基于钻井工程的信号处理方法及信号恢复设备技术

本发明专利技术提供了一种基于钻井工程的信号处理方法及信号恢复设备，能够获取传感器发送的第一传感信号并从预存的环境参数集中确定出与所述第一传感信号对应的信号类别所表征的第一目标位置处的第一环境参数以及从第一目标位置到信号恢复设备的第二目标位置的直线路径上的第二环境参数，确定出从第一目标位置处发送的传感信号到达第二目标位置处时的衰减向量，基于确定出的第一泛化因子和第二泛化因子对衰减向量进行加权得到第二加权向量以实现对第一传感信号的第一特征向量的逐一修正，基于逐一修正得到的第二特征向量得到第二传感信号。如此，能够基于钻井内的环境参数对传感信号的衰减情况进行分析以实现对传感信号的恢复和溯源。

【技术实现步骤摘要】
基于钻井工程的信号处理方法及信号恢复设备
本专利技术涉及油气勘探工程中的信号处理
，具体而言，涉及一种基于钻井工程的信号处理方法及信号恢复设备。
技术介绍
在油气勘探工程中，为了确保整个油气勘探工程的安全生产，一般会在钻井内以及钻井设备上设置传感器以实现对整个油气勘探及钻井过程的安全监测。但随着钻井深度的增加，传感器采集的传感信号会出现不同程度的衰减，这会导致信号监测设备接收到的传感信号出现不同程度的误差乃至失真，进而难以确保安全监测的准确性。
技术实现思路
为了改善上述问题，本专利技术提供了一种基于钻井工程的信号处理方法及信号恢复设备。本专利技术实施例的第一方面，提供了一种基于钻井工程的信号处理方法，应用于信号恢复设备，所述方法至少包括：获取至少一个传感器发送的携带有信号类别和信号字符串的第一传感信号，所述信号类别与所述信号字符串一一对应，所述信号类别用于表征所述传感器的安装位置，所述信号字符串为所述传感器在其对应的安装位置处采集到的传感数据，不同安装位置对应的传感数据的字符排列方式和字符类型不同；从预存的环境参数集中确定出与所述至少一个传感器对应的信号类别所表征的第一目标位置处的第一环境参数以及从所述第一目标位置到所述信号恢复设备的第二目标位置的直线路径上的第二环境参数，所述第一目标位置和所述第二目标位置均以世界坐标系为参考确定，所述第一目标位置和所述第二目标位置均为三维坐标，所述环境参数集是所述信号恢复设备周期性地从环境数据收集设备中获取的，所述环境参数集在所述环境数据收集设备中以及在所述信号恢复设备中是实时更新的；根据所述第一环境参数和所述第二环境参数，确定从所述第一目标位置处发送的传感信号到达所述第二目标位置处时的衰减向量，所述衰减向量为多维向量，所述衰减向量中的每个向量值对应不同的衰减因子，所述衰减因子通过所述第一环境参数和所述第二环境参数中的参数类别确定；根据所述第一传感信号的信号类别确定所述衰减向量的第一泛化因子并根据所述第一传感信号的信号字符串中的字符排列方式和字符类型确定所述衰减向量的第二泛化因子，所述第一泛化因子用于表征不同信号类别对应的所述衰减向量中的至少部分第一目标向量值的第一加权值，所述第二泛化因子用于表征不同信号类别对应的所述衰减向量中的至少部分第二目标向量值的第二加权值；基于所述第一泛化因子对所述衰减向量进行第一次加权得到第一加权向量并确定所述第一加权向量与所述衰减向量的相似率，基于所述相似率确定出所述第二泛化因子对应的影响因子，基于所述第二泛化因子以及所述影响因子对所述第一加权向量进行第二次加权得到第二加权向量，所述影响因子用于表征经过第一次加权后所述第二泛化因子对应的至少部分第二目标向量值的变化情况；对所述第一传感信号进行特征提取得到第一特征向量，基于所述第二加权向量对所述第一特征向量中的每个特征向量值进行逐一修正以得到第二特征向量，按照对所述第一传感信号进行特征提取的提取逻辑对所述第二特征向量进行特征还原得到第二传感信号；所述第一特征向量用于表征所述第一传感信号的信号类别以及所述第一传感信号的信号字符串的字符排列方式、字符类型和字符信息的特征分布。在一种可替换的实施方式中，所述根据所述第一环境参数和所述第二环境参数，确定从所述第一目标位置处发送的传感信号到达所述第二目标位置处时的衰减向量，包括：确定所述第一环境参数的第一数据容量以及所述第二环境参数的第二数据容量，通过预设的参数分类规则建立参数分类线程并基于所述第一数据容量与所述第二数据容量的比值将参数分类线程进行分段得到第一参数分类线程和第二参数分类线程，分别为所述第一参数分类线程和所述第二参数分类线程分配第一时间片资源和第二时间片资源；所述第一数据容量和所述第二数据容量用于表征第一环境参数和所述第二环境参数的大小，预设的参数分类规则是基于环境参数的参数类别在所述信号恢复设备中的存储格式得到的，所述第一参数分类线程和所述第二参数分类线程是连续且互相独立的参数分类线程，所述第一时间片资源和所述第二时间片资源用于表征所述第一参数分类线程和所述第二参数分类线程同时开始且同时结束参数分类所需要的所述信号恢复设备的内存资源；分别将所述第一环境参数和所述第二环境参数映射至所述第一参数分类线程和所述第二参数分类线程，基于所述第一时间片资源和所述第二时间片资源同时启动所述第一参数分类线程和所述第二参数分类线程并获取所述第一参数分类线程和所述第二参数分类线程分别输出的第一分类结果和第二分类结果；所述第一分类结果中包括多个第一分类标识，每个第一分类标识与所述第一环境参数中的至少一个第一参数组对应，所述第二分类结果中包括多个第二分类标识，每个第二分类标识与所述第二环境参数中的至少一个第二参数对应；从所述第一分类结果的多个第一分类标识中确定出至少部分第一目标标识并基于所述至少部分第一目标标识从所述第二分类结果中确定出至少部分第二目标标识，所述第一目标标识和所述第二目标标识用于是对传感信号的传输衰减存在影响的环境参数对应的标识；基于所述第一目标标识从所述第一环境参数中确定出至少部分第一目标参数以及基于所述第二目标标识从所述第二环境参数中确定出至少部分第二目标参数；根据所述第一目标参数与所述第二目标参数的关联度将至少部分第一目标参数和至少部分第二目标参数映射至预设的衰减配对列表中以确定出至少部分第一目标参数对应的第一衰减影响数组和至少部分第二目标参数对应的第二衰减影响数组，所述衰减配对列表中包括有不同环境参数对同一传感信号的衰减影响系数，所述衰减影响系数同于表征传感信号在单位长度内的信号衰减的平均幅值；确定出所述第一衰减影响数组中的每个第一衰减影响系数的第一干扰权重以及所述第二衰减影响数组中的每个第二衰减影响系数的第二干扰权重，根据干扰权重的由大到小的顺序对所述第一干扰权重和所述第二干扰权重进行排序得到第一排序序列，并基于所述第一排序序列对所述第一衰减影响系数和所述第二衰减影响系数进行排序得到第二排序序列，根据所述第二排序序列得到所述衰减向量，所述干扰权重用于表征不同衰减影响系数对传感信号产生衰减时产生的衰减叠加或衰减抵消。在一种可替换的实施方式中，所述根据所述第一传感信号的信号类别确定所述衰减向量的第一泛化因子，包括：根据所述第一传感信号的信号类别从所述衰减向量中确定出至少部分第一目标向量值，所述第一目标向量值对应的向量维度标识与所述第一传感信号的信号类别对应的类别标识之间的匹配度大于设定值，所述向量维度标识和所述类别标识在所述信号恢复设备中以二进制码的形式进行存储，所述匹配度通过所述向量维度标识和所述类别标识在相同码位上的二进制数值以及连续相同的二进制数值串分别在所述向量维度标识和所述类别标识中的占比得到；确定所述第一传感信号的信号类别对应的信号穿透率，所述信号穿透率用于表征传感信号穿过障碍物时的幅值衰减程度，确定至少部分第一目标向量值中的每个第一目标向量值与所述信号穿透率之间的关联系数，所述关联系数用于表征每个第一目标向量值至与所述信号穿透率之间的关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于钻井工程的信号处理方法，其特征在于，应用于信号恢复设备，所述方法至少包括：/n获取至少一个传感器发送的携带有信号类别和信号字符串的第一传感信号，所述信号类别与所述信号字符串一一对应，所述信号类别用于表征所述传感器的安装位置，所述信号字符串为所述传感器在其对应的安装位置处采集到的传感数据，不同安装位置对应的传感数据的字符排列方式和字符类型不同；/n其中，所述安装位置包括：/n钻井设备的钻杆位置处、油气管道的管壁处以及已勘探钻井的设定深度位置处；/n从预存的环境参数集中确定出与所述至少一个传感器对应的信号类别所表征的第一目标位置处的第一环境参数以及从所述第一目标位置到所述信号恢复设备的第二目标位置的直线路径上的第二环境参数，所述第一目标位置和所述第二目标位置均以世界坐标系为参考确定，所述第一目标位置和所述第二目标位置均为三维坐标，所述环境参数集是所述信号恢复设备周期性地从环境数据收集设备中获取的，所述环境参数集在所述环境数据收集设备中以及在所述信号恢复设备中是实时更新的；/n根据所述第一环境参数和所述第二环境参数，确定从所述第一目标位置处发送的传感信号到达所述第二目标位置处时的衰减向量，所述衰减向量为多维向量，所述衰减向量中的每个向量值对应不同的衰减因子，所述衰减因子通过所述第一环境参数和所述第二环境参数中的参数类别确定；/n根据所述第一传感信号的信号类别确定所述衰减向量的第一泛化因子并根据所述第一传感信号的信号字符串中的字符排列方式和字符类型确定所述衰减向量的第二泛化因子，所述第一泛化因子用于表征不同信号类别对应的所述衰减向量中的至少部分第一目标向量值的第一加权值，所述第二泛化因子用于表征不同信号类别对应的所述衰减向量中的至少部分第二目标向量值的第二加权值；/n基于所述第一泛化因子对所述衰减向量进行第一次加权得到第一加权向量并确定所述第一加权向量与所述衰减向量的相似率，基于所述相似率确定出所述第二泛化因子对应的影响因子，基于所述第二泛化因子以及所述影响因子对所述第一加权向量进行第二次加权得到第二加权向量，所述影响因子用于表征经过第一次加权后所述第二泛化因子对应的至少部分第二目标向量值的变化情况；/n对所述第一传感信号进行特征提取得到第一特征向量，基于所述第二加权向量对所述第一特征向量中的每个特征向量值进行逐一修正以得到第二特征向量，按照对所述第一传感信号进行特征提取的提取逻辑对所述第二特征向量进行特征还原得到第二传感信号；所述第一特征向量用于表征所述第一传感信号的信号类别以及所述第一传感信号的信号字符串的字符排列方式、字符类型和字符信息的特征分布。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于钻井工程的信号处理方法，其特征在于，应用于信号恢复设备，所述方法至少包括：
获取至少一个传感器发送的携带有信号类别和信号字符串的第一传感信号，所述信号类别与所述信号字符串一一对应，所述信号类别用于表征所述传感器的安装位置，所述信号字符串为所述传感器在其对应的安装位置处采集到的传感数据，不同安装位置对应的传感数据的字符排列方式和字符类型不同；
其中，所述安装位置包括：
钻井设备的钻杆位置处、油气管道的管壁处以及已勘探钻井的设定深度位置处；
从预存的环境参数集中确定出与所述至少一个传感器对应的信号类别所表征的第一目标位置处的第一环境参数以及从所述第一目标位置到所述信号恢复设备的第二目标位置的直线路径上的第二环境参数，所述第一目标位置和所述第二目标位置均以世界坐标系为参考确定，所述第一目标位置和所述第二目标位置均为三维坐标，所述环境参数集是所述信号恢复设备周期性地从环境数据收集设备中获取的，所述环境参数集在所述环境数据收集设备中以及在所述信号恢复设备中是实时更新的；
根据所述第一环境参数和所述第二环境参数，确定从所述第一目标位置处发送的传感信号到达所述第二目标位置处时的衰减向量，所述衰减向量为多维向量，所述衰减向量中的每个向量值对应不同的衰减因子，所述衰减因子通过所述第一环境参数和所述第二环境参数中的参数类别确定；
根据所述第一传感信号的信号类别确定所述衰减向量的第一泛化因子并根据所述第一传感信号的信号字符串中的字符排列方式和字符类型确定所述衰减向量的第二泛化因子，所述第一泛化因子用于表征不同信号类别对应的所述衰减向量中的至少部分第一目标向量值的第一加权值，所述第二泛化因子用于表征不同信号类别对应的所述衰减向量中的至少部分第二目标向量值的第二加权值；
基于所述第一泛化因子对所述衰减向量进行第一次加权得到第一加权向量并确定所述第一加权向量与所述衰减向量的相似率，基于所述相似率确定出所述第二泛化因子对应的影响因子，基于所述第二泛化因子以及所述影响因子对所述第一加权向量进行第二次加权得到第二加权向量，所述影响因子用于表征经过第一次加权后所述第二泛化因子对应的至少部分第二目标向量值的变化情况；
对所述第一传感信号进行特征提取得到第一特征向量，基于所述第二加权向量对所述第一特征向量中的每个特征向量值进行逐一修正以得到第二特征向量，按照对所述第一传感信号进行特征提取的提取逻辑对所述第二特征向量进行特征还原得到第二传感信号；所述第一特征向量用于表征所述第一传感信号的信号类别以及所述第一传感信号的信号字符串的字符排列方式、字符类型和字符信息的特征分布。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一环境参数和所述第二环境参数，确定从所述第一目标位置处发送的传感信号到达所述第二目标位置处时的衰减向量，包括：
确定所述第一环境参数的第一数据容量以及所述第二环境参数的第二数据容量，通过预设的参数分类规则建立参数分类线程并基于所述第一数据容量与所述第二数据容量的比值将参数分类线程进行分段得到第一参数分类线程和第二参数分类线程，分别为所述第一参数分类线程和所述第二参数分类线程分配第一时间片资源和第二时间片资源；所述第一数据容量和所述第二数据容量用于表征第一环境参数和所述第二环境参数的大小，预设的参数分类规则是基于环境参数的参数类别在所述信号恢复设备中的存储格式得到的，所述第一参数分类线程和所述第二参数分类线程是连续且互相独立的参数分类线程，所述第一时间片资源和所述第二时间片资源用于表征所述第一参数分类线程和所述第二参数分类线程同时开始且同时结束参数分类所需要的所述信号恢复设备的内存资源；
分别将所述第一环境参数和所述第二环境参数映射至所述第一参数分类线程和所述第二参数分类线程，基于所述第一时间片资源和所述第二时间片资源同时启动所述第一参数分类线程和所述第二参数分类线程并获取所述第一参数分类线程和所述第二参数分类线程分别输出的第一分类结果和第二分类结果；所述第一分类结果中包括多个第一分类标识，每个第一分类标识与所述第一环境参数中的至少一个第一参数组对应，所述第二分类结果中包括多个第二分类标识，每个第二分类标识与所述第二环境参数中的至少一个第二参数对应；
从所述第一分类结果的多个第一分类标识中确定出至少部分第一目标标识并基于所述至少部分第一目标标识从所述第二分类结果中确定出至少部分第二目标标识，所述第一目标标识和所述第二目标标识用于是对传感信号的传输衰减存在影响的环境参数对应的标识；
基于所述第一目标标识从所述第一环境参数中确定出至少部分第一目标参数以及基于所述第二目标标识从所述第二环境参数中确定出至少部分第二目标参数；根据所述第一目标参数与所述第二目标参数的关联度将至少部分第一目标参数和至少部分第二目标参数映射至预设的衰减配对列表中以确定出至少部分第一目标参数对应的第一衰减影响数组和至少部分第二目标参数对应的第二衰减影响数组，所述衰减配对列表中包括有不同环境参数对同一传感信号的衰减影响系数，所述衰减影响系数同于表征传感信号在单位长度内的信号衰减的平均幅值；
确定出所述第一衰减影响数组中的每个第一衰减影响系数的第一干扰权重以及所述第二衰减影响数组中的每个第二衰减影响系数的第二干扰权重，根据干扰权重的由大到小的顺序对所述第一干扰权重和所述第二干扰权重进行排序得到第一排序序列，并基于所述第一排序序列对所述第一衰减影响系数和所述第二衰减影响系数进行排序得到第二排序序列，根据所述第二排序序列得到所述衰减向量，所述干扰权重用于表征不同衰减影响系数对传感信号产生衰减时产生的衰减叠加或衰减抵...

【专利技术属性】
技术研发人员：周红，
申请(专利权)人：周红，
类型：发明
国别省市：山东;37