СОВМЕСТНАЯ ТЕЛЕМЕТРИЯ

1. Способ, содержащий этапы, на которых:
создают одну или более телеметрических систем передачи, при этом одна или более систем передачи содержат один или более приемников и один или более передатчиков;
передают первую синхронизирующую последовательность от одной или более телеметрических систем передачи, причем первую синхронизирующую последовательность передают по первому каналу, при этом первая синхронизирующая последовательность является по меньшей мере частью первого телеметрического сигнала;
передают вторую синхронизирующую последовательность от одной или более телеметрических систем передачи, причем вторую синхронизирующую последовательность передают по второму каналу, при этом вторая синхронизирующая последовательность является по меньшей мере частью второго телеметрического сигнала, и первую и вторую синхронизирующие последовательности передают одновременно или с заданной временной разностью;
принимают первую синхронизирующую последовательность на одном или более приемниках; и
принимают вторую синхронизирующую последовательность на одном или более приемниках.
2. Способ по п. 1, в котором первую синхронизирующую последовательность и вторую синхронизирующую последовательность передают по разным физическим каналам.
3. Способ по п. 2, в котором физические каналы выбирают из группы, состоящей из столба бурового раствора, электромагнитного канала передачи через пласт/по бурильной колонне, канала передачи акустических волн по бурильной колонне или снабженной проводом трубы.
4. Способ по п. 1, в котором первую синхронизирующую последовательность и вторую синхронизирующую последовательность передают по различным частотным каналам.
5. Способ по п. 1, в котором каждая из одной или более телеметрических систем передачи включает в себя синхронизатор времени.
6. Способ по п. 5, в котором синхронизатор времени представляет собой один тактовый генератор.
7. Способ по п. 6, в котором синхронизатор времени представляет собой два или более тактовых генераторов.
8. Способ по п. 7, в котором два или более тактовых генераторов являются синхронизированными тактовыми генераторами.
9. Способ по п. 7, в котором два или более тактовых генераторов являются не синхронизированными тактовыми генераторами, и при этом оценивают дрейф тактовых генераторов.
10. Способ по п. 1, в котором дополнительно используют контроллер, при этом контроллер соединен с возможностью передачи данных с каждой из одной или более телеметрических систем передачи.
11. Способ по п. 10, в котором контроллер включает в себя приемную систему, при этом приемная система выполнена с возможностью принимать телеметрические сигналы из первого канала и второго канала одновременно.
12. Способ по п. 10, в котором контроллер включает в себя модель прохождения в канале.
13. Способ по п. 12, в котором модель прохождения в канале представляет собой модель отслеживания временной задержки, физическую модель прохождения или модель смешанной временной задержки.
14. Способ по п. 13, в котором модель прохождения в канале представляет собой модель отслеживания временной задержки, причем способ дополнительно содержит:
определение оцененного времени начала первой синхронизирующей последовательности;
определение оцененного времени начала второй синхронизующей последовательности;
вычисление первой измеренной временной задержки между первой синхронизирующей последовательностью и второй синхронизирующей последовательностью как разности между оцененным временем начала первой синхронизирующей последовательности и второй синхронизирующей последовательности;
достижение захвата сигнала либо в первом канале, либо во втором канале;
вычисление второй измеренной временной задержки после захвата сигнала либо в первом канале, либо во втором канале;
смешение первой измеренной временной задержки и второй измеренной временной задержки для получения оценки обновленной временной задержки, при этом оценка обновленной временной задержки представляет собой оцененную временную задержку.
15. Способ по п. 13, в котором модель прохождения в канале представляет собой физическую модель прохождения, причем способ дополнительно содержит:
обеспечение устройства для измерения глубины;
определение расстояния от первого передатчика до первого приемника с использованием устройства для измерения глубины;
определение скорости телеметрического сигнала; и
определение прогнозируемой временной задержки путем деления расстояния от первого передатчика до первого приемника на скорость телеметрического сигнала, при этом прогнозная временная задержка является оцененной временной задержкой.
16. Способ по п.13, в котором модель прохождения в канале представляет собой модель смешанной временной задержки и где способ дополнительно содержит:
определение прогнозируемой временной задержки;
определение оценки обновленной временной задержки;
смешение прогнозируемой временной задержки и обновленной временной задержки для получения оцененной временной задержки.
17. Способ по п. 12, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют оцененную временную задержку для первой синхронизирующей последовательности и второй синхронизирующей последовательности;
выполняют операцию комбинированной синхронизации по первой синхронизирующей последовательности и второй синхронизирующей последовательности, используя оцененную временную задержку для обнаружения комбинированной синхронизирующей последовательности; и
выполняют временную синхронизацию по меньшей мере одного приемника относительно комбинированной синхронизирующей последовательности.
18. Способ по п. 17, в котором этап выполнения операции комбинированной синхронизации содержит выполнение корреляции по отношению к комбинации первой синхронизирующей последовательности и второй синхронизирующей последовательности при использовании комбинированного коррелятора.
ρ
ρ
с
с
19. Способ по п. 18, в котором операция комбинированной синхронизации приводит к вычислению комбинированного коэффициента  корреляции, при этом  вычисляют, используя уравнение:
,
ρ
k
n
r
s
m
o
s
r
s
o
с
i
i
i
i
i
i
i
i
где  определяют при индексе  времени для  опорных волновых сигналов  при соответствующих сигналах , которые оба имеют продолжительность , при средних  и , соответственно, и смещении  сигналов во времени, при этом  представляет первый телеметрический сигнал и второй телеметрический сигнал, опорные волновые сигналы  представляют собой опорные волновые сигналы, которые соответствуют сигналам , а смещения  сигналов во времени являются оцененными временными задержками для первой синхронизирующей последовательности и второй синхронизирующей последовательности.
20. Способ по п. 17, в котором этап выполнения операции комбинированной синхронизации содержит:
удаление среднего последовательности из первой синхронизирующей последовательности;
удаление среднего последовательности из первой опорной синхронизирующей последовательности;
умножение каждой точки первой синхронизирующей последовательности и первой опорной синхронизирующей последовательности для получения первого результирующего выходного сигнала;
удаление среднего последовательности из второй синхронизирующей последовательности;
удаление среднего последовательности из второй опорной синхронизирующей последовательности;
умножение каждой точки второй синхронизирующей последовательности и второй опорной синхронизирующей последовательности для получения второго результирующего выходного сигнала;
суммирование первого результирующего выходного сигнала и второго результирующего сигнала для образования суммарного выходного сигнала;
нормирование суммарного выходного сигнала относительно квадратного корня из произведения энергий комбинированной опорной последовательности и сигнала для образования выходного сигнала комбинированного коррелятора.
21. Способ по п. 17, в котором этап выполнения операции комбинированной синхронизирующей последовательности содержит:
определение отношения сигнала к шуму для первого канала;
определение отношения сигнала к шуму для второго канала;
задание первого предварительно определенного порога на основании отношения сигнала к шуму для первого канала;
задание второго предварительно определенного порога на основании отношения сигнала к шуму для второго канала;
осуществление корреляции первого синхронизирующего сигнала;
осуществление корреляции второго синхронизирующего сигнала;
определение, превышает ли выходной сигнал из этапа осуществления корреляции первого синхронизирующего сигнала или выходной сигнал из этапа корреляции второго синхронизирующего сигнала первый заданный порог или второй заданный порог, соответственно; и
если либо выходной сигнал из этапа осуществления корреляции первого синхронизирующего сигнала, либо выходной сигнал из этапа осуществления корреляции второго синхронизирующего сигнала превышает первый заданный порог или второй заданный порог, определение, достигается ли захват сигнала.
22. Способ по п. 17, в котором этап выполнения операции комбинированной синхронизации содержит использование способа взвешенной корреляции.
ρ
ρ
w
w
23. Способ по п. 22, в котором в способе взвешенной корреляции используют взвешенный коэффициент  корреляции, при этом  вычисляют, используя уравнение:
,
ρ
k
n
r
s
m
o
s
r
s
o
W
w
i
i
i
i
i
i
i
i
i
где  определяют при индексе  времени для  опорных волновых сигналов  при соответствующих сигналах , которые оба имеют продолжительность , при средних  и , соответственно, и смещении  сигналов во времени, при этом  представляет первый телеметрический сигнал и второй телеметрический сигнал, опорные волновые сигналы  представляют собой опорные волновые сигналы, которые соответствуют сигналам , а смещения  сигналов во времени являются оцененными временными задержками для первой синхронизирующей последовательности и второй синхронизирующей последовательности, веса  являются весовыми коэффициентами, основанными на оцененном отношении сигнала к шуму (SNR) или вероятности (Pb) битовой ошибки для соответствующего канала.
W
i
24. Способ по п. 23, в котором вес  для первого телеметрического сигнала и второго телеметрического сигнала определяют путем:
измерения отношения сигнала к шуму для первого телеметрического сигнала (SNR1);
измерения отношения сигнала к шуму для второго телеметрического сигнала (SNR2);
W
1
вычисления весового коэффициента  для первого телеметрического сигнала при использовании формулы SNR1/(SNR1+SNR2); и
W
2
вычисления весового коэффициента  для второго телеметрического сигнала при использовании формулы SNR2/(SNR1+SNR2).
W
i
25. Способ по п. 22, в котором вес  для первого телеметрического сигнала и второго телеметрического сигнала определяют путем:
измерения вероятности битовой ошибки для первого телеметрического сигнала (Pb1);
измерения вероятности битовой ошибки для второго телеметрического сигнала (Pb2);
W
1
вычисления весового коэффициента  для первого телеметрического сигнала при использовании формулы (1/Pb1)/(1/Pb1+1/Pb2); и
W
2
вычисления весового коэффициента  для второго телеметрического сигнала при использовании формулы (1/Pb2)/(1/Pb1+1/Pb2).
26. Способ по п. 22, в котором этап выполнения операции комбинированной синхронизации содержит:
определение отношения сигнала к шуму (SNR1) или вероятности битовой ошибки (Pb1) для первого телеметрического сигнала;
определение отношения сигнала к шуму (SNR2) или вероятности битовой ошибки (Pb2) для второго телеметрического сигнала;
удаление среднего из первой опорной синхронизирующей последовательности;
умножение каждой точки первой синхронизирующей последовательности и первой опорной синхронизирующей последовательности для получения первого результирующего выходного сигнала;
суммирование и затем нормирование первого результирующего выходного сигнала относительно квадратного корня из произведения энергий опорной последовательности и сигнала для получения невзвешенного коэффициента 1 корреляции;
удаление среднего последовательности из второй синхронизирующей последовательности;
удаление среднего последовательности из второй опорной синхронизирующей последовательности;
умножение каждой точки второй синхронизирующей последовательности и второй опорной синхронизирующей последовательности для получения второго результирующего выходного сигнала;
суммирование и затем нормирование второго результирующего выходного сигнала относительно квадратного корня из произведения энергий опорной последовательности и сигнала для получения невзвешенного коэффициента 2 корреляции;
преобразование невзвешенного коэффициента 1 корреляции во взвешенный коэффициент 1 корреляции при использовании либо отношения сигнала к шуму, либо вероятности битовой ошибки для телеметрического сигнала 1;
преобразование невзвешенного коэффициента 2 корреляции во взвешенный коэффициент 2 корреляции при использовании либо отношения сигнала к шуму, либо вероятности битовой ошибки для телеметрического сигнала 2; и
объединение взвешенного коэффициента 1 корреляции и взвешенного коэффициента 2 корреляции для образования взвешенного выходного сигнала коррелятора.
27. Способ по п. 26, в котором преобразование невзвешенного коэффициента 1 корреляции во взвешенный коэффициент 1 корреляции и невзвешенного коэффициента 2 корреляции во взвешенный коэффициент 2 корреляции осуществляют путем:
умножения невзвешенного коэффициента 1 корреляции на SNR1/(SNR1+SNR2) или (1/Pb1)/(1/Pb1+1/Pb2); и
умножения невзвешенного коэффициента 2 корреляции на SNR2/(SNR1+SNR2) или (1/Pb2)/(1/Pb1+1/Pb2).
28. Способ по п. 17, дополнительно содержащий:
определение, достигается ли захват сигнала в одном или более приемниках.
29. Способ по п. 28, в котором этап определения, достигается ли захват сигнала, содержит:
получение выходного сигнала комбинированного коррелятора, выходного сигнала коррелятора для составной последовательности или взвешенного выходного сигнала коррелятора, при этом выходной сигнал комбинированного коррелятора, выходной сигнал коррелятора для составной последовательности или взвешенный выходной сигнал коррелятора находится в пределах от -100% до 100%;
определение задаваемого порога корреляции; и
сравнение выходного сигнала комбинированного коррелятора, выходного сигнала коррелятора для составной последовательности или взвешенного выходного сигнала коррелятора с заданным порогом корреляции.
30. Способ по п. 29, в котором задаваемый порог корреляции составляет от 55% до 85%.
31. Способ по п. 30, дополнительно содержащий:
вычисление коэффициента корреляции для каждой выборки из телеметрического сигнала;
определение максимального выходного сигнала комбинированного коррелятора, выходного сигнала коррелятора для составной последовательности или взвешенного выходного сигнала коррелятора; и
определение момента времени максимального выходного сигнала комбинированного коррелятора, выходного сигнала коррелятора для составной последовательности или взвешенного выходного сигнала коррелятора, при этом моментом времени максимального выходного сигнала комбинированного коррелятора, выходного сигнала коррелятора для составной последовательности или взвешенного выходного сигнала коррелятора определяется момент времени синхронизации.
32. Способ по п. 30, дополнительно содержащий:
достижение захвата сигнала в первом канале;
поиск второй синхронизирующей последовательности во втором телеметрическом канале на основании оцененной временной задержки между первой синхронизирующей последовательностью и второй синхронизирующей последовательностью.
33. Способ по п. 30, дополнительно содержащий:
обнаружение события; и
поиск первой синхронизирующей последовательности в первом телеметрическом канале или второй синхронизирующей последовательности во втором канале синхронизации на основании обнаружения события.
34. Способ по п. 33, в котором событие представляет собой начало или прекращение протекания бурового раствора, начало или прекращение вращения бурильной колонны, перемещение бурильной колонны вверх или вниз или контакт бурового долота с забоем скважины.
35. Способ по п. 1, в котором в первый телеметрический канал или второй телеметрический канал не включают последовательность данных.
36. Способ, содержащий этапы, на которых:
создают одну или более телеметрических систем передачи, при этом одна или более систем передачи содержат один или более приемников и один или более передатчиков;
передают первую синхронизирующую последовательность от одной или более телеметрических систем передачи, первую синхронизирующую последовательность передают по первому каналу, при этом первая синхронизирующая последовательность является по меньшей мере частью первого телеметрического сигнала;
повторяют первую синхронизирующую последовательность в первом канале на заданном промежутке времени; и
принимают первую синхронизирующую последовательность на одном или более приемниках.