JP2856266B2 - 受信装置 - Google Patents
受信装置Info
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Description
地下の情報を地上に送受信するときに用いる極長波長電
磁波の受信アンテナおよび受信信号のS/N改善を行なう
受信装置に関するものである。
における地質,温度,圧力等の地下情報を得る必要があ
り、従来は掘削用のパイプを地上に引き上げてから検層
用の計測装置を掘削した井戸から地中に位置させて計測
する方法、又は掘削時に地中と地上との間を掘削用パイ
プを介して循環させるマッドと称する泥水の成分を調べ
るマッドロギング法を採用されている。
し、掘削中の地下情報をリアルタイムで計測することが
できない。そのため、最近はMWD(Measuremont While D
relling:掘削時間計測)と称するリアルタイムによる計
測を目的とした計測技術が研究されてきており、種々の
方法が提案されている。その中で電磁波を使用する方式
が注目されている。
ternational,OCTOBER1998「Statusreport:MWD Technolo
gy」に示された従来の受信装置を示す構成図であり、図
において、大地1上には掘削リグ2を建設しており、こ
の掘削リグ2の直下には、掘削された井戸3が形成され
ており、この井戸3内の地上近くには井戸の壁が崩壊し
ないように鋼製のケーシングパイプ4が設置されてお
り、さらにその中にドリルパイプ5が延出し、ドリルパ
イプ5の先端には絶縁カラー6を介してドリルカラー7
を連結している。またドリルパイプの地上部分には噴出
防止装置(BOP)5aが設置されている。このドリルカラ
ー7の先端には掘削のためのビッド8を取付けていて、
ドリルパイプ5をモータ14でチェーンやギアを介して回
転駆動することにより大地1を掘削する。ドリルカラー
7内には掘削中の地下の温度,圧力等を検出して電気信
号に変換した変調信号により地下情報を地上に送信する
送信装置9を収納している。この送信装置9の図示しな
い送信出力端子は、絶縁カラー6を挟んで連結されてい
るドリルパイプ5とドリルカラー7とに接続されてお
り、ドリルパイプ5及びドリルカラー7が送信用ダイポ
ールアンテナとなって変調された極長波長電磁波を地上
に送信するようにしている。
れた極長波長電磁波を検出するため、一極はケーシンパ
イプ4から取り出し、他の一極は、大地に埋め込んだ電
極10よりなるダイポールアンテナ型の受信アンテナ11を
設置し、地中からの極長波長電磁波を受信するようにし
ている。そして受信アンテナ11が受信した信号を増幅器
12に入力し、増幅された信号はその信号を復調(検波)
して地下情報を得るための信号処理部13に入力してい
る。なお、地層,地質,深さ等によっては数+Hzの周波
数の極長波長電磁波が使用される。
り、地中に電磁波を放射したときドリルパイプ5および
地中を流れる。Eは上記電流isによって形成されり等電
位線である。受信アンテナ11は、この電位差を検出す
る。この信号は増幅器12で増幅され、信号処理13で地下
から情報として認識される。
るため、ドリルパイプ5をモータ14で直接回転させる。
このモータ14を駆動すると、図7に示すようにモータの
駆動回路22からモータ14までのリード線と大地間やモー
タ14の巻線と掘削リグ2の間の浮遊容量(C1,C2,C3)
を介して、大地にアース電流(in1,in2,in3)が流れ
る。このアース電流が、図6のin(破線)に示すように
ドリルパイプ5、(図中の斜線部分)泥水15ケーシング
パイプ4を介して大地1中に流れ出し、送信信号isと同
様に混入し、送信信号isのS/Nを低くしている。この電
流inを雑音電流を呼ぶ。
掘削リグのフロアに設置されている電気機器(特にモー
タ)が稼働すると、アース電流が流れ出し、大地を介し
て受信アンテナに混入するため地下からの受信信号のS/
Nが低下し、より深い深度からの情報伝送ができなくな
るとともに、情報の信頼性が低下するなどの課題があっ
た。
たもので、送信信号の送信パワーを向上させればよい
が、送信パワーを上げるには、装置の形状が大きくなる
ためドリルパイプ内に収納するには、寸法の限界から実
現しないので、受信信号のS/Nを向上させることによ
り、地下からの情報の信頼性が高まる受信装置を得るこ
とを目的としている。
アンテナと、掘削リグで発生する雑音電流を検出する雑
音電流検出器と、雑音キャンセラを用いて、伝送信号に
混入する雑音を除去するものである。
混入する雑音電流を雑音電流検出器により検出し、その
検出信号を用いて伝送信号に混入する雑音成分を除去す
ることにより、送信信号のS/Nの改善をはかる。
1図はこの発明の一実施例による受信装置を示す構成図
であり、従来のものと同一符号は同一、又は相当部分を
示すもので説明を省略する。
検出するトロイダルコイル、17は上記トロイダルコイル
を積巻している鉄心、18はトトリダルコイルの出力信号
を増幅する増幅器、28はトリダルコイル16と増幅器18よ
りなる雑音検出器、20は増幅器18の出力信号の振幅およ
び位相特性を調整する調整器、21は増幅器12の出力信号
の振幅および位相特性を調整する調整器、22は調整器21
の出力信号から調整器20の出力信号の成分を除去する加
減算器、19は調整器20,21と加減算器22よりなる雑音キ
ャンセラである。
動作、さらに、掘削リグ2による坑井の掘削方法は、前
述した従来の動作と同じなので説明を省く。
る雑音inの影響を除去する受信アンテナの方式および雑
音の除去方法について説明する。
坑底からの伝送信号を受信する場合、図1に示すよう
に、掘削リグ2の電気機器で発生した雑音電流in2の一
部はドリルパイプ5から泥水15およびケーシングパイプ
4を介して大地に流れ出し(in1)、受信アンテナ11に
混入する。
大地1を伝搬しながら受信アンテナ11が設置されている
地表面に達成する(is1)。また、残りは、ドリルパイ
プ5の地表面より上部を伝搬しモータ14が設置されてい
るリグフロアに伝わっていく(is2)。
周波数帯をf1〜f2=Δfとすると、上記周波数の関係は
以下のように表わせる。
に含まれている。よって、従来のフィルタで、雑音を除
去することができない。
方法で、伝送信号の雑音成分となる雑音電流を検出し、
両者の差動をとることによって、雑音成分を除去し伝送
信号成分のみを抽出する。以下に、その原理を説明す
る。説明を簡略化し、信号は全てスカラ量で表わしてい
る。
テナ11を基準にすると、同じ方向に流れるので、is1とi
n1は同相信号となる。
幅器12の出力は次式で表わせる。
る。
ルコイル16を設置している個所では逆方向に流れる。
ち増幅器18の出力は次式のようになる。
る。そこで調整器20,21で、雑音電流in1とin2の振幅を
下記の関係が成立するように調整する。
から、雑音電流inの成分は除去される。以上の雑音キャ
ンセル処理を行えば、S/Nの良い伝送信号が得られるの
で、復調器13での復調の信頼性が向上する。
グ2の下の坑井の口元に設けたが、図2に示すように、
モータ14が設置されている掘削リグ2のフロアに設けて
ドリルパイプ5を流れる雑音電流を測定する方法でもよ
い。
ド線23を取り出し、アース棒24を大地に埋設し、上記リ
ード線23に電流プローブ(変流器・CT)25を設けて、ケ
ーシングパイプ5を流れる電流の分枝電流in0を測定す
ることにより、上記実施例と同様の雑音キャンセル処理
をこなえば、雑音が除去できる。
わりに、掘削リグ2の感電防止用のアース線26を流れる
電流を測定することにより、雑音キャンセルのための雑
音電流が検出できる。
いは発電機の出力電流の変化を、前記電流プローブ25を
用いて、測定し全ての電流信号の加算信号でも雑音キャ
ンセルのための信号を得ることができる。
調整器20,21は、入力信号e11,e16のレベル調整機能し
か有していないが、両信号の位相差があれば、位相調整
の機能を作動させることができる。
ルコイル16の伝達特性が異なると出力信号の波形の実時
間での相関がなくなるので、前述のレベル調整および位
相調整機能だけでは、雑音は除去できない。よって調整
器20,21の出力信号にフィルタを挿入して帯域を制限し
て差動をとる方式か、あるいは図5に示すような適応フ
ィルタ27を用いて、両信号e11,e16の伝達特性を一致さ
せて雑音を除去する方式でも同様の効果がある。
り受信された伝送信号の振幅及び雑音検出器により検出
された電流信号の振幅をそれぞれ調整するとともに、そ
の振幅を調整した伝送信号と電流信号を互いに加算する
ように構成したので、受信アンテナにより受信された伝
送信号に含まれる雑音成分を除去することができるよう
になり、坑底の状態を精度よく認識できる効果がある。
成図、第2図,第3図,第4図,第5図はこの発明の他
の実施例による受信装置を示す構成図、第6図は従来の
受信装置を示す構成図、第7図はモータの駆動回路及び
リード線から浮遊容量を介して大地に流れるアース電流
(雑音電流)の発生経路を示す説明図である。 1は大地、2は掘削リグ、4はケーシングパイプ、5は
ドリルパイプ、10は受信アンテナの電極、11は受信アン
テナ、12および18は増幅器、16はトロイダルコイル、19
は雑音キャンセラ、20および21は調整器、22は加減算
器、26はリグのアース線、27は適応フィルタ。 なお、図中、同一符号は同一、又は相互部分を示す。
Claims (7)
- 【請求項1】坑底の情報を電磁波を用いて送信する送信
装置から送信された電磁波の伝送信号を受信する受信ア
ンテナと、井戸を掘削するドリルパイプに流れる電流信
号を検出する雑音検出器と、上記受信アンテナにより受
信された伝送信号の振幅及び上記雑音検出器により検出
された電流信号の振幅をそれぞれ調整するとともに、そ
の振幅を調整した伝送信号と電流信号を互いに加算し、
上記受信アンテナにより受信された伝送信号に含まれる
雑音成分を除去する雑音キャンセラとを備えた受信装
置。 - 【請求項2】坑底の情報を電磁波を用いて送信する送信
装置から送信された電磁波の伝送信号を受信する受信ア
ンテナと、井戸の壁を支えるケーシングパイプに流れる
電流信号を検出する雑音検出器と、上記受信アンテナに
より受信された伝送信号の振幅及び上記雑音検出器によ
り検出された電流信号の振幅をそれぞれ調整するととも
に、その振幅を調整した伝送信号と電流信号を互いに加
算し、上記受信アンテナにより受信された伝送信号に含
まれる雑音成分を除去する雑音キャンセラとを備えた受
信装置。 - 【請求項3】坑底の情報を電磁波を用いて送信する送信
装置から送信された電磁波の伝送信号を受信する受信ア
ンテナと、掘削リグのアース線に流れる電流信号を検出
する雑音検出器と、上記受信アンテナにより受信された
伝送信号の振幅及び上記雑音検出器により検出された電
流信号の振幅をそれぞれ調整するとともに、その振幅を
調整した伝送信号と電流信号を互いに加算し、上記受信
アンテナにより受信された伝送信号に含まれる雑音成分
を除去する雑音キャンセラとを備えた受信装置。 - 【請求項4】坑底の情報を電磁波を用いて送信する送信
装置から送信された電磁波の伝送信号を受信する受信ア
ンテナと、ドリルパイプを駆動する電気機器の負荷電流
信号を検出する雑音検出器と、上記受信アンテナにより
受信された伝送信号の振幅及び上記雑音検出器により検
出された負荷電流信号の振幅をそれぞれ調整するととも
に、その振幅を調整した伝送信号と負荷電流信号を互い
に加算し、上記受信アンテナにより受信された伝送信号
に含まれる雑音成分を除去する雑音キャンセラとを備え
た受信装置。 - 【請求項5】上記雑音検出器は、トロイダルコイルと増
幅器から構成したことを特徴とする請求項1または請求
項2記載の受信装置。 - 【請求項6】上記雑音キャンセラは、上記受信アンテナ
および雑音検出器の出力信号の周波数帯域を制限するフ
ィルタと、振幅および位相を調整する調整器と、加減算
器とから構成したことを特徴とする請求項1から請求項
4のうち何れか1項記載の受信装置。 - 【請求項7】上記雑音キャンセラは、複数のアナログ−
ティジタル変換器と、適応フィルタと、減算器とから構
成したことを特徴とする請求項1から請求項4のうち何
れか1項記載の受信装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30522190A JP2856266B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 受信装置 |
US07/775,760 US5189415A (en) | 1990-11-09 | 1991-10-15 | Receiving apparatus |
GB9122106A GB2251159B (en) | 1990-11-09 | 1991-10-17 | Receiving apparatus |
CA002054163A CA2054163C (en) | 1990-11-09 | 1991-10-24 | Receiving apparatus |
ITRM910809A IT1250130B (it) | 1990-11-09 | 1991-10-25 | Apparecchio ricevente. |
DE4135708A DE4135708C2 (de) | 1990-11-09 | 1991-10-30 | Empfangsvorrichtung |
FR919113824A FR2669792B1 (fr) | 1990-11-09 | 1991-11-08 | Recepteur pour recevoir des informations de fond de puits transmises a la surface. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30522190A JP2856266B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 受信装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04177919A JPH04177919A (ja) | 1992-06-25 |
JP2856266B2 true JP2856266B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=17942501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30522190A Expired - Fee Related JP2856266B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 受信装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2856266B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2953346B1 (fr) | 2009-11-30 | 2012-08-31 | Imra Europ Sas | Dispositif de reduction du bruit electromagnetique dans un vehicule |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60251726A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-12 | Toshiba Corp | 妨害波除去装置 |
JPS6374228A (ja) * | 1986-09-17 | 1988-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | 極長波長電磁波の受信装置 |
-
1990
- 1990-11-09 JP JP30522190A patent/JP2856266B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04177919A (ja) | 1992-06-25 |
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