DE2743871A1 - METHOD AND EQUIPMENT FOR MEASURING A DRILLING HOLE DURING DRILLING - Google Patents

METHOD AND EQUIPMENT FOR MEASURING A DRILLING HOLE DURING DRILLING

Info

Publication number
DE2743871A1
DE2743871A1 DE19772743871 DE2743871A DE2743871A1 DE 2743871 A1 DE2743871 A1 DE 2743871A1 DE 19772743871 DE19772743871 DE 19772743871 DE 2743871 A DE2743871 A DE 2743871A DE 2743871 A1 DE2743871 A1 DE 2743871A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
speed
signal
change
motor
generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19772743871
Other languages
German (de)
Inventor
James I Bernard
Gerald A Strom
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schlumberger Technology Corp
Original Assignee
Schlumberger Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/727,686 external-priority patent/US4100528A/en
Priority claimed from US05/727,687 external-priority patent/US4103281A/en
Application filed by Schlumberger Technology Corp filed Critical Schlumberger Technology Corp
Publication of DE2743871A1 publication Critical patent/DE2743871A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/14Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
    • E21B47/18Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/14Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
    • E21B47/18Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
    • E21B47/20Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry by modulation of mud waves, e.g. by continuous modulation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Beschreibung zum PatentgesuchDescription of the patent application

der Firma Schlumberger Technology Corporation, 5000 Gulf Freeway,from Schlumberger Technology Corporation, 5000 Gulf Freeway,

Houston^Texas^^OOI/ySA Houston ^ Texas ^^ OOI / ySA

betreffendconcerning

"Verfahren und Einrichtung zum Messen in einem Bohrloch während"Method and device for measuring in a borehole during

des Bohrensof drilling

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Messen in einem Bohrloch während des Bohrens und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zum übertragen von Fernmeßdaten bei derartigen Vorgängen mit Hilfe eines akusti sehen Signals, das über das Bohrfluid während des Bohrens übertragen wird.The invention relates to a method and a device for measuring in a borehole while drilling and in particular relates to a method and a device for transmitting telemetry data in such operations using an acoustic signal that is transmitted via the drilling fluid during drilling.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zum Messen in Bohrlöchern während des Bohrens vorgeschlagen worden, um Fernmeßdaten zu übertragen, welche die Bedingungen unten im Bohrloch wiedergeben. Bei einer Methode wird ein Verfahren verwendet, bei welchem ein akustisches Signal, das entsprechend den gefühlten Bedingungen moduliert ist, dem Bohrfluid, beispielsweise dem Bohrschlamm, für eine übertragung am Eingang des Bohrlochs mitgegeben wird, wo es empfangen wird und durch außerhalb des Bohrlochs vorgesehene elektronische Schaltungsanordnungen dekodiert wird. Dieses grundsätzliche Verfahren ist im einzelnen in der US-PS 3 309 656 beschrieben. Bei diesem System wird das modulierte Signal an das Bohrfluid angelegt, wobei ein akustischer Signalgenerator verwendet wird, welcher ein bewegbares Teil aufweist, um wahlweise das Bohrfluid zu unterbrechen. Zumin-Various methods have been proposed for logging in boreholes while drilling in order to transmit remote logging data indicative of conditions below the borehole. In one method, a method is used in which an acoustic signal, which is modulated according to the sensed conditions, is given to the drilling fluid, e.g. the drilling mud, for transmission at the entrance of the borehole, where it is received and by electronic means provided outside the borehole Circuit arrangements is decoded. This basic process is described in detail in U.S. Patent No. 3,309,656. In this system, the modulated signal is applied to the drilling fluid using an acoustic signal generator which has a movable member to selectively interrupt the drilling fluid. To-

809813/1114809813/1114

dest ein Teil des Stroms des Bohrfluids geht durch den akustischen Generator hindurch, und durch das bewegbare Teil wird dieser Strom wahlweise aufgehalten, wobei eine fortlaufende akustische Welle außerhalb des Bohrlochs an das Bohrfluid übertragen wird.at least part of the flow of drilling fluid passes through the acoustic Generator through, and by the movable part this flow is stopped selectively, with a continuous one acoustic wave is transmitted to the drilling fluid outside the borehole.

Das akustische Signal ist vorzugsweise phasengetastet (PSK) moduliert, wie in der US-PS 3 789 355 beschrieben ist. Entsprechend dieser PSK-Modulation werden die Daten, die entsprechend den| gefühlten Zustand unten im Bohrloch erhalten werden, anfangs in binäre Form kodiert, und der akustische Signalgenerator wird mit entsprechenden Drehzahlen betrieben, so daß die Phase einer Trägerwelle konstanter Frequenz, die in dem Bohrfluid erzeugt worden ist, die Daten anzeigt. Insbesondere wird ein PSK-Betrieb ohne eine Rückkehr auf Null verwendet, wobei die Phase des Trägersignals nur bei jedem Empfang von Daten eines vorbestimmten Werts geändert wird. Beispielsveise kann für binär kodierte Daten die Phase der Trägerwelle bei jedem Auftreten eines Datenbits mit einer logischen 1 geändert werden.The acoustic signal is preferably phase-shifted (PSK) modulated as described in US Pat. No. 3,789,355. Corresponding of this PSK modulation, the data corresponding to the | felt condition down in the borehole, initially coded in binary form, and the acoustic signal generator is operated at appropriate speeds, see above that the phase of a constant frequency carrier wave generated in the drilling fluid indicates the data. In particular a PSK operation without a return to zero is used, with the phase of the carrier signal only on each reception is changed by data of a predetermined value. For example For binary-coded data, the phase of the carrier wave can be changed each time a data bit with a logical 1 occurs will.

Im Idealfall sollte die Phasenänderung des Trägersignals augenblicklich bei Auftreten der Daten mit dem speziellen Wert geändert werden. Das bedeutet, daß die Einrichtung zur übertragung von Fernmeßdaten unten im Bohrloch fortlaufend Daten an die außerhalb des Bohrlochs angeordneten Empfangseinrichtungen überträgt, wo die Daten wiederum fortlaufend dekodiert werden. Durch Verzögerungen bei der Durchführung der Phasenänderung oder beim Zurückführen des akustischen Signals auf seine Trägerfrequenz werden Fehler und/oder Unbrauchbarkeiten in das System eingebracht.Ideally, the phase change of the carrier signal should be instantaneous changed when the data with the special value occurs. That means that the facility is used to transmit from remote measurement data downhole continuously to the receiving devices located outside the borehole transmits, where the data is again continuously decoded. Delays in the implementation of the A phase change or when the acoustic signal is returned to its carrier frequency becomes errors and / or uselessnesses introduced into the system.

In der Praxis kann jedoch die Phase des akustischen Signals entsprechend den Daten des vorbestimmten Werts nicht augenblicklich geändert werden. Allein durch den Aufbau des SystemsIn practice, however, the phase of the acoustic signal according to the data of the predetermined value may not be instantaneous be changed. Simply by building the system

809813/11U809813 / 11U

werden Verzögerungen eingebracht- Die Motorsteuerschaltung, welche den motorbetriebenen, akustischen Generator betreibt, wird entsprechend eingestellt, um ein optimales Ansprechen des Generators zu bewirken. In früheren Vorschlägen, wie beispielsweise in den US-PS'en 3 309 656, 3 789 355 und 3 820 063 sind verschiedene Schaltungen zur Schaffung der Motorsteuerschaltung vorgeschlagen worden. In den vorgenannten Druckschriften mußte die Drehzahl des Motors zeitweilig derart geändert werden, daß bei einem Zurückführen der Motordrehzahl auf die die Trägerfrequenz schaffende Drehzahl die geforderte Phasenänderung summiert wurde. In der US-PS 3 820 063 wurde dies durch Ändern der Drehzahl des Motors in einer ersten Richtung erreicht, bis eine vorbestimmte Phasenverschiebung summiert worden ist. Die Motordrehzahl wurde dann für eine vorbestimmte Zeitdauer in der anderen Richtung wieder auf die die Trägerfrequenz erzeugende Drehzahl zurückgebracht, um dadurch zu versuchen, den Rest der geforderten Phasenverschiebung zu summieren.Delays are introduced - The motor control circuit, which operates the motor-driven acoustic generator, is adjusted accordingly in order to bring about an optimal response of the generator. In previous proposals, such as in U.S. Patents 3,309,656, 3,789,355 and 3,820,063 various circuits to create the motor control circuit have been proposed. In the aforementioned documents, the speed of the motor had to be changed temporarily in such a way that when the motor speed was returned to the speed that created the carrier frequency, the required phase change was added. In U.S. Patent 3,820,063 this was accomplished by changing the speed of the motor in a first direction until a predetermined phase shift has been summed. The motor speed was then brought back to the carrier frequency generating speed for a predetermined period of time in the other direction, thereby attempting to sum the remainder of the required phase shift.

Die vorbeschriebenen Vorschläge reichten jedoch nicht aus, um die Schwierigkeiten zu überwinden, die sich bei Änderungen in denUmgebungsbedingungen des Systems zum Messen in Bohrlöchern während des Bohrens ergeber.. Diese veränderlichen Bedingungen können die Genauigkeit nachteilig beeinflussen, mit welcher die Drehzahl des Antriebsmotors des akustischenGenerators auf die eine konstante Trägerfrequenz schaffende Drehzahl (die Trägerdrehzahl) während der Phasenänderung (während einer Modulation) zurückgeführt wird. Hierbei wurde vorgeschlagen, die entspre chenden Systeme so abzustimmen, daß die Rückkehr der Summierung des geforderten Änderungswertes angenähert wurde und die Rück kehr annähernd beendet wurde, wenn die Drehzahl des Motors die Trägerdrehzahl erreicht hat. Die Vorschläge genügten auch nicht, um die tatsächliche Drehzahl des Motors zu fühlen, da das Zurückführen genau bei Erreichen der Trägerdrehzahl beendet werden sollte. Da die Vorschläge nicht genügten, um die tatsächliche Drehzahl zu fühlen, genügten sie auch nicht, um ein However, the above proposals have not been sufficient to overcome the difficulties encountered with changes in the environmental conditions of the system for measuring in boreholes while drilling. These changing conditions can adversely affect the accuracy with which the speed of the drive motor of the acoustic generator increases the speed which creates a constant carrier frequency (the carrier speed) is fed back during the phase change (during a modulation) . It has been proposed to coordinate the corresponding systems so that the return of the summation of the required change value was approximated and the return was almost ended when the speed of the motor has reached the carrier speed. The suggestions were also insufficient to feel the actual speed of the motor, since the feedback should be ended exactly when the carrier speed is reached. Since the suggestions weren't enough to feel the actual speed, they weren't enough to get a

809813/1114809813/1114

System zu schaffen, das die Rückkehr in der kürzestmöglichen Zeit erlauben würde; d.h. sie versagten beim Schaffen eines Systems, das die Ansteuerung des Antriebsmotors noch bei maximaler Erregung erlauben würde, was ein überschwingen der Trägerdrehzahl in positiver oder negativer Richtung vermeiden würde. Die Vorschläge verließen sich auf eine Schaltung zum gesonderten Einstellen und Halten der Phase und Frequenz, um nach einer annähernden Rückkehr auf die Trägerdrehzahl die Phase und Frequenz auf die richtigen Werte einzustellen. Eine derartige Einstell- und Halteschaltung benötigt jedoch eine verhältnismäßig lange Zeit, umdie Motordrehzahl wesentlich zu ändern weshalb sie nicht genügt, um die Dauer des Rückführens auf ein Minimum herabzusetzen. Da sie nicht genügt, um die Dauer des Rückführens auf ein Minimum herabzusetzen, ließen die Vorschläge entweder zu, daß Ungenauigkeiten in das System eingebracht wurden oder ein unnötig langsames Kodier/Datenübertragungssystem geschaffen wurde.To create a system that would allow return in the shortest possible time; that is, they failed to create a system that would allow the drive motor to be controlled even at maximum excitation, which would prevent the carrier speed from overshooting in a positive or negative direction. The proposals relied on circuitry to separately adjust and hold the phase and frequency in order to adjust the phase and frequency to the correct values after an approximate return to the carrier speed. However, such a setting and holding circuit takes a relatively long time to change the engine speed significantly, and therefore is insufficient to minimize the duration of the feedback . Since it is not enough to reduce the time of returning to a minimum, leaving the proposals either that inaccuracies were introduced into the system or an unnecessarily slow encoding / data transmission system has been created.

Neben den vorstehend erwähnten Schwierigkeiten bei der Einstellung der Motordrehzahl leidet auch die Güte der Modulation. Beispielsweise verändern Änderungen in der Belastung des An triebsmotors des akustischen Generators, die durch Änderungen im Druck, der Strömungsgeschwindigkeit, der Viskosität: oder der Dichte des Bohrfluids hervorgerufen sind, die Zeitdauer, die benötigt wird, um die Motordrehzahl auf die die Trägerfrequenz schaffende Drehzahl zurückzuführen. Diese zeitliche Veränderung ändert den Phasenwert, der während des Rückführens auf die die Trägerfrequenz schaffende Drehzahl summiert worden ist, was wiederum eine längere Zeitperiode zur Folge hat, die zum Erzeugen des richtign Phasenänderungswerts bei der Trägerfrequenz benötigt wird. Aufgrund dieser längeren Zeitdauer werden wieder üngenaigkeiten in das System eingebracht und/oder die Geschwindigkeit der Datenübertragung nimmt ab, welche sonst erhaltbar sein wurde. Besides the above-mentioned difficulties in adjusting the engine speed and the quality of modulation suffers. For example, changes in the load on the drive motor of the acoustic generator, which are caused by changes in the pressure, the flow rate, the viscosity or the density of the drilling fluid, change the time required to reduce the motor speed to the speed that creates the carrier frequency . This change over time changes the phase value which has been summed during the feedback to the speed creating the carrier frequency, which in turn results in a longer period of time which is required to generate the correct phase change value at the carrier frequency. Due to this longer period of time, inaccuracies are again introduced into the system and / or the speed of the data transmission decreases, which would otherwise be obtainable.

IQ9813/11UIQ9813 / 11U

Die in den vorerwähnten Patentschriften beschriebenen Lösungswege bedingen eine analoge Ausführung der Motorsteuerschaltung. Da die Motorsteuerschaltung bei einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz arbeitet, hat die analoge Lösung zu einem System geführt, das mit einer geringeren als der optimalen Datenkodier/Dekodiergeschwindigkeit arbeitet. Ferner weist eine derartige analoge Schaltung Nachteile im Hinblick auf eine Instabilität über große Temperaturbereiche auf, was wiederum auf ein weniger als optimal zuverlässiges System hinausläuft. Insbesondere ändern sich die normalen Temperaturen in einem Bohrloch während des Bohrens von 25°C bis auf mehr als 175°C, was wiederum Änderungen in den Systemkenndaten der analogen Schaltung zur Folge hat. Infolgedessen scheitert die analoge Lösung an den rauhenUmgebungsbedingungen während des Bohrens. Die sehr starken Schwingungen und Stöße, die von der analogen Schaltung aufgenommen werden verkürzen nicht nur deren Lebensdauer, sondern neigen auch dazu, daß die Schaltung verstellt wird. Darüber hinaus sind analoge Schaltungen verhältnismäßig teuer herzustellen und zu prüfen.The approaches described in the aforementioned patents require an analog design of the motor control circuit. Since the motor control circuit operates at a relatively low frequency, the analog solution has resulted in a system that with a lower than the optimal data encoding / decoding speed is working. Furthermore, such an analog circuit has disadvantages in terms of instability over a large period Temperature ranges, which in turn results in a less than optimally reliable system. In particular, change the normal temperatures in a borehole during drilling from 25 ° C to more than 175 ° C, which in turn changes in the System characteristics of the analog circuit. Consequently the analogous solution fails due to the rough ambient conditions during drilling. The very strong vibrations and shocks absorbed by the analog circuit not only shorten its service life, but also tend to that the circuit is adjusted. In addition, analog circuits are relatively expensive to manufacture and test.

Mit der Erfindung sollen die oben aufgeführten sowie weitere Nachteile überwunden werden.The invention is intended to overcome the disadvantages listed above and other disadvantages.

Gemäß der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Messen in einem Bohrloch während des Bohrens geschaffen, bei welchem die Drehzahl eines motorbetriebenen, akustischenSignalgenerators von dessen normalerweise konstanten Drehzahl aus augenblicklich geändert wird, um eine entsprechende Phasenänderung in dem akusti schen Signal zu bewirken, wobei die Drehzahl des Generators von der normalen Drehzahl aus geändert wird, bei welchem dann ein Paar digitaler Signale entsprechend der Änderung der Generator drehzahl erzeugt wird, wobei der Unterschied zwischen den digi talen Signalen die Phasenänderung des akustischen Signals anzeigt, die durch die Änderung des Motors des Generators hervorgerufen worden ist, und bei welchem schließlich die Drehzahländerung des Generators weg von dessen normaler Drehzahl aufgehört wird, wenn der Unterschied zwischen den digitalen Signalen einen vorbe- According to the invention, therefore, there is provided a method of measuring in a borehole while drilling, in which the speed of a motorized acoustic signal generator is instantaneously changed from its normally constant speed to effect a corresponding phase change in the acoustic signal , the speed the generator of the normal rotational speed of is changed, in which then a pair of digital signals corresponding to the change in the generator speed generated, wherein the difference between the digi tal signals indicating the phase change of the acoustic signal, which caused the motor of the generator by the change of has been , and at which the speed change of the generator away from its normal speed is finally stopped when the difference between the digital signals is a past

809813/1114809813/1114

stimmten Wert erreicht, der eine vorbestimmte Phasenverschiebung anzeigt.reached a correct value, which indicates a predetermined phase shift.

Ferner soll gemäß der Erfindung ein System zum Messen in einem Bohrloch während des Bohrens geschaffen werden, um die Bedingungen unten im Bohrloch zu messen und an die Oberfläche ein moduliertes akustisches Signal über das Fluid in dem Bohrloch mit Hilfe eines motorbetriebenen akustischen Generators übertragen , der mit einer normalerweise konstanten Drehzahl betrieben wird, welche kurzzeitig entsprechend den Bedingungen geändert wird, um eine Änderung in dem Phasenzustand des akustischen Signals zu bewirken; hierbei weist das System die folgenden Einrichtungen auf: eine Einrichtung zum Ändern der Drehzahl des Generators, ausgehend von der normalen Drehzahl; eine Einrichtung mit mindestens einem angekoppelten, digitalen Zwischenspeicher, um ein Signal aufzunehmen, das die augenblickliche Drehzahl des Generators anzeigt, um entsprechend der Drehzahländerung ein Paar digitaler Signale zu erzeugen, wobei der Unterschied zwischen den digitalen Signalen die Phasenänderung des akustischen Signals anzeigt, die durch die Änderung der Motordrehzahl hervorgerufen worden ist,; und eine Einrichtung zum Abstälen der Drehzahländerung des Generators, wobei von dem normalen Wert ausgegangen ist, wenn der Unterschied zwischen den digitalen Signalen einen ausgewählten Wert erreicht, der eine vorbestimmte Phasenverschiebung anzeigt.Another object of the invention is to provide a system for measuring in a borehole while drilling to determine the conditions Measure down the borehole and send a modulated acoustic signal to the surface about the fluid in the borehole transmitted with the help of a motorized acoustic generator, which operates at a normally constant speed is operated, which is briefly changed according to the conditions to a change in the phase state of the to effect acoustic signal; here the system has the following devices: a device for changing the Speed of the generator based on normal speed; a device with at least one coupled, digital buffer to receive a signal which is the instantaneous Indicates the speed of the generator in order to generate a pair of digital signals corresponding to the change in speed, wherein the difference between the digital signals indicates the phase change of the acoustic signal caused by the change the engine speed has been caused; and a device for reducing the speed change of the generator, where the normal value is assumed when the difference between the digital signals is a selected value reached, which indicates a predetermined phase shift.

Ferner soll gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Messen in einem Bohrloch während des Bohrens geschaffen werden, um die Drehzahl eines motorbetriebenen, akustischen Signalgenerators von einer normalerweise konstanten Drehzahl aus kurzzeitig zu ändern, indem ein Trägerfrequenzsignal geschaffen wird, um eine ausgewählte Phasenänderung zum Modulieren des Träg^rsignals zu bewirken, wobei (a) die Generatordrehzahl ausgehend von den normalen Drehzahlen geändert wird, um einen Teil der ausgewählten Phasenänderung zu akkumulieren bzw. zu summieren,Furthermore, according to the invention, a method for measuring in a borehole while drilling is to be provided in order to obtain the Speed of a motorized, acoustic signal generator momentarily change from a normally constant speed by providing a carrier frequency signal to a selected phase change for modulating the carrier signal to effect, wherein (a) the generator speed is changed starting from the normal speeds to a part of the to accumulate or sum the selected phase change,

809813/11U809813 / 11U

und wobei (b) die Generatordrehzahl auf die normale Drehzahl zurückgeführt wird, um dadurch den Rest der ausgewählten Phasenänderung zu akkumulieren, wobei ein Steuersignal erzeugt wird, wenn die in einer der Schritte (a) und (b) akkumulierte Phasenänderung einen vorgeschriebenen Wert erreicht, und wobei der vorgeschriebene Wert entsprechend der Phasenänderung eingestellt wird, die während mindestens eines vorangehenden Schrittes der anderen Schritte (a) und (b) akkumuliert wird.and wherein (b) the generator speed to normal speed is fed back to thereby accumulate the remainder of the selected phase change, generating a control signal, when the phase change accumulated in any of steps (a) and (b) reaches a prescribed value, and wherein the prescribed value is set according to the phase change that occurs during at least one preceding step of the other steps (a) and (b) is accumulated.

Ferner soll gemäß der Erfindung ein System zum Messen in einem Bohrloch während des Bohrens geschaffen werden, um einen Parameter unten im Bohrloch zu messen und um an der Oberfläche ein moduliertes, akustisches Signal über das Fluid in dem Bohrloch mit Hilfe eines motorbetriebenen akustischen Generators zu übertragen, der mit einer normalerweise konstanten Drehzahl betrieben wird, um eine Trägerfrequenz zu schaffen, welche kurzzeitig entsprechend den Bedingungen geändert wird, um eine ausgewählte Änderung in dem Phasenzustand des akustischen Signals zu bewirken; hierbei weist das System folgende Einrichtungen auf: eine erste Einrichtung zuia Ändern der Generatordrehzahl, ausgehend von der normalen Drehzahl, um einen Teil der ausgewähl ten Phasenänderung zu akkumulieren bzw. zu summieren, und eine zweite Einrichtung, un die Generatordrehzahl auf die normale Drehzahl zurückzuführen und um dadurch den Rest der ausgewählten Phasenänderung zu akkumulieren, wobei die erste Einrichtung an eine der ersten und zweiten Einrichtungen angekuppelt ist und eine voreinstellbare Akkumulatorschaltung aufweist, uci ein Steuersignal zu erzeugen, wenn der Wert der Phasenänderung einen vorbestimmten Wert erreicht, und wobei die zweite Einrichtung einen Phasenakkumulator aufweist, um den Gesamtwert der Phasenänderung anzuzeigen, der beim Ändern der Motordrehzahl akkumuliert bzw. summiert worden ist, und umdann auf die normale Drehzahl zurückzukehren, um den vorgeschriebenen Wert entsprechend dem Gesamtwert der Phasenänderung einzustellen. Another object of the invention is to provide a system for measuring in a borehole while drilling to measure a parameter down the borehole and to transmit a modulated acoustic signal on the surface about the fluid in the borehole by means of a motorized acoustic generator which is operated at a normally constant speed to provide a carrier frequency which is momentarily changed according to conditions to effect a selected change in the phase state of the acoustic signal; Here the system has the following devices: a first device to change the generator speed, starting from the normal speed in order to accumulate or sum part of the selected phase change, and a second device to return the generator speed to the normal speed and to thereby accumulate the remainder of the selected phase change, the first device being coupled to one of the first and second devices and having a presettable accumulator circuit, uci generating a control signal when the value of the phase change reaches a predetermined value, and wherein the second device a phase accumulator for displaying the total value of the phase change accumulated in changing the engine speed and then returning to the normal speed to set the prescribed value corresponding to the total value of the phase change.

Darüber hinaus weist die Erfindung auch ein Verfahren zum MessenIn addition, the invention also features a method for measuring

•09813/1114• 09813/1114

während des Bohrens auf, wobei ein unten im Bohrloch angeordneter, akustischer Generator mit einem bewegbaren Teil angetrieben wird, um an das Fluid im Bohrloch ein akustisches Signal mit einer normalerweise konstanten Frequenz abzugeben, welches kurzzeitig geändert wird, um eine geforderte Änderung in
dem Phasenzustand des Signals zu bewirken, um dadurch kodierte Datenzustände an dem Signal zu schaffen; hierbei weist das Verfahren folgende Schritte auf: (a) die Bewegungsgeschwindigkeit des bewegbaren Teils wird in einer ersten Richtung ausgehend
von der eine konstante Frequenz schaffenden Geschwindigkeit geändert; (b) die Änderung in der ersten Richtung wird aufgehört und unterbrochen, wenn eine vorbestimmte Phasenverschiebung,
welche kleiner als die geforderte Phasenänderung ist, akkumuliert bzw. summiert worden ist; die Bewegungsgeschwindigkeit
des Teils wird in einer zweiten Richtung auf die eine konstante Frequenz schaffende Geschwindigkeit zu geändert, um zumindest teilweise den Rest des geforderten Werts zu akkumulieren;
during drilling, wherein a downhole arranged acoustic generator with a movable part is driven to emit an acoustic signal with a normally constant frequency to the fluid in the borehole, which is briefly changed to a required change in
effecting the phase state of the signal to thereby create encoded data states on the signal; In this case, the method has the following steps: (a) the speed of movement of the movable part is based on a first direction
changed by the speed creating a constant frequency; (b) the change in the first direction is stopped and interrupted when a predetermined phase shift,
which is smaller than the required phase change, has been accumulated or summed; the speed of movement
the portion is changed in a second direction towards the constant frequency creating speed to at least partially accumulate the remainder of the required value;

(d) ein das Ende der Rückführung anzeigendes Signal wird erzeugt, wenn die Geschwindigkeit des Teils auf die eine konstante Frequenz schaffende Geschwindigkeit zurückgeführt worden ist; und(d) an end of retraction signal is generated when the speed of the part has been returned to the constant frequency providing speed; and

(e) die Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Teils in der zweiten Richtung wird entsprechend dem das Ende der Rückführung anzeigenden Signals beendet.(e) the change in the speed of movement of the part in the second direction is terminated in accordance with the signal indicating the end of the return.

Ferner ist gemäß der Erfindung noch ein System zum Messen wäh rend des Bohrens geschaffen, das einen motorbetriebenen akustischen Generator aufweist, um an das Fluid im Bohrloch ein akustisches Signal mit einer normalerweise konstanten Frequenz zu übertragen, und eine Drehzahländerungseinrichtung aufweist, um die Drehzahl des Motors vorübergehend zu ändern, um eine geforderte Änderung in dem Phasenzustand des Signals zu bewirken, um dadurch modulierte Datenzustände an dem Signal zu schaffen, wobei die Drehzahländerungseinrichtung eine Steuerschaltung aufweist alt einer ersten Einrichtung zum Ändern der Drehzahl des Motors in einer ersten Richtung; mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Signalpaars, deren Unterschied die Phasenänderung des akustischen Signals aufgrund der Änderung der Motor- Furthermore, according to the invention there is still a system for measuring while drilling is provided which comprises a motorized acoustic generator for transmitting an acoustic signal at a normally constant frequency to the fluid in the borehole, and having a speed change device to change the speed of the motor temporarily changing to effect a required change in the phase state of the signal, thereby creating modulated data states on the signal, the speed changing means comprising control circuitry including first means for changing the speed of the motor in a first direction; with a device for generating a signal pair, the difference of which is the phase change of the acoustic signal due to the change in the engine

109813/1114109813/1114

- Jir- - Jir-

drehzahl anzeigt; mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals, wenn der Unterschied einen vorbestimmten Viert erreicht, welcher kleiner als der geforderte' Wert der Phasenänderung ist; mit einer zweiten Einrichtung, die auf das Steuersignal anspricht, um die Drehzahl des Motors ineiner zweiten Richtung zu ändern, um dadurch zumindest teilweise den Rest des geforderten Werts zu akkumulieren; und mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines das Ende der Rückführung anzeigenden Signals, wenn die Drehzahl des Motors auf die Drehzahl zurückgeführt worden ist, die der konstanten Frequenz entspricht, wobei die zweite Einrichtung auf das dasEnde des Rückführens anzeigende Signal anspricht und daraufhin die Drehzahländerung aufhält bzw. beendet.speed displays; comprising means for generating a control signal when the difference is a predetermined fourth reached, which is smaller than the required 'value of the phase change; with a second device that responds to the control signal is responsive to change the speed of the motor in a second direction, thereby at least partially doing the rest to accumulate the required value; and having means for generating an indicating the end of the return Signal when the speed of the motor has been reduced to the speed corresponding to the constant frequency, where the second means is responsive to the end of feedback signal and then to the change in speed stops or ends.

Gemäß der Erfindung weist somit ein System zum Messen während des Bohrens eine digital ausgeführte Motordrehzahl-Steuerschaltung auf, um einen unten im Bohrloch ange ordneten, motorbetriebenen, akustischen Signalgenerator zu steuern. Der akustische Generator wird mittels des Motors mit entsprechenden Drehzahlen betrieben, um an das Fluid in dem Bohrloch ein akustisches Signal mit Phasenzuständen zu übertragen, die kodierte Daten darstellen, die von den unten im Bohrloch gemessenen Bedingungen erhalten worden sind. Die digitale Motorsteuerschaltung steuert den Motor mit einer im wesentlichen konstanten, eine Träger frequenz schaffenden Drehzahl bei Fehlen von Daten eines (bestimmten) logischen Zustands und ändert vorübergehend die Drehzahl des Motors, um eine vorbestimmte Phasenänderung in dem Trägersignal bei Auftreten von Daten mit einem vorbestimmten logischen Zustand zu bewirken. Bei Auftreten dieser Daten wird die Motordrehzahl so geändert, daß sie von der konstanten Drehzahl abweicht, bis ein vorgeschriebener Wert der vorbestimmten Phasenänderung erreicht ist. Die Motordrehzahl wird dann wieder auf die konstante Drehzahl zurückgebracht, um den Rest der vorbestimmten Phasenänderung zu akkumulieren bzw. zu summieren. Während des Betriebs ist eine von dem Motor ausgehende Rückkopplung vorgesehen, umden Wert des vorgeschriebenen Betrags According to the invention, a system for measuring while drilling thus comprises a digitally implemented motor speed control circuit in order to control a motor-driven acoustic signal generator which is arranged downhole in the borehole. The acoustic generator is operated at appropriate speeds by means of the motor in order to transmit to the fluid in the borehole an acoustic signal with phase states which represent encoded data which have been obtained from the conditions measured below in the borehole. The digital motor control circuit controls the motor at a substantially constant, a carrier frequency creating speed in the absence of data of a (certain) logic state and temporarily changes the speed of the motor to a predetermined phase change in the carrier signal in the presence of data with a predetermined logic To effect state. When this data occurs, the engine speed is changed so as to deviate from the constant speed until a prescribed value of the predetermined phase change is reached. The engine speed is then brought back to constant speed to accumulate the remainder of the predetermined phase change. During operation, feedback is provided from the motor to determine the value of the prescribed amount

8Q9813/11U8Q9813 / 11U

27A387127A3871

entsprechend den Belastungszuständen an dem Motor auf den neuesten Stand zu bringen. Eine Drehzahl-Fühlschaltung überwacht die Motordrehzahl, um ein Signal zu erzeugen, welches die Motordrehzahländerung in Richtung auf die konstante Drehzahl genau dann beendet, wenn die Motordrehzahl auf die konstante Drehzahl zurückgekehrt ist, bzw. diese erreicht hat.brought up to date according to the load conditions on the engine. A speed sensing circuit monitors the engine speed to generate a signal indicative of the engine speed change towards the constant speed ends exactly when the engine speed has returned to the constant speed or has reached it.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention is described below on the basis of preferred embodiments explained in detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß der Erfindung zum Bohren eines Bohrlochs und zumMessen von Daten;Figure 1 is a schematic representation of a system according to the invention for drilling a wellbore and for measuring of data;

Fig. 2 einBlockschaltbild einer bei dem System derFig. 1 verwendeten Einrichtung zum übertragen von Fernmeßdaten von unten aus dem Bohrloch;FIG. 2 is a block diagram of a system used in the system of FIG. 1 device used to transmit telemetry data from below from the borehole;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer logischen Schaltung, die bei der Einrichtung der Fig. 2 verwendet wird;Fig. 3 is a block diagram of a logic circuit used in the device of Fig. 2;

Fig. 4 Beispiele von Wellenformen, welche die Arbeitsweise der Einrichtung zum übertragen von Fernmeßdaten von unten aus dem Bohrloch wiedergeben; und4 shows examples of waveforms which illustrate the operation of the means for transmitting telemetry data from reproduce below from the borehole; and

Fig. 5 ein Funktionsblockschaltbild einer Kompensationsschaltung, die in der Einrichtung der Fig. 3 verwendet ist.5 is a functional block diagram of a compensation circuit, which is used in the device of FIG.

In Fig. 1 ist ein System 10 zum Bohren eines Bohrlochs dargestellt, dem ein System 12 gemäß der Erfindung zum Messen während des Bohrens zugeordnet ist. Zur Erleichterung der Darstellung und Beschreibung is tin Fig. 1 ein auf dem Land verwendetes Bohrsystem dargestellt; selbstverständlich könnte auch ein auf dem Meer verwendbares System beschrieben werden.In Fig. 1, a system 10 for drilling a borehole is shown, associated with a system 12 according to the invention for measuring while drilling. For ease of presentation and Description, FIG. 1 shows a drilling system in use on land; of course one could also be on system usable in the sea.

Wenn mit dem Bohrsystem 10 ein Bohrloch 14 gebohrt wird, fühltWhen drilling a borehole 14 with the drilling system 10, feel

809813/11 U809813/11 U

das zum Messen während des Bohrens vorgesehene System 12 die Bedingungen unten in dem Bohrloch und erzeugt ein akustisches Signal, das entsprechend den geschaffenen Daten moduliert wird, um die Bedingungen unten im Bohrloch darzustellen. Das akustische Signal wird an das Bohrfluid übertragen, der im allgemeinen als Bohrschlamm bezeichnet wird, in welchem das Signal an die Oberfläche des Bohrlochs 14 übertragen wird. An oder nahe bei der Oberfläche des Bohrlochs 14 wird das akustische Signal gefühlt und verarbeitet, um aufnehmbare Daten zu schaffen, welche die Bedingungen unten im Bohrloch wiedergeben. Das Grundsystem ist allgemein bekannt und ist im einzelnen in der eingangs erwähnten US-PS 3 309 656 beschrieben, auf welche hiermit Bezug genommen wird,the system 12, provided for measuring while drilling, the conditions downhole in the borehole and generates an acoustic signal Signal that is modulated according to the data created to represent conditions downhole. The acoustic Signal is transmitted to the drilling fluid, commonly referred to as drilling mud, in which the signal is transmitted to the surface of the borehole 14 is transmitted. At or near the surface of the borehole 14, the acoustic signal is sensed and processed to create recordable data that the Reproduce conditions downhole. The basic system is generally known and is described in detail in the aforementioned US Pat. No. 3,309,656, to which reference is hereby made,

Das Bohrsystem 10 ist üblich und weist ein Bohrgestänge 20 und einen nicht gezeigten Bohrturm auf, der durch einen Haken 22 dargestellt ist, welcher das Bohrgestänge 20 in dem Bohrloch 14 trägt.The drilling system 10 is conventional and includes a drill string 20 and a derrick, not shown, which is secured by a hook 22 is shown carrying the drill pipe 20 in the borehole 14.

Das Bohrgestänge 20 weist einenBohrmeißel 24, eine oder mehrere Schwerstangen 26 und eine Länge eines Gestängebohrers 28 auf, das in das Bohrloch reicht. Das Gestängerohr 28 ist mit einem Vierkantrohr 30 verbunden, das sich durch einen umlaufenden Antriebsmechanismus 32 erstreckt. Bei Ingangsetzen des Antriebsmechanismus 32 (durch eine nicht dargestellte Einrichtung) dreht sich das Vierkantrohr 30, welcheswiederum dasGestängerohr 28 und den Bohrmeißel 24 dreht. Das Vierkantrohr 40 wird über eine Drehbefestigung 34 von dem Haken 22 getragen.The drill pipe 20 includes a drill bit 24, one or more drill collars 26, and a length of drill pipe 28 that extends into the wellbore. The drill pipe 28 is connected to a square pipe 30 which extends through a revolving drive mechanism 32. Upon actuation of the drive mechanism 32 (by means not shown), the square tube 30 rotates, which in turn rotates the drill pipe 28 and drill bit 24. The square tube 40 is carried by the hook 22 via a swivel mount 34.

Nahe bei dem Eingang zu dem Bohrloch 14 ist ein herkömmliches System 40 angeordnet, welches das Bohrfluid, das im allgemeinen als Bohrschlamm bezeichnet wird, nach unten in das Bohrloch umwälzt. Der Bohrschlamm wird über das Gestängerohr 28 während des Bohrens nach unten umgewälzt, tritt über Düsen In de« Bohrmeißel 24 in den Kreisring aus und wird nach oben zurück— Near the entrance to the borehole 14 is a conventional system 40 which circulates the drilling fluid, commonly referred to as drilling mud, down the borehole . The drilling mud is circulated downwards via the drill pipe 28 during drilling, exits through nozzles in the drill bit 24 into the circular ring and is returned upwards.

8Q9813/11148Q9813 / 1114

geleitet, wo es von dem System 40 wieder aufgenommen wird. Das Umwälzsystem 40 weist eine Bohrschlammpumpe 42 auf, die vorgesehen ist, um den Bohrschlamm aus einer Schlammgrube über eine Rohrleitung 46 aufzunehmen. Eine Stöße abfangende Einrichtung 48 ist mit derAusgangsseite der Schlammpumpe 42 verbunden, um irgendwelche von der Pumpe 42 ausgehenden Stöße in dem SchlammfluB zu entfernen, so daß dann ein kontinuierlicher Schlammfluß an deren Ausgang 50 abgegeben wird. Eine Leitung 52 verbindet den Ausgang 50 der die Stöße aufnehmenden Einrichtung über einen mit der Drehbefestigung 34 verbundenen S-Bogen mit den Vierkantrohr 30.where it is resumed by the system 40. The circulation system 40 includes a drilling mud pump 42 that is provided to receive the drilling mud from a mud pit via a pipe 46. A shock absorbing Means 48 is connected to the output side of the mud pump 42 for any output from the pump 42 To remove shocks in the mud flow, so that then a continuous Sludge flow is discharged at the outlet 50. A line 52 connects the output 50 of the shock absorbing Device via an S-bend connected to the swivel mounting 34 with the square tube 30.

Der aus dem Bohrloch zurückkommende Schlamm tritt am oberen Ende des "Bohrlochs 14 aus einer Öffnung in ein Futterrohr 56, welches einen Durchlaß 58 zwischen den Wandungen des Bohrlochs 14 und dem Gestängerohr 28 schafft. EineRückführleitung 60 überträgt den zurückgebrachten Schlamm von der öffnung in dem Futterrohr 56 für eine erneute Umwälzung an die Schlammgrube 44.The mud coming back from the borehole occurs at the top End of "borehole 14 from an opening in casing 56, which creates a passage 58 between the walls of the borehole 14 and the drill pipe 28. A return line 60 transfers the returned sludge from the opening in the casing 56 to the sludge pit for recirculation 44.

Das System 12 zum Messen während des Bohrens weist eine unten im Bohrloch befindliche, ein akustisches Signal erzeugende Einrichtung 68 und ein außerhalb des Bohrlochs angeordnetes Datenauf nähme- und Dekodier sys tea 70 auf. Die das akustische Signal erzeugende Einrichtung 68 fühlt die Bedingungen unten im Bohrloch und überträgt kodierte akustische Signale an das Bohrfluid. Das akustische Signal wird durch dasBohrfluid an das Aufnahae- undDekodiersystem 70 außerhalb des Bohrlochs Ober-* tragen, wo es verarbeitet und angezeigt wird. The system 12 for measuring while drilling has nähme- a down downhole, an acoustic signal generating means 68 and a valve disposed outside the borehole and decoding data onto sys tea 70. The acoustic signal generating device 68 senses the downhole conditions and transmits coded acoustic signals to the drilling fluid. The acoustic signal is transmitted through the drilling fluid to the recording and decoding system 70 outside the borehole, where it is processed and displayed.

Hierzu weist das Aufnahme- und Dekodiersystea 70 einen Signal prozessor 72 und eine Aufzeichnungs- und Anzeigeeinrichtung auf. Der Prozessor 72 ist Ober eine Leitung 76 und einenDruckvandler 78 an die Schlaaaleitungen 72 angekoppelt. Das kodierte, akustische Signal, das durch das Bohrfluid nach oben übertragen wird, wird Kittels des Wandlers 78 überwacht, welcher seinerseits elektrische Signale für den Prozessor 72 erzeugt. Diese elek- For this purpose, the recording and decoding system 70 has a signal processor 72 and a recording and display device . Processor 72 is coupled to hose lines 72 via line 76 and pressure transducer 78. The coded acoustic signal transmitted up through the drilling fluid is monitored by the transducer 78, which in turn generates electrical signals for the processor 72. This elec-

•09813/1114• 09813/1114

trischen Signale werden in eine brauchbare Information dekodiert, welche die Bedingungen unten im Bohrloch wiedergibt, und die dekodierte Information wird mittels der Einrichtung 74 aufgezeichnet und dargestellt. Ein derartiges Datenaufnahme- und Dekodiersystem 70 istin der US-PS 3 886 495 beschrieben, auf welche hiermit bezug genommen wird.tric signals are decoded into useful information, which reflects the downhole conditions, and the decoded information is recorded by means 74 and shown. One such data acquisition and decoding system 70 is described in U.S. Patent 3,886,495 which is hereby referred to.

Die unten im Bohrloch das akustische Signal erzeugende Einrichtung 68 ist in einem der unten im Bohrloch befindlichenSchwerstangen 26 mittels eines Aufhängmechnaismus 79 gehalten und weist im allgemeinen einen Modulator 80 auf, durch welchen zumindest ein Teil des Schlammflusses hindurchgeht. Der Modulator 80 wird steuerbar angetrieben, um wahlweise den Fluß des Bohrfluids zu unterbrechen, um dadurch das akustische Signal an den Bohrschlamm zu übertragen. Ein (auswechselbarer) Einsatz 82 ist vorgesehen, um die verschiedenen Bedingungen unten im Bohrloch zu fühlen und um den Modulator 80 dementsprechend anzusteuern. Die signalerzaugende Einrichtung 68 weist eine Energieversorgung 84 zum Speisen des Einsatzes 82 auf. Eine Anzahl Zentriereinrichtungen 85 sind vorgesehen, ua den Modulator 80, den Einsatz 82 und die Energieversorgung 84 mittig in dem Rohr in die entsprechende Lage zu bringen.The device generating the acoustic signal down in the borehole 68 is held in one of the drill collar 26 down the hole by means of a suspension mechanism 79 and generally includes a modulator 80 through which at least a portion of the mud flow passes. The modulator 80 is controllably driven to selectively control the flow of drilling fluid interrupt to activate the acoustic signal to transfer the drilling mud. An (interchangeable) insert 82 is provided to accommodate the various conditions below in To feel the borehole and to control the modulator 80 accordingly. The signal-pulling device 68 has a power supply 84 for feeding the insert 82. A number of centering devices 85 are provided, including the modulator 80, the Insert 82 and the power supply 84 in the middle of the pipe in the appropriate position.

Die Energieversorgung 84 ist bekannt und weist eine Turbine 86 auf, die in dem Fluß des Bohrfluids angeordnet ist, um den Rotor eines Wechselstromgenerators oder Alternators 88 anzutreiben. Ein Spannungsregler 90 reguliert die Ausgangsspannung des Alternators 88 auf einen entsprechenden Wert für den Einsatz 82.The power supply 84 is well known and includes a turbine 86 located in the flow of drilling fluid around the To drive the rotor of an alternator or alternator 88. A voltage regulator 90 regulates the output voltage of the alternator 88 to a corresponding value for the insert 82.

Der Modulator 80 ist ebenfalls bekannt und weist ein bewegliches Teil in Form eines Rotors 92 auf, welcher drehbar an einem Stator 94 gehaltert ist. Zumindest ein Teil des Schlammflusses strömt durch Öffnungen in dem Rotor 92 und dem Stator 94, und die rotierende Bewegung des Rotors unterbricht wahlweise den FIuB des Bohrfluids, wenn die Öffnungen nicht ausgerichtet sind, wodurch dann das akustische Signal an das Bohr-The modulator 80 is also known and has a movable part in the form of a rotor 92 which is rotatable a stator 94 is supported. At least a portion of the mud flow passes through openings in the rotor 92 and the stator 94, and the rotating movement of the rotor selectively interrupts the flow of drilling fluid if the openings are not aligned which then sends the acoustic signal to the drilling

8Q9813/11U8Q9813 / 11U

fluid übertragen wird. Der Rotor 92 ist an einen Antrieb 96 mit einem Untersetzungsgetriebe angekuppelt, welcher den Rotor antreibt. Der Einsatz 82 ist wirksam mit dem Antrieb 96 verbunden, damit der Rotor 92 mit Drehzahlen gedreht wird, wodurch ein akustisches Signal in dem Bohrfluid geschaffen wird, das (1) eine im wesentlichen konstante Trägerfrequenz aufweist, welche einen Bezugsphasenwert festlegt, und (2) eine wahlweise erzeugbare Phasenverschiebung bezüglich des Bezugsphasenwerts in der Trägerfrequenz schafft. Die Phasenverschiebung wird durch kodierte Datenwerte angezeigt, welche die gemessenen Bedingungen unten im Bohrloch wiedergeben.fluid is transferred. The rotor 92 is coupled to a drive 96 with a reduction gear, which the rotor drives. The insert 82 is operatively connected to the drive 96 so that the rotor 92 is rotated at speeds, thereby creating an audible signal in the drilling fluid that (1) has a substantially constant carrier frequency which defines a reference phase value, and (2) an optionally producible phase shift with respect to the Creates reference phase value in the carrier frequency. The phase shift is indicated by coded data values reflecting the measured conditions downhole.

In der bevorzugten Ausführungsform sind der Antrieb 96 und die Ausführungen des Rotors 92 und des Stators 94 so gewählt, daß sie 1/5 einer Trägerperiode in dem akustischen Signal für jede Umdrehung des Motors 102 erzeugen.In the preferred embodiment, the drive is 96 and the designs of the rotor 92 and the stator 94 are chosen so that they are 1/5 of a carrier period in the acoustic signal for generate every revolution of the motor 102.

Ein entsprechender Modulator 80 ist im einzelnen in der US-PS 3 764 970 dargestellt und beschrieben, welche auf die Anmelderin der vorliegender: Anmeldung zurückgeht. Andere entsprechende Modulatoren 5 3 sind in den vorerwähnten US-PS'en 3 309 656 und 3 789 355 sowie in den US-PS'en 3 792 429 und 3 707 006 beschrieben, auf die hiermitbezug genommen wird.A corresponding modulator 80 is shown and described in detail in US Pat. No. 3,764,970, which goes back to the assignee of the present application. Other suitable modulators 5 3 are described in the aforementioned U.S. Patents 3,309,656 and 3,789,355 and in U.S. Patents 3,792,429 and 3,707,006, referred to hiermitbezug.

Der Einsatz 82 weist einen oder mehrere Sensoren 100 und eine diesen zugeordnete Datenkodierschaltung 101 auf, um die Bedingungen unten im Bohrloch zu messen und um dies darstellende, kodierte Datensignale zu erzeugen. Beispielsweise können die Sensoren 100 vorgesehen sein, um Bohrparameter, wie beispielsweise die Richtung des Bohrlochs (den Azimuth der Bohr lochabweichung ) die Belastung am Bohrmeißel, das Drehmoment usw., zu überwachen. Die Sensoren können auch vorgesehen sein, um Sicherheitsparameter zu überwachen, beispielsweise um Uber- druckzonen (durch spezifische Widerstandsmessungen) und Fluid- eintritts-Kenndaten durch Messen der Temperatur des Bohrschlamms in dem Kreisring 58 zu fühlen. Außerdem können Strahlungsde- The insert 82 includes one or more sensors 100 and a data encoding circuit 101 associated therewith to measure the downhole conditions and to generate encoded data signals representative thereof. For example, the sensors 100 may be provided to monitor drilling parameters such as the direction of the borehole (the azimuth of the borehole deviation ), the load on the drill bit, the torque, and so on. The sensors can also be provided in order to monitor safety parameters, for example in order to sense overpressure zones (by means of specific resistance measurements) and fluid entry characteristic data by measuring the temperature of the drilling mud in the annulus 58. In addition , radiation detectors can

809813/1114809813/1114

teketoren vorgesehen sein, wie beispielsweise gamma-strahlempfindliche Detektoren zur Unterscheidung zwischen Schiefer und Sand und zur Bestimmung der Tiefenkorrelation.teketoren can be provided, such as gamma-ray sensitive detectors for differentiating between slate and sand and for determining the depth correlation.

Die Datenkodierschaltung 101 ist üblich und weist eine Multiplexanordnung auf, um die Signale von den Sensoren in binäre Daten zu kodieren und diese dann seriell über eine Datenleitung zu übertragen. Eine entsprechende Multiplex-Kodieranordnung ist im einzelnen in der vorerwähnten US-PS 3 820 063 beschrieben, auf welche hiermit Bezug genommen wird. Der Einsatz 82 weist einen an den Antrieb 96 angekuppelten Motor 102 und eine Motorsteuerschaltung 104 zum Steuern der Drehzahl des Motors 102 auf, um dadurch den Rotor 92 des Modulators 80 mit den entsprechenden Drehzahlen zu drehen, um die geforderte Modulation des akustischen Signals zu bewirken. Der Motor 102 ist ein üblicher Zweiphasen-Wechselstrom-Induktionsmotor, welcher in der bevorzugten Ausführungsform durch die Motorsteuerechaltung 102 mit 60 Hz ange steuert wird. Die Verwendung eines Induktionsmotors für den Motor 102,obwohl auch andere Motortypen, wie beispielsweise ein Gleichstrom-Servonoror , geeignet sind, ist nicht kritisch. The data coding circuit 101 is conventional and has a multiplex arrangement in order to code the signals from the sensors into binary data and then to transmit these serially via a data line. A corresponding multiplex coding arrangement is described in detail in the aforementioned US Pat. No. 3,820,063, to which reference is hereby made. The insert 82 has a motor 102 coupled to the drive 96 and a motor control circuit 104 for controlling the speed of the motor 102, thereby rotating the rotor 92 of the modulator 80 at the appropriate speeds in order to effect the required modulation of the acoustic signal. The motor 102 is a conventional two-phase AC induction motor which, in the preferred embodiment, is controlled by the motor control circuit 102 at 60 Hz. The use of an induction motor for motor 102, although other types of motors, such as a DC servo, are suitable, is not critical.

Die Motorsteuerschaltung 104 ist zusammen mit dem Motor 102, den Sensoren 100 und der Kodierschaltung101 sowie dem Modulator 80in Fig. 2 dargestellt. Die Motorsteuerschaltung 104 weist eine Schaltungsanordnung auf, um (1) die im wesentlichen kon stante Trägerfrequenz des akustischen, an denBohrschlamm über tragenen Signals auf der entsprechenden Phase zu halten, und um (2) die Frequenz des akustischen Signals zu ändern und es auf die Trägerfrequenz zurückzuführen, um dadurch dessen Phase durch einen vorbestimmten Wert so schnell wie möglich entsprechend den kodierten Daten zu ändern. In dem bevorzugten Ausführungsformen, in welchen die Daten von den Sensoren 100 bi närkodiert sind, ist die Phasenänderung eine solche von 180*.The motor control circuit 104 is shown in FIG. 2 together with the motor 102, the sensors 100 and the encoder circuit 101 as well as the modulator 80. The motor control circuit 104 includes circuitry to (1) maintain the substantially constant carrier frequency of the acoustic signal transmitted to the drilling mud in phase, and (2) to change the frequency of the acoustic signal and change it to the carrier frequency to thereby change its phase by a predetermined value as quickly as possible in accordance with the encoded data. In the preferred embodiment in which the data from sensors 100 are binary coded, the phase change is 180 *.

Die Motorsteuerschaltung 104 weist eine Motorschaltanordnung 110, beispielsweise einen herkömmlichen Wechselrichter auf, ta eine zweiphasige Energie dem Zweiphasenmotor 102 zuzuführen.The motor control circuit 104 has a motor switching arrangement 110, for example a conventional inverter, ta to supply two-phase power to the two-phase motor 102.

•09*13/1114• 09 * 13/1114

Ein Phasensignalgenerator 112 und ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) 144 sind vorgesehen, um an der Motorschaltanordnung 110 ein Paar Phasensignale 0A, 0B und deren Komplemente j?Ä", ]ΪΒ zu erzeugen. Die Phasensignale liegen zueinander 90° außer Phase. Der spannungsgesteuerte Oszillator 114 hat die übliche Ausführungsform, und der Phasensignalgenerator 112 weist eine übliche Schaltungsanordnung auf, um Wellenformen mit einem Tastverhältnis von 50% und deren Komplemente zu erzeugen. In der bevorzugten Ausführungsform arbeitet die VCO-Schaltung 114 auf einer etwas höheren Frequenz als 240 Hz, während eines Trägerfrequenzbetriebs. Diese Frequenz führt zu einem "Schlupf" des Induktionsmotors 102 und schafft einen Frequenzvervielfachungsfaktor von 4, der für den Phasensignalgenerator 112 notwendig ist, um die Phasensignale 0A, 0B mit der geforderten Frequenz von 60 Hz zu schaffen. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird der Schlupf des Motors nachstehend als vernachlässigbar angenommen.A phase signal generator 112 and a voltage controlled oscillator (VCO) 144 are provided to generate a pair of phase signals 0A, 0B and their complements j? Ä ",] ΪΒ at the motor switching arrangement 110. The phase signals are 90 ° out of phase with one another. The voltage controlled oscillator 114 is of conventional embodiment and circuitry is conventional to generate 50% duty cycle waveforms and complements in phase signal generator 112. In the preferred embodiment, VCO circuit 114 operates at a frequency slightly higher than 240 Hz during This frequency causes the induction motor 102 to "slip" and provides a frequency multiplication factor of 4 which is necessary for the phase signal generator 112 to produce the phase signals 0A, 0B at the required frequency of 60 Hz. To simplify the description , the slip of the motor is assumed to be negligible in the following mmen.

In der bevorzugten Ausführungsform stellt die Schaltung zum Halten der Trägerfrequenz und der Phase des akustischen Signals bei Fehlen von ausgewählten Datensignalen in Verbindung mit der Mo tor schaltanordnung 110, dem Phasensignalgenerator 112 und dem spannungsgesteuerten Oszillator 114 vorteilhafter weise eine phasenstarre Schaltung dar.In the preferred embodiment, the circuit for holding the carrier frequency and the phase of the acoustic signal in the absence of selected data signals in connection with the motor switching arrangement 110, the phase signal generator 112 and the voltage-controlled oscillator 114 advantageously represents a phase-locked circuit.

Die die Phase und die Frequenz haltende Schaltung weist einen Tachometer 120 auf, der an den Motor 102 angekoppelt ist, um eine Reihe von Impulsen zu erzeugen, deren Folgefrequenz die Frequenz angibt, mit welcher der Motor 102 angetrieben bzw. angesteuert wird. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Tachometer 102 so gewählt, daß er sechs Perioden pro Motorumdrehung erzeugt. Dieses Verhältnis fuhrt in Verbindung mit der Auslegung des Modulators 80, der Auslegung des Antriebs 96 und der Drehzahl des Motors 102 bei 60Hz zu der Erzeugung eines akustischen Signals in dem Bohrsumpf mit einer Trägerfrequenz von 12Hz und zur Erzeugung eines TachometerausgangsSig- The phase and frequency holding circuit includes a tachometer 120 coupled to motor 102 to generate a series of pulses whose repetition rate indicates the frequency at which motor 102 is driven. In the preferred embodiment, the tachometer 102 is chosen to produce six periods per engine revolution. In conjunction with the design of the modulator 80, the design of the drive 96 and the speed of the motor 102 at 60Hz, this ratio leads to the generation of an acoustic signal in the drilling sump with a carrier frequency of 12Hz and the generation of a tachometer output signal.

809613/1114809613/1114

nals cj mit einer Frequenz von 360Hz.nals cj with a frequency of 360Hz.

Eine das Tachometersignal schaffende Schaltung 122 ist an den Ausgang des Tachometers 120 angekoppelt, um ein Schleifenfrequenzsignalc mit einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz und ein Motorfrequenzsignal ^' mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz zu schaffen. Beispielsweise wird das Schleifenfrequenz signal ^x bei einer Frequenz von 24Hz und das Motorfrequenzsignal ei ,, bei einer Frequenz von 720Hz erzeugt, wenn der Motor mit 60Hz betrieben wird. Die Schaltung 122 ist üblicherweise mit einer Nulldurchgangsschaltung und mit einer Frequenzmultiplizier/teilschaltung versehen.A tachometer signal providing circuit 122 is coupled to the output of tachometer 120 to provide a loop frequency signal c having a relatively low frequency and a motor frequency signal 'having a relatively high frequency. For example, the loop frequency signal ^ x is generated at a frequency of 24Hz and the motor frequency signal ei ,, at a frequency of 720Hz when the motor is operated at 60Hz. The circuit 122 is usually provided with a zero crossing circuit and a frequency multiplier / subcircuit.

Die phasenstarre Schleifenschaltung weist schließlich noch einen Phasendetektor 124 auf, welcher auf das Schleifenfrequenzsignal to und auf ein Schleifen-Bezugsfrequenzsignal ^ x„ anspricht, um selektiv ein VCO-Steuersignal auf einer Leitung 126 zu erzeugen, welche über einen Schleifenschalter 128 während des Betriebs mit dem spannungsgesteuerten Oszillator 114 verbunden ist. Der Phasendetektor 124 hat eine übliche Ausführungsform und kann ein nicht dargestelltes Setz/ Rücksetz-Flip-Flop, das auf die Signale ti , tO anspricht und ein nicht dargestelltes Tiefpaßfilter aufweisen, das an den Ausgang des Flip-Flops angekoppelt ist. Am Ausgang des Detektors 124 wird das VCO-Steuersignal als Funktion des Unterschieds pro Schleifenperiode zwischen den t0 T- und ^. -The phase-locked loop circuit finally has a phase detector 124, which is responsive to the loop frequency signal to and to a loop reference frequency signal ^ x ", in order to selectively generate a VCO control signal on a line 126, which via a loop switch 128 during operation with the voltage controlled oscillator 114 is connected. The phase detector 124 has a conventional embodiment and can have a set / reset flip-flop, not shown, which responds to the signals ti, t0, and a low-pass filter, not shown, which is coupled to the output of the flip-flop. At the output of the detector 124, the VCO control signal as a function of the difference per loop period between the t0 T - and ^. -

I· JjFI · JjF

Signalen erzeugt, um dadurch anzuzeigen, daß der Motor 102 von der Trägerfrequenz oder der Phase abweicht. Entsprechend dem Steuersignal auf der Leitung 126 ändert der spannungsgesteuerte Oszillator 114 die dem Motor 102 zugeführte Anregungsfrequenz über den Inverter 110, um den Motor auf eine Phasen- und Frequenzmitnahme bzw. -synchronisierung zurückzuführen und sie dort zu halten. In der vorerwähnten US-PS 3 870 063 ist eine andere phasenstarre Schleifenschaltung dargestellt und beschrieben, die nach ähnlichen Prinzipien arbeitet.Signals are generated to thereby indicate that the motor 102 is deviating from the carrier frequency or phase. In accordance with the control signal on line 126, voltage-controlled oscillator 114 changes the excitation frequency supplied to motor 102 via inverter 110 in order to return the motor to phase and frequency entrainment or synchronization and to keep them there. In the aforementioned US Pat. No. 3,870,063 , another phase-locked loop circuit is shown and described which operates on similar principles.

809813/11U809813 / 11U

Die Schaltung zum Ändern der Drehzahl des Motors 102, um dadurch die Phase des akustischen Signals entsprechend den Daten von den Sensoren 100 zu ändern, ist in der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform digital ausgeführt. Die digitale Ausführung bewirkt eine Frequenz- und Phasenänderung in dem akustischen Signal schnell und äußerst genau. Die Größe des Bauelements für die Motorsteuerschaltung ist infolge der digitalen Ausführung gegenüber der Größe der vorher verwendeten Analogsysteme verkleinert worden, und es ist eine hohe Betriebssicherheit über große Umgebungsbereiche erreicht. Doch läßt sich die Erfindung, wenn es gefordert wird, in entsprechender Weise auch in analogen Systemen ausführen.The circuit for changing the speed of the motor 102 to thereby changing the phase of the acoustic signal in accordance with data from sensors 100 is illustrated in FIG and preferred embodiment implemented digitally. The digital version causes a frequency and phase change in the acoustic signal quickly and extremely precisely. The size of the component for the motor control circuit is due to the digital version has been scaled down from the size of the previously used analog systems, and it is a high one Operational safety achieved over large environmental areas. But can the invention, if required, in a corresponding Way also in analog systems.

Wie bereits beschrieben, arbeitet die Schaltung zum Ändern der Drehzahl des Motors anfangs in der Weise, daß die Drehzahl des Motors 102 verzögert und sie dann beschleunigt wird, um die gesamte Phasenänderung von 180 zu akkumulieren bzw. zu speichern. Obwohl eine Beschleunigungs/Verzögerungsfolge durchführbar ist, führr diese Folge dazu, daß der Motor 102 mit einem höheren Drehnor.snt arbeitet und infolgedessen wird das akustische Signal mehr voraussagbar und in kürzeren Zeitperioden moduliert.As already described, the circuit for changing the speed of the motor initially works in such a way that the speed of the motor 102 is decelerated and then accelerated to accumulate the total phase change of 180 to save. Although an acceleration / deceleration sequence is feasible, this sequence will result in motor 102 works with a higher rotation norm and consequently becomes the acoustic signal is more predictable and modulated in shorter time periods.

Die Drehzahländerungsschaltung betätigt den Schalter 128 und einen Satz von Beschleunigungs- und Verzögerungsschaltern 130 und 132, welche den Spannungsausgang an dem spannungsgesteuerten Oszillator 114 entsprechend steuern. In der dargestellten AusfUhrungsform ist der Beschleunigungsschalter 130 mit einem Anschluß mit dem Eingang des spannungsgesteuerten Oszillators 114 und mit einem Anschluß des Schleifenschalters 128 verbunden. Sein anderer Anschluß ist mit einem eine Sägezahnspannung erzeugenden Netzwerk und über einen Widerstand R1 mit dem Verzögerungsschalter 132 verbunden. Die Sägezahnspannung muß nicht auf eine sich linear ändernde Spannung begrenzt sein. Beispielsweise kann sie sich im wesentlichen exponentiell mit der Zeit ändern. Wie dargestellt, erzeugt eine RC-Zeitsteuerschaltung mit einer Reihenschaltung^aus einem Widerstand R2The speed change circuit operates switch 128 and a set of acceleration and deceleration switches 130 and 132 which control the voltage output on the voltage controlled oscillator 114 accordingly. In the illustrated Embodiment is the acceleration switch 130 with a Terminal connected to the input of the voltage controlled oscillator 114 and to one terminal of the loop switch 128. Its other connection is to a sawtooth voltage generating network and via a resistor R1 to the Delay switch 132 connected. The sawtooth voltage need not be limited to a linearly changing voltage. For example, it can change substantially exponentially over time. As shown, an RC generates timing circuit with a series circuit ^ consisting of a resistor R2

und einem Kondensator C zwischen einer Spannung V1 und Erde eine exponentiell zunehmende Bereichsspannung. Wenn daher der Schleifenschalter 128 offen ist, der Beschleunigungsschalter 130 geschlossen und der Verzögerungsschalter 132 offen ist, ist der Eingang an dem spannungsgesteuerten Oszillator 114 eine Sägezahn- oder Rampenspannung, die einen Ausgang an dem spannungsgesteuerten Oszillator 114 zur Folge hat, welcher mit der Zeit zunimmt und dadurch eine Beschleunigung des Motors bewirkt, was eine mit der Zeit zunehmende Funktion ist. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Phasenänderung in dem akustischen Signal so schnell wie möglich durchgeführt wird.and a capacitor C between a voltage V1 and ground an exponentially increasing range voltage. If therefore loop switch 128 is open, acceleration switch 130 is closed, and deceleration switch 132 is open is, the input to the voltage controlled oscillator 114 is a sawtooth or ramp voltage that has an output the voltage controlled oscillator 114, which increases over time and thereby an acceleration of the motor causes what is an increasing function over time. This ensures that the phase change in the acoustic signal is carried out as soon as possible.

Der Beschleunigungsschalter 132 hat einen Anschluß, der mit dem Widerstand R1 und infolgedessen mit dem Schalter 130 verbunden ist. Sein anderer Anschluß ist mit Erde verbunden. Wenn der Beschleunigungsschalter 130 geschlossen und der Verzögerungsschalter 132 ebenfalls geschlossen ist, bleibt der Kondensator C, welcher über den Widerstand RI gegen Erde entladen worden ist, da der Schalter 132 geschlossen ist, entladen. In der bevorzugten Ausführungsform liefert bei SchlieSen des Schalters 130 der entladene Kondensator C einen Spannungspegel am Eingang des spannungsgesteuerten Oszillators bzw. der VCO-Schaltung 114, welcher bewirkt, daß der Ausgang der VCO-Schaltung 114 von der en sonst konstanten Trägerfrequenz, die einen Ausgang von etwa 240Hz schafft, auf etwa 180Hz heruntertransformiert wird.The acceleration switch 132 has a terminal which is connected to the resistor R1 and consequently to the switch 130. Its other terminal is connected to earth. When the acceleration switch 130 is closed and the deceleration switch 132 is also closed, the capacitor C, which has been discharged to earth via the resistor RI, since the switch 132 is closed, remains discharged. In the preferred embodiment, when the switch 130 is closed, the discharged capacitor C supplies a voltage level at the input of the voltage-controlled oscillator or the VCO circuit 114, which causes the output of the VCO circuit 114 to have an output from the otherwise constant carrier frequency of about 240Hz is transformed down to about 180Hz.

Die Drehzahländerungsschaltung weist einen Target-Phasenakkumulator 140, einen Motorfrequenzdetektor 142 und eine Steuerlogik 144 auf. Entsprechend den EingangsSignalen, von dem Target-Phasenakkumulator 140 und von dem Motorfrequenzdetektor 142 erzeugt die Steuerlogik 144 eine Gruppe Steuersignale X, X und ~Z an Leitungen 145, 146 und 147 zu den Schaltern 128, 130 bzw. 132. Diese Signale werden infolge, d.h. nacheinander erzeugt, die dementsprechend durch Daten von den Sensoren ausgelöst werden, wobei (1) zuerst der SchleifenschalterThe speed change circuit includes a target phase accumulator 140, a motor frequency detector 142, and control logic 144 . In accordance with the input signals from the target phase accumulator 140 and from the motor frequency detector 142, the control logic 144 generates a group of control signals X, X and ~ Z on lines 145, 146 and 147 to the switches 128, 130 and 132, respectively. ie generated one after the other, which are accordingly triggered by data from the sensors, where (1) the loop switch first

809813/1114809813/1114

geöffnet wird, um eine Steuerung von der phasenstarren Schleife wegzunehmen; (2) der Beschleunigungsschalter 130 geschlossen wird (da der Verzögerungsschalter 132 bereits geschlossen ist), damit ein niedriger Spannungspegel der VCO-Schaltung zugeführt wird, um dadurch eine schnelle Verzögerung des Motors 102 herbeizuführen und um auf diese Weise die Frequenz des akustischen Signals auf etwa 180Hz zu ändern; (3) der Be schleunigungsschalter 132 geöffnet wird, während der Beschleunigungsschalter 130 geschlossen gelassen wird, um mit der Beschleunigung der Drehzahl des Motors 102 zurück in Richtung auf die die Trägerfrequenz schaffende Drehzahl zu beginnen, und (4) danach der Beschleunigungsschalter 130 geöffnet und der Schleifenschalter 128 geschlossen wird, um die Steuerung des Motors 102 an die phasenstarre Schleife zurückzuführen, wenn die die Trägerfrequenz schaffende Drehzahl von dem Mo tor 102 erreicht worden ist.opened to remove control from the phase locked loop; (2) the acceleration switch 130 is closed (since the deceleration switch 132 is already closed) to apply a low voltage level to the VCO circuit, thereby causing the motor 102 to decelerate rapidly and thereby lower the frequency of the acoustic signal to about 180Hz change; (3) the acceleration switch 132 is opened while the acceleration switch 130 is left closed to begin accelerating the speed of the motor 102 back toward the carrier frequency creating speed, and (4) thereafter the acceleration switch 130 is opened and the Loop switch 128 is closed to return control of the motor 102 to the phase-locked loop when the speed of the motor 102 creating the carrier frequency has been reached.

Im einzelnen wird dies anhand der in Fig.4 dargestellten Wellenformen beschrieben. Der Target-Phasenakkumulator 140 erzeugt ein TPA-Steuersignal auf der Leitung 148 mit einer Zeit dauer bzw. Periode, die als die Integrierperiode IP bezeich net wird, die der Akkumulation eines vorbestimmten Phasenänderungswerts entspricht, nachdem ein Übergangsstart (TS-Zeitsteuersignal)auf einer Leitung 149 erzeugt worden ist. Am Anfang einer Integrierperiode IP wird die logische Steuerschaltung 144 ausgelöst, um die Steuersignale X, X und ~Z zu erzeugen, um den Schleifenschalter 128 zu öffnen und um den Beschleunigungsschalter 130 zu schließen, und um das Schließen des Verzögerungsschalters 132 beizubehalten, um dadurch den Motor 102 zu verzögern. This is described in detail with reference to the waveforms shown in FIG. The target phase accumulator 140 generates a TPA control signal on line 148 having a period referred to as the integration period IP corresponding to the accumulation of a predetermined phase change value after a transition start (TS timing signal) on a Line 149 has been generated. At the beginning of an integrating period IP, control logic circuit 144 is triggered to generate control signals X, X and ~ Z to open loop switch 128 and close acceleration switch 130, and to maintain the closure of deceleration switch 132, thereby the Motor 102 to decelerate.

Der Target-Phasenakkumulator 140 ist eine differentielle bzw. Differenz-Integrierschaltung. Das heißt, während der Integrierperiode integriert der Target-Phasenakkumulator 140 wirksam die Differenz zwischen einem Motor-Bezugsfrequenzsignal Cj „_ von 720Hz auf einer Leitung 150 und dem MotorfrequenzsignalThe target phase accumulator 140 is a differential integrating circuit. That is, during the integration period, the target phase accumulator 140 effectively integrates the difference between a motor reference frequency signal Cj "_ of 720Hz on line 150 and the motor frequency signal

809813/1114809813/1114

'·■>■ auf einer Leitung 152. In der dargestellten Ausführungsform werden die Signale -^ und ^- integriert. Die Differenz zwischen diesen integrierten Signalen schafft eine Anzeige des Phasenwertes, welcher infolge von Drehzahländerungen des Motors 102 zu akkumulieren bzw. zu summieren>ist. Wenn die Differenz zwischen den integrierten Werten der Signale auf den Leitungen 150 und 152 infolge der Verzögerung der Motor drehzahl einen vorbestimmten Wert erreicht, erzeugt der Pha senakkumulator 140 das TPA-Signal auf der Leitung 146, wo raufhin die Steuerlogik 144 den Schalter 132 öffnet. Dies läßt dann den Beginn der schnellen Beschleunigung der Dreh zahl des Motors zurück auf die die Trägerfrequenz erzeugende Drehzahl zu. '· ■> ■ on a line 152. In the illustrated embodiment, the signals - ^ and ^ - are integrated. The difference between these integrated signals provides an indication of the phase value to be accumulated as a result of changes in the speed of the motor 102. When the difference between the integrated values of the signals on lines 150 and 152 as a result of the delay in the engine speed reaches a predetermined value, the phase accumulator 140 generates the TPA signal on line 146, whereupon the control logic 144 opens the switch 132. This then allows the start of the rapid acceleration of the speed of the motor back to the speed generating the carrier frequency.

Wie vorstehend für die dargestellte Ausführungsform ausge führt, ist das Motor-Bazugsfrequenzsignale cD auf der Lei tung 150 ein Signal von 720Hz. Dies läuft auf 60 Perioden des Motor-Bezugsfrequenz signals hinaus, das für jede Periode der Trägerfrequenz von T2Hz erzeugt wird. Demgemäß entspre chen 30 Perioden des Sicrnals ^ 180° der Phase des 12Hz- As outlined above for the illustrated embodiment, the engine Bazugsffreenzsignale cD on the line 150 is a signal of 720 Hz. This amounts to 60 periods of the motor reference frequency signal generated for each period of the carrier frequency of T 2Hz. Accordingly, 30 periods of the signal ^ 180 ° correspond to the phase of the 12 Hz-

1 " MR 1 "MR

Trägers.Carrier.

Da eine endliche Zeit gefordert wird, um die Motordrehzahl auf die eine 60Hz-Trägerfrequenz erzeugende Drehzahl zurückzuführen, wird die Phasenverschiebung zusätzlich zu der durch die Verzögerung bewirkten Verschiebung während des Rückführvorgangs akkumuliert bzw. summiert. Bei einer üblichen Belastung an dem Motor ist festgestellt worden, daß etwa 60° der Phasenänderung des Trägers während der Rückführung der Drehzahl des Motors 102 von der Freuquenz von 45Hz zurück auf die die Trägerfrequenz erzeugende Drehzahl von 60Hz fällt. Folglich ist es notwendig, 115° der Phasenänderung in dem Phasenakkumulator 140 vor der Erzeugung des TPA-Signals und folglich von dem Beginn der Beschleunigung der Drehzahl des Motors zurück auf die 60Hz an zu akkumulieren bzw. zu summieren. Da 30 Perioden des Signals CS„ 180° der Phasenverschiebung des Since a finite time is required to bring the motor speed back to the speed generating a 60 Hz carrier frequency, the phase shift is accumulated or summed up during the feedback process in addition to the shift caused by the delay. With a typical load on the motor it has been found that about 60 ° of the phase change of the carrier falls during the return of the speed of the motor 102 from the frequency of 45 Hz back to the speed of 60 Hz generating the carrier frequency. Consequently, it is necessary to accumulate 115 ° of the phase change in the phase accumulator 140 before the generation of the TPA signal and hence from the start of the acceleration of the speed of the motor back to the 60 Hz. Since 30 periods of the signal CS “180 ° of the phase shift of the

809813/1114809813/1114

Trägers entsprechen, muß der Target-Phasenakkumulator 140The target phase accumulator 140 must correspond to the carrier

115/180 χ 30 = 19 Perioden oder Zählvorgänge Gl. 1115/180 χ 30 = 19 periods or counting processes Eq. 1

als Differenz zwischen den integrierten Signalen ·~ und <-' „„ akkumulieren bzw. summieren. Die Berechnung in Gl.1 istas the difference between the integrated signals · ~ and <- '"" accumulate or sum. The calculation in Eq. 1 is

MR
bedingt durch die charakteristische lineare Beziehung zwischen einer Phasendämpfung und einer Phasenverstärkung des akustischen Signals als Funktion der Änderung des Motorfrequenzsignals ~M·
MR
due to the characteristic linear relationship between a phase attenuation and a phase gain of the acoustic signal as a function of the change in the motor frequency signal ~ M

Der zusätzliche Phasenbetrag, der infolge der Rückführung der Motordrehzahl akkumuliert ist, ändert sich mit der Motorbelastung. Da jedoch die die Phase und Frequenz haltende Schaltung mit Eingängen mit der zweifachen Trägerfrequenz von 12Hz arbeitet, wirkt sie, um die Motordrehzahl bei 180° Phasenänderung zu sperren bzw. mitzuziehen, selbst wenn die Phasenär.derungsschaltung auf einer. Bereich von 91 bis 260° Phasenänderung hinausläuft. Wie nachfolgend noch beschrieben wird, kann der Sollwert von 115° Phasenänderung auf den neuesten Stand gebracht werden und entsprechend den Belastungsbedingungen am Motor 102 geändert werden. Hierdurch (d.h. dadurch, daß sie auf den neuesten Stand gebracht ist) kann die Frequenzänderungsschaltung beinahe den genauen geforderten Phasenänderungsbetrag bewirken, wenn sie die Drehzahl des Motors zurück auf die die Trägerfrequenz schaffende Drehzahl bringt; zu diesem Zeitpunkt gibt sie dann die Steuerung an die die Phase und Frequenz haltende Schaltung zurück. Hierdurch ist die Zeitdauer auf ein Minimum herabgesetzt, die für die phasenstarre Schleifenschaltung erforderlich ist, um den vorbestimmten Phasenänderungswert in dem akustischen Signal bei der Trägerfrequenz genau zu schaffen.The additional phase amount accumulated as a result of the motor speed feedback changes with the motor load. However, since the circuit holding the phase and frequency works with inputs with twice the carrier frequency of 12Hz, it acts to lock or pull the motor speed at 180 ° phase change, even if the phase change circuit on a. Range from 91 to 260 ° phase change amounts to. As will be described below, the setpoint of 115 ° phase change brought up to date and changed according to the load conditions on the engine 102. Because of this (i.e. because they is updated) the frequency changing circuit can make almost the exact amount of phase change required cause when it brings the speed of the motor back to the carrier frequency creating speed; to this At the point in time, it then returns control to the circuit holding the phase and frequency. This is the length of time is reduced to the minimum required for the phase locked loop circuit by the predetermined phase change amount to create accurate in the acoustic signal at the carrier frequency.

In der dargestellten Ausführungsform weist, um die differentielle Integration durchzuführen, der Phasenakkumulator 140 ein Paar digitaler Akkumulator- bzw. Zwischenspeicherschaltun-In the illustrated embodiment, in order to perform the differential integration, the phase accumulator 140 comprises a pair of digital accumulator or buffer circuits.

8Q981 3/11148Q981 3/1114

gen in Form eines Motorfrequenzzählers 154 und eines Tacho-Bezugsfrequenzzählers 156 auf. Der Motorfrequenzzähler 154 ist auf einen Wert voreinstellbar, der eine geforderte Phasendämpung (d.h. den Soll-(Target-)Wert von 115°) infolge der Verzögerung des Motors während der Integrierperiode anzeigt. In der bevorzugten Ausfuhrungsform wird der Zähler 154 voreingestellt oder nach jeder Kodierung durch eine Target- (targeting) Kompensationsschaltung 157 auf den neuesten Stand gebracht, um den Soll-(Target-)Wert entsprechend den Belastungsbedingungen an dein Motor 102 einzustellen. Um die Beschreibung des Target-Phasenakkumulators zu vereinfachen, wird angenommen, daß die Target-Kompensationsschaltung 157 den Sollwert von 115° hält, d.h. keine Änderungen bei der Belastung des Motors 102 vorkommen.genes in the form of a motor frequency counter 154 and a tachometer reference frequency counter 156 on. The motor frequency counter 154 can be preset to a value that provides a required phase damping (i.e. the target value of 115 °) due to the deceleration of the motor during the integration period. In the preferred embodiment, the counter 154 preset or updated after each coding by a targeting compensation circuit 157 Stand brought to set the target value according to the load conditions on your engine 102. To the To simplify the description of the target phase accumulator, it is assumed that the target compensation circuit 157 maintains the setpoint of 115 °, i.e. no changes in the load of the engine 102 occur.

Der Phasenakkumulator 140 weist einen digitalen Vergleicher 158 auf, welcher an die Ausgänge der Zähler 154 und 156 angekoppelt ist und festlegt, wann der Tacho-Bezugsfrequenzzähler um einen Wert von 19 -ehr als der Motorfrequenzzähler 154 schrittweise weiterschaltet. Bei diesem Zustand gibt der Vergleicher 158 das TPÄ-Signal an die Motorsteuerlogik 144 ab, wodurch angezeigt wird, daß der Sollwert von 115° der Phasenänderung akkumuliert bzw. summiert worden ist.The phase accumulator 140 has a digital comparator 158 which is coupled to the outputs of the counters 154 and 156 and determines when the tachometer reference frequency counter increments by a value of 19 more than the motor frequency counter 154. In this state, the comparator 158 outputs the TPÄ signal to the motor control logic 144 , which indicates that the desired value of 115 ° of the phase change has been accumulated or summed.

Der Motorfrequenzdetektor 142 und die Steuerlogik 144 bewirken, wie in Fig.3 im einzelnen dargestellt ist, eine Beschleunigung der Drehzahl des Motors 102 zurück auf die eine Trägerfrequenz von 60Hz schaffende Drehzahl. Der Detektor 142 weist einen digitalen Integrator auf, welcher ein Paar vor~ einstellbarer Zähler 160 und 162 aufweist, welche an den Ausgang eines R/S-Flip-Flops 164 angekoppelt sind. Das Flip-Flop 164 hat einen Takteingang, der mit der Leitung 152 verbunden ist, um das Motorfrequenzsignal cd aufzunehmen und um ein Freigabesignal über ein Paar Verknüpfungsglieder 166 und 168 über eine Leitung 170 an den Zählern 160 und 162 zu erzeugen. Dais Freigabesignal auf der Leitung 170 wird bei Feh- As shown in detail in FIG. 3, the motor frequency detector 142 and the control logic 144 cause the speed of the motor 102 to be accelerated back to the speed which creates a carrier frequency of 60 Hz. The detector 142 has a digital integrator which has a pair of adjustable counters 160 and 162 which are coupled to the output of an R / S flip-flop 164. The flip-flop 164 has a clock input which is connected to the line 152 to receive the motor frequency signal cd and to generate an enable signal via a pair of logic gates 166 and 168 via a line 170 to the counters 160 and 162 . Dais enable signal on line 170 is at fault

8Q9813/11U8Q9813 / 11U

len des Steuersignals Z auf der Leitung 147 an dem Rücksetzanschluß des Flip-Flops 164 erzeugt. Das Steuersignal Έ auf der Leitung 147 wird durch die Steuerlogik 144 bei der Erzeugung des TPA-Signals (am Ende der Integrationsperiode IP) auf der Leitung 148 von dem Phasenakkumulator 140 entfernt.len of the control signal Z on the line 147 at the reset terminal of the flip-flop 164 is generated. The control signal Έ on the line 147 is removed from the phase accumulator 140 by the control logic 144 when the TPA signal is generated (at the end of the integration period IP) on the line 148.

Da der Motor 102 auf eine Drehzahl verzögert worden ist, die zum Zeitpunkt des Auftretens des TPA-Signals kleiner als 60Hz ist, ist die Periode des Motorfrequenzsignals a> länger als normal. Die Aufgabe der voreinstellbaren Zähler 160 und 162 besteht darin, festzulegen, wann die Periode des Motorfrequenzsignals ü)„ anzeigt, daß die Drehzahl des Motors nach der Erzeugung des TPA-Signals zurück auf 60Hz beschleunigt worden ist. Hierzu weisen die Zähler 160 und 162 nicht dargestellte, voreingestellte Leitungen auf, welche die Anzahl Zählungen festlegen, die die Zähler 160 und 162 erreichen, wenn die Periode des Signals 10 für einen Betrieb von 60Hz richtig ist. Die Zähler 160 und 162 sprechen auch auf ein hochfrequentes Bezugssignal von 24kHs auf einer Leitung 172 an, welches ein hochfrequentes Taktsignal an den Zählern schafft, um diese schrittweise weiterzuschalten. Die Zähler 160 udn 162 werden auf den Wert vor eingestallt, bei welchen ein MFD-Signal auf einer Leitung 174 erzeugt wird, wenn das Bezugssignal von 24kHz auf der Leitung 172 die Anzahl Zähl vorgänge hervorruft;, die durch die Zähler 160 und 162 summiert: worden sind, um den voreingestellten Wert zu überschreiten. Die Periode des Freigabesignals auf der Leitung 170 nimmt infolge der Beschleunigung des Motors mit der Zeit ab. Möglicherweise wird das MFD-Signal auf der Leitung 174 für eine vorgegebene Periode des Freigabesignals nicht erzeugt, unter dieser Bedingung arbeitet der Motor 102 dann wieder mit der die Trägerfrequenz erzeugenden Drehzahl.Since the motor 102 has been decelerated to a speed which is less than 60 Hz at the time of the occurrence of the TPA signal, the period of the motor frequency signal a> is longer than normal. The task of the presettable counters 160 and 162 is to determine when the period of the motor frequency signal ü) "indicates that the speed of the motor has been accelerated back to 60 Hz after the generation of the TPA signal. For this purpose, the counters 160 and 162 have preset lines, not shown, which define the number of counts that the counters 160 and 162 achieve when the period of the signal 10 is correct for operation at 60 Hz. The counters 160 and 162 also respond to a high frequency reference signal of 24kHs on a line 172 which provides a high frequency clock signal to the counters to increment them. The counters 160 and 162 are set to the value at which an MFD signal is generated on a line 174 when the reference signal of 24 kHz on the line 172 causes the number of counting processes, which are summed up by the counters 160 and 162: have been to exceed the preset value. The period of the enable signal on line 170 decreases over time as the motor accelerates. It is possible that the MFD signal on line 174 is not generated for a predetermined period of the enable signal, under this condition the motor 102 then operates again at the speed generating the carrier frequency.

Die Arbeitsweise des Motorfrequenzdetektors 142 wird besser verständlich ,in Verbindung mit der in Fig. 3 dargestellten Steuerlogik. Die Steuer logik 144 weist drei R/S-Flip-Flops 180, The operation of the motor frequency detector 142 can be better understood in conjunction with the control logic illustrated in FIG. The control logic 144 has three R / S flip-flops 180,

809813/1114809813/1114

182 und 184 und ein NAND-Glied 186 auf. Die Flip-Flops 180 bzw. 184 erzeugen ein Y-Signal auf einer Leitung 187 und die Signale X und X auf den Leitungen 146 und 145. Das Verknüpfungsglied 186 ist mit den Leitungen 146 und 187 verbunden, um das Signal Z^ auf der Leitung 147 als Funktion der Signale X und Y zu erzeugen.182 and 184 and a NAND gate 186. The flip-flops 180 and 184 generate a Y signal on a line 187 and the Signals X and X on lines 146 and 145. The logic element 186 is connected to lines 146 and 187, around the signal Z ^ on line 147 as a function of the signals X and Y to generate.

Die Flip-Flops 180 und 184 sprechen auf das TS-Zeitsteuersignal auf der Leitung 149 an und werden bei Auftreten von Daten mit einem vorbestimmten logischen Zustand gesetzt, die durch die Fühler 100 gefühlt werden. Durch das Einstellen des Flip-Flops 184 werden eine logische 1 und eine logische 0 als die Signale X und X erzeugt, wodurch die Beschleunigungs- und Schleifenschalter 130 und 128 geschlossen bzw. geöffnet werden. Das Flip-Flop 180 erzeugt eine logische 0 als das Signal Y auf der Leitung 187 wenn es durch das TS-Signal gesetzt wird. Das Signal Y wird dann an das Verknüpfungsglied 168 angelegt, um einen logischen Nullzustand des Signals 55 zu schaffen. Bei Auftreter, des TPA-Signals am Ende der Integrationsperiode IP wird das Flip-Flop 180 durch das TPA-Signal auf der Leitung 148 taktgesteuert, wodurch das Signal Y in eine logische 1 geändert; wird. Während dieses Intervalls hat das Signal Z den Verzögerungsschalter 132 geschlossen gehalten und hat Operationen des Flip-Flops 182 mittels des Rücksetzeingangs gesperrt.The flip-flops 180 and 184 are responsive to the TS timing signal on line 149 and are activated upon the occurrence of data with a predetermined logic state sensed by the sensors 100. By setting of the flip-flop 184 a logical 1 and a logical 0 are generated as the signals X and X, whereby the acceleration and loop switches 130 and 128 are closed and opened, respectively. The flip-flop 180 generates a logic 0 as the Y signal on line 187 when asserted by the TS signal. The signal Y is then sent to the logic element 168 is applied to create a logic zero state of signal 55. When the TPA signal occurs at the end of the integration period IP, the flip-flop 180 is clock-controlled by the TPA signal on the line 148, whereby the signal Y in a logical 1 changed; will. During this interval, the signal Z has kept the delay switch 132 closed and has disabled operations of flip-flop 182 via the reset input.

Bei Erzeugen des TS-Zeitsteuersignals und infolgedessen am Anfang der Intergrationsperiode IP haben die Signale X, X und Έ jeweils den Schalter 130 geschlossen, den Schalter 128 geöffnet und das Schließen des Schalters 132 beibehalten, wodurch es zu einer Verzögerung des Motors 102 kommt.When the TS timing signal was generated and consequently at the beginning of the integration period IP, the signals X, X and Έ each closed switch 130, opened switch 128 and kept switch 132 closed, causing motor 102 to decelerate.

Am Ende der Integraticnsperiode ändert, wenn der Phasenakkumulator 140 angezeigt hat, daß die geforderten 115° Phase akkumuliert bzw. summiert worden sind, wie durch das TPA-Signal auf der Leitung 14t angezeigt wird, das Flip-Flop 180 At the end of the integration period, when the phase accumulator 140 has indicated that the required 115 ° phase has been accumulated, as indicated by the TPA signal on line 14t, the flip-flop 180 changes

809813/1114809813/1114

seinen Zustand. Dies führt dazu, daß eine logische 0 an dessen Dateneingang und das TPA-Signal an dessen Takteingang angelegt wird. Durch diese Zustandsänderung wird eine logische 1 als das Signal Y auf der Leitung 187 erzeugt, wodurch eine logische 0 auf der Leitung 147 als Signal Ϊ erzeugt wird. Hierdurch wird der Verzögerungsschalter 132 geöffnet, die Verzögerungsphase der Motoränderung beendet und mit der Beschleunigungsänderung bzw. -phase begonnen.its condition. This means that a logic 0 is applied to its data input and the TPA signal to its clock input will. This change in state generates a logical 1 as the signal Y on line 187, whereby a logic 0 is generated on line 147 as signal Ϊ. This opens the delay switch 132, which The deceleration phase of the motor change ended and the acceleration change or phase started.

Außerdem werden zusätzlich zu dem Motorfrequenzdetektor 142, wie auch im einzelnen in Fig.3 dargestellt ist, wenn das Signal Z auf der Leitung 147 sich in eine logische 0 ändert, die Flip-Flops 164 und 182 ausgelöst. Eine logische 1, die an den Dateneingang des Flip-Flops 164 angelegt wird, wird dann durch das Motorfrequenzsignal'J taktgesteuert, wodurch eineIn addition to the motor frequency detector 142, as is also shown in detail in FIG. 3, when the signal Z on the line 147 changes to a logic 0, the flip-flops 164 and 182 are triggered. A logic 1, which is applied to the data input of flip-flop 164, is then clocked by the motor frequency signal 'J , whereby a

logische 0 an einem Eingang des Verknüpfungsglieds 166 erzeugt wird. Der andere Eingang des Glieds 166 erhält das Signal w: „ auf der Leitung 152. Die Verknüpfungsglieder 166 und 168 erzeugen das Freigabesignal auf der Leitung 170 an den Zählern 160 und 162, um sie zu Beginn jeder Periode des Signals u) M voreinzustellen. Die Zähler beginnen dann mit einer Frequenz von 24kHz zu zählen, wie durch das Signal von 24kHz auf einer Leitung 172 festgelegt ist.logic 0 is generated at an input of the logic element 166. The other input of the element 166 receives the signal w : "on the line 152. The logic elements 166 and 168 generate the enable signal on the line 170 at the counters 160 and 162 in order to preset them at the beginning of each period of the signal u) M. The counters then begin to count at a frequency of 24 kHz, as determined by the 24 kHz signal on line 172.

Am Ende des Freigabesignals, d.h. am Ende einer Periode des Motorfrequenzsignals Ο«, wenn ein übertrag von dem Zähler 162 stattgefunden hat, d.h. wenn eine logische 0 auf der Leitung 174 als das MFD-Signal erzeugt worden ist, bleibt das Flip- Flop 182 in dem rückgesetzten Zustand (wobei es in den rückgesetzten Zustand durch das Signal 1L auf der Leitung 147 bei Auftreten desSignals X gebracht worden ist, das in den logischen Zustand null übergeht, wodurch das Ende der Modulation angezeigt wird.) Nur unter den Bedingungen, daß eine logische 1 auf der Leitung 174 an dem Flip-Flop 182 vorgesehen ist, wenn ein Freigabesignal mit dem logischen Zustand 1 auftritt, wird ein Taktsignal über eine Leitung 188 an dem Flip-Flop 184 ge-At the end of the release signal, that is to say at the end of a period of the motor frequency signal Ο «, when a transfer has taken place from the counter 162, ie when a logic 0 has been generated on the line 174 as the MFD signal, the flip- flop 182 remains in the reset state (which has been brought into the reset state by the signal 1 L on the line 147 upon the occurrence of the signal X, which goes to the logic state zero, thereby indicating the end of the modulation.) Only under the conditions that a logic 1 is provided on the line 174 at the flip-flop 182, if an enable signal with the logic state 1 occurs, a clock signal is sent via a line 188 to the flip-flop 184

809813/11U809813 / 11U

schaffen. Wenn kein Taktsignal über die Leitung 188 geschaffen ist, hält das Flip-Flop 184 die Signale X und X in den logischen Zuständen 1 bzw. 0, in die sie durch die TS-Zeitsteuersignale gesetzt worden sind.create. When a clock signal is not established over line 188, flip-flop 184 holds signals X and X in the logical states 1 or 0, in which they are entered by the TS time control signals have been set.

Wenn die Zähler 160 und 162 anzeigen, daß die Periode des Freigabesignals, d.h. die Dauer einer Periode des Motorfrequenzsignals '- M auf einen Wert verringert worden ist, welcher einer Motorfrequenz von 60Hz entspricht, findet kein übertrag von dem Zähler 162 aus statt. Die logische 1, die benötigt wird, um den Zustand Flip-Flops 182 zu ändern, wird daraufhin erzeugt. Hierdurch wird ein Taktsignal geschaffen und der Zustand des Flip-Flops 184 geändert, welcher wiederum die Zustände der Signale X und X ändert, um dadurch den Schleifenschalter 128 zu schließen und den Beschleunigungsschalter 130 zu öffnen. If the counters 160 and 162 indicate that the period of the release signal, ie the duration of one period of the motor frequency signal '- M has been reduced to a value which corresponds to a motor frequency of 60 Hz, no transfer from the counter 162 takes place. The logic 1 required to change the state of flip-flops 182 is then generated. This creates a clock signal and changes the state of flip-flop 184, which in turn changes the states of signals X and X, thereby closing loop switch 128 and opening acceleration switch 130.

Um die Beschreibung der die Phase und die Frequenz haltenden Schaltung sowie der die Trägerfrequenz haltenden Schaltung zu vereinfachen, ist bisher angenommen worden, daß die aufnehmende (targeting) Kompensationsschaltung 187 den SoIl-(Target-)Wert des Phasenskkumulators 140 bei einer konstanten Phase 115° gehalten worden ist. Dies entspricht keiner Änderung in der Belastung an dem Motor 102. Während der tatsächlichen Bohrvorgänge in einem Bohrloch kommt es jedoch zu Belastungsänderungen an dem Motor 102. Diese Belastungsänderungen sind quasistatisch, so daß sie sich im allgemeinen nur sehr langsam mit der Zeit ändern. Die Kompensationsschaltung 157 fühlt diese Änderungen der Belastung an dem Motor 102 und stellt die Voreinstellung des Phasenakkumulators 140 ein, d.h. den Sollwert, der vorher als 115° gekennzeichnet ist, damit die Gesamtphasenverschiebung zuerst durch die Verzögerung und dann durch die Beschleunigung des Motors während einer Kodierung geschaffen wird, um den geforderten Gesamtwert zu erhal ten. Da die Kompensationsschaltung kontinuierlich arbeitet, sind keine früheren Kenntnisse von den Belastungszuständen In order to simplify the description of the circuit holding the phase and the frequency as well as the circuit holding the carrier frequency, it has so far been assumed that the targeting compensation circuit 187 sets the target value of the phase accumulator 140 at a constant phase 115 ° has been held. This does not correspond to a change in the load on the motor 102. During actual drilling operations in a borehole, however , load changes on the motor 102 occur. These load changes are quasi-static, so that they generally change only very slowly over time. The compensation circuit 157 senses these changes in the load on the motor 102 and sets the pre-setting of the phase accumulator 140, ie the setpoint previously identified as 115 °, so that the total phase shift is first caused by the deceleration and then by the acceleration of the motor during encoding is created in order to obtain the required total value . Since the compensation circuit works continuously , there is no previous knowledge of the load conditions

809813/1114809813/1114

an dem Motor 102 erforderlich.on the engine 102 is required.

In Fig.5 weist die (targeting) Kompensationsschaltung 157 eine (targeting) Korrekturschaltung 190 und ein Ende des übergangs-(EOT)Phasenakkumulators 192 auf. Der EOT-Phasenakkumulator 192 berechnet die Gesamtphase, die während jeder Kodierung summiert worden ist, d.h. welche durch die Verzögerung und die Beschleunigung des Motors 102 hervorgerufen wird, und erzeugt ein EOT-Signal auf einer Leitung 194 an der Korrekturschaltung 190, wenn die geforderte Gesamtphasenverschiebung für die Kodierung summiert worden ist. In der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform beträgt diese Phasenverschiebung 180° für binär kodierte Daten. Die Korrekturschaltung 190 spricht auf das EOT-Signal an und stellt den voreingestellten Wert des Phasenakkumulators 140 über eine Leitung 195 in Abhängigkeit davon ab, ob mehr oder weniger als eine Phase von 180° von dem Akkumulator 192 summiert worden ist.In FIG. 5, the (targeting) compensation circuit 157 has a (targeting) correction circuit 190 and one end of the transition (EOT) phase accumulator 192 on. The EOT phase accumulator 192 calculates the total phase that has been summed up during each coding, i.e. that due to the deceleration and the acceleration of motor 102 and generates an EOT signal on line 194 to correction circuit 190, when the required total phase shift for coding has been summed. In the illustrated and preferred embodiment this phase shift is 180 ° for binary coded data. Correction circuit 190 responds to this EOT signal and sets the preset value of the phase accumulator 140 via a line 195 as a function thereof whether more or less than a phase of 180 ° has been summed by the accumulator 192.

Der EOT-Phasenakkuraulat~r 192 ist in Wirklichkeit ein weiterer differentieller bzv. Differenzintegrator, der dem entspricht, der für den Phasenakkumulator 140 vorgesehen ist. Der Akkumulator 192 erzeugt das EOT-Signal, wenn der Unterschied zwischen dem integrierten Motor-Bezugsfrequenzsignal ciM_ undThe EOT phase accumulator 192 is actually another differential or Difference integrator, which corresponds to that which is provided for the phase accumulator 140 . The accumulator 192 generates the EOT signal when the difference between the integrated motor reference frequency signal ci M _ and

HRMR

dem Motor frequenz signal 'J M einen vorbestimmten Wert über schreitet, der dem geforderten Gesamtwert einer Phasenänderung entspricht. In der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform weist der Differenzintegrator einen Bezugszähler 196, einen Tachometerzähler 198 und einen Vergleicher 200 auf. the motor frequency signal 'J M exceeds a predetermined value which corresponds to the required total value of a phase change. In the illustrated and preferred embodiment, the differential integrator has a reference counter 196, a tachometer counter 198 and a comparator 200.

Der Bezugszähler 196 spricht auf das Motor-BezugsfrequenzsignaluJwj, auf der Leitung 150 und auf das TS-Zeitsteuersignal auf der Leitung 149 an, um ein integriertes Motor-Bezugsfrequenzsignal auf einer Leitung 202 an dem Vergleicher 200 zu erzeugen. Das integrierte Motor-Bezugsfrequenzsignal gibt den Wert der Trägerfrequenz wieder, welche über die Zeitdauer integriert worden ist, die mit dem Auftreten des TS-Signals, d.h. mit dem Auftreten von ausgewählten Daten von der Kodierschal- The reference counter 196 is responsive to the motor reference frequency signal uJwj on line 150 and to the TS timing signal on line 149 to generate an integrated motor reference frequency signal on line 202 at comparator 200. The integrated motor reference frequency signal reflects the value of the carrier frequency, which has been integrated over the period of time that occurs with the occurrence of the TS signal, ie with the occurrence of selected data from the coding

809813/1114809813/1114

tung 101 beginnt. Das TS-Zeitsteuersignal setzt den Zähler 196 am Anfang jeder Integrationsperiode IP zurück.device 101 begins. The TS timing signal sets the counter 196 at the beginning of each integration period IP.

Der Tachometerzähler 198 spricht auf das Motorfrequenzsignal i.0 „ und auf das TS-Zeitsteuersignal an, um ein integriertes Motorfrequenzsignal auf einer Leitung 204 zu erzeugen. Das integrierte Motorfrequenzsignal -' zeigt den Wert der augenblicklichen Motordrehzahl an, die über die Integrationsperiode IP integriert worden ist, die mit dem Auftreten jedes ""S-Zeitsteuersignals beginnt. Entsprechend dem Bezugszäh"ler 196 wird auch der Tachometerzähler 198 durch das TS-Signal zurückgesetzt. Obwohl nicht dargestellt, ist der Tachometerzähler 198 ein programmierbarer Zähler und hat Programmiereingängo, die durch einen Wert gesetzt werden, der einer Phasenverschie bung von 180° entspricht. Entsprechend dem beschriebenen System ist dieser Wert ein Zählwert von 30. Bei Voreinstellen des Tachometerzählers 193 kann eine Phasendifferenz von 180° angezeigt werden, wenn die integrierten Signale auf den Leitungen 202 und 204 denselben digitalen Wert erreichen.The tachometer counter 198 is responsive to the motor frequency signal i.0 "and the TS timing signal to generate an integrated motor frequency signal on a line 204. The integrated motor frequency signal - 'indicates the value of the instantaneous motor speed which has been integrated over the integration period IP which begins with the occurrence of each "" S timing signal. Corresponding to the reference counter 196, the tachometer counter 198 is also reset by the TS signal. Although not shown, the tachometer counter 198 is a programmable counter and has programming inputs which are set by a value which corresponds to a phase shift of 180 ° In the system described, this value is a count of 30. If the tachometer counter 193 is preset, a phase difference of 180 ° can be displayed when the integrated signals on lines 202 and 204 reach the same digital value.

Der Vergleicher 200 ist an die Leitungen 202 und 204 angekop pelt, um zu fühlen, wann die digitalen Werte der integrier ten Signale von den Zählern 196 und 198 gleich sind. Dies zeigt an, daß eine Phase von 180° in dem akustischen Signal infolge des Betriebs der Frequenzänderungsschaltung summiert worden ist. Eine nicht dargestellte Sperrschaltung ist mit dem Ausgang des Vergleichers 200 verbunden. Unter der Bedingung, daß die digitalen Werte gleich werden, setzt der Vergleicher 200 die Sperrschaltung, um das EOT-Signal auf der Leitung zu erzeugen. Die Sperrschaltung wird durch das TS-Zeitsteuersignal zurückgesetzt. The comparator 200 is pelt angekop to the lines 202 and 204 to sense when the digital values of inte th signals from the counters 196 and 198 are the same. This indicates that a 180 ° phase has been summed in the acoustic signal as a result of the operation of the frequency changing circuit. A blocking circuit ( not shown) is connected to the output of the comparator 200. Provided that the digital values become equal, the comparator 200 sets the inhibit circuit to produce the EOT signal on the line. The locking circuit is reset by the TS timing signal.

Die Korrekturschaltung 100 weist einen voreingestellten Zähler 210, einen Korrektur-Impulsgenerator 212, eine Aufwärts/Abwärts-Steuerlogik 214 und einen Fehlerimpulsgenerator 216 auf. Die Korrekturschaltung 190 spricht auf EOT-Signal auf der LeitungCorrection circuit 100 includes preset counter 210, correction pulse generator 212, up / down control logic 214, and error pulse generator 216. the Correction circuit 190 responds to an EOT signal on the line

809813/1114809813/1114

194 und auf das Signal X auf der Leitung 145 an, um ein Signal auf der Leitung 195 zu erzeugen, welches den voreingestellten Wert des Motorfrequenzzählers 154 in dem Phasenakkumulator 140 in Abhängigkeit davon auf den neuesten Stand bringt, ob mehr oder weniger als 180° Phasenverschiebung während der Kodierung summiert worden sind. Dementsprechend beruht die Motorbelastungskompensation für eine Kodierung auf einer vorhergehenden Kodierung oder anders ausgedrückt, die Korrektur für eine Motorbelastung während einer vorgegebenen Kodierung ist die Kompensation für die nächste, vorkommende Kodierung.194 and on the signal X on line 145 to a signal on line 195 which is the preset value of motor frequency counter 154 in phase accumulator 140 updates depending on whether more or less than 180 ° phase shift during coding have been totaled. Accordingly, the motor load compensation for one coding is based on a previous one Coding or, in other words, the correction for an engine load during a given coding is the Compensation for the next coding that occurs.

Der voreingestellte Zähler 210 ist ein herkömmlicher Aufwärts/ Abwärtszähler, wobei ein Paar in Reihe geschalteter Aufwärts/ Abwärtszähler für 4 Bit verwendet wird. Der voreingestellte Zähler 210 erhält einen Taktimpuls auf einer Leitung 217 von dem Korrekturimpulsgor.^rator 212, wenn die gesamte, summierte Phasenverschiebung während einer Kodierung sich um mehr als einen vorbestimmten Wert von dem Sollwert von 180° unterscheidet. In der dargestellter. Ausführungsform schaltet, da jeder Zählerstand des Ilotorfrequenzzählers 154 6° einer summierten Phasenverschiebung entspricht, jeder CP-Impuls, der an dem voreingestellten Zähler 201 erzeugt wird, entweder den Sollwert des Motorfrequenzzählers 154 um 6° weiter oder zurück ( so daß er niedriger wird). Ob derZähler 210 auf einen Wert zu- oder abnimmt, hängt von einem Steuerimpuls SP ab, der auf einer Leitung 220 von der Aufwärts/Abwärts-Steuerlogik 214 erzeugt wird.The preset counter 210 is a conventional up / down counter, wherein a pair of series-connected is used up / down counter for 4 bits. The preset counter 210 receives a clock pulse on a line 217 from the correction pulse generator 212 if the total, summed phase shift during coding differs by more than a predetermined value from the nominal value of 180 °. In the illustrated. Embodiment, since each counter reading of the motor frequency counter 154 corresponds to 6 ° of a summed phase shift, each CP pulse that is generated at the preset counter 201 either increases or decreases the setpoint value of the motor frequency counter 154 by 6 ° (so that it becomes lower). Whether the counter 210 increases or decreases in value depends on a control pulse SP which is generated on a line 220 by the up / down control logic 214.

Der Korrekturimpulsgenerator 212 weist ein Paar in Reihe geschalteter Binärzähler für vier Bit auf, welche durch das TS-Zeitsteuersignal zurückgestellt werden. Die Zähler sprechen auf ein Kompensations-Bezugsfrequenzsignal 'J r auf einer Leitung 220 und auf einen Fehlerimpuls EP von dem Fehlerimpulsgenerator 216 an. Wenn der Fehlerimpuls EP während der Frequenz des Signals cj_ ausreichend lang dauert, wird ein Impuls von dem Ausgang der Zähler erzeugt, um den Taktimpuls CP an dem voreingestellten Zähler 210 zu schaffen. Der Impuls CPCorrection pulse generator 212 includes a pair of serial four bit binary counters which are reset by the TS timing signal. The counters respond to a compensation reference frequency signal 'J r on line 220 and to an error pulse EP from error pulse generator 216. If the error pulse EP lasts sufficiently long during the frequency of the signal cj_, a pulse is generated from the output of the counters to provide the clock pulse CP to the preset counter 210. The pulse CP

8Q9813/11148Q9813 / 1114

wird auch an die Zähler in dem Generator 212 angekoppelt, um diese zurückzusetzen. Folglich ist durch Auswählen einer Frequenz von verschiedenen Frequenzen für das Signal ;^TC der überlauf- oder Unterlaufwert der summierten Phasenverschiebung, durch welche eine Einstellung des Sollwertes des voreingestellten Zählers 210 angesteuert wird, einstellbar. In der bevorzugten Ausführungsform wird eine Frequenz von etwa 380Hz für das Soll-(targeting)Kompensations-Bezugsfrequenzsignal Cv TC verwendet.is also coupled to the counters in generator 212 to reset them. Thus, by selecting one of several frequencies for the signal ; ^ TC the overflow or underflow value of the summed phase shift, by means of which a setting of the setpoint value of the preset counter 210 is controlled, adjustable. In the preferred embodiment, a frequency of about 380 Hz is used for the targeting compensation reference frequency signal Cv TC .

Der Fehlerimpulsgenerator 216 spricht auf das Signal X auf der Leitung 145 und auf das EOT-Signal auf der Leitung 194 an. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Generator 216 eine exklusive ODER-Schaltung, um ein EP-Signal mit einer Impulsbreite zu erzeugen, welche die Zeitdifferenz anzeigt zwischen der Steuerungsrückführung an der die Phase und Frequenz haltenden Schaltung (was durch die Zustandsänderung des Signals X angezeigt ist, und dem Erreichen der Gesamtphase von 180° (was durch das EOT-Signai angezeigt ist). Der Zeitunterschied wird in eine bestimmte Gradzahl der Phasenverschiebung umgewandelt, welche entweder höher (den Wert überschreitet) oder niedriger ist als der Sollwert von 180°.The error pulse generator 216 is responsive to the X signal on line 145 and to the EOT signal on line 194 . In the preferred embodiment, the generator 216 is an exclusive OR circuit to generate an EP signal with a pulse width indicative of the time difference between the control feedback on the phase and frequency holding circuit (as indicated by the change in state of the X signal , and reaching the total phase of 180 ° (which is indicated by the EOT signal). The time difference is converted into a certain number of degrees of phase shift, which is either higher (exceeds the value) or lower than the nominal value of 180 °.

Die Aufwärts/Abwärts-Steuerlogik 214 spricht auf das EOT-Signal auf der Leitung 194 und auf das Signal X auf der Leitung 145 an, um das SP-Signal auf der Leitung 220 zu erzeugen. Die Aufwärts/Abwärts-Steuerlogikg in der bevorzugten Ausführungsform ist ein RS-Flip-Flop mit einem Takteingang, der angeschlossen ist, um das Signal X aufzunehmen, wobei eine logische 1 an seinem Dateneingang angelegt wird, und welches durch das EOT-Signal zurückgesetzt wird. Folglich wird das SP-Signal auf der Leitung 210 entweder als eine logische 1 oder als eine logische 0 in Abhängigkeit davon erzeugt, ob die Signale X oder EOT zuerst aufgetreten sind, um dadurch anzuzeigen, ob die Steuerung an die die Phase und Frequenz haltende Schaltung, d.h. an die phasenstarre Schleife zurückgegeben worden ist The up / down control logic 214 is responsive to the EOT signal on line 194 and the signal X on line 145 to generate the SP signal on line 220. The up / down Steuerlogikg in the preferred embodiment is to include an RS flip-flop having a clock input connected to the signal X, being a logic 1 applied to its data input, and which is reset by the EOT signal . Thus, the SP signal on line 210 is generated as either a logic 1 or a logic 0 depending on whether the X or EOT signals occurred first, thereby indicating whether control is being passed to the phase and frequency holding circuit has been that is returned to the phase-locked loop

8Q9813/11U8Q9813 / 11U

bevor oder nachdem eine Phase von 180° summiert worden ist.before or after a phase of 180 ° has been summed.

In Fig.2 wird das TS-Zeitsteuersignal in üblicher Weise mittels einer Übergangsstartschaltung 230 erzeugt. Die Übergangsstartschaltung 230 erzeugt einen Impuls als das TS-Zeitsteuersignal bei dem Auftreten von Daten mit einem vorbestimmten logischen Zustand, die durch die Fühler 100 gefühlt und mittels der Kodierschaltung 101 kodiert werden. In der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform kodiert die Kodierschaltung 101 die Daten von den Fühlern 100 in binäre Daten, und die übergangsstartschaltung 230 fühlt, ob ein Signal mit einer logischen 1 durch die Kodierschaltung 101 kodiert worden ist und erzeugt dementsprechend das TS~Zeitsteuersignal.In Figure 2, the TS timing signal is in the usual way by means of a transition start circuit 230 is generated. The transition start circuit 230 generates a pulse as the TS timing signal upon the occurrence of data having a predetermined logic state, which is sensed by the sensors 100 and by means of the coding circuit 101 can be coded. In the illustrated In the preferred embodiment, the coding circuit codes 101 converts the data from the sensors 100 into binary data, and the transition start circuit 230 senses whether a signal with a logical 1 has been coded by the coding circuit 101 and generates the TS ~ timing signal accordingly.

Die übergangsstartschaltung 230 ist in der weiter oben erwähnten US-PS 3 820 063 beschrieben, auf welche bereits vorher bezug genommen worden ist. Wie oben ausgeführt, ist das Fühlen der Motordrehzahl während des Kodierens, ob es nun einzeln oder in Verbindung mit der Motorbelastung vorgenommen wird, eine hervorragende Hilfe um Systemuingenauigkeiten zu verringern und/oder die Geschwindigkeit der Datenübertragung zu erhöhen.The transition start circuit 230 is in that mentioned earlier US Pat. No. 3,820,063, to which reference has already been made. As stated above, this is feeling the motor speed during coding, whether it is done individually or in connection with the motor load, an excellent help to reduce system inaccuracies and / or to increase the speed of data transmission.

PatentansprücheClaims

- 33 -- 33 -

809813/1 1 U809813/1 1 U

L e e r s e i f eL e r s e i f e

Claims (35)

- »ar- Patentansprüche- »ar- claims 1. Verfahren zum Messen in einem Bohrloch während des Bohrens, um die Drehzahl eines motorbetriebenen, akustischen Signalgenerators von dessen normalerweise konstanten Drehzahl aus kurzzeitig zu ändern, um eine entsprechende Phasenänderung in dem akustischen Signal zu bewirken, wobei die Änderung der Drehzahl des Generators von der normalen Drehzahl aus erfolgt, dadurch gekennze ichnet, daß ein Paar digitaler Signale entsprechend der Generator-Drehzahländerung erzeugt wird, wobei die Differenz zwischen den digitalen Signalen die Phasenänderung des akustischen Signals anzeigt, das durch die Änderung der Motordrehzahl des Generators bewirkt worden ist; und daß die Änderung der Generatordrehzahl, wenn sie von dessen normaler Drehzahl abweicht, beendet wird, wenn der Unterschied zwischen den digitalen Signalen einen vorbestimmten Wert erreicht, welcher eine vrrbestimmte Phasenverschiebung anzeigt.1. Method of measuring in a borehole while drilling to determine the speed of a motorized acoustic signal generator to change from its normally constant speed from briefly to a corresponding phase change in the to effect an acoustic signal, the change in the speed of the generator from the normal speed takes place, thereby marked ichnet that a pair of digital signals corresponding to the generator speed change is generated, wherein the difference between the digital signals indicates the phase change of the acoustic signal caused by the change the engine speed of the generator has been effected; and that the change in the generator speed, if of its deviates from normal speed, is terminated when the difference between the digital signals reaches a predetermined value, which indicates a predetermined phase shift. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Änderung der Drehzahl des Generators anfangs die Drehzahl des Motors auf einen ersten verhältnismäßig niedrigen Wert verzögert wird, und daß dann die Drehzahl des Motors beschleunigt wird, um dadurch die· Drehzahl auf den normalerweise konstanten Wert zurückzubringen.2. The method according to claim 1, characterized in that that when changing the speed of the generator initially the speed of the engine to a first relatively low value is decelerated, and that the speed of the motor is then accelerated, thereby bringing the speed to the normal bring back constant value. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g ekennzeichnet, daß zum Fühlen von Parametern unten im Bohrloch Daten in binärer Form erzeugt werden, und daß eine Änderung der Drehzahl des Generators nur bei der Erzeugung von Daten mit einem bestimmten logischen Zustand durchgeführt wird.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that that data is generated in binary form for sensing parameters downhole, and that a change in the speed of the generator is only carried out when generating data with a certain logic state will. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erzeugung eines4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that when generating a 809813/1114809813/1114 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED Paares von digitalen Signalen ein erstes Signal erzeugt wird, das die normalerweise konstante Generatordrehzahl wiedergibt, ein zweites Signal erzeugt wird, das die augenblickliche Drehzahl des akustischen Signalgenerators wiedergibt, und das erste Signal und das zweite Signal über einer Zeitperiode digital integriert werden, die im wesentlichen mit dem Auftreten eines unten im Bohrloch gefühlten Parameterwertes beginnt.Pair of digital signals a first signal is generated which represents the normally constant generator speed, a second signal is generated which reflects the current speed of the acoustic signal generator, and that the first signal and the second signal are digitally integrated over a period of time that substantially coincides with the occurrence a parameter value felt down in the borehole begins. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem digitalen Integrieren ein programmierbarer Zähler, der auf entweder die ersten oder die zweiten Signale anspricht, auf einen vorbestimmten Wert voreingestellt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that that in the case of digital integration a programmable counter which reacts to either the first or the second signals responds, is preset to a predetermined value. 6. Verfahren nach einer* der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Änderung der Generatordrehzahl eine Verringerung der Motordrehzahl erfolgt, und daß nach dem Beenain der Verringerung der Motordrehzahl die Drehzahl des Motors auf die normalerweise konstante Drehzahl bei einer sich ändernden 3eschleunigungsrate beschleunigt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that when changing the generator speed a reduction in engine speed takes place, and that after Beenain the reduction in engine speed Speed of the motor is accelerated to the normally constant speed with a changing acceleration rate. 7. Einrichtung zum Messen in einem Bohrloch während des Bohrens, um Zustände und Bedingungen unten im Bohrloch zu messen und um an die Oberfläche ein diese Umstände wiedergebendes , moduliertes akustisches Signal über das Fluid in dem Bohrloch mit Hilfe eines motorbetriebenen, akustischen Generators zu übertragen, der mit einer normalerweise konstanten Drehzahl betrieben wird, welche kurzzeitig entsprechend den Bedingungen geändert wird, um eine Änderung in dem Phasenzustand des akustischen Signals zu bewirken, wobei die Einrichtung eine Einrichtung zum Ändern der Drehzahl des Generators aufweist, wenn diese von der normalen Drehzahl abweicht, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung mit mindestens einem digitalen Akkumulator, der vorgeseh·η ist, um ein Signal aufzunehmen, das die augenblickliche Drehzahl des Generators anzeigt, um ein Paar digitaler Signale entspre-7. In-hole measuring device while drilling to measure conditions downhole and to the surface a modulated acoustic signal reflecting these circumstances about the fluid in the borehole transmitted with the help of a motorized, acoustic generator, which operates at a normally constant speed which is changed momentarily according to the conditions to a change in the phase state of the acoustic To effect a signal, the means comprising means for changing the speed of rotation of the generator when this deviates from the normal speed, in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized by a device with at least one digital accumulator which is provided, to receive a signal that indicates the current speed of the generator to generate a pair of digital signals corresponding to 8098137111480981371114 COPVCOPV - ysr- - ysr- chend der Drehzahländerung zu erzeugen, wobei der Unterschied zwischen den digitalen Signalen die Phasenänderung des akustischen Signals anzeigt, die durch die Änderung der Motordrehzahl hervorgerufen worden ist; und durch eine Einrichtung zum Anhalten und Beenden der Änderung der Generatordrehzahl, da diese von ihrem normalen Wert verschieden ist, wenn der Unterschied zwsichen den digitalen Werten einen ausgewählten Wert erreicht, der eine vorbestimmte Phasenverschiebung anzeigt.accordingly to generate the speed change, the difference between the digital signals being the phase change of the acoustic Indicates the signal caused by the change in engine speed; and by a device for stopping and stop changing the generator speed as it is different from its normal value when the difference reaches a selected value between the digital values which indicates a predetermined phase shift. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Akkumulator an seinem Ausgang eines von dem Paar digitaler Signale mit einem Wert schafft, der die augenblickliche Drehzahl des Generators anzeigt, die über eine Zeitperiode integriert worden ist, die im wesentlichen am Anfang der Drehzahländerung bezüglich des normalen Werts beginnt, und daß die das digitale Signal erzeugende Einrichtung einen weiteren digitalen Akkumulator aufweist, der das andere Signal des Paares digitaler Signale an seinem Ausgang mit einem Viert schafft, der die normalerweise konstante akustische Signalfrequenz anzeigt, die über die Zeitperiode integriert ist.8. Device according to claim 7, characterized in that that the digital accumulator provides at its output one of the pair of digital signals with a value equal to the indicates the instantaneous speed of the generator that has been integrated over a period of time that is essentially at the beginning the speed change with respect to the normal value begins, and that the digital signal generating device has a further digital accumulator which has the other signal of the pair of digital signals at its output with a Fourth, which indicates the normally constant acoustic signal frequency that is integrated over the time period. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Akkumulatoren digitale Zähler aufweise.9. Device according to claim 8, characterized in that the digital accumulators are digital counters show. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichne t,daß die vorbestimmte Phasenverschiebung kleiner ist als die volle Phasenverschiebung, die erzeugt wird, um die unten im Bohrloch gemessenen Bedingungen zusammen mit dem Rest der vollen Phasenverschiebung wiederzugeben, was der Fall ist, wenn der Motor auf die normale Drehzahl zurückgebracht wird, und daß zumindest einer der Zähler ein programmierbarer Zähler ist, der auf einen Zählerstand voreingestellt ist, welcher der vorbestimmten Phasenverschiebung entspricht.10. Device according to claim 9, characterized in that g e k e η η draw t that the predetermined phase shift is less than the full phase shift that is generated by the reflect conditions measured downhole together with the rest of the full phase shift, which is the case, when the engine is brought back to normal speed and that at least one of the counters is a programmable counter which is preset to a count which corresponds to the predetermined phase shift. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stillsetzeinrichtung11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the stopping device 8 0 9 8 13/1 1 U8 0 9 8 13/1 1 U COPYCOPY einen digitalen Verg^leicher aufweist, der auf die ersten und zweiten digitalen Signale anspricht.has a digital comparator that works on the first and responds to second digital signals. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennze ichnet, daß die Drehzahländerung, ausgehend von dem normalen Wert, eine Motorverzögerung ist und daß eine Einrichtung zum Erzeugen eines Sägezahn- bzw. Rampensignals entsprechend dem gewählten Wert der Differenz zwischen den digitalen Signalen vorgesehen ist, was erreicht wird, um eine Beschleunigung der Motordrehzahl als eine mit der Zeit zunehmende Funtkion zu bewirken.12. Device according to one of claims 7 to 11, characterized indicated that the speed change, starting from the normal value, is a motor deceleration and that means for generating a sawtooth or ramp signal according to the selected value of the difference between the digital signals is provided what is achieved is used to cause the engine speed to accelerate as a function increasing with time. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, mit einem akustischen Signalgenerator mit einem umlaufenden Meßwertgeber Bit einem Rotor, der angeordnet ist, um wahlweise8en nach unten gerichteten Durchfluß des Bohrfluids zu unterbrechen, mit einen Motor zum Drehen des Rotors, mit einem oder mehreren Fühlern, um die Bedingungen unten im Bohrloch zu fühlen und um kodierte, diese Umstände wiedergebende Signsie zu erzeugen, und mit einer Steuerschaltung, die mit dem Fühler und dem Motor verbunden ist, um den Betrieb des Motors entsprechend den Signalen zu steuern, gekennzeichnet durch einen Tachometer, der an den Motor angekoppelt ist, um die augenblickliche Motordrehzahl an der digitale Signale erzeugenden Einrichtung zu schaffen, wobei die digitale Signale erzeugende Einrichtung und die Einrichtung, welche die Änderung der Motordrehzahl beendet, ein Teil der Steuerschaltung ist, welche eine die Phase und Frequenz haltende Schaltung aufweist, um die Motordrehzahl auf dem normalerweise konstanten Pegel entsprechend dem Bezugssignal zu halten, wobei die Einrichtung zum Andern der Drehzahl des Motors, wenn diese von der normalen Drehzahl abweicht, eine Einrichtung aufweist, um die die Phase und die Frequenz haltende Schaltung von dem Motor zu trennen.13. Device according to one of claims 7 to 12, with a acoustic signal generator with a rotating transducer bit a rotor which is arranged to optionally 8en after interrupt the downward flow of drilling fluid, with a motor to turn the rotor, with one or more sensors to feel the conditions downhole and in order to generate coded signs representing these circumstances, and a control circuit connected to the sensor and the motor to control the operation of the motor accordingly to control the signals, characterized by a tachometer which is coupled to the motor in order to to establish the current engine speed on the digital signal generating device, with the digital signals generating device and the device which terminates the change in the engine speed is part of the control circuit, which has a phase and frequency holding circuit to keep the motor speed at the normally constant level according to the reference signal, the means for changing the speed of the motor if this is different from normal Speed differs, having means to the phase and frequency holding circuit of the motor separate. 14. verfahren zum Messen in einem Bohrloch während des Bohrens,14. method of measuring in a borehole while drilling, 809813/11U809813 / 11U um die Drehzahl eines motorbetriebenen akustischen Signalgenerators gegenüber einer normalerweise konstanten Drehzahl augenblicklich zu ändern, um ein Trägerfrequenzsignal zu erzeugen, um eine ausgewählte Phasenänderung zum Modulieren des Trägersignals zu schaffen, wobei (a) die Generatordrehzahl bezüglich der normalen Drehzahl geändert wird, um einen Teil der ausgewählten Phasenänderung zu summieren, und (b) die Generatordrehzahl auf diohormale Drehzahl zurückgeführt wird, um dadurch den Rest der gewählten Phasenänderung zu summieren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuersignal erzeugt wird, wenn die in einer der Verfahrensschritte (a) und (b) summierte Phasenänderung einen vorgeschriebenen Wert erreicht, und daß der vorgeschriebene Wert entsprechend der Phasenänderung eingestellt wird, die während zumindest eines vorhergehenden Schrittes der anderen Verfahrensschritte (a) und (b) summiert ist.the speed of a motorized acoustic signal generator instantly change from a normally constant speed to generate a carrier frequency signal, to provide a selected phase change for modulating the carrier signal, where (a) is the generator speed with respect to normal speed is changed to sum a portion of the selected phase change; and (b) the generator speed is fed back to diohormal speed to thereby sum the remainder of the selected phase change, in particular according to one of claims 1 to 7, characterized in that a control signal is generated when the phase change summed up in one of method steps (a) and (b) reaches a prescribed value and that the prescribed value is set in accordance with the phase change which is summed up during at least one preceding step of the other method steps (a) and (b) is. 15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem das Trägersignal entsprechend intermittierend auftretenden Daten moduliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einstellen des vorgeschriebenen Wertes während einer Modulation auf eine Phasenänderung angesprochen wird, die während der vorhergehenden Modulation akkumuliert worden ist.15. The method of claim 14, wherein the carrier signal is modulated accordingly intermittently occurring data, characterized in that when setting the prescribed value is addressed during a modulation to a phase change that occurred during the previous Modulation has been accumulated. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei der Motor anfangs verzögert und dann auf seine normale Drehzahl beschleunigt wifa, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeschriebene Wert für eine Phasenänderungsakkumulation der Verzögerungsstufe zugeordnet ist.16. The method according to any one of claims 14 or 15, wherein the motor is initially decelerated and then accelerated to its normal speed wifa, characterized in that the prescribed value for a phase change accumulation is assigned to the delay stage. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erzeugung des Steuersignals ein Signal erzeugt wird, das die Trägerfrequenz darstellt, ein weiteres Signal erzeugt wird, das die augenblickliche Drehzahl des akustischen Generators wiedergibt, das Trä-17. The method according to any one of claims 14 to 16, characterized characterized in that when the control signal is generated, a signal is generated which represents the carrier frequency, another signal is generated, which reflects the current speed of the acoustic generator, the Trä- 809813/1114809813/1114 gerfrequenzsignal und das die augenblickliche Drehzahl wiedergebende Signal über eine Zeitperiode integriert wird, die mit dem Anfang einer Drehzahländerung beginnt, und das Steuersignal erzeugt wird, wenn der Unterschied zwischen den integrierten Signalen einen vorbestimmten Wert erreicht.gerfrequency signal and that reproducing the current speed Signal is integrated over a period of time that begins with the beginning of a speed change, and the control signal is generated when the difference between the integrated signals reaches a predetermined value. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellen des vorgeschriebenen Werts auf den Unterschied zwischen den integrierten Signalen unter der Voraussetzung anspricht, daß die Motordrehzahl nach Erzeugung des Steuersignals auf dessen normale Drehzahl zurückgeführt worden ist.18. The method according to claim 17, characterized in that the setting of the prescribed value is responsive to the difference between the integrated signals provided that the engine speed after generation of the control signal has been returned to its normal speed. 19. System zum Messen eines Bohrlochs während des Bohrens, um einen Parameter unten im Bohrloch zu messen und an die Oberfläche ein moduliertes, diesen Parameter darstellendes, akustisches Signal über das Fluid in dem Bohrloch mit Hilfe eines motorbetriebenen akustischen Generators zu übertragen, der mit einer normalerweise konstanten Drehzahl betrieben wird, um eine Trägerfrequenz zu erzeugen, welche entsprechend den Bedingungen augenblicklich geändert wird, um eine ausgewählte Änderung des Phasenzustandes des akustischen Signals zu bewirken, wobei das System eine erste Einrichtung, um die Generatordrehzahl ausgehend von der normalen Drehzahl zu ändern, um einen Teil der gewählten Phasenänderung zu akkumulieren, und eine zweite Einrichtung aufweist, um die Generatordrehzahl auf die normale Drehzahl zurückzuführen und um dadurch den Rest der gewählten Phasenänderung zu akkumulieren, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Einrichtung an eine der ersten und zweiten Einrichtungen angekoppelt ist und eine voreinstellbare Akkumulatorschaltung aufweist, um ein Steuersignal zu erzeugen, wenn die Phasenänderung einen vorgeschriebenen Wert erreicht; und daß eine zweite Einrichtung einen Phasenakkumulator aufweist, um den Gesamtbetrag der Phasenänderung anzuzeigen, der beim Ändern derMotordrehzahl akku-19. System for measuring a borehole while drilling to measure a parameter downhole and to the surface a modulated acoustic signal representing this parameter about the fluid in the borehole with the aid of a to transmit motorized acoustic generator, which is operated at a normally constant speed in order to to generate a carrier frequency which is instantaneously changed according to the conditions to a selected change of the phase state of the acoustic signal, the system having first means to determine the generator speed starting from normal speed to accumulate part of the selected phase change, and one second means to return the generator speed to the normal speed and thereby the rest of the to accumulate selected phase change, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a first device is coupled to one of the first and second devices and has a presettable accumulator circuit to generate a control signal when the phase change is a prescribed value reached; and that second means comprises a phase accumulator for the total amount of the phase change the battery pack when changing the engine speed • 09813/nU-• 09813 / nU- muliert worden ist und. dann wieder auf die normale Drehzahl zurückgebracht worden ist, um den vorgeschriebenen Wert entsprechend der gesamten Phasenänderung einzustellen.has been mulated and. then brought back to normal speed accordingly to the prescribed value of the entire phase change. 20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung ein Korrektursignal an der das Steuersignal erzeugenden Einrichtung erzeugt, um das Voreinstellen der Akkumulatorschaltung einzustellen, wenn die gesamte Phasenänderung sich von der gewählten Phase um mindestens einen vorbestimmten Wert unterscheidet.20. System according to claim 19, characterized in that the setting device generates a correction signal at the device generating the control signal in order to set the presetting of the accumulator circuit when the total phase change differs from the selected phase by at least a predetermined value. 21. System nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch g e- kennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine dif- ferentielle Integrierschaltung aufweist, um das Steuersignal zu erzeugen, wenn ein vorbestimmter Wert um den Unterschied zwischen (1) einem integrierten Trägerfrequenzsignal, das den Wert der Trägerfrequenz darstellt, die über eine Zeitperiode integriert worden ist, die im wesentlichen mit dem Auftreten eines speziellen Werts eines unten im Bohrloch gemessenen Parameters beginnt und (2) einem integrierten, die augenblickliche Generatordrehzahl wiedergebenden Signal überschritten wird, welches das Integral der augenblicklichen Generatordrehzahl darstellt, die über der Zeitperiode integriert worden ist, wobei der voreinstellbare Akkumulator eines der integrierten Signale schafft. 21. System according to any one of claims 19 or 20, characterized g e- denotes that the first means comprises a dif- ferentielle integrating circuit to generate the control signal when a predetermined value to the difference between (1) an integral carrier frequency signal, represents the value of the carrier frequency which has been integrated over a period of time which essentially begins with the occurrence of a particular value of a parameter measured downhole and (2) an integrated signal representing the instantaneous generator speed is exceeded which is the integral of the instantaneous Represents generator speed which has been integrated over the time period, the presettable accumulator providing one of the integrated signals. 22. System nach den Ansprüchen 20 und 21, dadurch g e -kennzeichnet,daß die Einstelleinrichtung das Korrektursignal entsprechend dem Unterschied zwischen der integrierten augenblicklichen Generatordrehzahl und der integrierten Trägerfrequenz bei dem Rückführen der Generatordrehzahl auf dessen normale Drehzahl erzeugt.22. System according to claims 20 and 21, characterized in that the setting device generates the correction signal corresponding to the difference between the integrated instantaneous generator speed and the integrated carrier frequency when the generator speed is fed back generated at its normal speed. 23. System nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um ein Signal zu erzeugen, um die Akkumulator schaltung auf den vorgeschriebenen Wert voreinzustellen,23. System according to claim 22, characterized by means for generating a signal in order to preset the accumulator circuit to the prescribed value, 809813/1114809813/1114 welcher einem vorbestimmten Teil der gewählten Phasenänderung entspricht, wobei die Einstelleinrichtung das Korrektursignal entsprechend der Phase erzeugt, die während einer vorher auftretenden, kurzzeitigen Drehzahländerung akkumuliert worden ist.which is a predetermined part of the selected phase change corresponds, the setting device providing the correction signal generated according to the phase that was accumulated during a previously occurring, brief speed change is. 24. System nach einem der Ansprüche 19 bis 23, bei welchem die ersten und zweiten Einrichtungen zum Ändern der Generatordrehzahl jeweils Einrichtungen zum Verzögern des Motors und Einrichtungen zum Beschleunigen des Motors aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung auf die Motordrehi-ahl anspricht, um sich ändernde Belastungsverhältnisse an dem Motor zu fühlen.24. System according to any one of claims 19 to 23, wherein the first and second means for changing the generator speed, means for decelerating the engine and, respectively Have devices for accelerating the engine, characterized in that the adjusting device on the engine speed responds to sense changing load conditions on the engine. 25. System nach einem der Ansprüche 19 bis 24, mit einem oder mehreren Fühlern in dem Bohrloch, mit einem akustischen Generator, der in dem FIuB des Bohrfluids angeordnet ist, um den Fluid bei einer gesteuerten Drehzahl zu unterbrechen, mit einem Motor, der zwischen den Fühler und den akustischen Generator geschaltet ist, um den Fluidfluß bei einer Drehzahl zu unterbrechen, die entsprechend dem Ausgangssignal an dem Fühler gesteuert wird, mit einer die Phase und Frequenz haltenden Schaltung, die wirksam ist, um den Generator bei der normalerweise konstanten Drehzahl bei Fehlen eines Fühlersignals mit einem vorbestimmten Wert anzusteuern, dadurch g ekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung den vorgeschriebenen Wert korrigiert, nachdem die Motordrehzahl auf ihre normale Drehzahl zurückgeführt worden ist.25. System according to one of claims 19 to 24, with one or more sensors in the borehole, with an acoustic generator which is arranged in the FIuB of the drilling fluid to the Interrupting fluid at a controlled speed with a motor connected between the sensor and the acoustic generator to stop the fluid flow at a speed to interrupt, which is controlled according to the output signal at the sensor, with a phase and frequency holding circuit that is effective to the generator at the normally constant speed in the absence of a sensor signal to control with a predetermined value, characterized in that the setting device corrects the prescribed value after the engine speed on their normal speed has been returned. 26. Verfahren zum Messen in einem Bohrloch während des Bohrens Hit einem unten im Bohrloch angeordneten akustischen Generator alt einem beweglichen Teil, das angetrieben wird, um an das Bohrfluid ein akustisches Signal «it einer normalerweise konstanten Frequenz zu übetag, welche wentan geändert wird, uv eine geforderte Änderung in den Phasenzustand des Signals zu bewirken, um dadurch kodierte Datenzustände in dem26. Method for measuring in a borehole while drilling Hit an acoustic generator located downhole in the borehole alt a moving part that is driven to An acoustic signal is sent to the drilling fluid at a normally constant frequency, which is changed is, uv to cause a required change in the phase state of the signal, thereby encoded data states in the • 09Ö13/11U• 09Ö13 / 11U Signal zu schaffen, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßTo create a signal, in particular according to claim 1, characterized in that (a) die Drehzahl des beweglichen Teils in einer ersten Richtung ausgehend von der die konstante Frequenz erzeugenden Drehzahl geändert wird;(a) the speed of rotation of the moving part in a first direction based on that generating the constant frequency Speed is changed; (b) die Änderung in der ersten Richtung beendet wird, wenn eine vorbestimmte Phasenverschiebung, welche kleiner als die geforderte Phasenänderung ist, akkumuliert worden ist;(b) the change in the first direction is terminated when a predetermined phase shift, which is smaller than the required phase change has been accumulated; (c) die Drehzahl des Teils in einer zweiten Richtung in Richtung auf die die konstante Frequenz schaffende Drehzahl geändert wird, um zumindest teilweise den Rest des geforderten Werts zu akkumulieren;(c) the speed of the part changed in a second direction towards the speed providing the constant frequency is to accumulate at least partially the remainder of the required value; (d) ein das Ende der Rückführung bewirkendes Signal erzeugt wird, wenn dieDrehzahl des Teils auf die die konstante Frequenz erzeugende Drehzahl zurückgeführt worden ist; und(d) an end of feedback signal is generated when the speed of the part approaches the constant frequency generating speed has been fed back; and (e) die Änderung der Drehzahl des Teils in der zweiten Richtung entsprechend dem das Ende der Rückführung anzeigenden Signal beendet wird.(e) the change in the speed of the part in the second direction corresponding to that indicating the end of the return Signal is terminated. 27. Verfahren nach Anspruch 26, bei welchem der Motor den akustischen Generator antreibt und eine Steuerschaltung den Motor auf einer normalerweise konstanten Drehzahl hält, um eine Bezugsphase zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb der Steuerschaltung während der Drehzahländerung gesperrt ist und der Betrieb der Steuerschaltung bei Erzeugen des das Ende der Rückführung anzeigenden Signals freigegeben wird.27. The method of claim 26, wherein the motor drives the acoustic generator and a control circuit drives the Keeps the motor at a normally constant speed in order to generate a reference phase, characterized in that that the operation of the control circuit is blocked during the speed change and the operation of the control circuit is enabled upon generation of the end-of-return signal. 28. Verfahren nach Anspruch 27, bei welchem während der Verfahrensschritte (a) und (c) der Motor verzögert und dann auf seine normale Drehzahl beschleunigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung des Motors dadurch bewirkt wird, daß der Motor mit einer sich zeitlich ändernden Funktion erregt wird.28. The method of claim 27, wherein during the method steps (a) and (c) the motor is decelerated and then accelerated to its normal speed, characterized in that the acceleration of the motor this causes the motor to be energized with a function that changes over time. 809813/1114809813/1114 ΊΟΊΟ 29. System zum Messen in einem Bohrloch während des Bohrens, mit einem motorbetriebenen, akustischen Generator, um an das Bohrfluid ein akustisches Signal mit einer normalerweise konstanten Frequenz zu übertragen, und mit einer Drehzahländerungseinrichtung, um kurzzeitig die Drehzahl des Motors zu ändern, um eine geforderte Änderung in dem Phasenzustand des Signals zu bewirken, um dadurch modulierte Datenzustände in dem Signal zu schaffen, wobei die Drehzahländerungseinrichtung eine Steuerschaltung mit einer ersten Einrichtung zum Ändern der Drehzahl desMotors in einer ersten Richtung aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennze ichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines Paares Signale, deren Unterschied die Phasenänderung des akustischen Signals anzeigt, die durch Ändern der Motordrehzahl hervorgerufen worden ist;durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals, wenn der Unterschied einen vorbestimmten Wert erreicht, welcher kleiner als der geforderte Wert der Phasenänderung ist; durch eine zweite Einrichtung, die auf das Steuersignal anspricht, um die Drehzahl des Motors in einer zweiten Richtung zu ändern, um dadurch zumindest teilweise den Rest des geforderten Werts zu akkumulieren; und durch eine Einrichtung, um ein das Ende der Rückführung anzeigendes Signal zu erzeugen, wenn die Drehzahl desMotors auf die Drehzahl zurückgeführt worden ist, die der konstanten Frequenz entspricht, wobei die zweite Einrichtung auf das das Ende der Rückführung anzeigende Signal anspricht und die Drehzahländerung beendet.29. System for measuring in a borehole while drilling, with a motorized, acoustic generator to connect to the Drilling fluid to transmit an acoustic signal at a normally constant frequency, and with a speed change device, to change the speed of the motor briefly to make a required change in the phase state of the Signal to thereby create modulated data states in the signal, wherein the speed change means a control circuit with first means for changing the speed of the motor in a first direction, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, identified by a device for generating a pair of signals, the difference of which indicates the phase change of the acoustic signal caused by Changing the engine speed has been caused; by means for generating a control signal when the difference reaches a predetermined value which is smaller than the required value of the phase change; through a second Means responsive to the control signal for changing the speed of the motor in a second direction to thereby accumulate at least partially the remainder of the required value; and through a facility to a the end of the Feedback indicating signal when the speed of the engine has been returned to the speed that the constant frequency, the second means being responsive to the end of feedback signal and the speed change ends. 30. System nach Anspruch 29, wobei die erste Einrichtung eine Schaltung zum Verzögern derDrehzahl des Motors auf einen ersten, verhältnismäßig niedrigen Wert aufweist, und daß die zweite Einrichtung eine Schaltung zum Beschleunigen der Drehzahl des Motors aufweist, um den Motor mit einer Funktion zu erregen, die sich mit der Zeit ändert, um dadurch die Drehzahl auf die konstante Drehzahl zurückzuführen.The system of claim 29, wherein the first means includes circuitry for retarding the speed of the engine to a first, has a relatively low value, and that the second device comprises a circuit for accelerating the speed of the Motor has to excite the motor with a function that changes with time, thereby increasing the speed to the constant speed. 809813/1114809813/1114 31. System nach einem der Ansprüche 29 oder 30, wobei die eine Halteschaltung zum genauen Einstellen der Drehzahl des Motors vorgesehen ist, um eine Bezugsphase bei einer konstanten Frequenz zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine Schaltung zum Erzeugen eines Signals aufweist, das die Halteschaltung sperrt; und daß die zweite Einrichtung eine Schaltung aufweist, um ein Signal zu erzeugen, das die Halteschaltung bei Erzeugung des das Ende der Rückführung anzeigenden Signals freigibt.31. The system of claim 29 or 30, wherein the one hold circuit for accurately adjusting the speed of the motor is provided to keep a reference phase at a constant frequency, characterized in that the first means includes circuitry for generating a signal that disables the hold circuit; and that the second Means comprising circuitry for generating a signal which the hold circuit upon generation of the end of the feedback the indicating signal. 32. System nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch g ekenn ze ichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals einen Akkumulator aufweist, der programmierbar ist, um den vorbestimmten Wert zu schaffen und welcher auf das Paar Signale zum Erzeugen der Steuersignale anspricht und eine Kompensationseinrichtung aufweist, welche auf den unterschied bei dem Signalpaar anspricht und welche mit dem Akkumulator verbunden ist, um den vorbestimmten Wert als Funktion der Phase zu programmieren, die während einer vorher auftretenden Modulation des akustischen Signals akkumuliert worden ist.32. System according to one of claims 29 to 31, characterized in that the means for generating of a control signal comprises an accumulator which is programmable to create the predetermined value and which responds to the pair of signals for generating the control signals and has a compensation means which is responsive to the difference responds to the pair of signals and which is connected to the accumulator by the predetermined value as a function of the phase accumulated during a previously occurring modulation of the acoustic signal is. 33. System nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch g ekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines das Ende der Rückführung anzeigenden Signals eine Akkumulatorschaltung aufweist, die auf ein Signal anspricht, das die Drehzahl des Teils wiedergibt.33. System according to one of claims 29 to 32, characterized in that that the means for generating a signal indicating the end of the feedback is an accumulator circuit responsive to a signal indicative of the speed of rotation of the part. 34. System nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumulatorschaltung einen prograoBiierbaren Zähler mit einem Takteingang, der vorgesehen ist, um ein hochfrequentes Bezugssignal zu erhalten, und einen Freigabeanschluß aufweist, an den das Drehzahlsignal angekoppelt wird. 34. System according to claim 33, characterized in that the accumulator circuit has a programmable counter with a clock input which is provided to receive a high-frequency reference signal, and an enable connection to which the speed signal is coupled. 35. System nach Anspruch 34, dadurch gekennzeic h— η e t, daß die Akkumulatorschaltung ferner eine Schaltung35. System according to claim 34, characterized in that the accumulator circuit further comprises a circuit 809813/1114809813/1114 aufweist, die mit dem Zähler verbunden ist und auf die Drehzahl sowie Bezugssignale anspricht, um ein das Ende der Rückführung anzeigendes Signal zu erzeugen, wenn die Periode des DrehzahlsignaIs gleich einer ausgewählten Anzahl von Perioden des FrequenzsignaIs ist.which is connected to the counter and is responsive to the speed and reference signals to an the end of the feedback to generate the indicative signal when the period of the speed signal is equal to a selected number of periods of the frequency signal is. 809813/11U809813 / 11U
DE19772743871 1976-09-29 1977-09-29 METHOD AND EQUIPMENT FOR MEASURING A DRILLING HOLE DURING DRILLING Withdrawn DE2743871A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US72768576A 1976-09-29 1976-09-29
US05/727,686 US4100528A (en) 1976-09-29 1976-09-29 Measuring-while-drilling method and system having a digital motor control
US05/727,687 US4103281A (en) 1976-09-29 1976-09-29 Measuring-while-drilling system having motor speed detection during encoding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2743871A1 true DE2743871A1 (en) 1978-03-30

Family

ID=27419101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19772743871 Withdrawn DE2743871A1 (en) 1976-09-29 1977-09-29 METHOD AND EQUIPMENT FOR MEASURING A DRILLING HOLE DURING DRILLING

Country Status (12)

Country Link
BR (1) BR7706432A (en)
DE (1) DE2743871A1 (en)
DK (1) DK432177A (en)
EG (1) EG13641A (en)
ES (2) ES462412A1 (en)
FR (1) FR2366586A1 (en)
GB (3) GB1592993A (en)
IE (1) IE45473B1 (en)
MX (1) MX143691A (en)
NL (1) NL7710508A (en)
NO (1) NO150059C (en)
OA (1) OA05771A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3035905A1 (en) * 1980-09-24 1982-07-22 Christensen, Inc., 84115 Salt Lake City, Utah DEVICE FOR REMOTELY TRANSMITTING INFORMATION FROM A DRILL HOLE TO THE GROUND SURFACE DURING THE OPERATION OF A DRILLING DEVICE

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5283768A (en) * 1991-06-14 1994-02-01 Baker Hughes Incorporated Borehole liquid acoustic wave transducer
GB2261308B (en) * 1991-11-06 1996-02-28 Marconi Gec Ltd Data transmission
CN115977592B (en) * 2023-03-01 2024-05-17 电子科技大学 Speed-frequency self-adaptive clock applied to wireless perforation system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3035905A1 (en) * 1980-09-24 1982-07-22 Christensen, Inc., 84115 Salt Lake City, Utah DEVICE FOR REMOTELY TRANSMITTING INFORMATION FROM A DRILL HOLE TO THE GROUND SURFACE DURING THE OPERATION OF A DRILLING DEVICE

Also Published As

Publication number Publication date
GB1592993A (en) 1981-07-15
IE45473L (en) 1978-03-29
FR2366586B1 (en) 1982-09-10
ES471490A1 (en) 1979-02-01
NO150059B (en) 1984-04-30
GB1592995A (en) 1981-07-15
ES462412A1 (en) 1979-06-16
NO150059C (en) 1984-08-08
BR7706432A (en) 1978-07-04
GB1592994A (en) 1981-07-15
FR2366586A1 (en) 1978-04-28
MX143691A (en) 1981-06-24
DK432177A (en) 1978-03-30
OA05771A (en) 1981-05-31
EG13641A (en) 1982-03-31
NO772988L (en) 1978-03-30
NL7710508A (en) 1978-03-31
IE45473B1 (en) 1982-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4167000A (en) Measuring-while drilling system and method having encoder with feedback compensation
US4103281A (en) Measuring-while-drilling system having motor speed detection during encoding
US4100528A (en) Measuring-while-drilling method and system having a digital motor control
DE69815770T2 (en) PLL circuit with masked phase error signal
DE102018131578A1 (en) USING A RECYCLED DELAYING CIRCUIT WITH A TIME-DIGITAL CONVERTER
DE2317120A1 (en) DIGITAL CONTROL SYSTEM
DE3224478A1 (en) INFORMATION SIGNAL PLAYER
DE2720273A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING AND REGISTERING MEASURED VALUES OF A DEEP HOLE
DE69625970T2 (en) Device for data acquisition
DE2841123C2 (en) Digital servo devices, in particular for video tape recorders
DE3211233C2 (en)
DE3143158A1 (en) DIGITAL CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLING THE TENSION OF A TAPE DRIVEN BY A CAPSTAN
DE1538476B2 (en) Method and arrangement for speed control of drive motors
DE2104922A1 (en) Digital power amplifier
DE3211255C2 (en)
DE2743871A1 (en) METHOD AND EQUIPMENT FOR MEASURING A DRILLING HOLE DURING DRILLING
DE2846066A1 (en) LIGHT BEAM DETECTING DEVICE
DE69836852T2 (en) Electronically controlled mechanical clock and control method for it
DE3204943A1 (en) CONTROL SYSTEM FOR A FLOATING MOTOR
DE3323600A1 (en) DIGITAL CONTROL SERVO CIRCUIT TO CONTROL THE ROTATION OF A MOTOR
DE2813526C2 (en) Circuit arrangement for regulating the speed of a motor
DE2031280A1 (en) Non-return rule or control system
DE10018053A1 (en) Stepper motor stabilization control
DE2620801C2 (en) Arrangement for determining directional parameters of a drill string
DE2755796A1 (en) PHASE SHIFTER SWITCHING

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8139 Disposal/non-payment of the annual fee