發(fā)布時(shí)間：2018-04-24 20:09

  本文選題：動(dòng)液面 + 檢測(cè)��； 參考：《西安石油大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：油井動(dòng)液面深度的準(zhǔn)確檢測(cè)對(duì)于提高采油效率具有重要意義。目前主流的回波法存在發(fā)聲裝置不夠安全可靠和液面反射波難以辨識(shí)的缺陷,還不能較好地滿足油田的開(kāi)采要求。賈威等人提出了基于管柱聲場(chǎng)模型的油井動(dòng)液面檢測(cè)方法,為復(fù)雜油井動(dòng)液面深度檢測(cè)提供了一種新的途徑。本文在此新方法的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步研究,提高了檢測(cè)精度。首先,對(duì)共振模型進(jìn)行改進(jìn),建立了相鄰兩階共振頻率的間距(35)f與動(dòng)液面深度的數(shù)學(xué)模型,有效避免了辨識(shí)nf的階數(shù)n的問(wèn)題。其次,油田生產(chǎn)中瞬間脈沖聲波可激發(fā)油井套管中空氣柱共振,但共振聲波能量衰減嚴(yán)重,非常不利于檢測(cè)。針對(duì)這一缺陷,采用連續(xù)白噪聲的發(fā)聲方式,可激發(fā)井下空氣柱產(chǎn)生多階頻率的共振;且通過(guò)在井口連續(xù)發(fā)聲,可不停地給井下的共振聲波補(bǔ)充能量。再次,針對(duì)共振聲波中包含大量的隨機(jī)白噪聲、各種障礙物的反射聲波和井下電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機(jī)械噪聲,提出了一種基于Welch功率譜估計(jì)的頻譜FFT方法,可極大地消除噪聲的干擾,準(zhǔn)確方便地提取出了共振諧波的頻率差。此外,針對(duì)FFT變換中由于頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)導(dǎo)致頻率值存在誤差的問(wèn)題,研究了目前國(guó)內(nèi)外經(jīng)典常用的插值FFT算法。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有算法的校正精度不夠穩(wěn)定且與頻率偏差存在很大關(guān)系。提出了一種改進(jìn)的迭代插值算法,校正精度高有了進(jìn)一步提高。利用此方法對(duì)Welch功率譜估計(jì)的FFT結(jié)果進(jìn)行校正,進(jìn)一步提高了動(dòng)液面的檢測(cè)精度。最后,將以上信號(hào)處理的方法用于模擬井下套管的管道長(zhǎng)度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中,130米內(nèi)管道長(zhǎng)度的檢測(cè)誤差在0.5米以?xún)?nèi),驗(yàn)證了課題信號(hào)處理方法的可行性。
[Abstract]:It is very important to measure the depth of moving level of oil well to improve the oil recovery efficiency. At present, the mainstream echo method has some defects such as the sound generating device is not safe and reliable, and the reflection wave of liquid surface is difficult to identify, so it can not meet the requirements of oilfield exploitation. Javert et al put forward a new method of oil well moving level detection based on pipe string sound field model, which provides a new way for the detection of moving liquid level depth in complex oil wells. Based on the new method, the detection accuracy is improved. Firstly, the resonance model is improved, and the mathematical model of the distance between the adjacent two order resonance frequencies and the depth of the moving liquid surface is established, which effectively avoids the problem of identifying the order n of the nf. Secondly, the instantaneous pulse acoustic wave can excite the hollow gas column resonance in the oil well casing, but the acoustic energy of the resonance sound wave attenuates seriously, which is very unfavorable to the detection. In order to solve this problem, continuous white noise can be used to excite the resonance of multiple frequencies in underground air column, and by continuously producing sound at the well head, it can continuously replenish the energy of resonance acoustic wave in the well. Thirdly, a frequency spectrum FFT method based on Welch power spectrum estimation is proposed, which includes a large number of random white noise, reflected acoustic waves from various obstacles and mechanical noise generated by underground motor operation. The noise interference can be eliminated greatly and the frequency difference of resonance harmonics can be extracted accurately and conveniently. In addition, in order to solve the problem of frequency error caused by spectrum leakage and fence effect in FFT transform, the classical interpolation FFT algorithm is studied at home and abroad. Through analysis, it is found that the correction accuracy of the existing algorithms is not stable and has a great relationship with the frequency deviation. An improved iterative interpolation algorithm is proposed, and the correction accuracy is further improved. This method is used to correct the FFT results of Welch power spectrum estimation, and the detection accuracy of moving liquid surface is further improved. Finally, the above signal processing method is used to simulate the detection error of the pipe length within 130 meters in the experiment of the downhole casing. The feasibility of the signal processing method is verified.
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TE938

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本文編號(hào)：1798040