NO823380L - Maalesystem. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører systemer for data-■ overføring ved borehulls-telemetri eller systemer for måling under boring. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen et.system for måling under boring hvor data blir overført fra instrumentet nede i borehullet ved. hjelp av trykkpulseringer i borefluidet i borestrengen til jordoverflaten. Oppfinnelsen er rettet' på et apparat.for filtrering av data som.er ført fra utstyr nede i borehullet til jordoverflaten ved hjelp av trykkpulseringer

i borefluidet, for å fjerne forstyrrende pulseringer fra dataene som inntreffer på grunn av sirkulasjonspumpen for borefluidet.

I oljeindustrien og- andre industrier hvor borehull bores, har det lenge vært behov for et system for telemetri eller måling under boring for å oppnå sanntids-data fra bunnen av borehullet etter hvert som' det bores. De parametriske omgivelses-tilstandene i nærheten av borkronen kan gi meget verdifull informasjon som er nyttig ved boringen.av borehullet. Spesielt er denne informasjonen til stor hjelp når det gjelder å gjøre den beste bruk av utstyr og mannskap som er nødvendig for boring av et borehull. Det er utviklet fire grunnleggende- typer systemer for komunikasjon.og.overføring av disse data fra bunnen av borehullet til'jordoverflaten. Disse, systemene omfatter overføring av dataene ved hjelp av elektromagnetiske metoder, systemer med isolerte ledere, akkustiske, metoder dg trykkpuls-modulasjon av borefluidet eller slammet. Hvert av disse systemene har sine fordeler og ulemper, og det spesielle systemet som foreliggende oppfinnelse vedrører, anvender metoden med trykkpulser i slammet.

Et system hvor måling under boring som benytter.pulsering av slammtrykket som en teknikk for overføring av data, er utsatt for interferens forårsaket av andre trykkpulseringer i strømningsbanen for borefluidet. Hovedkilden for disse interfererende trykkpulseringene er sirkulasjonspumpen (eller pumpene) for borefluidet eller slammet. Denne sirkulasjonspumpen inneholder flere stempler, ventiler og andre mekaniske kompo-nenter som ikke bare beveger borefluidet gj ennom. bores trengen , men som skaper trykkpulseringer som representerer støy eller .interferens'med hensyn til de trykkpulseringer som frembringes av senderen i utstyret for måling under boring. Fordi systemet for måling under boring bruker borefluidet som en bane for-dataoverføring,- er støy eller trykkinterferenser uønsket. Støyen eller interferensen i trykkpulsene som frembringes av sirkulasjonspumpen for borefluidet, kan være av en slik størrel-se .at den i betydelig grad vil maskere eller skjule dataene frå utstyret for måling under boring med mindre den blir skikkelig fjernet av det datamottagende utstyr på jordoverflaten. Under-søkelser av denne støyen eller interferensen har vist at beskaffenheten av den interferens som frembringes av en spesiell sirkulasjonspumpe for borefluidum,. ikke er.uniform og vil variere mellom.pumpetyper, pumpefabrikater og selv mellom identiske pumper på en spesiell borerigg. Dé karakteristiske trykkpulseringene for en spesiell pumpe vil også forandre-seg med pumpens arbeidshastighet. På denne bakgrunn har man observert at hvis et støy- eller interferens-filter skal være effektivt til filtrering eller fjerning av disse trykkpuls-interferenser, må det kunne romme de foranderlige forhold mellom installasjoner og'spesielt utstyr for å være egnet for kommersiell drift, og det må være praktisk å tilpasse foranderlige tilstander som kan inntreffe på en spesiell borerigg. Det er følgelig et formål med denne oppfinnelsen å løse det ovenfor beskrevne problem-og tilveiebringe'et filtreringssystem for å fjerne denne støyen eller interferensen fra borefluidet eller slamstrømmen.

Et. filtreringsapparat for pumpestøy i et 'system for måling under boring omfatter i en utførelsesform en adaptiv estimator med et lager som anvender samplinger av trykk- og hastighets-målinger tatt fra borefluid-strømmen i en sekvens som er'avhengig av syklisk drift av slampumpen. Signaler som er funksjon av disse trykkmålingene, blir lagret og så fjernet fra de fortsatte trykksignal-målingene i en rekkefølge som er korrelert med pumpens sykliske drift for å fjerne denne støyen eller interferensen fra de avfølte data før de føres til en del av målesystemet som omfatter en mottager, en prosessor og en frem-visningsanordning. De lagrede signaldata blir oppdatert med hver pumpesyklus for å justere dataene med forandrede pumpestøy-. tilstander..

Et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et apparat for kansellering' av pumpestøy som overvinner den forannenvte ' vanskelighet. Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveie bringe et appårat for kansellering eller filtrering av pumpe-. støy i et' system for måling under boring, som har en adaptiv estimator som selektivt vil gjenkjenne beskaffenheten og stør-relsen av trykkpuls-påvirkninger fra en sirkulasjonspumpe for borefluid eller en slampumpe på en borerigg, og som innbefatter andré.kretser som selektivt vil fjerne denne påvirkningen frå de trykkmodulerte data i systemet for måling under boring, hvilke trykkmodulerte data blir tilveiebrakt fra borefluid-strømmen under overføringen av disse data til jordoverflaten.

Ytterligere et annet formål med den; foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et apparat for kansellering av pumpe-støy som vil tilpasse seg foranderlige pumpestøy- eller inte.r-' fereris-forhold for å tilveiebringe hovedsakelig kontinuerlig mottagelse av data som overføres fra et følerinstrument for måling under boring til tilordnet mottagnings- og behandlings-utstyr på jordoverflaten. Forskjellige andre formål, fordeler og trekk ved denne oppfinnelsen vil fremgå for fagfolk på området fra.deri. følgende beskrivelse som er gitt i forbindelse med tegningene, der:

Figur 1 er en skjematisk og billedmessig representasjon av.et.apparat for måling under boring, hvilket apparat benytter en overførihgsteknikk som bygger på slamtrykk-modulasjon og er installert i et borehull. Figur 2 er et skjema over mottagnings- og støyfiltrerings-apparatkretsen for den foreliggende oppfinnelse, hvor en enkelt slampumpe anvendes. Figur 3 er et mer detaljert skjema over filterkretsen i støyfiltrerings-apparatet i henhold til oppfinnelsen. Figur 4 er et detaljert skjema over en adaptiv estimatorkrets som kan brukes i forbindelse med oppfinnelsen, og

figur 5 er et skjema over støyfiltrerings-apparatkretsen for bruk i den foreliggende oppfinnelse når flere slampumper benyttes.

Det følgende er en diskusjon og beskrivelse av foretrukne spesielle utførelsespumper av filtreringsapparatet for pumpe-støyen i henhold til oppfinnelsen under henvisning til tegnin-ene; hvor de samme henvisningstall blir brukt for å indikere de samme eller lignende deler og/eller konstruksjoner. Man vil forstå at denne diskusjonen og beskrivelsen ikke er ment å, be grense rammen for oppfinnelsen.

Oppfinnelsen kan være innbefattet i et borehulls-system for måling under boring som illustrert på figur 1. Som vist blir systemet brukt sammen med konvensjonelt boreutstyr hvor én borestreng 10 sammensatt av segmenter med borerør>som har en borkrone 12 ved den nedre enden, blir brukt til å bore et.borehull 14 gjennom en jordformasjon 16. Apparatet.for måling under boring omfatter minst én føler 18 i den nedre del av borestrengen 10 for å avføle en fysikalsk parameter for de geofysiske borehulls-omgivelsene.Føleren 18 kan for eksempel være en orienteringsanordning for å avføle retningen og. hell-ningen av den tilgrensende del av borehullet, eller den kan være en eller flere andre anordninger som brukes til å måle temperatur, trykk, vekten på borkronen, eller en rekke.andre parametre som- det kan være nyttig å kjenne.

Informasjon eller data fra føleren 18 blir tilført en sender 20 i borestrengen 10. Disse data blir så av senderen 20 overført til jordoverflaten. Senderen 20 i denne type system

for måling under boring er en innretning som er kjent på området,, for å kode data fra føleren 18 til trykkpulseringer i ■ borefluidet eller slammet som befinner seg inne i borestrengen 10. Disse trykkpulseringene utbrer seg gjennom borefluidet eller slammet oppover fra sitt- opprinnelsespunkt ved senderen

.20 til overflateutstyret hvor trykkpulseringene blir avfølt av en trykkføler 22 og hastigheten på borefluidet blir avfølt av-en hastighets føler 23. Trykkføleren 22 og hastighetsføleren 23 er begge forbundet med det indre, av en ledning 24 gjennom hvilken borefluidet eller slammet passerer. Denne ledningen 24 er en del av strømningssløyfen mellom slampumpen 26 og en svivei-forbindelse 27 ved den øvre- ende av borestrengen 10. Trykkf øle-, ren 22 og hastighetsføleren 23 er elektrisk tilkoblet en mottager '28 som blir brukt til å trekke ut de informasjonsbærende data fra målingene som tas fra slammet i slamstrømnings-ledningen 24.. ' Apparatet for filtrering eller kansellering av puirpestøy i henhold til oppfinnelsen vil normalt befinne seg inne i mottageren 28 i systemet for måling under boring. Fra mottageren 28 blir dataene sendt til et databehandlings- og fremvisnings-apparat .30 som er innrettet for matematisk manipulering, ytterligere behandling og fremvisning av.dataene på en ønsket og

nyttig form, slik som en visuell representasjon, en registre-ing på magnetbånd eller et trykt dokument.

SirkuTasjonspumpen 26 for borefluidet er hovedkilden for den støy eller interferens som man skal forsøke å fjerne ved hjelp av apparatet ifølge oppfinnelsen. For den vanlige drift på et oljefelt er denne pumpen av stempeltypen méd enten to eller tre stempler.. Ganske mange av disse pumpene ér enkelt-virkende, noen av dem kan imidlertid være dobbeltvirkende pumper. I begge tilfeller blir fluidumsstrømmen inn og ut av pumpene styrt av tilbakeslagsventiler. Den normale drift av disse

. pumpene vil frembringe en meget høy trykkildé for borevæsken

med en betydelig strømningshåstighet ved vanlige boreoperasjo-ner, noe. som er velkjent på området. På grunn av den frem- og tilbake-gående beskaffenheten til disse pumpene og deres bruk av tilbakeslagsventiler, frembringer de trykkpulseringer i slamstrømmen. Beskaffenheten og karakteristikkene til disse pulseringene påvirker både slammets trykk og hastighet og ut-, strekningen av denne virkningen avhenger av den spesielle fysikalske konstruksjon av den spesielle fysiske konstruksjonen av den spesielle pumpen. Mari har funnet at disse pulseringene eller fluktuasjonene i borefluidet er sykliske i. forhold til pumpens slag,.og at dette frembringer et syklisk eller perio-disk trykkpulserings-mønster i borefluidet, hvilket detekteres, ved.hj<f>elp av trykkføleren 22 i ledningen 24 for borefluidum. Disse pulseringene påvirker også borefluidets hastighet,og denne.påvirkningen blir detektert ved hjelp av hastighetsføleren 23. Slampumperi 26 er utstyrt med. en pumpeslag-føler for å muliggjøre overvåkning av pumpens slag ved et forutbestemt' punkt innenfor dens pumpesyklus. Denne pumpeslag^føleren.omfatter en avføllngsinnretning 2 9 som er mekanisk montert ved pumpen og anordnet for å avføle pumpens posisjon ved et jevnt opptredende intervall i pumpens slagsyklus for å tilveiebringe data for korrelering av trykkpulssyklusen til borevæsken. Utgangen fra pumpeslag-følerens avfølingsinnretning 29 er koblet til en mottager 28.

Figur 2 viser skjematisk én ufførelsesform av kretsen for filtrering ellér kansellering av pumpestøy ifølge oppfinnelsen iform av et blokkskjema. 'De bølgeformene som er vist ved forskjellige deler av figur 2, indikerer formen åv de forskjellige signaler ved de forskjellige deler av apparatet.. Pumpen 26 har sin pumpeslag-føler koblet til en tidskrets 3-2. Utgangssignalet fra pumpeslag-føleren er en rekke'adskilte pulser i en sekvens som tilsvarer pumpens slag slik at tidskretsen 32 kan bruke dette pumpeslag-signalet til å generere et signal som re-spons på de gjentatte slagene til sirkulasjonspumpen 26 for borefluidet. Utgangen fra tidskretsen 32 er vist som en fir-kantbølgé. Trykkf øleren 2.2 og hastighetsføleren•23 sørger begge for en kontinuerlig avføling av henholdsvis trykk- og. hastighets-pulseririgene i strømningsledningen 24 for borefluidet. Når systemet for måling under boring er i drift,- er utgangssignalet fratrykkføleren 22 og hastighetsføleren 23 representative for de kombinerte trykkpulseringer i senderen for måling '. .under boring og de trykkpulseringer som stammer fra sirkulasjonspumpen 26, fordi begge disse er tilstede i strømningsled-ningen 24 for borefluidet. Bølgeformene for begge disse signalene inneholder noen toppér som er betydelig høyere enn.andre, be største toppene er representative for positive trykkpulser fra pumpen 26. Andre topper i denne bølgeformen kan muligens antas å komme fra senderen for måling under boring. Spesiell korrelasjon og identifikasjon av disse data ved bare en visuell undersøkelse, er imidlertid lite effektiv og unøyaktig. Signalet fra trykkføleren 22 blir sammen med signalet fra hastig-hetsføleren 2 3 dirigert inn i en kombineringskrets 25. Kombineringskretsen 2 5 sørger for å kombinere begge inngangssignale-ne til et enkelt utgangssignal. Mer spesielt virker kombineringskretsen 25 til å subtrahere datasignalet fra hastighets-føleren 23 fra' datasignalet fra trykkføleren 22. Fordi de målte bølgeformene av disse to målte parametre er like, er datasignalet som er et resultat av subtraksjonen, en bearbeidet eller, forbedret representasjon av trykkmålingsdataene med visse hastighetsavhengige forstyrrelser eller støy fjernet. Denne kombinerings- eller subtraksjons-prosessen forbedrer vanligvis signal/støy-forholdet for trykkdatasignalet. Fordi utgangen fra kombineringskretsen 25 er et fremhevet eller støyredusert trykkdatasignal, vil det i det følgende bli. referert til som trykkfølerdata-, eller trykkføler-signalet. Trykkfølersignalet fra kombineringskretsen 25 blir levert til inngangen på en adaptiv estimatorkrets 34 samt til en subtraksjonskrets 36. • Utgangen fra den adaptive estimatorkretsen 34 blir også dirigert til subtraksjonskretsen 36.

Den adaptive estimatorkretsen er koblet for å motta utgangen fra tidskretsen 32, for å motta det fremhevede trykkfølersignalet fra kombineringskretsen 25 og tilveiebringe en • utgang som- blir matet til subtraksjonskretsen 36. Den adaptive es timatorkretsen 34 ér forsynt med kretser for å lagre, data som er representative for spesielle deler av trykkføler-signalet fra kombineringskretsen 25 i overensstemmelse med pumpeslagene og i korrelasjon med utgangssignalet fra tidskretsen 32..Inn-gangssignalet til den adaptive estimatorkretsen 34 blir delt ien , rekke trykkdata-samplingssegmenter mellom like deler av hvert pumpeslag-intervall. I løpet av hvert trykkdata-samplingsseg-' ment blir de fremhevede trykkfølerdata samplet og lagret i den adaptive estimatorkretsen 34. For hvert slag av pumpen (et pumpeslag-intervall) blir således en rekke samplinger av det fremhevede trykkføler-signalet tatt (en i hvert trykk-samplingssegment) . Etterhvert som disse' samplinger av trykkdataene ■ blir akkumulert, kan den lagrede eller representative verdien i den adaptive estimatorkretsen forandres med hvert gjentatt slag av pumpen. Dette gjøres for å gjøre det mulig for de data som er lagret i den adaptive estimatorkretsen, å følge nøye pumpens drift og således romme forandrede driftsbetingelser. Denne adaptive estimatorkretsen 34 utfører funksjonen' til et kommutativt følgefilter som er innrettet til å anslå den til-nærmede verdi av den følgende datasampling. i hvert trykk-samplingssegment ved å holde tilbake summen av tidligere slike veiede verdier og'modifisere eller justere denne verdien slik åt den tilsvarer en ny datasampling i løpet av det spesielle trykk-samplingssegment for hvert pumpeslag-intervall..

Denne adaptive estimatorkretsen 34 omfatter et lager som

.sørger for å holde tilbake en representativ verdi av dataene fra.trykkføleren. Dette lageret må være i stand til å tilpasse eller variere de tilbakeholdte data for å romme endrede data som er et resultat av driftsbetingelsene ved borehullet.. Vanligvis funksjonerer den adaptive estimatorkretsen 34 som en spesiell tilpasning av et filter som er vanlig kjent som et kommutativt-følgefilter. Et eksempel på en slik endret tilstand er en enkel forandring i pumpens arbeidshastighet som vil

påvirke pulsfrekvensen fra pumpeslag-føleren. ■ En annen forandring som kan påvirke pumpens try.kkpulskarakteristikker, vil være å heve borestrengen fra boreposisjonen slik at borkronen 12 istedet for å være ved bunnen av borehullet, er i en løftet

posisjon en kort avstand over borehullets bunn. Dette er en tilstand som kari brukes for midlertidig sirkulasjon av borefluidet.

Lageret i den adaptive estimatorkretsen 34 kan være. en lagerkrets av analog type eller det kan være en lagerkrets av digitaltype i avhengighet av. konstruktørens ønsker. Uansett hvilken type lagerkrets som brukes, er operasjonsparametrene de samme på grunn av den ønskede funksjon av denne del av apparatet. For å illustrere en spesiell lagerkonstruksjon, viser figurene 3 og 5 en.analog lagerkrets som kan brukes med apparatet og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Kretsen på figur 5 vil bli beskrevet mer detaljert etter beskrivelsen av figurene 1-3. . Vi.vender nå tilbake til beskrivelsen av figurene og 2, hvor subtraheringskretsen 36 er forskynt med en inngang fra kombineringskretsen 25 og en inngang fra. den adaptive'estimatorkretsen 34. Subtraheringskretsen 36 virker til å fjerne fra' trykkfølersignalet de deler som indikerer de trykkpulseringer som står i forbindelse med sirkulasjonspumpen 26 for borefluidum. Denne fjerning av de utvalgte deler av datasignalet fra trykkføler-signalet blir foretatt i korrelasjon med pumpesiage- . ne ved hjelp av .tidskretsen 32. Fjerning av disse deler av trykkføler-signalet blir gjort ved å subtrahere fra trykkføler-dataene en verdi som er representativ for de partier av trykkføler-dataene som opptrer i en repeterende, korrelerbar sekvens med pumpeslagene. Det resulterende signal fra denne subtraksjons- eller fjernings-prosessen bærér' informasjonsdataene fra senderen i apparatet for måling under boring, idet den forstyrrende påvirkning av sirkulasjonspumpen 26 for borefluidum hovedsakelig er fjernet. En bølgeform som er hovedsakelig representativ for dette signalet er vist på figur 2 mellom subtraheringskretsen 36 og 38.

Komparatoren 38 utfører en sammenligningsfunksjon mellom utgangssignalet fra subtraheringskretsen 36 og en forutbestemt signalverdi for å eliminere falske eller uvedkommende deler av datasignalet før signalet tilføres mottageren, behandlings- og fremvisnings-anordningen for å redusere muligheten for feilak-tige data. Komparatoren 38 omfatter en krets som sammenligner verdien av datasignalet med en forutbestemt ,verdi eller et område av verdier (etter, brukerens ønske), og fra dette signalet frembringer komparatoren et utgangs.signal som indikerer og som tidvis kan korreleres med datasignalet som er: representativt for de deler av datasignalet s6m oppfyller, kriteriene om at de er større enn' eller-innenfor et forutbestemt■område av verdier. En bølgeform som er representativ for utgangen fra komparatoren 38, er illustrert på figur 2. Det viste datasignalet fra komparatoren 38 er på en form som kan utnyttes av passende digi-.talt kodeutstyr og kretser for å fjerne og dekode.informasjons-datåené fra signalet. Avhengig .av det brukte apparat kan utgangen fra komparatoren 38 føres inn i en.dekodingsdel av mottageren eller" behandlingsanordhingen for ytterligere datamani-pulas jon., behandling, osv.

Figur 3 viser i form av et blokkskjema en utførelsesform av den adaptive estimatorkretsen og subtraheringskrets-delene av denne oppfinnelsen. Pumpeslag-føleren 40 som er tilordnet sirkulasjonspumpen 26 for borefluidum, frembringer et pulset utgahgssignal som vist. Dette utgangssignalet blir matet inn i en bistabil vippekrets 42 som former signalet til en rektan-gulær, bølgeform som vist. Faselåsesløyfe-kretsen 44 mottar utgangen fra vippekretsen.42 og virker til å synkronisere dens utgangstidspulser med tidspulssignalet fra pumpeslag-f øleren 40,. slik at hver tidspuls fra vippekretsen 42; opptar et fast og kon-konstant tidsintervall i forhold til pumpeslag-syklusen. Utgangen fra faselåsesløyfen -44 blir koblet til en inngang på en

adaptiv estimatorkrets 34 .

Kombineringskretsen 25 har sitt utgangssignal koblet til inngangen på en bufferforsterker 46 som virker til å tilpasse størrelsen av trykksignal-dataene for bruk av den adaptive estimatorkretsen og i andre deler av kretsen. En vanlig representativ bølgeform av dette datasignalet er illustrert, på figur 3 mellom kombineringskretsen 25 og bufferforsterkeren 46.

Det skal bemerkes at denne bølgeformen bare generellt er representativ for den bølgeform som kan opptre på dette sted. Den spesielle form av den typiske eller representative bølge- form vil variere i avhengighet av driftshastigheten til sirku-las jonspumpen for borefluidet, og også av det statiske trykket og hastigheten på'fluidet i fluidumledningen 24. ' Fordi denne bølgéformen er utsatt for enkelte forandringer i formen, vil den påvirke bølgeformutgangen fra addererkretsen 50.- De illustrer--te bølgeformene på figurene 2 og 3 skal betraktes som tilnær-mende eller representative eller illustrerende for de. virkelige bølgeformer som kan være tilstede ved virkelig praktisering•av den foreliggende oppfinnelse.

Den adaptive estimatorkretsen 34 er beskrevet ovenfor og-virker til- å forbehandle det datasignalet. som mottas fra bufferforsterkeren 46 under de trykksamplings-tidssegmentené som til-ordnes av tidskretsen, før det blir manipulert.. Den mottar signaler fra faselåsesløyfen 44 og fra bufferforsterkerén 46 og tilveiebringer et datasignal til inngangen på en inverter 48.

Subtraheringsdelen av denne kretsen er i denne utførelses-formen realisert ved hjelp av en inverteringsforsterker 48 som er sammenkoblet med en summeringsforsterkerkrets eller adderer 50. Inverteringsforstefkeren 4 8 inverterer eller forandrer for-tegnet på datasignalet fra den adaptive estimatorkretsen 34, slik at når det blir addert til datasignalet fra bufferforsterkeren 46, vil resultatet være en additiv fjerning eller.subtraksjon av de, representasjoner av de valgte trykkpulskarakteristik-ker som er lagret i lageret til den adaptive estimatorkretsen

34, fra trykksignalutgangen fra bufferforsterker 46. Den resulterende .datasignalutgangen fra addereren 50 kan være på en bølgeform som har en flerhet av veldefinerte topper,, som illustrert på figur 3. Dette resulterende datasignalet blir .så levert til komparatoren 38 for utvelgelse av utgangsdatasignålet ved å sammenligne det mottatte datasignalet med forutbestemte refereranseverdier, som beskrevet tidligere.

Et eksempel på en adaptiv estimatorkrets av analog type er vist på figur 4. Kretsen på figur 4 omfatter et lager av analog type og andre analoge anordninger for tilpasning til andre deler av kretsen i dette apparatet. Like elementer på figur 3 og: 4 har samme referansetall. Det . trykkpuls-avhengige datasignalet fra kombineringskretsen 25 blir levert til inngangen på bufferforsterker 46. Utgangen, fra bufferforsterkeren 46 blir delt i'en del som går.til inngangen på en inverter 48 og i en annen del som går til inngangen på det adaptive lageret eller det kommutative følgefilteret. Det adaptive lageret eller kommutative f ølgef ilte.ret har en rekke kondensatorer 52 koblet'i parallell mellom en samleledning 55 som fører utgangssignalet fra bufferforsterkeren 46 og en multiplekserkrets 54. Multiplekserkretsen 54 virker hovedsakelig som.en rekke brytere som; sørger for å koble kondensatorene '52, en om gangen, mellom jord og samleledningen 55 i rekkefølge med tidssignalene fra faselåsesløyfen 44. Multiplekserkretsen. 54 kan være en konven-sjonell integrert krets med en rekke multiplekserdeler som tilsvarer antallet trykksamplingssegmenter som blir utvalgt for oppdeling av pumpeslag-intervallét. Klokke- eller tidssekvens-inngangen til multiplekserkretsen. 54 er gjennom en flerhet av f6rbindelser fra faselåsesløyfen 44. For- hvert pumpeslag-intervall blir hver av rekken med kondensatorer i løpet av deres tilordnede del av pumpeslag-intervallét eller i løpet av deres tilordnede trykksamplingssegment av det intervallet, tilkoblet. H<y>er av kondensatorene er oppladet til en verdi som er tilnærmet lik verdien av datasignalet under det intervall hver av dem er tilkoblet. Oppladning av kondensatorene på denne måten tilveiebringer en langvarig middelverdi av datasignalvér-dien i løpet av trykksamplings-segméntin.tervallet, noe som er velkjent i- kommutative filtere.

Utgangen fra dette adaptive lageret er via; samleledningen 55 til en forsterker 56. Utgangen fra forsterkeren -56 og utgangen fra inverteren 4 8 blir kombinert ved adderérén 50 (om-gitt, av strekede linjer), idet det sammensatte resulterende signalet blir øket ytterligere ved hjelp av en annen forsterker 58. Utgangen fra forsterker 58 blir koblet til inngangen på komparator 38 for sammenligning av det behandlede datasignalet med en forutbestemt verdi eller et område av verdier, som beskrevet, i det foregående. I de situasjoner hvor en rekke sir-kulas jonspumper -for borefluidum blir brukt i en borerigg som har et apparat for måling under boring, er det nødvendig å tilveiebringe en flerhet av kaskadekoblede pumpestøy-fUtrerende anordninger for selektivt å- fjerne støyen eller trykk- og hastighets-pulseri.ngspåvirkningen fra disse spesielle pumpene.

Figur 5 illustrerer i form av et blokkskjema et slikt apparat for filtrering.av pumpestøy som er representativt for

■ det som kan anvendes for å filtrere pumpestøyen eller interfe-. rensen i trykkpulsdata for en borerigg som har to eller flere sirkulasjonspumper for borefluidum. Kretsen på figur 5 omfatter en trykkføler 60, en hastighetsføler 61a og en tilknyttet, kombineringskréts 63 som er.anordnet for å avføle trykksignal-dataene på en borerigg i strømningsledningen for borefluidet i et punkt mellom det sted hvor fluidumstrømning fra de flere slampumpenes strømningsledninger flyter sammen og det sted hvor denne kombinerte strømningen passerer inn i bores trengen.-Denne kretsen er vist med et par sirkulasjonspumper for borefluidum identifisert som en første pumpe 62 og en annen pumpe 64. I denne kretsen blir først virkningen av den første pumpen

62 fjernet fra datasignalet, så blir virkningen fira den annen

pumpe 64 fjernet fra datasignalet. Den første pumpen 62 er forsynt med.en pumpeslag-tellerkrets som frembringer pumpeslag-tidssignaler til en første tidskrets 66. Data fra den første tidskretsen 66 og trykksignaldata fra kombineringskretsen 6 3 blir tilført et første adaptivt lager 68. Dette fluidumtrykk-datasignalet blir levert som en inngang til- en første adaptive estimatorkrets 68. Utgangen fra denne første adaptive estimatorkretsen 68 blir tilført en første subtraheringskrets 70 sam- '. mén med trykkfølersignalet fra kombineringskretsen 63. ■ Utgangen fra den første subtraheringskretsen 70 er hovédsake'lig trykksignaldataene fra.trykk- og hastighéts-kombineringskretsen 63 hvor virkningen av den første pumpen 62 er fjernet fra dette signalet. Disse data utgjør inngangen til den følgende del av kretsen som eliminerer eller filtrerer virkningen av den ' an-nen pumpe 64 .

Den annen pumpe 64 er forsynt med en pumpeslag-tellerkrets hvis utgang frembringer sekvensielle pumpeslagdata til inngangen på en annen tidskrets 72. Utgangen fra den annen tidskrets 72 går til en inngang på en annen adaptiv estimator 74 sammen med en inngang fra den første subtraheringskretsen 70. Utgangen fra den annen adaptive estimatorkrets 74 er koblet til en inngang på en annen subtraheringskrets■ 76. En utgang fra den første subtraheringskrets 70 blir levert til den annen- subtraheringskrets 76. Utgangen fra den annen subtraheringskrets 76 har virkningen av trykk- og hastighets-pulsinterferensen fra. begge pumpene 62 og 64 fjernet eller-filtrert fra dataene, og disse data blir levert til komparator 78 for Sammenligning med et forutbestemt område av verdier som beskrevet ovenfor... Utgangen fra komparatoren 78 tilføres en datamottager, behandlings- og fremvisnings-anordning hovedsakelig som beskrevet i den foregående utførelsesform.

Ved bruken og driften av filtreringsapparatet for pumpe-støy ifølge denne oppfinnelsen, ser man at denne utgjør en kombinasjon av apparater og kretser for hovedsakelig å fjerne støyen, eller interferensen som forårsakes av en sirkulasjons-, pumpe for borefluidum på en borerigg, i datakommunikasjons-médiet for et kommunikasjonssystem av typen med modulerte trykkpulser i et system for måling under boring. Oppfinnelsen kan brukes med kommunikasjonssystemer for modulert slamtrykk under anvendelse av positive eller negative signaltrykk og kontinuerlig bærebølge eller pulsmodulasjon. Selv om oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med et trykkpuls-modulert dataoverfø-ringssystem, vil man forstå at den også kan brukes i forbindelse med andre moduleringssysterner. På grunn av den adaptive estimatorkretsen vil dette apparatet tilpasse seg den spesielle ' pumpe og det spesielle pumpestøymiljøet på en spesiell borerigg. Det lageret som brukes i den adaptive estimatorkretsen kan også være enten av analog type eller av digital type i avhengighet av brukérens valg av utstyr. Apparatet kan brukes i forbindelse med installasjoner som har en enkelt pumpe eller installasjoner som har flere pumper. Fordi den adaptive estimatorkretsen blir styrt etter slagene til den tilhørende pumpen, er den i virkeligheten avstemt for å lagre•representas joner av det data-signalspektrum i hvilket trykkdatasignalet inneholdes. Når det lagrede signalet blir fjernet fra det fullstendige spekteret på en selektiv måte i samvirke med pumpeslagene, er det således anordnet for å fjerne en representasjon av den støy som skyldes pumpen. Fordi denne spesielle støyen er det som bidrar mest til støy eller interferens i dette trykkmediet, fjernes de uønskede deler av trykkpuls-datasignalet og derved filtreres i virkeligheten datasignalet slik at det lett og nøyaktig kan om-formes til.en brukbar digital eller analog form som er forenlig med behandlings- og registrerings-utstyret i systemer for måling under boring.

Selv om spesielle foretrukne utførelsesformer av oppfin-

nelsen er blitt beskrevet i detalj i den.foregående beskrivelse, er beskrivelsen ikke ment å begrense oppfinnelsen til deri spesielle, form eller de spesielle utførelsesformer som er beskre-' vet, siden de bare skal ansees som illustrasjoner bg ikke be-grensninger, og for fagfolk på området eir det klart at oppfinnelsen ikke er begrenset på denne måten. For eksempel kan .det beskrevne analoge lageret være et digitalt lager forsynt med passende analog/digital-omformerkretser. Hvis det brukes et di^-gitalt lager, kan også omformingen fra et analogt signal til et

■ digitalt signal foretas1 ved trykk- og hastighets-følerene og ved pumpeføleren om ønsket.

Claims (14)

1. Målesystem for bruk under boring i et borehull hvor data i form av en modulert datasignalstrøm sendes gjennom borefluidum i en borestreng, og med en kretsanordning for hovedsakelig å fjerne interfererende trykkpulseringer som forårsakes av en sirkulasjonspumpe for borefluidum på en borerigg, fra data-strømmen, karakterisert ved : (a) en anordning for å generere et første signal som reaksjon på de gjentatte slagene tii en sirkulasjonspumpe for borefluidum;. (b) en anordning for å generere et annet signal som reaksjon på fluidumtrykk i et borefluidum-medium som fører en pulset datastrøm og har trykkpulser fra en sirkulasjonspumpe for borefluidum; (c) en anordning for å generere et tredje signal som reaksjon på fluidumhastigheteri i borefluidum-mediet som fører en pulset datastrøm-, (d) en signalkombineringsanordning som er koblet for å motta det annet signal og det tredje signal og som kontinuerlig subtraherer det tredje signal fra det annet signal for derved å frembringe et fremhevet annet signal som et resulterende signal; (e) en adaptiv estimatoranordning anordnet for å motta det første signal og det annet signal og tilbakeholde som. et. lagret signal en gjennomsnitlig representasjon tatt over en lang tid av det annet signal i en sekvens som er samordnet med det første signal og pumpens slag; (f) en subtraheringsanordning koblet til den adaptive éstima-toranordning og anordningen for å generere et annet.signal og anordnet for å mottta det annet signal for å subtrahere det- lagrede signal fra det annet signal i en sekvens som er en funksjon av pumpens slag, slik at det frembringes et resulterende signal som er representativt for det datasignalet fra systemet for måling under boring, som ble innført i borefluidet.

2. Målesystem ifølge krav 1, karakterisert , ved at anordningen for å generere et første signal har en . pulsgenerator' anordnet for å frembringe et tidspulssignal. som indikerer en stadig gjentagende hendelse som er korrelert med slagene til en sirkulasjonspumpe for borefluidum, og ved at subtraheringskretsen har en inverteringskrets koblet for å motta de lagrede signaler fra den adaptive estimatoranordningen og-en addererkrets- for å kombinere signaler fra inverteringskret-sen med de andre signaler for å komme•frem til det resulterende signal.' 3'.

Målesystem ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter en komparatoranordning som mottar det resulterende signal og er anordnet for å sammenligne det med en forutbestemt verdi for selektivt å frembringe et filtrert utgangssignal som indikerer det pulsede datasignal.

4. Målesystem ifølge krav 1, karakterisert ved at den adaptive-estimatoranordningen omfatter et kommutativt følgefilter som har en analog lageranordning anordnet for å motta deler av det fremhevede annet signal som et analogt signal i løpet av diskrete'tidsintervaller som er korrelert med det første signal under gjentatte slag av pumpen, for å til- .bakeholde en representasjon av det fremhevede andre signaler for å gjøre dem tilgjengelige for sampling ved senere'tidsintervaller.

5. Målesystem ifølge krav 4, karakterisert ved at den analoge lageranordningen har en multiplekserings-anordning koblet til en flerhet av kondensatorer og anordnet for å tillate sekvensiell selektiv ladning av kondensatorene til verdier ■ som svarer til- verdier av det fremhevede annet, signal som opptrer i løpet av de diskrete tidsintervaller. '

6. Målesystem ifølge krav 1, karakterisert , ved at den adaptive■estimatoranordningen omfatter et kommutativt følgefilter som har en digital lageranordning anordnet for å motta det første signal og det annet signal, qg som ar-beider i et digitalt format for å tilbakeholde som det lagrede signal en representasjon av det annet signal som inntreffer i løpet av diskrete tidsintervaller som er korrelert med det før-ste signal for å tilveiebringe et utgangssignal for subtraheringsanordningen.

7. Målesystem ifølge krav 6, karakterisert v ed at subtraheringsanordningen har en anordning for å motta det annet signal og frembringe en digital representasjon av dette, og.en anordning for å subtrahere det lagrede signal fra den digitale representasjon av det annet signal i samsvar med de gjentagne pumpeslag, slik at det resulterende signal blir frembragt på en digital form.

8. Målesystem ifølge krav 7, karakterisert ved. at subtraheringsanordningen er utstyrt med en anordning for å subtrahere det lagrede signal fra den digitale representasjon av det annet signal i løpet av valgte tidssegmenter i samsvar med pumpeslagene for å frembringe det resulterende signal.

9. Målesystem for bruk under boring i et borehull der datasignaler i form av et modulert datasignal sendes gjennom borefluidum i en borestreng, og omfattende en kretsanordning for å fjerne interferende støy fra datasignalet, hvilken støy blir frembragt av en flerhet av sirkulasjonspumper for borefluidum,. karakter! s ert ved:. (a) flere anordninger far å generere,eri flerhet av første sig-signaler, hver av hvilke er en reaksjon på de enkelte gjentagne slagene til hver sirkulasjonspumpene for bore-fl ui-dmii; -—; (b) en anordning for å frembringe et annet signal som reaksjon på fluidumtrykk i et borefluidum-medi.um som fører et pulset datasignal samt interf ereride. støytrykkpulser fra de flere sirkulasjonspumper; (c) . én anordning for å generere et tredje signal som reaksjon på fluidumhastighet i borefluidum-mediet som fører en pulset datastrøm; (d) en signal-kombineringsanordning koblet for å motta det annet signal og det tredje signal og anordnet for kontinuerlig å subtrahere det tredje signal fra. det annet signal, for derved å tilveiebringe et fremhevet annet signal som et resulterende signal; (e) en flerhet av adaptive estimatorånordninger der hver er tilordnet en av anordningene for frembringelse, av det første signal, og som hver er anordnet for å motta det tilhørende første signal og et annet datasignal, for-å- . tilbakeholde en representasjon av de andre datasignaler i en sekvens som er koordinert med slagene til den til-hørende pumpe som identifisert ved hjelp av de tilhørende første signaler, og for å frembringe et tilbakeholdt signal; (f) en flerhet av subtraheringsanordninger som hver er. til- . ordnet en adaptiv estimatoranordning og tilkoblet denne for å motta det tilbakeholdte signal, og som hver mottar datasignalet slik at det tilbakeholdte signal kan subtraheres fra datasignalet i en sekvens som er en funksjon av slagene til den tilhø rende pumpe, slik at det genereres et resulterende signal i hvilket påvirkningen av den til-hørende pumpe er fjernet; (g) idet den tilhørende kombinasjon av en adaptiv estimatoranordning og en subtraheringsa-nordning er anordnet i kas-kadekobling med hverandre, der hver 'av de tilordnede adaptive estimatoranordningene og subtråheringsanordningene er samvirkende anordnet med en tilhørende pumpe for å filtrere påvirkningen av vedkommende pumpe fra datasignalet før levering av det frembragte, tilbakeholdte.signal til den etterfølgende tilhørende adaptive estimatoranordningen og subtraheringsanordningen, og hvor videre det datasignal som leveres til den første av de adaptive estimatoranordningene, er det annet fremhevede signal, og hvor signalet fra den siste subtraheringsanordningen er et sammensatt datasignal søm er representativt for de datasignaler som er tilført borestrengen av apparatet for måling under boring.

10. Målesystem for bruk under boring i et borehull og for å føre datasignaler i form av et modulert datasignal gjennom borefluidum i en'borestreng, og med eh krets for å fjerne interferende støy fra datasignalet, hvilken støy ér forårsaket av en rekke sirkulasjonspumper for borefluidum, karakterisert ved : (a) en anordning for å frembringe en rekke første signaler som hverter en reaksjon på de gjentatte slagene til de-enkelte sirkulasjonspumper.for borefluidum; (b) en anordning for å generere et annet signal som reaksjon på fluidumtrykk i et borefluidum-medium som fører en modulert datastrøm og omfattende interfererende støytrykk- pulsér fra de flere sirkulasjonspumper; (c) en' anordning f or å generere et tredje signal som reaksjon .på fluid umh asti <g> het i borefluidum-mediet som fører en pulset datastrøm; (d) en signalkombineringsanordning koblet fo-r å motta det annet signal og det tredje signal og anordnet for kontinuerlig å subtrahere det tredje signal frå det annet signal, for derved å tilveiebringe et fremhevet.annet signal som et resulterende signal; (e) en-første adaptiv estimeringsanordning' tilordnet en av anordningene for generering av det første signal, og som er .anordnet for å motta det tilhørende første signal og motta det fremhevede annet signal og tilbakeholde en representasjon av de fremhevede andre signaler i en sekvens som er samordnet med de tilhø rende første signaler og slagene til en første tilordnet pumpe; (f) en første subtraheringsanordning tilordnet den adaptive estimatoranordningen, som er koblet til denne, og mottar det fremhevede annet signal slik at subtraksjon av den tilbakeholdte representasjon av det annet signal kån subtraheres fra det fremhevede annet signal i en sekvens som ér. en funksjon åv slagene til den tilordnede pumpe, slik at det frembringes et første resulterende signal fra- hvilket deri interfererende støypåvirkning fra den tilhørende pumpe er hovedsakelig fjernet; (g) en annen adaptiv estimatoranording tilordnet en annen av sirkulasjoirspumpene for borefluidum og. deris tilhørende anordning for generering a-v det første signal, og anordnet for å motta det tilhørende første signal og det fremhevede annet signal og tilbakeholde en annen representasjon av det fremhevede annet signal i samvirke med de til-hørende første signaler og slagene til den tilhørende pumpe; (h) en annen subtraheringsanordning tilordnet den annen adop- . tive estimatoranordning, som er koblet til denne og også mottar det fremhevede annet signal slik at subtraksjon av den annen tilbakeholdte representasjon åv det fremhevede annet signal kan subtraheres fra det fremhevede annet signal i en sekvens som er en funksjon av den andre pumpens slag, slik at det frembringes et fremhevet annet re^ sulterende signal fra hvilket den interfererende støypå-virkning fra den første tilordnede pumpe og den annen tilordnede pumpe er hovedsakelig fjernet; og (i) eh komparatoranordning.koblet for å motta det fremhevede annet resulterende signal og sammenligne dette med forut-. bestemte karakteristikker for å bestemme om det fremheve de annet resulterende signal er innenfor disse karakteri- v ■ stikker, og for å generere et utgangssignal som er korrelert med de fremhevede andre resulterende signaler som har slike karakteristikker..

11. Målesystem for bruk under boring i et borehull på en borerigg med en sirkulasjonspumpe for borefluidum, karakterisert ved : (a) en føler i en boréstreng anordnet for å avføle en geofy-sisk parameter i et borehull og for å frembringe et datasignal som er representativt for den avfølte fysikalske parameter; (b) en sender for overføring av en representasjon av datasignalet som.et overført datasignal gjennom et borefluidum i borestrengen i form av et trykkmodulert signal; , (c) en mottager på jordoverflaten for å motta det overførte datasignal ved hjelp av en trykktransducer i fluidumfor-bindelse med borefluidet i borestrengen og for å frembringe en utgang som er representativ for datasignalet fra føleren og også representativ for den avfølte fysikalske parameter; • (d) hvilken mottager har en filteranordning anordnet.for å fjerne fra det overførte datasignalet trykkpulspåvirknin-gen fra sirkulasjonspumpen for borefluidum, slik at de overførte datasignaler kan gjenvinnes uten slik interferens (e) hvilken filteranordning omfatter én tidsstyrekrets for av-føling av pumpeslagene og frembringe et tidssignal som er representativt for disse, en signalkombinerings-anordning koblet til trykktrairsducerén og hastighetstransduceren og anordnet for å kombinere signalene fra transducerene til et fremhevet trykkdata-representativt signal, en adaptiv estimatoranordning for å motta tidssignalet og det fremhevede trykkdatasignal fra signalkombineringsan-ordningen og anordnet for midlertidig å lagre datasigna-lene i korrelasjon med tidssignalet og for å frembringe et utgangssignal i korrelasjon med tidssignalet, som er representativt for utvidet funksjon av det fremhevede trykkdatasignal, en subtraheringsanordning anordnet for å motta det fremhevede trykkdatasignal og selektivt fjerne fra dette utgangssignalet fra den adaptive estimatoranordningen i. korrelasjon méd. tid<s> signalet for å reprodusere det sammensatte datasignal som er representativt for datasignalet fra føleren; og en komparatoranordning som mottar det sammensatte datasignal og har. en anordning for å sammenligne datasignalet ved en forutbestemt verdi og bestemme om det sammensatte datasignalet ér innenfor forutbestemte verdigrenser og frå dette frembringe et ut-gangsdatasignal som representativt for datasignalet fra føleren og en funksjon av den avfølte geofysiske parameter.

12. Målesystem ifølge krav 10, k-a r å k t e r i s é r t ve d at tidssignalet fra tidstyrekretsen er representativt for slagfrekvensen til den tilordnede sirkulasjonspumpen for borefluidum og en rekke segmentdelihger av denne, og ved at de,n adaptive estimatoranordningen omfatter en lageranordning anordnet for å lagre en representasjon av det fremhevede trykkdata signal i en rekke utpekte datasegmenter som samsvarer med. den nevnte flerhet av segmenterte delinger av tidssignalet, og som videre er anordnet for å tilveiebringe adgang til slike lagrede representasjoner av det fremhevede trykkdatasignalet.

13. Målesystem ifølge krav 10, karakterisert v e d at den adaptive estimatoranordningen har en kommutativ følgefilteranordning anordnet for å motta tidssignalet og det fremhevede trykkdatasignal og for å tilveiebringe et filtrert utgangssignal til subtraheringsanordningen.

14. Målesystem ifølge krav 10, karakterisert ved at senderen for datasignalet bruker pulsmodulasjon til å modulere datasignalet for overføring i borefluidet.