DE102011081868A1

DE102011081868A1 - Acoustic system and method for transmitting signals in boreholes

Info

Publication number: DE102011081868A1
Application number: DE201110081868
Authority: DE
Inventors: Vladimir Danov; Bernd Gromoll; Martin Kautz; Andreas Ziroff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2013-02-28
Also published as: WO2013029973A2; WO2013029973A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein akustisches System (9) und ein akustisches Verfahren zur Signalübertragung in Bohrlöchern (1) mit wenigstens einem Sender (10) und wenigstens einem Empfänger (11) zur Signalübertragung, wobei der wenigstens eine Sender (10) ausgebildet ist akustische Signale zu senden und der wenigstens eine Empfänger (11) ausgebildet ist die akustischen Signale des Senders (10) zu empfangen.The present invention relates to an acoustic system (9) and an acoustic method for transmitting signals in boreholes (1) having at least one transmitter (10) and at least one receiver (11) for signal transmission, wherein the at least one transmitter (10) is formed to send acoustic signals and the at least one receiver (11) is adapted to receive the acoustic signals of the transmitter (10).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zur Signalübertragung in Bohrlöchern mit wenigstens einem Sender und wenigstens einem Empfänger zur Signalübertragung, wobei der wenigstens eine Sender ausgebildet ist Signale zu senden und der wenigstens eine Empfänger ausgebildet ist die Signale des Senders zu empfangen. The present invention relates to a system and a method for transmitting signals in boreholes with at least one transmitter and at least one receiver for signal transmission, wherein the at least one transmitter is adapted to transmit signals and the at least one receiver is adapted to receive the signals of the transmitter.

Zur Förderung von z.B. Wasser, Öl oder Gas werden Bohrlöcher gebohrt und betrieben. Bei der Bohrung und beim Betrieb von Bohrlöchern sind unterschiedliche Messwerte aus dem Inneren des Bohrloches entscheidend. Dazu gehören z.B. Messwerte von Druck und/oder Temperatur. Die Messungen erfolgen entlang des Bohrlochs oder am unteren Ende der Bohrung. Vom Ort der Messung ausgehend müssen die Messwerte als Signal aus dem Bohrloch auf die Erdoberfläche transportiert bzw. übermittelt werden, um eine Datenverarbeitung und Datenauswertung zu ermöglichen. Eine Signalübermittlung, insbesondere ein ungestörter Signaltransport in Bohrlöchern, ist jedoch auf Grund der rauen Bedingungen schwierig. To promote e.g. Water, oil or gas drilled and operated wells. When drilling and operating wells, different measurements from inside the well are critical. These include e.g. Measured values of pressure and / or temperature. The measurements are taken along the borehole or at the bottom of the borehole. Starting from the location of the measurement, the measured values must be transported or transmitted as a signal from the borehole to the earth's surface in order to enable data processing and data evaluation. Signal transmission, in particular undisturbed signal transport in boreholes, however, is difficult due to the harsh conditions.

Ein Transport von Daten mit Hilfe von Signalen durch Bohrlöcher erfolgt in der Regel kabelgebunden. Ein kabelloser Transport z.B. über Radiofrequenzen ist ebenfalls bekannt. Diese Techniken erreichen jedoch ihre technischen Grenzen bei Bohrtiefen von 3000m. Ein zuverlässiger Transport von Messwerten aus dem Bohrloch heraus und eine zuverlässige Steuerung von z.B. Pumpen ist mit den bekannten Techniken bei Bohrtiefen größer 3000m schwierig bis nicht möglich. A transport of data by means of signals through holes is usually wired. A wireless transport e.g. about radio frequencies is also known. However, these techniques reach their technical limits at drilling depths of 3000m. Reliable transport of downhole measurements and reliable control of e.g. Pumping is difficult to not possible with the known techniques for drilling depths greater than 3000m.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein System und ein Verfahren zur Signalübertragung in bzw. über Bohrlöcher mit großen Tiefen anzugeben, insbesondere Tiefen größer 3000m. Insbesondere ist es Aufgabe ein System und ein Verfahren anzugeben, welche eine sichere und zuverlässige Signalübertragung auch über große Entfernungen und unter rauen Bedingungen in Bohrlöchern erlauben. Object of the present invention is therefore to provide a system and a method for signal transmission in or over wells with large depths, especially depths greater than 3000m. In particular, it is an object to provide a system and a method which allow safe and reliable signal transmission over long distances and under harsh conditions in boreholes.

Die angegebene Aufgabe wird bezüglich des Systems zur Signalübertragung in Bohrlöchern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bezüglich des Verfahrens zur Signalübertragung in Bohrlöchern mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. The stated object is achieved with respect to the system for transmitting signals in boreholes with the features of claim 1 and with respect to the method for signal transmission in boreholes with the features of claim 7.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems und Verfahrens zur Signalübertragung in Bohrlöchern gehen aus den jeweils zugeordneten abhängigen Unteransprüchen hervor. Dabei können die Merkmale der Nebengeordneten Ansprüche untereinander und mit Merkmalen der Unteransprüche und Merkmale der Unteransprüche untereinander kombiniert werden. Advantageous embodiments of the system according to the invention and method for signal transmission in boreholes will be apparent from the respectively associated dependent subclaims. In this case, the features of the ancillary claims can be combined with each other and with features of the subclaims and features of the subclaims.

Das erfindungsgemäße System zur Signalübertragung in Bohrlöchern umfasst wenigstens einen Sender und wenigstens einen Empfänger zur Signalübertragung, wobei der wenigstens eine Sender ausgebildet ist Signale zu senden und der wenigstens eine Empfänger ausgebildet ist die Signale des Senders zu empfangen. Die Signale sind bzw. umfassen akustische Signale. The system according to the invention for transmitting signals in boreholes comprises at least one transmitter and at least one receiver for signal transmission, wherein the at least one transmitter is designed to transmit signals and the at least one receiver is designed to receive the signals of the transmitter. The signals are or include acoustic signals.

Durch die Verwendung von akustischen Signalen kann eine sichere und störungsfreie Datenübertragung über lange Strecken in Bohrlöchern durchgeführt werden. Probleme, wie bei der Datenübertragung über Kabel oder der Funkübertragung, können vermieden werden. So führen bei akustischen Signalen metallische Gegenstände wie z.B. Bohrgestänge oder Erdschichten zu keinen unüberwindbaren Störungen. Auch die engen räumlichen Verhältnisse wie z.B. geringe Abstände in dem Bohrgestänge bzw. Bohrrohren und in Bezug auf die Bohrwandung stellen für akustische Signale kein Problem dar. Die Verwendung von langen elektrischen Leitungen, wie sie bei einer Datenübertragung über Kabel notwendig sind, mit ihren spezifischen Problemen wie z.B. Gewicht und Empfindlichkeit gegenüber Temperatur oder mechanische Zerstörung, kann vermieden werden. Dies spart Kosten und führt zu einer zuverlässigen Datenübertragung über akustische Signale auch unter rauen Bedingungen in Bohrlöchern. Through the use of acoustic signals, a secure and trouble-free data transmission over long distances can be carried out in boreholes. Problems, such as data transmission via cable or radio transmission, can be avoided. Thus, in acoustic signals, metallic objects such as e.g. Drill pipe or earth layers to no insurmountable interference. Even the tight spatial conditions such. Small distances in the drill pipe and with respect to the bore wall pose no problem for acoustic signals. The use of long electrical lines, as required in data transmission via cable, with their specific problems such as e.g. Weight and sensitivity to temperature or mechanical damage can be avoided. This saves costs and leads to reliable data transmission via acoustic signals even in harsh conditions in boreholes.

Die verwendeten Signale können kodiert sein. So können z.B. die akustischen Signale zwischen Sender und Empfänger analog einem Morsesignal kodiert sein. Dies ermöglicht eine Art digitale Datenübertragung auf akustischem Weg, welche zuverlässiger ist als eine analoge Datenübertragung. Digitale Daten sind nach der Übertragung auch einfach digital weiterzuverarbeiten und auszuwerten. The signals used can be coded. Thus, e.g. the acoustic signals between transmitter and receiver are coded analogous to a Morse signal. This allows a kind of digital data transmission on the acoustic path, which is more reliable than an analog data transmission. Digital data are also easy to process and evaluate digitally after transmission.

Es kann wenigstens ein Repeater im Signalweg zwischen dem wenigstens einen Sender und dem wenigstens einen Empfänger angeordnet sein. Auch die Anordnung von mehr als einem Repeater z.B. mit regelmäßigem Abstand voneinander ist möglich. Die Repeater sorgen für eine Signalverstärkung und damit eine Erhöhung des möglichen Abstands zwischen Sender und Empfänger bei sicherem und zuverlässigem Datentransport. Ein Repeater empfängt das Signal und sendet es mit höherer Intensität als er das Signal empfangen hat. Zusätzlich kann ein Repeater einen Rauschfilter enthalten, um Störsignale herauszufiltern und nicht weiterzugeben. At least one repeater may be arranged in the signal path between the at least one transmitter and the at least one receiver. Also, the arrangement of more than one repeater e.g. with regular distance from each other is possible. The repeaters provide a signal amplification and thus an increase in the possible distance between transmitter and receiver for secure and reliable data transport. A repeater receives the signal and transmits it with higher intensity than it received the signal. In addition, a repeater may include a noise filter to filter out spurious signals and not pass them on.

Der Empfänger kann am oder nahe einem Eingang zum Bohrloch angeordnet sein. Dies bedeutet er ist an der Erdoberfläche angeordnet. Dort ist die direkte Datenverarbeitung und Auswertung möglich oder von dort aus kann eine einfache Datenübertragung mit Hilfe von Kabeln oder per Funk erfolgen. Alternativ oder zusätzlich ist auch ein Datentransport in entgegen gesetzter Richtung möglich, wenn der Empfänger im Bohrloch, insbesondere am unteren Ende des Bohrlochs angeordnet ist. Dann können die Signale zur Steuerung und/oder Regelung von Einrichtungen wie z.B. Pumpen verwendet werden. The receiver may be located at or near an entrance to the wellbore. This means it is located on the earth's surface. There is the direct data processing and evaluation possible or from there can be a simple data transmission by means of cables or by radio. Alternatively or additionally, a data transport in the opposite direction is possible if the receiver is arranged in the borehole, in particular at the lower end of the borehole. Then the signals can be used to control and / or regulate devices such as pumps.

Der wenigstens eine Sender kann ein akustischer Generator sein. Akustische Generatoren können auf einfache Weise akustische Signale kontrolliert erzeugen. The at least one transmitter may be an acoustic generator. Acoustic generators can easily generate acoustic signals in a controlled manner.

Der wenigstens eine Sender kann am oder nahe einem Monitoring-System im Bohrloch angeordnet sein, und ausgebildet sein Daten, welche vom Monitoring-System gemessen werden, zu übermitteln. Dadurch können Messwerte wie Druck und/oder Temperatur z.B. von einer Bohrspitze im Inneren des Bohrlochs an die Erdoberfläche übermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich, bei einer zuvor beschriebenen Übermittlung von Signalen in das Bohrloch hinein, kann der Sender am oder nahe einem Eingang zum Bohrloch angeordnet sein. The at least one transmitter may be located at or near a downhole monitoring system and configured to communicate data measured by the monitoring system. As a result, measured values such as pressure and / or temperature, e.g. transmitted from a drill bit inside the borehole to the earth's surface. Alternatively or additionally, in a previously described transmission of signals into the well, the transmitter may be located at or near an entrance to the wellbore.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Signalübertragung in Bohrlöchern umfasst das Senden von Signalen von wenigstens einem Sender und das Empfangen der vom Sender gesendeten Signale durch wenigstens einen Empfänger, wobei als Signale akustische Signale verwendet werden. The method according to the invention for transmitting borehole signals comprises transmitting signals from at least one transmitter and receiving the signals transmitted by the transmitter by at least one receiver, acoustic signals being used as signals.

Die Signale können kodiert werden, insbesondere von dem wenigstens einen Sender, dann kodiert gesendet werden, und dekodiert werden vom wenigstens einen Empfänger oder kodiert weitergeleitet und/oder verarbeitet werden. Wenigstens ein Repeater kann die Intensität der Signale im Signalweg zwischen dem wenigstens einen Sender und dem wenigstens einen Empfänger verstärken. The signals may be encoded, in particular by the at least one transmitter, then transmitted in coded form, and decoded by the at least one receiver or coded forwarded and / or processed. At least one repeater may amplify the intensity of the signals in the signal path between the at least one transmitter and the at least one receiver.

Jeder Repeater kann ein für ihn jeweils charakteristisches Signal senden. Dadurch sind eine Unterscheidung und eine Trennung von Signalen unterschiedlicher Repeater möglich. Ein auf einen Repeater folgender Repeater bzw. Empfänger kann nur dessen Signale, d.h. die Signale des vorhergehenden Repeaters empfangen und verarbeiten bzw. verstärkt weiterleiten. Der Sender und/oder Empfänger und die Repeater können über eine Batterie, einen thermoelektrischen Generator, einen Generator zu Erzeugung von Energie aus Vibration, eine Turbine und/oder einem Piezoelement mit Energie versorgt werden. Each repeater can send one characteristic signal for each. This makes it possible to distinguish and separate signals from different repeaters. A repeater following a repeater can only receive its signals, i. receive the signals of the previous repeater and process or amplify forward. The transmitter and / or receiver and the repeaters may be powered by a battery, a thermoelectric generator, a generator for generating energy from vibration, a turbine and / or a piezoelectric element.

Der Empfänger kann am oder nahe einem Eingang zum Bohrloch angeordnet werden. Als der wenigstens eine Sender kann ein akustischer Generator verwendet werden, welcher akustische Signale generiert. Der wenigstens eine Sender kann am oder nahe einem Monitoring-System im Bohrloch angeordnet werden, und Daten, welche vom Monitoring-System gemessen werden, übermitteln. Damit sind die zuvor für das System beschriebenen Vorteile verbunden. Es sind aber auch andere Positionen zur Anordnung des Senders und/oder des Empfängers möglich, wie zuvor für das erfindungsgemäße System zur Signalübertragung in Bohrlöchern beschrieben. The receiver may be located at or near an entrance to the wellbore. As the at least one transmitter, an acoustic generator can be used which generates acoustic signals. The at least one transmitter may be placed downhole at or near a monitoring system, and transmit data measured by the monitoring system. This involves the advantages previously described for the system. But there are also other positions for the arrangement of the transmitter and / or the receiver possible, as described above for the inventive system for signal transmission in boreholes.

Das akustische Signal kann über eine Bohreinrichtung, insbesondere ein Bohrgestänge übertragen werden, insbesondere mit einer Amplitude abhängig von der Beschaffenheit der Bohreinrichtung. So können Störungen minimiert und ein maximal langer, zuverlässiger Datenübertragungsweg sichergestellt werden. The acoustic signal can be transmitted via a drilling device, in particular a drill pipe, in particular with an amplitude depending on the nature of the drilling device. This minimizes interference and ensures a long, reliable data transmission path.

Als Intensität und/oder Amplitude und/oder zeitliche Reihenfolge und/oder zeitlichen Abstände der Signale können Werte verwendet werden, welche von Störgeräuschen, insbesondere Bohr- und/oder Pumpgeräuschen unterschieden werden. So können z.B. Tonhöhen und zeitliche Abstände zwischen Tönen verwendet werden, welche bei einer Bohrung nicht natürlich auftreten. Die Tonfrequenz, Amplitude und Intensität kann auf eine Übertragung über Metall, wie es das Bohrgestänge darstellt, optimiert sein. As intensity and / or amplitude and / or time sequence and / or time intervals of the signals values can be used, which are distinguished from noise, in particular drilling and / or pumping noise. Thus, e.g. Pitches and time intervals between tones are used, which do not occur naturally in a hole. The tone frequency, amplitude and intensity can be optimized for transmission over metal as the drill pipe is.

Die mit dem Verfahren zur Signalübertragung in Bohrlöchern verbundenen Vorteile sind analog den Vorteilen, welche zuvor im Bezug auf das System zur Signalübertragung in Bohrlöchern beschrieben wurden. The advantages associated with the downhole signal transmission method are analogous to the advantages previously described with respect to the downhole signal transmission system.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit vorteilhaften Weiterbildungen gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche werden nachfolgend anhand der einzigen Figur näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Preferred embodiments of the invention with advantageous developments according to the features of the dependent claims are explained in more detail with reference to the single figure, but without being limited thereto.

Es wird in der Figur dargestellt: It is shown in the figure:

1 eine schematische Schnittdarstellung längst einem Bohrloch 1 mit Bohrgestänge 2 und akustischem Sender 10, Repeater 12 und Empfänger 11. 1 a schematic sectional view long a borehole 1 with drill pipe 2 and acoustic transmitter 10 , Repeater 12 and receiver 11 ,

In der 1 ist ein Bohrloch 1 als Längsschnitt schematisch gezeigt. Die Abmessungen sind der Übersichtlichkeit halber vereinfacht dargestellt und entsprechen auch in ihrer Relation zueinander nicht den realen Abmessungen eines Bohrlochs. In dem Bohrloch 1 ist ein Bohrgestänge 2 zum fördern von z.B. Erdöl angeordnet. Der in 1 dargestellte Aufbau stellt ein spezielles Ausführungsbeispiel dar. Alternativ, der Einfachheit halber in der Figur nicht dargestellt, kann das Bohrgestänge 2 auch ausgelegt sein zum Erstellen einer Bohrung, d.h. zum Bohren, oder zur Förderung von Fluiden wie z.B. Gas. In the 1 is a borehole 1 shown schematically as a longitudinal section. The dimensions are shown in a simplified manner for the sake of clarity and also do not correspond in their relation to each other to the real dimensions of a borehole. In the borehole 1 is a drill string 2 arranged to promote, for example, petroleum. The in 1 shown construction represents a special embodiment. Alternatively, not shown for simplicity in the figure, the drill string 2 also designed be to create a hole, ie for drilling, or for the promotion of fluids such as gas.

Das Bohrgestänge 2 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Monitoring-System 3, einen Pumpmotor 4, einen Protektor 5 für den Pumpmotor 4, ein Rohrsystem 6 zum Pumpen und ein Pumpgehäuse 7 mit einem Gasseperator 8. Dieser Aufbau eines Bohrgestänges 2 entspricht dem Stand der Technik. An dem Ende des Bohrgestänges 2, welches sich oberhalb der Erdoberfläche befindet, wird ein Öl/Wasser/Gas-Gemisch in einem Leitungssystem von der Bohrung abgeleitet, zur weiteren Verarbeitung des Gemisches. Dies ist in 1 durch einen Pfeil angedeutet. The drill pipe 2 includes in the illustrated embodiment, a monitoring system 3 , a pump motor 4 , a protector 5 for the pump motor 4 , a pipe system 6 for pumping and a pump housing 7 with a gas pedal 8th , This construction of a drill string 2 corresponds to the state of the art. At the end of the drill string 2 , which is located above the surface of the earth, an oil / water / gas mixture is derived in a conduit system from the bore, for further processing of the mixture. This is in 1 indicated by an arrow.

An dem Bohrgestänge 2 ist ein erfindungsgemäßes System 9 zur Signalübertragung in Bohrlöchern 1 mit einem akustischen Sender 10 und einem akustischen Empfänger 11 angeordnet. Zwischen dem akustischen Sender 10 und dem akustischen Empfänger 11 ist am Bohrgestänge 2 ein Repeater 12 angeordnet. Alternativ, der Einfachheit halber in der Figur nicht dargestellt, kann der Sender 10, Empfänger 11 und Repeater 12 auch im Inneren des Bohrgestänges 2 integriert sein. Es kann bei kurzen Signalwegen auch auf den Repeater 12 verzichtet werden oder bei sehr langen Signalwegen können abhängig der Bohrgestängelänge mehrere Repeater 12 verwendet werden. Abhängig der Richtung der Signalübertragung kann der Sender 10 und der Empfänger 11 auch vertauscht angeordnet sein, oder die Sender 10 bzw. Empfänger 11 arbeiten gleichzeitig als Empfänger 11 bzw. Sender 10. At the drill pipe 2 is a system according to the invention 9 for signal transmission in boreholes 1 with an acoustic transmitter 10 and an acoustic receiver 11 arranged. Between the acoustic transmitter 10 and the acoustic receiver 11 is at the drill pipe 2 a repeater 12 arranged. Alternatively, not shown in the figure for the sake of simplicity, the transmitter 10 , Receiver 11 and repeaters 12 also inside the drill string 2 be integrated. It can also be used on the repeater for short signal paths 12 can be omitted or with very long signal paths, depending on the Bohrgestängelänge several repeaters 12 be used. Depending on the direction of signal transmission, the transmitter 10 and the receiver 11 also be arranged reversed, or the transmitter 10 or receiver 11 work simultaneously as a receiver 11 or transmitter 10 ,

Der akustische Sender 10 ist nahe dem Monitoring-System 3 angeordnet und bekommt die zu übertragenden Daten von dem Monitoring-System 3. Ein Monitoring-System 3 kann wie in der Figur dargestellt am Grund der Bohrung angeordnet sein, oder an einer anderen Position, abhängig der benötigten Informationen und Messorte. Es können auch mehrere Monitoring-Systeme 3 verwendet werden. Das Monitoring-System 3 misst an seiner Position z.B. Druck und/oder Temperatur und wandelt die gewonnen Daten in elektrische Signale um. The acoustic transmitter 10 is close to the monitoring system 3 arranged and gets the data to be transmitted from the monitoring system 3 , A monitoring system 3 can be arranged as shown in the figure at the bottom of the hole, or at another position, depending on the information and locations required. There may also be multiple monitoring systems 3 be used. The monitoring system 3 For example, it measures pressure and / or temperature at its position and converts the acquired data into electrical signals.

Die elektrischen Signale werden an den Sender 10 per Kabel elektrisch oder optisch übermittelt und von diesem kodiert. Alternativ können die Daten schon vom Monitoring-System 3 oder einer zwischen geschalteten Einheit kodiert an den Sender 10 übermittelt werden. Der Sender 10 wandelt die elektrischen Signale in akustische Signale um und übermittelt diese über das Bohrgestängematerial akustisch, wobei das Bohrgestängematerial z.B. Metall umfasst. Ein Repeater 12 kann dieses akustische Signal empfangen und verstärkt, d.h. mit einer höheren Intensität weitersenden. Dadurch können Dämpfungen in der akustischen Signalübermittlung über große Entfernungen hinweg kompensiert werden. The electrical signals are sent to the transmitter 10 transmitted by cable electrically or optically and coded by this. Alternatively, the data may already be from the monitoring system 3 or an interconnected unit encodes to the transmitter 10 be transmitted. The transmitter 10 converts the electrical signals into acoustic signals and transmits them acoustically via the drill pipe material, the drill pipe material comprising eg metal. A repeater 12 can receive and amplify this acoustic signal, ie transmit it at a higher intensity. As a result, attenuations in the acoustic signal transmission over long distances can be compensated.

Ein akustischer Empfänger 11 ist am oberen Ende des Bohrloches 1 am Bohrgestänge 2 angeordnet und empfängt das akustische Signal des Senders 10. Das Signal wird vom Empfänger 11 z.B. in ein elektrisches, optisches oder Funksignal umgewandelt und zu einer Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt. Dort können die Signale verarbeitet und somit die Messwerte ausgewertet werden. Alternativ kann eine Datenverarbeitung auch direkt am Empfänger 11 erfolgen. An acoustic receiver 11 is at the top of the hole 1 at the drill pipe 2 arranged and receives the acoustic signal of the transmitter 10 , The signal is from the receiver 11 For example, converted into an electrical, optical or radio signal and transmitted to a data processing device. There, the signals can be processed and thus the measured values can be evaluated. Alternatively, data processing can also be done directly at the receiver 11 respectively.

Bei einer Ausführung der Datenübermittlung in beide Richtungen, bei welcher jeder Sender 10 auch als Empfänger 11 arbeitet und umgekehrt, ist über das System 9 zur Signalübertragung in Bohrlöchern eine Regelung von Einrichtungen im Bohrloch möglich. So können z.B. Einrichtungen eines Bohrkopfs und/oder eine Pumpe gesteuert oder geregelt werden. In one embodiment of the data transmission in both directions, in which each transmitter 10 also as a receiver 11 works and vice versa, is about the system 9 For signal transmission in boreholes, it is possible to control facilities in the borehole. Thus, for example, devices of a drill head and / or a pump can be controlled or regulated.

Damit Umgebungsgeräusche und/oder Geräusche z.B. beim Bohren oder bei einer Förderung die akustische Datenübertragung zwischen einem Sender 10 und einem Empfänger 11 nicht stören, werden die Signale kodiert, mit einer ausgewählten Frequenz und Amplitude abgegeben, welche angepasst ist an das Material der akustischen Übertragung und die Länge des Übertragungsweges. Bei Verwendung von mehreren Sendern 10 und/oder bei Verwendung von Repeatern 12 können diese einen gerätespezifischen Kode bei der Datenübermittlung abgeben. Dadurch können akustische Signale unterschiedlicher Geräte unterschieden werden. So kann vermieden werden, dass Signale eines Senders 10 bzw. Repeaters 12 die Signale eines anderen Senders 10 bzw. Repeaters 12 überlagern. Alternativ oder zusätzlich können auch unterschiedliche Frequenzen bzw. Töne verwendet werden oder ein zeitlicher Abstand zwischen gesendeten Signalen entsprechend lang gewählt werden. So that ambient noise and / or noise eg when drilling or in a promotion the acoustic data transmission between a transmitter 10 and a receiver 11 Do not disturb, the signals are encoded, delivered with a selected frequency and amplitude, which is adapted to the material of the acoustic transmission and the length of the transmission path. When using multiple transmitters 10 and / or when using repeaters 12 These can provide a device-specific code during data transmission. As a result, acoustic signals of different devices can be distinguished. This can avoid having signals from a transmitter 10 or repeaters 12 the signals of another station 10 or repeaters 12 overlap. Alternatively or additionally, different frequencies or tones can also be used or a time interval between transmitted signals can be chosen to be correspondingly long.

Verschieden, zuvor beschriebene Ausführungsformen können untereinander und mit Ausführungsformen, bekannt aus dem Stand der Technik kombiniert werden. So können z.B. zusätzliche Schritte oder Verfahren, bekannt aus der Kabelgebundenen- oder Funk-Datenübertragung in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen System 9 eingesetzt werden. Unterschiedliche Anordnungen von Sendern 10, Repeatern 12 und Empfängern 11 sind möglich. Verfahren der Datenübertragung können verschiedene, aus dem Stand der Technik bekannte Kodierungs- und/oder Portionierungs-Verfahren sowie Übermittlungsverfahren der nicht akustischen Übermittlung umfassen, welche auf das akustische Übermitteln von Daten angewendet werden. Various embodiments described above may be combined with each other and with prior art embodiments known in the art. Thus, for example, additional steps or methods known from the cable or wireless data transmission in connection with the inventive method and the inventive system 9 be used. Different arrangements of transmitters 10 , Repeaters 12 and receivers 11 are possible. Methods of data transmission may include various coding and / or portioning methods known in the art, as well as non-acoustic transmission transmission methods applied to the acoustic transmission of data.

Die wesentliche Idee der Erfindung ist die zuverlässige Übermittlung von Daten in rauen Umgebungen wie Bohrlöchern, über lange Entfernungen hinweg, durch Verwendung von akustischen Signalen zur Signal- bzw. Datenübertragung. The essential idea of the invention is the reliable transmission of data in harsh environments such as boreholes, over long distances, by using acoustic signals for signal or data transmission.

Claims

System ( 9 ) for signal transmission in boreholes ( 1 ) with at least one transmitter ( 10 ) and at least one recipient ( 11 ) for signal transmission, wherein the at least one transmitter ( 10 ) is adapted to send signals and the at least one receiver ( 11 ) is formed the signals of the transmitter ( 10 ), characterized in that the signals are acoustic signals.

System ( 9 ) according to claim 1, characterized in that the signals are coded.

System ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one repeater ( 12 ) in the signal path between the at least one transmitter ( 10 ) and the at least one receiver ( 11 ) is included.

System ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the receiver ( 11 ) at or near an entrance to the wellbore ( 1 ) is arranged.

System ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one transmitter ( 10 ) is an acoustic generator.

System ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one transmitter ( 10 ) at or near a monitoring system ( 3 ) in the borehole ( 1 ), and data formed by the monitoring system ( 3 ) to be transmitted.

Method for transmitting signals in boreholes ( 1 ), which transmits signals from at least one transmitter ( 10 ) and receiving from the transmitter ( 10 ) transmitted signals by at least one receiver ( 11 ), characterized in that as signals acoustic signals are used.

Method according to Claim 7, characterized in that the signals are coded, in particular by the at least one transmitter ( 10 ), encoded, and decoded by at least one receiver ( 11 ) or coded forwarded and / or processed.

Method according to one of claims 7 or 8, characterized in that at least one repeater ( 12 ) the intensity of the signals in the signal path between the at least one transmitter ( 10 ) and the at least one receiver ( 11 ) strengthened.

Method according to claim 9, characterized in that each repeater ( 12 ) one for each repeater ( 12 ) transmits characteristic signal and / or is powered by a battery, a thermoelectric generator, a generator for generating energy from vibration, a turbine and / or a piezoelectric element with energy.

Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that the receiver ( 11 ) at or near an entrance to the wellbore ( 1 ) is arranged.

Method according to one of claims 7 to 11, characterized in that as the at least one transmitter ( 10 ) an acoustic generator is used, which generates acoustic signals.

Method according to one of claims 7 to 12, characterized in that the at least one transmitter ( 10 ) at or near a monitoring system ( 3 ) in the borehole ( 1 ) and data provided by the monitoring system ( 3 ) are transmitted.

Method according to one of claims 7 to 13, characterized in that the acoustic signal via a drilling device, in particular a drill pipe ( 2 ) is transmitted, in particular with an amplitude depending on the nature of the drilling device.

Method according to one of claims 7 to 14, characterized in that as intensity and / or amplitude and / or time sequence and / or time intervals of the signals values are used, which are distinguished from noise, in particular drilling and / or pumping noise.