基于压缩感知的井下振动高频测量方法研究

来源：电子测量技术杂志2024年第6期北京时间：

作者：方昕，沈澜，李飞，吕方兴

单位：1.西安石油大学计算机学院 西安 710065; 2.西安市油气及新能源开发装备智能化重点实验室 西安 710065; 3.西安石油大学电子工程学院 西安 710065

摘要：井下振动信号的高频测量信息能记录有关钻具动态响应的更具体细节，有益于分析诊断井下的异常振动，但是高频测量会产生大量的测量数据，导致井下振动测量设备的数据存储压力非常大。本文提出了一种基于压缩感知技术的井下振动信号的高频测量方法。通过选择性稀疏采集和存储井下振动数据，并利用信号重构算法，恢复高频测量结果。在该方法实现的过程中，提出一种分层抗频谱泄露的傅里叶字典构建和改进的分层追踪OMP信号重构算法，显著降低了信号重构时间。仿真和实验测试结果表明：该方法对振动信号的压缩感知采集效果较好，系统压缩比为18.9，重构分贝误差为52.1 dB。该方法有效减轻了井下振动测量设备的数据存储压力，为获取井下振动的高频测量数据提供了一种新途径。

关键词：压缩感知;井下振动;稀疏字典

基金资助：国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点项目（U20B2029）、国家重点研发计划项目（2023YFC2810902）、陕西自然科学基金青年项目（2023-JC-QN-0405）、陕西省秦创原“科学家+工程师”团队（2022KXJ-125）、陕西省高校青年创新团队（2022-ZNDXZJ）、西安石油大学科研创新团队（2022KYCXTD01）资助、西安石油大学研究生创新训练项目（YCS23215358）资助