NO342796B1 - Borestreng som inkorporerer et akustisk telemetrisystem som anvender én eller flere lavfrekvens, akustiske attenuatorer, og tilordnet fremgangsmåte for transmisjon av data - Google Patents

Abstract

Et borerør (134) danner en akustisk transmisjonskanal for sending av data fra en nedihullstransceiver (136) til en overflatetransceiver (132). Ved å plassere en første lavfrekvens, akustisk attenuator (154) mellom en borkrone (156) og nedihullstransceiveren (136) vil akustisk støy generert av borkronen bli dempet. Ved å plassere overflatetransceiveren (132) mellom toppen av borerøret (134) og en andre lavfrekvens, akustisk attenuator (130) vil på tilsvarende måte støy generert av overflateutstyr bli dempet. På denne måte vil den første og den andre lavfrekvens, akustiske attenuator (130,154) fungere som terminatorer for den akustiske transmisjonskanal. Ved å kombinere en tredje lavfrekvens, akustisk attenuator (138), plassert mellom den første og den andre seksjon av borerør, med første og andre akustiske transceivere (136, 140) akustisk isolert i forhold til hverandre av den tredje lavfrekvens, akustiske attenuator (138), og ikke-akustisk koplet til hverandre for toveis utveksling av signaler, tilveiebringes endelig en akustisk forsterker for transmisjonskanalen.

Description

Foreliggende utlegning angår en borestreng for bruk ved undersøkelse av undergrunns jordformasjoner. Mer spesifikt angår foreliggende utlegning en borestreng der transmisjon av data ved et akustisk telemetrisystem tilknyttet borestrengen forbedres ved å inkorporere én eller flere lavfrekvens, akustiske attenuatorer i borestrengen.

Geologer og geofysikere vil ofte være interessert i egenskapene til undergrunns jordformasjoner som påtreffes av en borkrone under boring av en brønn for produksjon av hydrokarboner. Slik informasjon er nyttig for å kunne avgjøre korrektheten av de geofysiske data som benyttes for å bestemme aktuelle og påfølgende boresteder. Ved horisontal boring kan slik informasjon også være nyttig for å kunne avgjøre posisjonen til borkronen og hvilken retning boringen bør anta. Fagmenn på området vil raskt innse at det forgående bare er en rudimentær beskrivelse av noen av måtene der informasjon om egenskapene til en undergrunns jordformasjon vil kunne være nyttig for geologer, geofysikere og/eller andre som er involvert i undersøkelse av en undergrunns jordformasjon. Det vil imidlertid være en tilstrekkelig detaljert beskrivelse for de formål som her vil bli utlagt.

Informasjon i forhold til egenskapene til en undergrunns jordformasjon kan fremskaffes på flere måter. For eksempel kan borekaks fra slammet som returneres fra det sted hvor borkronen befinner seg bli analysert, eller det kan bores en kjerne langs hele lengden av borehullet. Alternativt kan borkronen trekkes ut av borehullet og et vaierline-loggeverktøy kan senkes inn i borehullet for å foreta målinger. Andre tilnærmingsmåter, vanligvis referert til som enten måling-under-boring (MWD)- eller logging-under-boring (LWD)-teknikker, omfatter bruk av verktøyer som foretar målinger i borehullet mens borkronen er i funksjon. Av de tidligere nevnte teknikker foretrekkes vanligvis MWD og LWD, siden ved å anvende disse teknikkene kan informasjon relatert til undergrunns jordformasjonen oppnås raskere og med lavere kostnader. Båndbredden tilgjengelig for dagens nedihulls telemetrisystemer, for eksempel slampuls- eller elektromagnetisk (EM)-telemetrisystemer, er imidlertid utilstrekkelig for kunne sende viktige MWD- eller LWD-data i sanntid. Følgelig blir data oppnådd av et MWD- eller LWD-verktøy ofte lagret i et lokalt minne i verktøyet, og ikke hentet fra dette lokale minne før etter at verktøyet er blitt fjernet fra borehullet. Dermed vil ikke data oppnådd fra et MWD- eller LWD-verktøy alltid være tilgjengelig for analyse i sanntid.

US 3889228 omhandler et system for toveis akustisk signalering langs borerøret i et borehull ved hjelp av signalforsterkere på intervaller for å kompensere for signaldempning i røret.

WO 96/21871 Al er rettet mot anordninger og fremgangsmåter for frembringelse av akustiske målinger eller "logger" av grunnformasjoner som gjennomskjæres av et borehull. Mer spesielt er oppfinnelsen rettet mot å oppnå de akustiske målinger mens borehullet blir boret. Nedhullsanordningene omfatter et antall segmenterte sendere og mottakere som muliggjør retningsmessig fokusering av den utsendte akustiske energi i en vinket som ligger i området fra omkring 0 grader til omkring 180 grader i forhold til borehullets akse. Beregningsanordning nede i borehullet og metoder blir brukt til å behandle de akustiske helbølgeformer som registreres av et antall mottakere. Et to- veis kommunikasjonssystem blir også brukt i den foretrukne utførelse av oppfinnelsen.

Transmisjon av akustiske telemetridata gjennom selve borestrengen er blitt vurdert med jevne mellomrom. Akustiske telemetrisystemer som sender data akustisk gjennom en borestreng har vært i stand til å sende data ved en rate som overskrider 50 bits pr. sek.

(bps). Et problematisk forhold relatert til akustisk transmisjon av data gjennom en borestreng mens boreoperasjoner utføres er at pågående boreoperasjoner har en tendens til å generere bredbånds-bitstøy som vil forurense den akustiske kanal gjennom hvilken data overføres. Én kilde til slik støy vil være borkronen som typisk befinner seg ved enden av borestrengen. En annen kan være et toppdrevet rotasjonssystem eller annet mekanisk utstyr lokalisert på overflaten og koplet til borestrengen. Uansett kilde så vil støy av denne type ha en tendens til å redusere signal-støy-raten (SNR) i den akustiske transmisjonskanal. Følgelig vil raten ved transmisjon av data gjennom den akustiske transmisjonskanal være redusert.

Det vil derfor forstås at innretninger som er i stand til å absorbere akustisk støy, borestrenger som strategisk anvender én eller flere innretninger som er i stand til å absorbere akustisk støy og/eller datatransmisjonsteknikker som inkorporerer innretninger som vil redusere mengden av støy som kan innta den akustiske transmisjonskanal i en borestreng eller en annen type av akustisk datatransmisjonssystem vil kunne forbedre LWD-, MWD- og andre datainnhentings-teknikker for fremskaffelse av nedihullsinformasjon og akustisk sende den fremskaffede informasjon til overflaten i sanntid.

Foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer et system og en fremgangsmåte som angitt i de vedlagte kravene.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot et system for fremskaffelse av nedihullsinformasjon, omfattende en borkrone; en nedihullsdatatransceiver koplet til nevnte borkrone; et borerør koplet til nevnte borkrone slik at nevnte nedihullsdatatransceiver er plassert mellom nevnte borkrone og nevnte borerør; en overflatetransceiver koplet til nevnte nedihullsdatatransceiver slik at nevnte borerør danner en akustisk transmisjonskanal mellom nevnte nedihullsdatatransceiver og nevnte overflatetransceiver; en lavfrekvens akustisk attenuator koplet til nevnte borerør slik at nevnte overflatetransceiver er plassert mellom nevnte borerør og nevnte lavfrekvens, akustiske attenuator; en fjerndataprosesseringsenhet; og en kommunikasjonsforbindelse som sammenkopler nevnte overflatetransceiver og nevnte fjerndataprosesseringsenhet; der nevnte nedihullsdatatransceiver er konfigurert for å kunne fremskaffe nedihullsinformasjon og sende nevnte fremskaffede informasjon til nevnte akustiske transmisjonskanal i nevnte borerør som data; der nevnte overflatetransceiver er konfigurert for å motta nevnte data akustisk sendt av nevnte nedihullsdatatransceiver via nevnte akustiske transmisjonskanal og omforme nevnte mottatte data til et signalformat som er egnet for transmisjon til nevnte fjerndataprosesseringsenhet via nevnte kommunikasjonsforbindelse; og der nevnte fjerndataprosesseringsenhet er konfigurert for å prosessere nevnte nedihullsinformasjon fremskaffet av nevnte nedihullsdatatransceiver.

Det er også tilveiebrakt et system for fremskaffelse av nedihullsinformasjon, omfattende en borkrone; en nedihullsdatatransceiver koplet til nevnte borkrone; en første seksjon borerør koplet til nevnte borkrone slik at nevnte nedihullsdatatransceiver er plassert mellom nevnte borkrone og nevnte første seksjon borerør; en lavfrekvens, akustisk attenuator koplet til nevnte nedihullsdatatransceiver slik at nevnte første seksjon borerør er plassert mellom nevnte nedihullsdatatransceiver og nevnte lavfrekvens, akustiske attenuator; en andre seksjon borerør koplet til nevnte første seksjon borerør slik at nevnte lavfrekvens, akustiske attenuator er plassert mellom nevnte første seksjon borerør og nevnte andre seksjon borerør; en overflatetransceiver koplet til nevnte lavfrekvens, akustiske attenuator slik at nevnte andre seksjon borerør er plassert mellom nevnte lavfrekvens, akustiske attenuator og nevnte overflatetransceiver; en fjerndataprosesseringsenhet; og en kommunikasjonsforbindelse som sammenkopler nevnte overflatetransceiver og nevnte fjerndataprosesseringsenhet.

Videre beskriver oppfinnelsen en fremgangsmåte for transmisjon av nedihullsinformasjon med forbedret datarate, omfattende å tilveiebringe en akustisk transmisjonskanal for transmisjon av nedihullsinformasjon, der nevnte akustiske transmisjonskanal omfatter en lavfrekvens akustisk attenuator imellom en akustisk mottaker og en akustisk sender akustisk isolert i forhold til nevnte akustiske mottaker; der nevnte akustiske sender er ikke-akustisk koplet til nevnte akustiske mottaker; å transportere data fra en nedihullsdatatransceiver til en overflatetransceiver via nevnte akustiske transmisjonskanal; der nevnte akustiske mottaker ikke-akustisk sender mottatte data til nevnte akustiske sender; og der nevnte akustiske sender vil regenerere nevnte data mottatt av nevnte akustiske mottaker; der nevnte akustiske isolasjon av nevnte akustiske mottaker i forhold til nevnte akustiske sender tillater nevnte akustiske transmisjonskanal å operere med forbedrede datarater.

Det kan oppnås en bedre forståelse av foreliggende oppfinnelse når den detaljerte beskrivelse gjennomgås sammen med de vedlagte tegninger, der: FIG. 1 illustrerer et første borested der en representativt illustrert borestreng som inkorporerer et konvensjonelt konfigurert slamtelemetrisystem sender nedihullsinformasjon til overflaten i sanntid; FIG. 2 illustrerer et andre borested der en representativt illustrert borestreng som inkorporerer et akustisk telemetrisystem konstruert i overensstemmelse med trekkene ifølge foreliggende oppfinnelse og som anvender én eller flere lavfrekvens, akustiske attenuatorer sender nedihullsinformasjon til overflaten i sanntid; FIG. 3 er et forstørret riss av den representativt illustrerte borestreng ifølge FIG. 2.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en borestreng som omfatter et borerør til hvilket en nedihullsdatatransceiver og en lavfrekvens, akustisk attenuator er koplet. Informasjon fremskaffet av nedihullsdatatransceiveren sendes akustisk via borerøret. I ett aspekt av denne omfatter borestrengen en borkrone og den lavfrekvens, akustiske attenuator er koplet mellom borkronen og datatransceiveren. I et annet, alternativt aspekt av denne omfatter borestrengen en overflatetransceiver koplet til borerøret. I dette aspekt er den lavfrekvens, akustiske attenuator koplet til overflatetransceiveren slik at denne er plassert mellom borerøret og den lavfrekvens, akustiske attenuator. I enda et annet, alternativt aspekt av denne består borerøret av en første og en andre rørseksjon. I dette aspekt er den lavfrekvens, akustiske attenuator plassert mellom den første og andre borerørseksjon.

I forskjellige, ytterligere aspekter ved denne utførelsesform av foreliggende oppfinnelse kan borestrengen omfatte flere lavfrekvens, akustiske attenuatorer. Disse ytterligere aspekter ved oppfinnelsen kan omfatte forskjellige kombinasjoner av en lavfrekvens, akustisk attenuator koplet mellom borkronen og datatransceiveren, en lavfrekvens, akustisk attenuator koplet mellom den første og den andre seksjon av borerøret, og/eller en lavfrekvens, akustisk attenuator koplet til overflatetransceiveren slik at denne er plassert mellom borerøret og den lavfrekvens, akustiske attenuator.

I overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse vil borerøret danne en akustisk transmisjonskanal for opplink transmisjon av informasjon fra nedihullsdatatransceiveren til overflatetransceiveren og nedlink transmisjon av akustiske styresignaler fra overflatetransceiveren til nedihullsdatattransceiveren. Ved å plassere en lavfrekvens, akustisk attenuator mellom borkronen og nedihullsdataransceiveren vil akustisk støy generert av borkronen bli dempet, for derved å redusere mengden av borkronestøy som kan innta den akustiske transmisjonskanal. Ved å kople en lavfrekvens, akustisk attenuator til overflatetransceiveren slik at denne siste er plassert mellom borerøret og den lavfrekvens, akustiske attenuator blir på tilsvarende måte akustisk støy generert av overflateutstyr dempet, for derved å redusere mengden av støy fra dette overflateutstyr som kan innta den akustiske transmisjonskanal. På denne måte kan de tidligere nevnte lavfrekvens, akustiske attenuatorer tjene som en første h.h.v. andre akustisk terminator for den akustiske transmisjonskanal. Ved å kombinere (1) en lavfrekvens, akustisk attenuator med en første akustisk transceiver plassert mellom den lavfrekvens, akustiske attenuator og en første seksjon av borerøret, (2) en andre akustisk transceiver plassert mellom den lavfrekvens, akustiske attenuator og en andre seksjon av borerøret og (3) en diskret kopling mellom den første akustiske transceiver og den andre akustiske transceiver, er endelig den akustiske transmisjonskanal tilveiebrakt med en akustisk forsterker som er i stand til å regenerere data som inntar den akustiske transmisjonskanal. Ved å plassere én eller flere akustiske forsterkere langs den akustiske transmisjonskanal kan videre data som inntar den akustiske transmisjonskanal sendes over større avstander.

Bestemte begreper benyttes gjennom hele følgende beskrivelse og i patentkravene for å referere til spesifikke systemkomponenter. Dette dokument vil ikke skille mellom komponenter med forskjellig navn, men med samme funksjon.

I den følgende detaljerte beskrivelse og i patentkravene blir begrepene "inkludert" og "omfattende" benyttet i en åpen betydning og skal således tolkes som "omfattende, men ikke begrenset til...".

Begrepet "kople" eller "kopler" er ment å bety enten en indirekte eller direkte elektrisk, mekanisk eller termisk forbindelse. Begrepet "kople" eller "kopler" er videre ment å omfatte både vaierline-forbindelser og trådløse forbindelser. Dersom en første innretning er koplet til en andre innretning kan denne forbindelse således være en direkte vaierline-forbindelse, en indirekte vaierline-forbindelse via andre innretninger og/eller forbindelser, eller en indirekte, trådløs forbindelse via andre innretninger og/eller forbindelser.

Begrepene "MWD-systemer" og "LWD-systemer" refererer generelt til systemer som tilveiebringer retningsbestemte brønnboringsundersøkelser, petrofysiske brønnlogginger og sanntids boringsinformasjon under boringen. De vil gjøre dette ved å anvende vektrør som inkorporerer instrumenter samt et nedihulls-overflate datatelemetrisystem.

Begrepet "MWD" vil generelt referere til målinger fremskaffet nedihull under boring eller benyttes spesielt for å beskrive retningsbestemte undersøkelser og boringsrelaterte målinger.

Begrepet "LWD" vil generelt referere til petrofysiske målinger, tilsvarende vaierlinelogginger i uforede brønner, fremskaffet under boring.

Begrepet "opplink" vil generelt referere til transmisjon av signaler fra en nedihulls datatransceiver til en dataprosesseringsinnretning på overflaten.

Begrepet "nedlink" vil generelt referere til transmisjon av signaler fra en dataprosesseringsinnretning til en nedihulls datatransceiver.

Det skal forstås at foreliggende oppfinnelse kan gjennomgå forskjellige modifikasjoner og anta alternative former hvis spesifikke utførelsesformer er vist gjennom eksempler i tegningene og den detaljerte beskrivelse som her er utlagt. Det skal imidlertid understrekes at tegningene og den detaljerte beskrivelse av disse som her er utlagt ikke er ment å begrense oppfinnelsen til den spesifikke form som utlegges. Det er tvert imot meningen at alle modifikasjoner, ekvivalenter og alternativer som omfattes av ånden og omfanget av foreliggende oppfinnelse, slik denne defineres av de vedlagte patentkrav, skal være dekket.

Det vises nå til figurene, der FIG. 1 illustrerer et første borested der en representativt illustrert borestreng som inkorporerer et konvensjonelt konfigurert slamtelemetrisystem sender informasjon om en første underjordisk fjellformasjon til overflaten i sanntid. Det kan ses at en borerigg 10 omfatter et boretårn 12, et boretårnsdekk 14, heisverk 16, en løpeblokk 17, krok 18, svivel 19, rørdel 21, kilebelte 25 og en borestreng 26 som i FIG. 1 er vist plassert i borehullet 60. Boreriggen 10 er også utstyrt med et toppdrevet rotasjonssystem 15 glidbart koplet til momentskinner 20 for å tillate vertikal bevegelse av det toppdrevne rotasjonssystem 15 langs aksen Dl. Borestrengen 26 båret av kilebeltet 25 ragende over boretårndekket 14 er koplet til det toppdrevne rotasjonssystem 15 via rørdelen 21. En borerørheis 23 sikret til elevatorstenger 24 som strekker seg fra det toppdrevne rotasjonssystem 15 vil forflytte borestrengen 26 vertikalt sammen med det toppdrevne rotasjonssystem 15.1 sin tur blir det toppdrevne rotasjonssystem 15 hevet eller senket ved hjelp av løpeblokken 17. Således blir også borestrengen 26 hevet eller senket langsaksen Dl når det toppdrevne rotasjonssystem 15 av løpeblokken 17 heves eller senkes langs aksen Dl.

Slik som er vanlig på området omfatter borestrengen 26 flere seksjoner koplet til hverandre ved et passende antall vektrør (ikke vist) eller andre egnede koplingsinnretninger. Mer spesifikt består borestrengen 26 av en første seksjon 36, en andre seksjon 54 og en tredje seksjon 56. Som vil bli mer fullstendig utlagt nedenfor er den første seksjon 36 av borestrengen 26 en seksjon av borerør, den andre seksjon 54 av borestrengen 26 er en nedihullsdatatransceiver, for eksempel et LWD-verktøy, og den tredje seksjon 56 av borestrengen 26 er en borkrone. Boreslam injiseres i svivelen 21 gjennom en boreslamforsyningsledning 58. Boreslammet vil strømme gjennom det toppdrevne rotasjonssystem 15, rørdelen 21, borerøret 36, nedihullsdatatransceivern 54 og ut gjennom portene (ikke vist) i borkronen 56. Boreslammet vil så strømme opp gjennom borehullet 60. En boreslamreturledning 62 vil returnere boreslammet fra borehullet 60 og sirkulere det til et boreslambasseng (ikke vist) og tilbake til boreslamforsyningsledningen 58.1 et slampulstelemetrisystem anvendes boreslammet som akustisk transmisjonskanal. Boreslammet som strømmer gjennom borehullet 60 vil således sende data inneholdende nedihullsinformasjon, for eksempel data innsamlet av nedihullsdatatansceiveren 54, tiloverflaten for analyse. For å kunne gjøre dette vil nedihullsdatatransceiveren 54 samle inn data og så modulere disse innsamlede data til en signalbærer som kan sendes gjennom boreslammet. En akustisk sensor 64 plassert på overflaten og langs boreslamreturledningen 62 vil detektere dataene som sendes opplink i boreslammet og så sende de detekterte data videre til en demodulator 66. Demodulatoren 66 vil først demodulere de mottatte data og deretter sende disse til beregningsutstyret 68. Der vil de mottatte data bli analysert for å fremskaffe nedihullsinformasjonen.

Selv om et slampulstelemetrisystem som anvender boreslammet som akustisk transmisjonskanal for de fremskaffede data er i stand til å sende data fremskaffet av nedihullsdatatransceiveren 54 til overflaten i sanntid har begrensninger for egnetheten av boreslam som akustisk transmisjonskanal hindret at mange av dataene fremskaffet av nedihullsdatatransceiveren 54 kan sendes til beregningsutstyret 68 i sanntid. Mer spesifikt er sanntids transmisjon av informasjon fremskaffet av

nedihullsdatatransceiveren 54 ved dagens implementeringer av

slampulstelemetrisystemer begrenset til utvalgte parametere, typisk de som avgjøres å være "vitale" for bestemte sanntids-applikasjoner og -avgjørelser. Omvendt blir de gjenværende typer av rådata, for eksempel diagnostiske parametere og annen type informasjon som avgjøres å være "mindre vital" tatt opp i nedihullsminnet og gjort tilgjengelig ved slutten av hver boresekvens.

For å overkomme svakhetene ved kjente borestrenger og de tidligere nevnte begrensninger ved sanntids transmisjon av data i forbindelse med slampuls og andre kjente telemetrisystemer er det i FIG. 2 illustrert et andre borested der det er vist en representativt borestreng som inkorporerer et akustisk telemetrisystem konstruert i overensstemmelse med trekkene ifølge foreliggende oppfinnelse og som anvender én eller flere lavfrekvens, akustiske attenuatorer for transmisjon av nedihullsinformasjon til overflaten i sanntid. Det skal selvsagt forstås at borestrengen 126 ifølge FIG. 2 for illustrasjonens skyld er svært forenklet, og mange detaljer i forbindelse med borestrengen 126 som ikke er nødvendige for en komplett forståelse av prinsippene ifølge foreliggende oppfinnelse er for beskrivelsens skyld utelatt. Som allerede bemerket er for eksempel vektrørene som forbinder de forskjellige seksjoner av borestrengen 126 utelatt. Videre er innretninger som ofte vil være inkorporert i vektrør, for eksempel nedihullsdatatransceivere, vist som diskrete seksjoner av borestrengen 126.1 tillegg ville borestrengen 126 typisk omfatte en kombinasjon av lengre, kortere, flere og/eller færre seksjoner av borerør enn de fjorten, like lange seksjonene som her er illustrert og beskrevet. Endelig vil borestrenger typisk omfatte et hvilket som helst antall og/eller forskjellige nedihullstransceivere eller andre typer av nedihullsverktøyer, selv om borestrengen 126 er vist omfattendne bare én enkelt nedihullstransceiver.

Det kan ses at en borerigg 110 omfatter et boretårn 112, et boretårnsdekk 114, heisverk 116, en løpeblokk 117, krok 118, svivel 119, rørdel 121, kilebelte 125 og en borestreng 126 som i FIG. 2 er vist plassert i borehullet 160. Boreriggen 110 er også utstyrt med et toppdrevet rotasjonssystem 115 glidbart koplet til momentskinner 120 for å tillate vertikal bevegelse av det toppdrevne rotasjonssystem 115 langs aksen D2. Borestrengen 126 båret av kilebeltet 125 ragende over boretårndekket 114 er koplet til det toppdrevne rotasjonssystem 115 via rørdelen 21. En borerørheis 123 sikret til elevatorstenger 124 som strekker seg fra det toppdrevne rotasjonssystem 115 vil forflytte borestrengen 126 vertikalt sammen med det toppdrevne rotasjonssystem 115.1 sin tur blir det toppdrevne rotasjonssystem 115 hevet eller senket ved hjelp av løpeblokken 117. Således blir også borestrengen 126 hevet eller senket langsaksen D2 når det toppdrevne rotasjonssystem 115 av løpeblokken 117 heves eller senkes langs aksen D2.

Borestrengen 126 består av flere seksjoner koplet til hverandre ved hjelp av et tilordnet antall vektrør (ikke vist) eller andre konvensjonelle koplingsinnretninger. Som tidligere angitt er borestrengen 126 representativt illustrert i FIG. 2 og 3. Følgelig vil borestrengen 126 slik den er vist i FIG. 2 og 3 være svært forenklet. Seksjonene av borestrengen 126, slik disse fremstår i virkeligheten, kan dermed være svært forskjellig fra det som er vist i FIG. 2 og 3. Videre trenger ikke de faktiske lengdene til de forskjellige seksjoner av borestrengen 126 nødvendigvis stå i forhold til lengdene til disse seksjoner slik de er vist i FIG. 2 og 3. Mens en første seksjon av borestrengen 126 kan ha en faktisk lengde som er flere ganger så stor som den faktiske lengde av en andre seksjon av borestrengen 126 kan den første og andre seksjon av borestrengen 126 i FIG.

2 og 3 fremstå (eller ikke fremstå) med lik lengde. Som illustrert i FIG. 2 og 3 er

endelig antallet og lengden av seksjoner av borestrengen 126 helt tilfeldig. Følgelig kan en virkelig implementering av borestrengen 126 omfatte hvilke som helst antall og typer av seksjoner, inkludert typer av seksjoner som her ikke er spesifikt utlagt.

I utførelsesformen vist i FIG. 2 består for eksempel borestrengen 126 av en første seksjon 130, en andre seksjon 132, en tredje seksjon 134, en fjerde seksjon 136, en femte seksjon 138, en sjette seksjon 140, en syvende seksjon 142, en åttende seksjon 144, en niende seksjon 146, en tiende seksjon 148, en ellevte seksjon 150, en tolvte seksjon 152, en trettende seksjon 154 og en fjortende seksjon 156. Som vil bli mer fullstendig beskrevet nedenfor vil den første seksjon 130 av borestrengen 126 i denne utførelsesform være en første lavfrekvens, akustisk attenuator, den andre seksjon 132 av borestrengen 126 er en overflatetransceiver, den tredje seksjon 134 av borestrengen 126 er en første seksjon borerør, den fjerde seksjon 136 av borestrengen 126 er en første akustisk transceiver, den femte seksjon 138 av borestrengen 126 er en andre lavfrekvens, akustisk attenuator, den sjette seksjon 140 av borestrengen 126 er en andre akustisk transceiver, den syvende seksjon 142 av borestrengen 126 er en andre seksjon borerør, den åttende seksjon 144 av borestrengen 126 er en tredje akustisk transceiver, den niende seksjon 146 av borestrengen 126 er en tredje lavfrekvens, akustisk attenuator, den tiende seksjon 148 av borestrengen 126 er en fjerde akustisk transceiver, den ellevte seksjon 150 av borestrengen 126 er en tredje seksjon borerør, den tolvte seksjon 152 av borestrengen 126 er en tredje akustisk transceiver, den trettende seksjon 152 av borestrengen 126 er en nedihullstransceiver, for eksempel et LWD-verktøy, den fjortende seksjon 154 av borestrengen 126 er en fjerde lavfrekvens, akustisk attenuator og den femtende seksjon 156 av borestrengen 126 er en borkrone.

Boreslam injiseres i svivelen 121 gjennom en boreslamforsyningsledning 158. Boreslammet vil strømme gjennom det toppdrevne rotasjonssystem 115, rørdelen 121, de første til fjortende seksjoner 130 til 154 av borestrengen 126 og ut gjennom portene (ikke vist) i borkronen 156. Boreslammet vil så strømme opp gjennom borehullet 160. En boreslamreturledning 162 vil returnere boreslammet fra borehullet 160 og sirkulere det til et boreslambasseng (ikke vist) og tilbake til boreslamforsyningsledningen 158.1 motsetning til borestrengen 26 vil imidlertid borestrengen 126 ikke benytte et slampulstelemetrisystem for å sende data innsamlet av nedihullsdatatransceiveren 154 til overflaten. Snarere blir data fremskaffet av nedihullsdatatransceiveren 154, for eksempel LWD, akustiske telemetridata (LAT), sendt opplink til overflaten ved å anvende et akustisk telemetrisystem implementert ved nedihullsdatatransceiveren 154, overflatetransceiveren 132 og en akustisk transmisjonskanal 164 som strekker seg, som vist i FIG. 3, fra nedihullsdatatransceiveren 154 til overflatetransceiveren 132. Den akustiske transmisjonskanal 164 implementeres i de angitte nedihullsomgivelser ved å benytte seksjoner av borerør i borestrengen 126, for eksempel den første borerørseksjon 134, den andre borerørseksjon 142 og den tredje borerørseksjon 150.

Det vises nå til FIG. 3 der den tidligere nevnte, akustiske transmisjonskanal 164, så vel som flere lavfrekvens, akustiske attenuatorer 130, 138, 146 og 154 benyttet i forbindelse med den akustiske transmisjonskanal 164, nå vil bli beskrevet mer detaljert. Det skal imidlertid først bemerkes at de lavfrekvens, akustiske attenuatorer 130, 138, 146 og 154 som her er illustrert og beskrevet er konfigurert for dempning av trykkbølger. Det er imidlertid fullt tenkbart at de lavfrekvens, akustiske attenuatorer 130, 138, 146 og 154 også ville kunne dempe laterale vibrasjoner eller torsjonssvingninger som helt eller delvis er omformet til trykkbølger. Det kan videre tenkes at den akustiske transmisjonskanal 164 også kan være utstyrt med én eller flere ytterligere lavfrekvens, akustiske attenuatorer konfigurert for å dempe torsjonssvingninger snarere enn trykkbølger. På forskjellige måter kan slike lavfrekvens, torsjonsakustiske attenuatorer benyttes i stedet for, eller sammen med de lavfrekvens, akustiske attenuatorer som her er illustrert og beskrevet. En slik alternativ konfigurasjon ville være særlig nyttig i forbindelse med et torsjonssvingningstelemetrisystem.

Ved sine motstående ender er den akustiske transmisjonskanal 164 avgrenset av en første (eller øvre) terminator 166 h.h.v. en andre (eller nedre) terminator 168. Som vil bli mer fullstendig utlagt nedenfor vil de øvre og nedre terminatorer 166 og 168 forhindre ekstern støy fra de deler av borestrengen 126 som befinner seg ovenfor h.h.v. nedenfor den akustiske transmisjonskanal 164 fra å innta den akustiske transmisjonskanal 164, der denne eksterne støy ville forstyrre opplink-transmisjonen av LAT-data gjennom den akustiske transmisjonskanal 164, fra nedihullsdatatransceiveren 152 til overflatetransceiveren 129. Den øvre terminator 166 implementeres i nedihullsutsyret ved å kople en lavfrekvens, akustisk attenuator konfigurert for å dempe akustisk støy i området fra om lag 400 Hz til om lag 2 kHz i en øvre del av borestrengen 126, fortrinnsvis mellom overflatetransceiveren 132 og det toppdrevne rotasjonssystem 115 (eller et annet mekanisk system) som bevirker vertikal forflytning av borestrengen 126. En lavfrekvens, akustisk attenuator egnet for implementering som den øvre terminator 166 i den akustiske transmisjonskanal 164 er utlagt i samtidig US patentsøknad nr. 10/882,915 (Attorney Docket No. 2003-IP-012550), med tittelen "A Low Frequency Acoustic Attenuator For Use In Downhole Operations". På samme måte implementeres den nedre terminator 168 i nedihullsutstyret ved å kople en lavfrekvens, akustisk attenuator, fortrinnsvis en lavfrekvens, akustisk attenuator konfigurert for å dempe akustisk støy i området fra om lag 400 Hz til om lag 2 kHz i en nedre del av borestrengen 126, fortrinnsvis mellom nedihullsdatatransceiveren 152 og borkronen 156. Igjen er en lavfrekvens, akustisk attenuator egnet for implementering som den nedre terminator 168 i den akustiske transmisjnskanal 164 utlagt i samtidig US patentsøknad nr. 10/882,915 (Attorney Docket NO. 2003-IP-012550), med tittelen "A Low Frequency Acoustic Attenuator For Use In Downhole Operations".

Før det gås videre i FIG. 3 vil nå en andre, foretrukket konfigurasjon av borestrengen 126 bli utlagt. Som tidligere utlagt ble borestrengen 126 konfigurert til å omfatte en første seksjon 130' bestående av en første lavfrekvens, akustisk attenuator konfigurert til å dempe akustisk støy i området av om lag 400 HZ til om lag 2 kHz. Som også allerede utlagt ble den første lavfrekvens, akustiske attenuator 130' plassert slik at den avgrenset den akustiske transmisjonskanal 164 og fungerte som den øvre terminator 166' for den akustiske transmisjonskanal 164. Som den øvre terminator 166' for den akustiske transmisjonskanal 164 hindret den første lavfrekvens, akustiske attenuator 130' ekstern støy fra de delene av borestrengen 126 som befant seg over den akustiske transmisjonkanal 164 fra å innta den akustiske transmisjonskanal 164. Ved å plassere den første lavfrekvens, akustiske attenuator 130' mellom overflatetransceiveren 132 og det toppdrevne rotasjonssystem 115, eller annet overflateutstyr som kan bevirke en vertikal forflytning av borestrengen 126, ble videre akustisk støy generert av det toppdrevne rotasjonssystem 115 dempet før støyen kunne innta den akustiske transmisjonskanal 164 og dermed forurense de opplink, akustiske data eller nedlink styredata.

For mer effektivt å kunne dempe akustisk støy generert av det toppdrevne rotasjonssystem 115 ser man videre for seg, i denne andre, foretrukkede konfigurasjon av borestrengen 126, at i stedet for den lavfrekvens, akustiske attenuator 130' konfigureres borestrengen 126 slik at den vil omfatte en lavfrekvens, akustisk attenuator 130". I motsetning til den lavfrekvens, akustiske attenuator 130' er den lavfrekvens, akustiske attenuator 130" plassert i borestrengen umiddelbart under det toppdrevne rotasjonssystem 115, eller eventuelt en annen kilde til overflatestøy. I denne utførelsesform vil den lavfrekvens, akustiske attenuator 130" fungere som øvre terminator 166" for den akustiske transmisjonskanal 164. På grunn av dens nærhet til kilden til overflatestøyen, mer spesifikt det toppdrevne rotasjonssystem 115, som kan forurense den akustiske transmisjonskanal 164 tenker man seg imidlertid at den lavfrekvens, akustiske attenuator 130" vil kunne dempe overflatestøyen mer effektivt. Man ser videre for seg at plasseringen av den lavfrekvens, akustiske attenuator 130" umiddelbart under det toppdrevne rotasjonssystem 115 vil forenkle utvekslingen av signaler mellom overflatetransceiveren 132 og fjerndataprosesseringsenheten 174 ved at kommunikasjonsbanen ikke lenger trenger å omgå den lavfrekvens, akustiske attenuator 130'.

Ytterligere detaljer ved borestrengen 126 vil nå bli beskrevet, igjen i forbindelse med

FIG. 3. På samme måte som FIG. 2 er også FIG. 3 en representativ illustrasjon av seksjonene 130 til 156 av borestrengen 126. Som allerede bemerket omfatter borestrengen 126 første, andre tredje og fjerde lavfrekvens, akustiske attenuatorer 130, 138, 146 og 154, overflatetransceiveren 132, første, andre, tredje og fjerde akustiske transceivere 136, 138, 144 og 148, første, andre og tredje borerørseksjoner 134, 142 og 150, nedihullsdatatransceiveren 152 og borkronen 156. Som mer fullstendig beskrevet nedenfor vil hver av de første, andre, tredje og fjerde lavfrekvens, akustiske attenuatorer 128, 136, 144 og 154 forbedre transmisjonen av data gjennom de første, andre og tredje borerørseksjoner 134, 142 og 150 av borestrengen 126. Som tidligere fremlagt vil en svakhet ved akustiske telemetrisystemer være forplantningen av støy inn i den akustiske transmisjonskanal 164, det vil her si den del av borestrengen 126 som befinner seg mellom nedihullsdatatransceiveren 152 og overflatetransceiveren 132.

Den første og fjerde lavfrekvens, akustiske attenuator 130 og 154 vil forhindre ekstern støy fra å innta den akustiske transmisjonskanal 164; den første lavfrekvens, akustiske attenuator 130 fungerer som en øvre, akustisk barriere for den akustiske transmisjonskanal 164 og den fjerde lavfrekvens, akustiske attenuator 154 fungerer som en nedre akustisk barriere for den akustiske transmisjonskanal 164. Ved å kople nedihullsdatatransceiveren 152 til borkronen 156 slik at den fjerde lavfrekvens, akustiske attenuator 154 vil være plassert mellom borkronen 156 og nedihullsdatatransceiveren 152 vil akustisk støy generert av borkronen 156 bli dempet når den forplanter seg gjennom den fjerde lavfrekvens, akustiske attenuator 154 for dermed å redusere borkrone-støyforurensningen av den akustiske transmisjonskanal 164. Således vil SNR i den akustiske transmisjonskanal 164 øke, telemetriraten for den akustiske transmisjonskanal 164 forbedres og den generelle robusthet for de akustiske transmisjonskanal 164 vil øke.

I tillegg til å forhindre borkronestøy fra å innta den akustiske transmisjonskanal 164 skal det videre bemerkes at ved å plassere den fjerde lavfrekvens, akustiske attenuator 154 under nedihullsdatatransceiveren 152 vil det oppnås betydelige fordeler i ikke-boringssituasjoner. Når den i en ikke-boringssituasjon er plassert på denne måte vil den fjerde lavfrekvens, akustiske attenuator 154 dempe uønskede refleksjoner av komponenter av opplinkdata som forplanter seg nedover for så å bli reflektert fra bunnen av borestrengen 126 og tilbake inn i den akustiske transmisjonskanal 164 der de ville kunne forstyrre påfølgende transmisjoner av opplinkdata. Ved å plassere den fjerde lavfrekvens, akustiske attenuator 154 på denne måte skal det videre bemerkes at den fjerde lavfrekvens, akustiske attenuator 154 også vil forhindre nedlink styredata fra å bli reflektert fra bunnen av borestrengen 126 og tilbake opp gjennom den akustiske transmisjonskanal 164 der de ville kunne forurense påfølgende transmisjoner av kommandoer. Selv om begge disse situasjoner i teorien også vil være mulige ved boreoperasjoner skal det bemerkes at i en boresituasjon vil støyen generert av borkronen 156 ha en tendens til å maskere slike refleksjoner av opplink datasignaler eller nedlink styresignaler reflektert fra bunnen av borestrengen 126.

Ved å kople den første lavfrekvens, akustiske attenuator 130 til overflatetransceiveren 132 slik at den første lavfrekvens, akustiske attenuator 130 vil være plassert mellom overflatetransceiveren 132 og det toppdrevne rotasjonsystem 115, eller eventuelt annet overflateutstyr som kan bevirke en vertikal forflytning av borestrengen 126, vil også akustisk støy generert av det toppdrevne rotasjonssystem 115 bli dempet før denne støy kan innta den akustiske transmisjonskanal 164 og dermed forurense de opplink akustiske data eller nedlink styredata. Den første lavfrekvens, akustiske attenuator vil også forhindre opplinkdata fra å bli reflektert mot toppen av borestrengen 126 for så å returnere nedlink hvor disse reflekterte data ville kunne forstyrre påfølgende transmisjoner av databits.

I tillegg viser FIG. 3 flere lavfrekvens, akustiske attenuatorer som fortrinnsvis er konfigurerert for å kunne dempe akustisk støy i området fra om lag 400 Hz til om lag 2 kHz, mer spesifikt den andre og tredje lavfrekvens akustiske attenuator 138 og 146 kolpet inn i rørstrengen ved forskjellige steder. Som mer fullstendig beskrevet nedenfor vil hver av disse lavfrekvnens, akustiske attenuatorer 138 og 146 tjene som deler av akustiske forsterkere 170 h.h.v. 172 i den akustiske transmisjoinskanal 164. Mer spesifikt består den akustiske forsterker 170 av den lavfrekvens, akustiske attenuator 138 innrettet mellom den førte akustiske transceiver 136 og den andre akustiske transceiver 140 mens den andre akustiske forsterker 172 består av den lavfrekvens, akustiske attenuator 146 innrettet mellom den tredje akustiske transceiver 144 og den fjerde akustiske transceiver 148.1 den utlagte konfigurasjon vil de lavfrekvens, akustiske attenuatorer tjene til å akustisk isolere det korresponderende par av transceivere fra hverandre mens en bidireksjonal ikke-akustisk kopling vil tillate utveksling av signaler mellom transceiverene. Som tidligere er en lavfrekvens, akustisk attenuator egnet for implementering som del av de akustiske forsterkere 170 og 172 i den akustiske transmisjonskanal 164 utlagt i samtidig US patentsøknad nr. 10/882,915 (Attorney Docket NO. 2003-IP-012550), med tittelen "A Low Frequency Acoustic Attenuator For Use In Downhole Operations". Selv om FIG. 3 viser borestrengen 126 omfattende to slike akustiske forsterkere, mer spesifikt de akustiske forsterkere 170 og 172, skal det selvsagt forstås at antallet akustiske forsterkere inkludert i en borestreng vil variere avhengig av flere faktorer, slik som lengden av den akustiske transmisjonskanal over hvilken data skal sendes samt signaltap-raten for den akustiske transmisjonskanal. Slik som her utlagt vil videre hver lavfrekvens, akustisk attenuator som utgjør en del av en akustisk forsterker være innrettet mellom den første og andre akustiske transceiver elektrisk koplet til hverandre for den bidireksjonale utveksling av elektriske signaler. Det er imidlertid fullt tenkbart at den første og andre transceiver i en akustisk forsterker i stedet kan være sammenkoplet ved hjelp av et bredt omfang av egnede ikke-akustiske koplinger, for eksempel en EM-kopling, en mikrobølgekommunikasjonskopling, en høyfrekvenskopling, eller en annen egnet teknikk for sammenkopling av den første og den andre transceiver for den bidireksjonale utveksling av signaler. For eksempel ville også en lang seksjon av borerør med et tilstrekkelig høyt akustisk signaltap være egnet for akustisk adskillelse av transceiverene.

De akustiske forsterkere 170 og 172 bidrar til å tillate data å forplante seg akustisk langs en større lengde av borerør enn det som normalt ville være mulig uten å anvende en akustisk forsterker som en del av borestrengen 126. Ved en typisk operasjon vil for eksempel nedihullsdatatransceiveren 152 fremskaffe nedihullsinformasjon og omforme denne til akustiske data for forplantning langs den akustiske transmisjonskanal 164. Signaltap som normalt vil oppstå over en borerørseksjon, for eksempel borerørseksjonen 150, kan forhindre data fra å nå overflatetransceiveren 132 hvor de ville bli omformet til elektriske signaler og av overflatetransceiveren 132 sendt til fjerndataprosesseringsenheten 174. Avhengig av forskjellige faktorer, for eksempel lengden av borestrengen 126, kan det for å sikre at opplinkdataene når overflatetransceiveren 132 være nødvendig med en periodisk regenerering av dataene når de sendes opplink langs den akustiske transmisjonskanal 164. Snarere enn, på grunn av signaltap, å bli oppløst når det forplanter seg opplink langs borerørseksjonen 150 blir datasignalet når det detekteres av den akustiske transceiver 148 omformet til et ikke-akustisk signal, her for eksempel et elektrisk datasignal. Den akustiske transceiver vil så sende dataene til den akustisk isolerte (i forhold til den akustiske transceiver 148) akustiske transceiver 144 gjennom den elektriske forbindelse 178. Der vil det elektriske datasignal bli omformet til et datasignal som akustisk igjen vil forplante seg opplink, her langs borerørseksjonen 142 av den akustiske transmisjonskanal 164, inntil det detekteres av den neste akustiske transceiver, her den akustiske transceiver 140.

Det oppnås vesentlige fordeler ved å benytte lavfrekvens, akustiske attenuatorer som deler av akustiske forsterkere. Tidligere har akustiske forsterkere vært konfigurert slik at sender- og mottaker-innretningene er lokalisert nær hverandre. Når senderen i en akustisk forsterker så aktueres for å regenerere et akustisk signal vil følgelig mottakeren tilordnet den akustiske forsterker motta de regenererte akustiske signaler med en signifikant amplitude, hvilket vil medføre at mottakerelektronikken på grunn av nærheten mellom mottakeren og senderen, samt amplituden til det regenererte signal mottatt av mottakeren, mettes. Av denne grunn ville mottakeren ikke være i stand til å overvåke akustiske signaler fra en andre, fjernere sender for dekoding av denne informasjon. Konvensjonelle, akustiske datatransmisjonssystemer krever følgelig at mottakeren fullstendig mottar de akustiske signaler fra den andre, fjernere sender, dekoder informasjonen inneholdt i signalene og lagrer informasjonen, før den tilordnede sender kan aktiveres og sende det forsterkede signal videre. Ved å plassere lavfrekvens, akustiske attenuatorer mellom suksessive transceivere i en akustisk forsterker unngås således metning av mottakerseksjonen i den akustiske forsterker. Ved å unngå en slik metning vil det være mulig å utføre halvdupleks-operasjoner som dobler telemetridataraten gjennom den akustiske transmisjonskanal 164. Videre vil de lavfrekvens, akustiske attenuatorer bidra til å forhindre lekkasje av akustiske signaler mellom suksessive seksjoner av den akustiske transmisjonskanal 164, dersom for eksempel akustiske signaler generert av den akustiske transceiver 148 har inntatt borerørseksjonen 142, eller refleksjon av akustiske signaler tilbake inn i en seksjon av den akustiske transmisjonskanal 164, dersom for eksempel de akustiske signaler generert av den akustiske transceiver 144 og detektert av den akustiske transceiver 140 i tillegg til å være regenerert inn i borerørseksjonen 142 ble reflektert av den akustiske transceiver 144 inn i borerørseksjonen 150.

Så langt har begrepet "transceiver" blitt benyttet i forbindelse med forskjellige seksjoner av borestrengen 126, for eksempel overflatetransceiveren 132 og de akustiske transceivere 136, 140, 144 og 148. Som kjent er en transceiver i stand til å både sende og motta signaler. Når begrepene "sender" og "mottaker" benyttes skal det således forstås at disse begreper kan angi enten sender- eller mottaker-funksjonaliteten i en transceiver, eller retningen av data og/eller styresignaler i forhold til borestrengen 126. De akustiske transceivere 144 og 136 tjener med andre ord som akustiske sendere under opplinktransmisjoner av akustiske data, men også som akustiske mottakere under nedlinktransmisjoner av akustiske styresignaler. På samme måte vil de akustiske transceivere 148 og 140 tjene som akustiske mottakere under opplinktransmisjoner av akustiske data men også som akustiske sendere under nedlinktransmisjoner av akustiske styresignaler, mens overflatetransceiveren 132 tjener som sender under opplinktransmisjoner av datasignaler og som mottaker under nedlinktransmisjoner av styresignaler.

Til slutt vil nå opplinktransmisjonen av datasignaler og nedlinktransmisjonen av styresignaler kort bli beskrevet. Nedihullstransceiveren 152 vil fremskaffe nedihullsdata og akustisk sende de fremskaffede data opplink langs den akustiske transmisjonskanal 164. Datasignalet vil passere akustisk gjennom borerørseksjonen 150 og detekteres av den akustiske transceiver 148. Når signalet under passeringen gjennom borerørseksjonen 150 etter hvert svekkes vil den akustiske transceiver 148 sette i gang en første regenerering av det opprinnelige datasignal. For å kunne gjøre dette vil den akustiske transceiver 148 omforme det detekterte, akustiske datasignal til et elektrisk datasignal, og via den elektriske forbindelse 172 sende det til den akustiske transceiver 144 hvor det opprinnelige datasignal regenereres. Det regenererte, akustiske datasignal fortsetter å forplante seg akustisk langs den akustiske transmisjonskanal 164, mer spesifikt borerørseksjonen 142, hvor det igjen vil svekkes, inntil det detekteres av den akustiske transceiver 140, hvor en andre regenerering av det opprinnelige datasignal iverksettes. Her vil den akustiske transceiver 140 omforme det detekterte datasignal til et elektrisk datasignal, og via den elektriske forbindelse 180 sende det til den akustiske transceiver 136 hvor det opprinnelige datasignal igjen regenereres.

Det regenererte datasignal vil fortsette å forplante seg akustisk langs den akustiske transmisjonskanal 164, mer spesifikt borerørseksjonen 134, inntil det detekteres av overflatetransceiveren 132. Overflatetransceiveren 132 vil bevirke en omforming av det akustisk forplantede datasignal til et elektrisk datasignal og sende de omformede datasignaler til deres endelige bestemmelsessted, det vil her si fjerndataprosesseringsenheten 174 på overflaten. Det kan tenkes at overflatetransceiveren 132 kan omfatte forskjellige typer av konvensjonelt konfigurert telemetriutstyr. Overflatetransceiveren 132 kan for eksempel omfatte et trådløst sender/mottaker-system for utveksling av data med fjerndataprosesseringsenheten 174.1 denne konfigurasjon ville forbindelsen 176 være en trådløs forbindelse 176. Alternativt kan overflatetransceiveren 132 omfatte et vaierlinebasert sender/mottaker-system og en svivel, hvor i tilfelle forbindelsen 176 ville være en vaierlineforbindelse. Et vaierlinebasert sender/mottaker-system egnet for de formål som her er gitt er for eksempel utlagt i US patent nr. 4,314,365, Petersen m.fi.. Så snart overflatetransceiveren 132, uansett konfigurasjon, har sendt dataene videre til fjerndataprosesseringsenheten 174 på overflaten vil denne, for eksempel en personlig datamaskin ("PC") eller et annet beregningssystem, analysere de mottatte datasignaler relatert til nedihullsinformasjonen fremskaffet av nedihullsdatatransceiveren 152. Alternativt kan selvsagt fjerndataprosesseringsenheten 174 rett og slett være en dataopptaker som vil lagre data for senere prosessering av en andre fjerndataprosesseringsenhet (ikke vist), typisk lokalisert på et sted fjernt fra borestedet 110.

Det kan også tenkes at fjerndataprosesseringsenheten 174 videre kan være konfigurert for å sende kommandoer til de forskjellige innretninger innkoplet i borestrengen 126, slik som for eksempel nedihullsdatatransceiveren 152, om å initiere, avslutte eller modifisere forskjellige parametere relatert til datainnsamling. Kommandoer sendt av operatøren av fjerndataprosesseringsenheten 174, for eksempel via et brukergrensesnitt (ikke vist), sendes til overflatetransceiveren 132 via forbindelsen 176. Overflatetransceivern 132 vil i sin tur akustisk sende den mottatte kommando nedlink gjennom borerørseksjonen 134. Den akustisk sendte kommando mottas av den akustiske transceiver 136 som vil omforme den til et elektrisk signal for sending til den akustiske transceiver 140 via forbindelsen 180. Med utgangspunkt i det mottatte elektriske signal vil den akustiske transceiver 140 regenerere kommandoen for videre akustisk forplantning nedlink gjennom borerørseksjonen 142 av akustiske transmisjonskanal 164. Den regenererte akustiske kommando blir deretter detektert av den akustiske transceiver 144 som på samme måte som den akustiske transceiver 136 vil omforme den mottatte akustiske kommando til et elektrisk signal for transmisjon til den akustiske transceiver 148 via forbindelsen 178. Den akustiske mottaker 148 vil i sin tur regenerere den opprinnelige nedlinkkommando fra det mottatte elektriske signal og akustisk sende den regenererte kommando gjennom borerørseksjonen 150 av den akustiske transmisjonskanal 164. Deretter vil den regenererte akustiske nedlinkkommando bli detektert av nedihullsdatatransceiveren 152 som så vil utføre den mottatte kommando.

Således er det her blitt beskrevet og illustrert en borestreng for bruk ved undersøkelser av undergrunnsformasjoner der transmisjonen av data og/eller kommandoer er forbedret ved å inkorporere i borestrengen et akustisk telemetrisystem som anvender én eller flere lavfrekvens, akustiske attenuatorer, for derved på en fordelaktig måte kunne påvirke transmisjonsraten for data og/eller kommandoer langs en akustisk datatransmisjonskanal definert av borestrengen.

Claims (10)

1. System for fremskaffelse av nedihullsinformasjon, omfattende en borkrone (156); en nedihullsdatatransceiver (136) koplet til nevnte borkrone (156); et borerør (134) koplet til nevnte borkrone slik at nevnte nedihullsdatatransceiver (136) er plassert mellom nevnte borkrone (156) og nevnte borerør (134); en overflatetransceiver (132) koplet til nevnte nedihullsdatatransceiver (136) slik at nevnte borerør (134) danner en akustisk transmisjonskanal mellom nevnte nedihullsdatatransceiver (136) og nevnte overflatetransceiver (132); en lavfrekvens akustisk attenuator (154) koplet til nevnte borerør (134) slik at nevnte overflatetransceiver er plassert mellom nevnte borerør (134) og nevnte lavfrekvens akustiske attenuator (154); en fjerndataprosesseringsenhet (174); og en kommunikasjonsforbindelse som sammenkopler nevnte overflatetransceiver (132) og nevnte fjerndataprosesseringsenhet (174); der nevnte nedihullsdatatransceiver (136) er konfigurert for å kunne fremskaffe nedihullsinformasjon og sende nevnte fremskaffede informasjon til nevnte akustiske transmisjonskanal i nevnte borerør (134) som data; der nevnte overflatetransceiver (132) er konfigurert for å motta nevnte data akustisk sendt av nevnte nedihullsdatatransceiver (136) via nevnte akustiske transmisjonskanal og omforme nevnte mottatte data til et signalformat som er egnet for transmisjon til nevnte fjerndataprosesseringsenhet (174) via nevnte kommunikasjonsforbindelse; og der nevnte fjerndataprosesseringsenhet (174) er konfigurert for å prosessere nevnte nedihullsinformasjon fremskaffet av nevnte nedihullsdatatransceiver (136).

2. System for fremskaffelse av nedihullsinformasjon, omfattende en borkrone (156); en nedihullsdatatransceiver (136) koplet til nevnte borkrone (156); en første seksjon borerør (134) koplet til nevnte borkrone (156) slik at nevnte nedihullsdatatransceiver (136) er plassert mellom nevnte borkrone (156) og nevnte første seksjon borerør (134); en lavfrekvens, akustisk attenuator koplet til nevnte nedihullsdatatransceiver (136) slik at nevnte første seksjon borerør (134) er plassert mellom nevnte nedihullsdatatransceiver (136) og nevnte lavfrekvens akustiske attenuator (154); en andre seksjon borerør (134) koplet til nevnte første seksjon borerør slik at nevnte lavfrekvens akustiske attenuator (154) er plassert mellom nevnte første seksjon borerør (134) og nevnte andre seksjon borerør (134); en overflatetransceiver (132) koplet til nevnte lavfrekvens akustiske attenuator (154) slik at nevnte andre seksjon borerør er plassert mellom nevnte lavfrekvens akustiske attenuator (154) og nevnte overflatetransceiver (132); en fjerndataprosesseringsenhet (174); og en kommunikasjonsforbindelse som sammenkopler nevnte overflatetransceiver (132) og nevnte fjerndataprosesseringsenhet (174).

3. System ifølge krav 2, videre omfattende midler for overføring av data mellom nevnte første og andre seksjoner av borerør (134); der nevnte nedihullsdatatransceiver (136) er konfigurert for å kunne fremskaffe nedihullsinformasjon og sende nevnte fremskaffede informasjon til nevnte første seksjon borerør (134) som data; der nevnte første og andre seksjon borerør (134) danner en akustisk transmisjonskanal mellom nevnte nedihullsdatatransceiver (136) og nevnte overflatetransceiver (132); der nevnte overflatetransceiver (132) er konfigurert for å motta nevnte data sendt av nevnte nedihullsdatatransceiver (136) via nevnte akustiske transmisjonskanal og omforme nevnte mottatte data til et signalformat som er egnet for transmisjon til nevnte fjerndataprosesseringsenhet (174) via nevnte kommunikasjonsforbindelse; og der nevnte fjerndataprosesseringsenhet (174) er konfigurert for å prosessere nevnte nedihullsinformasjon fremskaffet av nevnte nedihullsdatatransceiver (136).

4. System ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, der nevnte kommunikasjonsforbindelse er en trådløs kommunikasjonsforbindelse og nevnte signalformat er et radiosignal.

5. System ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, der nevnte kommunikasjonsforbindelse er en trådløs kommunikasjonsforbindelse og nevnte signalformat er et elektrisk signal.

6. System ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, der nevnte fjerndataprosesseringsenhet (174) videre er konfigurert for å over nevnte kommunikasjonsforbindelse sende styresignaler i nevnte signalformat til nevnte nedihullsdatatransceiver (136); der nevnte overflatetransceiver (132) videre er konfigurert for å motta nevnte styresignaler sendt av nevnte fjerndataprosesseringsenhet (174) via nevnte kommunikasjonsforbindelse og omforme nevnte mottatte styresignaler til styresignaler som er egnet for transmisjon til nevnte nedihullstransceiver (136) via nevnte akustiske transmisjonskanal; og der nevnte nedihullsdatatransceiver (136) videre er konfigurert for å utføre minst én kommando inneholdt i nevnte mottatte styresignaler.

7. Fremgangsmåte for transmisjon av nedihullsinformasjon med forbedret datarate, omfattende å tilveiebringe en akustisk transmisjonskanal for transmisjon av nedihullsinformasjon, der nevnte akustiske transmisjonskanal omfatter en lavfrekvens akustisk attenuator (154) imellom en akustisk mottaker og en akustisk sender akustisk isolert i forhold til nevnte akustiske mottaker; der nevnte akustiske sender er ikke-akustisk koplet til nevnte akustiske mottaker; å transportere data fra en nedihullsdatatransceiver (136) til en overflatetransceiver (132) via nevnte akustiske transmisjonskanal; der nevnte akustiske mottaker ikke-akustisk sender mottatte data til nevnte akustiske sender; og der nevnte akustiske sender vil regenerere nevnte data mottatt av nevnte akustiske mottaker; der nevnte akustiske isolasjon av nevnte akustiske mottaker i forhold til nevnte akustiske sender tillater nevnte akustiske transmisjonskanal å operere med forbedrede datarater.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, der nevnte akustiske mottaker er en første akustisk transceiver og nevnte akustiske sender er en andre akustisk transceiver og der nevnte første akustiske transceiver ikke-akustisk sender mottatte data til nevnte andre akustiske transceiver; der nevnte andre akustiske transceiver regenererer nevnte data mottatt av nevnte første akustiske transceiver; og der nevnte første akustiske transceiver regenererer nevnte data mottatt av nevnte andre akustiske transceiver.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, der nevnte akustiske isolasjon av nevnte andre akustiske transceiver i forhold til nevnte første akustiske transceiver under regenereringen av nevnte data mottatt av nevnte første akustiske transceiver tillater opplink datatransmisjoner med forbedrede datarater; og der nevnte akustiske isolasjon av nevnte første akustiske transceiver i forhold til nevnte andre akustiske transceiver under regenereringen av nevnte data mottatt av nevnte andre akustiske transceiver tillater nedlink datatransmisjoner med forbedrede datarater.

10. Oppfinnelsen ifølge hvilket som helst av kravene 1-9, der nevnte første lavfrekvens, akustiske attenuator er konfigurert for å dempe akustisk støy i området av om lag 400 Hz til om lag 2 kHz.