基于2D-VMD的偶极阵列声波测井反射波提取方法

偶极远探测声波测井是利用偶极子阵列声波测井仪器接收到的反射波进行井旁构造成像的测井技术,广泛应用于井周远探测储层评价领域,该技术数据处理的关键是从接收到的声波全波列中分离出反射波并进行成像。目前的反射波分离算法虽然实现了波场分离,但存在直达波和反射波的模态混叠问题,分离后的反射波信号能量损失较大。针对这些问题,基于引入的二维变分模态分解(2D-VMD)建立反射波提取新算法,将原始信号分解为多个具有特定方向和振动特性的固有模态分量,然后选取特定的分量进行重构,实现反射波的分离。采用2D-VMD、中值滤波、F-K变换对模拟和实测数据进行反射波提取。结果表明,相比中值滤波、F-K变换,基于2D-VMD的方法能够在有效压制模式波和随机噪声的同时,准确地提取出完整的反射波信号,最大限度保留反射波的幅度。证明了该方法在偶极阵列声波测井反射波提取中的有效性和优越性。

参数估计法声波远探测反射波提取效果影响因素研究

在声波远探测反射波提取方法中,参数估计法应用效果常受多因素影响。对此,分析提炼出了影响参数估计法应用效果的主控因素,并在不同条件下利用该方法对模拟合成的阵列波形进行反射波提取处理,分别研究了波的衰减规律、波的传播速度、接收器的一致性和阵列波形道数对参数估计法反射波提取效果的影响。结果表明,这4种主控因素对参数估计法反射波提取效果均有一定的影响,其中:衰减规律和波速的准确性对处理效果影响尤为明显,衰减规律与实际的衰减规律差别越大,波形反演法处理效果越差甚至失效,波速存在5%的误差时即会导致大量的干扰模式波的残留;接收器的一致性越差处理效果越差;阵列波形道数越多,提取的反射波信噪比越高。

坑道掘进空间反射波超前探测技术

提出坑道掘进空间的任意炮检对反射波观测系统布置、野外工作方法及其数据处理关键技术。对任意空间炮检对数据处理时,利用τ-p域滤波提取前方界面反射波组,进行射线扫描叠加偏移获得坑道掘进空间的二维地质条件成像结果;根据振幅和极性对异常界面提取,完成对巷道工作面前方地质条件的解释与预报。应用结果表明,反射波超前探测技术系统的空间布置合理,数据采集量大,对掘进坑道前方断层构造及其异常界面的位置探测预报比较准确。

声反射成像测井反射波多道预测反褶积处理方法

采用多道预测反褶积方法对反射波信号进行反褶积处理,充分利用相邻接收器的信息,可以有效对多次波及噪声信号进行压制,尤其适用于声反射成像测井只有8个接收器的情况。通过对数值模拟和实测数据的处理,验证了多道预测反褶积进行声反射成像测井反射波多次波压制的有效性。

AGI-T3在输水隧洞超前地质预报中的应用

针对传统超前地质预报设备造价昂贵、占用施工时间长,数据处理复杂等问题,研究一种高效经济的新型地质预报成像系统AGI-T3,将AGI-T3与TSP203plus用于千岛湖配水工程石毛畈主洞岩体完整性探测,阐述了AGI-T3观测系统布设方式、数据处理流程及与TSP203plus的差异,分析了AGI-T3原始数据特性及岩体破碎区对应的AGI-T3异常特征。结果表明:AGI-T3采用绕射扫描叠加与共反射面元叠加(CRS)相结合的偏移技术进行三维成像,从而避免了动静校正带来的误差。AGI-T3采用F-K滤波与负速度对比扫描相结合的方法拾取反射层,一定程度上提高了三维成像的精度。隧洞实际开挖表明,两种地震反射技术均能较好的反映掌子面前方岩体完整性变化特征,破碎岩体对应AGI-T3异常纵波波速偏低、反射层密集或存在强负反射层面,在TSP成果中表现为波速、密度及静态杨氏模量呈现极小值。AGI-T3探测分辨率较TSP203plus偏低,波速曲线与偏移成果局部一致性较差,但其有效预报范围内对波阻抗显著变化的界面探测灵敏度较高,且地震波激发方式多样化。研究成果作为一种便捷型中长距离预报系统有一定的推广价值。

高分辨率Radon变换及其在声反射成像测井中的应用

声波反射成像测井是利用阵列声波测井的反射波进行井旁构造成像的测井新方法,由于是从滑行波能量较强的阵列声波信号中来获得反射波,因此反射波的提取问题尤为重要,文中采用能使波场更加聚焦的高分辨率Radon变换来提取反射波.分析得出滑行波和反射波到时在阵列数据道情况下表现为线性或近似线性特征,因而采用线性Radon变换方法.首先分析了声反射成像测井不同数据道集的波场几何特征,得出滑行波和反射波在不同道集都表现有不同程度的视速度差异,为反射波提取提供了依据.传统的Radon变换采用的最小二乘法不能使同相轴在Radon域足够聚焦,结合最大熵原理和贝叶斯原理实现了线性高分辨率Radon变换,模型数据处理结果表明后者可以在较复杂条件下提取出期望的波场.采用高阶交错网格有限差分模拟得到软、硬地层声反射成像测井波场,处理结果表明,相对于最小二乘Radon变换,采用高分辨率Radon变换后可以使波场更加聚焦,能提取出高质量的反射波,并能适应不同性质地层,相比于目前应用较多的反射波提取方法,其结果更接近于理论波形.实际数据处理也表明了该方法的有效性和准确性.该方法在声反射成像测井的速度分析、数据道插值以及偶极反射波提取方面有一定潜力,需要进一步研究.

基于应力波频谱图的护栏金属立柱埋深检测法

护栏是公路上最重要的安全设施,金属地埋立柱是其主要承重部位,其埋深直接决定了发生事故时护栏的安全防护作用。应力波反射法作为一种无损检测技术,被广泛应用于结构的尺寸和完整性检测中,而传统应力波反射周期往往依靠人工经验提取。为增加测量的准确性,减小人为因素的影响,提出一种基于图像处理的应力波反射周期提取方法。首先,对采集的反射周期信号进行小波去噪,多重自相关和短时傅里叶变换,得到时频图;然后,对时频图进行边缘检测、二值滤波和列像素平均统计;最后,利用快速傅里叶变换提取统计信号的主频率,再通过主频即可计算相应的应力波反射周期。为验证该方法的有效性,设计了实验模型,并建立了金属地埋桩实验测量平台。实验结果表明,该方法能自动提取应力波反射周期,进而测量金属地埋桩的长度与埋深,测量平均误差小于5%。