井下工程信号处理方法的研究

论文摘要

由于井下工作条件和背景复杂,导致干扰严重,如何消除各种干扰信号,提高井下工程信号的信噪比是井下工程勘探所要解决的一项主要任务。本文对井下工程信号处理的方法进行了研究。小波变换是一种新型的数学分析工具,是80年代后期迅速发展起来的数据处理方法。小波变换具有多分辨率的特点,在时域和频域都具有表征信号局部特征能力,适合分析非平稳信号,可以在不同尺度下观察信号。小波分析的理论和方法在信号处理、图像处理、语音处理、模式识别、量子物理等领域得到越来越广泛的应用,它被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。本文结合实际数据处理的结果详细分析了小波变换在信号处理中的应用。本文主要介绍了小波模极大值去噪方法、阈值去噪方法应用以及在其他信号处理中的应用。通过应用处理结果的显示和分析,得出小波变换在信号处理过程起着十分重要的作用。本文分别使用小波模极大值去噪方法对井下钻压信号进行了处理,使用小波阈值去噪方法对扭矩信号进行了处理,使用小波模极大值去噪方法和小波阈值去噪方法同时对弯矩信号进行了处理。结合两种方法的侧重点不同,通过大量处理结果分析,提出了相对于井下工程信号的处理选择模极大值去噪处理能得到更好的结果。本文选取对井下工程信号中的钻压信号进行了频谱分析和特征分析,并通过MATLAB显示出小波变换处理前后钻压信号的频谱图和功率谱密度图。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 国内外数据处理发展现状
• 1.3 论文研究的主要内容
• 第2章 井下工程参数及随钻测量技术
• 2.1 随钻测量技术
• 2.1.1 随钻测量技术的原理及其分类
• 2.1.2 国内外随钻测量技术的发展和应用
• 2.2 井下工程参数
• 第3章 信号处理方法研究
• 3.1 傅里叶变换
• 3.2 短时傅里叶变换
• 3.3 小波变换
• 3.3.1 母小波函数
• 3.3.2 连续小波变换
• 3.3.3 离散小波变换
• 3.3.4 连续小波变换的性质
• 3.3.5 常用的小波基函数
• 3.3.6 多分辨率分析
• 3.4 三种常见信号处理方法的比较
• 3.5 本章小结
• 第4章 小波变换在信号处理中的实际应用
• 4.1 小波模极大值去噪方法研究
• 4.1.1 小波变换与Lipschitz指数
• 4.1.2 高斯白噪声的模极大值传播特性
• 4.1.3 小波模极大值去噪算法
• 4.1.4 模极大值去噪结果显示
• 4.2 小波阈值去噪方法研究
• 4.2.1 阈值的选取
• 4.2.2 阈值函数的选取
• 4.2.3 小波阈值去噪算法
• 4.2.4 阈值去噪结果显示
• 4.3 小波变换在信号处理中的其他应用
• 4.3.1 信号发展趋势的识别
• 4.3.2 信号抑制与衰减
• 4.3.3 信号的奇异性检测
• 4.3.4 信号的压缩
• 4.4 本章小结
• 第5章 井下工程信号的处理与分析
• 5.1 实验概况
• 5.2 井下随钻测试信号的小波处理
• 5.2.1 对钻压数据进行小波处理分析
• 5.2.2 对扭矩数据进行小波处理分析
• 5.2.3 对弯矩数据进行小波处理分析
• 5.3 频谱分析及信号的数字特征
• 5.3.1 对井下工程钻压信号进行频谱分析
• 5.3.2 对井下工程钻压信号进行特征值分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文