NO851259L

NO851259L - SYSTEM FOR MULTICANAL TREATMENT OF RECORDANT BROENNBORE SENSOR DATA.

Info

Publication number: NO851259L
Application number: NO851259A
Authority: NO
Inventors: Daniel Frederick Coope; Richard Frederick Roesler
Original assignee: Nl Industries Inc
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-03-28
Publication date: 1985-10-01
Also published as: FR2562267A1; BR8501429A; GB8506353D0; DE3511868A1; NL8500963A; AU4025785A; GB2156516A; AU565456B2

Description

Foreliggende oppfinnelse angår bruk av redundante sensorer for å måle brønnboredata under borinqen og nærmere bestemt behandling av data tilveiebragt fra redundante brønnbore-sensorer for å øke påliteligheten ved målte parametere. The present invention relates to the use of redundant sensors to measure wellbore data during drilling and, more specifically, the processing of data provided from redundant wellbore sensors to increase the reliability of measured parameters.

Ved boring og produksjon av petroleumprodukter fra j ordformas joner,When drilling and producing petroleum products from soil formations,

er loggingen av borehull og nøyaktigheten .ved hvilke borehullet blir logget kritisk for å bestemme tilstedeværelsen og stedet for petroleumprodukter innenfor formasjonen langs borehullet. Brønnloggingen har generelt blitt foretatt i den senere tid ved å senke ned et måleinstrument festet til en ledende kabel i det åpne borehullet, og måling av forskjellige parametere bundet med karakteristikkene til formasjonene og instrumentet blir beve<g>et langs borehullet. Siden loggeverktøyene ofte innbefatter flere sensorer for samtidig måling av forskjellige parametere forbundet med jordformasjonene lanqs borehullet er det generelt kun en sensor for måling av hver parameter. is the logging of boreholes and the accuracy with which the borehole is logged critical to determining the presence and location of petroleum products within the formation along the borehole. Well logging has generally been done in recent times by lowering a measuring instrument attached to a conductive cable into the open borehole, and measuring various parameters tied to the characteristics of the formations and the instrument is moved along the borehole. Since the logging tools often include several sensors for simultaneous measurement of different parameters associated with the soil formations and the borehole, there is generally only one sensor for measuring each parameter.

I den senere tid har det blitt mulig å måle borehullspara-metrene mens boreoperasjonen fremskrider. Muligheten for å måle i løpet av boringen har i høy grad øket virkningsgraden ved boreoperasjonen ved at den nye boreoperatøren direkte savnet informasjon i forhold til retning og vinkel på borehullet, trynn nede i hullet og temperatur og vekt på bakgrunnen, såvel som forskjellige parametere direkte forbundet med karakteristikkene til jordformasjonen gjennom hvilke borehullet passerer. Målin<q>en i løpet av boringen har også i høy grad øket virkningsgraden ved boreoperasjonen ved å eliminere behovet for å stoppe boreoperasjonen og fjerne borestrengen for å utføre borehullsmålinger. I tillegg til at målina i løpet av boringen har dramatisk øket sikkerheten ved boreoperasjonen ved å tilveiebringe samtids-indikasjonen med hensyn til betingelsene nede i borehullet er det blitt mulig å foreta korreksjonstrinn ved umiddelbar forekomst av nødsituasjoner i løpet av boreoperasjonen. In recent times, it has become possible to measure the borehole parameters while the drilling operation is progressing. The possibility to measure during the drilling has greatly increased the efficiency of the drilling operation in that the new drilling operator directly missed information in relation to the direction and angle of the borehole, the nozzle down the hole and the temperature and weight of the background, as well as various parameters directly connected with the characteristics of the soil formation through which the borehole passes. Measuring during drilling has also greatly increased the efficiency of the drilling operation by eliminating the need to stop the drilling operation and remove the drill string to perform borehole measurements. In addition to the fact that the target line during the drilling has dramatically increased the safety of the drilling operation by providing the contemporary indication with respect to the conditions down the borehole, it has become possible to take corrective steps in the immediate occurrence of emergency situations during the drilling operation.

Ved måling i løpet av boreoperasjonen er det også mulig å anordne kun en sensor for å måle hver av parametrene nede i borehullet som skal bli overvåket. En enkel sensor ville således for eksempel kunne bli anvendt for å måle hver av parametrene angående naturlia gammastråling, borehullets retning, azimut til borehullet, borekronehastighet, og dosjonsmoment, vekt på borekronen, borefluidums trykk, temperatur og resitivitet og mange andre parametre som frembringer nyttig informasjon for boreoperatøren. Bruken av en enkelt sensor for hver av disse parametere betyr at tilfelle av at en sensor faller ut eller det oppstår en feil blir operatøren forsynt med feilaktig data eller ingen data i forhold til den bestemte parameter. Dersom denne parameteren er kritisk for boreoperasjonen kan det være nødvendig å avbryte boreoperasjonen for å erstatte den ødelagte eller feilfunksjonerende sensoren eller mest sannsynlig vil boreoperasjonen fortsette og sensoren med feil vil ikke bli oppdaget før loggedataen har blitt analysert og det er for sent å tilveiebringe riktig data av denne strekning i borehullet. Feilen ved en sensor nede i hullet kommer spesielt ved måling ivløpet av boreringen, kan ikke bare bli kostbar på grunn av tap av kritisk data, men kan med-føre en øket risiko for både mennesker og materialer på grunn av at feilen ikke gjør at boreoperatøren er oppmerksom på nødsituasjonen og idet han stoler på dataen som han får. When measuring during the drilling operation, it is also possible to arrange only one sensor to measure each of the parameters down in the borehole to be monitored. A simple sensor could thus, for example, be used to measure each of the parameters regarding natural gamma radiation, the direction of the borehole, azimuth to the borehole, drill bit speed and dosage torque, weight of the drill bit, drilling fluid pressure, temperature and resitivity and many other parameters that produce useful information for the drilling operator. The use of a single sensor for each of these parameters means that in the event of a sensor falling out or an error occurring, the operator is provided with incorrect data or no data in relation to that particular parameter. If this parameter is critical to the drilling operation, it may be necessary to interrupt the drilling operation to replace the broken or malfunctioning sensor or most likely the drilling operation will continue and the faulty sensor will not be detected until the log data has been analyzed and it is too late to provide the correct data of this section in the borehole. The failure of a sensor down the hole occurs especially when measuring during the drilling ring, can not only be costly due to the loss of critical data, but can lead to an increased risk for both people and materials due to the fact that the failure does not allow the drilling operator is aware of the emergency and as he trusts the data he receives.

Av denne grunn ville det være svært nyttig å anbringe redundante boreparameter-sensorer nede i hullet. Tilfellet av en feil ved en enkelt sensor i tilfelle av feilfunksjon ved den sensoren og produksjonen av feilaktig data blir en "backup" tilveiebragt som vesentlig øker påliteligheten ved den totale mengden av dat tilveiebragt ved loggoperasjonen. For this reason, it would be very useful to place redundant drilling parameter sensors downhole. In the event of a failure of a single sensor in the event of a malfunction of that sensor and the production of erroneous data, a "backup" is provided which substantially increases the reliability of the total amount of data provided by the logging operation.

Tilveiebringelsen av redundante sensorer for måling av borehull parametere ment å tilveiebringe øket sikkerhet i forhold til data påliteligheten, tilveiebringer også behovet for både øket lagring og/eller opptegningskapasiteten nede i hullet eller økning av behovet for telemetri av en større mengde med data til brønnhodet for overflatebehandling. Frembringelse av ytterliger lager, opptegning og/eller telmetrikapasitet kan bli ekstremt dyrt og vanskelig å utføre på grunn av omgivelsene hvor utstyret må bli anbragt. Det er således ønskelig å anordne signalbehandlingsinnretninger nede i hullet hvor informasjonen tilveiebragt fra de redundante sensorene til en enkel parameter kan bli behandlet og i tilfelle av at begge sensorene virker på riktig måte kombineres de to utaangssignalene i en enkelt enhet med data. Signalbehandlingskapasiteten er dessuten ønskelig å detere når en av de redundante sensorene feiler eller overhodet ikke funksjonerer eller frembringer feilaktig data slik at data fra riktig funksjonerende sentre kan bli stolt på fullt og helt ved det tidsøyeblikket og at en indikasjon frembringes som indikerer feilen eller feilfunksjonen ved den andre sensoren. The provision of redundant sensors for measuring borehole parameters intended to provide increased security in relation to data reliability also provides the need for both increased storage and/or recording capacity downhole or increasing the need for telemetry of a larger amount of data to the wellhead for surface treatment . Creating additional stock, recording and/or telemetry capacity can be extremely expensive and difficult to carry out due to the environment where the equipment must be placed. It is thus desirable to arrange signal processing devices down the hole where the information provided from the redundant sensors can be processed into a single parameter and in the event that both sensors work correctly, the two output signals are combined into a single unit of data. The signal processing capacity is also desirable to detect when one of the redundant sensors fails or does not function at all or produces erroneous data so that data from properly functioning centers can be fully relied upon at that moment in time and that an indication is produced indicating the failure or malfunction at the second sensor.

Forskjellige tester og vurderingsskjemare kan bli anvendtVarious tests and assessment forms may be used

ved metoden for å vurdere om eller ikke en sensor er frem-bringende pålitelia data som skulle enten bli opptegnet eller tellemetrert til overflaten oa stolt på av "boreopera-tøren. Algorithme kan for eksempel bli konstruert som anvender: by the method of assessing whether or not a sensor is producing reliable data that should either be recorded or metered to the surface or relied on by the "drilling operator". Algorithms can, for example, be constructed that use:

a) kjente fysikalsk/statiske egenskaper til den målte variable, b) de kjente emperisk bestemte grensene til målingen og dens hastighetsendrings oppførsel, og c) graden av korrelasjon av de redundantedata kanalene som måler samme parametere. a) known physical/static properties of the measured variable, b) the known empirically determined limits of the measurement and its speed change behavior, and c) the degree of correlation of the redundant data channels that measure the same parameters.

Tidligere kjent teknikk for anbringelse av redundant instru-mentering har blitt anvendt, men generelt ved fagområder som datamaskinstyring av rakettsystemer og bemannede romfart-systemer. Redundans er også fortrinnsvis anvendt ved systemer ved hvilke menneskelig liv avhenaer ved ekstremt fientlige omgivelser. Ved slike systemer er samtidig behov for å behandle redundante data for konservering av databehandlings- Previously known techniques for placing redundant instrumentation have been used, but generally in fields such as computer control of rocket systems and manned space travel systems. Redundancy is also preferably used in systems where human life is lost in extremely hostile environments. With such systems, there is also a need to process redundant data for conservation of data processing

kapasiteten er generelt ikke tilstede.the capacity is generally not present.

Behandlingen av flere kanaler med data angående borehull logginc har generelt vært den type hvor et par med logger tilveiebragt forskjellige borehull i bestemte områder blir sammen-ligned og korrelert med hverandre for å forsøke å trekke noen konklusjoner ut fra forhold mellom de to loggene. Dette kan bli gjort for eksempel ved å bygge en statistisk modell for et helt felt ved korrolering av logger fra separate brønner innenfor samme område. Et slikt system er vist i US-patent nr.4.310.887. Et sett med brønnlogge data fra sensorer nede i hullet kan likeledes bli både lagret ved et sted nede i hullet og sendt til overflaten for umiddel- The processing of several channels of data regarding borehole logging has generally been of the type where a pair of logs provided by different boreholes in certain areas are compared and correlated with each other in order to try to draw some conclusions based on the relationship between the two logs. This can be done, for example, by building a statistical model for an entire field by correlating logs from separate wells within the same area. Such a system is shown in US patent no. 4,310,887. A set of well-logged data from downhole sensors can likewise be both stored at a downhole location and sent to the surface for immediate

bar bruk. Ved et senere tidspunkt blir den lagrede og sendte data sammenlignet for å vurdere påliteligheten til trans-misjonssystemet. Dette tilveiebringer en "backup" i forhold til verdifull dat som er blitt tapt og gjenvinnbar dersom prosessen med transmissjon feiler. Et slikt system er vist i U.S. patent nr. 4.216.536. Ved disse anvendelsene er det imidlertid ikke noen redundant av individuelle sensorer for samme parametere for å tilveiebringe pålitelighet for målingene heller ikke er der en behandling av data fra to sensorer av samme parameter for å vurdere muligheten for unøyaktighet eller feil ved en av de to sensorene og for å tilveiebringe en øket pålitelighet til det ene sett med data tilveiebragt fra de to sensorene som i virkeligheten er opptegnet eller sendt til overflaten. bare use. At a later time, the stored and transmitted data are compared to assess the reliability of the transmission system. This provides a "backup" in relation to valuable data that has been lost and is recoverable if the process of transmission fails. Such a system is shown in U.S. Pat. Patent No. 4,216,536. In these applications, however, there is no redundancy of individual sensors for the same parameters to provide reliability for the measurements, nor is there a processing of data from two sensors of the same parameter to assess the possibility of inaccuracy or failure of one of the two sensors and to provide increased reliability to the one set of data provided from the two sensors actually recorded or sent to the surface.

Fremgangsmåten og systemet ifølae foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en øket grad av pålitelighet ved data målt ved en logg i løpet av boreoperasjonen mens samtidig mini-maliserés'datalager opptegningene og/eller transmissjons-instrumentene nødvendig for å behandlé redundant data. Denne metoden og systemet kombinerer lik pålitelig data fra de redundante sensorer inntil en enkelt kanal eller velger de mest pålitelige og tilveiebringer indikasjon om sensorfeil eller upålitelig data fra en eller annen av sensorene. Oppfinnelsen angår tilveiebringelsen av redundant sensorer for å øke påliteligheten ved data nede i hullet og databehandlings-teknikker for å analysere redundant data for å minimalisere signallagre og databehandlingskapasiteten. Nærmere bestemt er -et trekk ved oppfinnelsen rettet mot en fremgangsmåtean-ordning for bruk av flerkanalssensor databehandling for øking av påliteligheten av data nede i hullet, spesielt data tilveiebragt ved en måling i løpet av boringen. Systemet anvender redundante målesensorer sammen med analyse nede i hullet av sensordata for å detere dårlig datapunkter og fastholde kun riktig data for å forbedre påliteligheten ved informasjon nede i hullet uten å kreve øket datalagring og telemétrikapasitet. The method and system according to the present invention provides an increased degree of reliability for data measured by a log during the drilling operation while at the same time minimizing the data storage, the records and/or the transmission instruments necessary to process redundant data. This method and system combine equally reliable data from the redundant sensors into a single channel or select the most reliable and provide indication of sensor failure or unreliable data from one or other of the sensors. The invention relates to the provision of redundant sensors to increase reliability of downhole data and data processing techniques to analyze redundant data to minimize signal storage and data processing capacity. More specifically, a feature of the invention is directed towards a method device for using multi-channel sensor data processing to increase the reliability of data down the hole, especially data provided by a measurement during drilling. The system uses redundant measurement sensors together with downhole analysis of sensor data to detect bad data points and retain only the correct data to improve the reliability of downhole information without requiring increased data storage and telemetry capacity.

Et annet trekk ved oppfinnelsen innbefatter en fremgangsmåte og system for tilveiebringe øket pålitelighet ved målingen av parametere nede i hullet innenfor et borehull som innbefatter et par med detektorer for å avføle hver parameter nede i hullet som skal bli målt og generere strømmer med datapunkter representative derfor. Hver strøm med datapunkter blir analysert relativt i forhold til ventet statistiske normer for datapunktene og kjente fysikalske parametere for å bli forbundet med karakteristikkene til detektorene for å bestemme om datapunktene er innenfor de ventede områdene og parameterene. Et flagg blir generert for datapunktene funnet å være utenfor de -ventede områdene og parametere. Strømmen med datapunkter funner å være innenfor de akseptable områdene og parametere blir så kombinert for opptegning med flaggene for ethvert datapunkt funnet utenfor områdene og parametrene. Another feature of the invention includes a method and system for providing increased reliability in the measurement of downhole parameters within a borehole that includes a pair of detectors to sense each downhole parameter to be measured and generate streams of data points representative thereof. Each stream of data points is analyzed relative to expected statistical norms for the data points and known physical parameters to be associated with the characteristics of the detectors to determine if the data points are within the expected ranges and parameters. A flag is generated for the data points found to be outside the expected ranges and parameters. The stream of data points found to be within the acceptable ranges and parameters are then combined for plotting with the flags for any data point found outside the ranges and parameters.

Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er hvor analysen av hver strøm til datapunktene inbefatter analyse av hver strøm med data fra par med sensorer for å bestemme gode datapunkter og for å isolere dårlig datapunkter som er utenfor området for statiske normer som kan bli ventet basert på tidligere målinger av samme strøm med data. De dårlige datapunktene i en individuell strøm blir så erstattet med enten de''gode datapunkt fra den andre strømmen eller et tidligere datapunkt for samme strøm. I tillegg blir datapunktene sammenlignet for korrelasjon og bestemmelse av en graderingsfaktor ved hjelp av hvilken de to blir relatert. Strømmene med data blir så analysert i lys av graderingsfaktoren og et flagg blir generert i tilfelle av at variasjonen i graderingsfaktoren ved hjelp av hvilken de to strømmene blir korrelert er utenfor den ventede norm. En ny graderingsfaktor da i forhold til graden av korrelasjon mellom strømmen med atapunkter blir også generert. A further feature of the invention is where the analysis of each stream to the data points includes analysis of each stream with data from pairs of sensors to determine good data points and to isolate bad data points that are outside the range of static norms that can be expected based on previous measurements of the same stream of data. The bad data points in an individual stream are then replaced with either the "good" data points from the other stream or a previous data point for the same stream. In addition, the data points are compared for correlation and determination of a grading factor by which the two are related. The streams of data are then analyzed in light of the grading factor and a flag is generated in the event that the variation in the grading factor by means of which the two streams are correlated is outside the expected norm. A new grading factor then in relation to the degree of correlation between the flow with atapoints is also generated.

Ved et;-ytterligere trekk av oppfinnelsen er beskrevet en fremgangsmåte og system for behandling av flere kanaler med målte datapunkter av verdisignaler tilveiebragt fra flere redundante sensorer av samme brønnboreparametere, som innbefatter lagring av en tidsrekke med korreponderende deler av hver av kanalene og analysering av hvert datapunkt ved tidsreaksjonen. Analysen er en bestemmelse av om punktverdiene faller innenfor et på forhånd beskrevet standardområde av historiske verdier og om avviket til punktverdiene fra standard er innenfor normen av historiske avvik. Analysen innbefatter også om punktverdien er innenfor et forutbestemt område basert på fysiske og statiske normer per parameter som blir målt. Hvert datapunkt blir så sammenlignet med dens tid forbundet med tilsvarende punkter i hver av de andre kanalene. En araderingsfaktor blir generert som"en reaksjon på sammenligningen som relaterer hvert datapunkt med korresponderende datapunkt i hver av de andre kanalene. Hver graderingsfaktor blir analysert ved tidsreaksjonen for å bestemme om reaksjonen i graderingsfaktorverdien med tiden og hvert par kanal faller innenfor et på forhånd valgt område. Hvert datapunkt dømt for å være dårlig for å ikke tilfredsstille kriterier med ethvert analysetrinn blir så erstattet med korresponderende god datapunkt fra en annen kanal etter multiplikasjon av den gode punktverdien med graderingsfaktoren som relaterer de to kanalene. Et flagg blir så generert som en indikasjon på ethvert dårlig datapunkt og hvilke kanal den forekom i. Hvert godt eller erstattet datapunkt fra hver kanal blir kombinert i en enkel strøm av god data som blir opptegnet med flagg-indikasjon av dårlige datapunkter og kanalen tilknyttet derved. In a further feature of the invention, a method and system is described for processing several channels with measured data points of value signals provided from several redundant sensors of the same wellbore parameters, which includes storing a time series with corresponding parts of each of the channels and analyzing each data point at the time response. The analysis is a determination of whether the point values fall within a predefined standard range of historical values and whether the deviation of the point values from the standard is within the norm of historical deviations. The analysis also includes whether the point value is within a predetermined range based on physical and static norms per parameter being measured. Each data point is then compared to its time associated with corresponding points in each of the other channels. A gradation factor is generated as a response to the comparison relating each data point to the corresponding data point in each of the other channels. Each gradation factor is analyzed by the time response to determine whether the response of the gradation factor value with time and each pair of channels falls within a preselected range. . Each data point judged to be bad for not satisfying criteria with any analysis step is then replaced with the corresponding good data point from another channel after multiplying the good point value by the grading factor relating the two channels. A flag is then generated as an indication of each bad data point and which channel it occurred in. Each good or replaced data point from each channel is combined into a single stream of good data that is recorded with flag indication of bad data points and the channel associated with them.

For nærmere beskrivelse av foreliggende oppfinnelse skal det henvises til tegningene hvor: For a more detailed description of the present invention, reference should be made to the drawings where:

Fig. 1 viser et diagrm med sideriss av en boreoperasjon,Fig. 1 shows a diagram with a side view of a drilling operation,

som viser målingen av borehullsparametere sånn som et system ifølge foreliagende oppfinnelse. which shows the measurement of borehole parameters such as a system according to the present invention.

Fig. 2 viser et blokkdiagram over systemet ifølge oppfinnelsen Fig. 3 viser et blokkdiagram og et flytskjema over operasjonen i systemet ifølge oppfinnelsen. Fig. 4 viser et blokkdiagram som skjematisk antyder prinsippem ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 shows a block diagram of the system according to the invention. Fig. 3 shows a block diagram and a flowchart of the operation in the system according to the invention. Fig. 4 shows a block diagram which schematically suggests the principle according to the present invention.

På fig. 1 er vist en borerigg 11 anbragt ved et borehull 12. En første utførelsesform av system 10 for behandling av flerkanal redundant brønnboresensordata blir utført av en underenhet 14 innbefattende en del av en borekrave 15 anbragt inne i borehull 12. En borekrone 22 er anbragt ved den nedre enden av borestrengen 18 og skjærer ut borehull 12 av jordformasjonen 24 mens boreslam 26 blir pumpet til brønnhodet 28. Metalloverflatehuset 29 er vist anbragt i borehullet 12 ved dens topp for å opprettholde borehullets 12 helhet nær over-glaten. Ringrommet 16 mellom borestrengen 18 og borehull-veggen 20 danner en teoretisk lukket retur og strømnings-bane. Slam blir pumpet fra brønnhodet 28 ved hjelp av et pumpesystem 30 gjennom slamtilførselslir<i>jen 31 forbundet med borestrengen 18. Boreslammet blir på denne måten tvunget ned den sentrale aksiale passasjen til borestrengen 18 og går ut ved borekronen 22 for å føre borekoksen innbefattet borede deler av jord, stein og lignende masser oppover fra borekronen til overflaten. En rørledning 32 blir tilsluttet brønnhodet for kanalisering av slammet fra borehullet 18 In fig. 1 shows a drilling rig 11 placed at a borehole 12. A first embodiment of system 10 for processing multi-channel redundant wellbore sensor data is performed by a sub-unit 14 including part of a drill collar 15 placed inside borehole 12. A drill bit 22 is placed at the the lower end of the drill string 18 and carves borehole 12 out of the soil formation 24 while drilling mud 26 is pumped to the wellhead 28. The metal surface housing 29 is shown placed in the borehole 12 at its top to maintain the borehole 12 as a whole near the top-smooth. The annular space 16 between the drill string 18 and the borehole wall 20 forms a theoretically closed return and flow path. Mud is pumped from the wellhead 28 by means of a pump system 30 through the mud supply line 31 connected to the drill string 18. The drilling mud is thus forced down the central axial passage of the drill string 18 and exits at the drill bit 22 to carry the drill coke including drilled parts of soil, rock and similar masses upwards from the drill bit to the surface. A pipeline 32 is connected to the wellhead for channeling the mud from the borehole 18

til en slamgrop 34. Boreslam blir typisk håndtert og behandlet av forskjellige anordninger (ikke vist) slik som utgassingsenheter og sirkulasjonstanker for å opprettholde valgt viskositet og konsistensitet ved slammet. to a mud pit 34. Drilling mud is typically handled and treated by various devices (not shown) such as degassing units and circulation tanks to maintain selected viscosity and consistency of the mud.

Underenheten 14 er vist inneholdende flere redundante sensorer og andre instrumenteringer for måling av forskjellige parametere nede i hullet, idet et par sensorer kunne være produsert for hver måling. For eksempel som parameterene vekt på borekronen, naturlig gamma-stråling, borehulls helling borehulls azimuth, slamresistivitet, temperatur og trykk. Underenheten 14 ville også inneholde flerkanal databehandlings-utstyr som er en del av foreliggende oppfinnelse såvel som dataopptegning og borehulls telemetriutstyr. The sub-unit 14 is shown containing several redundant sensors and other instrumentation for measuring different parameters down the hole, as a pair of sensors could be produced for each measurement. For example, as the parameters weight on the drill bit, natural gamma radiation, borehole inclination borehole azimuth, mud resistivity, temperature and pressure. The sub-unit 14 would also contain multi-channel data processing equipment which is part of the present invention as well as data recording and borehole telemetry equipment.

Som videre vist på fig. 2 innbefatter systemet ifølge foreliggende oppfinnelse anbringelse av et par med sensorer, As further shown in fig. 2, the system according to the present invention includes placement of a pair of sensors,

slik som sensor A 31 og sensor B 32 for måling av samme borehulls parameter. Sensorene 31 og 32 kunne f.eks. inn-befatte et par gamme-stråle detektorer anbragt i underenheten 15. Paret med sensorer 31 og 32 har deres utaanger forbundet henholdsvis via en datakanal A 3 3 og en datakanal B 34 i et behandlingssystem 35 for vurdering av utgangssignalet i de to sensorene. Etter behandlingen i samsvar med systemet ifølge foreliggende oppfinnelse blir data tilsatt via en enkel utgangskanal utgang 36 til en opptegner 37. Data opptegnet enhet 37 krever hovedsakelig ikke noe mere rom enn dersom en sensor hadde blitt anvendt, men dataen utgjør et betydelig høyere nivå med pålitelighet og nøyaktighet ved at den er utledet fra utgangen til et par med redundante sensorer 31 og 32. such as sensor A 31 and sensor B 32 for measuring the same borehole parameter. The sensors 31 and 32 could e.g. include a pair of gamma-ray detectors placed in the sub-unit 15. The pair of sensors 31 and 32 have their outputs connected respectively via a data channel A 3 3 and a data channel B 34 in a processing system 35 for evaluating the output signal in the two sensors. After processing in accordance with the system according to the present invention, data is added via a single output channel output 36 to a recorder 37. Data recorded unit 37 requires essentially no more space than if a sensor had been used, but the data represents a significantly higher level of reliability and accuracy in that it is derived from the output of a pair of redundant sensors 31 and 32.

Et system ifølge foreliggende oppfinnelse blir sensor redun-dannelsen anvendt for å øke den totale påliteligheten til en individuell sensormodul kun dersom feilfunksjon til en sensormodul blir detetert. Dersom hver sensor har en sann-synlighet på riktig drift lik P hvor P er mindr enn-1,0, In a system according to the present invention, the sensor redundancy is used to increase the overall reliability of an individual sensor module only if a malfunction of a sensor module is detected. If each sensor has a probability of correct operation equal to P where P is less than -1.0,

så er sannsynligheten for at beage sensorene f.eks. opererer tilfredsstillende P 2. Sannsynligheten for at i det minste en av sensorene virker tilfredsstillende er 2P-P 2. Det gjelder således følgende 2P-P 2 >P>P 2. Dersom behandlingssystem algoritmene og metoden alltid kan detektere tilstedeværelsen av en uriktig funksjonerende sensor og kan identifisere hvilken sensor som ikke virker riktig, er systempåliteligheten 2P-P 2. Dersom systemet imidlertid kun kandetektere en feil, men ikke identifisere den bestemte sensoren som er feilaktig, er påliteligheten lik P. Og hvor ingen skjerming av dårlige sensorer er påliteli<g>heten P 2. Algoritmen ved systemet ifølge foreliggende oppfinnelse gir en sensormodul pålitelighetsverdi mellom 2P-P 2 og P then the probability that the sensors, e.g. operates satisfactorily P 2. The probability that at least one of the sensors works satisfactorily is 2P-P 2. The following therefore applies 2P-P 2 >P>P 2. If the processing system, the algorithms and the method can always detect the presence of an incorrectly functioning sensor and can identify which sensor is not working correctly, the system reliability is 2P-P 2. However, if the system can only detect a fault, but not identify the particular sensor that is faulty, the reliability is equal to P. And where no screening of bad sensors is reliable< the value P 2. The algorithm of the system according to the present invention provides a sensor module reliability value between 2P-P 2 and P

en vesentlig økning i forhold til pålitelighetsverdien tilveiebragt dersom to redundant-kanaler blir tillagt nede i hullet uten avsøkning i samsvar med teknikken ifølge foreliggende oppfinnelse, dvs. P 2. a significant increase in relation to the reliability value provided if two redundant channels are added down the hole without scanning in accordance with the technique according to the present invention, i.e. P 2.

Ifølge teknikken ifølge foreliggende oppfinnelse blir tids-data målt via to separate kanaler, som skulle, når begge sensorene fungerer riktig, representere samme reproduserbare fysiske måling. Systemet ifølge foreliggende oppfinnelse behandler disse redundante kanalene med data for å : According to the technique according to the present invention, time data is measured via two separate channels, which should, when both sensors function correctly, represent the same reproducible physical measurement. The system according to the present invention processes these redundant channels with data in order to:

(1) detektere dårlige datapunkter,(1) detect bad data points,

(2) detektere en dårlig kanal eller dårlige kanaler, og(2) detect a bad channel or channels, and

(3) opptegning av god data i en kanal og kombinere kanalene når de begge er ansett for å være pålitelige. (3) recording good data in one channel and combining the channels when they are both considered reliable.

For å tilveiebringe disse målene krever systemet følgende: (1) den kjente statistkken og/eller fysiske egenskaper til den målte variable, (2) kjente grenser for målingen og dens hastighetsendrings oppførsel av hvilke begge må bli bestemt emperisk, (3) graden av korrelasjon for to redundente datakanaler siden To provide these measures, the system requires the following: (1) the known statistics and/or physical properties of the measured variable, (2) known limits of the measurement and its rate-of-change behavior, both of which must be determined empirically, (3) the degree of correlation two redundant data channels ago

de begge måler samme parameter.they both measure the same parameter.

Det første kravet med vurdering og detektering av dårlige The first requirement with assessment and detection of bad

datapunkter blir bestemt via bruk av et Kalman-filter.data points are determined using a Kalman filter.

5I samsvar med velkjent teknikk, blir historiske bestemte parametere anvendt for å flag og avviser dårlige data. Et Kalman-filter blir brukt for emperisk å bestemmeden gjennomsnitlige størrelsen og variasjonen til trinn diskontinui-teten ved dataen og variasjonen i data om dens gjennomsnitt 10 innenfor hvert trinn. Unormale datapunkter blir således identifisert ved å anvende følgende kriterier: (a) dersom forskjellen mellom den angjeldende verdien og gjennomsnittsverdien for størrelsen til den verdien 5According to the prior art, historically determined parameters are used to flag and reject bad data. A Kalman filter is used to empirically determine the average size and variation of the step discontinuity in the data and the variation in data of its mean within each step. Abnormal data points are thus identified by applying the following criteria: (a) if the difference between the value in question and the mean value for the magnitude of that value

overskrider i høy grad gjennomsnitts trinnstørrelsen,greatly exceeds the average step size,

15så er punktet dårlig, eller15then the point is bad, or

(b) dersom forskjellen er i størrelsesorden av gjennom-snittsstørrelsen eller større, men punktet er isolert, dvs. gjennomsnittsverdien på begge sider er den samme, (b) if the difference is of the order of magnitude of the average magnitude or greater, but the point is isolated, i.e. the average value on both sides is the same,

så er datapunktet dårlig.then the data point is bad.

20 20

På grunn av at informasjonen er ønsket ved påfølgende såDue to the fact that the information is desired at subsequent so

vel som foregående verdier som omgir et individuelt datapunkt som skal bli vurdert, krever felles filtrering et "fremoversyn" ved å forsinke vurderingen av data for å danne et 25imønster om datapunkt som skal bli vurdert. Foreliggende system angår et lager for å lagre tidsserier med korresponderende deler av dataen fra hver kanal. Ved en utførelses-form er imidlertid et punkt fremoversyn adekvat for å as well as preceding values surrounding an individual data point to be evaluated, joint filtering requires a "look-ahead" by delaying the evaluation of data to form a 25i pattern about the data point to be evaluated. The present system relates to a warehouse for storing time series with corresponding parts of the data from each channel. In one embodiment, however, a point of forward vision is adequate to

bestemme isolasjonen og Kalmanfiltreringen er anvendt for ådetermine the insulation and Kalman filtering is used to

30tilveiebringe estimater av ventede variasjoner i forskjellen mellom målt verdi og forutsagt verdi. 30provide estimates of expected variations in the difference between measured value and predicted value.

En andre måten ved hvilken data fra et par redundante sensorer A second way by which data from a pair of redundant sensors

er vurdert er i samsvar med kjent og statisk og fysiskis assessed is consistent with known and static and physical

35forhold til parametrene innenfor hvilke variasjoner kan forekomme på et gitt sett med parametere som blir målt. Dersom naturlig gamma-stråling f.eks. er blitt avfølt vet vi at dersom antall telleverdier for sensoren er i størrelses-orden 100, så kommer i samsvar med det fysiske strålings-prinsipp, ville avfølingen av ventete variasjoner være 100 eller 10 slik at den ventede telleverdien for over ett annet interval skulle være i området fra 90 til 110. I tilfelle av at telleverdien plutselig varierer mellom 80 35relation to the parameters within which variations can occur on a given set of parameters being measured. If natural gamma radiation e.g. has been sensed, we know that if the number of count values for the sensor is in the order of 100, then in accordance with the physical radiation principle, the sensing of expected variations would be 100 or 10 so that the expected count value for over another interval would be in the range from 90 to 110. In the event that the count value suddenly varies between 80

og 120, dvs. en 20% variasjon, er det imidlertid klart at noe er galt med sensoren på grunn av den fysiske gamma-strålingen er slik at sikkerheten med telleverdien ikke skulle være så høy som 20%. Det ville være sannsynlig at enten sensoren er dårlig eller noe er galt med elektro-nikken . and 120, i.e. a 20% variation, it is however clear that something is wrong with the sensor due to the physical gamma radiation is such that the safety of the count value should not be as high as 20%. It would be likely that either the sensor is bad or something is wrong with the electronics.

Det er dessuten visse individuelle statiske og fysiske områder og variasjoner innenfor hvilke målingen til hver fysisk parameter varierer. En informasjon blir anvendt for å tilveiebringe en statisk/fysisk test for hver av de to datakanaler for å bestemme om eller ikke den faller innenfor de akseptable områdene. There are also certain individual static and physical ranges and variations within which the measurement of each physical parameter varies. An information is used to provide a static/physical test for each of the two data channels to determine whether or not it falls within the acceptable ranges.

Multikanaldataen fra de redundante sensorene blir dessuten videre behandlet i samsvar med teknikken ifølge foreliggende oppfinnelse ved å korrelere data tilveiebragt fra hver av de to redundante sensorer. Det vil si med individuelle sensorer er det alltid noe variasjon mellom relativ virk-ningsgrad for sensorene og utgangsidentikasjonen til en gitt parametertilstand, kan følgelig være litt forskjellig. The multi-channel data from the redundant sensors is further processed in accordance with the technique according to the present invention by correlating data provided from each of the two redundant sensors. That is to say, with individual sensors, there is always some variation between the relative efficiency of the sensors and the output identification of a given parameter state, which may consequently be slightly different.

I tilfelle av gamma-stråle detektering, kan sensorene endre med tiden slik at utgangsvirkningsgraden kan variere uten å bryte eller uten å gi klart uriktig data. I stedet for at en sensor gir en utgangsavlesning på 30 hele tiden og andre sensoren avlesning på 35, kan for eksempel den som hadde avlesning på 35 bli endret til 40 på grunn av temperatur-virkninger. Ved korrelasjon blir således de to sensorene relaterte i forhold til hverandre ved hjelp av en graderingsfaktor generelt i størrelsesorden av en, men ved en faktor ved hvilken er tatt med i beregningen individuelle overfølsom- hetene til hver sensor oa er på en måte ved hvilken avlesningen til en sensor kan bli relatert i forhold til avlesningen av den andre sensor. In the case of gamma ray detection, the sensors can change with time so that the output efficiency can vary without breaking or without giving clearly incorrect data. Instead of one sensor giving an output reading of 30 all the time and the other sensor reading of 35, for example the one that had a reading of 35 can be changed to 40 due to temperature effects. In the case of correlation, the two sensors are thus related in relation to each other by means of a grading factor generally of the order of one, but by a factor by which the individual hypersensitivity of each sensor is taken into account in the calculation, etc. in such a way that the reading to one sensor can be related in relation to the reading of the other sensor.

Ved henvisning til fig. 3 er det nu vist et blokkdiagramWith reference to fig. 3, a block diagram is now shown

og et flytskjema som viser driften av systemet ifølge foreliggende oppfinnelse. Som vist er det utgangen til et par med redundante sensorer beteanet med henholdsvis kanal A og kanal B og her blir tilført signal over bane 33a og 34a til Kalman-filterene 41 og 42. Utgangene til Kalman-filtrene er forbundet med respektive datainnføringskretser 43 og 44 som muligajør erstatning av dårlige datapunkter som er detektert. Rådataen fra både kanalen A og B blir direkte tilført data innsetningskretsene 43 og 44 over banen 33b og 34b, som forbifører Kalman-filter. Ved Kalman-filtere 41 oa 42 blir hver kanal med data and a flowchart showing the operation of the system according to the present invention. As shown, the output of a pair of redundant sensors is connected to channel A and channel B, respectively, and here the signal is supplied via paths 33a and 34a to the Kalman filters 41 and 42. The outputs of the Kalman filters are connected to respective data input circuits 43 and 44 which enables the replacement of bad data points that are detected. The raw data from both channels A and B is directly fed to the data insertion circuits 43 and 44 via paths 33b and 34b, which bypass the Kalman filter. With Kalman filters 41 and 42, each channel contains data

vurdert i samsvar med standard og og godtatte algoritmer for å bestemme om eller ikke datapunktene faller innenfor de foreskrevne områdene og om eller ikke avviker til ethvert punkt fra standardområdet er innenfor normene med avvik basert på historiske parametere. Ved det tilfelle at et bestemt datapunkt varierer betydelia fra datapunktet som skulle bli ventet basert på foregående og påfølgende punkter så vil konklusjonen bli tatt at punktet er dårlig. Ved det tilfelle blir et "Flag (1)" hevet for å identifisere det faktum at et datapunkt er funnet å være dårlig og hvilke punkt på kanalen dette forekom. Den egnede data insetningskrets 43 og 44 blir så aktivert for å erstatte det dårlige datapunktet ved den dårlige kanalen ved å assessed in accordance with standard and and accepted algorithms to determine whether or not the data points fall within the prescribed ranges and whether or not the deviation of any point from the standard range is within the norms of deviation based on historical parameters. In the event that a certain data point differs significantly from the data point that should be expected based on previous and subsequent points, the conclusion will be taken that the point is bad. In that case, a "Flag (1)" is raised to identify the fact that a data point has been found to be bad and at which point on the channel this occurred. The appropriate data insertion circuits 43 and 44 are then activated to replace the bad data point at the bad channel by

velge korresponderende datapunkt ved den andre kanalen, modifisert av egnet korrelasjonsgraderings faktor, og som erstatter det punktet med dårlig data. selecting the corresponding data point at the other channel, modified by a suitable correlation scaling factor, and which replaces that point with bad data.

Dersom dataen på slike kanaler er god eller dataen vedIf the data on such channels is good or the data at

et dårlig punkt detektert av Kalman-filteret har blitt erstattet, blir dataen til to kanaler ført til de statiske/ a bad point detected by the Kalman filter has been replaced, the data of two channels is fed to the static/

fysiske teste-kretsene 45 og 46. Disse enhetene er programmert på forhånd med algoritme som inbefatter informasjon i forhold til statiske 'normer for data av den type som er blitt overvåket av sensorene som betraktes og dessuten inbefatter informasjon i forhold til fysiske området over hvilket dataen som blir overvåket av sensorene kan variere. I tilfelle av at strømmen med data som har fått datapunktene erstattet, som tidligere beskrevet, fremkommer varierende utenfor normene eller områdene gjennom hvilke ut fra et fysisk eller statisk begrensningsstandpunkt, dataen skulle variere, blir de individuelle kanalene med data som er identifisert for å være dårlig identifisert som et "Flag 3" og dataen blir erstattet av data fra kanalen som er antatt å være god. Fra de statiske/fysiske testene blir tilført til hver av de to strømmer med data, reiser også feil som skal møte kravene krevd av testene spørsmål i enheten 47 og 48 med hensyn til om eller ikke den andre kanalen også er feilbelagt ved den fysiske test. Det vil si dersom begge kanalene utenfor grensene til de statiske/fysiske parameterene er dette tilfelle viktig med hensyn til dataanalysen og en avgjørelse om enten ja eller nei over linjen 51 og 52 blir opptegnet på data-opptegningsenheten 60. I tilfelle av at kanalen A svikter ved den statiske/fysiske testen og kanalen B går gjennom den statiske/fysiske testen blir "Flag 3a" vist. Dersom den motsatte situasjon oppstår og kanalen B svikter mens data til kanalen A passerer blir en "Flag 3b"-tilstand fremvist. Dersom både kanalen A og B svikter ved den statiske/fysiske testen oppstår en "Flag 4"-tilstand og blir forberedt for vekselvis opptegning av de to kanalene (sammen med flag-tilstanden) for å hjelpe til ved log-analysen ved diagnoseringen av problemet. physical test circuits 45 and 46. These units are pre-programmed with algorithms that include information relative to static 'norms' of data of the type monitored by the sensors under consideration and also include information relative to the physical area over which the data which is monitored by the sensors may vary. In the event that the stream of data that has had the data points replaced, as previously described, appears to vary outside the norms or ranges through which, from a physical or static limitation standpoint, the data would vary, the individual channels of data identified to be bad identified as a "Flag 3" and the data is replaced by data from the channel that is assumed to be good. Since the static/physical tests are fed to each of the two streams of data, errors that must meet the requirements required by the tests also raise questions in units 47 and 48 as to whether or not the other channel is also error-loaded by the physical test. That is, if both channels are outside the limits of the static/physical parameters, this case is important with regard to the data analysis and a decision of either yes or no over lines 51 and 52 is recorded on the data recording unit 60. In the event that channel A fails at the static/physical test and channel B passes the static/physical test "Flag 3a" is displayed. If the opposite situation occurs and channel B fails while data to channel A passes, a "Flag 3b" condition is displayed. If both channels A and B fail the static/physical test, a "Flag 4" condition occurs and is prepared for alternating recording of the two channels (along with the flag condition) to aid in the log analysis in diagnosing the problem .

Dersom begge kanalene går gjennom den statiske/fysiske testen av enhetene 45 og 46 er de hver innganger til en kollisjonsenhet 55 hvor hvert datapunkt fra de to kanalene A og B blir korrelerte en med den andre for å bestemme om graderingsfaktoren ved hvilke de to individuelle enheter er relatert til hverandre har variert og om så innenfor hvilke områder den er variert for å bestemme sannsynligheten for kanalene fremdeles opererer riktig. Dersom de to signalene korreleres blir de kombinert i en og opptegnet. Dersom de to datasignalene ikke er korrelert med hverandre ved en akseptabel margin, er den ene eller andre av kanalene dårlig. Dersom kanalen som er dårlig ikke kan identifiseres blir et "Flag 5" løftet og data blir vekselvis opptegnet for hver kanal. Dersom de ikke korrelerer og A er kjent for å være dårlig fra andre tester, blir "Flag 2a" hevet og kanal B blir opptegnet. Når korrelasjonen i motsatt tilfelle ikke er tilstede og kanal B er kjent for å If both channels pass the static/physical test of units 45 and 46, they are each input to a collision unit 55 where each data point from the two channels A and B is correlated one with the other to determine whether the grading factor at which the two individual units are related to each other has varied and if so within what ranges it has varied to determine the probability of the channels still operating correctly. If the two signals are correlated, they are combined into one and recorded. If the two data signals are not correlated with each other by an acceptable margin, one or the other of the channels is bad. If the channel that is bad cannot be identified, a "Flag 5" is raised and data is alternately recorded for each channel. If they do not correlate and A is known to be bad from other tests, "Flag 2a" is raised and channel B is recorded. When the correlation in the opposite case is not present and channel B is known to

være dårlig blir det vist "Flag 2b"-tilstand og kanalen A opptegnet. Graderingsfaktoren mellom de to kanalene me^be bad, "Flag 2b" state is displayed and channel A is recorded. The grading factor between the two channels me^

akseptabel data blir rekursivt generert og matet tilbake til begge datapunkt erstatningskretsene 43"og 44 så vel som de statiske/fysiske testkretsene 45 og 46 innenfor begge graderinasfaktorene som angår signalene mellom to sensorer er nødvendig. acceptable data is recursively generated and fed back to both data point substitution circuits 43 and 44 as well as the static/physical test circuits 45 and 46 within both the scaling factors relating to the signals between two sensors are required.

Med henvisning til fig. 4 , er det vist det totale systemet ved boks 61 hvor behandlingen nede i hullet blir identifisert som en tilstand I i tilfelle av at begge kanalene er ansett for å være pålitelige og deres resultat blir tillagt og opptegnet. Under tilstand II, er en av kanalene dårlig så blir den gode kanalen gradert og opptegnet og et flagg satt opp som identifisere tilstanden. Under tilstand III er på lignende måte den andre kanalen dårlig, den gode kanalen blir gradert, og et flagg som identifiserer den dårlige kanalen blir satt. Under tilstand IV og V er begge kanalene ansett for å være dårlige og et flagg blir satt og kanalen A og B blir opptegnet vekselvis eller ved tilfelle at begge kanalene er ansett for å være dårlige, men en er mindre ute av linje enn den andre, blir den bedre kanalen opptegnet og et flagg som identifiserer dette faktum With reference to fig. 4, the overall system is shown at box 61 where the downhole processing is identified as a state I in the event that both channels are considered reliable and their results are added and recorded. During state II, one of the channels is bad then the good channel is graded and recorded and a flag is set to identify the condition. In state III, similarly, the other channel is bad, the good channel is graded, and a flag identifying the bad channel is set. Under conditions IV and V both channels are considered bad and a flag is set and channels A and B are recorded alternately or in the event that both channels are considered bad but one is less out of line than the other, the better channel is recorded and a flag identifying this fact

blir satt.is set.

Den behandlede redundantdata blir ført opp av hullet via telemetri eller opptegnet og påfølgende behandlet ved overflaten som antydet boksen 62 med flere konvensjonelle teknikker. Slike teknikker innbefatter slik som glatting som reduserer logger slik som de som inbefatter svært høy oppløsning og følgelig utstrakt variasjoner i parametere for en glattere kontinuitet i variasjon mer i samsvar med standardlogger. I tilfelle av MWD logger kan for eksempel glatting bli anvendt for å gjøre loggen analyserbar ved konvensjonelle teknikker anvendt for å analysere mindre følsomme kabellinjelogger. Dekonvoluering er anvendt for å gjendanne skarpe grenser for logger som har blitt avrundet ved forskjellige fysiske parametre som påvirker dataen. Tidsdybde omforming er dessuten blitt anvendt for å relatere logger tilveiebragt fra de redundante sensorene i en dybdekonfigurasjon i stedet for en tidskonfigurasjon. Ytterligere informasjon eller behandling som en operatør ville ønske kan selvfølgelig bli utført på dataen som blir tilveiebragt for de redundante sensorene med en større pålitelighet enn den som ble tilveiebragt av en sensor. The processed redundant data is brought up the hole via telemetry or recorded and subsequently processed at the surface indicated box 62 using several conventional techniques. Such techniques include such as smoothing which reduces logs such as those containing very high resolution and consequently wide variations in parameters for a smoother continuity of variation more consistent with standard logs. In the case of MWD logs, for example, smoothing may be applied to make the log analyzable by conventional techniques used to analyze less sensitive cable line logs. Deconvolution is used to restore sharp boundaries for logs that have been rounded by various physical parameters that affect the data. Time-depth transformation has also been used to relate logs provided from the redundant sensors in a depth configuration instead of a time configuration. Further information or processing that an operator would like can of course be performed on the data provided for the redundant sensors with a greater reliability than that provided by one sensor.

Det skal bemerkes at systemet og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse muliggjør anvendelse av et par sensorer for hver parameter som skal bli målt nede i et hull ved å holde øket statisk pålitelighet av redundant-sensorene mens den fremdeles ikke øker databehandlingskapasiteten til telemétrisystemet ved å bevege dataene opp av hullet eller heller ikke kravet for å øke lagringen eller opptegningskapasiteten for å anvende trekkene med redundant sensorpålitelighet. It should be noted that the system and method of the present invention enables the use of a pair of sensors for each parameter to be measured downhole by maintaining increased static reliability of the redundant sensors while still not increasing the data processing capacity of the telemetry system by moving the data up of the hole nor the requirement to increase the storage or recording capacity to apply the features of redundant sensor reliability.

Claims

1. Method for providing increased reliability in the measurement of parameters down a borehole, characterized by providing a pair of detectors for sensing each downhole parameter to be measured and generating a stream of data points representative thereof, analyzing each stream of data points relative to expected static norms for the data points and physical parameters known to be associated with the characteristics of the detectors to determine if the data points are within the ranges and parameters; generating a flag for the found data points that are outside the ranges and parameters, and plotting the currents of data points found to be within the acceptable ranges and parameters for plotting with a flag for any data point found outside the ranges and parameters.

2. Method according to claim 1, characterized by analyzing each stream of data points includes analyzing each stream of data from the pair of sensors to determine good data points and isolate bad data points that are outside the range of the static norms expected by previous measurements of the same stream with data and replacing the bad data points in any individual stream with either good data points from the other stream or previous data points of the same stream.

3. Method according to claim 1 including comparison of the data points of the stream with data for correlation between them and determination of a grading factor by means of which two are related.

4. Method according to claim 3, characterized by analyzing <g> of current with data in light of the gradein <g> s factor and generating a flag in the event that the variation in the grading factor by which the two currents are correlated is outside the expected norm and <g> generation of a new generation factor in relation to the degree of correlation between the streams with data points.

5. Method according to claim 1, characterized in that alternately one of the streams with data points is recorded in the event that both streams are found to be unacceptable.

6. System for the provision <g> of increased reliability when measuring parameters down the borehole, characterized by a pair of detectors for sensing each downhole parameter to be measured and generating streams of data points representative therefore, means for analyzing each stream of data points relative to expected static norms for the data points and physical parameters known to be associated with the characteristics of the detector to determine the data points within the ranges of the parameters, means for generating a flag for the data points found to be outside the ranges and parameters, and means for combining the stream with data points found to be within the acceptable ranges and parameters for record <g> with flag <g> one for any data point found outside the ranges and parameters.

7. System according to claim 6, characterized in that the means for analyzing each stream of data points includes means for analyzing each stream of data from the pairs of sensors to determine good data points and to isolate bad data points that are outside the range of static norms which is expected based on previous measurements of the same stream with data, and replacing the bad data points at any individual stream with either good data points from the other stream or previous data points for the same stream.

<8«> System according to claim 6, characterized by means for comparing data points of the stream with data for correlation between them and determination of the grading factor by means of which the two are related.

9. System according to claim 6, characterized by means for analyzing current with data in light of the grading factor and generating a flag in the event that the variation in the grading factor by means of which the two currents are correlated is outside the expected norm, and means for generate a new gradation factor with respect to the degree of correlation between the currents with data points.

10 System according to claim 6, character:! in that one of the streams with data points is recorded in the event that both streams are found to be unacceptable.

11. Procedure for providing increased reliability when measuring borehole parameters, characterized by providing a pair of redundant sensors to produce a pair of data point streams, each point being indicative of the value of the same borehole parameters as a function of time, analyzing each stream of data points over a selected time period to determine whether each point falls within a predetermined range of historical values and whether the deviation of any point falls within a predetermined range of historical deviation; generating as a reaction to the point analysis step an indication when the data point in one of the streams is found to be bad because it falls outside the area of historical values and the areas of historical deviations and indication of which stream the said point occurred within, replacement of all bad data points in reaction to the first analysis step with time-corresponding data points from the second stream after multiplying the data point value by an associated grading factor or with the last early data point in the same stream when bad data points, if corresponding data points in both streams are bad, analyzing each stream with data points! <r> to determine whether each data point falls within a programmed range of values based on physical and static norms for the parameter being measured by the pair of sensors, generating an indication in response to the second analysis step when a data point in both streams is found to be bad due to falling outside the ranges of physical and static norms, means for replacing any bad data in response to the analyzing step with the time-corresponding data point from the second stream after multiplying that data point value by an associated scaling factor; comparison of corresponding data points at two streams to determine the degree of correlation between each respective point, generation of an associated grading factor for each data point indicative of the degree of correlation between the values produced by the sensor, comparison of the generated grading factor with et predetermined range of values to determine whether the grading factor varies outside that range, generating the response to the second comparison step as an indication that the data point at each stream is found to be poor due to its correlation grading factor falling outside the predetermined range; replacing all bad data points in response to the second comparison step with the time correspondence from the second stream after multiplying the data point value by an associated scaling factor, combining all corresponding aode or replaced data points in the two streams into a single stream, plotting the combined stream and all indications of bad data points when at least one stream is good, and alternating plotting of each stream with data when all points in both streams are bad.

12. Method according to claim 11, characterized in that Kalman filtering is used to analyze each stream of data with regard to historical values.

13. System for providing increased reliability when measuring borehole parameters, characterized by an array of redundant sensors to produce a pair of data point streams, each point being indicative of the value of the same borehole parameters as a function of time, first means for analyzing each stream of data points over a selected time period to determine whether each point falls within a predetermined range of historical values and whether the deviation of any point falls within a predetermined range of historical deviations; means responsive to the first analysis means for generating an indication when the data point in one of the streams is found to be bad due to falling outside the range of historical values and the ranges of historical deviations and an indication of within which stream the bad point occurred , device responsive to the first analysis device to replace all bad data points with time-corresponding data points from the second stream after multiplying the data point value by an associated scaling factor or with the last data point before the same stream with bad data points if the corresponding data point in both streams is bad, second means for analyzing each stream of data points to determine whether each data point falls within a pre-programmed range of values based on physical and static norms for the parameters being measured by pairs of sensors; means responsive to the second analysis means for generating an indication when a data point at each stream is found to be bad due to falling outside the range of physical and static norms, means responsive to the second analysis means for replacing all bad data points with the corresponding data points from the second stream after multiplying the data point value by an associated grading factor, first means for comparing corresponding data points in the two streams to determine the degree of correlation between each respective point, means for generating an associated grading factor for each data point indicative of the degree of correspondence between the value produced by the sensors, second means for comparing the generated gradation factor with a predetermined range of values to determine whether the gradation factor has varied outside the range; means responsive to the second comparison means for generating the indication when a data point in each stream is found to be bad because its correlation grading factor has varied outside the predetermined range, means responsive to the second comparison means for replacing all bad data points with time-corresponding data points from the second stream after multiplying the data value by a scaling factor, means for combining all corresponding good replaced data points in the two streams with a single stream, facility to record the combined current and any indication of bad data points when at least one current is good, and device for alternately recording <g> each stream of data when all points in each stream are bad.

14. Method for processing several channels with measured data points of value signals provided for several redundant sensors of the same wellbore parameter, characterized by storage of a time series with corresponding parts of each of the channels, analyzing each data point in the time sequence to determine (a) whether the point value falls within a predetermined standard range of historical values and deviates to the point value of the standards within the norms of historical deviation, and (b) whether the point value is within a predetermined range based on physical and static norms for the parameter being measured; comparison of each data point with a time-linked corresponding point at each of the other channels, generating a grading factor in response to the comparison relating each data point to the corresponding data point at each of the other channels; analyzing each grade factor in time sequence to determine whether the variation in the grade factor value with time between each pair of channels falls within a preselected range; replacing each data point judged to be poor for failing and satisfying the criterion of any analysis step by the corresponding good data point for another channel after multiplying the good data point values by the grading factor relating to the two channels, generation of a flag indicating each bad data point and on which channel it occurred, combining each good or replaced data point from each channel into a stream of good data, and recording the flow of good data and all the flag indications for bad data points and the channel associated with it.

15. Method according to claim 14, characterized in that the step of determining whether each data point in the time sequence falls within a preselected standard range with historical values deviation until the point value from the standard is within the norm with standard deviation was performed by Kalman filtering at each data channel.

16. Method according to claim 14, characterized in that two channels with redundant data

17. System for processing several channels of signals with measured data points of the value signals provided from several of the redundant sensors of the same wellbore parameters, characterized by device for storing a time series at corresponding parts of each of the channels, device for analyzing each data point in the time sequence to determine (a) if the point value falls within a pre-selected standard range of historical values and deviation of the point value from the standard within the norm with historical deviation, and (b) about the point values within a predetermined range based on physical and static norms for the parameter being measured; means for comparing each data point with its time-associated corresponding point at each of the other channels, means for generating a grading factor in response to the comparison relating to each data point with the corresponding data point at each of the other channels, means for analyzing each grading factor in the time sequence to determine whether the variation of the grading factor with time between each pair of channels falls within a preselected range, means for replacing each data point judged to be bad for failing to satisfy criteria at the analyzing step with a corresponding good data point from another channel after multiplying the good point value by the grading factor relating to the two channels, means for generating a flag indication of each bad data point and at which channel it has occurred, means for combining each aod or replaced data point from each channel into a single stream of good data, and means for recording the single stream of good data and flag indications of bad data points and the channel associated therewith.

18. System according to claim 17, characterized in that the device for determining whether each data point in the time response falls within a preselected standard range of historical values and deviations with data points from the standard within the norm of standard deviation including the filtering device for each channel of data.

19. System according to claim 17, characterized in that there are two channels with redundant data.