NO322093B1 - Anordning og fremgangsmate for kansellering av borestoy ved akustisk bronntelemetri - Google Patents

Abstract

Det er angitt akustisk telemetriutstyr som reduserer enhver borestrengoverført borestøy som forurenser et telemetrisignal som forplantes gjennom borestrengen. Normale filtreringsprosesser utføres for å fjerne støy utenfor det frekvensbånd som er av interesse, og referansesignal-filtreringsprosesser utføres for å redusere støyen i vedkommende bånd, slik at telemetriutstyrets dataoverføringstakt og pålitelighet derved forbedres. 1 en viss utførelse omfatter det akustiske telemetriutstyr en sender og en mottaker. Senderen induserer et akustisk informasjonssignal som forplantes langs borestrengen. Foreliggende støy i borestrengen forurenser da dette informasjonssignal. Mottakeren er utstyrt med følere for å måle det forvrengte informasjonssignal samt et referansesignal som angir den støy som foreligger i det målte informasjonssignal Mottakeren bruker et filter til å omforme referansesignalet til et estimeringssignal for den anslåtte. informasjonssignalforvrengning, og et summeringselement for å. subtrahere estimeringen fra referansesignalet for derved å. frembringe et informasjonssignal med redusert forvrengning. 1 en foretrukket utførelse forplantes informasjonssignalet i en aksial overføringsmodus, mens støyen i torsjonsmodus anvendes som referansesignal med det formål å redusere den støy som informasjonssignalet tar opp i aksialmodus.

Description

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse gjelder telemetriutstyr for å overføre data fra en nedihulls-boresammenstilling til jordoverflaten av en brønn under borearbeider. Nærmere bestemt gjelder foreliggende oppfinnelse utstyr og fremgangsmåte for forbedret akustisk signalering gjennom en borestreng, mer presist en anordning og en fremgangsmåte for kansellering av borestøy ved akustisk brønntelemetri.

Beskrivelse av beslektet teknikk

Moderne petroleumsborings- og produksjonsarbeider krever en stor informasjonsmengde med hensyn til parametre og tilstander nede i borehullet. Slik informasjon omfatter vanligvis opplysning om egenskapene ved de jordformasjoner som gjennomtrenges av borebrønnen, sammen med data som gjelder omfang og konfigurasjon for selve borehullet. Oppsamling av informasjon med hensyn til borehullets tilstander, og som vanligvis kalles "logging", kan utføres ved flere fremgangsmåter.

Ved vanlig ledningskabel-logging i borebrønner blir en sonde eller "sensor" som inneholder formasjonsfølere senket ned i borehullet etter at hele eller en del av brønnen er blitt utboret, og anvendes da for å bestemme egenskaper ved de formasjoner som gjennomhulles av borehullet. Den øvre ende av sonden er festet til en ledende ledningskabel som sonden er hengt opp på i borehullet. Effekt overføres til følerne og instrumentene i sonden gjennom den ledende ledningskabel. På lignende måte kommuniserer instrumentene i sonden informasjon til jordoverflaten ved hjelp av elektriske signaler som overføres gjennom ledningskabelen.

Problemet med å utlede nedhulls-måleverdier over ledningskabelen er at boresammenstillingen må fjernes eller "trippes" fra det utborede borehull før den ønskede borehullsinformasjon kan oppnås. Dette kan både være tidkrevende og ytterst kostbart, spesielt i situasjoner hvor en vesentlig andel av brønnen er blitt utboret. I denne situasjon må opptil flere tusen meter rørledning tas ut og stables opp på plattformen (hvis det er til havs). Vanligvis er borerigger leiet dag for dag med betraktelige omkostninger. Kostnaden ved utboring av en brønn er således direkte proporsjonal med den tid som går med til å fullføre boreprosessen. Fjerning av over tusen meter rørledning for å føre inn et loggeverktøy på ledningskabel kan således være et kostnadskrevende foretak.

Som en følge av dette har det vært øket vektlegging på oppsamling av data under selve boreprosessen. Oppsamling og behandling av data under boreprosessen eliminerer da behovet for å fjerne eller trippe boresammenstillingen med det formål å føre inn et loggeverktøy på ledningskabel. Dette gjør det følgelig mulig for boreoperatøren å utføre nøyaktige modifiseringer eller korreksjoner etter behov for derved å optimalisere boreprosessen samtidig som dødtiden nedsettes til et minimum. Utførelser for å måle tilstander nede i borehullet og som omfatter bevegelse og stedsbestemmelse av boresammenstillingen samtidig som utboringen av brønnen finner sted, er blitt kjent som teknikker for "måling under utboring" eller "MWD". Lignende teknikker som konsentrerer seg mer på måling av formasjonsparametre, er vanligvis blitt kalt teknikker for "logging under utboring" eller "LWD". Skjønt det foreligger forskjeller mellom MWD og LWD, brukes uttrykkene MWD og LWD ofte om hverandre. Innenfor denne fremstilling vil da uttrykket MWD bli anvendt med den forståelse at dette uttrykk både skal omfatte oppsamling av formasjonsparametre og innsamling av informasjon som gjelder bevegelse og posisjonsbestemmelse for boresammenstillingen.

Når oljebrønner eller andre borehull blir utboret, er det ofte nødvendig eller ønskelig å bestemme retningen og helningen for borkronen og nedhullsmotorens bevegelse, slik at nedhullsutstyret kan styres i korrekt retning. I tillegg vil det kreves informasjon angående arten av de formasjonslag som gjennombores, slik som formasjonsresistivitet, porøsitet, densitet og dens måleverdi når det gjelder gammastråling. Det er ofte også ønskelig å kjenne ytterligere nedhullsparametre, slik som f.eks. temperatur og trykk på borehullets bunn. Så snart disse data er samlet opp på bunnen av borehullet, blir de vanligvis overført til jordoverflaten for å brukes og analyseres av boreoperatøren.

Følere eller omformere er vanligvis plassert ved den nedre ende av borestrengen i LWD-utstyr. Mens boringen skrider frem vil disse følere kontinuerlig eller intermitterende overvåke forutbestemte boreparametre og formasjonsdata og overføre informasjon om disse til en detektor på jordoverflaten, ved hjelp av en viss form for telemetri. Vanligvis er de nedhullsfølere som utnyttes ved MWD-anvendelser plassert i et sylinderformet vektrør som er plassert nær inntil borkronen. I MWD-utstyr anvendes da et telemetrisystem hvor de data som samles opp av følerne blir overført til en mottaker som befinner seg på jordoverflaten. Det finnes flere forskjellige telemetrisystemer innenfor den kjente teknikk, og som har som formål å overføre informasjon angående nedhullsparametre opptil jordoverflaten uten bruk av et ledningskabel-verktøy. Av dette er slampulssystemet ett av de mest brukte telemetrisystemer for MWD-anvendelser.

Ved utstyr som benytter seg av slampulstelemetri, frembringes "akustiske" trykksignaler i det borefluid som sirkuleres under trykk gjennom borestrengen under borearbeider. Den informasjon som er tatt opp av nedhullsfølere blir overført ved hensiktsmessig tidsstyring av dannelsen av trykkpulser i slamstrømmen. Denne informasjon mottas og dekodes av en trykkomformer og datamaskin på jordoverflaten.

I et trykkpulsanlegg blir boreslamtrykket i borestrengen modulert ved hjelp av en ventil- og reguleringsmekanisme, som generelt kalles en pulser eller slampulser. Denne pulser er vanligvis montert i et spesielt tilpasset vektrør som er plassert på oversiden av borkronen. De genererte trykkpulser vandrer oppover langs slamkolonnen inne i borestrengen med lydhastigheten for boreslam. Alt etter den type borefluid som anvendes, kan denne hastighet variere mellom omtrent 915 og ca. 1525 m/sek. Dataoverføringstakten er imidlertid forholdsvis langsom på grunn av pulsspredning, forvrengning, svekking, modulasjonstakt-begrensninger og andre forstyrrende krefter, slik som omgivelsesstøy i borestrengen. En typisk pulstakt vil være av størrelsesorden en puls pr. sekund (1 Hz).

Ut i fra den senere tids utvikling når det gjelder avfølings- og styringsteknikker som er tilgjengelig for boreoperatøren, vil den datamengde som kan overføres til jordoverflaten på tidsstyrt måte ved en bit-enhet pr. sekund i høy grad være utilstrekkelig. Som en fremgangsmåte for å øke dataoverføringshastigheten har det vært foreslått å overføre data ved bruk av vibrasjoner i borestrengens rørledningsvegg heller enn å være avhengig av trykkpulser i borefluidet. Nærvær av foreliggende vibrasjoner i borestrengen på grunn av boreprosessen, vil imidlertid i høy grad hindre deteksjon av signaler som overføres på denne måte.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Det er følgelig her angitt nedhulls akustisk telemetriutstyr som overfører et signal til jordoverflaten. Det akustiske telemetriutstyr er i stand til å redusere den gjennomløpende borestøy i borestrengen, som forstyrrer overføring av telemetrisignaler gjennom borestrengen. Normale filtreringsprosesser bringes til å fjerne støy utenfor det frekvensbånd som er av interesse, og referansesignal-filtrering utføres for å redusere støyen innenfor overføringsbåndet, slik at derved telemetriutstyrets datatakt og pålitelighet økes. I en viss utførelse omfatter det akustiske telemetriutstyr en sender og en mottaker. Denne mottaker induserer et akustisk informasjonssignal som forplanter seg langs rørledningsstrengen i en primær forplantningsmodus (f.eks. aksialmodus). Eksisterende støy i rørledningsstrengen forurenser da informasjonssignalet. Mottakeren omfatter følere som måler det forvrengte informasjonssignal samt et referansesignal som angir den støy som foreligger i det målte informasjonssignal. Dette referansesignal er tatt fra en annen akustisk forplantningsmodus (f.eks. torsjonsmodus). På grunn av at det foreligger en sammenheng mellom referansesignalet og forvrengningen i informasjonssignalet, vil mottakeren være i stand til å filtrere referansesignalet slik at det oppnås en anslått verdi for informasjonssignalets forvrengning, og denne anslåtte verdi subtraheres da fra referansesignalet for å frembringe et informasjonssignal med redusert forvrengning. I en foretrukket utførelse blir informasjonssignalet brakt til å forplante seg i en aksial overføringsmodus, mens støyen i torsjonsmodus anvendes som referansesignal for å redusere støyen i det informasjonssignal som tas opp i aksialmodus.

Foreliggende oppfinnelse angis presist i et første aspekt i det vedføyde patentkrav 1 som angår en anordning for kansellering av borestøy ved akustisk brønntelemetri. Et andre aspekt av oppfinnelsen angis presist i det vedføyde patentkrav 13 som angår en fremgangsmåte for kansellering av borestøy ved akustisk brønntelemetri. Et tredje aspekt av oppfinnelsen defineres presist i det vedføyde patentkrav 16 som angår en akustisk telemetrimottaker beregnet for å fungere i nærvær av borestøy. Fordelaktige utførelsesformer av de tre aspektene av foreliggende oppfinnelse fremgår av de vedføyde uselvstendige patentkravene.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

En bedre forståelse av foreliggende oppfinnelse vil kunne oppnås når den etterfølgende, detaljerte beskrivelse av den foretrukne utførelse ses i sammenheng med de vedføyde tegninger, hvorpå: fig. 1 er en skjematisk skisse av en oljebrønn hvori akustisk telemetriutstyr kan anvendes,

fig. 2 er en skisse av en akustisk sender og en akustisk mottaker,

fig. 3 er et funksjonelt blokkskjema for en akustisk mottaker,

fig. 4 er et funksjonelt blokkskjema for støyfjerningsutstyr,

fig. 5 er et funksjonelt blokkskjema for et transversalfilter, og

fig. 6A anskueliggjør de relative orienteringer for de forskjellige følerakser, mens

fig. 6B er et funksjonelt blokkskjema for en utførelse for geometrisk kombinasjon av forskjellige moduler.

Skjønt oppfinnelsesgjenstanden kan være gjenstand for forskjellige modifikasjoner og alternative utførelser, vil bare spesielle utførelser av oppfinnelsen være vist som eksempler på tegningene, og vil i det følgende bli nærmere beskrevet. Det bør imidlertid forstås at disse tegninger og denne detaljerte beskrivelse på ingen måte er ment å begrense oppfinnelsen til den spesielle angitte form, men oppfinnelsen er tvert imot ment å dekke samtlige modifikasjoner, ekvivalenter og alternativer som faller innenfor foreliggende oppfinnelses idéinnhold og omfangsramme, slik som definert ved de etterfølgende patentkrav.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DEN FORELIGGENDE UTFØRELSE

Det skal nå henvises til figurene, hvor fig. 1 viser en brønn under borearbeider. En boreplattform 2 er utstyrt med en derrik 4 som bærer en heisinnretning 6. Utboring av olje- og gassbrønner utføres ved hjelp av en streng av borerør som er sammenføyet ved hjelp av skjøte-Verktøy" 7, slik at det dannes en borestreng 8. Heiseinnretningen 6 bærer et drivrør 10 som anvendes for å senke ned borestrengen 8 gjennom et rotasjonsbord 12. Koplet til den nedre ende av borestrengen 8 befinner det seg en borkrone 14. Denne borkrone 14 settes i rotasjon og utboringen finner sted ved dreining av borestrengen 8, ved bruk av en nedhullsmotor i nærheten av borkronen eller ved hjelp av andre fremgangsmåter. Borefluid, som kalles slam, blir pumpet av slam-sirkuleringsutstyr 16 gjennom forsyningsrøret 18 samt gjennom utboringens drivrør 10 og gjennom borestrengen 8 ved høye trykk og volumstrømmer (slik som 200 kp/cm<2> ved mengdestrømmer opptil 53001 pr. minutt) for å løpe ut gjennom munnstykker eller dyser i borkronen 14. Slammet vandrer da tilbake oppover borehullet gjennom det ringrom som er dannet mellom utsiden av borestrengen 8 og borehullsveggen 20, gjennom utblåsningsstopperen 22, samt inn i slamgropen 24 på jordoverflaten. På jordoverflaten blir boreslammet renset og derpå sirkulert på nytt ved hjelp av sirkulasjonsutstyret 16. Boreslammet anvendes for å nedkjøle borkronen 14, for å føre skjærspon fra bunnen av borehullet til jordoverflaten, samt for å utbalansere det hydrostatiske trykk i jordformasjonene.

Nedhullsfølerne 26 er koplet til en akustisk telemetrisender som sender ut telemetrisignaler i form av akustiske vibrasjoner i rørledningsveggen av borestrengen 8. En akustisk telemetrimottaker 30 er koplet til drivrøret 10 for å motta de overførte telemetrisignaler. En eller flere forsterkermoduler 32 kan være anordnet langs borestrengen for å motta telemetrisignalene og sende ut disse på nytt. Forsterkermodulene 32 omfatter både en akustisk telemetrimottaker og en akustisk telemetrisender konfigurert på lignende måte som mottakeren 30 og senderen 28.

For å anskueliggjøre er det i fig. 2 vist en forsterkermodul 32 som omfatter en akustisk sender 104 og en akustisk føler 112 montert på et rørledningsstykke 102. En fagkyndig på område vil forstå at den akustiske føler 112 er konfigurert for å motta signaler fra en fjerntliggende akustisk sender, og at den akustiske sender 104 er konfigurert for å sende signaler til en fjerntliggende akustisk føler. Skjønt senderen 104 og føleren 112 er vist nær inntil hverandre, vil de følgelig bare ligge så nær hverandre i en forsterkermodul 32 eller i et dobbeltrettet kommunikasjonssystem. Senderen 28 kan således bare omfatte senderenheten 104, mens mottakeren 30 kan bare omfatte følerenheten 112, hvis så ønskes.

Den følgende omtale vil være sentrert om akustisk signalering fra en sender 28 nær borkronen 14 til en føler som er plassert en viss avstand langs borestrengen. Forskjellige sendertyper er kjent innenfor fagområdet, slik det vil fremgå av US-patenter nr. 2.810.546, 3.588.804, 3.790.930, 3.813.656, 4.282.588, 4.283.779, 4.302.826 og 4.314.365, som alle herved tas inn her som referanse. Senderenheten 104 i fig. 2 har en stabel av piezo-elektriske skiver 106 inneklemt mellom to metallflenser108,110. Når denne stabel av piezo-elektriske skiver 106 drives elektrisk, så vil stabelen 106 utvides og sammentrekkes til å frembringe aksiale trykkbølger i rørledningen 102, og som forplanter seg aksialt langs borestrengen. Andre senderkonfigurasjoner kan anvendes for å frembringe torsjonsbølger, radiale trykkbølger, eller til og med transversalbølger, som forplanter seg langs borestrengen.

Forskjellige følere er kjent innenfor fagområdet, innbefattet trykkfølere, hastighetsfølere og akselerasjonsfølere. Føleren 112 omfatter fortrinnsvis et toakset akselerometer som er i stand til å avføle akselerasjoner i aksialretningen og omkretsretningen. En fagkyndig på området vil umiddelbart erkjenne at også andre følerkonfigurasjoner vil være mulig. Føleren 112 kan f.eks. omfatte et treakset akselerometer som i tillegg vil være i stand til å detektere akselerasjon i radialretningen. En andre føler 114 kan være anordnet 90 eller 180 grader bort fra den første føler 112. Denne andre føler 114 omfatter også fortrinnsvis et toakset eller treakset akselerometer. Ytterligere følere kan også være anordnet etter behov.

En grunn til at det anvendes flere følere skriver seg fra at det oppnås forbedret evne til å isolere og detektere en enkelt akustisk

bølgeforplantningsmodus og utelukke andre forplantningsmodi. En flerfølerkonfigurasjon kan således f.eks. oppvise forbedret deteksjon av aksiale trykkbølger for å utelukke torsjonsbølger, og kan omvendt oppvise forbedret deteksjon av torsjonsbølger samtidig som aksiale trykkbølger utelukkes.

Det skal nå henvises til fig. 3, hvor det er vist et eksempel på en akustisk telemetrimottaker 30 som fortrinnsvis omfatter en følergruppe 202, kombineringskretser 206, filtrerings- og analog/digital-omformerkretser 208, støykanselleringskretser 210, samt en demodulasjons/deteksjons-modul 212. Følergruppen 202 omfatter en føler 112 og eventuelt ytterligere følere i en flerfølerkonfigurasjon. Signaler fra hver av følerne blir bufferbehandlet av forsterkere 204 og kombinert i flerfølerkombinasjoner i kombineringskretsene 206 for å isolere de modi som er av interesse.

Av særlig interesse for den foreliggende fremstilling er målesignaler for aksiale trykkbølger og torsjonsbølger, skjønt også andre modi alternativt kan bedømmes å være av særlig interesse ved visse borestreng-konfigurasjoner. Hvis et enkelt toakset akselerometer anvendes, så vil følgelig signalene av interesse utgjøres av måleverdier for aksial akselerasjon og akselerasjon i omkretsretningen fra det eneste akselerometer, og ingen kombinasjonskrets brukes. Hvis et par av toaksede akselerometre anvendes, så vil målingene for henholdsvis aksial og omkrets-akselerasjon bli akselerert til hverandre ved hjelp av kombinasjonskretsen 206. Hvis et par av treaksede akselerometre anvendes (slik som vist i fig. 6A og 6B), så vil kombinasjonskretsen 206 addere de aksiale akselerasjoner (Yi og Y2) for å frembringe et aksialt utgangssignal, addere akselerasjonene (Xi og X2) i omkretsretningen for å frembringe et omkretssignal, samt kombinere radiale og omkrets-akselerasjoner (- Z^ med X2, samt X<\ med Z2) for å frembringe transversalsignaler. Kombinasjonskretsene 206 kan da kombinere signaler fra ytterligere følere for å detektere andre akustiske modi og forbedre isolasjonen mellom modusmålingene.

Den akustiske støy som spesielt frembringes av borkronen, men også av boreprosessen i sin helhet, forplantes oppover langs borestrengen i samtlige akustiske bølgeforplantningsmodi. Senderen 104 er fortrinnsvis konfigurert for å overføre telemetri-informasjon i en enkelt primær akustisk bølgeforplantningsmodus. Det bør bemerkes at fordi de har samme kilde, så vil støyen i en viss forplantningsmodus være korrelert med støyen i de øvrige forpiantningsmodi. Støyen i en viss modus kan således anvendes for å bestemme støyen i en annen modus, slik at denne støy kan fjernes hvis så ønskes. Andre akustiske bølgeforplantningsmodi danner referansesignaler som angir den støy som nedbryter det akustiske telemetrisignal. Så snart denne støy er kjent, kan den fjernes fra den modus som fremfører telemetrisignalet.

De forskjellige bølgemodus-målesignaler (aksial, torsjons- etc.) blir filtrert og fortrinnsvis omformet til digitale signaler i modul 208. Det aksiale signal omfatter fortrinnsvis telemetrisignalet, mens de øvrige signaler er referansesignaler hvorfra støyen i vedkommende bånd kan fastlegges. Filtreringsprosessen eliminerer signalenergi på utsiden av frekvensbåndet av interesse.

Funksjonsmodul 210 mottar de filtrerte (og fortrinnsvis digitale) signaler og anvender de filtrerte referansesignaler for å fjerne forvrengning og nedbrytning fra det primære informasjonsbærende filtrerte signal. Det korrigerte utgangssignal blir så avgitt til en demodulasjons/deteksjons-modul 212 som trekker ut den utsendte informasjon.

Det skal nå henvises til fig. 3 og 4, hvor støyfierningsmodulen 210 fortrinnsvis omfatter et estimeringsftlter 302-306 for å behandle hvert av referansesignalene, samt et forsinkelseselement 307 for å forsinke primærsignalet en forutbestemt tid. Filterne 302-306 frembringer anslåtte forvrengningsverdier som subtraheres fra det forsinkede primærsignal i summeringsknutepunktet 308. Utgangssignalet fra summeringsknutepunktet 308 er da det korrigerte utgangssignal.

Skjønt filterne 302-306 kan være av forskjellige typer, er de fortrinnsvis tilpassbare transveralfiltre, hvilket vil si filtre med "bevegelig middelverdi" og med tilpassbare koeffisienter. En utførelse av et transversalfilter er f.eks. vist i fig. 5. Det innkommende signal X passerer gjennom en rekke forsinkelseselementer 404. De signaler som avgis fra hvert av forsinkelseselementene 404 multipliseres da sammen med det opprinnelige inngangssignal X med en tilsvarende filterkoeffisient Ci ved hjelp av multipliseringsenheten 406. Addesjonsenheter 408 summerer multiplikasjonsproduktene for å frembringe et utgangssignal Y.

Modellering av akustisk bølgeforplantning i borestrenger angir at et telemetrisignal som er generert i aksial overføringsmodus vil forbli i denne aksiale modus. Meget liten kopling finner sted til torsjons- eller utbøynings-transmisjons-modi så lenge utbøyningsradius for borestrengen er større enn omtrent 6 m (20 fot). Den borestøy som er frembrakt av borkronen forventes å bli koplet inn i såvel aksialmodus som torsjons- og utbøynings-modi, og støyen i de forskjellige modi forventes å stå i funksjonell sammenheng. Denne funksjonelle sammenheng kan måles, og filtrene 302-306 er utført i samsvar med dette. Den funksjonelle sammenheng forventes imidlertid å være varierende, og tilpassbare filtre er derfor å foretrekke.

Det skal nå igjen henvises til fig. 4, hvor det i det tilfelle filtrene 302-306 er tilpassbare, anvendes en tilpasningsmetode for å nedsette til et minimum effekten i et valgt feilsignal. Det korrigerte signal velges fortrinnsvis som feilsignalet for tilpasning av filterkoeffisientene. Fig. 4 viser en primærinngang og tre referanseinnganger til støyfjerningsmodulen 210. For å lette forklaringen, antas det i den følgende omtale at primærinngangen omfatter telemetrisignalet pluss støy, og referansesignalene ene og alene består av støy. Når det foreligger korrelasjon mellom referanseinngangene og støyen i primærinngangen, kan denne korrelasjon anvendes for å redusere støyeffekten i primærinngangen. Antallet anvendte referansesignaler for å redusere støyeffekten kan variere, men et enkelt referansesignal kan være å foretrekke for de fleste anvendelser.

Det punktprøvede primærsignal kan angis som f(T)-s(T)+no{T), hvor s(T) er telemetrisignalet og n0(T) er det støysignal som koples inn i primærsignalets over-føringsmodus. Filteret eller filtrene arbeider på de punktprøvede referansesignaler for å frembringe en anslått total støysum nT{T). Referansesignalene antas å være korrelert med støyen n0(T) i primærsignalet samt ikke-korrelert med telemetrisignalet. Adapsjonsmetoden er utført for å nedsette til et minimum, og med hensyn til middelverdi, et kvadratisk feilsignal e<2>(T)=[f(T)-nr(T)]<2.> Det kan vises at minimalisering av dette kvadratiske feilsignal er ekvivalent med å nedsette til et minimum forskjellen mellom no(T) og n-r(T) i kvadrat. En koeffisient-tilpasningsmetode bruker følgende ligning:

hvor r{T +1-i) er referanseinngangen ved et tidspunkt T+1-i, e(T) er feilsignalet, p er en tilpasningskoeffisient, og C,(T) er den i-te filterkoeffisient ved tidspunktet T.

Det bør bemerkes at antall filtre (og antall filterkoeffisienter) kan reduseres tit et enkelt filter ved først å summere referanseinngangene til å danne et enkelt sammensatt referansesignal, hvorpå så det summerte referansesignal filtreres. Denne og andre støyfjerningsfilter-variasjoner vil fremgå klart for en fagkyndig på området, og er ment å inngå i oppfinnelsens omfangsramme.

Det bør videre bemerkes at akustisk signalering kan utføres i begge retninger, nemlig opphulls og nedhulls. Forsterkere kan inngå langs borestrengen for å utvide signaliseringsområdet. I den foretrukne utførelse vil ikke mer enn én eneste akustisk sender være i drift ved ethvert gitt tidspunkt. Den omtalte støyfjerningsstrategi forventes å være mest fordelaktig for akustiske mottakere som er plassert nær borkronen, såvel som for akustiske mottakere som "lytter" til en sender som befinner seg nær inntil borkronen. Forbedret systemytelse er imidlertid forventet ut i fra bruk av støyfjerning ved hjelp av samtlige mottakere i utstyret. Det bør videre bemerkes at det angitte akustiske telemetriutstyr kan arbeide gjennom kontinuerlig (kveilet) rørledning såvel som gjennom gjenget rørledning, og kan utnyttes både for MWD- og LWD-utstyr.

Tallrike variasjoner og modifikasjoner vil fremgå klart for fagkyndige på området så snart den ovenfor angitte fremstilling er fullt ut forstått. Det er da ment at følgende patentkrav skal tolkes til å omfatte alle slike variasjoner og modifikasjoner.

Claims (18)

1. Anordning for kansellering av borestøy ved akustisk brønntelemetri, hvor anordningen omfatter: en sender (28) konfigurert til å indusere et akustisk informasjonssignal som forplantes i veggen til en rørstreng i en første forplantningsmodus, og hvor det akustiske informasjonssignal blir forvrengt under forplantningen, og en signalmottaker (30) som omfatter følere (26) konfigurert til å måle et akustisk signal i en første forplantningsmodus og som angir det forvrengte akustiske informasjonssignal, karakterisert ved at følerne videre er konfigurert for å måle et akustisk signal i en andre forplantningsmodus og som angir den forvrengning som foreligger i signalet i den første forplantningsmodus, idet signalmottakeren bearbeider de første og andre forplantningsmodussignaler for å frembringe et tredje signal som angir det akustiske informasjonssignal og hvis forvrengning er redusert i forhold til det første forplantningsmodussignal.

2. Anordning som angitt i krav 1, og hvor signalmottakeren (30) videre omfatter: et filter (302-206) koplet for å motta signalet i den andre forplantningsmodus samt konfigurert for som reaksjon på dette frembringe et forvrengningssignal, og et summeringselement koplet for å motta signalet i den første forplantningsmodus og konfigurert for å subtrahere forvrengningssignalet for derved å frembringe et tredje signal med redusert forvrengning.

3. Anordning som angitt i krav 1, og hvor filteret (302-306) er et tilpassbart filter med koeffisienter som periodisk modifiseres for å redusere den foreliggende forvrengning i det tredje signal.

4. Anordning som angitt i krav 1, og hvor følerne omfatter to akselerometre som er koplet til rørstrengen.

5. Anordning som angitt i krav 4, og hvor ett av de to akselerometre er konfigurert for å detektere aksiale akustiske bølger i rørstrengveggen, og hvor et andre av de to akselerometre er konfigurert for å detektere akustiske torsjonsbølger i rørstrengen.

6. Anordning som angitt i krav 1, og hvor rørstrengen omfatter sammenskrudde rørledningsstykker.

7. Anordning som angitt i krav 1, og hvor rørstrengen omfatter en kveilbar rørledning.

8. Anordning som angitt i krav 1, og hvor senderen omfatter en piezo-elektrisk stabel konfigurert til å generere aksiale akustiske bølger i rørstrengveggen.

9. Anordning som angitt i krav 1, og hvor senderen (20) og signalmottakeren (30) inngår i en forsterker (32) som er konfigurert til å motta det forvrengte akustiske signal, til å redusere forvrengningen slik at det akustiske informasjonssignal hovedsakelig kan gjengis, samt til å utsende på nytt det gjengitte akustiske informasjonssignal.

10. Anordning som angitt i krav 1, og hvor det akustiske informasjonssignal hovedsakelig forplantes langs rørstrengveggen i aksial modus.

11. Anordning som angitt i krav 1, og hvor det akustiske informasjonssignal forplantes langs rørstrengveggen hovedsakelig i en torsjonsmodus.

12. Anordning som angitt i krav 1, og hvor forvrengningssignalet omfatter borestøy.

13. Fremgangsmåte for kansellering av borestøy ved akustisk brønntelemetri, hvilken fremgangsmåte omfatter: generering av et informasjonsbærende akustisk signal som forplantes i veggen til en borestreng (8), måling av et første akustisk signal som forplantes langs borestrengveggen i en første modus, karakterisert ved måling av et andre akustisk signal som forplantes langs borestrengveggen i en andre modus, og filtrering av det målte andre signal til å frembringe en anslått forvrengning av angitte måleverdier i det første akustiske signal, og subtrahering av estimatet fra målingen av det første akustiske signal for derved å frembringe et signal med redusert forvrengning.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, og som videre omfatter: demodulering av signalet med redusert forvrengning for å bestemme den informasjon som bæres av det informasjonsbærende signal.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, og hvor det første akustiske signal forplantes aksialt langs borestrengen (8), og hvor det andre akustiske signal forplantes som torsjonsbølge i borestrengveggen.

16. Akustisk telemetrimottaker beregnet for å fungere i nærvær av borestøy, hvilken telemetrimottaker omfatter en første føter (26) konfigurert til å detektere akustiske bølger som forplantes i en primær informasjonsbærende overføringsmodus, karakterisert ved at den videre omfatter: en andre føler (112) konfigurert til å detektere akustiske bølger som forplantes i en andre forskjellig overføringsmodus via borestrengveggen, og en støyfjerningsmodul koplet til første og andre føler (26,112) samt konfigurert til å omforme et signal fra den andre føler til et støyestimeringssignal, idet støyfjerningsmodulen videre er konfigurert til å subtrahere støyestimeringssignalet fra et signal fra den første føler (26) for derved å frembringe et informasjonssignal.

17. Akustisk telemetrimottaker som angitt i krav 16, og hvor den primære informasjonsbærende modus er en aksial forplantningsmodus, og hvor den andre forskjellige transmisjonsmodus er en torsjons-forplantningsmodus.

18. Akustisk telemetrimottaker som angitt i krav 16, og hvor den primære informasjonsbærende overføringsmodus er en torsjonsmodus, og hvor den andre forskjellige overføringsmodus er en aksial forplantningsmodus.