BR112012016073B1

BR112012016073B1 - modem sem fio para comunicação em uma rede de modems sem fio por intermédio de um canal de comunicação, e método para fazer um modem sem fio

Info

Publication number: BR112012016073B1
Application number: BR112012016073-7A
Authority: BR
Inventors: Carlos Merino; Laurent Alteirac
Original assignee: Schlumberger Holdings Limited
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2021-07-06
Also published as: EP2519710B1; US20110158050A1; MX2012007646A; WO2011079915A3; CA2785697C; CA2785697A1; EP2519710A2; BR112012016073A2; US9062535B2; WO2011079915A2

Abstract

MODEM SEM FIO PARA COMUNICAÇÃO EM UMA REDE DE MODEMS SEM FIO POR INTERMÉDIO DE UM CANAL DE COMUNICAÇÃO, MODEM SEM FIO PARA COMUNICAÇÃO EM UMA REDE DE COMUNICAÇÃO DE MODEMS SEM FIO INTERMÉDIO DE UM CANAL DE COMUNICAÇÃO, E MÉTODO PARA FAZER UM MODEM SEM FIO. Um modem sem fio para comunicação em uma rede de modems sem fio por intermédio de um canal de comunicação inclui um conjunto de transceptor, eletrônica de transceptor e uma fonte de energia. A eletrônica de transceptor inclui eletrônica de transmissor, eletrônica de receptor e ao menos uma unidade de processamento. A eletrônica de transmissor faz com que o conjunto de transceptor envie sinais sem fio para o canal de comunicação. A eletrônica de receptor decodifica os sinais recebidos pelo conjunto de transceptor. A ao menos uma unidade de processamento executa instruções para (1) possibilitar que a eletrônica de transmissor transmita um sinal de identificação para o canal de comunicação, (2) receber os dados de ao menos outro modem sem fio, por intermédio da eletrônica de receptor, indicativos de um identificador singular identificando o outro modem sem fio, e dados indicativos de ao menos uma medição de sensor local relacionada à profundidade do outro modem (...).

Description

CAMPO TÉCNICO

Essa invenção se refere, em geral, aos sistemas de telemetria sem fio para uso com instalações em poços de petróleo e gás, ou semelhantes. Mais especificamente, a presente invenção se refere a um método e sistema para um modem sem fio descobrir e se comunicar com outros modems sem fio para transmitir e receber dados e sinais de controle entre um local embaixo em um furo de poço e a superfície, ou entre modems sem fio (isto é, um primeiro modem sem fio, um segundo modem sem fio, etc.) em diversos locais de fundo de poço.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Um dos problemas mais difíceis associados a qualquer furo de poço é a comunicação dos dados medidos entre um ou mais locais embaixo em um furo de poço e a superfície, ou entre os próprios locais de fundo de poço. Por exemplo, na indústria de petróleo e gás é desejável comunicar os dados gerados no fundo do poço para a superfície durante operações tais como sondagem, perfuração, fraturamento e testes de haste de perfuração ou poço; e durante operações de produção tal como teste de avaliação de reservatório, monitoração de pressão e temperatura. Também se deseja que a comunicação transmita inteligência a partir da superfície para ferramentas de fundo de poço, equipamento ou instrumento para efetuar, controlar ou modificar as operações ou parâmetros.

Comunicação de fundo de poço exata e confiável é particularmente importante quando dados complexos compreendendo um conjunto de medições ou instruções devem ser comunicados, isto é, quando mais do que uma única medida ou um simples sinal de disparador tenha que ser comunicado. Para a transmissão de dados complexos frequentemente é desejável comunicar sinais digitais codificados.

Uma abordagem que tem sido amplamente considerada para comunicação de furo de poço é a de usar uma conexão de fio direta entre a superfície e o(s) local(is) de fundo de poço. A comunicação pode ser então feita por intermédio de sinal elétrico através do fio. Embora grande esforço tenha sido despendido em comunicação "sem fio", a sua taxa de telemetria elevada nem sempre é necessária e sua instalação pode apresentar problemas para algumas operações de fundo de poço.

Sistemas de comunicação sem fio também têm sido desenvolvidos com a finalidade de comunicar dados entre uma ferramenta de fundo de poço e a superfície do poço. Essas técnicas incluem, por exemplo, comunicar comandos dentro do poço por intermédio de (1) ondas eletromagnéticas; (2) pulsos de fluido ou pressão; e (3) comunicação acústica. Fontes sônicas convencionais e sensores usados em ferramentas de fundo de poço são descritos nas Patentes Norte-Americanas US 6.466.513; 5.852.587; 5.886.303; 5.796.677; 5.469.736 e 6.084.826; 6.137.747; 6.466.513; 7.339.494; e 7.460.435.

É útil para os modems sem fio conhecer os diversos dados com relação a outros modems sem fio de modo que tais modems sem fio possam se comunicar eficientemente. Por exemplo, conhecimento do vizinho mais próximo em uma coluna de tubos de teste é útil para ser eficiente em termos de energia e para encontrar o caminho mais curto entre a superfície e as ferramentas de fundo de poço, com menos saltos. Na realidade, a estabilização de rede é mais rápida e mais fácil. No passado, os modems sem fio eram programados ou de outro modo adaptados para comunicação com um modem sem fio vizinho conhecido antes de tais modems sem fio serem instalados em uma coluna de tubos de teste. Contudo, um problema potencialmente maior pode surgir onde uma rede de modem sem fio é programada para se comunicar com um modem sem fio vizinho conhecido, e onde os engenheiros de campo montam a coluna de ferramentas com a rede de modem sem fio em uma ordem/arranjo inadequado. Em tal situação um sinal de comunicação poderia ser perdido entre saltos, impedindo que os dados e os sinais de controle sejam transmitidos entre a superfície e um local no fundo do poço. Como tal, existe a necessidade de um método novo e aperfeiçoado para descobrir a identidade, posição ou ordem relativa dos modems sem fio dentro de uma rede de modem sem fio, acoplados a um canal de comunicação tal como uma coluna de teste/broca/tubulação. Com tal algoritmo de descoberta de rede, um engenheiro de campo não tem que se basear em uma ordem de colocação perfeita para cada modem sem fio de modo que os modems sem fio provavelmente saberão a identidade de seus vizinhos mais próximos e desse modo garantirão uma rede de comunicação segura.

Nas indústrias de rede operando acima da superfície da Terra, algoritmos de inundação são usados para descobrir os modems sem fio vizinhos. Algoritmos de inundação funcionam muito bem, contudo, é sabido que eles requerem muitas trocas de mensagens tornando os algoritmos de inundação impraticáveis em um ambiente de fundo de poço onde o consumo de energia é importante e as taxas de dados são muito mais lentas.

Apesar dos esforços da técnica anterior, existe a necessidade de um modem sem fio que possa determinar a posição ou ordem de outros modems sem fio em um sistema de comunicação de rede de uma maneira que seja adequada para uso em um ambiente de fundo de poço.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Em uma versão, a presente invenção se refere a um modem sem fio para comunicação em uma rede de modem sem fio por intermédio de um canal de comunicação. O modem sem fio é provido com um conjunto de transceptor, eletrônica de transceptor e uma fonte de energia. A eletrônica de transceptor é provida com eletrônica de transmissor e eletrônica de receptor. A eletrônica de transmissor faz com que o conjunto de transceptor envie sinais sem fio para o canal de comunicação, e a eletrônica de receptor decodifica os sinais recebidos pelo conjunto de transceptor. A eletrônica de transceptor também é provida com ao menos uma unidade de processamento executando instruções para (1) possibilitar que a eletrônica de transmissor transmita um sinal de identificação para o canal de comunicação, (2) receber os dados a partir de ao menos outro modem sem fio, por intermédio da eletrônica de receptor, indicativos de um identificador singular identificando o outro modem sem fio, e dados indicativos de ao menos uma medição de sensor local relacionada à profundidade do outro modem sem fio abaixo da superfície da Terra, e (3) determinar a posição do outro modem sem fio utilizando os dados indicativos da medição de sensor local. A fonte de energia fornece energia ao conjunto de transceptor e à eletrônica de transceptor.

Em um aspecto, a ao menos uma unidade de processamento executa instruções para possibilitar que a eletrônica de transmissor transmita dados para outro modem sem fio.

Em outro aspecto, os dados indicativos de ao menos uma medição de sensor local incluem uma metodologia de comunicação, tal como uma fenda de tempo indicativa da medição de sensor local. A medição de sensor local pode ser selecionada, por exemplo, a partir do grupo consistindo em uma medição de temperatura, uma medição de pressão, uma medição de aceleração gravitacional, uma medição de campo magnético, e uma medição de ângulo de mergulho.

Em outra versão, a presente invenção se refere a um modem sem fio para comunicação em uma rede de modem sem fio por intermédio de um canal de comunicação. O modem sem fio pode ser provido com um conjunto de transceptor, eletrônica de transceptor, e uma fonte de energia. A eletrônica de transceptor inclui eletrônica de transmissor, eletrônica de receptor, e ao menos uma unidade de processamento . A eletrônica de transmissor faz com que o conjunto de transceptor envie sinais sem fio para o canal de comunicação. A eletrônica de receptor decodifica os sinais recebidos pelo conjunto de transceptor. A ao menos uma unidade de processamento executa instruções para (1) possibilitar que a eletrônica de transmissor transmita um sinal de identificação para o canal de comunicação, (2) receber os dados a partir de pelo menos um outro modem sem fio por intermédio da eletrônica de receptor indicativos de um identificador singular identificando o outro modem sem fio, e dados indicativos de ao menos uma medição de sensor local relacionada à profundidade do outro modem sem fio abaixo da superfície da Terra, e (3) determinar a ordem relativa do outro modem sem fio utilizando os dados indicativos da medição de sensor local. As fontes de fornecimento de energia energizam o conjunto de transceptor e a eletrônica de transceptor.

Em um aspecto, a ao menos uma unidade de processamento executa instruções para possibilitar que a eletrônica de transmissor transita dados para outro modem sem fio.

Em um aspecto, os dados indicativos de pelo menos uma medição de sensor local incluem uma medição de comunicação tal como uma fenda de tempo indicativa da medição de sensor local. A medição de sensor local pode ser selecionada do grupo consistindo em uma medição de temperatura, uma medição de pressão, uma medição de aceleração gravitacional, uma medição de campo magnético e uma medição de ângulo de mergulho.

Em outra versão, a presente invenção se refere a um modem sem fio para comunicação em uma rede de modem sem fio por intermédio de um canal de comunicação. O modem sem fio pode ser provido com um conjunto de transceptor, eletrônica de transceptor, e uma fonte de energia. A eletrônica de transceptor inclui eletrônica de transmissor, eletrônica de receptor e ao menos uma unidade de processamento. A eletrônica de transmissor faz com que o conjunto de transceptor envie sinais sem fio para o canal de comunicação. A eletrônica de receptor decodifica os sinais recebidos pelo conjunto de transceptor. A ao menos uma unidade de processamento executa instruções para (1) possibilitar que a eletrônica de transmissor transmita um sinal de identificação para o canal de comunicação incluindo uma medição de sensor local, (2) receber uma resposta a partir de ao menos outro modem sem fio por intermédio da eletrônica de receptor indicativa de um identificador singular identificando o outro modem sem fio utilizando uma metodologia de comunicação indicativa de ao menos uma medição de sensor local relacionada à profundidade do outro modem sem fio abaixo da superfície da Terra, e (3) determinar ao menos uma entre posição e ordem relativa do outro modem sem fio. A fonte de energia fornece energia ao conjunto de transceptor e à eletrônica de transceptor. Em um aspecto, a metodologia de comunicação inclui uma fenda de tempo específica.

Em outra versão, a presente invenção se refere a um método para descobrir uma rede de modem sem fio em um ambiente de fundo de poço, compreendendo as etapas de acoplar vários modems sem fio a um membro alongado que se estende a partir de dentro de um furo de poço até um local na superfície; e possibilita que ao menos um dos modems sem fio transmita uma série de sinais de identificação por intermédio do membro alongado, para receber uma série de respostas a partir de outros modems sem fio, indicativas de medições de sensor local, e determinar ao menos uma da posição relativa e ordem relativa da pluralidade de modems sem fio. Em uma versão, os modems sem fio incluem transceptores acústicos, e as medições de sensor local podem ser selecionadas do grupo consistindo em uma medição de temperatura, uma medição de pressão, uma medição de aceleração gravitacional, uma medição de campo magnético e uma medição de ângulo de mergulho.

Em ainda outra versão, a presente invenção se refere a um primeiro modem sem fio para comunicação em uma rede de modem sem fio por intermédio de um canal de comunicação. O primeiro modem sem fio pode ser provido com um conjunto de transceptor, eletrônica de transceptor, e uma fonte de energia. A eletrônica de transceptor inclui eletrônica de transmissor, eletrônica de receptor, e ao menos uma unidade de processamento. A eletrônica de transmissor faz com que o conjunto de transceptor envie sinais sem fio para o canal de comunicação. A eletrônica de receptor decodifica sinais recebidos pelo conjunto de transceptor. A ao menos uma unidade de processamento executa instruções para (1) receber um sinal de identificação a partir de um segundo modem sem fio por intermédio da eletrônica de receptor, e (2) possibilitar que a eletrônica de transmissor transmita uma resposta incluindo dados indicativos de ao menos uma medição de sensor local do primeiro modem sem fio. A fonte de energia fornece energia ao conjunto de transceptor e à eletrônica de transceptor.

Em um aspecto, a pelo menos uma unidade de processamento executa instruções para comparar uma medição de sensor local no sinal de identificação com uma medição de sensor local do primeiro modem sem fio para determinar se cria a resposta.

Em outros aspectos, a pelo menos uma unidade de processamento é programada para possibilitar que a eletrônica de transmissor transmita a resposta em uma fenda de tempo específico relacionada à profundidade do primeiro modem sem fio, ou transmita a resposta em uma fenda de tempo aleatória.

Em ainda outra versão, a presente invenção se refere a um método para fazer um modem sem fio compreendendo as etapas de: conectar o conjunto de transceptor à eletrônica de transceptor tendo eletrônica de transmissor, eletrônica de receptor e ao menos uma unidade de processamento adequado para fazer com que o conjunto de transceptor transmita e receba sinais sem fio; e armazenar um algoritmo de descoberta de rede em um ou mais meios legíveis por máquina acessíveis por uma ou mais unidades de processamento da eletrônica de transceptor com o algoritmo de descoberta de rede tendo instruções que quando executadas por uma ou mais unidades de processamento faz com que a uma ou mais unidades de processamento (1) possibilitam que a eletrônica de transmissor transmita um sinal de identificação para o canal de comunicação, (2) recebam dados a partir de ao menos outro modem sem fio por intermédio da eletrônica de receptor indicativa de um identificador singular identificando o outro modem sem fio, e dados indicativos de ao menos uma medição de sensor local relacionado à profundidade do outro modem sem fio abaixo da superfície da Terra, e (3) determinem ao menos uma entre a posição e a ordem relativa do outro modem sem fio utilizando os dados indicativos da medição de sensor local.

Esses em conjunto com outros aspectos, características e vantagens da presente invenção, junto com as várias características de inovação, que caracterizam a invenção, são assinalados com particularidade nas reivindicações anexas ao relatório e formando parte da mesma. Os aspectos e vantagens mencionados acima não são exaustivos nem cruciais individualmente ou conjuntamente em relação à essência ou prática da invenção. Outros aspectos, características e vantagens da invenção se tornarão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica a partir da descrição detalhada seguinte em combinação com os desenhos anexos, ilustrando, por intermédio de exemplo, os princípios da invenção. Consequentemente, os desenhos e a descrição devem ser considerados como de natureza ilustrativa, e não restritiva.

BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DOS DESENHOS

Implementações da invenção podem ser mais bem- entendidas ao se considerar a sua descrição detalhada seguinte. Tal descrição faz referência às ilustrações pictoriais, desenhos esquemáticos, gráficos, desenhos e apêndices anexos. Nos desenhos:

A Figura 1 ilustra uma vista esquemática de um sistema de telemetria sem fio para uso com a presente invenção;

A Figura 2 ilustra um diagrama parcial de blocos de um modem sem fio exemplar construído de acordo com a presente invenção.

As Figuras 3a e 3b ilustram diagramas lógicos de fluxo de um método para descoberta de uma rede de modem sem fio em um ambiente de fundo de poço de acordo com um aspecto da presente invenção.

As Figuras 4a e 4b ilustram diagramas lógicos de fluxo de um método alternativo para descoberta de uma rede de modem sem fio em um ambiente de fundo de poço de acordo com outro aspecto da presente invenção.

As Figuras 5a e 5b ilustram diagramas de temporização de versões da interação de vários modems sem fio de acordo com os métodos ilustrados nas Figuras 4a e 4b.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Várias aplicações da presente invenção são descritas, e na descrição seguinte, vários detalhes específicos são apresentados. Contudo, entende-se que implementações da invenção podem ser praticadas sem esses detalhes específicos. Adicionalmente, embora particularmente descrito com referência aos dados de transmissão entre um local em fundo de poço e a superfície durante instalações de teste, aspectos da invenção não são assim limitados. Por exemplo, algumas implementações da invenção são aplicáveis à transmissão de dados a partir da superfície durante a perfuração, particularmente medição durante a perfuração (MWD) e perfilagem durante perfuração (LWD). Adicionalmente, alguns aspectos da invenção são aplicáveis por toda a vida útil de um furo de poço incluindo, mas não limitado a, durante a perfuração, perfilagem, teste de haste de perfuração, fraturamento, estímulo, completação, cimentação, e produção.

Particularmente, contudo, a presente invenção é aplicável ao teste de instalações tais como são usadas nos poços de petróleo e gás ou semelhante. A Figura 1 mostra uma vista esquemática de tal instalação. Quando o poço tiver sido perfurado, o equipamento de perfuração é removido do poço e testes podem ser realizados para determinar as propriedades da formação através da qual o poço foi perfurado. No exemplo da Figura 1, o poço 10 foi perfurado, e revestido com um revestimento de aço 12 (furo revestido) da maneira convencional, embora sistemas similares possam ser usados em ambientes não revestidos (furo aberto). Para testar as formações, é necessário colocar o equipamento de teste no poço próximo às regiões a serem testadas, para que se possa isolar as seções ou intervalos do poço, e transportar os fluidos a partir das regiões de interesse para a superfície. Isso é feito comumente utilizando meios elásticos 13, tal como um tubo de perfuração 14, tal como um tubo de perfuração tubular unido, que se estende a partir do equipamento de cabeça de poço 16 na superfície (ou leito oceânico em ambientes submarinos) para dentro do poço 10 até uma zona de interesse. Embora os meios elásticos 13 sejam descritos aqui com relação ao tubo de perfuração 14, deve-se entender que os meios elásticos 13 podem assumir outras formas de acordo com a presente invenção, tal como tubulação de produção, coluna de perfuração, um revestimento tubular, ou semelhante. O equipamento de cabeça de poço 16 pode incluir conjunto de preventores e conexões para fluido, energia e comunicação de dados.

Um packer 18 é posicionado no tubo de perfuração 14 e pode ser acionado para vedar o furo de poço em torno do tubo de perfuração 14 na região de interesse. Várias peças de equipamento de fundo de poço 20 para teste e semelhante são conectadas ao tubo de perfuração 14, quer seja acima ou abaixo do packer 18, tal como um amostrador 22, ou uma válvula de aparelho de teste 24. O equipamento de fundo de poço 20 também pode ser referido aqui como uma "ferramenta de fundo de poço". Outros exemplos de equipamento de fundo de poço 20 podem incluir: • Packers adicionais • Válvulas de circulação • Estranguladores de fundo de poço • Cabeças de disparo • Subs de descida de pistola TCP (perfurador transportado por tubulação) • Medidores de pressão • Medidores de fluxo de fundo de poço • Analisadores de fluido de fundo de poço • Etc.

Conforme mostrado na Figura 1, o amostrador 22 e a válvula de aparelho de teste 24 estão localizados acima do packer 18. Para suportar transmissão de sinal ao longo do tubo de perfuração 14 entre o local de fundo de poço e a superfície, uma série de modem sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25M, 25Mi+1, etc. pode ser posicionada ao longo do tubo de perfuração 14 e montada no tubo de perfuração 14 por intermédio de qualquer tecnologia adequada, tal como carregadores de medidor 28a, 28b, 28c, 28d, etc., para formar um sistema de telemetria 26. O equipamento de fundo de poço 20 é mostrado para ser conectado ao modem sem fio 25Mi+1 posicionado entre o amostrador 22 e a válvula de aparelho de teste 24. Os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25M, 25Mi+1 podem ser de diversos tipos e se comunicar entre si por intermédio de ao menos um canal de comunicação 29 utilizando um ou mais de diversos protocolos. Por exemplo, os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25M, 25Mi+1 podem ser modems acústicos, isto é, dispositivos eletromecânicos adaptados para converter um tipo de energia ou atributo físico em outro, e também pode transmitir e receber, desse modo permitindo que sinais elétricos recebidos a partir do equipamento de fundo de poço 20 sejam convertidos em sinais acústicos para transmissão para a superfície, ou para transmissão para outros locais do tubo de perfuração 14. Nesse exemplo, o canal de comunicação 29 é formado pelos meios elásticos 13 e/ou pelo tubo de perfuração 14 embora deva-se entender que o canal de comunicação 29 pode assumir outras formas. Além disso, o modem sem fio 25Mi+1 pode operar para converter sinais acústicos de controle de ferramenta a partir da superfície em sinais elétricos para operar o equipamento de fundo de poço 20. O termo "dados", conforme aqui usado, pretende abranger sinais de controle, status de ferramenta, e qualquer variação dos mesmos sejam transmitidos por intermédio de sinais digitais ou analógicos. Deve-se observar que em vez do tubo de perfuração 14, outros membros tubulares apropriados (por exemplo, meios elásticos 13) podem ser usados como o canal de comunicação 29, tal como tubulação de produção e/ou 17/38 revestimento para conduzir os sinais acústicos.

Com referência à Figura 2, os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25M, 25Mi+1 incluem eletrônica de transceptor 30 incluindo eletrônica de transmissor 32 e eletrônica de receptor 34. Os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25M e 25Mi+1 também incluem um ou mais conjuntos de transceptor 37 (dois sendo mostrados como exemplo). A eletrônica de transmissor 32, e a eletrônica de receptor 34, também podem estar localizadas em um alojamento 36 e energia é provida por intermédio de uma ou mais baterias, tal como uma bateria de lítio 38. Outros tipos de uma ou mais fontes de energia também podem ser usados. Os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25M, 25Mi+1 são de construção e função similares exceto como discutido abaixo. Com o propósito de brevidade, a construção de um dos modems sem fio 25Mi+1 será discutida abaixo.

A eletrônica de transmissor 32 é arranjada para inicialmente receber um sinal de saída elétrico a partir de um sensor 42, por exemplo, a partir do equipamento de fundo de poço 20 provido a partir de uma interface elétrica ou eletro/mecânica. Tais sinais são tipicamente sinais digitais que podem ser providos a uma ou mais unidades de processamento 44 que modula o sinal em uma de diversas formas tais como FM, PSK, QPSK, QAM e semelhante. O sinal modulado resultante é amplificado quer seja por amplificador linear ou não linear 46 e transmitido para um ou mais conjunto de transceptor sem fio 37 de modo a gerar um sinal sem fio, por exemplo, acústico no material do tubo de perfuração 14. O conjunto de transceptor sem fio 37 será descrito aqui como exemplo como um tipo de conjunto de transceptor acústico que converte os sinais elétricos em sinais acústicos e vice-versa. Contudo, deve-se entender que o conjunto de transceptor sem fio 37 pode ser incorporado em outras formas incluindo um conjunto de transceptor eletromagnético, ou um conjunto de transceptor do tipo pressão utilizando tecnologias tais como telemetria de lama-pulso, telemetria de pressão-pulso ou semelhante.

O sinal acústico que passa ao longo do tubo de perfuração 14 como uma onda longitudinal e/ou de flexão compreende um sinal de portadora que opcionalmente inclui uma modulação aplicada dos dados recebidos a partir dos sensores 42. O sinal acústico tem tipicamente, mas não é limitado, a uma frequência na faixa de 1-10 kHz, preferivelmente na faixa de 2-5 kHz, e é configurado para passar os dados em uma taxa de, mas não limitada a, aproximadamente 1 bps a aproximadamente 200 bps, preferivelmente de aproximadamente 5 a aproximadamente 100 bps, e mais preferivelmente de aproximadamente 50 bps. A taxa de dados depende das condições tais como nível de ruído, frequência de portadora, e a distância entre os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25M, 25Mi+1. Uma modalidade preferida da presente invenção se refere a uma combinação de um sistema de telemetria acústica, de salto curto para transmitir dados entre um concentrador localizado acima do packer principal 18 e uma pluralidade de equipamentos de fundo de poço tais como válvulas abaixo e/ou acima do packer 18. Os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25M, 25Mi+1 podem ser configurados como repetidores. Então os dados e/ou sinais de controle podem ser transmitidos a partir do concentrador para um módulo de superfície por intermédio de vários repetidores como sinais acústicos ou mediante a conversão dos sinais eletromagnéticos e transmitindo diretamente para o topo. A combinação de uma acústica, de salto curto, com uma pluralidade de repetidores e/ou o uso de ondas eletromagnéticas permite uma taxa de dados aperfeiçoada através dos sistemas existentes. O sistema de telemetria 26 pode ser projetado para transmitir dados tão elevados como 200 bps. Existem outras vantagens do presente sistema.

A eletrônica de receptor 34 é arranjada para receber o sinal acústico passando ao longo do tubo de perfuração 14 produzido pela eletrônica de transmissor 32 de outro modem. A eletrônica de receptor 34 é capaz de converter o sinal acústico em um sinal elétrico. Em uma modalidade preferida, o sinal acústico passando ao longo do tubo de perfuração 14 excita o conjunto de transceptor 37 de modo a gerar um sinal de saída elétrico (voltagem); contudo, considera-se que o sinal acústico pode excitar um acelerômetro 50 ou um conjunto de transceptor adicional 37 de modo a gerar um sinal de saída elétrico (voltagem). Esse sinal é essencialmente um sinal analógico conduzindo informação digital. O sinal analógico é aplicado a um condicionador de sinal 52, o qual opera para filtrar/condicionar o sinal analógico para ser digitalizado por um conversor A/D (analógico/digital) 54. O conversor A/D 54 proporciona um sinal digitalizado que pode ser aplicado a uma unidade de processamento 56. A unidade de processamento 56 é adaptada preferivelmente para demodular o sinal digital para recuperar os dados providos pelo sensor 42 conectado a outro modem, ou provido pela superfície. O tipo de processamento de sinal depende da modulação aplicada (isto é, FM, PSK, QPSK, QAM e semelhante).

O modem sem fio 25Mi+1, portanto, pode operar para transmitir sinais acústicos de dados a partir de um ou mais sensores 42 no equipamento de fundo de poço 20 ao longo do tubo de perfuração 14. Nesse caso, os sinais elétricos a partir do equipamento de fundo de poço 20 são aplicados à eletrônica de transmissor 32 (descrito acima) que opera para gerar o sinal acústico. O modem sem fio 25Mi+1 também pode operar para receber sinais acústicos de controle a serem aplicados ao equipamento de fundo de poço 20. Nesse caso, os sinais acústicos são demodulados pela eletrônica de receptor 34 (descrito acima), que opera para gerar o sinal de controle elétrico que pode ser aplicado ao equipamento de fundo de poço 20.

Para suportar transmissão de sinal acústico ao longo do tubo de perfuração 14 um ou mais dos modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25M, 25Mi+1 podem ser configurados como um repetidor e posicionados ao longo do tubo de perfuração 14. No exemplo aqui descrito, os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1 e 25M são configurados como repetidores e podem operar para receber um sinal acústico gerado no tubo de perfuração 14 por intermédio de um modem sem fio precedente 25 e para amplificar e retransmitir o sinal para propagação adicional ao longo do tubo de perfuração 14. O número e o espaçamento dos modems repetidores 25Mi-2, 25Mi-1 e 25M, dependerão da instalação específica selecionada, por exemplo, ou a distância que deve ser percorrida pelo sinal. Um espaçamento típico entre os modems 25Mi-2, 25Mi-1, 25M, 25Mi+1 é de aproximadamente 1.000 pés, mas pode ser muito superior ou muito inferior para acomodar tais configurações possíveis de ferramenta de teste. Quando atuando como um repetidor, o sinal acústico é recebido e processado pela eletrônica de receptor 34 e o sinal de saída é provido à unidade de processamento 56 da eletrônica de transmissor 32 e usado para acionar o conjunto de transceptor 37 da forma descrita acima. Assim, um sinal acústico pode ser passado entre a superfície e o local de fundo de poço em uma série de saltos curtos.

A função de um modem repetidor, por exemplo, 25Mi-2, 25Mi-1 e 25M, é a de detectar um sinal de chegada, decodificar o mesmo, interpretar o mesmo e subsequentemente retransmitir o mesmo se desejado. Em algumas implementações, os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1 e 25M, não decodificam o sinal, mas simplesmente amplificam o sinal (e o ruído). Nesse caso, os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1 e 25M estão atuando como um impulsionador de sinal simples. Contudo, essa não é a implementação preferida selecionada para os sistemas de telemetria sem fio da presente invenção.

Os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1 e 25M são posicionados ao longo da coluna de tubulação/canalização 14. Os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25M, 25Mi+1 ou escutarão continuamente qualquer sinal de chegada ou podem escutar de tempos em tempos.

Os sinais acústicos sem fio, conduzido comandos ou mensagens, se propagam no meio de transmissão (o tubo de perfuração 14) de uma forma onidirecional, quer dizer, ascendentemente e descendentemente. Não é necessário que o modem sem fio 25Mi+1 saiba se o sinal acústico está vindo de outro modem sem fio 25Mi-2, 25Mi-1 e/ou 25M, acima ou abaixo. A direção da mensagem é preferivelmente embutida na própria mensagem. Cada mensagem contém vários endereços de rede: o endereço da eletrônica de transmissor 32 (último e/ou primeiro transmissor) e o endereço do modem de destino, por exemplo, o modem sem fio 25Mi+1. Com base nos endereços embutidos nas mensagens, os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1 e/ou 25M configurados como repetidores interpretarão a mensagem e construirão uma nova mensagem com informação atualizada com relação à eletrônica de transmissor 32 e endereços de destino. As mensagens sendo enviadas a partir da superfície normalmente serão transmitidas a partir do modem sem fio 25Mi-2 para o modem sem fio 25Mi-1 para o modem sem fio 25M, para o modem sem fio 25Mi+1 e ligeiramente modificadas ao longo do caminho para incluir novos endereços de rede.

Com referência outra vez à Figura 1, o modem sem fio 25Mi-2 é provido como parte do equipamento de cabeça de poço 16 que provê uma conexão entre o tubo de perfuração 14 e um cabo de dados ou conexão sem fio 62 com um sistema de controle 64 que pode receber os dados a partir do equipamento de fundo de poço 20 e prover sinais de controle para sua operação.

Na modalidade da Figura 1, o sistema de telemetria 26 é usado para prover comunicação entre a superfície e o local de fundo de poço. Em outra modalidade, a telemetria acústica pode ser usada para comunicação entre ferramentas em teste de múltiplas zonas. Nesse caso, duas ou mais zonas do poço são isoladas por intermédio de um ou mais packers 18. Equipamento de fundo de poço de teste 20 está localizado em cada zona isolada e modems correspondentes, tais como o modem sem fio 25Mi+1 são providos em cada zona. A operação dos modems 25Mi-2, 25Mi-1, 25M e 25Mi+1 permite que o equipamento de fundo de poço 20 em cada zona se comuniquem um com o outro assim como com equipamento de fundo de poço 20 em outras zonas assim como permite a comunicação a partir da superfície com os sinais de controle e dados da forma descrita acima.

Referências no relatório descritivo a "certa modalidade", "uma modalidade", "uma modalidade exemplar", etc. indicam que as modalidades descritas podem incluir um recurso, estrutura ou característica, específico, mas cada modalidade pode não necessariamente incluir o aspecto, estrutura ou característica, específica. Além disso, tais frases não estão necessariamente se referindo à mesma modalidade. Mais propriamente, quando um aspecto, estrutura ou característica específica é descrita em conexão com uma modalidade, considera-se que esteja dentro do conhecimento daqueles versados na técnica a realização tal estrutura ou característica futura em conexão com outras modalidades sejam ou não explicitamente descritas.

Modalidades da invenção com relação às unidades de processamento 44 e 56, e ao sistema de controle 64 podem ser incorporadas utilizando instruções executáveis por máquina providas ou armazenadas em um ou mais meios legíveis por máquina. Um meio legível por máquina inclui qualquer mecanismo que proporcione, isto é, armazene e/ou transmita, informação que pode ser acessada pelas unidades de processamento 44 e 56 ou outra máquina, tal como o sistema de controle 64. As unidades de processamento 44 e 56 e o sistema de controle 64 incluem um ou mais computadores, dispositivos de rede, ferramentas de fabricação ou semelhante ou qualquer dispositivo com um conjunto de um ou mais processadores, etc., ou múltiplos dispositivos tendo um ou mais processadores que funcionam em conjunto, etc. Em uma modalidade exemplar, um meio legível por máquina inclui meios voláteis e/ou não voláteis, por exemplo, memória de leitura, memória de acesso aleatório, meio de armazenamento de disco magnético, meios de armazenamento ótico, dispositivos de memória flash ou semelhante. Em uma modalidade, as unidades de processamento 44 e 56 podem ser implementadas como um único processador, tal como um microcontrolador, processador de sinal digital, unidade de processamento central ou semelhante.

Tais instruções executáveis por máquina são utilizadas para fazer com que um processador de uso geral ou especial, múltiplos processadores, ou semelhantes realizem métodos ou processos das modalidades da invenção.

Modems sem fio 25 podem ser programados com um algoritmo de descoberta de rede armazenado por um ou mais meios legíveis por máquina que quando executados pelas unidades de processamento 44 e/ou 56 fazem com que um dos

modems sem fio 25 descubra a identidade, posição, e/ou ordem relativa de outros modems sem fio 25 que são capazes de se comunicar entre si por intermédio do canal de comunicação 29. O algoritmo de descoberta de rede pode ser armazenado como um ou mais arquivos, uma ou mais seções de instruções, em um ou mais banco de dados como registros separados ou os mesmos registros, ou de outra forma adequada acessível por intermédio da unidade(s) de processamento 44 e/ou 56.

Em geral, a unidade de processamento 44 e/ou a unidade de processamento 56 dos modems sem fio 25 executam instruções do algoritmo de descoberta de rede para possibilitar que a eletrônica de transmissor 32 transmita um sinal de identificação para o canal de comunicação 29, (2) receba dados a partir de ao menos outro modem sem fio 25 por intermédio da eletrônica de receptor 34 indicativos de (a) um identificador singular identificando ao menos um outro modem sem fio 25, e (b) ao menos uma medição de sensor local relacionada à profundidade ou altitude do pelo menos um outro modem sem fio 25 em relação à superfície da Terra, e (3) determine a posição e/ou a ordem relativa de ao menos um ou mais de outros modems sem fio 25 utilizando dados indicativos da medição de sensor local. Mais especificamente, as Figuras 3a, 3b, 4a e 4b ilustram duas versões diferentes do algoritmo de descoberta de rede para permitir que alguns dos modems 25 descubram a identidade, posição e/ou ordem relativa dos modems 25 dentro da rede do sistema de telemetria 26.

Os dados indicativos de ao menos uma medição de sensor local podem ser providos de diversas formas, tal como informação da medição de sensor local, por exemplo, 50 graus centígrados, informação usada para consultar a medição de sensor local a partir de uma tabela ou banco de dados, ou a forma na qual os modems sem fio 25 se comunicam, tal como um protocolo específico ou frequência ou uso de uma fenda de tempo específico como discutido abaixo com relação às Figuras 4a e 4b.

Com referência agora às Figuras 3a e 3b, tais figuras cooperam para ilustrar a lógica de uma versão do algoritmo de descoberta de rede operando dentro de um modem sem fio 25. A Figura 3a ilustra uma porção do algoritmo de descoberta de rede tentando descobrir a identidade (por exemplo, uma rede ou endereço IP), posição (por exemplo, 1.000 pés abaixo da superfície da Terra), e/ou ordem relativa (por exemplo, 2.000 pés abaixo do modem sem fio 25 transmitindo o sinal de identificação) dos outros modems 25. A Figura 3b ilustra uma porção do algoritmo de descoberta de rede onde um dos outros modems 25 responde a uma solicitação (discutida aqui como um sinal de identificação) a partir do outro modem 25.

Conforme mostrado na Figura 3a, o algoritmo de descoberta de rede começa como indicado por um bloco 100, e deriva para um bloco 102 onde o algoritmo de descoberta de rede determina se esse modem específico 25 conhece a informação tal como identidade, posição e/ou ordem relativa dos outros modems 25 dentro da rede. Os outros modems 25 dentro da rede podem ser referidos como "vizinhos". Se o modem sem fio 25 já conhece a identidade, posição, e/ou ordem relativa dos outros modems 25, então o algoritmo de descoberta de rede deriva para um bloco 104 desse modo ou terminando o algoritmo de descoberta de rede ou derivando para a porção do algoritmo de descoberta de rede ilustrada na Figura 3b que está monitorando a eletrônica de receptor 34. Caso contrário, o algoritmo de descoberta de rede deriva para um bloco 106 em que o algoritmo de descoberta de rede faz com que a unidade de processamento 44 e/ou 56 transmita o sinal de identificação para o canal de comunicação 29. O sinal de identificação inclui ao menos um endereço de rede ou outro tipo de informação de identificação identificando o modem específico 25 transmitindo o sinal de identificação de modo que outros modems 25 podem responder ao modem correto 25. O sinal de identificação pode incluir informação adicional tal como uma ou mais medição de sensor local provida por, ou detectada pelo sensor 42, por exemplo. Quando o sinal de identificação tiver sido transmitido para o canal de comunicação 29, o algoritmo de descoberta de rede deriva para uma etapa 108 onde o algoritmo de descoberta de rede monitora a eletrônica de receptor 34 para determinar se quaisquer respostas foram recebidas a partir de outros modems sem fio 25 dentro da rede. Se nenhuma resposta tiver sido recebida (ou se todas as respostas tiverem sido recebidas), então o algoritmo de descoberta de rede deriva para uma etapa 109 onde o algoritmo de descoberta de rede determina se tenta localizar qualquer informação adicional com relação a outros modems 25. Se o algoritmo de descoberta de rede determinar o envio de outro sinal de identificação, então o algoritmo de descoberta de rede deriva para o bloco 100, e se nenhum algoritmo de descoberta de rede derivar para um bloco 110 desse modo ou terminando o algoritmo de descoberta de rede ou derivando para a porção do algoritmo de descoberta de rede ilustrado na Figura 3b que está monitorando a eletrônica de receptor 34. O algoritmo de descoberta de rede pode determinar se continua a solicitar informação adicional a partir de outros modems 25 utilizando qualquer forma adequada, tal como um número fixo de solicitações, número dinâmico de solicitações, ou semelhante.

Se o algoritmo de descoberta de rede determinar que qualquer resposta foi recebida na etapa 108, então tal algoritmo de descoberta de rede deriva para uma etapa 112 onde o algoritmo de descoberta de rede compara sua medição de sensor local com dados indicativos de uma medição recebida a partir de qualquer outro modem sem fio 25, e então o algoritmo de derivação de rede deriva para uma etapa 114 onde ele determina a identificação, posição e/ou ordem relativa dos modems sem fio 25 que responderam. O algoritmo de descoberta de rede pode determinar a identificação, posição e/ou ordem relativa de qualquer forma adequada, contudo, considera-se especificamente que as medições de sensor local feitas pelos modems sem fio específicos 25 são correlacionadas à profundidade dos modems sem fio específicos 25. Essa correlação será descrita em mais detalhes abaixo.

Quando um modem sem fio específico 25 transmite o sinal de identificação como discutido acima na etapa 106, tal sinal de identificação pode ser recebido e decodificado por outros modems sem fio 25 dentro da rede. Conforme mostrado na Figura 3b, o algoritmo de descoberta de rede executado pelos modems sem fio 25 faz com que os modems sem fio 25 monitorem a eletrônica de receptor 34 e espere para receber um sinal de identificação a partir de qualquer um dos modems sem fio 25, conforme indicado pela etapa 120. Quando o algoritmo de descoberta de rede recebe o sinal de identificação utilizando a eletrônica de receptor 34, o algoritmo de descoberta de rede deriva para uma etapa 122 onde o algoritmo de descoberta de rede habilita a unidade de processamento 44 e/ou 56 a criar uma resposta que inclui sua medição de sensor local relacionada à sua profundidade dentro do furo de poço ou altitude acima do furo de poço. O algoritmo de descoberta de rede então deriva para uma etapa 124 onde o algoritmo de descoberta de rede faz com que a unidade de processamento 44 e/ou 56 habilite a eletrônica de transmissor 32 para transmitir a resposta, preferivelmente em uma fenda de tempo aleatório.

O modem sem fio específico 25, que transmitiu o sinal de identificação na etapa 106, então recebe a resposta e processa tal resposta como discutido acima com relação às etapas 108, 112 e 114 para determinar informação com relação aos seus vizinhos. Após o modem sem fio 25 transmitir sua resposta em uma fenda de tempo aleatória, por exemplo, como indicado pela etapa 124, tal algoritmo de descoberta de rede deriva para uma etapa 126 onde o algoritmo de descoberta de rede espera para receber uma mensagem de identificação adicional.

Com referência às Figuras 4a e 4b, é mostrada aqui outra versão do algoritmo de descoberta de rede na qual a Figura 4a mostra o algoritmo de descoberta de rede do ponto de vista do modem sem fio 25 que está tentando descobrir a identidade, posição e/ou ordem relativa dos outros modems sem fio 25 dentro da rede, enquanto que a Figura 4b ilustra o algoritmo de descoberta de rede do ponto de vista de outros modems sem fio 25 que estão sendo descobertos.

Conforme mostrado na Figura 4a, o algoritmo de descoberta de rede começa conforme indicado por uma etapa 130, e então deriva para uma etapa 132 que é similar à etapa 102 discutido acima, onde o modem sem fio específico 25 determina se ele conhece a identidade, posição e/ou ordem relativa dos outros modems sem fio 25 dentro da rede. Se esse for o caso, então o algoritmo de descoberta de rede deriva para uma etapa 134, e caso contrário, o algoritmo de descoberta de rede deriva para a etapa 136 onde tal algoritmo de descoberta de rede habilita a eletrônica de transmissor 32 para transmitir o sinal de identificação para o canal de comunicação 29 com o sinal de identificação incluindo uma identificação, tal como endereço de rede, do modem sem fio 25, e a medição de sensor local do modem sem fio 25 derivada mediante utilização do sensor 42, por exemplo. O algoritmo de descoberta de rede deriva para uma etapa 138 que é similar à etapa 108 discutida acima. Na etapa 138, o algoritmo de descoberta de rede monitora a eletrônica de receptor 34 para verificar se qualquer resposta foi recebida, e se afirmativo, o algoritmo de descoberta de rede deriva para uma etapa 140 para determinar em qual fenda de tempo a resposta foi transmitida. O algoritmo de descoberta de rede então deriva para uma etapa 142 e determina a posição, e/ou a ordem relativa do modem sem fio 25 com base na fenda de tempo, por exemplo, na qual a resposta foi recebida. O algoritmo de descoberta de rede então deriva para a etapa 138 para determinar se qualquer outra resposta foi recebida e em caso negativo, deriva para a etapa 144 para verificar se deve transmitir seu sinal de identificação outra vez e se assim for derivar para o bloco 130, e caso contrário deriva para o bloco 146.

Com referência agora à Figura 4b, é mostrada na mesma uma porção do algoritmo de descoberta de rede pode ser executado pela unidade de processamento 44 e/ou 56 dos modems sem fio 25 e funciona para prover respostas ao sinal de identificação transmitido pelo modem sem fio específico 25 tentando descobrir a identidade, posição e/ou ordem relativa dos outros modems sem fio 25 dentro da rede. Conforme mostrado na Figura 4b, o algoritmo de descoberta de rede deriva para uma etapa 150 onde a eletrônica de receptor 34 espera para receber um sinal de identificação contendo uma medição local de sensor de outro modem sem fio 25. Se assim for, o algoritmo de descoberta de rede deriva para uma etapa 152 e compara sua própria medição de sensor local com a medição de sensor local que foi recebida. Quando a comparação é concluída, o algoritmo de descoberta de rede deriva para uma etapa 154 onde ele determina se cria uma resposta utilizando qualquer lógica adequada, tal como a distância a partir do modem sem fio 25 transmitindo a mensagem de identificação. Por exemplo, os modems sem fio 25 poderiam ser programados apenas para esperar duas fatias de tempo (devido às limitações totais de tempo). Nesse caso, se um modem sem fio específico 25 estiver a mais do que dois saltos de distância a partir do modem sem fio 25 transmitindo o sinal de identificação, então o modem sem fio específico 25 não criaria uma resposta. Se o algoritmo de descoberta de rede decidir ou determinar a criação de uma resposta, o algoritmo de descoberta de rede deriva para uma etapa 156 onde ele possibilita que a eletrônica de transmissor 32 responda utilizando dados indicativos da medição de sensor local. Por exemplo, a resposta pode ser transmitida em uma fenda de tempo precisa de acordo com a comparação de medição, ou utilizando outro tipo de esquema de comunicação predefinido, tal como um protocolo ou frequência predeterminado específico. Portanto, o algoritmo de descoberta de rede deriva para a etapa 150 para esperar o recebimento de outro sinal de identificação.

A Figura 5a é um diagrama de temporização de uma versão do algoritmo de descoberta de rede ilustrado nas Figuras 4a e 4b. Particularmente, a Figura 5 ilustra a temporização da interação de cinco modems sem fio 25 se comunicando no canal de comunicação 29. No exemplo ilustrado na Figura 5, o modem sem fio 25M transmite o sinal de identificação conforme mostrado na etapa 136 da Figura 4a. O sinal de identificação é recebido pelos modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25Mi+1 e 25Mi+2. Conforme mostrado na Figura 5, os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25Mi+1 e 25Mi+2 recebem os sinais de identificação, comparam a medição de sensor local dentro do sinal de identificação com sua própria medição de sensor local e responde ao sinal de identificação com base nas fatias de tempo predeterminadas, por exemplo. No exemplo ilustrado na Figura 5, os modems sem fio 25Mi+1 e 25Mi+2 que têm uma profundidade maior do que o modem sem fio 25M respondem em fatias de tempo de número ímpar com base em sua posição relativa com relação ao modem sem fio 25M. Similarmente, os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1 que têm uma profundidade menor do que a profundidade do modem sem fio 25M respondem em fatias de tempo de número par com base em sua posição relativa com relação ao modem sem fio 25M. O modem sem fio 25Mi+1 responde na primeira fenda de tempo, o modem sem fio 25Mi-1 responde na segunda fenda de tempo, o modem sem fio 25Mi+2 responde na terceira fenda de tempo, e o modem sem fio 25Mi-2 responde na quarta fenda de tempo. O modem sem fio 25M recebe e armazena as respostas incluindo a informação de identificação dos outros modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25Mi+1 e 25Mi+2 dentro da rede junto com sua posição e/ou ordem relativa, e então transmite diretamente ao modem sem fio 25Mi+2 utilizando a informação de identificação recebida na resposta a partir do modem sem fio 25Mi+2. Nesse exemplo, os modems sem fio 25Mi-2, 25Mi-1, 25Mi+1 e 25Mi+2 podem ser colocados ao longo do tubo de perfuração 14 separado com um espaçamento de 1.000 metros. A medição de sensor local pode ser temperatura ou pressão uma vez que é sabido que a relação entre profundidade e pressão, por exemplo, é:

onde Péud é a densidade da lama no espaço anelar, &é aceleração de gravidade e d» é a distância medida a partir da superfície. Pode-se supor que a temperatura na superfície seja de 25°C e o gradiente da temperatura no tubo seja de 25°C/km.

Por exemplo, supondo Peud Pwatere

Se cada modem sem fio 25 permutar sua medição de sensor local com seus vizinhos, a posição dos outros modems 25 e/ou a ordem relativa dos modems sem fio 25 pode ser determinada utilizando-se uma correlação similar àquela mostrada acima. O termo medição de sensor local, conforme aqui usado, se refere a uma medição de uma condição ambiental associada a um modem sem fio específico 25 que é suficientemente precisa para distinguir a medição específica do modem sem fio a partir das medições dos outros modems sem fio 25. O sensor 42 pode ser parte do equipamento de fundo de poço 20 ou parte do modem sem fio 25. As medições de sensor local podem ser feitas em um furo de poço ou qualquer outro local adequado associado aos modems sem fio 25. Exemplos de medições de sensor local incluem uma medição de temperatura, uma medição de pressão, uma medição de aceleração gravitacional, uma medição de campo magnético, uma medição de ângulo de mergulho e suas combinações.

Com referência agora à Figura 5b, é mostrada na mesma uma versão alternativa da interação de vários modems sem fio 25Mi, 25Mi+1, 25Mi+2, 25Mi+3 de acordo com os métodos ilustrados nas Figuras 4a e 4b. Nessa versão, na etapa 154 (ilustrada na Figura 4b) os modems sem fio 25 determinam se criam uma resposta como a seguir. Na etapa 152, os modems sem fio 25 que recebem um sinal de identificação comparam a sua própria medição de sensor local com a medição de sensor local no sinal de identificação. Então, na etapa 154, os modems sem fio 25 criam uma resposta se (1) tais modems sem fio 25 estiverem em uma profundidade maior do que o modem sem fio que transmitiu o sinal de identificação, e (2) estiverem dentro de dois saltos do modem sem fio 25 que transmitiu o sinal de identificação. Assim, conforme mostrado na Figura 5b, o modem sem fio 25Mi transmite um sinal de identificação incluindo sua medição de sensor local como indicado pela etapa 200, e os modems sem fio 25Mi+1 e 25Mi+2 criam uma resposta como indicado pelas etapas 202 e 204 enquanto que o modem sem fio 25Mi+3 não cria. Então, o próximo modem sem fio mais profundo 25Mi+1 transmite um sinal de identificação conforme indicado pela etapa 206 e os modems sem fio 25Mi+2 e 25Mi+3 criam uma resposta como indicado pela etapa 208 e 210. Esse processo se repete como indicado pela etapa 212 até que o modem sem fio mais profundo 25Mi+3 transmita um sinal de identificação, mas uma resposta não é recebida. Nesse ponto, todos os modems sem fio 25 conhecem a identificação, posição e/ou ordem de ao menos dois ou mais dos modems sem fio 25 com os quais se comunica.

Deve-se entender que os componentes da invenção apresentados acima podem ser providos como elementos unitários, ou múltiplos elementos, que são conectados e/ou de outro modo adaptados para funcionar em conjunto, ao menos que especificamente limitados a uma estrutura unitária nas reivindicações.

A partir da descrição acima, é evidente que a presente invenção é bem adaptada para realizar os aspectos revelados, e para obter as vantagens mencionadas aqui assim como aquelas inerentes na invenção. Embora implementações atualmente preferidas da invenção tenham sido descritas com o propósito de revelar as característica da presente invenção, será entendido que várias alterações podem ser feitas as quais se apresentam prontamente àqueles versados na técnica e que são realizadas dentro do espírito da invenção revelada.

Claims

1. Modem sem fio para comunicação em uma rede de modems sem fio (25Mi) por intermédio de um canal de comunicação (29), o modem sem fio (25) caracterizado pelo fato de que compreende: um conjunto de transceptor (37); eletrônica de transceptor (30) compreendendo: eletrônica de transmissor (32) para fazer com que o conjunto de transceptor (37) envie sinais sem fio para o canal de comunicação (29); eletrônica de receptor (34) para decodificar os sinais recebidos pelo conjunto de transceptor (37); ao menos uma unidade de processamento (44, 56) executando instruções para (1) possibilitar que a eletrônica de transmissor (32) transmita um sinal de identificação para o canal de comunicação (29), (2) receber os dados de ao menos outro modem sem fio (25) por intermédio da eletrônica de receptor (34), indicativos de um identificador singular identificando o outro modem sem fio (25), e dados indicativos de ao menos uma medição de sensor local (42) de um parâmetro tendo um gradiente correlacionado à profundidade do outro modem sem fio (25) abaixo da superfície da Terra e (3) determinar pelo menos um da posição e ordem relativa do outro modem sem fio (25) utilizando a correlação entre os dados indicativos da medição de sensor local (42) e a profundidade do outro modem sem fio (25) abaixo da superfície da Terra; e uma fonte de energia (38) fornecendo energia ao conjunto de transceptor (37) e à eletrônica de transceptor (34).

2. Modem sem fio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ao menos uma unidade de processamento (44, 56) executa instruções para possibilitar que a eletrônica de transmissor (32) transmita dados para outro modem sem fio (25).

3. Modem sem fio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dados indicativos de ao menos uma medição de sensor local (42) incluem uma fenda de tempo indicativa da medição de sensor local.

4. Modem sem fio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a medição de sensor local é selecionada do grupo consistindo em uma medição de temperatura, uma medição de pressão, uma medição de aceleração gravitacional, uma medição de campo magnético e uma medição de ângulo de mergulho.

5. Método para fazer um modem sem fio (25), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: conectar um conjunto de transceptor (37) a eletrônica de transceptor (30) tendo eletrônica de transmissor (32), eletrônica de receptor (34) e pelo menos uma unidade de processamento (44, 56) adequada para fazer com que o conjunto de transceptor (37) transmita e receba sinais sem fio; e armazenar um algoritmo de descoberta de rede em um ou mais meios legíveis por máquina acessíveis por uma ou mais unidades de processamento (44, 56) da eletrônica de transceptor (30) com o algoritmo de descoberta de rede tendo instruções que quando executadas por uma ou mais unidades de processamento fazem com que a uma ou mais unidades de processamento (44, 56) (1) possibilitem que a eletrônica de transmissor (32) transmita um sinal de identificação para um canal de comunicação (29), (2) recebam dados de ao menos outro modem sem fio (25) por intermédio da eletrônica de receptor (34) indicativos de um identificador singular identificando o outro modem sem fio (25), e dados indicativos de ao menos uma medição de sensor local tendo um gradiente correlacionado à profundidade do outro modem sem fio (25) abaixo da superfície da Terra, e (3) determinem ao menos uma entre a posição e a ordem 5 relativa do outro modem sem fio utilizando da correlação entre os dados indicativos da medição de sensor local e a profundidade do outro modem sem fio (25) abaixo da superfície da Terra.