NO157757B

NO157757B - Data-transmisjon ved brnloggesystem.

Info

Publication number: NO157757B
Application number: NO780118A
Authority: NO
Inventors: Antoine G Belaigues; Alain F Paumard; Yves Durand
Original assignee: Schlumberger Ltd
Priority date: 1977-02-03
Filing date: 1978-01-12
Publication date: 1988-02-01
Also published as: PT67604A; FR2379694B1; PT67604B; DK159742B; ATA67778A; IN149902B; FR2379694A1; IE780073L; JPS5397346A; DE2803059A1; EG13157A; AT379691B; BR7800625A; TR20094A; ES466101A1; NO780118L; AU511109B2; US4355310A; CA1106022A; GR64456B

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et system som tillater utveksling av informasjon mellom en sentral stasjon og flere data-fremskaffeises- og overføringssentre via en kabel. Mer spesielt tillater systemet i henhold til oppfinnelsen et apparat på overflaten å utveksle data med et apparat nede i et borehull som har en eller flere logge-anordninger som kan senkes ned i borehullet. Denne utvekslingen er en slags dialog mellom overflaten og hullet. Den består hovedsakelig for overflateutstyret i å styre de forskjellige anordningene og for loggeanordningene i å sende de forskjellige data til overflaten under styring av overflateutstyret.

Oppfinnelsen benyttes i forbindelse med et fjernmålingselement i utstyr nede i hullet i et apparat for utforskning av formasjonene som gjennomtrenges av borehullet, og i forbindelse med en anordning for undersøkelse av disse undergrunnsformasjonene. Fjernmålingselementet og en eller flere av disse anordningene

kan utgjøre utstyret nede i hullet, eller brønnutstyret, ved å forbinde dem ende til ende.

Målinger av karakteristikkene til de forskjellige grunn-formasjonene som gjennomtrenges av et borehull blir generelt ut-ført ved å nedsenke i borehullet en sonde festet til en kabel med en enkelt eller flere elektriske ledninger, som brukes til både å holde utstyret og som elektrisk medium for overføring av data fra sonden til en mottagerstasjon på overflaten. Det maksimale antall data som kan overføres er begrenset av passbåndet til kabelen. I praksis er denne grensen på omkring 80 kHz. For å redusere dødtiden er det nødvendig å utføre alle målingene så

hurtig som mulig. For å oppnå dette, har en løsning vært å samtidig nedsenke i borehullet flere logge-anordninger i den samme kombinasjonen. I praksis er det vanlig å kombinere tre logge-apparater under en enkelt operasjon. Informasjonen fra de for-

skjellige anordningene kan samples og overføres sekvensielt med hensyn til tiden ved hjelp av et multiplekssystem. Når det er ønsket å øke antall logge-anordninger i en gitt kombinasjon og å ha det samme antall data overført pr. anordning og pr. tidsenhet, må samplingshastigheten økes. imidlertid er det maksimale passbåndet til kabelen begrenset. Det må derfor inngås et kompromiss mellom det overførte antall data og samplingshastigheten. Over-føringen av data på kabelen må også skje med stor pålitelighet.

Det er kjent kommunikasjonssystemer spesielt konstruert for å føre til overflaten loggedata utsendt av anordninger som er senket ned i borehull. Et slikt system er beskrevet i U.S.-patent-skrift nr. 3.707.700. Det vedrører hovedsakelig overføringen av data som kommer fra logge-apparater eller -anordninger av kjerne-fysikktypen. Disse analoge data blir lagret i et sentralt minne anordnet i sonden. De således lagrede data blir multipleksert, sendt til overflaten via overføringskabelen og tilslutt demulti-pleksert på overflaten før de blir registrert.

Et annet system er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 3.959.767. Det systemet tillater styring av motorer anordnet i et borehull i samsvar med målinger foretatt av et apparat som også er anbragt i borehullet. Målingene blir multipleksert i analog form og så omformet til digitale verdier før de behandles i en logisk krets som leverer et adressesignal som blir addert til målesignalet for å danne et sammensatt signal som sendes til overflaten gjennom en modulasjonskrets. Den logiske kretsen tilveiebringer også adressen til motorene som skal styres, imidlertid er styresignalene som overføres av overflateutstyret i analog form og apparatet tillater ikke permanent dialog mellom overflaten og hullet.

U.S.-patentskrift nr. 3.991.611 beskriver et fjern-overføringssystem som er konstruert for å sende til overflaten loggemålinger i digital form via en kabel ved hvis ende logge-apparatet (-ene) er festet. Dette systemet er maken til de digitale fjernmålingssystemer som vanligvis er i bruk, f.eks. på om-råder som industriell styring. Det er i virkeligheten sammensatt av en kodingskrets til hvilken loggeanordningene er parallell-koblet, og en modulator og en demodulator er forbundet med hverandre over loggekabelen og en dekodingskrets. Tilkoblingen av et apparat til kodingskretsen er spesielt for apparattypen. Det er derfor ikke mulig å tilkoble et apparat av hvilken som helst type uten forutgående tilpasning. Dessuten blir dataene fra apparatene overført til overflaten i en orden som forutbestemt av en sekvens som er fastslått av en logisk krets. Data fra et spesielt apparat kan imidlertid ikke bli overført til overflaten ved hjelp av en spesiell kommando sendt fra overflaten.

US-patent 3.980.881 omhandler et system av samme generelle type som foreliggende oppfinnelse, men avviker herfra på de følgende punkter: a) Hver loggeanordning er tilordnet en særskilt frekvens-skiftnøklet telemetrikrets. Derimot har foreliggende oppfinnelse strengt ekvivalente "universal-grensesnitt" for hver loggeanordning, slik at det oppnås en modulær utførelse.

b) Videre har de kjente telemetrikretsene bare til oppgave å bringe orden i ("derandomise") de pulser som frembringes av

detektorforsterkerne.

c) I det kjente systemet blir effekt tilført fra overflateutstyret direkte til detektorforsterkerne i hver loggeanordning,

mens det ifølge foreliggende oppfinnelse foretas kopling mellom kabelen og loggeanordningene ved hjelp av en samleledning ved styring nede i borehullet. Dette modulprinsippet er et viktig trekk ved foreliggende oppfinnelse.

US-patent 2.810.118 beskriver et ledningssystem for kopling av et flertall rekker av ensartede elektriske enheter i innbyrdes koordinert forhold. Systemet innebærer som en nødvendighet at de ledninger som fører data (G2) og testsignaler (G3) blir rotert trinnvis, eller fremført enten innenfor hver av hyudrofonene eller innenfor hver av forbindelseskablene. For eksempel blir ledninger i respektive grupper (G2,G3) stoppet av en og to posisjoner. Derfor er ledningene (V(9,a) til V{18,a)) ikke koplet i parallell til en felles buss eller samleledning. Bare strømtilførselsledningene (V(19,a) til V(24,a)) er koplet

i et velkjent parallellarrangement til ledningene (W19-W24) i buss- eller samleledningen.

Apparater av tidligere kjent type tilveiebringer forskjellige løsninger på dataoverføringer i bare spesielle tilfeller, d.v.s. for velbestemte loggeanordninger eller for en vel-bestemt kombinasjon av anordninger. Slike apparater tillater vanligvis bare en overføringsform. Videre muliggjør ikke tidligere kjente overførxngssystemer lettvint kontinuerlig datautveksling mellom brønnutstyr og over flateutstyr.

For å senke flere loggeanordninger samtidig ned i et borehull, blir anordningene forbundet ende mot ende når det er mulig.. Ellers er det nødvendig å tilveiebringe mellomstykker for forbindelsene. De elektriske ledningene som forbinder en av anordningene med kabelen, er forskjellige fra de elektriske ledningene i en annen anordning. De elektriske ledningene i den laveste anordningen må derfor gå gjennom anordningene som er anordnet over. Resultatet er at man raskt har en grense for hvor mange anordninger som kan forbindes ende til ende, på grunn av betydelige plassbehov for elektriske ledninger og fullstendig mangel på uniformitet og arbeidsfleksibilitet.

Den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å overkomme disse ulempene. Den frembringer et datakommunikasjonssystem som er praktisk talt universalt med hensyn til loggeanordninger fordi det er uavhengig av type og antall brukte anordninger, som kan være meget høyt, så vel som den orden anordningene er forbundet i. Systemet er pålitelig og tillater overføring av et meget større antall data enn tidligere kjente systemer. Systemet har også stor operasjons fleksibilitet. Dataoverføring kan faktisk utføres i flere former eller modi og kan foregå fra loggeanordningene mot over flateutstyret såvel som fra overflaten mot anordningene i hullet. Det kan foregå en dialog mellom brønnutstyret og overflateutstyret. Språket i denne dialogen, d.v.s. oppbygningen av de overførte meldingene, er den samme uansett type og antall loggeanordninger som brukes. Systemet er lett å styre ved hjelp av en datamaskin fordi oppbygningen av meldingene kan være den samme som for datamaskinen. Hele utstyret nede i hullet og på overflaten er uavhengig av den type datamaskin som anvendes, idet datamaskinen bare kommer inn som ytre styreenhet på overflaten.

Foreliggende oppfinnelse frembringer mer nøyaktig et brønnloggesystem omfattende et overflateapparat med signalbe-handlingsutstyr og en telemetrianordning forbundet med denne,

en signaloverføringskabel forbundet med telemetrianordningen på overflaten, og et brønnapparat nede i borehullet innrettet til å bæres i borehullet av kabelen, hvilket brønnapparat omfatter et flertall seksjoner som er sammenkoblet ende mot ende og inkluderer en brønntelemetrienhet for datakommunikasjon med telemetrianordningen på overflaten, og en eller flere loggeanordninger, hvor hver loggeanordning omfatter i det minste en sensor for frembringelse av signaler som representerer en omgivelsesparameter, og en elektrisk krets forbundet med sensoren for en foreløpig behandling av signalene, og systemet kjennestegnes ved at brønnapparatet omfatter universalgrensesnitt som der identiske med hverandre for tilkobling av hver av loggeanordningenes kretser i pasrallell til en felles buss eller samleledning laget av modulære samleledningsdeler,

hvilken felles samleledning styres av en styreenhet nede i borehullet for på avgi de foreløpig behandlede signaler til telemetrienheten nede i borehullet.

Andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse av utførelsesformer av oppfinnelsen under henvisning til tegningene, der: figur 1 skjematisk viser en utførelse av kabelforbindel-

sessystemet i henhold til oppfinnelsen;

figur 2 viser skjematisk strukturen av et ordresignal

til apparatet nede i hullet;

figur 3 representerer forskjellige modulasjonsmodi

brukt i forbindelsessystemet;

figurene 4 og 5 representerer i detalj strukturen av

et instruksjonsord av henholdsvis "spesifikk" og "universal" type;

figur 6 viser strukturen av et datasignal overført av

brønnutstyret til overflateutstyret;

figur 7 viser i detalj organiseringen av et statusord;

figur 8 representerer utstyret nede i hullet og viser

mer spesielt samleledningen og dens forbindelser til styreenheten nede i hullet og loggeanordningene;

figurene 9, 10 og 11 viser formen av forskjellige signaler brukt i overføringssystemet;

figur 12 viser skjematisk et universalgrensesnitt tilknyttet en loggeanordning;

figur 13 er et skjema over en styreenhet nede i hullet;

Figurene 14 og 15 viser henholdsvis overflatemodemet

og modemet nede i hullet;

figurene 16 og 17 illustrerer som et eksempel prinsippet for programmering av overflatestyreenheten som opererer i ordre-svar-form (fig. 16) og i kontinuerlig overføringsform (fig. 17);

figur 18 viser skjematisk et fjernmålingselement i samsvar med den foreliggende oppfinnelse og som utgjør hodet på brønnutstyret; og

figur 19 viser skjematisk en loggeanordning i henhold

til den foreliggende oppfinnelse.

Foreliggende oppfinnelse tillater overføring av informasjon via en kabel med høy pålitelighet, og denne dataoverføring tillater det best mulige kompromiss mellom en høy samplingshastig-het og et stort antall overførte data. Disse fordelene oppnås best ved å anvende pulskodemodulasjon (PCM). I henhold til denne metoden blir de analoge signaler omformet til digitale signaler, kodet og så samplet i samsvar med en gitt sekvens.

Kommunikasjonssystemet i henhold til oppfinnelsen blir styrt av en datamaskin og bruker pulskodemodulasjon. Fig. 1 viser skjematisk et kommunikasjonssystem i henhold til foreliggende oppfinnelse. Det omfatter et overflateapparat og et brønnapparat forbundet med hverandre via en elektrisk kabel 20. Apparatet nede i hullet omfatter et modem (modulator-demodulator) 22 og on styreenhet 24 forbundet med forskjellige loggeanordninger 26 gjennom et elektrisk ledningsnettverk 28 kalt en samleledning. Overflateapparatet omfatter hovedsakelig et modem 30 forbundet med en datastyrings-, utnyttelses- og behandlingssystem 32. Dette systemet 32 omfatter en styreenhet 34 forbundet med databehand-lings-og/eller utnyttelsessystemene 36 via en samleledning 38. Sty-reenheten 34 er "hjernen" i overføringssystemet. Den har styring over styreenheten 24 nede i hullet. Den er i virkeligheten en datamaskin. Styreenheten 34 er forbundet med ytre enheter slik som kjerneminner, magnetiske registreringsanordninger, eller til og med skrivertastaturer.

Over flatestyreenheten sender ordresignaler til de forskjellige loggeanordningene, f.eks. for å igangsette eller sperre en gitt anordning, som allerede antydet, anvender kommunikasjonssystemet bare digitale signaler. Ordresignaler sendt av styreenheten er sammensatt av to ord, idet et ord er sammensatt av n biter der n er lik seksten i den beskrevne utførelsesform. Et av disse to ordene omfatter enten en "spesifikk"-adresse som er særegen for en gitt anordning eller en "universal"-adresse som gjelder alle anordningene. Det sistnevnte tillater sending av data til alle anordningene på samme tid. Ved mottagelse av ordresignalene svarer loggeanordningene vanligvis ved å overføre et datasignal til overflaten, etter forming i brønnmodemet 22.

Fig. 2 viser skjematisk oppbygningen av et komplett ordresignal sendt via kabelen av overflateapparatet til loggeanordningene. Av instruksjonsordene 40 og 42 som leveres av styreenheten 34, setter overflateapparatet 30 sammen et fullstendig ordresignal ved å tilføye til de to ordene 40 og 42 en feilkode 44 og et synkroniseringsord 46. Et komplett ordresignal inneholder derfor suksessivt og i serie:

-et synkroniseringsord 46 overført av overflatemodemet og sammensatt av syv biter; -to instruksjohsord 40 og 42 frembragt av overflatestyreenheten og hver omfattende seksten biter; og -en feilkode 44 overført av overflatemodemet og sammensatt av syv biter. I de beskrevne utførelsene blir bare instruksjonsord 42 brukt, idet det andre instruksjonsordet er tilgjengelig for systemoperatøren. Når et ordresignal blir sendt over kabelen 20, sender over flatemodemet biter med nullverdi på kabelen.

Fig. 3 viser skjematisk formen på de anvendte kodede signaler. Ordresignalene som frembringes av overflatestyre-

enheten blir kodet i den form som er vist ved 48 på fig. 3a.

Bitene med verdi 1 svarer til signaler med et gitt amplityde-

nivå og bitene med verdi o til et annet gitt amplitydenivå. Denne koden blir vanligvis betegnet NRZL ("non return to zero level"). Bruken av denne koden for overføring over kabelen har to ulemper: først, overføringen av biter ved frekvensen f krever en kabel med et passbånd mellom 0 og f/2 og for det andre er synkroniseringen vanskelig, spesielt når signalet omfatter en rekke biter av samme verdi (1 eller 0). For å overvinne disse vanskelighetene omformer overflatemodemec 30 de NRZL-kodede signalene til BØ-M-signaler ("bi-phase mark" - tofasemarkering) som vist ved 50 på fig. 3b. Denne koden karakteriseres ved en forandring i nivå ved begynnelsen og slutten av hver bit og ved en forandring i nivå ved midten av hver bit med verdi 1. Takket være denne koden lettes synkroniseringen av ordresignalene. Med hensyn til kabelens passbånd som bør være mellom o og f/2 for forvrengningsfri overføring av NRZL-signalene av frekvens f, kan det vises at det bør være mellom f/2 og 3f/2 for overføringen av BØ-M-signalene av frekvens f.

Hver bit i et ordresignal varer 50 mikrosekunder i det beskrevne eksempel, passbåndet til NRZL-signalene er således 10 kHz, men på grunn av nivåforandringen i midten av biten med verdi 1, er den fundamentale frekvensen dobbelt så høy, nemlig 20 kHz. Overføringen av ordresignalene fra overflaten til loggeanordningene finner således sted uten noen bærebølge og ved 20 kbiter (passbånd mellom 10 og 30 kHz). Det skal bemerkes at for å unngå overføring av steile for flanker (rektangulære signaler) på kabelen, kan signalene filtreres ved utgangen fra overflatemodemet 30 for å glatte signalenes form.

Ordresignalene som overføres over kabelen når så frem

til brønnmodemet 22. Dette modemet utfører flere funksjoner. Det må først og fremst stille frekvensen til en oscillator nede i hullet på grunnlag av ordresignaler som utgjøres av BØ-M-meldingen som overføres av overflateapparatet. på grunn av de meget vanskelige omgivelsene i borehull, spesielt den høye temperaturen og trykket, kan det opptre drift av den nominelle frekvensen til oscilla-

toren nede i hullet i forhold til frekvensen til oscillatoren på

overflaten. Det er derfor nødvendig å styre eller binde frekvensen i brønnmodemet. For dette formål omfatter modemet nede i hullet en slaveanordning som for eksempel kan være av den type som i praksis er kjent som en spenningsstyrt oscillator (VCO).

Modemet nede i hullet må også indikere om bitene det mottar har verdien 1 eller 0. Signalene som når brønnmodemet er deformerte, både i amplityde og bredde. Brønnmodemet former signalene for å oppnå rektangulære signaler og rekalibrerer bredden av signalene, d.v.s. deres varighet. Modemet nede i hullet detekterer også synkroniseringsordet (46 på figur 2) i ordresignalet og kontrollerer gyldigheten av det overførte ordresignal ved hjelp av en feilkode (44 på fig. 2). Synkroniseringsordet 46 og feilkoden 44 blir ikke overført til styreanordningen 24 nede i hullet, idet bare instruksjonsordene blir overført. Før overføringen demodulerer modemet nede i hullet de BØ-M-kodede signalene (fig. 3b) til ekvivalente NRZL-kodede signaler (fig. 3a).

Instruksjonsordene blir overført fra styreenheten 24 nede i hullet til loggeanordningene 26 over samleledningen 28.

Som antydet kan adressen i instruksjonsordene være enten spesifikk for en av loggeanordningene eller "universell". I det første tilfelle dreier det seg om en spesiell instruksjon gitt til en loggeanordning. Dette er hva som skjer når resultatene av målingene som er foretatt av en gitt loggeanordning overføres til overflaten: en ordre gis til loggeanordningen slik at den leverer de data den har lagret i et minne (skyveregister) som den er utstyrt med.

Figur 4 viser skjematisk oppbygningen av instruksjonsordet 42 (fig. 2) i tilfellet med en spesifikk adresse. De syv bitene 9 til 15 brukes til den kodede adressen til en loggeanordning. Det er således mulighet til å • kode 2 7 forskjellige adresser. Det er følgelig mulig å o bruke 2 7 eller 128 forskjellige loggeanordninger. Dette antall loggeanordninger er tydligvis meget stort og viser klart mulighetene for overføringssystemet. Biten i posisjon 8 er en igangsettingsbit som får verdien 1 når loggeanordningen som tilsvarer adressen gis ordre til å sende data. Når denne igangsettingsbiten har verdien 0, finner alt sted som

om loggeanordningen ikke eksisterte. Denne muligheten er fordel-aktig, spesielt for å koble ut en gitt loggeanordning uten å forhindre dataoverføring fra de andre loggeanordningene. Biten i posisjon 7 er en tilbakestillingsbit . Biten i posisjon 6, kalt "siste loggeanordning", er en bit som brukes til å indikere til

loggeanordningen i betraktning at den må sende et "over"-signal til styreenheten nede i hullet når den har avsluttet sending av sin melding. Bitene i posisjon 0 til 3 brukes til å indikere for loggeanordningen antall ord den må sende. Dette antall ord kan

variere fra null til femten siden det brukes fire biter. Bitene i posisjon 4 og 5 er enten tilgjengelig for operatøren eller brukes til å øke det antall ord loggeanordningen må svare med. Hvis biten i posisjon 4 blir brukt, er det maksimale antall ord anordningen må svare med trettien, og hvis biten i posisjon 5 også brukes,

er det maksimale antall ord syttitre.

Når det på kabelen sendes et ordresignal med en "universaladresse", blir denne universaladressen godtatt av alle loggeanordningene. Et ordresignal med en universaladresse plasserer alle loggeanordningene i en posisjon for mottagelse av en følgende ordre. Denne ordren blir sendt av en spesiell ordremelding som følger meldingen med universaladresse. Denne sistnevnte blir brukt til å velge en overføringsform for kommunikasjonssystemet. Bare instruksjonsordet 42 blir brukt; det andre instruksjonsordet 40 blir ikke brukt og er ikke tilgjengelig for operatøren, i motsetning til en ordre med spesifikk adresse.

Figur 5 representerer oppbygningen av et instruksjonsord med universaladresse. Bitene i posisjonene 9 til 15 brukes til å betegne universaladressen, d.v.s. den adressen som godtas av alle loggeanordningene. I eksempel på fig. 5 har denne universaladressen verdien ett hundre og syttiseks i oktalkoden. Biten i posisjon 8 er en tilbakestillingsbit. Bitene i posisjonene 6 og 7 er igangsettingsbiter; når de begge har verdien 1, blir alle loggeanordningene igangsatt samtidig, og når biten i posisjon 6 har verdien O og biten i posisjon 7 verdien 1, blir alle anordningene sperret samtidig. Dette brukes i tilfelle av at det ikke, lykkes å detektere en feilaktig loggeanordning; først blir alle anordningene sperret samtidig og så igangsatt én for en for å kontrollere dem separat. Bitene i posisjonene 0 til 3 blir ikke brukt. Bitene i posisjonene 4 og 5 brukes til å bestemme over-føringsformen til kommunikasjonssystemet eller den valgte data-utvekslings form mellom overflaten og hullet.

Dataoverføringssystemet i henhold til oppfinnelsen tillater flere operasjonsmodier og to dataoverføringsformer, kalt "halvdupleksform" og "heldupleksform". I henhold til operasjonsformen "ordre-svar" sender styreenheten på overflaten en ordremelding til en gitt loggeanordning og venter på svaret fra denne anordningen før den neste ordremelding sendes„ Denne modus eller form blir valgt når de første bitene i posisjonene 4 og 5 har verdien 0 og biten i posisjon 8 har verdien 1. I henhold til den "frittløpende" form blir på den annen side data som kommer fra loggeanordningene, sendt kontinuerlig til overflaten. Den fritt-løpende form blir valgt ved å gi bitene i posisjonene 4 og 5 verdien 1. En tredje operasjonsmodus eller -form kan benyttes, nemlig "pseudo-frittløpende" form. Denne operasjonsform karakteriseres ved det faktum at alle loggeanordningene i det samme nettverket sender en melding hvert 16,6 millisekund (trigging finner sted fra kraftforsyningskilden på 60 Hz) og så stopper. Denne form blir valgt ved å gi biten i posisjon 4 verdien 0 og biten i posisjon 5 verdien 1. Når biten i posisjon 4 har verdien 1 og biten i posisjon 5 verdien 0, kan ordre sendes fra overflaten, men loggeanordningen gir ingen svar.

Dataene kan overføres i halvdupleks eller heldupleks. Loggeanordningens ordreledning og datasvarledning er separate. I halvdupleksoverføring opptrer ikke dataene samtidig på ledningene. 1 heldupleks derimot kan dataene overføres samtidig i begge ret-ninger, nedover og oppover. Forandringen i overføringsform fra halvdupleks til heldupleks og omvendt finner sted ved ganske enkelt å forandre programmeringen av styreenheten på overflaten, idet apparatdelene på overflaten og i hullet ikke krever noen modifikasjoner.

Vanligvis blir operasjonsform "ordre-svar" brukt sammen med halvdupleksoverføring. Det er imidlertid mulig og å bruke "ordre-svar"-modus sammen med heldupleksoverføring. I dette tilfelle kan styreenheten på overflaten sende et andre ordresignal mens loggeanordningen svarer på den første meldingen. Det kan vises at denne operasjonsform tillater full bruk av kapasiteten til loggeanordningenes kanal oppover mot overflaten når antallet data som skal overføres til overflaten er høyere enn antall ordresignaler til loggeanordningene (noe som vanligvis er tilfelle).

Når et ordresignal med spesifikk adresse er blitt over-ført av styreenheten nede i hullet til loggeanordningene og en av disse anordningene har godtatt sin adresse, sender denne anordningen et "kvitteringssignal" til styreenheten nede i hullet. Hvis styreenheten ikke mottar dette kvitteringssignalet, konkluderer den med at loggeanordningen har virket feilaktig eller at den ikke har mottatt ordresignalet. I tilfelle av en ordre med universaladresse er det ikke noe kvitteringssignal; det antas at denne universalordren er blitt mottatt av alle anordningene, istedet for å bruke et kvitteringssignal er det også mulig å forbinde hver loggeanordning med en feilkodedeteksjonskrets.

Anta at ordresignalet har nådd en loggeanordning eller alle anordningene, et datasignal blir da sendt til overflaten. For å oppnå dette ber styreenheten nede i hullet modemet nede i hullet å frembringe en synkroniseringskode. så blir et ord, kalt "statusord", sendt av styreenheten nede i hullet og tilslutt mottar loggeanordningene ordre om å overføre sine data. Dette er vist skjematisk på fig. 6 der man ser oppbygningen av en melding overført av apparatet nede i hullet til overflaten. Synkroniser-ingsordet 52 har seksten biter istedet for syv i ordresignalet nedover. Dette skyldes det faktum at det kan være mer informasjon i en enkelt melding som skal overføres til overflaten enn ned i hullet, og at jo flere biter som brukes for å gjenkjenne en synkroniseringskode, jo mindre vil risikoen for falsk synkronisering være. Statusordet 54 vil bli diskutert i detalj på fig. 7. Så vil dataene fra loggeanordningene følge. Disse data blir representert i form av ord 56, fra 1 til n, idet n i det viste eksempel maksimalt er lik sekstien. Hvert ord er sammensatt av seksten biter. I ordre-svar form kommer dataene i en melding fra en enkelt loggeanordning. I frittløpende form derimot har meldingen en rekkefølge av dataord som kommer fra den suksessive utspørring av loggeanordningene. Hver loggeanordning sender et gitt antall ord og alle ordene som sendes av anordningene danner ordene 1 til n. For eksempel kan loggeanordning nr. 1 sende tre ord, anordning nr. 2 kan sende ett ord, anordning nr. 3 kan sende 5 ord og så videre.

Endelig blir en feilkode 58 sendt. Denne feilkoden består av seksten biter, av hvilke femten brukes som egentlig feilkode og en for å indikere riktig eller feilaktig operasjon av loggeanordningen. Hvis denne biten har verdien 1, betyr dette at anordningen har sendt et svarsignal ved slutten av sin melding, ellers har denne biten verdien o.

Figur 7 viser skjematisk sbatusordet 54 på fig. 6. Dette ordet blir generert av styreenheten nede i hullet hver gang et svar sendes av apparatet i hullet. Biten i posisjon 0 får verdien 1 hvis et eller fl ere ordresignaler er blitt mottatt feilaktig*. Biten i,posisjon 1 indikerer om nivået for ordresignalet var høyere eller lavere enn en gitt amplitydeterskel. Biten i posisjon 2 indikerer om en eller flere loggeanordninger ikke har godtatt sine adresser og derfor om kvitteringssignalet ikke er sendt. Biten i posisjon 3 får verdien 1 hvis meldingen er blitt riktig mottatt. Bitene i posisjonene 4 og 5 blir brukt for å gjenta den operasjonsformen som brukes, f.eks. ordre-svar eller frittløpende. Biten i posisjon 6 brukes til å indikere at en universalordre er blitt mottatt. Lengden av meldingen som sendes av apparatet nede i hullet blir indikert ved bitene i posisjonene fra 7 til 12.

De følgende biter i posisjonene 13 og 14 blir ikke brukt. Biten i posisjon 15 viser om systemet virker riktig eller feilaktig: den indikerer at en feil er blitt utpekt av minst én av bitene i posisjonene 0, 1 og 2. Operatøren blir således øyeblikkelig informert om riktig eller feilaktig virkemåte av systemet ved å se på status til biten i posisjon 15.

Forbindelse av loggeanordninger til utstyr nede i hullet.

Figur 8 viser skjematisk hvordan loggeanordningene er forbundet med samleledningen. på denne figuren er bare to logge-anordninger vist skjematisk, men i virkeligheten kan et meget høyere antall tilknyttes, på fig. 8 legger man merke til at hver anordning 60 er blitt representert skjematisk av tre forskjellige deler; en del 62 som er den egentlige loggeanordningen som for eksempel kan være en trykkdetektor eller en radioaktivitets-detektor, eller enndog en akustisk detektor; en del 64 som er spesiell for hver enkelt loggeanordning, for eksempel den elek-troniske kretsen i forbindelse med føleren, og et universal-grensesnitt 66 forbundet til samleledningen 28. Dette grensesnittet som er det samme uansett hvilken type føler som brukes, gjør det mulig å forbinde enhver loggeanordning med samleledningen i den grad dataene som leveres av anordningen er i digital form. Man oppnår således standardisering av loggeanordningene i utstyret nede i hullet.

Signalene som leveres av den egentlige loggeanordningen er vanligvis i analog form, mens grensesnittet bare behandler signaler i digital form. Det er således nødvendig at det finnes

en analog/digital-omformer i hver spesiell del 64 i anordningen

eller ved inngangen i hvert grensesnitt.

Den egentlige loggeanordningen 62 er forbundet med den spesielle delen 64 ved hjelp av en forbindelse 63. Universalgrensesnittet 66 er forbundet direkte med anordningen 62 over en forbindelse 61, noe som tillater direkte overføring av data når den spesielle delen 64 ikke er nødvendig. Disse forbindelsene 61

og 63 blir brukt til å overvåke eller kontrollere den egentlige loggeanordningen : de brukes f.eks. til å styre åpning av gliderne på anordningen når denne er utstyrt med glidere eller for å til-føre elektrisk strøm. Informasjon som overføres av anordningen i form av data tas fra anordningen 62 til den spesielle delen 64

over forbindelsen 65. Disse data vedrører vanligvis målingene av de fysiske størrelsene som utføres av anordningen 62. Imidlertid kan de også vedrøre selve anordningen', for eksempel dens form.

Det kan f.eks. dreie seg om åpen eller lukket form av anordningens glider.

Data som overføres fra anordningen 62 blir ført fra den spesielle delen 64 til universalgrensesnittet 66 over forbindelsen 67. I den spesielle delen 64 underkastes datasignalene passende elektronisk behandling slik som forsterking, forming, osv. Denne behandlingen er av konvensjonell natur i loggesonder som er kjerft og krever ikke ytterligere detaljer. Dessuten blir informasjons-signaler av analog form omformet til digital form ved hjelp av en konvensjonell analog/digital-omformer. Tilbakestilling av anordningen 62 oppnås ved hjelp av et tilbakestillingssignal R (overført av kretsen 13o på figur 12 som vi skal se senere) som føres fra universalgrensesnittet 66 til den spesielle delen 64

over forbindelsen 69. Den sistnevnte som i virkeligheten er sammensatt av flere ledere, kan derfor brukes for overføring av signaler slik som "ekko", B5 og B4, DWDT, DWCK, "snakk", "igangsett", "meldingslengde" (148) og "status" (152) til teller (134). Alle disse signalene er detaljbeskrevet lengre nede i beskrivelsen i forbindelse med fig. 12 som angår grensesnittet.

Styreenheten 24 nede i hullet er forbundet på samme måte som loggeanordningene til samleledningen 28. Fra overføringens synspunkt kan faktisk styreenheten betraktes som en loggeanordning. Styreenheten har således et universalgrensesnitt 66 og en egentlig styreenhetdel 68. Styreenheten kommuniserer med anordningen via samleledningen 28. Universalgrensesnittet og styreenheten 68 vil bli behandlet i detalj nedenfor.

Samleledningen 28 er sammensatt av fem elektriske ledere. Enden 70 på samleledningen er tilpasset den karakteristiske impe-dansen til nettverket ved hjelp av motstander 72 koblet til jord. Apparatet nede i hullet må ha små dimensjoner, og av denne grunn brukes bare fem ledere i samleledningen. Den første lederen 74 fører ordresignalene DD (Down Data- neddata) og klokkepulsene D.Clock (DC) ved 20 kHz. Signalene som er betegnet med en første bokstav D beveger seg således fra overflateapparatet til apparatet nede i hullet og signalene som er betegnet med bokstaven U først beveger seg fra apparatet nede i hullet til overflateapparatet. Den andre lederen 76 er reservert for kvitteringssignaler sendt

av universalgrensesnittene 66 når de har godtatt eller gjenkjent sine adresser. Den tredje lederen 78 blir brukt til data som sendes oppover, betegnet U.Data (UD) sendt fra loggeanordningene.

Data som skal overføres fra apparatet nede i hullet til overflateapparatet er vanligvis flere enn ordresignalene som sendes fra overflaten ned i hullet. Data som skal overføres oppover er med andre ord flere enn de som sendes nedover. Dataoverfør-ings frekvensen må derfor være høyere for overføringen av data oppover : denne frekvensen er 40 eller 80 kHz, idet sistnevnte frekvens hovedsakelig tilsvarer den øvre grense for signalover-føring på kabelen uten forvrengning. Klokkepulsene på 80 eller 40 kHz leveres av en oscillator i modemet nede i hullet. Denne oscillatoren kan være uavhengig eller koblet til 20 kHz oscillatoren på overflaten. Når samplingssyklusen for en loggeanordning er over, blir en "over"-puls sendt på den femte lederen 82 i samleledningen for å informere styreenheten nede i hullet. I fritt-løpende modus er den loggeanordningen som sender dette "over"-signalet den som er plassert sist til å overføre data i nettverket av anordninger. Den siste anordningen i nettverket er den som har mottatt et ordreord hvis bit i posisjon 6 (se figur 4)

har verdien 1.

I frittløpende modus blir pulsene UC sendt sekvensielt fra en loggeanordning til en annen. Disse klokkepulsene er på en måte samplingssignaler. I sitt grensesnitt har hver loggeanordning et minne i hvilket data er lagret. Pulsene UC gjør det mulig å overføre innholdene fra disse minnene til overflateapparatet, idet en klokkepuls trigger overføringen av en informasjonsbit. Kapasi-tetene til disse minnene, som i virkeligheten er skyveregistre,

er små og tillater lagring av bare et lite antall ord for hver

loggeanordning. En fullstendig samplingssyklus.utført ved å over-føre data fra loggeanordningene på kabelen, tilsvarer en rekke-følge på n ord hver på seksten biter (fig. 6). Når dataene fra den siste loggeanordningen er blitt overført, og altså ved slutten av samplingssyklusen, sender den siste anordningen "over"-signalet. Dette signalet gjør det mulig å fylle minnene til loggeanordningene med nye data og føre pulsene UC til inngangen av den første anordningen, slik at systemet er klart for neste samplingssyklus.

I henhold til modusen ordre-svar blir et spesielt ordresignal sendt til en gitt loggeanordning. Innholdet av minnet til denne anordningen blir så overført via kabelen til styreenheten. Når innholdet av minnet er overført, sender anordningen ut et "over"-signal til styreenheten. Minnet kan så erverve nye data. For å sende opp mere informasjon fra den samme anordningen, eller fra en annen anordning, må styreenheten på overflaten igjen sende et spesielt ordresignal.

Form og synkronisering av signaler

Figur 9 representerer kodingen og dekodingen av datasignaler (ordresignaler) og klokkesignaler sendt fra overflateapparatet til apparatet nede i hullet. Det er allerede nevnt i forbindelse med fig. 3, at signalene som leveres av overflatemodemet til modemet nede i hullet er de BØ-M-kodede signalene 50. Disse signalene inkluderer datasignaler og klokkesignaler. Modemet nede i hullet gjenoppretter i en separat form datasignalene og klokkesignalene, antydet på fig. 9 ved henholdsvis D.Clock (DC)

og D.Data (DD). Disse to typene av signaler blir sendt til styreenheten i hullet som omformer dem igjen til et enkelt signal betegnet D.Signal (DS) som blir sendt på lederen 74 i samleledningen som forbinder anordningene med styreenheten nede i hullet. For-målet med denne kombinasjonen av to signaler er å økonomisere en leder i samleledningen. Kombinasjonen adlyder følgende regler: hvis DD=1 og hvis DC"1, DS=+1. Hvis DC=0, DS=0. Hvis DD=0 og hvis DC=1, DS=-1. Signalet DS kan således innta tre nivåer, +1, 0 og -1 som antydet på fig. 9. Grensesnittene gjenoppretter fra signalet DS klokkesignalene og datasignalene. Signalet DS kan ha blitt ut-satt for betydelige forvrengninger, og når det når grensesnittene, kan det ha en form i lik et med den som er vist på figur 9 ved "filtrert D.Signal". Grensesnittene omfatter to terskler, +-y og - — for å filtrere DS. På denne måten blir data- og klokkesignalene gjenopprettet som vist på fig. 9 ved "gjenoppr.D.Data" og "gjenoppr.D.Clock". Man vil legge merke til at fraværet av

klokkesignaler faller sammen med fravær av dataord.

Et ordresignal har maksimalt to ord hver på seksten biter. Den maksimale lengde av at "gjenoppr. D.Data"-signal er således 32 biter og derfor trettito "gjenoppr.D.Clock"-pulser. Når grensesnittene mottar en melding, teller de trettito klokkepulser og ved slutten overfører de et "vakthundsignal" som vist på figur 9. Dette er en slags selvdetektert meldingsslutt. Det mottatte ordet vil bli funnet gyldig hvis det inneholder trettito biter, ellers blir det ikke regnet med av grensesnittet.

Synkroniseringen av signaler mottatt av apparatet nede

i hullet er antydet på fig. lo. Det er allerede nevnt at ordresignalene, BØ-M-kodet for overføring på kabelen mellom overflaten og apparatet nede i hullet, blir dekodet av modemet nede i hullet for å gjenopprette klokke- og datasignalene som på fig. 10 er representert ved MD.Clock (MDC) og md.Data (MDD), idet MD betyr "modem nede i hullet" (modem downhole). Når modemet nede i hullet har gjenkjent synkroniseringsordet i et ordresignal (referanse 46 på fig. 2), leverer det et "meldingsignal" svarende til logisk tilstand 1 for en periode på trettito klokkepulser (lengden av to ordreord hver på seksten biter). Forflanken på "meldingsignalet" som er betegnet 90 på fig. 10, svarer til slutten av synkroniseringskodedeteksjonen, men fremskutt en kvart klokkeperiode. Enden 92 av "meldingsignalet" blir også forsinket en kvart klokkeperiode.

Modemet nede i hullet undersøker gyldigheten av ordresignalet som er mottatt ved å analysere feilkoden 44 (fig. 2). Hvis modemet detekterer en feil, avgir det et "feilsignal" 94. Disse "melding"- og "feilsignalene" blir sendt til styreenheten nede i hullet som tillater passering av MDC-signalene bare hvis "meldingsignalet" har en logisk tilstand 1 og hvis "feilsignalet" har logisk tilstand o. Signalet DC 96 er således oppnådd innenfor styreenheten nede i hullet. Likeledes blir signalene DD 98 frembragt i styreenheten i hullet hvis "meldingsignalet" har en logisk tilstand 1 og "feilsignalet" har en tilstand 0.

Figur 11 viser synkroniseringen for de forskjellige signalene for dataoverføring fra apparatet nede i hullet til over-flateapparatet. Klokkepulsene på 40 og 80 kHz for sampling av loggeanordningene blir levert av modemet i hullet og er på fig. 11 representert av MU.Clock (MUC), idet MU betyr "modem-up". Dialogen mellom modemet i hullet og styre3nheten i hullet finner sted ved hjelp av "kjør" og "klar til over før ing^-signalene som er vist ved henholdsvis 100 og 102 på fig. 11. Signalet "klar til overføring" blir sendt til styreenheten nede i hullet av modemet nede i hullet når det sistnevnte er klar til å overføre dataene til overflaten. Signalet "kjør" blir sendt av styreenheten nede i hullet til modemet nede i hullet når styreenheten har data å overføre til overflaten. I arbeidsmodus ordre-svar blir signalet "kjør" plassert i en logisk tilstand 1 av signalet "over". Modemet i hullet blir informert om at dataene må overføres til overflaten ved mottagel-sen av signalet "kjør" =1. I dette tilfelle frembringer modemet i hullet synkroniseringskoden (52 på fig. 6) og sender så til styreenheten i hullet signalet 102 "klar til overføring". Klokkepulsene UC 104 blir så sendt av styreenheten til loggeanordningene for datasampling. Disse pulsene UC som leveres av styreenheten i hullet er de samme som signalene MUC levert av modemet i hullet når signalet "kjør" er i logisk tilstand 1 og signalet "klar til overføring" er i en logisk tilstand 1.

Anordningene som samples av klokkepulsene overfører så sine data på samleledningen. Disse data når modemet gjennom styreenheten nede i hullet. De er representert ved signalet MUD 106

på fig. 11. Det skal bemerkes at dataene fra loggeanordningene blir samplet av bakflankene til klokkepulsen 104. Når meldingen er fullført, blir signalet "over" levert. Styreenheten nede i hullet frembringer så signalet 110, "status over" når den mottar signalet 108 "over".

Overføring av signaler på kabel

Overflateapparatet er forbundet med apparatet nede i hullet ved hjelp av en konvensjonell flerlederkabel (syv elektriske ledere utgjør den egentlige kabelen i den beskrevne utførelses-formen). Den elektriske strømmen som forsyner apparaturen nede i hullet med kraft blir overført over ledere i kabelen, som er forskjellige fra dem som benyttes til overføringen av informasjon. Det er imidlertid lett å innse at den elektriske strømforsyningen kan foregå over de samme lederne som brukes til informasjonsover-føring. I dette tilfelle må det brukes et filter ved inngangen til modemet nede i hullet. Denne kabelen blir vanligvis brukt ved de fleste loggeoperasjoner.

Under henvisning til fig. 3 ble det nevnt at ordresignalene 48 som leveres av styreenheten på overflaten er NRZL-kodet. Overflatemodemet omformer disse signalene 48 til BØ-M-kodede signaler 50 (fig. 3A og 3B). Signalene 50 blir overført via kabelen fra overflabemodemet til modemet nede i hullet.

Modulasjonen som brukes for overføring av datasignalene fra loggeanordningene til overflaten er en fasemodulasjon av kjent type kalt PSK. Det skal bemerkes at BØ-M-modulasjonen som brukes for ordresignalene, ikke bruker noen bærebølge, i motsetning til PSK-systemet som brukes for datasignalene fra loggeanordningene.

Fig. 3A representerer et NRZL-kodet signal, fig. 3C det samme signalet NRZM-kodet (112) og fig. 3D det samme signalet PSK-kodet

(114). i henhold til NRZM-koden (non return to zero mark) kan man se bort fra signalets nivå fordi 1-bitene representeres ved en forandring i nivået i den ene eller andre retning (økning eller senkning av nivået) og 0-bitene blir representert ved fraværet av nivåforandring. De PSK-kodede signalene (fig. 3D) er i virkeligheten signaler som er oppnådd ved hjelp av en bærebølge (80 kHz) modulert med de NRZM-kodede signaler i samsvar med to faser for en 40 kHz modulasjon eller fire faser for en 80 kHz modulasjon. For et gitt passbånd gjør PSK-modulasjonen det mulig å overføre den maksimale mengde av data.

Datasignalene som overføres av loggeanordningene er NRZL-kodet (fig. 3A). Disse signalene blir PSK-kodet av modemet nede i hullet før de blir sendt over kabelen til overflatemodemet. Dette sistnevnte gjenomformer så de PSK-kodede signaler til NRZL-kodede signaler.

Universalgrensesnitt

Figur 12 viser skjematisk et universalgrensesnitt betegnet 66 på fig. 8. Dette grensesnittet har en krets 120 med terskler +y og — j . Denne kretsen omformer signalet DS til et signal DC og til et signal DD (se fig. 9). Disse to signalene blir tilført inngangen av en adressegjenkjennelseskrets 122 som kan være en konvensjonell dekodingskrets. Denne kretsen leverer et signal på inngangen 124 til den adresserte kretsen 126 når adressen til grensesnittet er blitt gjenkjent av kretsen 122, og et signal på inngang 128 i universalkretsen 130 når en universaladresse er blitt gjenkjent av grensesnittet. Kretsen 122 leverer også kvitteringssignalet. Den adresserte kretsen 126 lagrer signalet DD som tilføres dens inngang 132 når en spesiell adresse inngår i signalet DS og universalkretsen 130 lagrer signalet DD når en universaladresse inngår i signalet DS. Universaladressen og den spesielle adressen til grensesnittet og dermed adressen til loggeanordningen, blir valgt ved å aktivere adressegjenkjennelses-kretsen 122. Den adresserte kretsen 126 og universalkretsen 130, som utgjør minnedelen til grensesnittet, kan for eksempel være serie-parallelle bufferregistre.

Innholdet av en nedteller 134 blir plassert ved en verdi som svarer til lengden av meldingen som skal sendes til overflaten (biter i posisjonene 0 til 5 på fig. 4). Por å oppnå dette blir den logiske tilstanden til bitene i posisjonene 0 til 5 ført til inngangene 150 på teller 134. Disse logiske tilstandene blir innført i telleren, dvs. lengden av meldingen blir tatt i betraktning når svarkretsen 138 sender et signal til inngangen 135 pa telleren. Denne telleren mottar klokkepulsene UC på sin inngang 133. Når dens innhold når null, sender den et signal til inngangen 136 på svarkretsen 138 slik at denne kretsen leverer "over"-signalet.

Som antydet på figurene 8 og 12 kan grensesnittene motta eller overføre et "over"-signal. i virkeligheten blir "over"-signalet overført via et grensesnitt ved slutten av dets melding, dvs. når innholdet av telleren 134 er null..Dette signal blir mottatt på den ene side av styreenheten som informerer modemet nede i hullet slik at dette avslutter sin melding ved å sende feil-ordet (58 på fig. 6), og på den annen side av de andre grensesnittene slik at disse grensesnittene ikke overfører data på samleledningen så lenge grensesnittet som sender ikke har avsluttet sin sending. Dette blir oppnådd ved at svarkretsen 138 ikke autoriser-er overføring av data fra terminalen UD (inngang) til terminalen UD (utgang) medmindre "over"-signalet er mottatt av kretsen 138. Men for å forhindre at operasjonen av fjernmålingssystemet stoppes når grensesnittet som har sendt data ikke sender "over^-signalet (ved f.eks. feil i grensesnittet), sender styreenheten et "over"-signal ved slutten av den tid som svarer til den maksimale lengde av meldingen som skal sendes. Denne lengden blir bestemt av bitene 7 til 12 (fig. 7) i ordet for tilstandene som frembringes av styreenheten i hullet.

"Ekko"-registeret 140 er et skyveregister som gjør det mulig å sende til overflateutstyret instruksjonsordet 42 (fig. 2)

på seksten biter når et signal opptrer på "ekko"-utgangen til den adresserte kretsen 126, som på fig. 4 svarer til en logisk tilstand for alle bitene 0 til 3, eller 0 til 4, eller 0 til 5, som indikerer lengden av meldingen. "Ekko"-registeret mottar klokkepulsene UC på sin inngang 141. Tilbakeføringen til overflaten oppnås ved å påføre dette seksten biters ordet i parallell til de seksten inngangene 142 i registeret 140 når et "ekko"-signal som kommer fra kretsen 126, føres til dets inngang 144. Det seksten biters ordet som registeret 140 inneholder, blir så gjenopprettet i serieform ved utgangen 146 til registeret 140 og ført til svarkretsen 138 som sender det til overflaten via dens terminal UD (utgang). "Ekko"-registeret 140 blir brukt til å kontrollere riktig virkemåte av kommunikasjonssystemet ved å versifisere overensstemmelsen av instruksjonsordet sendt av overflateapparatet med instruksjonsordet mottatt (ekkoet) av overflateapparatet. Svarkretsen 138 som utfører multipleksering av data sendt av loggeanordningene, kan bestå av en konvensjonell multiplekseringskrets tilknyttet en logisk krets som kontrollerer sendingen av disse dataene til samleledningen.

Utgangssignalet DWDT fra den adresserte kretsen 126 gjør det mulig å innføre data som befinner seg i den adresserte kretsen 126 i et serie-parallell skyveregister (ikke vist) for å midlertidig lagre det andre instruksjonsordet 40 (fig. 2) som er tilgjengelig for operatøren. Utgangen DWCK fra den adresserte kretsen 126 leverer klokkepulsene DWCK som gjør det mulig å styre lagringen av instruksjonsordet 40 i det nevnte skyveregisteret. Formen og synkroniseringen av pulsene DWCK er vist på fig. 9. Når operatøren ikke bruker instruksjonsordet 40, er dette skyveregisteret ikke nødvendig, ellers må de legges til.

Et tilbakestillingssignal "R" blir levert av universalkretsen 130 til den spesielle delen 64 i loggeanordningen over forbindelsen 69 (fig. 8) på den ene side når kommunikasjonssystemet startes opp og på den annen side når biten i posisjon 8 i kommandoordet 42 (fig. 5) har verdien 1. Dette tilbakestillings-signalet kan for eksempel brukes til å tilbakestille eller null-stille det ekstra registeret som er nevnt ovenfor og som brukes av operatøren om nødvendig for lagring av det andre instruksjonsordet 40.

Et igangsettingssignal opptrer på igangsettingsutgangen når grensesnittet gis tillatelse til å overføre data. Igangset-tingssignalet blir ført til svarkretsen 138. Dette signalet blir levert av en igangsettingskrets 129 som på sine to innganger mottar signalene Igangsett 1 og Igangsett 2. Signalet igangsett 1 blir sendt av den adresserte kretsen 126 når biten 8 er i den logiske tilstand 1 (fig. 4) i et spesielt instruksjonsord. Signalet igangsett 2 blir levert av universalkretsen 130 når bitene 6

og 7 samtidig er i logisk tilstand 1 i en universalordre (fig. 5). Et "snakk"-signal blir levert av svarkretsen 138 når grensesnittet overfører data.

Databitene som leveres av den spesielle delen av loggeanordningen blir tilført inngangen UD (inngang) på svarkretsen 138 og blir levert uten modifikasjon av svarkretsen, men under styring av dens logiske krets til utgangen UD (utgang).

Systemets operasjonsmodus som indikeres av bitene i posisjonene 4 og 5 i en universalordre (fig. 5), frittløpende eller ordre-svar modus, blir kommunisert av universalkretsen 130 til svarkretsen 138 via forbindelsen 139.

Når en ordre med spesiell adresse når grensesnittet, og når data finnes i den adresserte kretsen 126, mottar svarkretsen et signal fra den adresserte kretsen 126 via forbindelsen 137.

på utgangene B4 og B5 til den adresserte kretsen 126 opptrer bitene i radene 4 og 5 i instruks jonsordet på fig. 4-. Utgangene b4 og B5 blir forbundet henholdsvis med inngangene b4 og b5 hvis bitene i radene 4 og 5 blir brukt til å øke lengden av meldingen som sendes av apparatet nede i hullet (se fig. 4). Bitene i radene o til 5 i ordresignalet som er vist på fig. 4, opptrer på utgangene 148 av den adresserte kretsen 126 og blir ført til inngangene 150 på nedtelleren 134 for å innstille den til lengden av meldingen som skal sendes av grensesnittet. Innholdet av telleren 134 opptrer på dens utganger 152. Når disse utgangene alle er i logisk tilstand null, opptrer et signal på inngangen 136 til svarkretsen for å indikere slutten på meldingen ("over"-signal).

Ved utgangen av grensesnittet 66 (fig. 8 og 12) er mange signaler tilgjengelige på forbindelseslederene 69. Disse signalene er til disposisjon for operatøren fordi de noen ganger kan brukes for andre formål enn deres spesielle formål. De logiske tilstandene til utgangene 84 og 85 på adressekretsen kan f.eks. brukes for andre formål enn å indikere Lengdeutstrekningen av meldingen når en utstrekning av lengden ikke er nødvendig. De logiske tilstandene som opptrer på terminalene 148 og 152 og som henholdsvis indikerer lengden av meldingen som skal sendes og innholdet av telleren 134, kan f. eks. brukes til å velge minne, i henhold til dets kapasitet, i den spesielle delen 64 når denne spesielle delen har et eller flere minner. Et igangsettingssignal (bitene i posisjonene 6 og 7 i et instruksjonsord med universaladresse-figur 5 - og bitene i posisjon 8 i et instruksjonsord med en spesiell adresse - figur 4) som særlig blir brukt til å detektere en feilaktig loggeanordning og muligens dens utkobling, kan f.eks. brukes til å påvirke en bryter som gjør det mulig å koble inn en komponent eller en ekstra krets i stedet for den defekte. De forangående eksempler illustrerer fleksibiliteten og de mange mulighetene for apparatet nede i hullet.

Styreenhet nede i hullet

Figur 13 viser skjematisk en utførelsesform av styreenheten nede i hullet. Modemet nede i hullet mottar ordresignaler fra overflaten og sender dem til styreenheten nede i hullet i form av signalet MDD og signalet MDC. Disse to signalene, MDD og MDC, blir ført til de to inngangene i et serie-parallellregister 160. Dette registeret mottar også "meldings"-signalet (se fig. lo) og leverer ved sin utgang 162 klokke- og datasignalene som tilføres en adressegjenkjenningskrets 164 som kan være en konvensjonell dekodningskrets. Når adressen i datasignalet er en universaladresse, blir et igangsettingssignal påført inngangen 165 til et universal-minne 166j signalet MDD blir så lagret i dette universaldataminne lb6. Når adressen som gjenkjennes av kretsen 164 er den spesielle adressen til styreenheten, blir likeledes et igangsettingssignal påført inngangen 167 i et minne 168 kalt "styreenhetens adresseminne" slik at signalet MDD lagres i styreenhetens adresseminne 168. Signalet som er lagret i "universal"-minnet 166 blir særlig brukt til å velge den type dialog som benyttes av kommunikasjonssystemet (bitene 4 og 5 i instruksjonsordet, fig. 5) : f.eks. ordre-svar, frittløpende eller pseudo-frittløpende. innholdet av minnet 166 blir tilført inngangen 169 av en svarprogramkrets 170 som styrer dialogen mellom modemet nede i hullet og styreenheten nede i hullet. For å oppnå dette, mottar kretsen 170 signalet

MUC, "melding" og "klar til sending", signalet MUC blir omformet til et signal UC som allerede forklart i forbindelse med fig. 11. Kretsen 170 leverer signalene "kjør" og "status over" til modemet nede i hullet og klokkepulsene UC' til multiplekseringskretsen 173, til telleren 180 og til statusregisteret 176. Klokkepulsene UC' frembringes av klokkepulsene MUC når klokkepulsene MUC er sammenfallende med signalene "kjør" og "klar til sending". Klokkepulsene blir brukt i telleren 180, statusregister 176 og multi-plekskretsen 178. Grunnen for å gjøre en forskjell mellom klokkepulsene UC og UC' er at når statusregisteret sender statusordet, blir ikke grensesnittene gitt tillatelse til å sende data fra loggeanordningene (bare klokkepulser UC blir brukt til å overføre disse data).

Svarprogramkretsen 170 mottar også på sin utgang 172

et igangsettingssignal sendt av tilstandsdeteksjonskretsen 174, som kontrollerer riktig virkemåte av systemet og indikerer even-tuelle feil, så vel som "over", "status over" og kvitteringssignaler. Tilstandsdeteksjonskretsen 174 mottar på sin inngang signalene "melding", "over", "kvittering", "signalnivå", "sending" og "universalinstruksjon". Den mottar også "kjør"-signalet. Bruken av disse signalene er allerede blitt beskrevet. Det er særlig blitt fastslått at meldingen som sendes av apparatet nede i hullet (fig. 6) har et statusord (fig. 7). Statusen (gyldig eller ikke) til de forskjellige signalene som mottas av tilstandsdeteksjonskretsen 174 blir registrert i statusregisteret 176 som kan være et serie/parallell-register som fylles av tilstandsdeteksjonskretsen 174. Dette registeret leverer et statussignal til en multiplekseringskrets 178 som også mottar signalene UD sendt av grensesnittene i loggeanordningene. Adresseminnet 168 leverer til en teller 180 den maksimale lengden av meldingen som skal sendes til overflaten. En kombinasjonskrets 182 leverer trenivåsignalet DS (fig. 9) frembragt ved å kombinere signalene MDD og MDC levert av modemet nede i hullet. Signalet DS blir levert bare hvis "meldings"-signalet er i en logisk tilstand 1 ved inngangen 184 av kombinasjonskretsen 182 og hvis tilstandsdeteksjonskretsen 174 leverer et igangsettingssignal til inngangen 186 i kombinasjonskretsen 182.

Virkemåten til styreenheten nede i hullet som er vist på fig. 13, kan forstås ved å referere til figurene 7, 9, 10 og 11. Tilstandsdeteksjonskretsen 174 frembringer bitene i posisjonene 0, 1, 2, 3, 6 og 15 i statusordet (fig. 7) som tilføres inngangen til statusregisteret 175 som sender dem til inngangen 188 på multiplekseringskretsen 178 i synkronisme med klokkesignalene UC'. Svarprogramkretsen 170 leverer pulsene UC til grensesnittene, i loggeanordningene fra pulsene MUC hvis signalene "kjør" og "klar til sending" er tilstede samtidig (se figur 11). Når apparatet nede i hullet ønsker å sende en melding til overflaten, sender svarprogramkretsen 170 "kjør"-signalet til modemet nede i hullet for å indikere at styreenheten har en melding å sende. I dette tilfelle sender modemet i hullet først synkroniseringsordet 52 (se fig. 6)til overflaten og sender så signalet "klar til sending" til svarprogramkretsen 170. Styreenheten vet da at modemet er klar til å sende dataene. Den aktiverer da multiplekseringskretsen 178: statusordet (54 på fig. 6 og 7) blir først sendt til modemet nede i hullet, og så sender svarprogramkretsen 170 pulsene UC til de forskjellige grensesnittene til loggeanordningene for å sample dataene. Signalet UD opptrer så ved inngangen til multiplekseringskretsen 178 som sender signalet MUD til modemet i hullet (fig. 11). Når telleren 180 som teller méd hastigheten til pulsene UC' fra en verdi som svarer til maksimallengden av meldingen som skal sendes (levert av styrelageret 168), når null-verdien, sender den et signal til inngangen 190 i svarprogramkretsen 170. Dette signalet eller "over"-signalet som sendes av grensesnittene til tilstandsdeteksjonskretsen 174 og påføres inngangen 172 til svarprogramkretsen, stopper så multiplekseringskretsen 178 som avbryter sending av data. Resultatet er at "kjør"-signalet går fra logisk tilstand 1 til logisk tilstand 0 og at modemet i hullet får signalet "klar til sending" til å gå fra logisk tilstand 1 til logisk tilstand 0. Når tilstandsdeteksjonskretsen 174 ikke detekterer kvitteringssignalet, mens en melding som kommer fra overflaten er blitt gjenkjent, sender den et signal til inngangen 172 på svarprogramkretsen 170 som aktiverer multiplekseringskretsen 178 slik at denne sender bare en avkortet melding, dvs. en melding sammensatt av bare synkroniseringsordet, statusordet og feilkoden, idet dataordene ikke blir sendt bare.i modus ordre-svar.

Styreenheten nede i hullet kan med fordel omfatte en mikroprosessor i forbindelse med et minne. Mikroprosessoren kan for eksempel plasseres ved inngangen til styreenheten nede i hullet, dvs. mellom modemet nede i hullet og styreenheten. Mikroprosessoren kan brukes til forskjellige formål. Ordresignalene som kommer fra overflaten kan lagres i minnet i tilknytning til mikroprosessoren. Denne overfører så ordrene til styreenheten i henhold til tilgjengeligheten av styreenheten. Denne operasjonen er særlig interessant når systemet arbeider i ordre-svar-modus og når ordresignalene er lenger enn datasignalene. Etter som frekvensen til samplingspulsene (80 kHz) for loggeanordningene er høyere enn den som brukes i ordresignalene (20 kHz), er det tidsmellomrom i hvilke apparatet nede i hullet ikke sender data. Takket være mikroprosessoren og dens tilknyttede minne kan ordrene adresseres til styreenheten nede i hullet så snart som mulig. I frittløpende modus blir svarøyeblikket for en loggeanordning bestemt av dens pososjon i kjeden av slike anordninger. Ved hjelp av en mikroprosessor kan loggeanordningenes svarorden være uavhengig av deres respektive posisjoner i kjeden og kan lett bestemmes ved hjelp av programmering. I tillegg kan mikroprosessoren forbehandle loggedata for a redusere antallet data som sendes til overflaten.

Overflatemodem og modem i hullet

Utførelsesformer av overflatemodemet og modemet nede i hullet er vist henholdsvis på figur 14 og 15. Hvert modem kan brytes ned til en pppadrettet kanal og en nedadrettet kanal. Den nedadrettede kanalen omfatter modemets kretser for føring av data fra overflateapparatet til brønnapparatet og den oppadrettede kanalen omfatter modemets kretser for føring av data fra apparatet nede i hullet til overflateapparatet.

- Nedadrettet kanal i overflatemodemet (figur 14)

Overflatemodemet mottar på sin nedadrettede kanal ordresignalene som sendes fra styreenheten på overflaten. Dataene i ordresignalet, dvs. ordene 40 og 42 på seksten biter hver som vist på fig. 2, blir suksessivt levert i parallell form til de seksten inngangene 200 i over flatemodemet. Det første og andre ordet blir lagret henholdsvis i register 204 og 202 hver på seksten biter.

Det første ordet som lagres i register 204 kan fritt brukes av operatøren mens det andre ordet - som er lagret i register 202 - inneholder en adresse som kan være enten spesiell eller universell. Denne adressen kan også være adressen til overflatemodemet selv .

når ordresignalet er ment for dette.

Adressen i ordresignalet blir dekodet ved hjelp av adressedekodingskretsen 206. Denne er forbundet med en logisk styrekrets 208 som tolker signalet som er dekodet av kretsen 206. Hvis den dekodede adressen er adressen til overflatemodemet, leverer den logiske styrekretsen 208 et igangsettingssignal til inngangen 21o i et programlager 212, idet dette signalet tillater lagring i lageret 212 av de to dataordene som befinner seg i registerene 202 og 204 og tilføres inngangene 214 og 216 i lageret 212. Når adressen som er dekodet av adressedekodingskretsen 206

er adressen til en loggeanordning eller flere loggeanordninger, må dataene i de to registerene 202 og 204 overføres til apparatet nede i hullet. Meldingen som sendes på kabelen av overflatemodemet er BØ-M-kodet (fig. 3B) og denne sendingen finner sted ved en frekvens på 20 kHz ved hjelp av pulser levert av en klokke 218. Oppbygningen av meldingen som skal genereres, er vist på fig. 2. En sekvenskrets 220 og en ELLER-krets 226 tillater modemet å sende synkroniseringsordet (46 på fig. 2) og så de to instruksjonsordene (40 og 42 på fig. 2) og til slutt en feilkode (44 på fig. 2). Den logiske styrekretsen 208 sender et sendingsstartsignal til inngangen 222 på sekvenskretsen 220. Denne aktiverer så synkroniser-ingsordgeneratoren 224 som sender, via ELLER-kretsen 226, et synkroniseringsord til inngangen 228 i en kodingskrets 230. Denne kodingskretsen omformer NRZL-kodede signaler til BØ-M-kodede signaler.

Synkroniseringsordet blir så sendt i BØ-M-kode på kabelen gjennom en forsterker 232. Endelig blir. innholdet av registrene 202 og 204, dvs. de to instruksjonsordene, tilført inngangen av en parallellserie-omformer 234 som omformer de to instruksjonsordene til et seriesignal på trettito biter. Dette signalet til-føres inngangen 228 på kodingskretsen 230. De to BØ-M-kodede ordene blir sendt på kabelen gjennom forsterkeren 232. Til slutt blir feilkoden sendt av en feilkodekrets 236. Denne feilkoden blir sendt på kabelen, i BØ-M-kode' gjennom forsterkeren 232.

Den logiske styrekretsen 208 sender et "sending"-signal når overflatemodemet er i ferd med å sende data. I dette tilfelle blir styreenheten på overflaten informert om at den ikke'skal sende flere data. Et "slutt på melding"-signal blir sendt til den logiske styrekretsen 208 av overflatestyreenheten. Et "bærebølge av"-signal kan sendes av styreenheten på overflaten til den logiske styrekretsen 208 for å avbryte klokkepulsene 218, noe som er ekvivalent med å avbryte signalet som sendes på kabelen av overflatemodemet. For dette formål blir et signal påført inngangen 238 i sekvenskretsen 220. Et "sendingsavbrudd"-signal kan til-føres av styreenheten til den logiske styrekretsen 208 for å forhindre sending av ethvert signal på kabelen. Et "status"-signal blir levert av den logiske styrekretsen 208 til overflatestyreenheten for å indikere om sendingen har funnet sted korrekt eller tilveiebringe slik informasjon som om den sendte signalamplityden er høyere eller lavere enn en på forhånd definert terskel.

- Nedadrettet kanal i modemet nede i hullet (figur 15)

Signalene som sendes ved utgangen 240 (fig. 14) av den nedadrettede kanalen til overflatemodemet blir ført via over-føringskabelen til inngang 242 i den nedadrettede kanalen i modemet nede i hullet. De BØ-M-kodede signalene blir først demodulert av en demodulator 244 som omformer dem til NRZL-kodede signaler. Denne demodulatoren gjenoppretter ordresignalene ved sin utgang 246 og klokkesignalene MDC ved sin utgang 248. Ordresignalene går først gjennom en synkroniseringskodedeteksjonskrets 250 som tillater deteksjon av begynnelsen på meldingen. Dataene blir så lagret midlertidig i et trettito biters minne 252. Dette minnet 252 som tidsstyres av pulsene MDC, leverer signalet MDD ved sin utgang. Feilkoden, det siste ordet som sendes i meldingen, blir analysert ved hjelp av en feildetektor 2 54. Denne detektoren indikerer for en tilstandsdeteksjonskrets 256 forekomst eller fravær av en feil. Likeledes indikerer synkroniseringsdeteksjonskretsen 250 for tilstandsdeteksjonskretsen om synkroniseringskoden er korrekt. Demodulatoren 244 indikerer også for tilstandsdeteksjonskretsen 256 om amplityden i det mottatte signalet er over eller under en viss terskel. Tilstandsdeteksjonskretsen 256 leverer så til styreenheten nede i hullet signalene "signalnivå" og "sending". En logisk styrekrets 258 leverer "melding"-signalet under sendingen av de trettito bitene til styreenheten hvis en synkroniseringskode er blitt detektert. En oscillator 264 leverer klokkepulser på 80 kHz til styreenheten i hullet. Disse pulsene kan være synkrone med pulsene MDC levert av overflatemodemet på grunn av midler representert ved en prikket linje 266. Det skal bemerkes

at slik synkronisme ikke er nødvendig

- Qppadrettet kanal i modem nede i hullet (figur 15)

Oppbygningen av en datamelding sendt av apparatet nede

i hullet innbefatter et synkroniseringsord, et statusord, n dataord og en feilkode. Denne meldingen er PSK-modulert (fig. 3d) ved 40 eller 80 kHz.

Når styreenheten nede i hullet har data å sende til overflaten, sender den "kjør"-signalet til en logisk styrekrets 268 i modemet nede i hullet. Denne kretsen 268 som blir drevet av klokkepulsene på 80 kHz, sikrer dannelsen av meldingen som må séndes på kabelen til overflaten. Kretsen aktiverer først en syn-kroniseringsordgenerator 2 70 som sender et synkroniseringsord til inngang 272 på en ELLER-krets 274. Dette synkroniseringsordet blir så PSK-modulert av en modulator 276 for å sendes over kabelen etter forsterkning av 278.

Etter dette synkroniseringsordet må status- og dataordene sendes. Den logiske styrekretsen 268 sender så "klar til sending"-signalet til styreenheten nede i hullet som sender tilbake signalet MUD. Dette signalet blir sendt direkte til PSK-modulator 286 gjennom ELLER-kretsen 274 og så på kabelen gjennom forsterker 278. Signalet MUD blir også ført til inngangen 280

i en feilkodegenerator 282 som via sin inngang 284 er forbundet med den logiske styrekretsen 268. Feilkoden kan være en paritets-kode som avhenger av verdien på bitene som utgjør signalet MUD. Feilkodegeneratoren 282 leverer feilkoden som etter PSK-modulering av 276 og forsterkning av 278, blir sendt på kabelen. Når styreenheten nede i hullet har avsluttet sending av data, forandrer den tilstand på "kjør"-signalet og får det til å gå fra logisk tilstand 1 til logisk tilstand 0. Modemet er så tilgjengelig for sending av flere data.

Et "bærebølge av"-signal kan tilføres inngangen 286 på PSK- modulat oren 276 for a avbryte bærebølgen til signalet som sendes til overflaten. Dette signalet leveres av styreenheten på overflaten til den logiske styrekretsen 208 (fig. 14). og sendes til loggeanordningene som en spesiell bit i den nedadgående meldingen.

Signalet "status over" (llo på fig. 11), som brukes for å indikere at "over"-signalet er blitt korrekt sendt av den siste loggeanordningen, er i virkeligheten den første biten i feilkode-ordet. Dens innføring i meldingen blir styrt av den logiske styrekretsen 268 gjennom en OG-port 288 og ELLER-porten 274.

Et 80-40 kHz omkoblingssignal kan tilføres inngang 290 på PSK-modulatoren 276. Dette signalet gjør det mulig å sende meldingen ved en frekvens på 40 kbiter eller 80 kbiter.

- Oppadrettet kanal i overflatemodemet (figur 14)

Datasignalene som sendes av apparatet nede i hullet til overflateapparatet når overflatemodemet på inngang 300 på en PSK-demodulator 302. Signalene blir demodulert til å bli omformet ved utgangen av demodulator 302 til NRZL-kodede signaler. Disse signalene blir ført til inngangen av en synkroniseringsdetektor 304 som detekterer synkroniseringsordet, det første ordet i meldingen (fig. 6). Dataordene som følger synkroniseringsordet blir omformet til parallelle seksten biters ord av en serie/parallell-omformer 306 og så lagret i et register 308. De æksten utgangene fra dette registeret 308 blir forbundet i parallell til de seksten inngangene 309 på overflatestyreenheten. Dette er hva som er vist på fig. 14 ved datasignalet.

Feilkoden blir analysert ved hjelp av en detektor 310 som er forbundet med inngang 316 i et statusregister 314 til hvilket den indikerer forekomst eller fravær av feil i meldingen. Inngangen 318 i dette registeret mottar også et signal fra PSK-demodulator 302 som er representativt for amplityden til det mottatte signalet. Hvis denne amplityden er for lav,, indikeres dette til statusregisteret 314. på inngangen 322 i statusregisteret 314, så vel som på inngangen 320 i synkroniseringsorddetektoren, til-fører programminnet 212 et signal som indikerer den valgte over-føringsform, f.eks. frittløpende eller ordre-svar-form. Synkroni-seringsorddetektoren 304 påfører et signal til inngangen 312 i statusregisteret 314 så vel som til inngangen 324 i en logisk styrekrets 325, og dette signalet indikerer om synkroniseringen er korrekt eller ikke. Den logiske styrekretsen 326 leverer på sin utgang 328 et signal som informerer overflatestyreenheten om at data er tilstede. Denne logiske kretsen 326 leverer også signalene "meldingsbegynnelse" og "meldingsslutt" som svarer til det første og det siste ordet i meldingen. Et statusregister 314 leverer til styreenheten forskjellige "status"-signaler som er representative for god eller dårlig overføring av meldingen, f.eks. amplityden til det mottatte signalet, tilstanden til de forskjellige syn-kroniseringsnivåer, overføringsfeil, og så videre.

programminnet 212 leverer til inngangen'330 på synkroniseringsorddetektoren 304 et signal som indikerer lengden av

meldingen som modemet skal motta.

Det er allerede blitt nevnt at programminnet 212 leverer til inngang 320 på synkroniseringsorddetektoren 304 et signal som er karakteristisk for den valgte overføringsform. I virkeligheten dreier det seg om på en passende måte å åpne en port som tillater eller ikke tillater passering av data som kommer fra kabelen, ved ordre-svar-formen åpner detektor 304 denne porten så snart den har detektert et synkroniseringsord og holder porten åpen under hele lengden av meldingen som skal mottas (indikert av programminnet 212 på inngangen 330). Når meldingen er blitt mottatt, åpner detektor 304 igjen denne porten bare når den har detektert det neste synkroniseringsordet. i frittløpende form, etter mottagelse av den første syklus (oppnåelsen av hvilken finner sted på samme måte som ved ordre-svar-formen), kontrollerer synkroniseringsorddetektoren 304 forekomsten av et synkroniseringsord uten feil med like tidsmellomrom (meldingslengden) og holder porten åpen for å tillate passering av data. Hvis synkroniseringsordet ikke blir detektert, lukkes porten inntil neste gjenkjennelse.

Styreenhet på overflaten (figurene 1, 16 og 17)

Overflatestyreenheten 34 (fig. 1) leverer til overflatemodemet 30 ordresignalene som skal sendes til loggeanordningene og mottar tilbake data sendt fra anordningene nede i hullet. To utførelsesformer er mulige, i begge tilfeller består styreenheten av en programmerbar anordning slik som en datamaskin.

I henhold til en første utførelsesform som er vist skjematisk på fig. 1, er styreenheten forbundet via en samleledning 38 til datafremskaffeises-, og behandlingskretser, idet hver av disse enhetene svarer til en gitt loggeanordning. Oppbygningen av en enhet kan da være spesiell for den loggeanordningen den er tilegnet. Den kan spesielt innbefatte en mikrodatamaskin for behandling av data som den mottar fra sin loggeanordning»: ytre enheter slik som skrivere eller magnetiske eller optiske registreringsanordninger kan være forbundet med de forskjellige behandlingsenhetene 36

via samleledningen 38. Tilkoblingen av denne samleledningen til behandlingsenhetene 35, de ytre enhetene og styreenheten 34, så

vel som oppbygningen av denne samleledningen, kan være i samsvar med læren i fransk patentsøknad nr. 76.39529 inngitt 30. desember 1976. På grunnlag av det foregående er det lett å forstå at styreenheten 34 ikke er noe annet enn en liten datamaskin, eller mikrodatamaskin, som er i stand til å lagre i minnet listen over ordre

som skal sendes til loggeanordningene og å sende dem til overflatemodemet i samsvar med en gitt orden eller hastighet, og også i stand til å motta data fra loggeanordninger og fordele dem til behandlingsenhetene 36 eller direkte til de ytre enheter.

I henhold til en andre utførelsesform (ikke vist) er styreenheten 36 en datamaskin som er større enn den foregående fordi den selv kan utføre alle databehandlingsoperasjoner. De enkelte behandlingsenheter 36 blir således erstattet av en enkelt enhet. Systemet 32 (fig. 1) for data-anskaffelse <p>g for sending av ordresignaler kan være maken til det som er beskrevet i fransk patent nr. 2.188.044 inngitt 3. mai 1973. Dette systemet omfatter spesielt en datamaskin som mottar loggedata gjennom et grensesnitt og er forbundet med ytre enheter slik som lagre, registreringsanordninger, o.s.v.

Som et eksempel viser figur 16 og 17 programmerings-prinsippet for over flatestyreenheten som arbeider i ordre-svar-formen (fig. 16) og i frittløpende form (fig. 17).

Styreenheten begynner med å tilbakestille eller null-stille systemet og med å innføre i sitt minne listen over ordresignaler som skal sendes til loggeanordningene (blokk 350). Så blir den første ordren på listen ført til utgangen av styreenheten i påvente av et ytre signal. Dette signalet kan f.eks. tilveie-bringes av en konvensjonell loggingsinnretning som leverer et dybdesignal når sonden har tilbakelagt et gitt dybdenivå i borehullet. Det ytre signalet kan også være karakteristisk for et gitt tidsintervall. Når et dybde- eller tidssignal opptrer, blir den første ordren ført til inngangene 200 på den nedadrettede kanalen i overflatemodemet. så venter kommunikasjonssystemet på at apparatet nede i hullet skal svare på ordresignalet og sende et datasignal til overflateapparatet. Når dette datasignalet har nådd over flatemodemet, leverer dette gjennom sin logiske styrekrets 326 (fig. 14) "meldingsslutt"-signalet for å indikere slutten av signalet til styreenheten. så blir dataene lagret i datamaskinen (blokk 352). Gyldigheten av de mottatte data (blokk 3 54) blir så undersøkt av styreenheten. For dette formål konsult-eres statusregisteret 314 (fig. 14) i overflatemodemet. Hvis den mottatte meldingen er gyldig, blir dataene overført (blokk 356) til de forskjellige behandlingsenhetene 36 (fig. 1). Hvis den mottatte meldingen ikke er gyldig, blir ordresignalet igjen sendt til apparatet nede i hullet, så blir ordrelisten som er lagret i blokk 3 50 avsøkt for å bestemme om alle ordrene er blitt sendt (blokk 358). Hvis styreenheten har nådd enden av listen, blir en

ny ordreliste lagret i blokk 350 og den første ordren i denne listen opptrer på styreenhetens utgang. Hvis listen derimot ikke er fullført, blir neste ordre (blokk 360) fremkalt og sendt til apparatet nede i hullet. Figur 17 viser skjematisk og som et eksempel operasjon-ene som utføres av styreenheten på overflaten når kommunikasjonssystemet arbeider i frittløpende form. styreenheten begynner med å tilbakestille kommunikasjonssystemet og med å sende et universal-ordresignal for å anbringe systemet i frittløpende form (blokk 362). Apparatet nede i hullet sender så data til overflaten og leverer et "meldingsslutt"-signål ved slutten av samplingssyklusen for. hver loggeanordning. Dataene blir så innført i et minne i datamaskinen (blokk 364). Dette minnet kan inneholde et gitt antall dataord som danner en datablokk. Blokken blir så analysert og sendt til forskjellige behandlingsenheter svarende til loggean-ordningene, og styreenhetens minneadresse blir tilbakestilt (blokk 368). Gyldigheten av den første meldingen som minnet inneholdt blir analysert (blokk 370). Hvis meldingen ikke er gyldig, blir den eliminert. Denne eliminering blir notert for å koble ut loggeanordningen (e ) hvis de fortsetter å sende feilaktige meldinger. Hvis den mottatte meldingen er gyldig, blir dataene sendt (blokk 372) til de behandlingsenhetene 36 som de er bestemt for. Ved slutten av blokken (374), er dataene behandlet og registrert (blokk 3 76) og programmet er over. Hvis det ikke er slutten på blokken, blir den følgende meldingen fremkalt (blokk 378). Denne meldingen, blir i likhet med den første meldingen, analysert med hensyn på gyldighet (blokk 3 70) og dataene blir sendt til de behandlingsenhetene som de er bestemt for (blokk 3 72). Figur 18 viser et fjernmålingselement i henhold til opp-finnelsen. Dette fjernmålingselementet er festet ved enden av kabelen 20 som forbinder apparatet nede i borehullet med overflateapparatet og utgjdr den øvre ende av apparatet nede i hullet. Dette fjernmålingselementet omfatter et hus 600 med langstrakt form, fortrinnsvis sylindrisk som vist på fig. 18, og fremstilt av et trykkbestandig materiale slik som f.eks. stål. Det er kjent at trykket inne i borehull kan være meget høyt. Det er derfor nød-vendig å lage huset av et materiale som kan motstå dette trykket. To skiver 602 og 604 lukker de to endene av huset 60O. Disse skivene danner sokler og gjennomløpes av elektriske forbindelsesanordninger.

Skiven 602 er utstyrt med hankontakter 606 mens skiven 604 har fordypninger 608 som danner hunkontakter. Enden av kabelen 20 er festet til et kabelhode 610 som omfatter en sokkel 612 utstyrt med fordypninger 614 som danner hunkontakter som kan forbindes med hankontaktene 606. De elektriske lederne i kabelen 20 er elektrisk forbundet til visse hunkontakter 614, idet antall kontakt-er 614 er lik eller større enn antall elektriske ledere i kabelen. Hodet 610 omfatter indre gjenger 616 slik at hodet kan skrus på enden av huset 600 takket være gjenger 618 på den ytre overflaten av denne enden av huset. Den elektrisk forbindelsen og den mekaniske forbindelsen mellom huset 600 og kabelen blir således oppnådd ved hjelp av henholdsvis kontaktene 606 og 614 og gjengene 616 og 618. Inne i huset er festet en modulator-demodulator (modem) 22, en styreenhet. 68 og et grensesnitt eller en tilpasser 66.

Disse elementene er i ethvert henseende identiske med de som allerede er blitt beskrevet på de forangående figurer og har derfor de samme referanser. Modemet 22 er forbundet med kabelen via elektriske ledere 620, 622, 624 og 626. Styreenheten 68 er forbundet med modemet 22 over den elektriske forbindelsen 628 som utgjøres av flere ledende tråder. Huset omfatter også en samleledning sammensatt av fem ledere betegnet 74 til 82. Grensesnittet 66 og styreenheten 68 er koblet i parallell til denne samleledningen. Elektriske signaler kan således gå fra den ene enheten til den andre via denne samleledningen. Endene av de ledende trådene i denne samleledningen som ikke er forbundet med styreenheten 68, blir elektrisk koblet til fordypninger som tilhører et sett fordypninger 608 som utgjør hunkontaktene i en elektrisk kontaktsokkel. inne i huset er det også en elektrisk kraftforsyningskrets 630 forbundet med kraftforsyningsledningene i kabelen 20 over kontaktene 632 og 634. Elektriske ledere 636 og 638 brukes til energiforsyning til modemet 22, styreenheten 68 og dens grensesnitt 66. Disse lederne er også hver forbundet til en hunkontakt 608 på skiven 604 som danner en elektrisk sokkel. Den ytre overflaten av enden 609 til huset 600 er utstyrt med en fordypning 640 og avsluttet av en krave 642. Denne fordypningen 640 huser en ring 644 som kan rotere fritt i fordypningen 640. Denne ringen er utstyrt med en skulder som kommer opp mot kraven 642. Den blir dessuten avsluttet av indre gjenger 646. Disse elementene danner mekaniske midler som gjør det mulig å forbinde fjernmålingselementet til en loggeanordning for undersøkelse av formasjoner som gjennomtrenges av et borehull, og spesielt til loggeanordningen som er vist på fig. 19.

Figur 19 viser skjematisk en loggeanordning for under-søkelse av grunnformasjoner som gjennomtrenges av et borehull. Denne loggeanordningen er av modultypen, dvs. at den først kan forbindes direkte til enden av kabelhodet 610 eller enda bedre til enden 604 av fjernmålingselementet som er vist på fig. 18, og for det andre kan flere loggeanordninger av forskjellig type, men med samme form som det som vises på fig. 19, kobles ende til ende uten forutgående tilpasning. I dette tilfellet danner disse loggeanordningene og fjernmålingselementet på fig. 18 et fullstendig apparat for bruk i borehullet. Loggeanordningen omfatter hovedsakelig et hus 650 med langsstrakt form, fortrinnsvis sylindrisk som vist på fig. 19. Det er laget av et trykkbestandig materiale som stål eller titan. Dets ende 652 er lukket med en sokkel 654 utstyrt med hankontakter 6 56. Dets andre ende 658 er lukket av en sokkel 560 utstyrt med hunkontakter 662. Den ytre overflaten til huset 650 avsluttes ved enden 658 av en fordypning 664 og en krave 666. En ring 668 kan dreies fritt i fordypningen 664 slik at gjengene 570 kan skrus på enden av en annen loggeanordning forbundet med den viste.Den ytre overflaten til huset avsluttes ved enden 652 av gjenger 672. Gjengene 672 og 670 har fortrinnsvis komplementær form slik at de kunne vært skrudd inn i hverandre hvis de ikke hadde tilhørt samme anordning. Ved på . denne måten å lage de forskjellige typer loggeanordninger ens-fcrmede med den viste, kan anordningene forbindes ende mot ende. Inne i huset er det en samleledning sammensatt av flere lede-, fem ledere i den beskrevne utførelsesform, betegnet fra 74 til 82. Hver av disse ledende trådene er på den ene side forbundet med en kontakt på enden 652 av huset og på den annen side til en kontakt på enden 658 av huset. Huset omfatter også den egentlige loggeanordningen 62, dvs. føleren, i eksemplet som er vist på fig. 19 er loggeanordningen anordnet for å detektere den natur-lige gammastråling som utsendes av formasjonene som gjennomtrenges av borehullet. Føleren er da sammensatt av en fotomulti-plikator 674 som på vanlig måte er tilknyttet en scintillator 676. Den egentlige føleren er forbundet med en spesiell del 64 med kretser som er spesifikke for føleren i anordningen, f.eks. en krets for forming av signalene som leveres av fotomultiplika-toren, en forsterkerkrets, en di fferensieringskrets o.s.v.

Overføringen av elektriske signaler mellom føleren 62 og den spesielle delen 64 oppnås ved hjelp av forbindelsene 63 og 65. Den spesielle delen 64 er forbundet med et grensesnitt 66 over forbindelsene 67 og 69. Dette grensesnittet har også en direkte forbindelse 61 med føleren 62. Samleledningen, den spesielle delen av føleren og universalgrensesnittet, er på enhver måte maken til de som er beskrevet tidligere og er derfor betegnet med de samme referansetall. Grensesnittet 66 som er identisk med grensesnittet til fjernmålingselementet, er parallellforbundet med samleledningen. Huset omfatter også en kraftforsyningskrets 676 forbundet med elektriske kraftforsyningsledere 678 og 680

for forsyning og tilbakeføring av elektrisk strøm. Disse to kraft-for syningslederne er hver forbundet med en hankontakt 656 på sokkelen 654 og med en hunkontakt 662 på sokkel 660. Forbindelsene 682 og 684 utgjør leddet mellom kraftforsyningskretsen 675 og grensesnittet, den spesielle delen og føleren. En kraftforsyningskrets er vanligvis nødvendig fordi kraftforsyningsspenningen på lederne 678 og 680 ikke alltid passer for riktig drift av føleren og den spesielle delen og grensesnittet.

Et slikt arrangement i form av en samleledning for de elektriske kraftforsyningslederne kan også anvendes for fjernmålingselementet som er beskrevet i forbindelse med fig. 18. De elektriske forbindelsene mellom kontaktene ved de to endene av loggeanordningene, som er formet som nettopp beskrevet, og med fjernmålingselementet, er anordnet slik at når loggeanordningene er anbragt ende mot ende med den første anordningen forbundet med, enden av fjernmålingselementet, utgjør samleledningene til de forskjellige loggeanordningene og fjernmålingselementet en enkelt samleledning. Det samme gjelder de elektriske strømforsynings-lederne som danner en enkelt strømforsyningslinje. Man oppnår således et apparat med modulform, idet hver modul består av en loggeanordning og av et fjernmålingselement der enhver type loggeanordning kan forbindes med enhver annen i enhver orden.

Selv om spesielle utførelsesformer av oppfinnelsen er blitt vist og beskrevet, er det klart at det kan foretas forand-ringer og modifikasjoner uten å avvike fra oppfinnelsesrammen, og defor er siktemålet med de vedføyde krav å dekke alle slike for-andringer og modifikasjoner som faller innenfor oppfinnelsens virkelige ramme.

Claims

1. Brønnloggesystem omfattende et overflateapparat med signal-behandlingsutstyr og en telemetrianordning forbundet med denne, en signaloverføringskabel forbundet med telemetrianordningen på overflaten, og et brønnapparat nede i borehullet innrettet til å bæres i borehullet av kabelen, hvilket brønnapparat omfatter et flertall seksjoner som er sammenkoblet ende mot ende og inkluderer en brønntelemetrienhet for datakommunikasjon med telemetrianordningen på overflaten, og en eller flere loggeanordninger, hvor hver loggeanordning omfatter i det minste en sensor for frembringelse av signaler som representerer en omgivelsesparameter, og en elektrisk krets forbundet med sensoren for en foreløpig behandling av signalene, karakterisert ved at brønn-apparatet omfatter universalgrensesnitt som er identiske med hverandre for tilkobling av hver av loggeanordningenes kretser i parallell til en felles buss eller samleledning laget av modulære samleledningsdeler, hvilken felles samleledning styres av en styreenhet nede i borehullet for å avgi de foreløpig behandlede signaler til telemetrienheten nede i borehullet.

2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at hver loggeanordning og brønntelemetrienheten er tilforordnet et identisk grensesnitt forbundet med samleledningene.

3. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at universalgrensesnittet omfatter (1) en adressegjenkjennelseskrets for å gjenkjenne en spesiell adresse tilforordnet loggeanordningen og en universaladresse tilforordnet alle loggeanordningene som er koblet sammen, (2) en adressert krets forbundet med adressegjenkjennelses-kretsen for lagring av innholdet av ordreord som overføres til loggeanordningen ved hjelp av overflateapparatet gjennom den elektriske kabel og inneholdende enten en spesiell adresse eller en universaladresse, og (3) en svarkrets forbundet med den adresserte krets for å styre overføringen av data fra den elektriske krets til samleledningen.

4. System ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at brønntelemetrienheten omfatter en anordning til for-matering av data mottatt over samleledningen fra den nevnte i det minste ene loggeanordning til datameldinger, og for over-føring av datameldingene til overflatetelemetrianordningen i datarammer, hvilken brønntelemetrianordning videre omfatter en anordning som er adresserbar fra overflaten for å styre lengden av den datamelding som skal overføres for hver ramme.

5. System ifølge krav 4, karakterisert ved at overflatetelemetrianordningen omfatter en anordning for generering av digitale ordremeldinger for overføring til brønn-apparatet for å spesifisere lengden av datameldinger som skal overføres for hver dataramme, og den adresserbare anordning i hulltelemetrienheten er påvirkbar av ordremeldingene til å styre lengden av datameldinger som overføres pr. dataramme.

6. System ifølge krav 5, karakterisert ved at genereringsanordningen omfatter en innretning til å spesifisere det antall dataord som skal overføres pr. dataramme, og den adresserbare anordning nede i hullet omfatter en telle-anordning for lagring av det nevnte antall dataord og for generering av et signal som angir slutten av datameldingen når det nevnte antall dataord er blitt overført.

7. System ifølge krav 6, karakterisert ved at brønntelemetrienheten omfatter en anordning for generering av en synkroniseringskode, en anordning for generering av en feildeteksjonskode og en anordning for innføring av de nevnte koder i datarammen.

8. System ifølge krav 7, karakterisert ved at brønntelemetrienheten videre omfatter en anordning for å generere et statusord og for å innføre dette i datarammen.

<9.> System ifølge et av kravene 7 og 8, karakterisert ved at overflatetelemetrianordningen har en anordning for detektering av synkroniseringskoden, en anordning for detektering av feilkoden og en anordning for indikasjon om gyldigheten av overføringen av de signaler som blir mottatt fra brønnapparatet.

10. System ifølge et av kravene 1-9, karakterisert ved at samleledningen er sammensatt av 5 elektriske ledninger.