DE3321138A1

DE3321138A1 - Verfahren und vorrichtung zur signalwiedergewinnung in einem waehrend des bohrens arbeitenden bohrlochuntersuchungssystem

Info

Publication number: DE3321138A1
Application number: DE19833321138
Authority: DE
Inventors: Gary Dean 77489 Missouri City Tex. Berkenkamp
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1982-06-10
Filing date: 1983-06-10
Publication date: 1983-12-15
Also published as: GB2121572A; FR2528491A1; CA1206089A; GB8313695D0; GB2121572B

Description

DI-5970

Verfahren und Vorrichtung zur Signalwiedergewinnung in einem während des Bohrens arbeitenden Bohrlochuntersuchung ssystem

Die Erfindung bezieht sich auf während des Bohrens arbeitende Meßsysteme für Erdbohrlöcher. Speziell bezieht sich die Erfindung auf die Telemetrie von Datensignalen in solchen Systemen und den Empfang, die Detektion und die Verarbeitung dieser Signale an der Erdoberfläche.

Erkanntermaßen ist es zweckmäßig und nützlich, ein während des Bohrens arbeitendes Meßsystem vorzusehen, welches die Bohrparameter des Bohrlochs, wie beispielsweise physikalische und geologische Eigenschaften,mißt,und diese Parameter zur Erdoberfläche überträgt, und zwar während des Bohrens des Bohrlochs. In solchen während des Bohrens arbeitenden Meß systemen ist eines der Hauptprobleme die Telemetrie und Übertragung der Daten von den im Loch befindlichen Sensoren oder Füllmitteln sowie zugehöriger Ubertragungsvorrichtungen zu einem Empfangssysteirt an der Erdoberfläche. Verschiedene telemetrische und Datenübertragungssysteme wurden entwickelt, die jeweils ihre speziellen Vorteile besitzen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Telemetriesystem, das die Information mittels Druckpulsationen des Bohrströmungsmittels oder Schlamms überträgt, wobei solche Bohrströrnungsmittel normalerweise bei Drehbohrvorgängen vorhanden sind. Die Druckpulsationen, die für das Datensignal eines speziellen Parameters repräsentativ sind, werden durch eine im Bohrloch nahe dem Bohrstück oder Bohrkopf angeordnete Vorrichtung erzeugt und die Druckpulsationen laufen nach oben durch den Schlamm in der Bohrstrecke (Bohrwerkzeugfolge) zu einem Signaldetektor an der Erdoberfläche. In diesem System werden die Druckimpulse nach oben durch das Innere der Bohrwerkzeugfolge geleitet, und zwar über das Medium des zirkulierenden Bohrschlamms.

Die Druckimpulsübertragung durch den Bohrschlamm im Inneren der Bohrwerkzeugfolge trifft auf gewisse Schwierigkeiten infolge von externen Vibrationen, Stößen und Druckimpulsen, die auf dieses Strömungsmittelsystem durch den Betrieb der Bohrausrüstung ausgeübt werden. Einige dieser Druckimpulse und Geräusche sind von einer Größenordnung, die mindestens so groß ist wie die übertragenen Druckimpulse von der im Bohrloch befindlichen Übertragungsausrüstung. Auch werden diese Druckimpulse innerhalb der Bohrwerkzeugfolge an bestimmten Stellen reflektiert, die eine signifikante Impedanzänderung in der Druckimpulswellenführung, vorgesehen durch die Druckwerkzeugfolge, bilden. Diese reflektierten Druckimpulse werden auch durch die Werkzeugfolge geleitet, um die Signalidentifikation weiterzukomplizieren. Alle diese Vorgänge der Druckpul sation und der Druckpulsationsgeräuscherzeugung und Reflexion innerhalb der Bohrwerkzeugfolge erzeugt eine Geräuschumgebung, in der das Datensignal läuft und aus der es wiedergewonnen werden muß.

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Bekannte Signalwiedergewinnvorrichtungen vertrauen auf mechanische Empfangsvorrichtungen in dem BohrStrömungsmittelflußpfad und zugehörige mechanische Vorrichtungen in dem Signalwiedergewinnungssystem, um die Datensignale herauszuholen. Diese mechanischen Vorrichtungen haben einige Probleme hinsichtlich der Signalwiedergewinnung infolge ihrer grundsätzlichen Natur. Ein Problem besteht darin, daß Resonanzen der übertragenen Druckimpulswellen eine Interferenz oder Ströungsquelle innerhalb der mechanischen Vorrichtungen bilden können, die die Daten herausholen und verarbeiten. Eine weitere Schwierigkeit dieser mechanischen Vorrichtungen Desteht in deren Unfähigkeit, eine Trennung zwischen nach oben und nach unten laufenden Wellen innerhalb des Bohrströmungsmittelmediums vorzunehmen. Infolge dieser Schwierigkeit bei der Trennung der Signale können reflektierte Druckwellen fälschlich als die tatsächlichen Daten angesehen werden und zusätzliche Datenverarbeitung ist erforderlich, um die wahren Daten aus den verfügbaren Daten herauszuholen.

Zusammenfassung der Erfindung.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung vor, um telemetrische Daten zu empfangen und zu verarbeiten, und zwar von Daten, die durch eine Bohrwerkzeugfolge eines Bohrlochdrillgeräts oder Rigs laufen, und zwar herkommend von einer während des Bohrens im Betrieb befindlichen Meßvorrichtung in der Bohrwerkzeugfolge. Die Empfangs-Vorrichtung ist derart ausgelegt, daß der verunreinigende Lärm oder das verunreinigende Rauschen, das dem Druckmeßsignal überlagert ist, wenn dies durch den Schlarnmstrom in der Bohrweikzeugfolge läuft, eliminiert oder substantiell vermindert wird. Die Signalerapfangsvorrichtung weist ein Paar von relativ eng benachbarten Detektoren in einer Schlammströmungsleitung auf, und zwar zwischen der Schlammzirkulationspumpe und der Bohrwerkzeugfolge. Zudem ist die

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Empfangsvorrichtung derart konstruiert, daß die Intelligenz oder eigentlichen Daten aus dem Signal extrahiert werden, und zwar durch Timeverschiebung des Signals von einem der Detektoren bezüglich des anderen der Detektoren, wobei sodann die Signale kombiniert werden, wodurch die Energiefortpflanzung in einer Richtung ausgelöscht wird, während die Energiefortpflanzung in der anderen Richtung vorgenommen wird. Dieses neue Verfahren leitet die Energie, aber in einer Form, die nicht deren originale Form ist, sondern eine Zeitdifferenz der übertragenen Energie. Die weitere Verarbeitung der Vorrichtung extrahiert die die Intelligenz oder Information tragenden Daten ohne Rekonstruktion des ursprünglich übertragenen Signals.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Signalwiedergewinnung von Daten in einem während des Bohrens arbeitenden Bohrlochuntersuchungssystem vorzusehen, wobei die obenerwähnten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.

Weiterhin bezweckt die Erfindung eine Signalwiedergewinnungsvorrichtung anzugeben, und zwar zur Verwendung in einem während des Bohrens arbeitenden Bohrlochuntersuchungssystem, welches Bohrschlammdrucksignale als das Datenübertragungsmedium verwendet und ein Paar von relativ dicht benachbarten Druckfühler (Sensoren) in der SchlammlösungS-leitung aufweist, um das Signal wiederzugewinnen und es zur Verarbeitungsausrüstung zu leiten, und zwar zur Entfernung von störendem Geräusch aus dem Signal und zum Herausholen der Intelligenz oder Information führenden Daten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Signalverarbeitungsausrüstung für diese Art einer während des Bohrens arbeitenden Meßvorrichtung vorzusehen,

wobei diese Ausrüstung die die Intelligenz führenden Daten aus dem Schlammdruckimpulssignal herausholt, ohne auf die Verwendung von Drucksensoren oder Signaldetektoren zurückzugreifen, die mit einem sehr langen Abstand voneinander angeordnet sind, und zwar in einer einen gleichförmigen Durchmesser aufweisenden Strömungsleitung.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Signalverarbeitungsvorrichtung für diese Art der Messung beim Bohren vorzusehen, d.h. eine Vorrichtung, die keine Regeneration des übertragenen Datensignals erforderlich macht, um die Intelligenz oder Information führenden Daten daraus herauszuholen; die Vorrichtung verarbeitet auch die Daten, um den darauf ausgeübten Rausch- oder Geräuscheinfluß 2u vermindern; die Vorrichtung identifiziert ferner die tatsächlichen Daten gegenüber den Rausch- oder Geräv.schsignalen durch aktives Filtern des Signals.

Weitere Vorteile, Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich au? der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische bildliche Darstellung eines Bohrgeräts (Rig) zum Bohrer, eines Bohrlochs, und zwar ausgerüstet mit einem während des Bohrens arbeitenden Meßsystem gemäß der Erfindung, wobei dieses Systeir, Pulsationen der Sehlammsäule darch die Bohrwerkzeugfolge als dar. Medium zur Übertragung des Telemetrie- und Datensignals verwendet;

Fig. J ein scheit.at i sches Blockschaltbild eines Abschnitts des Datenempfangsteils dieses Systems, wobei die zusammenarbeitende Beziehung der Elemente der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Ausgangssignale des in Fig. 2 gezeigten Prozessors des empfangenen Signals.

Im folgenden seien bevorzugte spezielle Ausführungsbeispiele diskutiert und beschrieben, und zwar Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vor richtung zur Signalwiedergewinnung gemäß der Erfindung, wobei diese Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden; dabei sind die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung der gleichen oder ähnlichen Teile und/oder Strukturen verwendet. Die Beschreibung und Diskussion soll nicht einschränkend verstanden werden.

Ins Einzelne gehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können bei einem Bohrlochmeßsystern, welches während des Bohrens arbeitet, verwendet werden, und zwar eingebaut in einem Bohrgerät oder Bohrrig, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Das während des Bohrens arbeitende Meßsystem wird, wie gezeigt, mit einem konventionellen Bohrgerät der Drehbauart verwendet, d.h. einem Bohrgerät, bei dem eine Bohrwerkzeugfolge 10 aus einer Vielzahl von Segmenten von Bohrrohr besteht, wobei sich ein Bohrstück (bit) 12 am Bodenende befindet und verdreht wird, um so ein Bohrloch 14 durch die Erdformationen 16 zu bohren. Die während des Bohrens arbeitende Meßvorrichtung weist eine im Bohrloch befindliche Ausrüstung auf, und zwar einschließlich eines Sensorpakets oder einer Sensoranordnung 18 im unteren Teil der Bohrwerkzeugfolge 10. Die Sensoranordnung 18 kann eine Vielzahl von Vorrichtungen enthalten, die dazu geeignet ist, geophysikalische Bedingungen innerhalb des Bohrlochs und in den umgebenden Formationen zu messen. Beispielsweise

kann die Sensoranordnung 18 eine Orientierungsvorrichtung enthalten, um die Richtung und Neigung des Bohrlochs an der Stelle abzufühlen, oder aber die Anordnung kann Vorrichtungen enthalten, um die Temperatur, den Druck, das Gewicht, angelegt an das Bohrstück,oder irgendeine andere Vielzahl verschiedener Parameter, die gewünscht sind, zu messen.

Die Information oder Daten, die durch das Element oder irgendeines der Elemente in der Sensoranordnung 18 erzeugt werden, werden innerhalb der Bohrlochausrüstung zu einem Sender (Transmitter) 2 0 im unteren Teil der Bohrwerkzeugfolge übertragen. Der Transmitter 20 ist in der Lage, diese Daten in Druckpul sationen des Bohrströmungsmittels oder Schlamms, enthalten in der Bohrwerkzeugfolge 10, zu kodieren. Diese Druckpul sat ionen können entweder positive Druckpulsationen oder negative Druckpulsationen des Schlamms in der Bohrwerkzeugfolge sein. Positive Druckpulsationen werden zur Verwendung bei der Erfindung bevorzugt, jedoch erfolgt die Funktion auch mit Basisbandimpulscodemodulation und mit einigen Abwandlungen bei der Detektionsfilterexponentialmodulation. In die Bohrwerkzeugfolge-Schlamitisäule eingeführte Druckpulsationen laufen vom Transmitter 20 aus nach oben zur Erdoberfläche. Wenn diese Druckpulsationen nach oben durch die Bohrwerkzeugfolge im Inneren der Bohrwerkzeugfolge laufen, so wirkt diese Folge als eine Wellenführung, um die Druckpulsationen zu enthalten und zu richten. Reflexionen dieser Druckpulsationen treten innerhalb der Bohrwerkzeugfolge auf, und zwar an Stellen in dem Innenraum der Bohrwerkzeugfolge, und sie repräsentieren eine signifikante Impedanzänderung in der durch die Bohrwerkzeugfolge gebildeten Wellenführung. Haupteinflüsse auf diese Reflexionen sind die Verbindungen im Strömungsmittelpfad an der Schwenkverbindung 22, dem "Gänsehals" 24 und seiner Verbindung mit dem Standrohr 26, wie auch an anderen Strömungsmittelkupplungen und dergleichen in der Schlammströmungsleitung

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zwischen Schlammpumpe 28 und Schwenkverbindung 22. Die nach oben durch den SchiammfIußstrom in der Bohrwerkzeugfolge laufenden Druckpulsationen werden an einem Paar von Druckfühlern oder Drucksensoren 30 und 32 detektiert, die an einer ausgewählten Stelle innerhalb der Leitung 34 von der Schlammpumpe 28 zum Gänsehals 24 angeordnet sind.

Die Drucksensoren 30 und 32 sind betriebsmäßig mit der Leitung 34 verbunden, um direkt den Strömungsmitteldruck darinnen abzufühlen oder abhängig vom Charakter der speziellen verwendeten Drucksensoren liefern sie ein Signal, welches für das Strömungsmittel innerhalb der Leitung 34 indikativ, d.h. anzeigend ist. Es sei bemerkt, daß die Drucksensoren 30 und 32 von irgendeiner mechanischen Konstruktion sind, die strömungsmittelmäßig mit dem Inneren der Leitung in Verbindung steht, um Zugang zum Schlamm zu erhalten, um so die Drucksignaldaten vorzusehen, die notwendig sind, um die Intelligenz oder Information aus den kodierten Druckpulsationen im Schlammströmungsstrom zu extrahieren. Diese Drucksensoren oder Druckwandler können von irgendeiner anderen Konfiguration sein, und zwar intern gegenüber der Leitung und extern, so daß ein elektrisches Ausgangssignal vorgesehen wird, welches für den Strömungsmitteldruck in der schlammgefüllten Leitung repräsentativ ist.

Die Anordnung der Drucksensoren 30 und 32 ist derart ausgewählt, daß sie mit relativ dichtem Abstand angeordnet sind, und zwar längs eines Segments der Strömungsleitungsleitung 34, die im wesentlichen ohne interne Obstruktionen oder Störungen ist und die eine im wesentlichen gleichförmige Querschnittsfläche derart besitzt, daß der Strömungsmittelfluß zwischen dem Segment einer Leitung ungestört ist. Der Abstand zwischen den Druckfühlern 30 und 32 kann zwischen ungefähr 3 Fuß (ungefähr 0,9m) und ungefähr 100 Fuß (ungefähr 30,5 m) liegen. Es wurde festgestellt, daß ein bevor-

zugter Abstand der Drucksensoren 30 und 32 zwischen ungefähr 5 Fuß (ungefähr 1,5 m) und ungefähr 40 Fuß (ungefähr 12,4 m) liegt. Die Drucksensoren 30 und 32 sind elektrisch mit einem Empfänger 36 verbunden. Der Empfänger 36 empfängt Daten von den Drucksensoren 30 und 32 und verarbeitet dann dieses empfangene Datensignal, um es in Daten umzuwandeln, die in anderen Teilen dieses Systems verwendbar sind.

Eine Datenprozessor- und -anzeigevorrichtung 40 ist betriebsmäßig mit dem Ausgang des Empfängers 36 verbunden. Die Datenprozessor- und -anzeigevorrichtung 40 ist in der Lage, die empfangenen und verarbeiteten Daten zu verarbeiten, um dadurch die darin mitgeführte Intelligenzinformation zu extrahieren und diese Information anzuzeigen und ferner eine Speicherung, wenn gewünscht, dafür vorzusehen.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Wiedergewinnung der Schlammdruckimpulsdaten aus dem Schlammströmungsstrom und die zugehörige Vorrichtung zur Verarbeitung der empfangenen Signale. Die Druckwandler 30 und 32 sind mit einem Abstand d auf der Leitung 34 angeordnet, um Druckimpulsdaten aus dem Schlammstrom zu extrahieren. Betrachtet man das Leitungssegment 34 in der gezeigten Weise, so erfolgt die Schlammströmung von links nach rechts oder in entgegengesetzter Beziehung von der Pumpe 28 zur Quelle, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Das die Intelligenz oder Information mitführende übertragende Signal S_T bewegt sich von rechts nach links, während das Pumpenrauschsignal S_p als sich in entgegengesetzter Richtung auf der linken Seite der Figur nach rechts bewegend dargestellt ist. Die Ausgangsgröße vom Wandler 30 läuft durch eine Zeitverzögerungs- und Polaritätsumkehr-Schaltung 4 2 und sodann zu einer Summiersehaltting 44. Die Ausgangsgröße vom anderen Druckwandler ist diifkt mit Summi-erschaltung 44 verbunden. Die Summiersc'haltung 4 4 kombiniert ihre zwei Eingangsgrößen zur Er-

Zeugung eines einzigen zusammengesetzten Ausgangssignals, welches für die kombinierten empfangenen Signalt· repräsentativ ist. Dieses zusammengesetzte Signal ist ein Signal, welches für den Zeitdifferenzrest der kombinierten empfangenen Signale repräsentativ ist. Dieses zusammengesetzte Signal wird dann zu dem Prozessorteil der Vorrichtung geleitet, und zwar ist dies bei 40 allgemein dargestellt. Anfangs tritt das zusammengesetzte Signal in einen Satz von η Detektionsfaltern ein, die die Fähigkeit maximieren, ein Symbol (wavelet in PCM) von allen anderen Symbolen zu detektieren, und zwar wird dies bei Vorhandensein des begleitenden Geräuschs vorgenommen. Nachdem dies geschehen ist, werden die resultierenden oder gefilterten Signale zu einem Schwellendetektor geleitet, wo sie auf das Vorhandensein eines tatsächlichen Signals (Symbols), das gesucht wird, überprüft werden, und sodann wird die sich ergebende Ausgangsgröße als ein binär kodierter Bitstrom vorgesehen. Diese Ausgangsgröße ist repräsentativ für die Daten, welche durch die im Bohrloch befindliche während des Bohrens arbeitende Meßausrüstung erzeugt werden, und diese Daten werden in entsprechender Weise kodiert, um die geophysikalischen Parameter und andere durch die im Bohrloch befindliche Vorrichtung abgefühlten Daten anzuzeigen.

Es sei nunmehr wiederum die schematische Darstellung der Fig. 2 für eine ins Einzelne gehende Diskussion betrachtet. Die Leitung 34 ist für die Zwecke dieser Diskussion ein Segment oder Abschnitt des Rohrs, der Rohrleitungen oder einer anderen Strömungsmittelleitung in der Schlammleitung oder dem Strömungspfad zwischen der Schlammzirkulationspumpe 28 und dem Schwenkelement 22. Vorzugsweise ist die Leitung 34 ein Segment mit gleichförmigem Innendurchmessermaterial, das im wesentlichen starr ist und innerhalb der Bohrgeräteoder Gerüststruktur in einer sicheren Position derart befestigt ist, daß die Strömungsbedingungen des Schlamms an

und zwischen den zwei Druckfühlern nicht wesentlich unterschiedlich ist. Es ist erwünscht, daß die Strömungsbedingungen an und zwischen den Drucksensoren im wesentlichen die gleichen sind, so daß das überwachte Drucksignal an einem der Drucksensoren im wesentlichen das gleiche ist wie das am anderen Drucksensor überwachte Signal und jedwede Modifikation der Strömungsbedingungen zwischen den Drucksensoren kann vernachlässigt werden.

Die Drucksensoren 30 und 32 sind voneinander längs Leitung 3 4 mit einem Abstand d angeordnet. Drucksensoren 30 und 32 können irgendwelche kommerziell verfügbaren Druckwandler sein, die innerhalb eines vorbestimmten Genauigkeitsmasses Druck oder das Vorhandensein der Druckwelle .im Schlamm an dem entsprechenden Punkt in der Leitung messen und diese Größe in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandeln, das als eine Funktion mit einem Bezug zur Zeit ausgedrückt werden kann. Die Drucksensoren könnten auch von irgendeiner Bauart sein, die ein elektrisches Signal liefert, entsprechend dem und repräsentativ für den Strömungsmitteldruck oder die Impulsdruckwelle im Schlamm an der Stelle in der Leitung 34. Die Ausgangsgrößen der Drucksensoren 30 und 32 sind vorzugsweise aneinander angepaßt oder derart eingestellt, daß die relativen Ausgangssignalgrößen der zwei Druckwandler die gleichen sind für gleiche statische und dynamische Messungen. Die Vorrichtung und Schaltung für diese Anpassung ist in Fig. 2 nicht dargestellt, weil sie nicht für das Verständnis der vorliegenden Erfindung wesentlich ist, sondern im Grunde eine technische Adaption ist, die zur Durchführung der Erfindung erforderlich ist.

Die Drucksensoren 30 und 32 - vgl. Fig. 2 - messen den Strömungsmitteldruck in Leitung 34, wie dieser durch die Druck impulse bewirkt wird, die im Schlamm geführt werden. Unter Verwendung des Drucksensors 32 als einem Bezugspunkt

wird das Signal von diesem als y.(t) bezeichnet. Zu irgendeinem Zeitpunkt t ist das Signal am Druckfühler 32 gleich dem Druck des übertragenen Signals, dem Pumpen erzeugten Signal, deren vielfachen Reflexionen, und einem Geräuschdrucksignal. Das Geräuschdrucksignal ist ein Hintergrundgeräuschfaktor einschließlich verschiedener Druckfluktuationen, die als nicht korrelierte Fluktuationen am Ausgang der Drucksensoren erscheinen. Das Vorhandensein eines reflektierten Pumpensignals wird jedoch erkannt, es wurde bestimmt, daß dieses Signal von einem im wesentlichen insignifikanten Wert ist, wenn betrachtet im Hinblick auf die relativen Größen und Effekte der anderen auftretenden Drucksignaie. Im folgenden sei angenommen, daß zwei Reflektoren im System vorhanden sind. Ein Reflektor befindet sich stromabwärts gegenüber den Druckfühlern und der andere befindet sich stromaufwärts gegenüber den Druckfühlern. Diese Reflexionen treten auf, wenn die Druckwellen von einer Impedanzzone des Strömungspfades zu einer anderen Impedanzzone laufen. Diese Impedanzänderungen treten an Obstruktionen oder Hindernissen in der Wellenleitung, gebildet durch die Bohrwerkzeugfolge 10 auf, und den Leitungen, die die Verbindung zur Schlammzirkulationspumpe 28 herstellen. Diese Impedanzänderungen treten auch an den Verbindungen der flexiblen Leitung des Gänsehalses 24 mit dem Schwenkelement 22 und dem Standrohr 26 auf. Im folgenden wird eine Impedanzänderung als die Änderung von einem Impedanzmedium zum anderen bezeichnet. Die Beziehung des Drucks an irgendeinem Druckfühler, angeordnet längs der Leitung, kann wie folgt ausgedrückt werden:

Y_nit)" - S_T(t) ₊ S_p(t) * H_n(t) + r_Or+1 X₀^₁

^r0_f+l V^l^{1 +} '·· dabei ist:

Y (t) das extrahierte Druckimpulssignal aus der Schlammströinungsleitungsleitung 34 ,

S (t) das gedämpfte verteilte übertragene Signal, welches von dem im Bohrloch befindlichen Transmitter kommt, S (t) ist das durch die Pumpe erzeugte Signal,

N (t) ist das durch den Entendruckwandler beobachtete Geräusch und

r_n ₁ ist der erste Reflexionskoeffizient stromabwärts gegenüber den Wandlern,

r_{n 1} ist der erste Reflexionskoeffizient stromu, - ι

abwärts gegenüber den Wandlern.

Das Signal Y-(t) am Druckfühler 32 unterscheidet sich von dem des Signals Y₂(t) am Druckwandler 30 bezüglich der Zeit, und zwar wegen des die zwei Druckfühler trennenden Abstandes d und der zugehörigen Verzögerung der Druckwellenfortpflanzungszeit. Das tatsächliche auftretende Zeitdifferential hängt von der Fortpflanzungszeit zwischen den getrennten Drucksensoren ab, seine Funktion der Geschwindigkeit der Druckwelle innerhalb der Leitung 34 ist.

Das Signal Y₁(t) am Druckwandler 32 kann wie folgt ausgedrückt werden:·

Y₁ (t) - S_p(t) + S_T(t) + r_0/+1 . S_p(t₊2T₊₁)

+ ^r0,-l · ^ST^(t _-1

^ro,-i · ^ro,₊i · V^t+2(t'^+T-i^+T+i ^{+ r} _0/-i · ^{+ Γ}ο,+ι· ^sT^(t+2(t'

Das Signal Y₂(t) ^am Druckwandler 30 kann wxe folgt ausgedrückt werden:

Y₂(t) « S_p(t + f) + S_T(t - t') + T₀^₊₁ S (t-

+i^{} + r}o,-i^sT^(t+tl+2(tl

,Λ,Α

T₊₁)) + ... + N₂(t)

₊₁

Dabei ist;

r. . der Reflexionskoeffizient der Welle, die

sich vom Medium i mit der Impedanz Z. in ein anderes Medium j der Impedanz Z. bewegt,

t¹ ist die Fortpflanzungszeit zwischen den Wandlern 30 und 32, wobei die Beobachtungsstellen Y₂Ct) bzw. Y-Ct) sind,

T ist die Fortpflanzungszeit vom Wandler 30, — ι

(Y-(t)), zur Grenze zwischen den· Medien -1 und 0, T₊- ist die Fortpflanzungszeit vom Wandler 32, (Y-(t)), zur Grenze zwischen Medien 0 und +1.

Zur zeitweisen Ausrichtung der von den Drucksensoren 30 und 32 kommenden Signale ist es erforderlich, die Zeitverschiebung zu berücksichtigen, die auftritt, wenn die Druckwelle sich zwischen den Drucksensoren bewegt. Die Fortpflanzungszeit zwischen den Drucksensoren t' kann dazu verwendet werden, um das vom einen oder anderen Drucksensor kommende Signal zu verschieben, um einen Bezugspunkt für von der Welle zur Oberfläche laufende Drucksignale vorzusehen. In diesem System ist Y₂(t) um die Zeit t¹ durch Zeitverzögerungselement 42, in Fig. 2 gezeigt, verzögert.

Die Zeichenänderung ist notwendig, so daß eine Geräuschauslöschung dann erfolgt, wenn die Signale durch Summierschalter 44 kombiniert werden. Y₂(t), verzögert um Zeit t¹, kann wie folgt ausgedrückt werden:

Y₂(t-f) « S_p(t) + S_T(t-2f) + r_0(+1p

^2T+1> ^{+ r}0,-l * ^ST^(t+2'^(t' ^{+ T}-1^J) ^{+ r}0,-l^r0+l^Sp (^2Cf ^{+ r}0,-l ^r0,+l.-S_T<t-2f + ...+N₂ (t-t¹)

Die Sununierschaltung 44 kombiniert die beiden Signale Y-(t) und Y₂(t-t') in ein zusammengesetztes Signal Z₊(t)„ Dieses zusammengesetzte Signal Z ₊(t) ist repräsentativ für das kombinierte empfangene Signal der Schlammdrucksensoren, und zwar repräsentativ für positive oder nach oben laufende Energie. Dieses zusammengesetzte Signal ist die resultierende Ausgangsgröße des Empfängers 36 und ist für Operationen der Datenprozessorvorrichtung 40 bereit. Dieses zusammengesetzte Signal Z₊(t) kann wie folgt ausgedrückt werden:

Z₊(t) * Y₁ (t) - Y₂(t-f )
= S_T(t) - S_T(t-2f)

^{+ r}0,₊l^[Sp^(t -^2T+I^] ' S_p(t-2f₊2T₊₁)]

^{+ r}o,-i ^ro,+i^tsT^(t-^2(ti+T-i^+T ₊i> > -

S_T(t-2t'+2(f-T.₁+T₊₁))] + ...+ N₁(t) - N₂ (t-t^f)

Man ersieht daraus, daß Z₊(t) aufgebaut ist aus der Zeitdifferenz des Primärdurchlaufs des Übertragungssignals und der reflektierten Zeitdifferenz des übertragenen Signals, des Pumpensignals und des Geräuschs. Wenn man die Reflexionskoeffizienten als klein ansieht, um so die Reflexionskoeffiziententerme vernachlässigbar zu machen, so kann der Ausdruck von Z₊(t) wie folgt vereinfacht werden:

Z₊(t) = S_T(t) - S_T(t-2t') + N₁ (t) - N₂(t-t')

Der Ausdruck kann weiter dadurch vereinfacht werden, daß man dae Geräuschkomponente durch die Terme der Gauss'sehen Geräuschrepräsentation verallgemeinert. Wenn man annimmt, daß' N. (t) und N₂ (t) eine Gauss'sche Verteilung besitzen, wobei sie nicht korreliert sind und eine im wesentlichen gleiche Varianz besitzen. Mit dieser Annahme .würde der Geräuschterm κΛΙά N^ (t) repräsentiert werden, wobei dieser Term ein nor-

malisierter Gauss'scher Geräuschfaktor ist. Daher kann das zusammengesetzte Signal wie. folgt dargestellt werden:

Z₊(t) -S_T(t) - S_T(t-2f ) - N_-(t)

Das zusammengesetzte Signal Z₊(t), das erzeugt wurde, wird als nächstes in die separaten abgestimmten Filter 46 und eingespeist. Die abgestimmten oder angepaßten Filter werden manchmal als Korrelationsfilter bezeichnet, wo ein Tast- oder Sample-Signal mit einem gewünschten Signal zusammengebracht wird (Zeit umgekehrt wird), das im Tastsignal gefunden wird. Jedes der angepaßten Filter 46 und 4 8 arbeitet in ähnlicher Weise, wobei die Differenzen im Eingang der bekannten Funktionen A(t) bzw. B(t) liegen, und zwar für jedes der η = 2 Symbole, wie dies hier gezeigt ist. Die Funktionen A(t) und B(t) werden derart gewählt, daß sie eine Größe derart besitzen,daß die Ausgangssignale g_Q(t) und g-(t) von den angepaßten Filtern normalisiert sind. In einem angepaßten Filter 46 wird das zusammengesetzte Signal Z₊(t) mit dem Signal A(t) konvolviert, d.h. zusammengebracht. Das vom angepaßten Filter 4 6 sich ergebende Signal g^(t) wird sodann als eine Eingangsgröße an eine Schwellen- und Detektorschaltung 50 geliefert. Der andere angepaßte Filter 48 empfängt als eine Eingangsgröße das zusammengesetzte Signal Z (t) und konvolviert es mit dem bekannten Signal B(t). Das Ausgangssignal g_Q(t) des angepaßten Filters 48 wird sodann als weitere Eingangsgröße an die Detektorschaltung 50 geliefert.

Die Detektorschaltung 50 führt mehrere Funktionen an den Signalen aus, die empfangen werden. Die gesonderten Eingangssignale g_Q(t) und g-(t) werden in die Detektorschaltung 50 für eine Auswertung im Vergleich eingeführt. Jedes der an der Detektorschaltung 50 ankommenden Signale wird mit einem Schwellenwert L verglichen, um als Funktion der Zeit festzustellen, ob oder ob nicht ein gewünschtes Signal in dem

gegebenen empfangenen Signal 9₀(t) oder g-(t) vorhanden ist. Betrachtet man das Eingangssignal g₁(t), wenn es größer ist als L, dann ist es wahrscheinlich, daß das gewünschte Symbol in diesem Eingangssignal vorhanden ist. Wenn jedoch g₁(t) kleiner ist als L, dann ist es wahrscheinlich, daß das gewünschte Signal nicht vorhanden ist. Wenn weder <?₀(t) noch g* (t) größer sind als L, dann ist es wahrscheinlich, daß dann keines der gesuchten Symbole in dem empfangenen Signal vorhanden ist. Im Falle, daß sowohl g^(t) und g_Q(t) größer sind als L₁ bzw. L₂/ dann wird angenommen, daß der größere dieser beiden Werte am wahrscheinlichsten das gesuchte Signal ist. Da die Repräsentation A(t) und B(t) normalisierte Funktionen sind, so liefern die Größenordnungen von g_Q(t) und g« (t) sinnvolle Kriterien, basierend auf welchen die größere der Ansprechgrößen detektiert werden kann, wodurch das wahrscheinlichste Signal angezeigt wird.

Wenn ein Symbol detektiert ist, so repräsentiert das Maximum dieses Signals den wahrscheinlichsten Synchronisationspunkt des Detektionsprozesses bezüglich der ankommenden Datensymbole hinsichtlich 9n(t) und g.(t). Die Detektorschaltung 50 weist eine Schaltung auf, durch welche in adaptierbarer Weise die ankommenden Datensignale zur Aufrechterhaltung der Synchronisation verfolgt werden. Diese adaptive Verfolgung der ankommenden Signale verwendet die zeitliche Lage der ausgewählten Spitze im ankommenden Datensignal und auch seine Größe zur Synchronisierung der nächsten zeitweisen Lage zur Beobachtung des nächsten erwarteten Symbols. Bei diesem Spuroder Verfolgungsverfahren wird die Signalstärke oder Amplitude in einem Faktor gewichtet, was einen Effekt auf die Detektierung des darauffolgenden Symbols hat.

Die Ausgangsgröße von der Detektorschaltung 50 ist als X(t) identifiziert und praktisch in Fig. 3 dargestellt. Die Ausgangsgröße der Detektorschaltung 50 wird an einen Datenpro-

zessor und Anzeigevorrichtung 40 gemäß Fig. 1 geliefert, und zwar für die weitere Manipulation und für die Darstellung in Daten, die für die im Erdbohrloch vorgenommenen innerhalb des Lochs ausgeführten Messungen repräsentativ sind. Anders ausgedrückt sind die gefilterten und verarbeiteten Daten, dargestellt in Fig. 3, repräsentativ für die Intelligenz führende Information, die ursprünglich durch die Meßausrüstung abgeleitet wurde und zum Gebrauch formatiert wurde, und zwar durch den Transmitter der im Loch befindlichen Meßausrüstung, die während des Bohrens arbeitet. Diese Daten können dekodiert werden, um deren Intelligenz und Information durch den Datenprozessor zu extrahieren und um seinerseits eine durch Menschen lesbare Ausgangsgröße von diesem System zu liefern.

Bei der Durchführung der Erfindung sind mehrere wichtige Merkmale zu beachten, und zwar einschließlich des Merkmals der Geräusch- oder Rauschauslöschung beim Verarbeiten, wodurch der Intelligenz führende Teil des im Bohrloch erzeugten Signals extrahiert wird, ohne daß die Notwendigkeit besteht, die ihm übertragene Information wieder in die modulierte Form zurückzubringen, die beim Verlassen des im Bohrloch befindlichen Transmitters vorlag. Ein weiteres wichtiges Merkmal besteht darin, daß bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens es möglich ist, die Drucksensoren oder Wandler wesentlich dichter zusammen anzuordnen, als dies beim Stand der Technik der Datenübertragungssysteme möglich war, wo das ursprüngliche Signal ein phasenmodulierter Träger ist und Wellenlängenbetrachtungen eine Rolle spielen. Der Empfänger und der Prozessorteil für das empfangene Signal dieser Vorrichtung stellen ein zusammengesetztes Signal her, und zwar bezüglich der Realzeitform der Signale, die von den Druckimpulsen innerhalb der Schlamm führenden Leitung erwartet werden. Der Prozessorteil für das empfangene Signal dieser Vorrichtung filtert das zusammengesetzte Datensignal Z₊(t) derart aus, daß ein Ausgangssignal X(t) dann maximiert wird,

wenn tatsächlich ein Datensignal zu extrahieren ist, wodurch das Geräusch minimiert wird, welches innerhalb des gemessenen Drucksignals vorhanden ist, mit dem die Daten übertragen werden. Vom Empfänger 36, gezeigt in Fig. 2, kann das Ausgangssignal X(t) durch zusätzliche Datenverarbeitungsausrüstung (nicht gezeigt) dazu verwendet werden, um die durch dieses Datensignal getragene Intelligenzinformation zu extrahieren, und daraus können dann Repräsentationen der durch die im Bohrloch befindliche Ausrüstung gemachten Messungen wiedergegeben werden.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Daten werden vorgesehen, und zwar bei einem Bohrlochuntersuchungssystem, welches beim Bohren arbeitet, wobei ein in einer Vorrichtung im Bohrloch entstehendes Datensignal zur Erdoberfläche durch den Bohrschlamm übertragen wird. Das Verfahren sieht die Messung von Druckpulsationen in einer Schlammströmungsleitung an der Erdoberfläche vor, und zwar an zwei mit Abstand angeordneten Stellen, woraufhin dann die Datensignale kombiniert werden, um vom Inneren des Bohrlochs kommende, sich fortpflanzende Druckwellen, wie beispielsweise an der Oberfläche erzeugte Interferenzgeräusche auszulöschen. Das kombinierte Datensignal wird sodann durch Konvolutions- oder Faltungsfilter verarbeitet und sodann durch einen Detektor geleitet, um das Vorhandensein oder NichtVorhandensein eines gültigen Datensignals festzustellen. In der Vorrichtung werden diese Datensignale durch den Bohrschlamm geleitet, und zwar durch Druckfluktuation, die in der im Bohrloch befindlichen Vorrichtung ihren Ursprung haben. Zwei eng mit Abstand angeordnete Drucksensoren messen die Schlammdruckpulsationen in einer Schlamm]eitung an einer Oberflächenstelle. Eines der gemessenen Druckpulsationssignale ist zeitlich verschoben, und

zwar um eine Größe gleich der Laufzeit der akustischen Gruppenfortpflanzungsgeschwindigkeit im Schlamm zwischen den zwei Drucksensoren. Eines der beiden Signale erhält seine Polarität umgekehrt und die zwei Signale werden kombiniert, um jedwede nach unten sich fortpflanzende Energie aus dem kombinierten Druckdatensignal auszulöschen. Das kombinierte Druckdatensignal wird sodann durch jeden der η angepaßten Filter in einem Basisband PCM-System verarbeitet, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines der η Symbole im Restdatensignal zu bestimmen. Jede Ausgangsgröße der gefilterten Datensignale wird sodann in einen "den Größten von" Bayesian-Detektor eingegeben, um entweder das Vorhandensein eines Symbols oder das Nichtvorhandensein des Datensignals zu identifizieren.

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Claims

DJ-5970 Verfahren und Vorrichtung zur Signalwiedergewinnung in einem während des Bohrens arbeitenden Bohrlochuntersuchungssystem Ansprüche

1. Verfahren zur substantiellen Verminderung des oberhalb des Bohrlochs auftretenden Geräuschs oder Rauschens bei einem aus dem Inneren des Bohrlochs kommenden Signales in einem während des Bohrens arbeitenden Bohrlochuntersuchungssystems, dem das aus dem Inneren des Bohrlochs kommende Signal (downhole signal) in der Form von impulsmodulierten Druckwellen vorliegt, die in dem Bohrströmungsmittel des Systems übertragen werden, gekennzeichnet durch:

a) Messung des Strömungsmitteldrucks im Bohrströmungsmittel an einem ersten bzw. zweiten Punkt, und Umwandlung der beiden Druckmessungen in entsprechende elektrische Signale, die für die gemessenen Drücke eine Anzeige bilden, wobei die ersten und zweiten Punkte längs des Bohrströmungsmittelflußpfades mit Abstand angeordnet sind, und zwar zwischen einer Bohrströmungsmittelguelle und einem im Bohrloch befindlichen Teil einer Quellenausrüstung, in der das

aus dem Inneren des Bohrlochs kommende Signal seinen Ursprung nimmt,

b) zeitliche Verschiebung eines der elektrischen Druckmeßsignale um eine Größe entsprechend der Fortpflanzungszeit der impulsmodulierten Druckwelle innerhalb des Bohrströmungsmittelflußpfades von einem der Punkte zum anderen,

c) Kombination des zeitlich verschobenen, zu dem elektrischen Druckmeß signal mit dem anderen erwähnten elektrischen Druckmeßsignal zur Erzeugung eines zusammengesetzten elektrischen Meßsignals zum Zwecke der substantiellen Entfernung der sich nach unten fortpflanzenden Energie daraus, und

d) Filtern des zusammengesetzten elektrischen Druckmeßsignals in einem angepaßten Filter zur Identifikation tatsächlicher Daten in den elektrischen Signalen aus dem im zusammengesetzten elektrischen Meßsignal vorhandenen Geräusch zur Erzeugung eines gefilterten elektrischen Druckmeßsignals, und weitere Verarbeitung des gefilterten elektrischen Meßsignals durch Detektion innerhalb dieses Signals des Vorhandenseins von Daten, die innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen, und zwar innerhalb eines Satzes von zulässigen Werten zur Erzeugung eines erholten oder aufgefrischten Datensignals, das einen Wert besitzt, wenn kein Signal detektiert wird, einen ersten Satz von Werten, wenn das gefilterte elektrische Signal einen Schwellenwert übersteigt, einen zweiten Satz von Werten, wenn das gefilterte elektrische Meßsignal einen weiteren Schwellenwert übersteigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt der Kombination des

zeitlich verschobenen elektrischen Druckmeßsignals mit dem anderen der elektrischen Druckmeßsignale zusätzlich folgendes aufweist:

Erzeugung eines zusammengesetzten Signals, welches repräsentativ ist für die Differenz zwischen dem zeitlich verschobenen elektrischen Druckmeßsignal und dem erwähnten anderen elektrischen Druckmeßsignal.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt der Kombination des zeitlich verschobenen elektrischen Druckmeßsignals mit dem anderen der elektrischen Druckmeßsignale zusätzlich folgendes aufweist:

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b) Hinzuaddierung des polaritätsmäßig umgekehrten und zeitlich verschobenen elektrischen Druckmeßsignals zu dem anderen Druckmeßsignal, wodurch ein zusammengesetztes Signal erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An Sprüche, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Filterung zusätzlich folgendes aufweist:

konvolvierendes Inverbindungbringen des zusammengesetzten Signals mit einem zeitumgekehrten Signal repräsentativ für jedes der übertragenen Impulssymbole, die wiedergewonnen werden sollen, wodurch ein gefiltertes Signal erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Verarbeitung zusätzlich folgendes aufweist:

a) Testen jedes der erwähnten gefilterten Signals für eine Schwellenwertbestimmung des gefilterten Signals zwischen vorbestimmbaren Werten und Hindurchleiten von Signalen, die als die vorbestimmte Schwelle der zulässigen Signalwerte übersteigend festgestellt sind,

b) Diskriminierung uer gefilterten Signale zur Bestimmung derjenigen, die die größten der Signalwerte sind, und zwar innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls aus denjenigen Signalen, die nicht die größten sind oder ^innerhalb ..des ^^^hest^^^^^^^^itti^j^jOJS^^X'^^^^ii^^ag^iüUj^^^^i^^ zeugung eines aufgefrischten Datensignals, das für das übertragene aus dem Bohrloch kommende Signal repräsentativ ist, und

c) Synchronisierung der Messung des Strömungsmitteldrucks mit dem zeitweisen Auftreten der Diskrimination der gefilterten Signale zur Voraussage der Zeit der" Messungsvornahmen des Strömungsmitteldrucks.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch i, gekennzeichnet durch:

a) Filtern der zusammengesetzten gefilterten Signale in zeitlicher Synchronisation mit dem zeitlichen Auftreten d£|r Maximas der ausgewählten druckmeß-gefilterten Signale, die die Schwellenwerte übersteigen, und

b) zeitweise Einstellung der Synchronisation zur Kompensation auf zeitliche Variationen bei den Maxiinas der Druckmeßsignale, um die Meßvornahmen in Synchronisation zu halten mit den erwarteten Auftretvorgängen der ausgewählten Druckimpulse.

7. In einem während des Bohrens arbeitenden Bohrlochuntersuchungssystem, wo ein aus dem Bohrloch kommenden Signals für einen gemessenen im Bohrloch vorhandenen Parameter repräsentativ ist und wobei dieses Signal zur Erdoberfläche in der Form eines Druckimpulses in dem Bohrströmungsinittel des Systems übertragen wird, und mit einer Vorrichtung zur substantiellen Verminderung des Einflusses des Druckpulsationsstörgeräuschs auf das aus dem Bohrloch kommende Signal, gekenn zeichnet durch folgende Mittel:

a) Leitungsmittel zum Leiten des Bohrströmungsmittels von einer Bohrströmungsmittelquelle an der Erdoberfläche zur Quelle oder Quellenausrüstung, in der das aus dem Inneren des Bohrlochs kommende Signal seinen Ursprung η inunt,

b) erste Wandlermittel an einem ersten Punkt auf den Leitungsmitteln zum Messen des Strömungsmitteldrucks in den Leitungsmitteln an einem ersten Punkt und zur Umwandlung des Drucks in ein entsprechendes erstes elektrisches Druckmeßsignal,

rtewändlermittel an einem zweiten Punkt an den'LVitungsmitteln mit Abstand angeordnet gegenüber dem ersten Punkt zur Messung des Strömungsmitteldrucks in den Leitungsmitteln an dem zweiten Punkt und zur Umwandlung des Drucks in eine entsprechende zweite elektrische Druck-. signalmessung,

d) Mittel zur Zeitverschiebung des zweiten elektrischen Druckmeßsignals um eine Größe entsprechend der Druckwellenfortpflanzungslaufzeit in dem Bohrströmungsmittel von den einen Wandlermitteln zu den anderen Wandlermitteln ,

e) Mittel zur Erzeugung eines zusammengesetzten elektrischen Meßsignals, welches repräsentativ ist für die Differenz zwischen den ersten und zweiten elektrischen Druckmeßsignalen ,

f) Mittel zum Filtern des zusammengesetzten elektrischen DruckmeßsignaIs zur Identifizierung gültiger Druckneßsignale in den zusammengesetzten Signalen,um ein gefiltertes Signal abzuleiten, und

g) Mittel zur Verarbeitung des gefilterten Signals einschließlich der Bestimmung des Vorhandenseins eines Signals, das zwischen vorbestimmten Grenzen liegt und um zwischen diesen Signalen als gültig zu differenzieren, worauf eine übertragung des gültigen Signals oder eine Übertragung keines Signals erfolgt, und zur adaptiven Bestimmung der Detektorsynchronisation mit den übertragenen Daten.

8. System nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Mittel zur Synchronisierung der Signale von den ersten und den zweiten Wandlermitteln mit den Mitteln zur Verarbeitung des gefilterten Signals zur Koordination der Verarbeitung des gefilterten Signals zur Identifikation gültiger Druckmeßsignale, wobei die Synchronisiermittel Mittel aufweisen, um die Synchronisation der Signale zeitweise (zeitlich) einzustellen, um so zeitliche Variationen der Druckpulsationen in dem aus dem Bohrloch kommenden Signal zu kompensieren.

9. System oder Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Abstand der ersten und zweiten Wandlermittel nicht enger ist als ungefähr 3 Fuß (ungefähr 1 m) und nicht größer als ungefähr 100 Fuß (ungefähr 33 m).

10. System oder Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Abstand zwischen den ersten und zweiten Wandlermitteln nicht enger ist als ungefähr 5 Fuß und nicht größer als annähernd ungefähr 30 Fuß.

11. System oder Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Filtermittel ein Konvolvier- oder Bindungsmittel aufweisen, um das zusammengesetzte Signal mit einem Signal zu konvolvieren, welches für ein Signal indikativ ist, das aufgefrischt oder wiedergewonnen werden soll.

12. System oder Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 11, dadurch gekenn ze ichnet, daß die Verarbeitungsmittel Schwellenwertdetektormittel aufweisen, um das Vorhandensein von gefilterten Signalen zwischen festgelegten Grenzen zu bestimmen, und wobei ein Diskriminator betreibbar ist, um zu bestimmen, ob das durch die Prozessormittel geleitete Signal das größte Signal derjenigen Signale sein sollte, die durch den Schwellenwertdetektor laufen, oder kein Signal.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Verarbeitungsmittel das Synchronisationsmittel aufweisen, die mit den Verarbeitungsmitteln den ersten und zweiten Wandlermitteln und den Mitteln zur Erzeugung eines zusammengesetzten Signals betreibbar sind, um die Detektion dieser Signale zu optimieren, die wiedergewonnen werden sollen, und zwar durch Synchronisierung der Mittel zur Filterung des zusammengesetzten Signals mit dem Diskriminator.

14. In einem während des Bohrens arbeitenden Bohrlochuntersuchungssystem mit einem aus dem Inneren des Bohrlochs kommenden Signal, welches für einen gemessenen, im Bohrloch vorhandenen Parameter repräsentativ ist, und wobei das Signal zur Erdoberfläche in der Form einer impuls-modulierten Druckwelle in dem BohrstrÖmungsmittel des Systems übertragen wird, wobei eine Vorrichtung vorhanden ist, die zur substantiellen Verminderung des Einflusses von interferierendem Geräusch von dem aus dem Bohrloch kommenden Signal dient, gekennzeichnet durch:

a) Leitungsmittel zur.i Leiten des BohrstrÖmungsmittels von einer Bohrströmungsmittelquelle an der Erdoberfläche zu einer Bohrwerkzeugfolge der Quelle oder der Quellenausrüstung, in der das aus der Quelle kommende Signal seinen Ursprung nimmt,

b) erste Wandlermittel an einem ersten Punkt an den Leitungsmitteln zur Messung des Strömungsmitteldruckes an dem ersten Punkt in den Leitungsmitteln und zur Umwandlung der Druckmessung in ein entsprechendes erstes elektrisches Druckmeßsignal,

c) zweite Wandlermittel an einem zweiten Punkt an den Leitungsmitteln mit Abstand angeordnet gegenüber dem ersten Punkt zur Messung des Strömungsmitteldrucks an dem zweiten Punkt in den Leitungsmitteln und zur Umwandlung der Druckmessung in eine entsprechende zweite elektrische Drucksignalmessung,

d) Mittel zur Zeitverschiebung des zweiten elektrischen Druckmeßsignals um eine Größe entsprechend der Druckwellenfortpflanzungslaufzeit in dem BohrstrÖmungsmittel von dem einen der Wandlermittel zu dem anderen der Wandlermittel,

ff ·

e) Mittel zur Erzeugung eines zusammengesetzten elektrischen Meßsignals, repräsentativ für die Differenz zwischen den ersten und zweiten elektrischen Druckmeßsignalen,

f) Filtermittel mit einer Vielzahl von angepaßten Filtersegmenten, wobei ein angepaßtes Filtersegment geeignet i,st zum Empfang des zusammengesetzten Signals und zur Konvoivierung desselben mit einem Signal, welches indikativ oder anzeigend für ein Signal ist, das wiedergewonnen oder wiederaufgefrischt werden soll, und wobei ein weiteres der angepaßten Fjiltersegmente dazu geeignet ist, das zusammengesetzte Signal zu empfangen und es mit dem anderen Signal zu konvolvieren, welches für das andere Signal indikativ ist, das wiedergewonnen werden soll, wodurch eine Vielzahl von gefilterten Aus-

gangssignalen erzeugt wird, ^:

g) Mittel zur Verarbeitung der Vielzahl der gefilterten Ausgangssignale, gesondert einschließlich Mitteln zur Bestimmung, ob die Amplitude jedes der Signale einzeln vorbestimmte Grenzen übersteigt und ob jedes der Signale einzeln innerhalb vorbestimmter Grenzen auftritt, und Mittel zur Diskriminierung zwischen den gefilterten Ausgangssignalen zur Erzeugung eines Ausgangssignals, welches repräsentativ ist für die gemessenen im Bohrloch vorhandenen Parameter, und

h) Mittel zur Synchronisierung der vorbestimmten Zeitgrenzen mit den erwarteten Auftretereignissen der impulsmodulierten Druckwellen in dem Bohrströmungsmittel, und zwar detektiert durch die ersten und zweiten Wandlermittel.