(57)【要約】坑井の地表部にバーストＱＡＭアップリンク信号を送信するダウンホール遠隔計測システムが開示されている。好ましい実施の形態では、坑井は、円周上に空間をあけて配置され、管の壁の中でらせん状に巻かれている導電体を含む複合管を備えている。１対の隣の導管に接続されているダウンホール機器は、バーストＱＡＭ信号を、同じ１対の隣の導管に接続されている地表システムに送信する。バーストＱＡＭ信号は、好ましくは、遠隔計測情報を搬送する一連のデータフレームで構成されている。各データフレームの前には、好ましくは、静的時間間隔（信号が存在しない時間）、タイミング同期シーケンス、トレーニングシーケンス、が設けられている。タイミング同期シーケンスは、地表からの信号を容易にタイミングリカバリする。そして、トレーニングシーケンスは、イコライザーの最適化を介助する。データフレームは、好ましくは、データに加えて、同期フィールド、データカウント、検査合計を含んでいる。好ましくは、直接デジタル合成装置が、アップリンク信号に変調するときに、用いられる。
2004501473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔計測導管を有する複合管と、
遠隔計測導管に接続された地表システムと、
遠隔計測導管を介して地表システムに接続されるダウンホール機器とを備え、
ダウンホール機器は、バースト方式直交振幅変調（ｂｕｒｓｔ−ＱＡＭ）を用いる地表システムに遠隔計測情報を送信する坑井。
【請求項２】
請求項１に記載の坑井であって、
バーストＱＡＭは１６ポイントの信号空間を用いる坑井。
【請求項３】
請求項１に記載の坑井であって、
複合管は、複数の、円周上にスペースをあけて設けられた導管を備え、
前記複数の導管の、隣接する２つの導管は、地表システムとダウンホール機器の間の情報を伝達する坑井。
【請求項４】
請求項３に記載の坑井であって、
前記複数の導管は、導電体である坑井。
【請求項５】
請求項１に記載の坑井であって、
ダウンホール機器は、遠隔計測情報を、データフレームで伝達する構成であり、データフレームには静的時間間隔が配置される坑井。
【請求項６】
請求項１に記載の坑井であって、
ダウンホール機器は、遠隔計測情報を、データフレームで伝達する構成であり、
各データフレームの前に、各タイミング同期シーケンスが設けられる坑井。
【請求項７】
請求項１に記載の坑井であって、
ダウンホール機器は、遠隔計測情報を、データフレームで伝達する構成であり、
各データフレームの前に、各トレーニングシーケンスが設けられる坑井。
【請求項８】
請求項５に記載の坑井であって、
各データフレームは、複数の同期ワード、データカウント領域、及び複数のデータワード、検査合計ワードからなる坑井。
【請求項９】
請求項１に記載の坑井であって、
ダウンホール機器は、各データフレームの前にプレアンブルを伝達するプレアンブル発生器を有する伝達路を含む坑井。
【請求項１０】
請求項９に記載の坑井であって、
伝達路は、データワードをランダム化するマスクとデータフレームのデータワードを結合するデータスクランブラーを含む坑井。
【請求項１１】
請求項１０に記載の坑井であって、
伝達路は、スクランブル化されたデータワードをバースト方式直交振幅変調（ＱＡＭ）方式で変調する直接デジタル合成変調器を含む坑井。
【請求項１２】
請求項１１に記載の坑井であって、
伝達路には、直接デジタル合成変調器と絶縁トランスとの間を結合するハイパスフィルターを含む坑井。
【請求項１３】
請求項１０に記載の坑井であって、
地表システムは、アップリンク受信路を備え、
アップリンク受信路は、遠隔測定信号における各データフレームの前にある同期シーケンスと合ったクロック信号を発生するタイミングリカバリー装置と、
遠隔測定信号における各データフレームの前にあるトレーニングシーケンスに応答してフィルタ係数を更新する適応化イコライザーと、
遠隔測定信号からタイミング同期シーケンスとトレーニングシーケンスを除去するフレーミングモジュールと、
データフレームを、ダウンホールのスクランブル操作から復調するためにマスクと結合させる逆スクランブルモジュールと、
を備える坑井。
【請求項１４】
請求項１３に記載の坑井であって、
タイミング同期シーケンスとトレーニングシーケンスは、少なくとも１秒間に１０回繰り返す坑井。
【請求項１５】
グループ化されたデータワードでデータフレームを形成し、
各データフレームの前にプレアンブルを送信し、
各プレアンブルの後に即座にデータフレームを送信する、
遠隔計測信号伝達方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の遠隔計測信号伝達方法であって、
プレアンブルは静的時間間隔を含む遠隔測定信号伝達方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の遠隔計測信号伝達方法であって、
プレアンブルはタイミング同期シーケンスを含む遠隔測定信号伝達方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の遠隔計測信号伝達方法であって、
プレアンブルはトレーニングシーケンスを含む遠隔測定信号伝達方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載の遠隔計測信号伝達方法であって、
データフレームを送信する手順では、直交振幅変調を用いてデータを搬送信号に載せる遠隔測定信号伝達方法。
【請求項２０】
請求項１５に記載の遠隔計測信号伝達方法であって、
更に、同期ワードと、各グループのデータワードをカウントするためのデータワードが設けられ、各グループのデータワードの検査合計ワードが付加されている遠隔計測信号伝達方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の遠隔計測信号伝達方法であって、
更に、データワードのグループがマスクと結合されることで、データワードのグループをスクランブル化する遠隔測定信号伝達方法。
【請求項２２】
請求項１５に記載の遠隔計測信号伝達方法であって、
更に、プレアンブルを受信して、プレアンブルの中のタイミング同期信号に同期させたローカルクロック信号を発生し、プレアンブルの中のトレーニングシーケンスを用いて適応化フィルタの係数を更新する遠隔測定信号伝達方法。
【請求項２３】
マスクで排他的論理和データフレームを形成するスクランブル装置と、
プレアンブルを各データフレーム前に供給するプレアンブル発生器と、
プレアンブルを受信するためにプレアンブル発生器に接続され、スクランブル化されたデータフレームを受信するためにスクランブル化装置に接続され、プレアンブルとスクランブル化されたデータフレームを直交振幅変調（ＱＡＭ）信号に変調する変調器とを備え、
プレアンブルは、フレームからフレームにおいて同一である遠隔計測伝達器。
【請求項２４】
請求項２３に記載の遠隔計測伝達器であって、
プレアンブルは、静的時間間隔、タイミング同期シーケンス、そして、トレーニングシーケンスを含む遠隔計測伝達器。
【請求項２５】
請求項２３に記載の遠隔計測伝達器であって、
更に、ＱＡＭ信号の低周波成分を除去するハイパスフィルターと、複合管の中に含まれている遠隔計測導管にフィルターされたＱＡＭ信号を伝達する絶縁トランスと、
を備える遠隔計測伝達器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
【０００２】
【発明の分野】
本発明は、掘削装置から坑井の外部にデータを送信する遠隔計測システムに関する。特に、ダウンホールの送信部とアップホールの受信部との間を結ぶ情報伝達管で、情報を送受信するためのシステムと方法に関する。
【０００３】
【関連技術の説明】
現在、石油採掘と生産作業においては、膨大な量のパラメータやダウンホールの状況に関する情報を必要とする。これらの情報には、特に、立坑自体の形状や大きさに関する情報に加えて、坑井で横断される地層の特徴が含まれている。一般的に“検層”と呼ばれている、ダウンホールの状態に関する情報収集には数種類の方法がある。
【０００４】
従来の、油井の、有線での検層では、センサが組み込まれているプローブもしくは“探測器”を、いくつかの又はすべての坑井が掘られた後に、坑井の中に下ろし、立坑で横断される地層の実際の特徴を決定したりしている。探測器の上端は、立坑の中で探測器をつるす導電線に取り付けられる。電源は、導電線を介してセンサや探測器の機器に送られる。同様に、探測器が備えた機器は、導電線を介して送信される電気信号により地表に情報を伝達する。
【０００５】
導電線を介してダウンホールの測定値を得る際の問題点は、所望の立坑の情報を得るには、掘削装置を、掘削された立坑から移動したり、“取り外す”必要があることだ。これは、時間の浪費であり、また、きわめて費用がかかることと成りうる。特に、油井の本質的な部分がすでに掘削されている状況ではなおさらである。この状況下では、数千フィートの管を移動し、（もし、海洋であれば）操作架台に積み重ねておく必要がある。特に、掘削装置は、実質的なコストとして、日単位で借りている。結果として、坑井を掘るコストは、掘削過程を成し遂げることに要する時間に直接的に比例する。導電線を検層装置に挿入するために何千フィートもの管を移動させたりすることは、高額の費用がかかる事業となりえる。
【０００６】
その結果、掘削過程の間のデータを収集する重要性は増している。掘削過程の間に、データを収集して処理することで、検層装置の導電線を挿入するために、掘削装置を移動したり外したりする必要性はなくなる。そして、掘削装置が、所要時間を最小限にする最適な操作をするために、正確な修正や補正をすることができる。坑井の掘削に伴う掘削装置の移動や位置を含むダウンホールの状態の測定のための設計は、“掘削時の測定（ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ−ｗｈｉｌｅ−ｄｒｉｌｌｉｎｇ）”技術、すなわち“ＭＷＤ”として知られてきた。類似した技術で、地層のパラメータの測定により特化した技術は、“掘削時の検層（ｌｏｇｇｉｎｇ　ｗｈｉｌｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ”技術、もしくは“ＬＷＤ”と呼ばれている。ＭＷＤとＬＷＤには相違点はあるが、しばしば、ＭＷＤとＬＷＤという文言は互換性がある。本願では、ＭＷＤという文言は、地層のパラメータの収集、及び掘削装置の移動や位置に関する情報の収集、両方を含む意味で用いる。
【０００７】
油井や他の立坑が掘られる時、しばしば、掘削装置が正しい方向に進むためのドリルビットやダウンホールモータの方向や傾斜角が決定される必要がある。もしくは決定される事が好ましい。加えて、掘削された自然の地層に関する情報が要求される。例えば、地層の固有抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）、間げき率（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）、密度（ｄｅｎｓｉｔｙ）、そしてγ波の計測が要求される。また、しばしば、ダウンホールの他のパラメータも知ることが好ましい。例えば、坑井の底部の温度や圧力等である。一旦、このデータは、坑井の下部で収集され、一般的に、坑井の作業員が用いて分析するために地表に送信される。
【０００８】
センサや変換機は、一般的にＬＷＤシステムにおいては、ドリルストリングの下端に設けられている。掘削中には、掘削が進行中、これらのセンサは連続的にもしくは断続的に、予め設定されている掘削のパラメータ、地層のデータをモニタし、そして、何らかの遠隔測定法で、地表の検出器に情報を送信する。特に、ＭＷＤ法で用いられるダウンホールセンサは、ドリルビットに隣接してある円筒形のドリルカバーに設けられている。そして、ＭＷＤシステムは、地表に設けられた受信機に、センサにより取得したデータが送信される遠隔計測システムを用いている。ダウンホールのパラメータに関して、ワイヤラインの必要がなく、地表に情報を送信するべく遠隔計測システムは、従来技術に種々ある。もちろん、マッドパルスシステムは、ＭＷＤの応用の遠隔計測システムとして最も一般的に用いられているものの１つである。
【０００９】
遠隔計測のマッドパルスシステムは、掘削作業中にドリルストリングによって生ずる圧力下で循環している掘削液に、“音響の”圧力信号を発生させている。ダウンホールセンサにより取得した情報は、マッドストリーム中に圧力パルスとして適切なタイミングで伝達される。その情報は、地表の圧力変換機とコンピュータによって、受信されて、デコードされる。
【００１０】
マッド圧力パルスシステムで、ドリルストリングのドリル中のマッド圧力は、一般的にパルサ（ｐｕｌｓｅｒ）とかマッドパルサ（ｍｕｄ　ｐｕｌｓｅｒ）と呼ばれる、バルブとコントロール機構によって変調される。パルサは、一般的に、ドリルビット上部に特別に付加されたドリルカラーに設けられる。発生された圧力パルスは、泥流内での音の速度として、ドリルストリング内のマッドコラムに伝わる。ドリル液の種類によるが、速度は、おおよそ秒速３０００フィートから５０００フィートの間で変化する。しかしながら、データの伝達速度は、パルスの拡散、歪み、減衰、変調速度の限界、その他ドリリングストリングの周囲雑音のような外力（ｏｔｈｅｒ　ｄｉｓｒｕｐｔｉｖｅ　ｆｏｒｃｅｓ）によって相対的に遅くなる。典型的なパルス率は、１秒間に１パルス（１Ｈｚ）のオーダーである。
【００１１】
掘削装置に有用な、最近のセンサやステアリング技術の発展により、掘削装置は地表に大量のデータを伝えることができるので、ある意味で、１秒間に１ビットでは非常に不十分である。そこで、データの伝達速度を向上する１つの方法として、掘削液の圧力パルスによるよりもむしろドリルストリングの管の壁の振動を用いたデータを伝達することが提案されている。しかしながら、この場合、掘削中にドリルストリング内に存在する振動によって、掘削中は、伝達する信号を検知することが甚だしく妨害される。
【００１２】
【特許文献１】
米国特許第５２８５２０４号明細書
【特許文献２】
米国特許第５９１３３３７号明細書
【特許文献３】
米国特許第５２５３２７１号明細書
【特許文献４】
米国特許第５５０４４７９号明細書
【特許文献５】
米国特許第５８３８７２７号明細書
【特許文献６】
米国特許第５９５５９６６号明細書
【００１３】
【発明の要点】
そこで、バースト方式直交振幅変調（ｂｕｒｓｔ−ＱＡＭ）信号を坑井の表面に送信するダウンホール遠隔計測システムを、ここに開示する。好ましい実施の形態として、坑井は、管の壁の中に、円周上に隙間が空けられて、らせん巻にされている電線が設けられた複合管を備えている。一対の隣接した電線に接続されているダウンホール器材は、バースト方式直交振幅変調アップリンク信号を、同様に、対の隣接した電線に接続されている地表の装置に送信する。バースト方式直交振幅変調信号は、好ましくは、遠隔計測データによる一連のデータフレームから成る。それぞれのデータでは、好ましくは、静的間隔（信号が存在しない時）、同期シーケンス、また、トレーニングシーケンスが先行している。同期シーケンスでは、地表において、容易にタイミングがリカバリーする。また、トレーニングシーケンスでは、イコライザーの適合を介助する。データフレーム自体は、同期フィールドと、データカウントと、データに加えて検査合計値を含んでいることが好ましい。アップリンク信号に変調するために、ダイレクトデジタル合成をすることが好ましい。
【００１４】
好ましい実施の形態の詳細な説明は、以下に示す図と共に考慮することで、本発明をよりよく理解することができる。
【００１５】
【好ましい実施形態の詳細な説明】
図示した例を用いて示され、以降ここで詳細に記述される実施の形態は、この発明において、種々の変更やその他の構成が可能である。また、図や詳細な説明の記述は、開示された特別な形態のために発明を限定することを目的とするものではない。それどころか、その概念は、請求項で定義された本発明の本質や視点に合致する、あらゆる変更例や、均等なものや、その他の例をカバーするものである。
【００１６】
さて、図を参照して、図１は、インジェクター１０６によって坑井の中に注入される複合管１０４の巻き取り機１０２を備えた坑井を示す。複合管１０４は、パッカー１０８、噴出プリベンター１１０を通って、また、坑井の中のケーシング１１２を通って坑井の中に挿入される。坑井の中で、ダウンホール機器１１４は、複合管１０４に接続されている。そして、ダウンホール機器１１４は、複合管１０４の中に含まれ組み込まれている情報線を介して地表のコンピュータシステム１１６と交信できるように構成されている。電源１１８は、ダウンホール機器１１４に、複合管１０４の中の電源線を介して電源を供給するように備えられている。
【００１７】
地表のコンピュータシステム１１６は、ダウンホール機器１１４と交信することができるように構成されている。ダウンホール機器１１４は、例えば、坑井の底部の掘削機の監視装置（ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ　ｓｕｂ）である。その監視装置（ｓｕｂ）は、ダウンホールセンサでの計測、及び／又はダウンホールのパラメータの設定をすることができるコントロールデバイスに接続されている。センサの例としては、温度、圧力、濃度、吐出量のセンサを含む。コントロールデバイスの例としては、バルブ、可変アパーチャポート（ｖａｒｉａｂｌｅ  ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｐｏｒｔ）、ヒーター、人工リフト装置を含む。
【００１８】
地表のコンピュータシステム１１６では、好ましくは、ダウンホール機器１１４をモニターしコントロールするためにソフトウエア１２０が設けられている。システム１１６は、表示装置１２２と、システムコントロールソフトウエア１２０と人間のオペレータが相互に作用するためのユーザー入力装置１２４を備えている。
【００１９】
複合管１０４の投影図表示が図２に示されている。名称が示すように、複合管１０４は、基本的に、例えば、ファイバーグラスやカーボンファイバーなどの複合材でできたウォール２０２を備えている。ウォール２０２としては、その他適切な材質も知られ、検討されている。コンジット２０４は、複合管のウォールに埋め込まれている。複合管が破損する可能性を減らすために、導体管は、好ましくは、複合管のウォールの中で、複合管の穴の周りにらせん状に巻かれている。巻きつけの角度は、導体管と複合管の材質の間での歪み係数の関数となっている。
【００２０】
好ましい実施の形態によれば、複合管に含まれているコンジット２０４は、導電体である。しかしながら、少なくとも１つのコンジットは、また、光ファイバーや流体管のいずれかでもよい。円周上の６箇所に間隔をおいて導体が設けられていて、隣接する２本の導体を用いて遠隔計測信号を伝達することが好ましい。
【００２１】
図３には、導電体で、アップリンクの遠隔計測信号とダウンリンクの遠隔計測信号を１つの導電体で共有する回路構成が示されている。ダウンホールの位置の結合回路構成では、好ましくは、絶縁トランス３０２により、管の遠隔計測信号導線がダウンホールの部材に結合されている。センタータップ式の２次巻線の一端は、ハイパスフィルター（ＨＰＦ）３０４に、伝搬抵抗ＲＴを介して接続されている。そして、もう一端は、ローパスフィルター（ＬＰＦ）３０６に接続されている。また、シャント抵抗ＲＲを介して接地されている。センタータップは、インピーダンスマッチングの目的で、インピーダンスブロック３０８を介して大地に接続されている。
【００２２】
ＨＰＦ３０４は、アップリンク信号のカットオフ周波数以下の信号を阻止する。そして、アップリンク信号エネルギーが、ダウンリンク信号と干渉することを防止している。アップリンク信号エネルギーは、ダウンリンク信号のカットオフ周波数以上の信号エネルギーを阻止するＬＰＦ３０６によりダウンリンク信号から遮蔽される。
【００２３】
アップリンク信号とダウンリンク信号のエネルギーは、ダウンホールのものと同等であることが期待される。ダウンホールでは、地表とは異なり、ダウンリンク信号のエネルギーがアップリンク信号のエネルギーよりも十分に大きいと思われる。アップリンク信号検出回路からダウンリンク信号を排除するために、結合回路構成のアップホールの位置にブリッジ構成が用いられている。
【００２４】
結合回路構成の地表部分では、好ましくは、管体の遠隔計測信号線と接続する絶縁トランス３１０が用いられている。２次巻線の一端は、接地されている。他端は、抵抗Ｒを介して送信信号ノード３１２に接続されている。また、整合インピーダンス３１４は、一端が大地に、他端が、第２の同一抵抗Ｒを介してノード３１２に接続されている。ダウンリンク信号は、ローパスフィルター３１６と増幅器３１８を介してノード３１２に供給される。ノード３１２でのダウンリンクの信号電圧は、２つの分岐回路に同様に電流を流す。この電流は、アップリンク信号によって微小な差が生じている。このアップリンク信号の差は、分岐回路の中間点の間に電位差として検出される。差動増幅器３２０はこの差を増幅し、フィルタリングのためにハイパスフィルター３２２に供給する。ハイパスフィルター３２２の、ダウンリンク信号を除去する感度は、差動増幅器の共通モード阻止性能によって得られる。
【００２５】
特別な結合回路構成が記載されているが、他の結合技術も用いられていることが認められている。用いられているその技術で、その他の好ましい構成として、“４線―２線方式（４−ｗｉｒｅ  ｔｏ２−ｗｉｒｅ）”結合構成が知られている。また、アップリンクとダウンリンク信号は、別々の導体によって伝達されてもよいし、その他のタイプの管で光信号や圧力信号で送信されてもよい。
【００２６】
図４は、地表のコンピュータシステム１１６の一例を示している。システム１１６は、ブリッジ４０６を介してシステムメモリ４０４に接続されている中央処理装置（プロセッサ）４０２を備えている。システムメモリ４０４は、プロセッサ４０２により実行されるソフトウエア４０８を記憶している。ブリッジ４０６は、また、周辺バス４１０に接続されている。周辺バス４１０は、プロセッサ４０２へデータを伝達すること、また、プロセッサ４０２からデータが伝達されることをサポートする。周辺バス４１０に接続された周辺機器は、それによって、プロセッサ４０２に、外界からのアクセスを供給する。本実施の形態では、信号調節基板４１２とデジタルデコーダ基板４１４が周辺バス４１０に接続されている。
【００２７】
信号調節基板４１２は、また、遠隔計測信号の複合管１０４に接続されている。プロセッサ４０２がダウンホール機器１１４に送信するダウンホールデータは、信号調節基板４１２のバスインターフェース回路４２２に供給される。インターフェース回路４２２は、バスプロトコルに応じて、供給されたバス信号からダウンリンクデータを抽出し、周波数偏移変調（ＦＳＫ）器４２４に伝達する。ＦＳＫ変調器４２４は、データをアナログダウンリンク信号に変換し、アナログダウンリンク信号は、それから、高周波成分を除去するＬＰＦ３１６に供給される。絶縁トランス３１０は、ダウンリンク信号を遠隔計測信号線に伝達し、また、アップリンク信号を、低周波成分を除去するＨＰＦ３２２に通過させる。アップリンク信号は、増幅器４３２で増幅され、デジタルデコーダ基板４１４にあるアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）４４２に供給される。
【００２８】
ＡＤＣ４４２は、好ましくは、デジタル化されたデータを、フィルタリングとデコードをするデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）４４４に供給する。ＤＳＰ４４４は、ソフトウエアにより、バンドパスもしくは整合フィルタ４４６と、アップリンクデータのシンボルを抽出するためのイコライジングとタイミングリカバリ４４８とから構成されている。シンボルデータは、デコーダ４５０でデコードされ、アップリンクデータは、分析のためにプロセッサ４０２に供給される。アップリンク遠隔計測システム信号のフォーマットとデコーディングの詳細は、以下で説明する。
【００２９】
図５は、遠隔計測システムモジュールのダウンホール装置の一例を示している。ＤＳＰ５０２は、ソフトウエアにより、地表へ送信するアップリンクデータをフォーマットし、エンコード（５０４）する構成を備えている。エンコードされたデジタルデータは、好ましくは、アナログアップリンク信号を供給するために、直接デジタル合成（ＤＤＳ）素子５０６により、直交振幅変調（ＱＡＭ）形式に変調される。アナログアップリンク信号は、ハイパスフィルター（３０４）でフィルタされ、絶縁トランス３０２に供給される。絶縁トランス３０２は、アップリンク信号を遠隔計測信号線に伝達し、また、遠隔計測信号線から、ダウンリンク信号を、高周波成分を除去するＬＰＦ３０６に通過させる。ＬＰＦ３０６は、カットオフ周波数以上の信号エネルギーを除去する。また、復調器５０８は、ダウンリンク信号をＤＳＰ５０２によりデコードするためのデジタルベースバンド形式に変換する。
【００３０】
好ましい例としては、ダウンリンク信号は、２．４−９．６ｋＨｚの周波数帯域を用いた周波数偏移変調（ＦＳＫ）信号である。この信号は、好ましくは、コマンドと構成パラメータをダウンホール機器に伝達している。アップリンク信号は、好ましくは、バースト方式直交振幅変調（ＱＡＭ）で変調された１６−４８ｋＨｚの周波数帯域を用いた信号である。この信号は、好ましくは、計測データを地表に伝達している。
【００３１】
ＤＳＰは、マサチューセッツのノーウッドでビジネスを展開している企業である、アナログデバイセス（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）社が製造して販売しているＤＳＰマイクロプロセッサファミリーのＡＤＳＰ−２１００を選択するとよい。ＤＤＳチップは、同じ企業が製造して販売しているＡＤ７００８  ＣＭＯＳ  ＤＤＳを選択するとよい。
【００３２】
アップリンクの回線は、好ましくは、受信器の複雑度を増加させないで、通信路容量を増加させるバースト式ＱＡＭがよい。１つの例として、図６に示すように、アップリンクデータフレーム６０２で、バースト方式直角振幅変調（ＱＡＭ）が実施されている。各アップリンクデータフレームよりも先に、静的時間間隔６０４とタイミング同期シーケンス６０６が送信されている。また、イコライゼーショントレーニングシーケンス６０８が、データフレーム６０２の直前に供給されている。これは、アップリンク情報授受を、４つの４ビット（１６−ＱＡＭ）シンボルがそれぞれ変換された、１６ビットワードによって実現する。静的時間間隔６０４は、３０ワード（１２０シンボル周期）であるとよい。タイミングシーケンス６０６は、２０ワード（８０シンボル）であるとよい。トレーニングシーケンス６０８は、１２６ワード（５０４シンボル）、フレーム６０２は、最大１０２４ワード（４０９６シンボル）であるとよい。また、その他の構成でも適切なものが認められている。例えば、他の長さのワードが採用されれば、ＱＡＭの情報群は多くなったり（例えば、３２、６４、１２８、２５６、５１２、１０２４またはそれ以上の群）、少なくなったり（すなわち、２、４、又は８の群）する。
【００３３】
データフレーム６０２は、好ましくは、２つの同期ワードで始まり、データカウントワード、１０２０ワードまでのデータ、そして検査合計ワードで終わる。データカウントワードは、好ましくは、データワードの数を示している。１フレームのデータワード数は、システムの要求や、再同期や再トレーニングシーケンス発生の要求比率により調整される。例えば、１フレームのデータワード数は、前述の具体例では１０２０ワードであり、再同期や再トレーニングのタイミングは１０秒間に１０回以上起こる。しかしながら、ある条件においては、１秒間に２０回以上に、再同期周波数を増加させることが望ましい。これは、１フレームのデータワード数を約５１２に減らすことによって達成できる。あるいは、１フレームのシンボル数を減少させるために、１つのＱＡＭシンボルに相当するビット数を増加する。
【００３４】
図７は、アップリンク信号の伝達路７００を形成する機能ブロック図である。ブロック７０２において、データフレーム６０２は、疑似ランダムシーケンスにより、ビット毎のＸＯＲ（排他論理和）で“スクランブル化”される。疑似ランダムシーケンスは、測定データでしばしば発生する予測可能な周期パターンを除去するためにデータフレームをランダム化する、容易な再生マスクである。もし、除去できなければ、そのようなパターンは、受信器において適応平衡化の妨げとなる不要なスペクトルラインの原因となる。
【００３５】
スクランブルデータは、ブロック７０４で、ＱＡＭ信号空間の複数のシグナルポイントへマッピングされるシンボル群に分割される。ブロック７０６において、シンボル群は搬送周波数に変調された後に、ブロック７１０において、フィルタにかけられて増幅され、遠隔計測信号管体に送信される。プレアンブル発生ブロック７０８はデータ伝達路と並列に設けられている。プレアンブル発生器７０８は、静的時間間隔６０４、タイミング同期シーケンス６０６、トレーニングシーケンス６０８を生成し、各データフレームの先頭に、伝達信号として挿入する。ここで、図５と照らし合わせると、ブロック７０２、７０４は、エンコーダのソフトウエア５０４の一部をなし、ブロック７０６、７０８はＤＤＳチップ５０６に相当し、ブロック７１０はＨＰＦ３０４に相当する。
【００３６】
機能ブロックを示す図８は、アップリンク遠隔計測受信部のデータ通路８００を示している。ブロック８０２において、遠隔計測信号管体からの信号は、アップリンク信号のカットオフ周波数以下の信号エネルギーを除去するためにフィルタされる。そして、アップリンク信号は、ブロック８０４でデジタル化され、信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）を最大化するためにブロック８０６で適切にフィルタされる。ブロック８０８において、タイミングをリカバリーさせるアルゴリズムは、受信タイミングをタイミング同期シーケンスに合わせる。ブロック８１０において、アップリンク信号はチャンネルの影響を修正するために、イコライズされる。トレーニングシーケンス６０８のイコライジング中、トレーニングシーケンスの情報は、イコライザーを、遠隔操作チャンネルに適応化させる。その結果、イコライザーは、データフレームにおいて、適応化されたイコライジング動作を示す。イコライザーの出力は、一連のＱＡＭシンボルである。ブロック８１２において、シンボル列は、トレーニングシーケンスの情報から、アラインメントされた１６ビットワード列に変換される。ブロック８１４は、静的時間間隔６０４、タイミングシーケンス、そして、トレーニングシーケンスから無関係のワードを除外し、データフレームのみを通す。ブロック８１６において、スクランブル処理が反転され、検査合計ワードで照合され、データカウントが、データワードとともに、出力され供給される。ここで、図４と照らし合わせると、ブロック８０２はブロック３２２に対応し、ブロック８０４はブロック４４２、ブロック８０６はブロック４４６、ブロック８１０はブロック４４８、ブロック８１２〜８１６はブロック４５０に対応している。
【００３７】
前述の模範的な実施例では、複合管の中の導管に、遠隔計測信号を供給する場合について述べた。導管が導電体の場合、複合管遠隔計測チャンネルは、考慮できる周波数の範囲において、４０〜４５デシベルの減衰を伴う５００００フィートのレンジまで期待できる。バーストＱＡＭ信号で用いられるフレーミング機構で、タイミングの再同期やイコライザーの再トレーニングが、常時繰り返される機会が与えられることが望ましい。これは、アップリンクチャンネルの信頼性を向上させることとなりうる。
【００３８】
ここに開示する遠隔測定システムは、例えば、スマート坑井（Ｓｍａｒｔ  ｗｅｌｌｓ）を含む種々に適用できる。スマート坑井は、ダウンホールにセンサと制御可能なメカニズムを備える生産坑井である。例えば、センサは密度と出水率を検出するに使用される。アップホールのシステムは、坑井の生産の最適化を図り制御可能なメカニズム（可変開口ポート、ヒータ、その他人工リフト機構）を操作するために、この情報を使用する。
【００３９】
当業者にとって、前述の開示を十分認識すれば、種々の変更例や修正例が明らかになる。クレームは、そのような変更例や修正例を全て包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】遠隔計測システムが設けられた油井の概略図である。
【図２】らせん巻きの情報伝達線を含む複合管部分の概略投影図である。
【図３】遠隔計測信号を管に送る回路の概略図である。
【図４】地表のコンピュータシステムの機能ブロック図である。
【図５】監視装置（ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ  ｓｕｂ）におくるダウンホール交信モジュールの機能ブロック図である。
【図６】アップリンク遠隔計測のデータフレームの典型的な導入方法である。
【図７】アップリンク遠隔計測送信部の機能ブロック図である。
【図８】アップリンク遠隔計測受信部の機能ブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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