一种双层管柱电涡流信号去噪方法、系统及处理终端技术方案

本发明专利技术公开了一种双层管柱电涡流信号去噪方法、系统、处理设备及计算机存储介质，涉及信号去噪技术领域，包括：读取双层管柱电涡流检测信号，建立混合噪声模型；判定当前工作模式，若当前工作模式为训练模式，则读取不同深度和温度的涡流信号和无噪声涡流信号，构成训练集信号；对训练集信号进行预处理去除信号增益；设置去噪适应度函数，读取寻优参数、寻优参数搜索范围上、下边界向量；基于改进的海洋捕食者优化算法得到最优混合噪声模型；工作模式切换为识别模式，则读取待测去噪涡流信号，根据获得的最优混合噪声模型，拟合不同温度和深度下混合噪声；将去除增益后的待去噪涡流信号减去拟合得到的混合噪声，输出去噪后的双层管柱电涡流信号。柱电涡流信号。柱电涡流信号。

【技术实现步骤摘要】
一种双层管柱电涡流信号去噪方法、系统及处理终端


[0001]本专利技术涉及信号去噪
，尤其涉及一种双层管柱电涡流信号去噪方法、系统、处理终端及计算机存储介质。

技术介绍

[0002]随着社会工业的发展，人们面临石油资源枯竭和环境污染等问题。因天然气具有储量多、价格便宜和排放污染小等优点，已成为21世纪的主要清洁能源。据统计，2020年全年我国的天然气消耗量约为3200亿立方米，同比增长5.3％。我国对天然气的需求程度大，因此国家对天然气的勘探和开发十分重视。
[0003]以我国位于四川省达州市宣汉县普光镇的普光气田为例，其是中国目前发现的最大规模海相整装高含硫气田，是我国“川气东输”的主要气源，其2020年平均每天产出量超过9万立方米。但是普光气田在开采过程中由于受到盐膏岩蠕变、人为操作不当等原因，容易导致由内层油管和外层套管组成的双层管柱发生形变。为了保证天然气开采的安全性，需要第一时间检测外层套管，及时发现套管的形变程度。由于普光气田井下环境复杂，并且油套管材料特殊，因此只能采用电涡流无损检测技术，分析可穿透内层油管对外层套管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层管柱电涡流信号去噪方法，其特征在于，所述方法包括：读取双层管柱电涡流检测信号，建立混合噪声模型；判定当前工作模式，所述工作模式包括：训练模式和识别模式；若当前工作模式为训练模式，则读取不同深度和温度的涡流信号和无噪声涡流信号，构成训练集信号；对所述训练集信号进行预处理，去除信号增益；设置去噪适应度函数，读取寻优参数、寻优参数搜索范围上边界向量和下边界向量；基于改进的海洋捕食者优化算法，得到最优混合噪声模型；工作模式切换为识别模式，则读取待测去噪涡流信号，对待测去噪涡流信号进行预处理，去除信号增益；根据获得的最优混合噪声模型，拟合不同温度和深度下的混合噪声；将去除增益后的待去噪涡流信号减去拟合得到的混合噪声，得到和输出去噪后的双层管柱电涡流信号。2.根据权利要求1所述的双层管柱电涡流信号去噪方法，其特征在于，所述混合噪声模型，包括：偏心噪声、温度噪声、电磁噪声、提离噪声。3.根据权利要求2所述的双层管柱电涡流信号去噪方法，其特征在于，所述建立混合噪声模型，包括：步骤3.1由于超深、高含硫、高压、复杂山地气田使用的油套管为双层管柱，内层油管呈弱磁性，并且在使用过程中受到岩层蠕变等地质运动发生偏移，使电涡流检测信号呈现线性偏移，产生偏心噪声，考虑到油管偏移情况会随着深度增大或减小，因此,令表示偏心噪声,由偏移引起偏心噪声为：其中，表示偏心噪声，表示偏心影响权重系数向量，表示深度h去除增益后的11个时间采样点涡流数据向量，h表示深度；步骤3.2气田井长可达几千米，随着深度的增加，井下温度随之下降，考虑到温度会影响电涡流检测探头检测线圈电阻，从而影响输出的电涡流检测信号，且温度与检测线圈的电阻关系近似线性变化，因此，令表示深度h下电涡流数据的温度噪声向量，由温度变化引起的温度噪声为：其中，表示深度h下电涡流数据的温度噪声向量，T表示温度，表示温度影响的权重系数向量，表示温度噪声模型偏差补偿；步骤3.3电涡流探伤仪对气田井下双层管柱进行测量时，其出现的电流不平衡会引起双层管柱内部空气振动，产生服从高斯分布的电磁噪声,同时在电涡流探伤仪垂直上降检测过程中，发生机械抖动，与检测面之间的距离发生变化，从而导致检测探头与检测面之间的互感磁场发生变化，并呈现周期性上下抖动变化，产生提离噪声；由于电磁噪声与提离噪
声与深度与温度的变化无关，都属于随机噪声，呈现波动现象，且相较于偏心噪声和温度噪声，其噪声数值较少，影响较小，因此令表示电磁噪声和提离噪声等其他噪声；步骤3.4电涡流噪声由偏心噪声、温度噪声、电磁噪声、提离噪声四种噪声组成，可表示为:其中，表示深度h下的混合噪声；步骤3.5根据步骤3.1至步骤3.4所述内容，建立包括偏心噪声、温度噪声、电磁噪声、提离噪声四种噪声的混合噪声模型，即：其中，表示混合噪声，H表示最大深度，表示深度h去除增益后的电涡流信号，表示经过预处理后的无噪声涡流数据向量。4.根据权利要求3所述的双层管柱电涡流信号去噪方法，其特征在于，对所述训练集信号进行预处理，去除信号增益；包括：读取增益矩阵向量依据对训练集的信号进行预处理，去除训练集中信号的增益；其中，表示深度h的电涡流信号，
·
表示点乘，表示增益矩阵向量。5.根据权利要求4所述的双层管柱电涡流信号去噪方法，其特征在于，所述设置去噪适应度函数，读取寻优参数、寻优参数搜索范围上边界向量和下边界向量，包括：设置去噪适应度函数λ；读取需要寻优的参数参数搜索范围的上边界向量和各个参数搜索范围的下边界向量范围的下边界向量其中，λ表示去噪适应度函数。6.根据权利要求5所述的双层管柱电涡流信号去噪方法，其特征在于，所述基于改进的海洋捕食者优化算法，得到最优混合噪声模型，包括：步骤6.1令猎物表示参数的一种可能解，所有猎物组成猎物矩阵为[X1；X2；...X
j
；...,X
N
]，其中N表示表示猎物的最大数量，初始化N个猎物，初始化精英矩阵、
最大迭代次数C
max
和当前迭代次数C＝1，计算当前猎物矩阵中所有猎物代入适应度函数，将适应度函数最小的猎物作为最优猎物，其复制N次，构成精英矩阵数，将适应度函数最小的猎物作为最优猎物，其复制N次，构成精英矩阵其中，表示各个参数搜索范围的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘半藤，陈友荣，金合丽，周莹，任条娟，
申请(专利权)人：浙江树人学院浙江树人大学，
类型：发明
国别省市：