DE3916704A1 - Signaluebertragung in bohrgestaengen - Google Patents

Signaluebertragung in bohrgestaengen

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    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H01F2038/143—Inductive couplings for signals

Description

Bei Erdbohrungen ist es oftmals notwendig, zu Meß- und Steuerzwecken Signale vom und zum Bohrkopf zu übertragen. Zur Zeit wird das durch Druckänderungen in der Bohrflüssigkeit bewerkstelligt mit dem Nach­ teil, daß die Übertragungsgeschwindigkeit außerordentlich gering ist. Diese soll erfindungsgemäß um Größenordnungen erhöht werden.
Hierzu eignet sich zunächst ein Verfahren, bei dem die Rohre selbst mit einer zusätzlichen z. B. in einer Nut eingelegten Leitung für die Übertragung benutzt werden. Dabei wird das Signal über an den Enden der Rohre sich gegeüberliegende Induktionsschleifen transformatorisch weitergegeben. Für die Übertragung genügt bei Frequenzen ab 1 kHz je­ weils eine einzige Windung.
Die Rohre sind im allgemeinen elektrisch leitend und bilden für die Induktionsschleifen eine Kurzschlußwindung. Hierdurch entstehen Verlu­ ste. Diese kann man dadurch verringern, daß man mit kleinen Signal­ spannungen arbeitet, indem man Sender und Empfänger mit Hilfe von Übertragern anpaßt.
Durch geeignete Formgebung der Rohre im Übertragungsbereich mit Hilfe von Nuten oder Schlitzen läßt sich der elektrische Widerstand erhöhen ohne daß man auf die magnetischen Eigenschaften der Rohre verzichten muß. Mit Hilfe eines Magnetwerkstoffes wie Ferrit, den man so um die sich gegenüberliegenden Schleifen anordnet, daß er den wesentlichen magnetischen Fluß führt, kann man Verluste weitgehend vermeiden.
Eine weitere Möglichkeit der Signalübertragung liegt in der Eigen­ schaft der Rohre, Körperschall fast ungedämpft zu übertragen. Aller­ dings sind hier, durch das Bohren bedingt, erhebliche Störgeräusche überlagert. Daher muß man durch entsprechende Maßnahmen wie Selektion, Modulation, Wahl der Trägerfrequenz und Kodierung das Nutzsignal ein­ deutig kenntlich machen.

Claims (8)

1. Signalübertragung in Bohrgestängen, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende eines Rohres elektrisch miteinander verbundene Induktions­ schleifen eingelegt sind, so daß sich diese an der Verbindungsstelle zweier Rohre gegenüberliegen und transformatorisch gekoppelt sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektri­ sche Verbindung der Schleifen über einen Leiter und das Rohr erfolgt.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch geeig­ nete Formgebung, zum Beispiel durch Nuten oder Schlitze, unter Erhal­ tung der magnetischen Eigenschaften der elektrische Leitwert des Roh­ res herabgesetzt wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nähere Umgebung der Induktionsschleife mit magnetisch wirksamen Material von geringer elektrischer Leitfähigkeit ausgekleidet wird und darüber der magnetische Fluß zweier gegenüberliegender Schleifen geführt wird.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertra­ gungsstrecke durch Übertrager an Signalquelle und Empfänger angepaßt ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Induk­ tionsschleife nur aus einer Windung besteht.
7. Signalübertragung in Bohrgestängen, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersignal als Körperschall über das Gestänge übertragen wird.
8. Signalübertragung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzsignal durch Wahl der Trägerfrequenz, Modulation und Kodierung von Störsignalen unterscheidbar ist.
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