量的随钻成像数据进行预处理，转换成图像矩阵；转换步骤，对所述图像矩阵进行离散余弦变换，转换形成系数矩阵；以及矩阵处理步骤，保留所述系数矩阵的左上角部分的图像变化信息，将其他部分系数舍弃。优选地，还包括：泥浆脉冲地面接收步骤，接收通过泥浆脉冲方式传送的经所述成像数据处理与压缩步骤处理后的矩阵信息；数据解压与恢复步骤，将接收到的矩阵信息中舍弃数值的部分补零恢复成设定维数的系数矩阵，并对所述系数矩阵进行逆变换得到部分信息损失的随钻成像数据；以及随钻成像数据显示步骤，显示所述部分信息损失的随钻成像数据。优选地，在所述数据解压与恢复步骤中，进一步包括：对所述设定维数的系数矩阵进行逆离散余弦变换，转换成图像矩阵，并对所述图像矩阵进行处理得到部分信息损失的随钻成像数据。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：本专利技术实施例提供的随钻成像数据处理与传输方法及装置，可以有效的将随钻电阻率成像、伽马成像等数据的关键特征提取出来，并传输到地面。这些关键特征的数据量比原始的成像数据少很多，对随钻实时数据传输非常有利。在地面的数据处理系统，通过逆变换过程，把这些关键特征数据还原到随钻电阻率成像、伽马成像等图像。这种压缩和传输虽然会造成成像数据的一部分损失，但不影响地质导向中对这些成像数据的应用。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术的技术方案而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。图1是根据本专利技术实施例的随钻成像数据处理与传输装置应用的示意图。图2是根据本专利技术实施例的随钻成像数据的井下处理与传输装置(井下系统)的结构示意图。图3是根据本专利技术实施例的随钻成像数据的地面处理装置(地面系统)100的结构示意图。图4是根据本专利技术实施例的64扇区转换8*8矩阵的示意图。图5是根据本专利技术实施例的随钻成像数据处理与传输方法的流程示意图。图示说明：10：钻头20：钻铤30：随钻(电阻率)成像数据测量单元40：成像数据处理与压缩单元50：泥浆脉冲器60：钻杆70：井筒80：井筒周围地层90：井架100：地面系统具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。现有的随钻数据处理与传输技术对于电阻率成像、伽马成像等这样海量的数据处理远远不够。这些技术都还多是针对常规的电阻率、伽马、中子密度等的测量数据，较少考虑到电阻率成像、伽马成像等成像数据本身的特点，以及实时传输的数据应用的特点。对于实时传输的随钻成像数据，大多用于地质导向，主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随钻成像数据的井下处理与传输装置，包括：随钻成像数据测量单元，其随着钻杆旋转一周，测量设定数据量的随钻成像数据；成像数据处理与压缩单元，其对所述设定数据量的随钻成像数据进行矩阵转换并保留转换后的矩阵设定位置的图像变化信息，将其余值舍弃；以及泥浆脉冲器，其通过泥浆脉冲的方式将处理后的矩阵信息发送到地面。

【技术特征摘要】
1.一种随钻成像数据的井下处理与传输装置，包括：随钻成像数据测量单元，其随着钻杆旋转一周，测量设定数据量的随钻成像数据；成像数据处理与压缩单元，其对所述设定数据量的随钻成像数据进行矩阵转换并保留转换后的矩阵设定位置的图像变化信息，将其余值舍弃；以及泥浆脉冲器，其通过泥浆脉冲的方式将处理后的矩阵信息发送到地面。2.根据权利要求1所述的随钻成像数据的井下处理与传输装置，其特征在于，所述成像数据处理与压缩单元进一步包括：预处理模块，其对随钻测量到的设定数据量的随钻成像数据进行预处理，转换成图像矩阵；转换模块，其对所述图像矩阵进行离散余弦变换，转换形成系数矩阵；以及矩阵处理模块，其保留所述系数矩阵的左上角部分的图像变化信息，将其他部分系数舍弃。3.根据权利要求2所述的随钻成像数据的井下处理与传输装置，其特征在于，所述转换模块利用以下表达式将图形矩阵f(x,y)转换形成系数矩阵F(u,v)，式中，x,y,u,v＝0,1,…,N-1，其中N为系数矩阵和图形矩阵的维数，u，v为系数矩阵的行和列，x，y为图形矩阵的行和列；4.一种随钻成像数据的地面处理装置，包括：泥浆脉冲地面接收单元，其接收通过泥浆脉冲方式传送的经权利要求1～3任一项所述的随钻成像数据的井下处理与传输装置处理后的矩阵信息；数据解压与恢复单元，其将接收到的矩阵信息中舍弃数值的部分补零恢复成设定维数的系数矩阵，并对所述系数矩阵进行逆变换得到部分信息损失的随钻成像数据；以及随钻成像数据显示单元，其显示所述部分信息损失的随钻成像数据。5.根据权利要求4所述的随钻成像数据的地面处理装置，其特征在于，所述数据解压与恢复单元对所述设定维数的系数矩阵进行逆离散余弦变换，转换成图像矩阵，并对所述图像矩阵进行处理得到部分信息损失的随钻成像数据。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪卫宁，曾义金，李新，李三国，米金泰，尹承稷，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11