电成像及阵列声波资料处理流程
声学成像方法与制作流程
图片简介:本技术涉及的是一种声学成像方法，解决了一般噪声检测需要较大算力，且不能进行调整以适应不同算力条件系统的问题，包括以下步骤：通过麦克风采集原始音频数据；对原始音频数据进行数据处理，得到声源强度分布图；通过摄像头采集图像信息；将声源强度分布图与图像信息融合得到声学成像图片。
本技术的有益效果是：通过声源强度分布图与拍摄图像的结合实现声音强度可视化、具体化；采用修正矩阵校准修正声源强度分布矩阵的计算偏差，排出不必要的干扰使结果更为精确；将高倍插值处理放于FFT处理之后，减轻了算力压力，同时也保证了分辨率；精简优化的流程使用小型轻量的载体装置也可实现，能够适用更多的应用场景。
技术要求1.一种声学成像方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过麦克风采集N个通道原始音频数据；S2：对原始音频数据进行数据处理，得到声源强度分布图；数据处理包括以下步骤：S21：对N个通道原始音频数据进行长度为K的FFT计算，得到N路FFT数据组成N*K维复数矩阵X’；S22：对复数矩阵X’进行二次处理，得到声源强度分布矩阵Q；S23：对声源强度分布矩阵Q进行校准修正得到矩阵W；S24：对矩阵W进行高倍插值处理得到声源强度分布矩阵E；S25：对声源强度分布矩阵E进行变换得到声源强度分布图；S3：通过摄像头采集图像信息；S4：将声源强度分布图与图像信息融合得到声学成像图片。
2.根据权利要求1所述的一种声学成像方法，其特征在于，所述步骤S22中的二次处理包括以下步骤：S31：设定频率范围；S32：按照设定频率范围，从复数矩阵X’中抽取部分数据组成N*k维复数矩阵X，其中k<=K/2；S33：根据麦克风阵列的阵型设定阵列导向矢量，按照设定频率范围，从阵列导向矢量选取对应的权值组成权值矩阵W，将不同的权值分别同复数矩阵X进行点乘，得到RES个矩阵W.*X，对每个矩阵按行求和sum（W.*X），得到RES个1*k维向量，对每个向量求范数，得到RES个数据结果，RES个数据结果为声源强度分布矩阵Q，其中阵列导向量为根据麦克风阵列结构实现生成的常量，为复数，包括RES*N*K个数据，RES为约定的常数，表示声源前度图片的分辨率。
声学成像方法与制作流程
声学成像方法与制作流程声学成像是利用声波传播的特性来获取目标物体的空间位置和形态信息的一种方法。
声学成像方法主要包括声波传播、信号处理和图像重建三个步骤，其制作流程包括数据采集、数据处理和图像重建等多个步骤。
声波传播是声学成像的基础，可以通过超声波或声纳等声源发出声波信号，并通过材料的声学特性（如声速、衰减等）将声波传播至目标物体。
声波经过目标物体会发生反射、散射和衍射等现象，这些现象可以被接收器接收到并转化为电信号。
为了获得高质量的声学成像图像，需要在实验设计中考虑声源的频率、幅度、方向和接收器的位置、灵敏度等因素。
信号处理是将收集到的声波信号进行预处理和特征提取的过程。
首先，需要对采集到的声波信号进行放大、滤波和特定频段的选择，以提高信噪比和对目标物体的敏感性。
然后，通过信号处理算法对信号进行时域和频域分析，提取目标物体的特征信息。
图像重建是将信号处理后的声波数据转化为图像的过程。
常用的图像重建方法包括传统的B超成像、M超成像和现代的医学声学成像方法（如超声传递成像、光声成像等）。
在图像重建过程中，需要根据声波信号传播的特性建立合适的成像模型，利用成像算法对声波数据进行重建。
整个声学成像的制作流程一般包括数据采集、数据处理和图像重建三个步骤。
首先，需要选择合适的声源和接收器进行数据采集，将声波信号转化为电信号并记录下来。
这一步骤需要根据声学成像的目的和要求进行实验设计，包括声源的特性选择和设置、接收器的位置和灵敏度选择等。
然后，对采集到的声波信号进行数据处理，包括信号放大、滤波和特定频段的选择等。
信号处理的目的是提高信噪比和对目标物体的敏感性，以便后续的图像重建。
最后，利用成像算法对信号处理后的数据进行图像重建。
具体的图像重建方法可以根据声波传播的特性和成像需求选择，如使用B超成像算法对数据进行二维或三维成像，或者使用光声成像等现代医学声学成像方法进行图像重建。
总之，声学成像是一种利用声波传播特性获取目标物体空间位置和形态信息的方法。
电成像XRMI操作手册
第一章概述 (3)1。
适用岗位及要求 (3)2。
相关HSE要求 (3)3。
主要技术参数 (3)第二章现场测井工作流程 (6)2.1 现场施工步骤 (6)2.2测井仪器连接 (7)2。
3地面系统连线及开关设置 (7)2.3.1 DIMP面板开关设置 (7)2。
3。
2 TPS电源面板开关设置 (8)2。
3.3 ELGAR万能电源面板开关设置 (10)2。
3.4 DIMP和TPS、SDDP连线 (12)2。
3.5 SDDP独立深度面板和5700 I/O板连线 (13)2。
3。
6 SDDP独立深度面板开关及背板接头 (13)2.3.7 SDDP独立深度面板参数设置 (14)2。
4 测井软件操作 (17)2。
4。
1笔记本和地面系统通讯检查 (17)2。
4.2 CLASS测井软件操作 (18)2。
4.3仪器工作状态检查 (25)2.4.4极板和井径刻度 (30)2。
4。
5 井下张力主刻度 (32)2.4.6XRMI内置导航包刻度 (33)2.4。
7井口吊零检查 (34)2。
4。
8下井测量 (35)2。
4.9测井时曲线滚动显示窗口及边界比例设置 (39)第三章探头机械部分下井前检查 (46)第四章测后处理常用软件介绍 (48)4。
1Editor数据编辑 (48)点击应用桌面上的DESKTOP图标，进入下图界面 (48)4。
2CLS Merge曲线拼接 (51)4。
3 MathPack曲线编辑 (53)4。
3.1 数值加减乘除运算处理 (53)4。
3.2 曲线滤波处理 (55)4。
4 Geoload文件格式转换 (57)第五章井常见故障处理 (60)5。
1 地面系统与仪器通讯连接错误 (60)5.2 地面系统W2无输出电压 (62)5。
3 供电或发射后极板无信号 (63)5。
3。
1 从探头上拆卸安装极板操作： (63)5.3。
2 安装极板过程与拆卸极板是相反的流程 (69)5.4更换极板连接线 (70)5.5 发出发射指令后极板无发射电压或回路电压EMEXR较低 (75)5。
阵列声波
文昌9－1－1井纵波幅度在含气层段明显衰减
文昌9－1－2井在水层段纵波幅度的响应特征
KL2井声波法识别油气
丽水3-6-12井气层上的声波测井效果
5.3 缝洞性储层评价
用斯通利波反射波评价裂缝
具有裂缝和溶洞的碳酸盐地层
GR Delay Stoneley Perm
0 (ms) 1.5
数字阵列声波测井(DAC)质量验收标准
图面清晰，图头数据齐全、准确 要求原图的图面、波形、曲线、字迹清晰可辨；图头数
据填写齐全、准确，备注栏中应注明仪器的测量方式。 原图应标明所回放波列的名称、刻度范围及单位。 设备数据齐全, 原图应附上实测的仪器结构图。 回放纵波时差、测速、张力等曲线,以便检查套管内声波时 差值、测速情况 磁带带头信息 (包括波列个数、发射器号、接收器号，采样 时间间隔、采样点数等)记录齐全、准确。 重复性检查
0.01 (md) 100
0
300 Shift 150 (Hz) 0
NMR Perm
Porosity
0.01 (md) 100
0 (%) 10
Raw Ref Coef
0
0.2
Proc
Ref Coef
Acoustic Image
5750 DEPTH 5700
5.4 超压层的声波响应
用声波时差估算超压层段的流体压力
数字阵列声波测井仪 DAC
2( 单极) 9
1-15
2 12( 单极)
1-20 0. 5 6. 0
13. 5
3. 5 ( Sembl ance 处理) 0. 5 ( 首至检测)
4. 5-21
3. 75
400
20000 612
阵列声波处理流程共101页文档
阵列声波处理流程
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学ห้องสมุดไป่ตู้没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
声阵列成像原理
声阵列成像原理声阵列成像技术的原理基于声波在空间中的传播和波束形成的原理。
当一个声源发出信号时，声波会在空间中传播，并被多个声音传感器接收。
因为声波在传播过程中会遇到障碍物的干扰和衰减，不同位置的声音传感器接收到的信号强度和相位都会有所不同。
通过对接收到的声音信号进行处理和分析，可以获得目标的位置和方位信息。
在声阵列成像技术中，通常会使用一组密集排列的声音传感器阵列，这些传感器可以是麦克风、声纳传感器或其他声音接收设备。
由于声波的传播速度和频率特性的不同，不同的声波传感器可能对不同频率的声波具有不同的响应特性。
因此，在使用声阵列进行成像时，需要对不同传感器的响应特性进行校正和匹配，以获得准确的成像结果。
声阵列成像的核心技术是波束形成，它是一种通过将声波信号的相位和幅度进行调控，使得声波在特定方向上形成一个准直的波束，从而增强目标声音信号的接收强度。
波束形成的过程包括两个主要步骤：波前匹配和波束形成。
波前匹配是指对接收到的声波信号进行幅度和相位的调整，使得信号在传感器阵列中的每个点上具有相同的相位。
这样可以将多个传感器接收到的信号合成为一个相干的波前。
波前匹配的方法包括延迟和窄带滤波器，通过对每个声波信号施加不同的延迟和频率滤波，使得每个传感器接收到的信号具有相同的相位和幅度。
波束形成是指通过对幅度和相位进行调整，使得声波在特定方向上形成一个准直的波束。
波束形成的方法有很多种，常用的包括传统波束形成方法和自适应波束形成方法。
传统波束形成方法通常通过对声波信号的线性组合来形成波束。
这种方法可以实现对目标方向上的声波信号增强，但对噪声和干扰信号的抑制效果较差。
自适应波束形成方法则通过对波束的权重进行调整，在实时环境中根据信号强度和干扰情况来优化波束形成效果。
这种方法可以实现对目标信号的增强和对噪声的抑制。
除了波束形成，声阵列成像技术还可以通过对接收到的信号进行信号处理和分析来获取目标的位置、形状和特征等信息。
声学成像仪工作原理
声学成像仪工作原理
首先，声学成像仪通过电压信号激励一个或多个声发射器，声发射器
通常由压电陶瓷等材料制成，具有压力-电压转换的特性。
当电压信号作
用于声发射器时，它会产生声波，声波沿着特定方向传播。
接下来，声波在介质中的传播遵循波的传播规律，包括反射、折射、
散射等。
当声波遇到不同介质之间的边界时，一部分波将反射回来，一部
分将继续传播入射介质。
通过测量反射的声波，声学成像仪可以获取物体
界面的位置和形状信息。
为了接收反射声波，声学成像仪会使用一个接收器阵列，该阵列由多
个接收元件组成，接收元件通常也是压电陶瓷或共振器件。
当接收元件受
到反射波时，它会产生电压信号，该信号可以通过外部电路进行放大和处理。
接收到的电压信号将经过放大后被输入到数据处理部分。
数据处理部
分会对接收到的信号进行滤波、放大、延时等处理，以提取出有效的声波
信息，并进行合理的时序重构，以便生成高质量的声波图像。
最后，通过将处理后的数据送入图像生成系统，声学成像仪会对数据
进行解析和处理，以生成可视化的图像结果。
图像生成系统可以使用不同
的算法和技术，例如扫描成像、逆时偏移、波数域成像等。
总的来说，声学成像仪工作原理是利用声波在介质中传播的特性，通
过声发射器产生声波，接收器阵列接收反射的声波，并通过数据处理和图
像生成，最终形成声波图像。
这种成像方式以其无损、实时、便携等优势，在医学、海洋、工业等领域得到了广泛的应用。
阵列声波处理流程-eXpress
快速地层中的单极波传播
快速地层:
接收器
纵波
Vs > Vf
横波
发射器
地层
快速地层中的单极波列
Receiver Array
Monopole Transmitter
慢速地层中的单极波传播
纵 首波 波
慢速地层: Vs < Vf
斯通利波 横波
慢速地层中的单极波列
纵波 3.35 斯通利波波
4.42 1000
体积模量(BMOD) 2 2 3t s 4tc 10 K 1.3410 b 3t 2 t 2 s c 剪切模量(SMOD)
1.3410
10
b
t s2
泊松比(POIS)
1 t s2 2tc2 2 2 2 t s tc
DEPTH (feet)
波分离
56
反射系数的计算
DWVTR
DEPTH
REFL
RWVRT
REFL0
RLAG TIME
57
波分离 成果图
包括直达波的中 心频率、斯通利 波慢度、原始反 射系数、处理过 的反射系数、伽 马曲线、下行波 相对直达波的时 间延迟、以及分 离开的直达波、 下行波、上行波
2、求渗
快横波 = XX cos2q + (XY + YX) sinq cosq + YYsin2q 慢横波 = XX sin2q - (XY + YX) sinq cosq + YYcos2q
处理前的质量控制
波形偏移的线性度 波形和和波谱相关性 X&Y波形的匹配程度
波 形
波 谱
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WAVEXDAN( 四 分 量 交 叉 偶 极 各 向 异性处理，包括滤波、开窗、 异性处理，包括滤波、开窗、道平衡 等预处理, 估算慢度,、各向异性参数,、 等预处理 估算慢度 、各向异性参数 、 快慢横波时差) 快慢横波时差
Fracman（ 利用弹性参数参数 （ 计算岩石应力预测裂缝发育带.） 计算岩石应力预测裂缝发育带 ）
Sonic Fracture(利用斯通 利用斯通 利波透射和反射系数计算 开启裂缝分布) 开启裂缝分布
纵波、快慢横波、斯通利波时差， 纵波、快慢横波、斯通利波时差，快慢横波方 斯通利波能量及差值， 位，纵、横、斯通利波能量及差值，斯通利波 渗透率、裂缝发育程度、各向异性参数。 渗透率、裂缝发育程度、各向异性参数。
Four-component Rotation(计 计 算快慢横波方位) 算快慢横波方位 Sonic Waveform Energy （ 计 算 纵 波 、 BestDT：快慢横波慢度 ： 横波、斯通利波波形、 横波、斯通利波波形、 能量及其能量差， 能量及其能量差，可根 Anisotropy PostProcess：利用 据裂缝对声波能量的吸 ： 收情况来判定裂缝位置） 快慢横波慢度信息计算各向异性 收情况来判定裂缝位置） 参数（基于慢度、基于时间） 参数（基于慢度、基于时间）
China University of Petroleum
成像及阵列声波资料处理、 预处理 ： 加速度校正、 深
度对齐 、 坏电极剔除 、 电 极增益校正 、 电极响应均 衡化、 衡化 、 确定显示颜色阈值 、 纽扣电流刻度等 图像显示 差 图 像 生 产 质量 裂缝交互 拾取 裂缝参数 定量计算
时差结果
纵横时差、反射波形、衰减、快慢横波时差、 纵横时差、反射波形、衰减、快慢横波时差、各向异 性参数， 性参数，裂缝渗透率
XMAC 资料处理流程（Express） 资料处理流程（ ）
裂缝识别技术策略
成像资料 无 有
倾角资料 无 有
阵列声波成果资料 无 有
常规资料
有 利用声波时差、幅度， 利用声波时差、 幅度， 深浅侧向和感应， 深浅侧向和感应，声波 密度孔隙度差异，伽玛、 密度孔隙度差异，伽玛、 U能谱高异常等定性识 能谱高异常等定性识 别有效裂缝带， 别有效裂缝带，半定量 计算裂缝参数。 计算裂缝参数。
阿特拉斯,Diplog/HDIP 阿特拉斯
Data Load Data Load BHGeol Formatter BorEID BorEID BorNor BorNor BorDip BorDip
BorView
BorView
Data Save（地层倾角矢量结果） （地层倾角矢量结果）
倾角资料处理
偶极横波资料（ 偶极横波资料（DSI） ）
斯伦贝谢资料
(FMI/FMS/SHDT） ）
StarII ,EMI
数据加载
BHGeol Formatter数据格式化 数据格式化 (进行可能的数据转换：慢道、 进行可能的数据转换： 进行可能的数据转换 慢道、 GPIT、电阻率、FMI/HDT) 、电阻率、 BorEID数据编辑 (深度对齐、加 数据编辑 深度对齐 深度对齐、 速度校正、真倾角计算、 速度校正、真倾角计算、确定显 示颜色阈值、坏电极剔除、 示颜色阈值、坏电极剔除、电极 增益校正、 增益校正、电极响应均衡化 BorScale(纽扣电极电流刻度 纽扣电极电流刻度) 纽扣电极电流刻度 BorEID BorNor( 直 方图均衡化增 强处理) 强处理 BorView(裂缝交互处理 裂缝交互处理) 裂缝交互处理 BorDip BHgeol Convert( 将 数 据 转换为DLIS格式 格式) 转换为 格式
BHGeol Formatter数据格式化 进行可能的数据转换 ： 慢道 、 数据格式化(进行可能的数据转换 数据格式化 进行可能的数据转换：慢道、 GPIT、电阻率、FMI/HDT) 、电阻率、 BHgeol Convert(将数据转换为 将数据转换为 DLIS格式 格式) 格式
BorEID数据编辑 (深度对齐、加速度校正、真倾角计算、确 深度对齐、 数据编辑 深度对齐 加速度校正、真倾角计算、 定显示颜色阈值、坏电极剔除、电极增益校正、 定显示颜色阈值、 坏电极剔除、 电极增益校正、 电极响应均 衡化
直观识别裂缝
定量描述： 方位、 定量描述 ： 方位 、 密度、宽度、 密度、宽度、长度
横波时差， 据伪成像、 矢量图、 据伪成像 、 矢量图 、 纵 、 横波时差 ， 快 慢横波时差， 慢横波时差 ， 纵 、 井径、 井径 、 电极曲线异 斯通利波衰减、 横 、 斯通利波衰减 、 常判定 各向异性参数等判 别裂缝有效性 半定量描述： 半定量描述 ： 方 位、密度
以常规资料为标准对齐深度，综合识别、评价有效裂缝， 以常规资料为标准对齐深度，综合识别、评价有效裂缝，得 出裂缝密度、长度、开度、方位，孔隙度、渗透率等参数。 出裂缝密度、长度、开度、方位，孔隙度、渗透率等参数。
成像预处理
Data Load（数 （ 据加载） 据加载）
生成图像 裂缝交互拾取
质量差
裂缝参数定量计算
LogView处理流程 处理流程
成像资料一 般处理流程
GeoFrame处理流程 处理流程
原始电成像测井资料
斯 伦 贝 谢 资 料 （FMI/FMS/SHDT） ）
阿特拉斯StarII , 哈利 阿特拉斯 伯顿EMI 伯顿
WAVECOR（波列相关计算） （波列相关计算） WAVEAMP(波形幅度计算 波形幅度计算) 波形幅度计算 WAVEATTN(声衰减计算 声衰减计算) 声衰减计算
WAVELABL（确定波列相关曲线的峰 （ 并记录波形的慢度曲线） 值，并记录波形的慢度曲线）
Mechpop（计算岩石动态弹性参数） （计算岩石动态弹性参数） WAVEPOSN （ 计算纵 、 横 、 斯通 利波时差） 利波时差） WAVEAVAN （自动速度分 析）
DSI偶极横波资料处理流程 偶极横波资料处理流程(GeoFrame) 偶极横波资料处理流程
正交偶极横波资料(XMAC） ） 正交偶极横波资料
WAVEFIL（波形数据滤波） （波形数据滤波）
WAVESprn(将波形数据分离 将波形数据分离 为透射与反射波) 为透射与反射波
WAVEPERM(利用斯通利 利用斯通利 波计算渗透率) 波计算渗透率
Data load
Sonic WaveForms Preprocessor（解编不同接收探头波形数据、 （解编不同接收探头波形数据、 校正参考深度、幅度校正、消除直流成分等预处理） 校正参考深度、幅度校正、消除直流成分等预处理）
GPIT Survey
(导航数据检查 导航数据检查) 导航数据检查
Best DT（计算纵、横、斯通利波时差） 斯通利波时差） （计算纵、 Stoneley Permeability ： 在波 形处理和时差计算后， 形处理和时差计算后，利用斯 通利波计算渗透率
Data Load（数据加载） （数据加载）
BorScale(纽扣电极电流刻度 纽扣电极电流刻度) 纽扣电极电流刻度
BorEID
BorNor(直方图均衡化增强处理 直方图均衡化增强处理) 直方图均衡化增强处理
BorView(裂缝交互处理 裂缝交互处理) 裂缝交互处理
BorDip
电成像测井资料处理
SLB 倾 角 资 料 (HDT)