JP2520690B2 - 井戸の内部に設置した受信装置と中央制御・記録室の間の信号伝送装置 - Google Patents

井戸の内部に設置した受信装置と中央制御・記録室の間の信号伝送装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は井戸の内部に設置した受信装置と井戸の外に
設置した中央制御・記録室の間の信号伝送装置に関す
る。本発明による伝送装置はとりわけ、井戸内部に配置
されたセンサーによって受け取られる信号を収集してデ
ジタル化し、その伝送のためのコード化された形式に変
換するように調整された取得装置を内臓する受信装置に
適している。
試掘井内の測定は一般に、地上からメッセンジャーの
端まで降ろされた少なくとも１個のプローブに収められ
た複数のセンサーによって行われる。プローブは、圧力
下で液体を吐き出す装置に結合した油圧ジャッキによっ
て作動する数本のアームを有している。井戸の内壁に食
い込んでプローブを測定を行うべき深さに固定するこれ
らのアームの開きは地上設備から、メッセンジャーの様
々な異なる導線を利用して制御される。地上設備から
は、電動モーターに給電し、かくしてジャッキの動作に
より油圧油を圧縮するための電流、あるいは操作電磁弁
を作動させるための電気信号が送られる。また、例えば
ロックによって張ったばねで動くアンカーアームを備え
たプローブを利用することもできる。電磁弁の開放によ
って制御される油圧手段は、アームのロックを外してア
ームを開くことを可能にする。これらの電磁弁は地上設
備からの、メッセンジャーの導線による電気信号の伝送
で操作される。
このようなプローブは例えば、フランス特許No.2.50
1.380または2.548.727において説明されている。
測定を行うため井戸内に置かれる様々なセンサーは単
一のプローブ内に入れてもよく、あるいは更に、異なる
深さに複数のプローブを吊り下げた主プローブを収納し
たプローブ・セットに入れてもよい。このようなプロー
ブ・セットは例えば、フランス特許2.564.599において
説明されている。
こうして、数十メートル、更には数百メートルに達す
ることのできる深さに配分されるセンサー・セットを利
用することができ、これによって、例えば地震探鉱作業
を行うことが可能となる。地震を地域または例えば別の
井戸で起こせば、異なるセンサーによって地下の付連続
面によって反射される音響信号を受けたり、あるいはこ
れらの信号を利用して地下の地震断面図を得る。
ビックアップされた信号の地上の地震研究所への伝送
は、センサーの数が比較的少ない場合にはアナログで行
うことができる。しかし、受信装置が多くの（実際に使
用されているケーブルの種類によるが、例えば６個以
上）センサーを有する場合には、一般に、転送速度をプ
ローブを吊る伝送けーぶるの容量に合わせて、デジタル
化しコード化した伝送を利用する。
フランス特許2.379.694によって、音響、核などの非
常に多様な性質のセンサーを収容する井戸プローブを、
地上に設けられた制御装置にリンクできるデジタル信号
伝送装置が知られている。様々なセンサーによって収集
された全てのデータは付近に配置された制御装置によっ
てデジタル化され、集中される。地上に設けられた中央
制御・記録装置とのリンクはケーブルの伝送線に接続し
たモデムを介して行われる。コード化された信号の伝送
速度は使用するケーブルの能力に合わせる。一般には、
数十キロビット／秒のオーダーであり、使用するコード
化方式によって一定しない。それは一般に、井戸プロー
ブを地上設備にリンクするために用いられる伝送ケーブ
ルが許容する情報伝達量である。
最も普通に使用されているケーブルの型式の一つは、
７本の並列線を含むものである。６本の線は中心線の周
囲に規則的に配分されている。機械的安定性を確保し、
引張力を支えるため、組織被覆の形での金属シースが、
ケーブルの周縁部に配置されている。デジタル化されコ
ード化された信号の伝送は、中心線を囲む何本かの線を
利用して行われる。
地下断面の地震探査速度を向上させるため現在開発さ
れている探鉱法では、複合的受信装置を使用するように
なっているが、それらの受信装置では最も多くの場合、
地震波を同時的にキャッチして記録する場所の数を増す
ために、多数の地震計を様々な深さに据えた複数のプロ
ーブの一つの記憶機構に格納しておき、時間をずらして
地上の記録装置に伝送する方法も考えられる。しかし多
くの場合、データの取得はほとんど連続的に行われるも
のである。
このことが特に妥当するのは、継時的取得周期の間の
中断間隔が短すぎて遅延伝送が期待できない。地震振動
へのある種の利用の場合である。それ故、データはリア
ルタイムで伝送することが不可欠で、したがって伝送ケ
ーブルの情報伝達量は著しく増大することは避けられな
い。
本発明の装置は上述の不便を回避するものである。
この装置は、一方、井戸のなかに降ろした受信装置で
あって、キャッチした信号を収集し、デジタル化してコ
ード化された形で変換するように調整した取得装置を含
む受信装置と、他方、井戸の外に設けられた中央制御・
記録装置との間で信号を伝送することができる装置であ
る。この装置は、受信装置を支持し、中央装置から送信
される制御信号と受信装置から送信されるデータととも
に、電気エネルギーを運ぶための多心ケーブルを有し、
また、このケーブルは中心導線、その周囲に配置した複
数の導線、および金属シースを有している。この装置
は、取得装置と制御・記録装置の間でのデジタル化した
データの高速伝送のため、中心導線と金属シースの間に
接続された、バイポーラ・コードによってコード化した
信号の送受手段を有することを特徴とする。
送受信手段は、例えば、データのデジタル化および中
心導線と金属シースの間での伝送を100キロビット／秒
以上の周波数の一定の速度に保つため、同期素子とクロ
ック素子を有することができる。
このような構成によって、情報伝達速度は、適当な伝
送コードを選択すれば、200キロビット／秒、さらには3
00キロビット／秒に引き上げることができ、それ故、伝
送はデジタル化にしたがってリアルタイムで行うことが
できる。
したがって、非常に高い伝送速度が得られ、これによ
って、用いる地震センサーの数を増しても、収集された
信号の伝送時間を延ばさずにすむ。そこで、不十分な伝
送速度を補うために一般に用いられている緩衝記憶装置
を使用せずにすみ、また、とりわけ、特に地上記録装置
へのデータ伝送をリアルタイムで行わなければならな
い、送信時間の長い地震振動への利用を可能にする。
大量であるが不連続なデータ・ストリームを収集しな
ければならない地震探鉱以外の用途についても、伝送速
度の向上により、２つの遂次取得周期の間の間隔を減少
させることができる。
中心線とシースの間で得ることのできる伝達情報量に
より、他の環状線を電流、制御または同期信号の経路と
して解放し、あるいはプローブ内で、アナログ・データ
の転送に適した線を利用することができる。温度、圧力
などを測定する状態センサーの数を増すことができる。
本発明の装置の他の特徴および利点は、制限的でない
例として示された一つの実施態様の説明を添付の図面を
参照しながら読むことによって、明かとなろう。
本発明の装置は、少なくとも一つのプローブ１（図
１）に収納された信号受信装置の間の信号伝送を可能に
する。このプローブは例えば、前記のフランス特許、N
o.2.501.380、2.548.727あるいは2.564.599において説
明されている型式のものである。このプローブは、メッ
センジャー２により、地表に設けられた支持構造体３か
ら吊り下げられており、それは実験室兼用トラック５の
ストック用ドラムに巻きつけられている。使用している
ケーブル２は、井戸プローブを降ろすために一般に使用
されているものである。ケーブルは例えば（図２）、７
本の導線または線L1およびL7を有する。L1からL6までの
６本の線は、ケーブルの断面に、中心線L7が通る中心か
ら同距離に、規則的に配置されている。周辺部に、ケー
ブルは、一般に組織被覆からなる金属シースＴを有す
る。ストック用ドラム４（図１）に巻き付けられたケー
ブル１の７本の線、L1〜L7は、伝送ケーブル６により、
実験室兼用トラック５内に置かれた制御・記録装置CEに
接続されている。
実際の長さ（例えば3km〜7km）の、かつ最適な伝送速
度を求めるために、一般に使用されているケーブルの信
号伝送特性の差によってほとんど左右されないケーブル
での最良の伝送速度を保証する線の組み合わせを見つけ
るため、多数の試験が実施された。２本または３本ずつ
並列に線を接続した、多様な構成によって、ケーブルの
容量を増大させることができた。最良と判定された組み
合わせは、コード化された信号が中心ケーブルL7と外側
の金属シース７の間で伝送されるものであった。この特
殊な組み合わせを用いることにより、ケーブルの如何を
問わず、普通に128キロビット／秒（kbits/s）の速度が
得られ、また、専門家の間では周知のコードHDB3のよう
なバイポーラ伝送コードを使用することを条件とすれ
ば、伝送ファクターを最適化することにより、ケーブル
が数十キロに達する場合でも、300kbits/sおよびそれ以
上の速度さえ得ることができる。
導線の保持される組み合わせは、外側の編組被覆７と
対にした一本の導線（L7）しか必要とせず、したがって
他の６本の線がプローブ内に収められた装置への給電の
ための電流および信号伝送のために利用し得るために一
層有利である。
ケーブルの様々な線の利用例を図３に示す。プローブ
のセンサーによって測定された信号Ｓ（例えば、地震信
号）は、例えば公開されているフランス特許申請、No.
2.593.004または2.592.537において説明されているよう
な可変利得増幅機に、一般にはマルチプレクサーMXPを
介してかけられる。
増幅され、標本化された信号は、アナログ・デジタル
・コンバーター８におけられる。デジタル化された信号
は、普通の型式の専用回路９によって、専門家の周知の
コードHDB3のようなバイポーラ・コードにコード化さ
れ、その上で、中心線L7および周辺の編組被覆Ｔ（図
２）に接続されている送信装置に送られる。
送信措置10は例えば（図４）、変圧器11を含み、この
変圧器は一次巻線の両端が、それぞれ電子スイッチ12お
よび13を介してアースに接続されている。一次巻線の中
間点はプラスの電圧Ｖ＋に接続されている。二つのスイ
ッチからのそれぞれの制御信号、一方はマイナスで、他
方はプラスの信号は、コード化装置９から発せられる。
変圧器11の二次巻線は中心線1.7及び周辺の編組被覆Ｔ
の間に接続される。ケーブルの他端では、もう一つの変
圧器14によって、線L7および編組被覆Ｔの間で伝送され
る信号を標本化することができる。受信された信号は、
周知の型式のレシーバー・アダプター15に送られ、つい
で伝送されたデジタル信号を復調するデコーダHDB3に送
られる。
ケーブル２のL1〜L6の他の用途に利用することができ
る。例えば線L3およびL6によって同期信号が伝送され
る。井戸のなかの受信装置は、デコーダ17（図３）と同
期装置18を有する。この装置は、クロック素子19によっ
て指定されたリズムで、増幅器７の利得の変動、および
測定し伝送すべき信号のデジタル化操作のシーケンス中
の管理を可能にする信号を発生させる。受信装置の電子
素子は、地上から線L1および外側の編組被覆Ｔによって
送られる電力を受け取る電圧発生器20から給電される。
線L4およびL5は他の信号のために利用することができ
る。線L4および線L5を通じて、例えば圧力測定装置21と
温度測定装置22から供給され、インターフェース装置2
3、24により伝送のため形を整えられたアナログ信号を
地上の実験室に直接、あるいは常時伝送することも、あ
るいは逆方向に制御信号を伝送することもできる。同様
にして、これらの信号の帰路も、編組被覆Ｔを通じて確
保される。線L2により、プローブのアンカーアームを開
くのに必要な油圧エネルギーの創出のためにモーターに
給電し、あるいは、電磁弁を作動させる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、メッセンジャーによって井戸に吊られた、プ
ローブを示す概念図。 第２図は、井戸プローブを維持するために一般に使用さ
れているメッセンジャー・伝送ケーブルの断面図。 第３図は、井戸のなかで行われる測定の取得および多心
ケーブルでの伝送を可能にする電子装置を示す流れ図。 第４図は、コード化された信号を中心線およびケーブル
のシースに載せるための送信機の概念図である。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】井戸のなかに降ろした受信装置であって、
    キャッチした信号を収集し、デジタル化してコード化さ
    れた形に変換するように調整した取得装置を含む受信装
    置と、井戸の外に設けられた中央制御・記録装置との間
    の信号伝送装置であって、受信装置を支持し、中央装置
    から送信される制御信号と受信装置から送信されるデー
    タとともに、電気エネルギーを運ぶための多心ケーブル
    （２）を有し、そのケーブルが中心導線（L7）、その周
    辺に配置した複数の導線（L1〜L6）、および金属シース
    （Ｔ）を有しており、取得装置と制御・記録装置の間で
    のデジタル化したデータの高速伝送のため、中心導線
    （L7）と金属シースの間に接続された、バイポーラ・コ
    ードによってコード化した信号の送受手段を有すること
    を特徴とする装置。
  2. 【請求項２】送受信手段が、データのデジタル化および
    中心導線（L7）と金属シース（Ｔ）の間での伝送を100
    キロビット／秒以上の周波数の一定の速度に保つための
    同期装置（17）およびクロック装置（18）を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。
  3. 【請求項３】金属シース（Ｔ）が、伝送ケーブル（２）
    の他の線（L1〜L6）で伝送された信号の少なくとも一部
    のための帰路導線をなす特許請求の範囲第１項または第
    ２項記載の装置。
  4. 【請求項４】中心導線（L7）および金属シース（Ｔ）に
    接続された、コード化された信号の送信手段が、該信号
    をデジタル信号に変換するためのアナログ信号取得装置
    （７、８）、バイポーラ・タイプのコード化装置
    （９）、およびコード化された信号を伝送ケーブルの中
    心線（L7）および外側のシース（Ｔ）の間に送るための
    変圧器（11）を含む送信装置を有することを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の装置。
  5. 【請求項５】ケーブルが受信装置への給電のための少な
    くとも一本の導線（L1）、モーターと電磁弁への給電の
    ための少なくとも一本の導線（L2）、制御信号をプロー
    ブ（１）の受信装置に伝送するための少なくとも一本の
    導線（L3、L6）、および測定信号の直接的伝送のための
    少なくとも一本の導線（L5）を有することを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の装置。
JP63075806A 1987-03-27 1988-03-28 井戸の内部に設置した受信装置と中央制御・記録室の間の信号伝送装置 Expired - Lifetime JP2520690B2 (ja)

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DE (1) DE3860858D1 (ja)
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NO (1) NO168663C (ja)

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