JP2003504543A - パイプラインシステムにおけるデータ送信 - Google Patents

パイプラインシステムにおけるデータ送信

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JP2003504543A JP2001509845A JP2001509845A JP2003504543A JP 2003504543 A JP2003504543 A JP 2003504543A JP 2001509845 A JP2001509845 A JP 2001509845A JP 2001509845 A JP2001509845 A JP 2001509845A JP 2003504543 A JP2003504543 A JP 2003504543A
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マーティン・スティーブン・ハドソン
ダニエル・ジョインソン
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12—Means 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
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Abstract

(57)【要約】 第１の組の装置は、井（１、３）のケースされた断面のある位置から遠隔地にデータを送信するように構成されている。当該装置は、作業深さを増加するために中継局（６）として使用可能である。信号が、中継局（６）においてストリング（１）に付加されると共にストリング（１）から受信され、ストリング（１）の選択された長さには中継局の両側に絶縁スペーサ手段（９）が与えられ、ストリング（１）とケーシング（３）が、選択された最小距離だけ効果的に分離されるようにする。これにより、電位差が、ストリング（１）に付加可能となると共にストリング（１）から検出可能となり、データ送受信を可能にする。第２の組の装置（図８）は、井（４０１、４０３）のケースされた断面内の内部ユニット（４０８）からケーシング（４０３）の外部にある中間の周囲の領域に送信するように構成されている。内部ユニット（４０８）は電流をストリング（４０１）に注入する。ケーシング（４０３）を囲む環状体（４１５）は信号を取り出すために設けられる。伝導性パッカー（４１１）が、ストリング（４０１）とケーシング（４０３）を離して接続する。環状体がゼロではない磁束を捉えてこれ故に信号が受信可能なように、ストリング（４０１）とケーシング（４０３）を流れる電流の不釣合いは生成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、パイプラインシステム、特に、井（ｗｅｌｌ）に使用されるデータ
送信システム、データ送信方法、信号受信装置、及び、信号受信方法に関する。
【０００２】 石油及びガスのためのボーリング及び井作成作業中に採寸可能なことは有益で
ある。しかし、下げ孔位置から地表にデータを送信することは困難であり、困難
性は深さと共に増加する。現在、地下３０００メートル以上のデータ送信の需要
がある。
【０００３】 現在利用可能な信号送信技術の中で井自身の金属構造を利用するものは、別個
のワイヤーラインを備える必要がないために特に好ましい。殆どの非ワイヤーラ
インシステムは、生産ストリングとケーシングを単一の導電路として利用し、ア
ースを帰還路として利用している。ケーシングとストリングを別個の伝導路とし
て使用する試みが幾つかなされてきたが、特に、坑口においては関与する荷重に
より、ストリングをケーシングからその長さに亘って分離することが困難である
ために、これは問題を伴う。他の方法は、実現が困難で高価なだけでなくデータ
速度の低い「泥パルス」を含む。
【０００４】 いずれのシステムが使用されても、関与する固有損失と合理的レベルに電流を
収める需要のために範囲は限定される。更に、本出願人の知る限り、ケーシング
内でストリングの位置から信号を送るための実用的な非ワイヤーラインシステム
は現在利用可能ではない。本出願人の先行出願欧州特許出願第０，６４６，３０
４号に記載されている通信システムは、例えば、オープンホール状態で動作し、
信号をケースされた断面に沿って送信可能である。しかし、かかるシステムは、
ケースされた断面内である位置から送信するのに実際には使用できないというこ
とが一般に認められている。
【０００５】 パイプラインシステムにおいては、フローライン及び／又は関連ケーシング内
の装置から、システムの同一領域であるがフローライン及び／又はケーシングの
外部にある装置に信号を送信可能なことも望ましい。しかし、これは達成しにく
いことが一般に認められている。
【０００６】 従来技術に関連した問題の少なくとも幾つかを軽減する通信システムを提供す
ることが本発明の目的である。
【０００７】 本発明の第１の側面によれば、パイプラインシステムの金属構造が信号通信路
として使用され、帰路としてアースが使用されるデータ送信システムであって、
離間した位置で互いに電気的に接続された第１及び第２の伝導部を有する電流ル
ープ経路を形成する手段を有し、前記金属構造は前記伝導部の少なくとも一つを
有し、信号を前記伝導部の一方に付加する送信手段を有するローカルユニットを
更に有し、これにより使用に際して電流が前記ループを流れ、前記ループの前記
領域においてアースと前記金属構造の間に電位差を発生させ、前記金属構造に沿
って信号が前記ループから離れて伝搬されることをもたらし、前記電流ループ経
路を形成する前記手段は、所望の送信特性を与えるように選択された最小距離だ
け前記離間した位置が少なくとも離れることを確保するように構成されているデ
ータ送信システムが提供される。
【０００８】 本発明の第２の側面によれば、パイプラインシステムの金属構造が信号通信路
として使用され、アースが帰路として使用されるデータ送信方法であって、離間
した位置で互いに電気的に接続された第１及び第２の伝導部を有する信号結合ル
ープを構成するステップであって、前記金属構造は前記伝導部の少なくとも一つ
を有するステップと、 前記伝導部の一に信号を付加し、前記ループの周りに電流を流させ、前記ルー
プの前記領域においてアースと前記金属構造との間に電位差を発生させ、信号が
前記金属構造に沿って前記ループから離れて伝搬されるようにするステップと、 所望の送信特性を与えるように選択された最小距離だけ前記離間した位置が少
なくとも離れることを確保するステップとを有するデータ送信方法が提供される
。
【０００９】 前記パイプラインシステムは、内部フローラインと周囲のケーシングとを有す
る。典型的に、パイプラインシステムは生産ストリングと周囲のケーシングとを
有する井を有する。
【００１０】 動作において、前記ループ経路を流れる電流は、システムがダイポール送信機
として動作するようにさせると考えることができる。
【００１１】 受信手段は、金属構造に沿って伝搬された信号を受信するために、前記電流ル
ープ経路から離れた位置に設けられてもよい。
【００１２】 上記構成は、ワイヤーラインが回避可能であり、生産ストリングがケーシング
の内部に配置されている位置から生産ストリングに沿って信号を送信する場合に
さえ、現実的な電流レベルを使用する実用的な状況において金属構造に検出可能
な信号を注入可能であるという長所を与える。電流ループ経路の領域から離れた
金属構造は全体として単一の伝導信号路として取り扱われてもよい。
【００１３】 信号の受容可能なレベルがローカルユニットから離れた所望の位置、例えば、
坑口で検出可能であるように、最小距離は状況に適するように選択可能である。
典型的な選択最小距離は１００メートルである。選択最小距離は構造／井の全長
に対して小さいことが好ましい。
【００１４】 好ましくは、伝導部は生産ストリングの一部を有する。送信手段は生産ストリ
ングに信号を付加するように構成されてもよい。 ある実施形態においては、一方の伝導部はフローラインの一部、例えば、生産ス
トリングを有し、他方の導電部はケーシングの周囲の部分を有する。かかる実施
形態においては、電流ループ経路を形成する手段は、フローラインを周囲のケー
シングから、選択された最小距離だけ離間する絶縁スペーサ手段を有する。絶縁
被覆が、選択された最小距離に相当する部分に亘って、フローライン及び／又は
ケーシングに与えられてもよい。電流ループ経路を完成するための第１及び第２
の伝導部の間の離間した接続は、選択された領域を越えたフローラインとケーシ
ングとの間に微接触を有してもよい。選択された最小距離に亘って、フローライ
ンとケーシングとの間の分離を改良するのにかかる費用は、ストリングとケーシ
ングとをそれらの全長に沿って分離使用とするのにかかる費用よりも相当に低く
なることが理解されるであろう。
【００１５】 別の実施形態においては、一方の伝導部はパイプライン又はフローラインの一
部を有し、他方の伝導部は、前記パイプライン又はフローライン内に配置された
少なくとも二つのピッグを接続する少なくとも一の導電性延長部材を有する。係
る実施形態においては、前記電流ループ経路を完成するための前記離間した接続
は前記ピッグに設けられてもよい。ローカルユニットが、ピッグの一つに設けら
れてもよい。好ましくは、送信手段は延長部材に信号を付加するように構成され
ている。
【００１６】 ローカルユニットは、ユニットの領域の状態を検出するセンサ手段を有する。
前記ローカルユニットは、前記金属構造に沿って送信されたにせよそうでないに
せよ入来信号を受信する受信手段を有してもよい。ローカルユニットは中継局と
して動作するように構成されてもよい。中継局は、生産ストリングのケースされ
た断面に配置され、従って、データ送信システムの範囲を向上するのに使用され
てもよいことが理解されるであろう。
【００１７】 好ましくは、前記送信手段は、前記それぞれの伝導部の前記中間位置に信号を
実質的に付加する。これにより、ローカルユニットから金属構造に沿って両方向
に離れる信号伝搬特性を等しく易く、ローカルユニットが双方向中継局として機
能するならば特に適している。
【００１８】 他方、一方向に信号送信を増加することが望ましいならば、送信手段は、それ
ぞれの伝導部の一端、好ましくは他端の方の位置で信号を付加するように構成さ
れてもよい。
【００１９】 送信手段及び／又は受信手段は、それぞれの伝導部に連続して配置された分離
部材を有してもよい。送信手段は、分離部材を横切って接続された信号生成手段
を有する。受信手段は、分離部材を横切って接続された信号測定手段、例えば、
電圧測定手段を有してもよい。それぞれの伝導部が生産ストリングを有する場合
、分離部材は、ストリングに配置された分離ジョイントであってもよい。
【００２０】 送信手段及び／又は受信手段は、それぞれの伝導部の周りに配置された誘導結
合手段を有してもよい。電流ループ経路は一巻の変圧器巻線として動作してもよ
い。誘導結合手段は、それぞれの伝導部を囲む、一般に環状コアに巻かれるコイ
ルを有してもよい。
【００２１】 本発明の第３の側面によれば、パイプラインシステムの金属構造が信号通信路
として使用され、アースが帰路として使用されるデータ送信システムに使用され
る信号受信装置であって、受信手段を含むローカルユニットと、前記ローカルユ
ニットと、前記電気構造の一部の少なくとも２つの離間した位置との間に電気的
な接触を与える手段と、前記２つの離間した位置が、所望の受信特性を与えるよ
うに選択された最小距離だけ少なくとも離れることを確保する手段とを有する信
号受信装置が提供される。
【００２２】 本発明の第４の側面によれば、アースを帰路として有するデータ送信システム
において信号通信路として使用されるパイプラインシステムの金属構造から信号
を受信する方法であって、受信手段を有するローカルユニットを設けるステップ
と、前記ローカルユニットと、前記金属構造の一部の少なくとも２つの離間した
位置との間に電気的な接触を与えるステップと、前記離間した位置が、所望の受
信特性を与えるように選択された最小距離だけ少なくとも離れることを確保する
ステップとを有する方法が提供される。
【００２３】 信号がパイプラインシステムの金属構造に沿って送信されると、信号の大きさ
は、信号ソースからの距離が増加すると、一般に減少する。これは、主として信
号のアースへの暫時的な漏れによるものである。従って、信号が金属構造に沿っ
て伝搬している時、２つの長手方向に離間したいかなる位置の間にも電位差が存
在し、２つのかかる位置に接続を与えることにより信号が金属構造から抽出可能
になることが理解されてきた。要求される最小距離は、関連位置におけるアース
に関しての信号レベルと受信手段の感度／ノイズ性能に依存する。
【００２４】 離間された位置に電気的な接触を与える手段は、生産ストリングの一部と、前
記ストリング部分を周囲のケーシングの対応部分から離間させる絶縁スペーサ手
段とを有してもよい。分離ジョイントがローカルユニットの領域においてストリ
ングに設けられてもよく、それを横切って接続された信号測定手段が設けられて
もよい。この場合、ストリングが効果的にケーシングから分離されるので、金属
構造のその断面の全信号損失はケーシングからくるものであり、離間した位置の
間の電位差が検出可能なようにストリングのその部位に沿った電位降下は殆どな
い。
【００２５】 離間された位置に電気的な接触を与える手段は、前記生産ストリング内に配置
された少なくとも２つのピッグを接続する少なくとも位置の伝導性延長部材を有
してもよい。
【００２６】 本発明の第５の側面によれば、パイプラインの金属構造が信号通信路として使
用されるデータ送信システムに使用される信号受信装置であって、誘導結合を有
する受信手段を有するローカルユニットを有する信号受信装置が提供される。
【００２７】 信号通信路は、ローカルユニットの領域において２以上の支路に分岐されても
よく、誘導結合は前記支路の一つの周りに配置されてもよい。
【００２８】 好ましくは、誘導結合は、ケーシング内に配置された生産ストリングの周りに
配置される。ある支路は生産ストリングを有し、別の支路はケーシングを有して
もよい。
【００２９】 誘導結合は、前記通信路及び／又は生産ストリングの一つの周りに配置された
環状体を有してもよい。
【００３０】 本発明の更なる側面によれば、生産ストリングとケーシングを含む井の金属構
造が信号通信路として使用され、アースが帰路として使用されるデータ送信シス
テムであって、前記信号通信路に沿って信号を受信及び／又は送信するための、
前記ストリングに結合された受信及び／又は送信手段を有するローカルユニット
と、前記生産ストリング及びケーシングが前記ローカルユニットの前記領域にお
いて少なくとも選択された最小距離だけ互いに離間されるように構成された絶縁
スペーサ手段とを有し、前記最小距離は所望の受信及び／又は送信特性を与える
ように選択されるデータ送信システムが提供される。
【００３１】 ケーシングは複数の断面を有してもよく、それはボルト付けされてもよい。隣
接する断面の間にある一以上のジョイントにおける合わせ面は、絶縁媒体で被覆
されてもよい。これにより、金属構造の電気特性を変更して性能を強化すること
ができる。
【００３２】 本発明の上述の側面に続いて説明される付加的な特徴の殆どは、本発明の更な
る側面に関連して同様に使用に適している。
【００３３】 本発明の別の側面によれば、パイプラインシステムに使用されるデータ送信シ
ステムであって、 ２つの離間した位置で互いに電気的に接続された内部伝導部材の一部と外部伝
導部材の対応部分を有する信号結合ループを形成する手段であって、前記外部伝
導部材は前記内部伝導部材を囲み、パイプラインシステムの前記金属構造の一部
である手段と、 前記外部部材内に配置され、前記電流ループ経路に信号を注入する送信手段を
有する内部ユニットと、 前記外部部材の外に配置され、前記ループ経路を流れる電流によって生成され
る磁束にリンクされるように構成された誘導結合手段を有する外部ユニットとを
有し、 前記構成は、使用に際して前記内部部材の前記一部を流れる電流が前記外部部
材の前記対応部分を流れる電流に釣合わず、それによって前記内部ユニットから
前記外部ユニットへの通信を可能にするように信号が前記誘導結合手段に発生す
るデータ送信システムが提供される。
【００３４】 本発明の更に別の側面によれば、パイプラインシステムに使用されるデータ送
信方法であって、２つの離間した位置で互いに電気的に接続された内部伝導部材
の一部と外部伝導部材の対応部分を有する電流ループ経路を形成するステップで
あって、前記外部伝導部材は前記内部伝導部材を囲み、パイプラインシステムの
前記金属構造の一部であるステップと、 前記外部部材内に配置された内部ユニットから前記電流ループ経路に信号を注
入するステップと、 前記ループ経路を流れる電流によって生成される磁束にリンクされるように構
成された誘導結合手段を有する外部ユニットを前記外部部材の外に配置するステ
ップとを有し、 前記構成は、使用に際して前記内部部材の前記一部を流れる電流が前記外部部
材の前記対応部分を流れる電流に釣合わず、それによって前記内部ユニットから
前記外部ユニットへの通信を可能にするように信号が前記誘導結合手段に発生す
るステップとを有する方法が提供される。
【００３５】 一般に、内部及び外部部材は概ね同軸に配置された延長部材であり、外部部材
は一般に管状である。
【００３６】 離間された位置は、選択された最小距離だけ離れていてもよい。好ましくは、
最小距離は、所望の送信特性を与えるように選択される。ある実施形態において
は、データ送信システムは、外部部材として動作するフローラインを有し、パイ
プラインシステムに使用されるように構成されてもよく、専用内部伝導部材が設
けられてもよい。かかる場合においては、内部伝導部材は２つのピッグの間に接
続された伝導性ストロップを有してもよい。
【００３７】 専用内部導体とフローラインとの間の電気的な接続はピッグで与えられてもよ
い。ピッグに配置される洗浄ブラシがフローラインの内面との接触として動作し
てもよい。
【００３８】 別の実施形態においては、データ送信システムは、内部伝導フローラインと外
部伝導ケーシングとを有し、パイプラインに使用されるように構成されてもよい
。かかる場合において、外部部材はケーシングを有し、内部部材はフローライン
を有してもよい。
【００３９】 外部部材は、特に、ケーシングの場合、複数の別個の断面を有してもよく、そ
れは螺子止めされてもよい。隣接する断面の間における一又は複数のジョイント
における合わせ面は絶縁媒体で被覆されてもよい。これにより、金属構造の電気
特性を変更して性能を強化することができる。完全に分離されたジョイントが、
ケーシングとフローラインが相互に電気的に接触する離間された位置の間でケー
シング内に配置されないことが好ましい。
【００４０】 フローラインとケーシングとの間の電気的な接続は、微接触及び／又は伝導パ
ッカーを有してもよい。離間した接続が微接触からなる場合には、接続間に最小
分離を選択することができる。伝導パッカーが使用される場合には、パッカー間
の実際の間隔とそれによる接続は選択可能である。電流ループ経路を形成する手
段は、内部フローラインの外面、及び／又は、外部ケーシングの内面に設けられ
た絶縁層から構成されてもよい。電流ループ経路を形成する手段は、絶縁スペー
サ手段を有してもよい。
【００４１】 接続の位置及び／又は性質、及び／又は、フローラインの一部をケーシングの
対応部分から絶縁するのに使用される手段は、所望の送信特性を与えるように選
択可能である。
【００４２】 好ましくは、送信手段は、信号を内部フローラインに付加するように構成され
ている。分離ジョイントがフローラインに設けられてもよいし、送信手段が分離
ジョイントを横切って信号を送信するように構成されてもよい。
【００４３】 誘導結合手段は、電流ループの領域においてケーシングの周りに配置された環
状体を有してもよい。好ましくは、誘導結合手段は離間した接続間の中間位置に
向かって配置されてもよい。
【００４４】 典型的に、パイプラインシステムは、井のケースされた断面を有し、生産スト
リングはかかる場合にフローラインである。
【００４５】 本発明の更に別の側面によれば、本発明の上述の側面のいずれか一つを実行す
る金属構造に使用される装置が提供される。
【００４６】 以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して例示的に説明する。
【００４７】 図１及び図２は、無線又は非ワイヤーラインデータ送信システムを含む海中の
井を概略的に示す。井は、層Ｆから産出物を抽出するための生産ストリング１を
有する。生産ストリング１は、泥線（ｍｕｄｌｉｎｅ）でツリー２に結合し、ケ
ーシング３によってツリー２と層Ｆとの間は囲まれている。ストリング１とケー
シング３は井の金属構造の一部を形成する。図１は、ストリング１がケーシング
３内の中央に配置されているように示しているが、実際には、ストリング１とケ
ーシング３は、多数の位置でそれらの長さに沿って互いに微接触（ｇｌａｎｃｉ
ｎｇ ｃｏｎｔａｃｔ）している。一般に、かかる微接触を防止するものはなく
、ストリング１は、ケーシング３内で、曲がりくねった、例えば、螺旋状の経路
と続く。
【００４８】 ストリング１及びケーシング３の間の空間は、それらが層Ｆに入る時に、ケー
シング３とストリング１との間に設けられたパッキンリング４に作用する圧力の
減少を補助するために、海水（又は代替的に水よりも濃い別の液体）で満たされ
ている。海水の存在は、ストリング１とケーシング３との間に更なる伝導路をも
たらす。
【００４９】 微接触及び海水を介しての伝導の効果は、一般に、ストリング１及びケーシン
グ３の対応する位置が同一電位に到達し、ストリング１及びケーシング３が単一
の導体として取り扱われなければならないことを意味する。
【００５０】 井は、層内にあるストリング１に開放井位置で設けられた幾つかのデータログ
局５も有する。データ送信システムは、データが、データログ局５と泥線又はこ
れを超えた間で、信号通信路としての井１、３の金属構造を利用して送信可能な
ように構成されている。データログ局と泥線間の距離は３０００メートル強であ
ってもよい。データは、本出願人の先行出願である欧州特許出願第０，６４６，
３０４号に記載されているものなど既存の非ワイヤーライン開口井技術を使用し
て、データログ局５で受信及びデータログ局５から送信される。これらの技術は
開口井に作用し、ケースされた断面に沿って信号を送信することができるが、実
際には、ケースされた断面内の位置から送信するのに使用することができない。
ケースされた断面の長さが余り大きくない場合にのみ、上述の出願に記載された
非ワイヤーライン技術を利用して信号は泥線で直接に受信及び泥線から直接に送
信可能となる。範囲及びデータ速度は本質的にＳＮ比によって決定される。
【００５１】 しかし、本実施形態においては、信号の強度及び／又はシステムの範囲は、生
産ストリング１のケースされた部分に沿って中継局６を途中に設けることによっ
て改善される。図２を特に参照するに、中継局６は、生産ストリングに設けられ
た分離ジョイント７、送信中に使用される信号生成手段８ａ、及び、受信中に使
用される信号測定手段８ｂを含むトランシーバー手段を有する。信号生成手段及
び信号測定手段の両方は分離ジョイント７を横切って接続される。複数の絶縁環
状スペーサ９が生産ストリング１の周りに、分離ジョイント７の領域に１００メ
ートルのオーダーの距離に亘って設けられている。スペーサ９が設けられている
距離は、信号が効果的に送受信可能なように選択される。実際の距離は、送信シ
ステムのコンポーネントと井自体に関連する幾つかの要因に依存するであろう。
【００５２】 スペーサ９は、ストリング１の周りにボルト固定されているハーフシェル型で
ある。各スペーサとストリング１との間には絶縁層９ａが設けられている。図２
は、スペーサ９の一つを側面図で、残りのスペーサ９を断面図で示している。各
スペーサ９においてストリング１がケーシング３の中央に保持されているように
、かつ、ストリング１が隣接するスペーサ９間のいかなる位置においてもケーシ
ング３に接触しないように、スペーサ９は構成されて位置決めされている。複数
のスペーサ９の各端で最後のスペーサ９を超えると、ストリング１は、図２に示
すように、ケーシング３と微接触１０する。各最後のスペーサ９とそれぞれの微
接触１０との間の距離はランダムであろうが、その下限は井とスペーサ９の特性
によって決定されるだろう。従って、スペーサ９はストリング１とケーシング３
との間の接触が少なくとも選択された最小距離だけは存在しないことを確保する
。
【００５３】 一般に、システムの送受信特性は微接触１０間の間隔が増加すると向上する。
しかし、最小距離を延長するのにかかる費用とのトレードオフがある。一般に、
微接触１０間の実際の間隔は最小距離よりも大きいであろうが、これは、システ
ムを改良する機能を簡単に奏する。
【００５４】 微接触１０間のストリング１とケーシング３の位置を、以下、ストリングの分
離部１ａとケーシングの対応部分３ａと呼ぶ。
【００５５】 図３は、生産ストリング１とケーシング３の主要長さに対する等価（集中定数
）回路を示している。ストリング１とケーシング３はそれぞれ、連続した抵抗器
Ｒｓ及びＲｃによって表示されている。ストリング１及びケーシング３との間の
漏れ経路は一連の抵抗器Ｒｇ+ｂで表示され、ケーシング３と遠隔のアースＥと
の間の漏れ経路は抵抗器ＲｅとコンデンサＣｅによって表示されている。信号が
ストリング１又はケーシング３に付加された場合、遠隔のアースＥへの漏れ経路
を介しての損失のため、信号強度はソースから離れる距離と共に減少するだろう
。更に、上述したように、ストリング１とケーシング３は同電位になり易くなる
。
【００５６】 図４は、信号受信中の、中継局６の領域における生産ストリングの一部１ａ及
びケーシングの一部３ａに対する単純化された等価回路を示している。部分１ａ
、３ａの両端の１０を除いて、微接触による漏れ経路は除去されている。従って
、抵抗器Ｒｇ+ｂは、海水のみを介しての漏れを表す、ずっと高い値の抵抗器Ｒ
ｂに置換されている。中継局６の領域における海水を介しての抵抗はストリング
の分離部１ａの端部の微接触１０によって与えられるそれに比較してずっと大き
いので、海水の効果は本質的に無視することができる。
【００５７】 信号受信中は、分離ジョイント７のためにストリング部分１ａを介しての電流
経路はないために、及び、ストリング部分１ａが効果的に対応するケーシング部
分３ａから分離されているために、金属構造のその断面では全信号損失はケーシ
ング３ａからなるであろう。この状況では、部分１ａ、３ａの端部において直接
接触に微接触１０を本質的に与えるストリング分離部１ａの２つの半分に沿った
電位降下は殆どない。これは、ケーシング上の２つの長手方向に離間した位置の
間における電位差が検出可能であること、及び、それ故に、信号が金属構造から
抽出可能であることを意味する。中継局６の領域において全信号がケーシング３
に沿って強制的に進むという事実により、ケーシング３の２つの離間した位置の
間の電位差を増加させる機能を奏することができる。
【００５８】 図５は、送信中に、中継局６の領域において、生産ストリングの部分１ａとケ
ーシングの部分３ａに対する単純化された等価回路を示している。上述したよう
に、微接触による漏れ経路は部分１ａ、３ａの両端の１０を除いて除去されてい
る。従って、抵抗器Ｒｇ+ｂは、海水のみを介しての漏れを表すずっと高い値を
有する抵抗器Ｒｂに置換されている。中継局６の領域において海水を介しての抵
抗はストリングの分離部１ａの端部の微接触１０によって与えられるそれに比較
してずっと大きいので、海水の効果は無視することができる。従って、送信中は
、ストリングの分離部１ａ、ケーシングの対応部分３ａ及び微接続位置１０から
なる電流ループ経路は存在すると考えることができる。このループの２つの端部
は、もちろん、ストリング１とケーシング３の残りにも接続されている。信号生
成手段８ａは電流Ｉがループ経路を流れることをもたらす。電流Ｉのこの流れは
、ストリングの分離部１ａの対向端における微接触１０の間で電位差が設定され
ることをもたらす。この電位差は、ｓｕｍＲｃを微接触１０の間のケーシングの
全抵抗に等しいとした場合にＩ ｘ ｓｕｍＲｃとなる。
【００５９】 分離ジョイント７がストリングの分離部１ａの中央に設けられ、システムがア
ースに対してバランスにあると仮定すると、分離部１ａの各端部において金属構
造とアースとの間の電位差の大きさは、（Ｉ ｘ ｓｕｍＲｃ）／２になるだろ
う。電位差は微接触１０の位置とアースとの間に存在するので、信号は、ストリ
ング１及びケーシング３に沿って中継局６から離れる各方向に伝搬し易くなるだ
ろう。
【００６０】 データログ局から受信されるものなど、所望のデータは、上述の機構によって
適当な信号をストリング１にコード化することによって、ストリング１及びケー
シング３に沿って中継局から離れて送信可能となる。結果信号は、電流ループ経
路から離れて単一の導電部としてのストリング及びケーシングに沿って伝搬する
。信号回路は地帰路によって完成し、ワイヤーラインは不要である。従って、ワ
イヤーラインを設けることに関連する全ての問題、特に、下げ孔、は回避される
。
【００６１】 泥線又は別の中継局（図示せず）における適当な受信手段は、ストリング１及
びケーシング３に付加される信号を検出し、所望のデータを抽出するのに使用さ
れる。受信手段は、誘導結合を利用してもよいし、別個のアース基準に関して信
号を測定するように構成されてもよい。
【００６２】 従って、信号送信システムの範囲は、適当な数の中継局をケーシング３内に設
けることによって、劇的に増加可能である。信号を井の中に及び井から外に送信
する際に送信範囲が増加するように、中継局は双方向である。
【００６３】 分離部１ａ内で中央に配置された分離ジョイントによって、中継局６から離れ
る各方向の信号は実質的に等しい強度を有するだろう。しかし、分離ジョイント
７が分離部１ａの一端に配置されれば、分離部１ａの他端に生じる電位差は（Ｉ
ｘ ｓｕｍＲｃ）／２よりも大きくなり易くなる。従って、ある方向に信号強
度を増加したい場合には、分離ジョイント７はそれに従って配置されてもよい。
【００６４】 代替的に、生産ストリングの分離部１ａには、分離部１ａとケーシングの対応
部分３ａとの間の伝導を更に減少するために、絶縁被覆が設けられている。
【００６５】 図６は、生産ストリング１に信号を付加及び／又は生産ストリング１から信号
を受信する代替的な方法に使用される、生産ストリング部分１ａの周りに配置さ
れた環状コア２０２に設けられたコイル２０１を示している。この場合、誘導結
合が使用されて、分離ジョイントは使用されない。送信中は、コイル２０１はス
トリング１中に電流を誘起するのに使用され、上述の電流ループ経路は一巻の変
圧器巻線として動作する。受信中は、生産ストリング１の信号は、検出可能な、
対応する電流をコイル２０１に誘起する。本受信方法は、生産ストリングの分離
部１ａの存在には依存しない。本結合方法は、巻き数比を適当に選択することに
よってインピーダンス整合を最適化することが可能であるという長所を与える。
【００６６】 図７は、導電性ストロップ３０２によって接続され、ケースされてもよいしさ
れなくてもよい生産ストリング１内に配置された２つのピッグ３０１を有する上
述の種類の井の使用に適している、本発明の更なる実施形態を示している。第１
のピッグ３０１は、ストロップ３０２に連続に設けられた分離部材７と、分離部
材７を横切って接続された信号生成手段８ａと信号測定手段８ｂとを含むローカ
ル局３０３を有する。ピッグ３０１の各々は、ストリング１の内面に接触するコ
ンタクト３０４を有する。
【００６７】 本実施形態では第１の実施形態に関連して上述したものと実質的に同一方法で
信号は送受信可能である。送信中は、ストロップ３０２、ストリングの一部１ａ
及びコンタクト３０４は電流ループ経路を形成する。電流が信号生成手段８ａに
よってループを流れるようにされると、ストリング１とアースとの間の電位差が
各コンタクト３０４で発生可能となり、信号が送信されることを可能にする。信
号受信中は、ストロップ３０２とコンタクト３０４は、信号がストリング１から
抽出可能なように、ストリング１上で２つの長手方向に離間した位置の間の電位
差が測定されることを可能にする。
【００６８】 本実施形態においては、信号は第１のピッグ３０１に及び第１のピッグ３０１
から送信可能である。特に、ピッグ３０１の位置が決定されることを可能にし、
及び／又は、ピッグ３０１によって測定される厚さなどの量を表す信号がピッグ
３０１から送信可能となる。
【００６９】 本実施形態を実施する際に、伝導性ストロップ３０２と、ピッグ３０１と生産
ストリング１との間のコンタクト３０４のインピーダンスを最小にすることが望
ましい。ピッグ３０１の周りに清掃用に設けられたワイヤブラシ（図示せず）を
コンタクト３０４として使用してもよい。
【００７０】 ピッグ３０１の位置を決定するための、ある可能な機構は、パイプラインに沿
って、ピッグ３０１が適当な信号を送信することをもたらす離間した位置にトリ
ガ手段を配置することである。別の方法は、パイプラインの各端での信号到着の
時間差を決定することである。
【００７１】 ピッグ３０１がストリングのケースされた断面又はケースされていない断面に
あるかどうかに拘らず、本システムが使用可能であることは理解されるであろう
。更に、本システムは、井に加えて別のパイプラインシステムにも使用すること
ができる。
【００７２】 代替的に、２以上のピッグが使用可能である。２つの伝導部材によって接続さ
れた３つのピッグは使用可能であり、中央のピッグに配置されたローカルユニッ
トも使用可能である。これにより、ローカルユニットから離れる両方向において
送信特性が容易に均一になる。
【００７３】 図８は、ケースされた井の断面内からケーシングの外部の実質的に隣接する位
置にデータを送信するためのシステムである、本発明の第３の実施形態を概略的
に示す。
【００７４】 図８を参照するに、金属生産ストリング４０１は、金属ケーシング４０３によ
って囲まれ、ケースされた井の一部を形成する。分離ジョイント４０７がストリ
ング４０１に設けられ、送信手段（図示せず）を含む内部ユニット４０８が分離
ジョイント４０７を横切って接続されている。分離ジョイント４０７から等しく
離間された距離に、概ね環状の導電性パッカー４１１がストリング４０１とケー
シング４０３との間に設けられている。導電性パッカー４１１は、選択された距
離Ｌだけ離間され、生産ストリング４０１とケーシング４０３との間に良好な電
気的な接続を与える。
【００７５】 離間された一対のパッカー４１１の間の生産ストリング４０１の部分４０１ａ
には、絶縁被覆４０９が施されている。被覆４０９は、パッカー４１１間の全て
の位置においてストリング４０１とケーシング４０３の間に伝導経路がないか、
少なくとも非常に不良な導電経路のみが存在することを確保することを助ける。
【００７６】 受信手段（図示せず）と環状体４１５を有する外部ユニット４１３は、ケーシ
ング４０３の外部に、一対の離間したパッカー４１１の間のある位置に設けられ
ている。環状体４１５はケーシング４０３を囲み、環状体を流れるいかなる正味
の磁束も受信手段（図示せず）が検出可能な信号を発生するように誘導結合手段
として作用するように構成されている。
【００７７】 本システムは、内部ユニット４０８から外部ユニット４１３に後述の機構によ
って信号を送信するのに使用されるように構成されている。
【００７８】 生産ストリングの分離部４０１ａ、ケーシングの対応部分４０３ａ、及び、一
対の導電性パッカー４１１は、電流が流れることができる電流ループ経路を形成
する。しかし、ループは、別の電流の流れ経路が存在して損失が発生するように
完全ではない。かかる損失を説明するアースを介した漏れループが存在すると考
えられる。
【００７９】 漏れ経路に沿ったものと共に、電流ループ経路の周りの任意の瞬間での電流の
流れは図８の矢印に示されている。Ｉｓは、生産ストリング４０１の分離部４０
１ａを介して流れる電流を表し、Ｉｃはケーシングの対応部分４０３ａを流れる
電流を表し、Ｉｅはアースへの漏れ電流を表す。
【００８０】 図８に示す矢印が表示する特定の瞬間において、電流Ｉｓは生産ストリング４
０１を分離ジョイント４０７から離れるように上に流れ、電流の一部は伝導性パ
ッカー４１１を介してケーシング４０３に流れるが、電流の更なる部分はストリ
ングを上方に流れ続け、その後のアースへの損失を受ける。ケーシング４０３で
は経路は再分岐し、電流Ｉｃの一部は電流ループ経路を流れ続け、残りはケーシ
ング４０３に沿って電流ループ経路から離れるように伝播してアースへの漏れに
寄与する。ストリングの分離部４０１ａの下端では、ケーシングからの電流Ｉｃ
がストリング４０１にそれぞれの伝導性パッカー４１１を介して戻り、アースか
らの漏れ電流Ｉｅは分離ジョイント４０７の方へのこの流れに戻る。
【００８１】 図９は、電流ループ経路とアースへの漏れに対する単純化された等価回路を示
している。生産ストリングの一部４０１ａ、ケーシングの対応部分４０３ａ及び
アースの抵抗は、それぞれ、抵抗器Ｒｓ、Ｒｃ、Ｒｅで表示されている。
【００８２】 等価回路と上記説明から、Ｉｓ＝Ｉｃ＋Ｉｅとなることが理解される。即ち、
生産ストリングの分離部４０１ａを流れる電流Ｉｓはケーシングの対応部分４０
３ａを流れる電流Ｉｃに等しくない。これは、同様に、ループ経路を流れる電流
によって正味の磁束が発生することを意味する。ループ経路は、環状体４１５に
よって囲まれ、それ故に、環状体４１５は正味の磁束にリンクされている。従っ
て、電流がループを流れると、その電流の存在と変化は環状体４１５に発生する
信号を監視することによって検出することができる。
【００８３】 従って、適当な信号を生産ストリング４０１に注入すること、及び、環状体４
１５に発生した信号を監視することによって、内部及び外部ユニット４０８、４
１３間で通信することが可能となる。
【００８４】 本技術が働くためには、生産ストリング４０１に注入される全てではない電流
Ｉｓが電流ループの周りに流れ続けることが重要である。即ち、アースへの、及
び／又は、電流ループから離れた、相当かつ適当な漏れが与えられなければなら
ない。井の金属構造の残りが存在するために、及び、ケーシング４０３がアース
その他の伝導媒体、例えば、海水と接触するために、実際、かかる漏れは発生し
易い。
【００８５】 環状体４１５で得られる信号レベルは、適当な設計選択をすることによって調
節可能である。例えば、ストリングの分離部４０１ａに沿った環状体の位置と分
離ジョイント４０７の位置は選択可能である。更に、伝導性パッカー４１１の間
の間隔Ｌは、生産ストリングの分離部４０１ａの長さと同様に、変更可能である
。その目的は、漏れ抵抗Ｒｅに対するケーシングループの抵抗Ｒｃをできるだけ
実用的に増加することによって、受信可能な信号を最大にすることである。最初
の例では、これは、伝導性パッカーの間の間隔を増加することによって達成可能
である。増加した間隔はある段階で漏れ経路の抵抗Ｒｅの相当な増加を開始する
ので、パッカーの間の間隔が電気的に最適化される位置に理論的には到達する。
しかし、一般には、他の実用的考慮事項が、この電気的な最適間隔の到達を防止
するだろう。パッカー４１１の厳密な性質と導電性も性能を変化させるために選
択可能である。
【００８６】 電流ループ経路／分離部４０１ａに沿った環状体の位置は重要ではないが、正
及び負の進行周期中に発生した信号の平衡を保つため、及び、好ましくないエッ
ジ効果を避けるために、中央位置に向かって最適な結果が達成される可能性があ
る。
【００８７】 本システムは、井の長さの全体に沿って、生産ストリング４０１とケーシング
４０３との間の分離を必要としないことに留意すべきである。それは、必要な送
信特性を与えるように選択された長さに沿っていれば単に好ましい。
【００８８】 本技術を井のケースされた部分を参照して説明してきたが、本技術は、送信機
を囲む伝導部材内から信号を送信することが望ましい他の状況にも同様に適当で
あることが理解されるであろう。例えば、生産ストリング以外のフローラインの
ケーシング内から、及び、適当な内部導体が設けられている場合にフローライン
自身内から信号を送るのに本システムは使用可能である。
【００８９】 特定の場合には、本システムは、図７に示され、図７を参照して説明されたも
のの線に沿った装置に使用可能である。即ち、電流ループ経路は、フローライン
１の一部、２つのピッグ３０１及び相互接続する伝導性ストロップ３０２によっ
て形成可能である。環状体が、その後、フローラインの周りに設けられれば、ピ
ッグ３０１に配置された送信手段８ａが生成した信号を、それが環状体の領域を
流れる時に、取り出すことが可能であろう。
【００９０】 本実施形態は、第１及び第２の実施形態を参照して上述されたのと同一の現象
を利用することを留意すべきである。しかし、本実施形態においては、使用され
るのは、生産ストリング１及びケーシング３に沿った電流ループ経路から漏れる
電流以外の、電流ループ経路自身に発生する効果である。
【００９１】 同様に、本実施形態の実施は、ある状況では少なくとも、上述した実施形態と
互換性があることを留意する必要がある。従って、金属構造に沿って遠隔地に信
号を送出するシステム、及び、ケーシング外の隣接する機器にケーシング内から
信号を送出するシステムを提供することができる。
【００９２】 図示されてはいないが、井のケーシング３は螺子止めされた断面から典型的に
構成される。本発明の代替的な実施形態においては、ケーシング断面の間の幾つ
か又は全てのジョイントはケーシングの伝導性に不連続レベルをもたらすように
加工されてもよい。これは、各ジョイントにおける合わせ面を、ケーシングに対
する密封要求を損なわない絶縁媒体で被覆することによって典型的に達成可能で
ある。
【００９３】 かかる不連続の導入は、井の電気特性を全体として相当に変化させる。ある環
境では少なくとも、これは上述の関連する実施形態の改善された性能をもたらし
得る。例えば、図１及び図２に示された送信システムの範囲は改善可能である。
不連続が電流ループ経路に、即ち、離間した接続の間に、又は、その領域から離
れて設けられるかどうかにかかわらず、改善は達成可能である。その傾向は、信
号の殆どをケーシングではなくストリングに強制的に指向させること、及び、ル
ープの領域から離れて伝播する信号部分を増加させることである。
【００９４】 図８に示すシステムの場合、離間した接続の間の領域におけるケーシングの断
面間への絶縁媒体の挿入は、それがケーシングの遮蔽効果を減少させるときに、
特に、性能を補助する。別の方法で見ると、それは、ストリング−ケーシングル
ープのインピーダンスを増加させ易く、従って、ストリングを流れる電流Iｓ及
びケーシングを流れる電流Ｉｃの間の差を増加させ易い。
【００９５】 上述のように、本実施形態及び本発明は一般に、不連続がケーシングの合わせ
断面の間に存在すればより良好に機能することができるが、これは動作要件では
ないことに留意する必要がある。従って、本システムは、ケーシングがその全長
に沿って又はループの領域において少なくとも実質的に電気的に連続であっても
よい。このことは、図７に示す実施形態のストリングのように、いかなる周囲の
対応外部部材のように対するのと同様に、井のケーシングと他のいかなるパイプ
ラインのケーシングに対しても当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による第１の実施形態のデータ送信システムを含む海中の井を
概略的に示す。
【図２】 中継局が配置されている図１に示す井の一部を概略的に示す。
【図３】 図１に示す井の生産ストリングとケーシングの主要長さの単純化され
た等価回路を示す。
【図４】 信号受信中の図２に示す井の一部の単純化された等価回路を示す。
【図５】 信号送信中の図２に示す井の一部の単純化された等価回路を示す。
【図６】 代替的な結合方法を示す。
【図７】 本発明による第２の実施形態の概略図である。
【図８】 本発明による第３の実施形態の概略図である。
【図９】 図８に示す構成の等価回路を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年９月６日（２００１．９．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】 上述のように、本実施形態及び本発明は一般に、不連続がケーシングの合わせ
断面の間に存在すればより良好に機能することができるが、これは動作要件では
ないことに留意する必要がある。従って、本システムは、ケーシングがその全長
に沿って又はループの領域において少なくとも実質的に電気的に連続であっても
よい。このことは、図７に示す実施形態のストリングのように、いかなる周囲の
対応外部部材に対するのと同様に、井のケーシングと他のいかなるパイプライン
のケーシングに対しても当てはまる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ダニエル・ジョインソン グレートブリテン、３ビーティ、オーエッ クス18、オクソン、カータートン、12フィ ンチデールクローズ Ｆターム(参考） 5K046 AA01 AA04 BA03 BB05 YY01 【要約の続き】 を離して接続する。環状体がゼロではない磁束を捉えて これ故に信号が受信可能なように、ストリング（４０ １）とケーシング（４０３）を流れる電流の不釣合いは 生成される。

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パイプラインシステムの金属構造が信号通信路として使用さ
    れ、帰路としてアースが使用されるデータ送信システムであって、離間した位置
    で互いに電気的に接続された第１及び第２の伝導部を有する信号結合ループを形
    成する手段を有し、前記金属構造は前記伝導部の少なくとも一つを有し、使用に
    際して電位差が前記ループの前記領域においてアース及び前記金属構造の間に発
    生され、信号が前記ループから離れて前記金属構造に沿って伝搬されることをも
    たらすように、信号を前記伝導部の一方に付加する送信手段を有するローカルユ
    ニットを更に有し、前記ループを形成する前記手段は前記離間した位置が、所望
    の送信特性を与えるように選択された最小距離だけ少なくとも離れるように構成
    されているデータ送信システム。
  2. 【請求項２】 前記パイプラインシステムは、内部フローラインと周囲のケ
    ーシングとを有し、一方の伝導部は前記フローラインの一部を有し、他方の伝導
    部は前記ケーシングの周囲の部分を有する請求項１記載のデータ送信システム。
  3. 【請求項３】 前記ループを形成する前記手段は、前記フローラインを前記
    選択された最小距離だけ前記周囲のケーシングから離間することを維持する絶縁
    スペーサ手段を有する請求項２記載のデータ送信システム。
  4. 【請求項４】 前記第１及び第２の伝導部間の前記離間した接続は、前記選
    択された領域を超えた前記フローラインとケーシング間の微接触からなる請求項
    ２又は３記載のデータ送信システム。
  5. 【請求項５】 前記ローカルユニットは、前記金属構造に沿って送信された
    入来信号を受信する受信手段を有する先行するいずれかの請求項記載のデータ送
    信システム。
  6. 【請求項６】 前記ローカルユニットは中継局として動作するように構成さ
    れている請求項５記載のデータ送信システム。
  7. 【請求項７】 前記送信手段は、前記それぞれの伝導部の前記中間位置に信
    号を実質的に付加するように構成されている先行するいずれかの請求項記載のデ
    ータ送信システム。
  8. 【請求項８】 前記送信手段は、前記それぞれの伝導部に連続に配置された
    分離部材と、前記分離部材を横切って接続された信号生成手段とを有する先行す
    るいずれかの請求項記載のデータ送信システム。
  9. 【請求項９】 前記送信手段は、前記それぞれの伝導部の周りに配置された
    誘導結合手段を有する請求項１乃至９のうちいずれか一項記載のデータ送信シス
    テム。
  10. 【請求項１０】 一方の伝導部はパイプライン又はフローラインの一部を有
    し、他方の伝導部は、前記パイプライン又はフローライン内に配置された少なく
    とも二つのピッグを接続する少なくとも一の導電性延長部材を有し、前記電流ル
    ープ経路を完成するための前記離間した接続は前記ピッグに設けられる請求項１
    記載のデータ送信システム。
  11. 【請求項１１】 生産ストリングとケーシングを含む井の金属構造が信号通
    信路として使用され、アースが帰路として使用されるデータ送信システムであっ
    て、前記信号通信路に沿って信号を受信及び／又は送信するための、前記ストリ
    ングに結合された受信及び／又は送信手段を有するローカルユニットと、前記生
    産ストリング及びケーシングが前記ローカルユニットの前記領域において少なく
    とも選択された最小距離だけ互いに離間されるように構成された絶縁スペーサ手
    段とを有し、前記最小距離は所望の受信及び／又は送信特性を与えるように選択
    されるデータ送信システム。
  12. 【請求項１２】 前記ケーシングは複数の別個の断面を有し、隣接する断面
    の間にある一以上のジョイントにおける合わせ面は絶縁媒体で被覆されている請
    求項２乃至４及び１１のうちいずれか一項記載のデータ送信システム。
  13. 【請求項１３】 パイプラインシステムの金属構造が信号通信路として使用
    され、アースが帰路として使用されるデータ送信方法であって、 離間した位置で互いに電気的に接続された第１及び第２の伝導部を有する信号
    結合ループを構成するステップであって、前記金属構造は前記伝導部の少なくと
    も一つを有するステップと、 前記伝導部の一に信号を付加し、前記ループの前記領域においてアースと前記
    金属構造との間に電位差を発生させ、信号が前記金属構造に沿って前記ループか
    ら離れて伝搬されるようにするステップと、 所望の送信特性を与えるように選択された最小距離だけ前記離間した位置が少
    なくとも離れることを確保するステップとを有するデータ送信方法。
  14. 【請求項１４】 パイプラインシステムの金属構造が信号通信路として使用
    され、アースが帰路として使用されるデータ送信システムに使用される信号受信
    装置であって、受信手段を含むローカルユニットと、前記ローカルユニットと、
    前記電気構造の一部の少なくとも２つの離間した位置との間に電気的な接触を与
    える手段と、前記２つの離間した位置が、所望の受信特性を与えるように選択さ
    れた最小距離だけ少なくとも離れることを確保する手段とを有する信号受信装置
    。
  15. 【請求項１５】 アースを帰路として有するデータ送信システムにおいて信
    号通信路として使用されるパイプラインシステムの金属構造から信号を受信する
    方法であって、受信手段を有するローカルユニットを設けるステップと、前記ロ
    ーカルユニットと、前記金属構造の一部の少なくとも２つの離間した位置との間
    に電気的な接触を与えるステップと、前記離間した位置が、所望の受信特性を与
    えるように選択された最小距離だけ少なくとも離れることを確保するステップと
    を有する方法。
  16. 【請求項１６】 パイプラインシステムに使用されるデータ送信システムで
    あって、 ２つの離間した位置で互いに電気的に接続された内部伝導部材の一部と外部伝
    導部材の対応部分を有する信号結合ループを形成する手段であって、前記外部伝
    導部材は前記内部伝導部材を囲み、パイプラインシステムの前記金属構造の一部
    である手段と、 前記外部部材内に配置され、前記ループに信号を注入する送信手段を有する内
    部ユニットと、 前記外部部材の外に配置され、前記ループ内で電流によって生成される磁束に
    リンクされるように構成された誘導結合手段を有する外部ユニットとを有し、前
    記構成は、使用に際して前記内部部材の前記一部を流れる電流が前記外部部材の
    前記対応部分を流れる電流に釣合わず、それによって前記内部ユニットから前記
    外部ユニットへの通信を可能にするように信号が前記誘導結合手段に発生するデ
    ータ送信システム。
  17. 【請求項１７】 前記離間した位置は、所望の送信特性を与えるように選択
    された選択最小距離だけ少なくとも離れる請求項１６記載のデータ送信システム
    。
  18. 【請求項１８】 内部伝導フローラインと外部伝導ケーシングを有し、前記
    外部部材は前記ケーシングを有し、前記内部部材は前記フローラインを有し、パ
    イプラインに使用されるように構成されている請求項１６又は１７記載のデータ
    送信システム。
  19. 【請求項１９】 前記ケーシングは複数の別個の断面と有し、隣接する断面
    の間にある一以上におけるジョイントの合わせ面は絶縁媒体で被覆されている請
    求項１８記載のデータ送信システム。
  20. 【請求項２０】 前記フローラインとケーシングとの間の前記電気的な接続
    は微接触及び／又は伝導パッカーを含む請求項１８又は１９記載のデータ送信シ
    ステム。
  21. 【請求項２１】 前記ループを形成する前記手段は絶縁スペーサ手段を有す
    る請求項１６乃至２０のうちいずれか一項記載のデータ送信システム。
  22. 【請求項２２】 パイプラインシステムに使用されるデータ送信方法であっ
    て、 ２つの離間した位置で互いに電気的に接続された内部伝導部材の一部と外部伝
    導部材の対応部分を有する信号結合ループを形成するステップであって、前記外
    部伝導部材は前記内部伝導部材を囲み、パイプラインシステムの前記金属構造の
    一部であるステップと、 前記外部部材内に配置された内部ユニットから前記ループに信号を注入するス
    テップと、 前記ループ内を流れる電流によって生成される磁束にリンクされるように構成
    された誘導結合手段を有する外部ユニットを前記外部部材の外に配置するステッ
    プとを有し、 前記構成は、前記内部部材の前記一部を流れる電流が前記外部部材の前記対応
    部分を流れる電流に釣合わず、それによって前記内部ユニットから前記外部ユニ
    ットへの通信を可能にするように信号が前記誘導結合手段に発生するステップと
    を有する方法。
  23. 【請求項２３】 前記離間した位置は、所望の送信特性を与えるように選択
    された選択最小距離だけ少なくとも離れている請求項２２記載のデータ送信方法
    。
  24. 【請求項２４】 請求項１乃至１２、及び、１６乃至２１のうちいずれか一
    項記載のシステムを与えるか、請求項１３、１５及び２２のうちいずれか一項記
    載の方法を実行する金属構造に使用される装置。
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