DK159742B - Borehulsundersoegelsesanlaeg - Google Patents

Description

i

DK 159742 B

Den foreliggende opfindelse angår et borehulsundersøgelsesanlæg, som har et overfladeapparat, der indeholder en computer, et borehulsapparat og et kabel, der forbinder disse apparater, hvor overfladeapparatet er forsynet med et overflademodem og borehulsapparatet med et borehulsmodem, hvilke modemer er udformet til udveksling af informationer over kablet, hvor boréhulsapparatet består af et telemetri apparat, der indeholder borehulsmodemet, og af flere med telemetriapparatet forbundne undersøgelsesapparater, og hvor hvert undersøgelsesapparat er udformet til frembringelse af et eller flere signaler, som er repræsentative for en eller flere undersøgelsesparametre.

Systemet til kommunikation over et kabel tillader informationsudveksling mellem en central station og flere centre for detektering og udsendelse af informationer, hvor informationsudvekslingen sker over et kabel. Navnlig tillader systemet informationsudveksling mellem overfladeapparatet til borehulsseismik med en i borehullet værende sonde, der indeholder et eller flere borehulsseismik- eller di agrafi apparater, som er nedsænket i borehullet. Denne udveksling er på en vis måde en dialog mellem overflade og borehul. Den består i det væsentlige for det ved overfladen værende udstyr i de for de forskellige borehulsapparater bestemte kommandoer og for de sidste i, at der til overfladen overføres forskellige diagrafi- eller borehulsseismikinformationer og netop under styring af det ved overfladen værende udstyr.

Målinger i borehuller med hensyn til de karakteristiske egenskaber ved de forskellige formationer, som et borehul går igennem, bliver almindeligvis udført ved, at man i borehullet nedsænker en i et kabel hængende sonde, hvilket kabel kan omfatte en enkelt eller flere ledninger, som på den ene side tjener som ophængning for sonden og på den anden side som elektrisk overføringsmiddel for de i sonden detekterede data til en ved jordoverfladen værende modtagestation. Det maksimale antal informationer, som man kan overføre, er begrænset af kablets pasbåndbredde. I praksis ligger denne grænse ved ca. 80 kHz. For ikke at optage borehullet for længe er det nødvendigt at gennemføre alle målinger så hurtigt, som det overhovedet er muligt. Man har derfor allerede haft under overvejelse samtidigt at nedsænke flere apparater i borehullet i en og samme kombination. I praksis er det sædvanligt at kombinere tre apparater i en enkelt arbejdsgang, en såkaldt "round-trip".

2

DK 159742 B

Informationerne fra de forskellige apparater kan så aftastes og tidsmæssigt sekventielt overføres ved hjælp af et multipiekssystem.

Da man gerne vil forøge antallet af de pr. apparat og pr. tidsenhed overførte informationer, er det nødvendigt at forøge aftastningens hastighed. Det maksimale pasbånd for kablet er imidlertid begrænset.

Der skal således laves et kompromis mellem antallet af de overførte informationer og hastigheden af aftastningen. Derudover er det nødvendigt at overføre informationerne over kablet med stor sikkerhed.

Der kendes allerede kommunikationssystemer, der specielt er indrettet til at hente diagrafidata op, hvilke data udsendes af i borehuller nedsænkede apparater. Et sådant system er eksempelvis beskrevet i US patentskrift nr. 3.707.700. Det beskæftiger sig i princippet med overføringen af data, som stammer fra kernefysiske apparater. De analoge data bliver indlagt i et i sonden værende centrallager. De på denne måde lagrede data bliver overført multiplekset til overfladen over overføringskablet, og demultiplekset ved overfladen før registreringen.

Fra US patentskrift nr. 3.959.767 kendes endvidere et anlæg, som er bestemt til styring af motorer, der befinder sig i et borehul. Måleværdierne bliver multiplekset i analog form, derefter omformet til numeriske værdier, før de bearbejdes af et logisk kredsløb, der leverer et adressesignal, som adderes til målesignalet for således at danne et komplekst signal, der overføres til overfladen gennem et modulationskredsløb. Det logiske kredsløb leverer samtidig en adresse for den motor, der skal styres. De fra overfla-deapparatet udsendte styresignaler har her analog form, og anlægget tillader ingen permanent dialog mellem overflade og borehul.

I US patentskrift nr. 3.991.611 beskrives et telemetri -eller fjernmålesystem, som er bestemt til til overfladen at overføre di agrafi- eller borehulsseismikmåleværdier i numerisk form ved hjælp af et kabel, ved hvis ende di agrafi apparaterne er tilsluttet. Dette system er analogt med de numeriske telemetri systemer, der sædvanligvis benyttes, eksempelvis til industrielle styre- og reguleringsprocesser. Det omfatter nemlig et kodningskredsløb, hvortil di agrafi apparaterne er forbundet i parallel, en modulator og en demodulator, der er forbundet med hinanden over diagrafikablet, og et dekodningskredsløb. Tilslutningen af et apparat til kodnings-kredsløbet er specifik afhængigt af apparatets type. Det er følgelig

3 DK 159742 B

ikke muligt at tilslutte et apparat med en hvilken som helst opbygning uden forudgående tilpasning. Derudover bliver de af apparatet leverede data overført til jordoverfladen i en rækkefølge, som er forudbestemt af en af et logisk skiftekredsløb opbygget rækkefølge. Dataene fra et bestemt apparat kan derfor ikke kaldes fra jordoverfladen ved hjælp af en bestemt derfra udsendt kommando.

Kendte anlæg leverer forskellige løsninger for overføringen af data i hvert sit bestemte enkelttilfælde, dvs. for ganske bestemte di agraf i apparater eller for en ganske bestemt kombination af apparater. Disse anlæg tillader i almindelighed kun en enkelt funktionsmåde. Derudover muliggør de kendte overføringssystemer kun med vanskelighed den fortløbende informationsudveksling mellem de i borehullet værende apparater og overfladeudstyret.

For samtidigt at nedsænke flere apparater i et borehul forbinder man apparaterne endevis, såfremt dette er muligt. Hvis ikke skal der anvendes adaptere for at udføre forbindelserne. De elektriske forbindelsesledninger fra et apparat til kablet er forskellige fra et andet apparats tilslutningsledninger. Følgelig skal de elektriske tilslutninger for et neden under værende apparat gå gennem de over dette beliggende apparater. Dette giver en stjernestruktur. Resultatet er, at man hurtigt støder på en grænse med hensyn til antallet af apparater, som kan forbindes med hinanden endevis. Der fremkommer endvidere et betydeligt pladsbehov for de elektriske ledninger og en fuldstændig mangel på homogenitet og funktionstilpasningsmulighed.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe et borehulsundersøgelsesanlæg af den indledningsvis angivne art, hvormed de i forbindelse med de kendte udformninger angivne ulemper undgås.

Ifølge opfindelsen opnås dette ved, at alle undersøgel ses-apparater i parallelkobling er forbundet med telemetriapparatet ved hjælp af en fælles multipel ledning, hvor hvert undersøgelsesapparat og telemetriapparatet har et identisk grænsefladekredsløb, hvormed de er sluttet til multi pelledningen, og hvor telemetriapparatet indeholder et borehulsstyreapparat til den tilsigtede styring af undersøgelsesapparaterne. Derved fås et anlæg, som praktisk taget er universelt med hensyn til apparaterne, som er uafhængigt af typen af de anvendte apparater og disses antal, der kan være meget stort, såvel som af rækkefølgen, hvori apparaterne tilsluttes. Anlægget er 4

DK 159742 B

let at tilpasse, idet det tillader transmission af et dataantal, som er meget større end ved de kendte anlæg. Anlægget har endvidere en betydelig funktionstilpasningsevne. Overføringen af data kan nemlig ske i henhold til flere funktionsmodi og kan ligeså godt bevirkes fra di agrafi apparaterne til jordoverfladen som omvendt fra jordoverfladen til apparaterne. En rigtig dialog kan føres mellem borehul og jordoverflade. Derudover er dialogens sprog, dvs. strukturen af de overførte informationer, det samme uafhængigt af typen og antallet af de anvendte apparater. Anlægget er let styrbart ved hjælp af en computer, da strukturen af meddelelserne kan være den samme som computerens. Hele den fysiske del af borehulsudstyret og af overflademodemet er uafhængig af typen af den anvendte computer, der kun spiller en rolle på overf1adestyreapparatets niveau.

Multi pelledningen kan med fordel være sammensat af fem ledere, hvorved der ved høj dataudvekslingsevne kun kræves lidt plads af multipelledningen. Endvidere kan borehulsstyreapparatet være styret fra overfladecomputeren, hvorved der opnås en pålidelig udførelse af de til enhver tid ønskede undersøgelser. Endelig kan hvert grænsefladekredsløb omfatte: et adressegenkendelseskredsløb, der er egnet til at genkende en specifik adresse for et bestemt grænsefladekredsløb henholdsvis en universel adresse for alle grænsefladekredsløb, et adresserbart med adressegenkendelseskredsløbet forbundet lager til lagring af fra overfladecomputeren overførte adresser, og et svarskiftekredsløb, som er forbundet med lageret til overføring af data til multipelledningen. Derved opnås, at kun et, nogle eller alle i borehullet værende apparater alt efter behov foretager de undersøgelser, der kan udføres af dette eller disse, og overfører de detekterede data over borehulsstyreapparatet t i 1 overf1adecomputeren.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser en udførelsesform for kabelforbindelsesanlægget ifølge opfindelsen, fig. 2 skematisk opbygningen af et ordresignal, som sendes til apparatet nede i borehullet, fig. 3 forskellige modulationsformer, der anvendes i forbi ndelsesanlægget,

s DK 159742 B

fig. 4 og 5 detaljeret opbygningen af et instruktionsord af henholdsvis den "specifikke" og den "universelle" adressetype, fig. 6 opbygningen af et datasignal, som af apparatet nede i borehullet sendes til overfladeapparatet, fig. 7 detaljeret organiseringen af statusordet, fig. 8 udstyret nede i borehullet og specielt samleled- ningen og dens forbindelser med styreapparatet nede i borehullet og med redskaberne, fig. 9,lo og 11 formen af forskellige signaler, som anvendes i transmissionsanlægget, fig. 12 skematisk en universalgrænseflade i forbindelse med et redskab, fig. 13 diagrammet over et styreapparat nede i borehullet, fig. 14 og 15 modem'er henholdsvis ved overfladen og nede i borehullet, fig. 16 og 17 som et eksempel princippet for programmeringen af overfladestyreapparatet, der arbejder i ordre-svartilstanden (fig. 16) og i den kontinuerte transmissionstilstand (fig. 17), fig. 18 skematisk et fjerntelemetrielement ifølge den foreliggende opfindelse, som danner hovedet i udstyret nede i borehullet, og fig. 19 skematisk et redskab ifølge den foreliggende opfindelse.

Den foreliggende opfindelse muliggør overføring af information over et kabel med stor pålidelighed,og denne dataoverføring muliggør det bedst mulige kompromis mellem en høj aftastningshastighed og et stort antal overførte data. Disse fordele opnås bedst ved at anvende impulskodemodulationsmetoden (PCM),i henhold til denne metode omdannes de analoge signaler til digitale signaler, kodes og aftastes derpå i overensstemmelse med en given følge.

Kommunikationsanlægget ifølge opfindelsen styres af en datamat og anvender impulskodemodulation. Fig. 1 viser skematisk et kommunikationsanlæg ifølge den foreliggende opfindelse. Det indbefatter et overfladeapparat og et apparat nede i borehullet, som er forbundet med hinanden over et elektrisk kabel 2o. Apparatet nede i borehullet omfatter et modem (modulator-demodulator) 22 og et styreapparat 24, der er forbundet med forskellige loggeredskaber 26 over et elektrisk trådnetværk 28, kaldet en samleledning. Overfladeapparatet omfatter i det væsentlige et modem 3o, der er forbundet med et datastyre-,-indsamlings- og -behandlingsanlæg 32. Dette anlæg 32 omfatter et styreapparat 34, der er

6 DK 159742B

forbundet med databehandlings- og/eller -indsamlingsanlæggene 36 over en samleledming 38. Styreapparatet 34 er ''hjernen'' i transmissionsanlægget. Det har forrang for styreapparatet 24 nede i hullet. Det er i virkeligheden en datamat. Styreapparatet 34 er forbundet med periferienheder, såsom kernehukommelser, magnetiske optegningsapparater eller endog skrivertastaturer.

Overfladestyreapparatet sender ordresignaler til de forskellige redskaber, f.eks. for at aktivere eller spærre et givet redskab.

Som allerede angivet anvender kommunikationsanlægget kun digitale signaler. Ordresignaler, som sendes fra styreapparatet, består af to ord, hvoraf det ene ord er dannet af n bit, hvor n er lig med seksten i den beskrevne udførelsesform. Det ene af disse to ord indbefatter enten en "specifik" adresse, som er særegen for et givet redskab, eller en "universal" adresse, som genkendes af alle redskaberne. Den sidstnævnte gør det muligt at sende data til alle redskaberne på samme tid. Ved modtagelse af ordresignalerne svarer redskaberne almindeligvis ved at sende et datasignal til overfladen efter formning ved hjælp af hul-modem1et 22.

Fig. 2 viser skematisk opbygningen af et fuldstændigt ordresignal, som sendes over kablet af overfladeapparatet til redskaberne.

Af instruktionsordene 4o og 42, som leveres af styreapparatet 34, sammensætter overfladeapparatet 3o et fuldstændigt ordresignal ved til de to ord 4o og 42 at addere en fejlkode 44 og et synkroniseringsord 46. Et fuldstændigt ordresignal indbefatter således successive og i serie: et synkroniseringsord 46, der udsendes af overflade-modem' et og består af syv bit, to instruktionsord 4o og 42, der frembringes af overfladestyreapparatet og omfatter seksten bit hver, og en fejlkode 44, som udsendes af overflademodem'et og består af syv bit. I de beskrevne udførelsesformer anvendes kun instruktionsordet 42, idet det andet instruktionsord er til rådighed for anlæggets operatør. Når et ordresignal sendes over kablet 2o, sender overflademodem'et bit med værdien nul på kablet.

Fig. 3 viser skematisk formen af de anvendte kodede signaler. Ordresignalerne, som frembringes af overfladestyreapparatet, kodes i den fom, der er vist ved 48 i fig. 3A. Bittene med værdien et svarer til signaler, der har et givet amplitudeniveau, og bittene med værdien nul til et andet givet amplitudeniveau. Denne kode bliver normalt betegnet NRZL ("non return to zero level"). Anvendelsen af denne kode til transmission på kablet har to ulemper, for det første kræver transmis-

DK 159742 B

sionen af bit ved frekvensen f et kabel med et pasbånd mellem nul og §, og for det andet er synkronisering vanskelig, navnlig når signalet omfatter en følge af bit med den samme værdi (1 eller 0). For at afhjælpe disse vanskeligheder omformer overflademodem'et 3o de NRZL kodede signaler til BØ-M signaler ("bi-phase mark signaler"), som vist ved 5o i fig. 3B. Denne kode er karakteriseret ved en ændring i niveau ved starten og enden af hver bit og ved en ændring i niveau ved midten af hver bit med værdien 1. Ved hjælp af denne kode lettes synkroniseringen af ordresignaler. Hvad angår kabelpasbåndet, der skulle ligge mellem 0 og I for forvrængningsfri transmission af NRZL signalerne med z f 3f frekvensen f, kan det vises, at den skal ligge mellem og for trans mission af BØ-M signaler med frekvensen f. Hver bit i et ordresignal varer 5o mikrosekunder i det beskrevne eksempel. Pasbåndet for NRZL signalerne er således lo kHz, men på grund af niveauændringen i midten af bitten med værdien 1 er grundfrekvensen dobbelt så høj, nemlig 2o kHz. Transmissionen af ordresignalerne fra overfladen til redskaberne finder således sted uden en bærebølge og ved 2o kbit (pasbånd mellem lo og 3o kHz). Det skal bemærkes, at for at undgå transmission af stejle forflanker (rektangulære signaler) på kablet kan signalerne filtreres ved udgangen af overflademodem'et 3o for således at udglatte formen af signalerne.

Ordresignalerne, som udsendes over kablet, når således modem*e 22 nede i hullet. Dette modem opfylder flere funktioner. Det skal først og fremmest tilbagestille frekvensen af en oscillator nede i hullet til basis for ordresignaler, som udgøres af BØ-M meddelelsen, der udsendes af overfladeapparatet. På grund af de meget strenge omgivelsesbetingelser inden i borehuller, navnlig den høje temperatur og det høje tryk, kan drift af den nominelle frekvens af oscillatoren nede i hullet forekomme i forhold til den nominelle frekvens af overfladeoscillatoren. Frekvensslavedrift er således nødvendig ved modem'et nede i hullet. I dette øjemed indeholder modem'et nede i hullet et slaveorgan, der f.eks kan være af den art, der i praksis er kendt som en spændingsstyreoscillator (VCO).

Modem'et nede i hullet skal altså angive, om bittene, som den modtager, er af værdien 1 eller værdien 0. Signalerne, som når modem'et nede i hullet, er deformeret både i amplitude og bredde. Modem'et nede i hullet former signalerne for at få rektangulære signaler og genkalibrerer bredden af signalerne, dvs. deres varighed. Modem'et nede i hullet detekterer også synkroniseringsordet (46 i fig. 2) i ordresignalet og kontrollerer gyldigheden af det overførte ordresignal ved hjælp af en fejlkode (44 i fig. 2). Synkroniseringsordet 46 og fejlkoden 44 over føres ikke til styreapparatet 24 nede i hullet, idet kun instruktions-

3 DK 159742 B

ordene overføres. Før overføringen demodulerer modem'et nede i hullet de BØ-M kodede signaler (fig. 3B) til ækvivalente NRZL kodede signaler (fig. 3A) .

Instruktionsordene overføres fra styreapparatet 24 nede i hullet til redskaberne 26 over samleledningen 28. Som allerede angivet kan adressen, som fås i instruktionsordene, være enten specifik for et af redskaberne eller "universal". I det første tilfælde drejer det sig om en særlig instruktion, som gives til et redskab. Dette er hvad der sker, når resultaterne af målingerne, som udføres ved hjælp af et givet redskab, føres til overfladen: en ordre gives til redskabet, så at det leverer dataene, det har lagret i en hukommelse (skifteregister), hvormed det er udstyret.

Fig. 4 viser skematisk opbygningen af instruktionsordet 42 (fig. 2), når der er tale om en specifik adresse. De syv bit 9-15 anvendes til den kodede adresse for et redskab. Der er således mulighed 7 for at kode 2 forskellige adresser. Følgelig er det muligt at anvende 7 2 eller 128 forskellige redskaber. Dette antal af redskaber er tydeligvis meget stort og viser klart transmissionsanlæggets muligheder. Bitten i position 8 er en aktiveringsbit, som antager værdien 1, når redskabet svarende til adressen tillades at sende data. Når denne aktiveringsbit har værdien 0, foregår alt som om redskabet ikke eksisterede. Denne mulighed er fordelagtig, navnlig til udkobling af et givet redskab uden at forhindre datatransmission ved hjælp af de andre redskaber. Bitten i position 7 er en tilbagestillingsbit. Bitten i position 6, kaldet den "sidste redskabs"-bit, er en bit, som anvendes til at indikere overfor det betragtede redskab, at det skal sende et retursignal til styreapparatet nede i hullet, når det har afsluttet afsendelsen af sin meddelelse. Bittene i position 0 til 3 anvendes til at angive overfor redskabet antallet af ord, det skal sende. Dette antal ord kan variere fra nul til femten, da der anvendes fire bit. Bittene i position 4 og 5 er enten til rådighed for operatøren eller anvendes til at forøge antallet af ord, som redskabet skal besvare. Hvis bitten i position 4 anvendes, er det maksimale antal ord, som redskabet skal besvare, 31, og hvis bitten i position 5 også anvendes, er det maksimale antal ord 73.

Når et ordresignal, som indeholder en "universal"-adresse, sendes på kablet, bliver denne universal-adresse genkendt af alle redskaberne. Et ordresignal med en universal-adresse bringer så at sige alle redskaberne i en stilling, hvor de er modtagelige for en efterfølgende ordre. Denne ordre sendes af en specifik ordremeddelelse, som følger efter universal-adressemeddelelsen. Den sidstnævnte anvendes til at vælge en arbejdstilstand for kommunikationsanlægget. Kun instruktions

9 DK 159742B

ordet 42 anvendes. Det andet instruktionsord 4o anvendes ikke og er ikke til rådighed for operatøren modsat en specifik adresseordre.

Fig. 5 viser opbygningen af et universal-adresseinstruktions-ord. Bittene i positionerne 9-15 anvendes til at betegne universaladressen, dvs. adressen, som genkendes af alle redskaberne. I eksemplet i fig. 5 har denne universal-adresse værdien 176 i oktalkode. Bitten i position 8 er en tilbagestillingsbit. Bittene i position 6 og 7 er aktiveringsbit. Når de begge har værdien 1, bliver alle redskaberne aktiveret samtidigt, og når bitten i position 6 har værdien 0 og bitten i position 7 værdien 1, bliver alle redskaberne spærret samtidigt.

Dette anvendes i tilfælde af fejl for at detektere det defekte redskab. Først bliver alle redskaberne spærret samtidig og derpå aktiveret et for et for at kontrollere dem separat. Bittene i positionerne 0 til 3 anvendes ikke. Bittene i position 4 og 5 anvendes til at bestemme ar-bejdstilstanden af kommunikationsanlægget eller den valgte dataudvekslingsmåde mellem overfladen og hullet.

Datatransmissionsanlægget ifølge den foreliggende opfindelse muliggør i virkeligheden flere arbejdsmåder og to datatransmissionsmåder, kaldet "halv-duplex"- og "fuld-duplex"-måderne. Ifølge "ordresvar "-arbejdsmåden sender overfladestyreapparatet en ordremeddelelse til et givet redskab og venter på svaret fra dette redskab, før det sender den efterfølgende ordremeddelelse. Denne tilstand vælges, når bittene i position 4 og 5 har værdien 0,og når bitten i position 8 har værdien 1. På den anden side bliver dataene, som kommer fra redskaberne, i henhold til den "fritlØbende"-tilstand sendt kontinuerligt til overfladen. Den fritløbende tilstand vælges ved at give bittene i position 4 og 5 værdien 1. En tredie arbejdstilstand, den "pseudo fritløbende "-tilstand, kan anvendes. Denne arbejdstilstand er karakteristisk ved, at alle redskaberne i det samme netværk sender en meddelelse hver 16,6 millisekunder (idet trigning sker fra en 6o Hz strømforsyningsspænding) og standser derpå. Denne tilstand vælges ved at give bitten i position 4 værdien O og bitten i position 5 værdien 1. Når bitten i position 4 har værdien 1 og bitten i position 5 værdien 0, kan ordre sendes fra overfladen, men der leveres ikke noget svar af redskaberne.

Dataene kan overføres i halv-duplex eller fuld-duplex. Redskabsstyreledningen og datareturledningen er separate. I halv-duplex transmission optræder der ikke data samtidigt på ledningerne. Ved fuld-duplex derimod kan dataene sendes samtidigt i begge retninger nedad og opad. Ændringen i transmissionstilstand fra halv-duplex til fuld-duplex og omvendt sker simpelthen ved at ændre programmeringen af overfladestyreapparatet, idet materialedelen af overfladeapparatet og apparatet nede i hullet ikke kræver nogen modifikation.

l0 DK 159742 B

I almindelighed anvendes "ordre-svar"-arbejdstilstanden med halv-duplex transmissionstilstanden. Det er imidlertid muligt at anvende "ordre-svar"-tilstanden med en £uld-fuplex tilstand. I dette tilfælde kan overfladestyreapparatet sende en anden ordremeddelelse, medens redskabet svarer på den første meddelelse. Det kan vises, at denne ar-bejdstilstand muliggør fuld anvendelse af kapaciteten af den opadvenden-de kanal i redskaberne mod overfladen, når antallet af data, der skal overføres til overfladen, er højere end antallet af ordresignaler til redskaberne (hvilket almindeligvis er tilfældet).

Når et specifikt adresseordresignal er blevet overført af styreapparatet nede i hullet til redskaberne,og et af disse redskaber har genkendt sin adresse, returnerer dette redskab til styreapparatet nede i hullet et "håndtryks"-signal. Hvis styreapparatet ikke modtager dette håndtrykssignal, konkluderer det, at redskabet har fungeret fejlagtigt, og at det ikke har modtaget ordresignalet. Når der er tale om en universal-ordre, er der ikke noget håndtrykssignal, idet det antages, at denne universal-ordre er blevet genkendt af alle redskaberne.

I stedet for at anvende et håndtrykssignal er det også muligt at forbinde et fejlkodedetekteringskredsløb med hvert redskab.

Idet det antages, at ordresignalet har nået et redskab eller alle redskaberne, bliver et datasignal derpå sendt til overfladen. For at opnå dette anmoder styreapparatet i hullet modem'et i hullet om at frembringe en synkroniseringskode. Derpå bliver et ord, kaldet "statusordet", sendt fra styreapparatet nede i hullet, og endelig modtager redskaberne ordren til at udsende deres data. Dette er vist skematisk i fig. 6, hvor der er vist opbygningen af en meddelelse, som af apparatet nede i hullet sendes til overfladen. Synkroniseringsordet 52 har seksten bit i stedet for syv for den nedadgående ordremeddelelse. Dette skyldes, at der kan være mere information i en enkelt meddelelse, der skal overføres til overfladen end ned i hullet, og at jo flere bit, der anvendes til genkendelse af en synkroniseringskode, desto mindre vil risikoen for forkert synkronisering være. Statusordet 54 skal behandles detaljeret i fig. 7. Derpå vil følge dataene fra redskaberne. Disse data er repræsenteret i form af ord 56 fra 1 til n, hvor n er lig med et maksimum på 61 i det beskrevne eksempel. Hvert ord er dannet af seksten bit.

I ordre-svar-tilstanden kommer dataene i en meddelelse fra et enkelt redskab. I den fritløbende tilstand derimod har meddelelsen en række dataord, som kommer fra den successive udspørgning af redskaberne.

Hvert redskab sender et givet antal ord, og alle ordene, som sendes fra redskaberne, danner ordene 1 til n. Som eksempel kan redskabet nr. 1 således sende tre ord, redskab nr. 2 kan sende et ord, redskab nr. 3 kan sende fem ord osv.

Χ X

Endelig sendes en fejlkode 58. Denne fejlkode består af seksten bit, hvoraf femten anvendes til den rigtigt betegnede kode og en til at angive den korrekte eller fejlbehæftede funktion af redskabet. Hvis denne bit har værdien 1, betyder det, at redskabet har sendt et retursignal ved slutningen af sin meddelelse,ellers har denne bit værdien 0.

Fig. 7 viser skematisk statusordet 54 i fig. 6. Dette ord frembringes af styreapparatet nede i hullet, når et svar sendes af apparatet nede i hullet. Bitten i position O antager værdien 1, hvis et eller flere ordresignaler er blevet modtaget fejlagtigt. Bitten i position 1 angiver, om ordresignalniveauet var højere eller lavere end en given amplitudetærskel. Bitten i position 2 angiver, om et eller flere redskaber ikke har genkendt deres adresse, og følgelig om håndtrykssignalet ikke er blevet sendt. Bitten i position 3 antager værdien 1, hvis meddelelsen har været korrekt modtaget. Bittene i position 4 og 5 anvendes til at genkopiere den anvendte arbejdstilstand, f.eks. ordre-svar eller fritløbende. Bitten i position 6 anvendes til at angive, at en universal-ordre er blevet modtaget. Længden af meddelelsen, som udsendes af apparatet nede i hullet, angives af bittene i position 7-12. De følgende bit i position 13 og 14 anvendes ikke. Bitten i position 15 er betegnende for den korrekte eller fejlbehæftede funktion af anlægget, idet den angiver, at en fejl er blevet påvist af mindst en af bittene i position 0,1 og 2. Operatøren bliver således umiddelbart informeret om den korrekte eller fejlbehæftede funktion af anlægget ved at betragte status af bitten i position 15.

Forbindelse af redskaber til udstyr nede i borehullet.

Fig. 8 viser skematisk den måde, hvorpå redskaberne forbindes til samleledningen. I denne figur er kun to redskaber blevet vist skematisk, men i virkeligheden kan et meget større antal redskaber tilsluttes. I fig. 8 bemærkes det, at hvert redskab 6o er blevet vist skematisk ved tre forskellige dele, nemlig en del 62 er selve redskabet, der f.eks. kan være en trykdetektor eller en radioaktivitetsdetektor eller en akustisk transducer, en del 64, der er specifik for hvert redskab, f.eks. det elektroniske kredsløb i forbindelse med følere, og en universal grænseflade 66, der er forbundet med samleledningen 28. Denne grænseflade, der er ens uanset den anvendte redskabstype, gør det muligt at forbinde et hvilket som helst redskab med samleledningen i den udstrækning, hvor dataene, som afgives af redskabet, er i digital form. Man opnår således standardisering af forbindelsen af redskaberne i udstyret nede i hullet.

Signalerne, som afgives af selve redskabet, er almindeligvis 12 DK 15974213 i digital form, hvorimod grænsefladen kun behandler signaler i digital form* Det er således nødvendigt, at der findes en analog-digital omsætter i hver specifik del 64 af redskabet eller ved indgangen til hver gr asn sef lade.

Selve redskabet 62 er forbundet med den specifikke del 64 ved hjælp af en forbindelse 63. Universal-grænsefladen 66 er forbundet direkte med redskabet 62 ved hjælp af en forbindelse 61 og muliggør således direkte overføring af data, når passagen af den specifikke del 64 ikke er nødvendig. Disse forbindelser 61 og 63 anvendes til at overvåge eller styre selve redskabet, f.eks. anvendes de til at styre åbningen af skoen eller skoene på redskabet, når dette er udstyret med sko, eller til tilførsel af en elektrisk strøm. Informationen, som udsendes af redskabet i form af data, føres fra redskabet 62 til den specifikke del 64 af forbindelsen 65. Disse data vedrører almindeligvis målingerne af den eller de fysiske størrelser, som udføres af redskabet 62. De kan imidlertid også vedrøre selve redskabet, f.eks. dets form. Det der kan være tale om er f.eks. den åbne eller lukkede form af redskabets sko.

Dataene, som udsendes af redskabet 62, føres fra den specifikke del 64 til universal-grænsefladen 66 af forbindelsen 67. I den specifikke del 64 gennemgår datasignalerne passende elektronisk behandling, såsom forstærkning, formning osv. Denne behandling er af sædvanlig art i kendte loggesonder og kræver derfor ikke yderligere detaljer. Endvidere bliver informationssignalerne i analog form omdannet til digital form af en sædvanlig analog-digital omsætter. Tilbagestillingen af redskabet 62 opnås ved hjælp af et tilbagestillingssignal R (som udsendes fra kredsløbet 13o i fig. 12 som forklaret senere), og som føres fra universal-grænsefladen 66 til den specifikke del 64 af forbindelsen 69. Denne forbindelse, der i virkeligheden består af flere tråde, kan således anvendes til transmission af signaler, såsom "ekko", B5 og B4, DWDT, DWCK, tale, aktivering, meddelelseslængde 148 og status 152 af tæller 134. Alle disse signaler er forklaret detaljeret nedenfor ved beskrivelsen under henvisning til fig. 12 vedrørende grænsefladen.

Styreapparatet 24 nede i hullet er forbundet på samme måde som redskaberne med samleledningen 28. Fra transmissionssynspunktet betragtes styreapparatet i virkeligheden som et redskab. Styreapparatet har således en universal-grænseflade 66 og en styreapparatdel 68. Styreapparatet står i forbindelse med redskaberne over samleledningen 28. Universal-grænsefladerne og styreapparatet 68 skal forklares detaljeret senere.

Samleledningen 28 består af fem elektriske tråde. Enden 7o af J.J . . _ samleledningen er tilpasset den karakteristiske impedans for netværket ved hjælp af modstande 72, der er forbundet med jord. Apparatet nede i hullet skal have små dimensioner, og af denne grund anvendes kun fem tråde til samleledningen. Den første tråd 74 fører ordresignalerne DD (ned-data) og de nedadgående taktimpulser D. takt (DC) ved 2o kHz. Signalerne med det foranstående bogstav D føres fra overfladeapparatet ned til apparatet i hullet, og signalerne med det foranstående bogstav U føres fra apparatet nede i hullet til overfladeapparatet. Det vil bemærkes, at ordresignalerne og taktimpulserne overføres af den samme tråd. Den anden tråd 76 er forbeholdt håndtrykssignaler, som udsendes af universalgrænsefladerne 66, når de har genkendt deres adresser. Den tredie tråd 78 anvendes til data, som sendes opad, betegnet U.data (UD), som udsendes fra redskaberne.

Dataene, som skal sendes fra apparatet i hullet til overfladeapparatet, er almindeligvis langt mere talrige end ordresignalerne, som sendes fra overfladen ned i hullet. Med andre ord er dataene, der skal sendes opad, langt mere talrige end dem, der skal sendes nedad. Datatransmissionsfrekvensen skal således være højere for overføring af data opad. Denne frekvens er 4o eller 8o kHz, idet den sidstnævnte frekvens i det væsentlige svarer til den øverste grænse for signaltransmission på kablet uden forvrængning. 8o- eller 4o kHz taktimpulserne leveres af en oscillator, som indgår i modem'et nede i hullet. Denne oscillator kan være uafhængig af eller koblet til 2o kHz oscillatoren beliggende på overfladen. Når en redskabstastningscyklus er forbi, sendes en "retur"-impuls på den femte tråd 82 i samleledningen for at informere styreapparatet nede i hullet. I den fritløbende tilstand er redskabet, som sender dette "retur"-signal, det redskab, der er beliggende sidst i netværket af redskaberne, der skal sende data.

Det sidste redskab i netværket er det, der har modtaget et ordreord, hvis bit på position 6 (se fig. 4) har værdien 1.

I den fritløbende tilstand bliver impulserne UC sendt sekventielt fra et redskab til et andet. Disse taktimpulser er på en måde tastsignaler. I sin grænseflade har hvert redskab en hukommelse, hvori data lagres. Impulserne UC gør det muligt at overføre indholdet fra disse hukommelser til overfladeapparatet med en taktimpuls, der trigger overføringen af en informationsbit. Kapaciteterne af disse hukommelser, som i virkeligheden er skifteregistre, er lille og tillader kun lagring af et lille antal ord pr. redskab. En fuldstændig tastningscyklus som udføres ved overføring af datene fra redskaberne på kablet, svarer til en følge af n ord hver på seksten bit (fig. 6). Når dataene fra det sidste redskab er blevet overført fog dermed ved enden af en tastningscyklus sender det sidste redskab "retur"-signalet til styreappara-

DK 159742 B

tet. Dette signal gør det muligt at fylde hukommelserne i redskaberne med nye data, og at føre impulserne UC til indgangen på det første redskab, således at anlægget er parat til den næste tastningscyklus.

I overensstemmelse med ordre-svar-driftstilstanden sendes et specifikt ordresignal til et givet redskab. Indholdet af hukommelsen i dette redskab overføres derpå over kablet til styreapparatet. Når indholdet af hukommelsen er blevet fuldstændigt overført, udsender redskabet et "retur"-signal til styreapparatet. Hukommelsen kan derpå modtage nye data. For at sende mere information op fra det samme redskab eller fra et andet redskab skal overfladestyreapparatet igen sende et specifikt ordresignal.

Fom og synkronisering af signaler.

Fig. 9 viser kodningen og dekodningen af datasignaler (ordresignaler) og taktsignaler, som sendes fra overfladeapparatet til appa-ratet nede i hullet. Det er allerede blevet angivet under henvisning til fig. 3, at signalerne, som leveres af overflademodem'et til modem*et nede i hullet, er de BØ-M kodede signaler 5o. Disse signaler indbefatter datasignaler og taktsignaler. Modem*et nede i hullet gendanner i separat form datasignalerne og taktsignalerne angivet i fig. 9 henholdsvis ved D.takt (DC) og D.data (DD). Disse to typer af signaler sendes til styreapparatet nede i hullet, som omfomer dem igen til et enkelt signal betegnet D.signal (DS), der udsendes på tråden 74 i sam-leledningen, som forbinder redskaberne med styreapparatet nede i hullet. Formålet med denne kombination af to signaler er at spare en tråd i samleledningen. Kombinationen adlyder følgende regler: hvis DD = 1, og hvis DC = 1, er DS = +1. Hvis DC = 0, er DS = 0. Hvis DD = 0, og hvis DC = 1, er DS = -1. Signalet DS kan således antage tre niveauer +1, 0 og -1, som angivet i fig. 9. Grænsefladerne genfremstiller ud fra signalet DS taktsignalerne og datasignalerne. Signalet DS kan have gennemgået betydelig forvrængning, og det kan, når det når grænsefladerne, have en lignende form som den, der er vist i fig. 9 ved "filtreret D.signal". Grænsefladerne har to tærskler +½ og -½ til at filtrere DS. På denne måde bliver data- og taktsignalerne gendannet som vist i fig. 9 ved "gendannet D.data" og "gendannet D.takt". Det vil bemærkes, at fraværet af taktsignaler er sammenfaldende med fraværet af dataord.

Et ordresignal har et maksimum på to ord hvert på seksten bit.

Den maksimale længde af et "gendannet D.data"-signal er således 32 bit og følgelig 32 "gendannet D,takt"-impulser. Når grænsefladerne modtager en meddelelse, tæller de 32 taktimpulser, og ved afslutningen overfører de et "vagthund"-signal, som vist i fig. 9. Dette er en slags selvdetektering af meddelelsesafslutning. Det modtagne ord vil blive kendt gyldigt, hvis det indeholder 32 bit, ellers tælles det ikke af grænsefladen.

15

Synkroniseringen af signaler,' som modtages af apparatet nede i hullet, er angivet i fig. lo. Det er allerede blevet nævnt, at ordresignalerne, der er BØ-M kodet for overføring på kablet mellem overfla-deapparatet og apparatet nede i hullet, dekodes af modem1et nede i hullet for at gendanne takt- og datasignalerne vist i fig. lo ved MD.takt (MDC) og MD.data (MDD), hvor MD betyder modem nede i hullet.

Når modem1et nede i hullet har genkendt synkroniseringsordet i et ordresignal (nr. 46 i fig. 2), afgiver det et "meddelelses"-signal svarende til en logisk tilstand 1 i en periode på 32 taktimpulser (længden af to ordreord på hver seksten bit). Forflanken af "meddelelses"-signalet, betegnet 9o i fig. lo,svarer til afslutningen af synkroniseringskode-detekteringen, dog fremrykket en kvart taktperiode. Enden 92 af meddelelsessignalet er også forsinket en kvart taktperiode.

Modem'et nede i hullet undersøger gyldigheden af det modtagne ordresignal ved at analysere fejlkoden 44 (fig. 2). Hvis modem'et de-tekterer en fejl, afgiver det et "fejl"-signal 94. Disse meddelelses-og fejlsignaler sendes til styreapparatet nede i hullet, som kun tillader passage af MDC signalerne, hvis meddelelsessignalet er i en logisk tilstand 1, og hvis fejlsignalet er i en logisk tilstand 0. Signalet DC 96 fås således i selve styreapparatet nede i hullet. På lignende måde frembringes signalerne DD 98 i styreapparatet nede i hullet, hvis "meddelelses"-signalet er i en logisk tilstand 1, og hvis "fejl"-signa-let er i en logisk tilstand 0.

Fig. 11 viser synkroniseringen af de forskellige signaler til datatransmission fra apparatet nede i hullet til overfladeapparatet.

4o eller 8o kHz taktimpulser til aftastning af redskaberne afgives af modem'et nede i hullet og er i fig. 11 vist ved MU.takt (MUC), hvor MU betyder modem'et oppe. Dialogen mellem modem'et nede i hullet og styreapparatet nede i hullet finder sted ved hjælp af "løbe"- og "parat til at sende"-signaler, som er vist henholdsvis ved loo og lo2 i fig. 11. "Parat til at sende"-signalet sendes til styreapparatet nede i hullet af modem'et nede i hullet, når dette er parat til at sende dataene til overfladen. "Løbe"-signalet sendes af styreapparatet nede i hullet til modem'et nede i hullet, når styreapparatet har data, der skal sendes til overfladen. I ordre-svar-arbejdstilstanden bringes "løbe"-signalet i en logisk tilstand 0 ved enden af hver meddelelse, som sendes til overfladen. I den fritløbende tilstand bringes "løbe"-signalet i en logisk tilstand 1 af "retur"-signalet. Modem'et nede i hullet informeres om, at data skal sendes til overfladen ved modtagelsen af "løbe"-signalet = 1. I dette tilfælde frembringer modem'et nede i hullet synkroniseringskoden (52 i fig. 6) og sender derpå til styreapparatet nede i hullet "parat til at sende"-signalet lo2. Taktimpulser-

16 DK 159742 B

ne UC lo4 sendes derpå af styreapparatet til redskaberne for datatastning. Disse impulser UC, som afgives af styreapparatet nede i hullet, er ingen andre end signalerne MUC, som afgives af modem'et nede i hullet, når "løbe"-signalet er i en logisk tilstand 1, og "parat til at sende"-signalet er i en logisk tilstand 1.

Redskaberne, som aftastes af taktimpulserne, sender derpå deres data på samleledningen. Disse data når modem'et gennem styreapparatet nede i hullet. De er repræsenteret ved signalet MUD lo6 i fig. 11) . Det bemærkes, at dataene fra redskaberne aftastes af bagflankerne af taktimpulserne lo4. Når meddelelsen er afsluttet, afgives ''retur"-signalet lo8. Styreapparatet nede i hullet frembringer derpå "retur sta-tus"-signalet llo, når det modtager "retur"-signalet lo8.

Overføring af signaler på kabel.

Overfladeapparatet er forbundet med apparatet nede i hullet ved hjælp af et sædvanligt flertrådet kabel (syv elektriske tråde danner selve kablet i den beskrevne udførelsesform). Den elektriske forsyningsstrøm for udstyret nede i hullet overføres af ledere i kablet, som er forskellige fra dem, der anvendes til overføring af information. Det er imidlertid umiddelbart tænkeligt, at den elektriske forsyningsstrøm kan overføres af de samme tråde,som anvendes til information. I dette tilfælde skal et filter anvendes på indgangen til modem'et nede i hullet. Dette kabel anvendes normalt til de fleste loggeoperationer.

Med henvisning til fig. 3 blev det nævnt, at ordresignalerne 48, som afgives af overfladestyreapparatet, er NRZL kodede. Overflademodem 'et omformer disse signaler 48 til BØ-M kodede signaler 5o (fig. 3A og 3B). Signalerne 5o sendes over kablet fra overflademodem'et til modem'et nede i hullet.

Modulationen, som anvendes til overføring af datasignalerne fra redskaberne til overfladen, er en fasemodulation af en kendt type, kaldet PSK. Det skal bemærkes, at BØ-M modulation, som anvendes til ordresignalerne, ikke benytter en bærebølge til forskel fra PSK systemet, der anvendes for datasignalerne fra redskaberne. Fig. 3A viser et NRZL kodet signal, fig. 3C det samme signal NRZM kodet (112) og fig. 3D det samme signal PSK kodet (114) . I henhold til NRZM koden ("non return to zero mark") ses der bort fra niveauet af signalet, fordi 1 bittene er repræsenteret ved en niveauændring i den ene eller den anden retning (forøgelse eller formindskelse af niveauet), og 0 bittene er repræsenteret ved fravær af niveauændring. De PSK kodede signaler (fig. 3D) er i virkeligheden signaler, som fås ved hjælp af en bærebølge (8o kHz) moduleret med de NRZM kodede signaler i overensstemmelse med to faser for en 4o kHz modulation eller fire faser JL / .... --- for en 80 kHz modulation. For et givet pasbånd gør PSK modulation det muligt at overføre den maksimale datamængde.

Datasignalerne, som udsendes af redskaberne, er NRZL kodede (fig. 3A). Disse signaler bliver PSK kodede ved hjælp af modem'et nede i hullet, før de udsendes på kablet til overflademodem'et. Det sidstnævnte omdanner derpå de PSK kodede signaler til NRZL kodede signaler.

Un i ve r s al -gr ænse f1ade.

Fig. 12 viser skematisk en universal-grænseflade betegnet med 66 i fig. 8. Denne grænseflade har et kredsløb 12o med tærskler +½ og -½. Dette kredsløb omformer signalet DS til et signal DC og til et signal DD (se fig. 9). Disse to signaler føres til indgangen på et adressegenkendelseskredsløb 122, der kan være et sædvanligt dekodningskredsløb. Dette kredsløb leverer et signal på indgangen 124 på et adresseret kredsløb 126, når adressen for grænsefladen er blevet genkendt af kredsløbet 122, og et signal på indgangen 128 på et universalkredsløb 13o, når en universal adresse er blevet genkendt af grænsefladen. Kredsløbet 122 leverer også håndtrykssignalet. Det adresserede kredsløb 126 lagrer signalet DD, som tilføres dets indgang 132, når en specifik adresse er indeholdt i signalet DS, og universalkredsløbet 13o lagrer signalet DD, når en universal adresse er indeholdt i signalet DS. Universal-adressen og den specifikke adresse for grænsefladen og følgelig adressen for redskabet er valgt ved ledningsforbindelse af * adressegenkendelseskredsløbet. Det adresserede kredsløb 126 og universalkredsløbet 13o, som udgør hukommelsesdelen af grænsefladen, kan f.eks. være serie-parallel bufferregistre.

Indholdet af en ned-tæller 134 er bragt på en værdi svarende til længden af meddelelsen, der skal sendes til overfladen (bit på positioner 0 til 5 i fig. 4). For at opnå dette føres den logiske tilstand af bittene i positionerne 0 til 5 til indgangene 15o på tælleren 134. Disse logiske tilstande føres til tælleren, dvs. længden af meddelelsen tages i betragtning, når svar-kredsløbet 138 sender et signal til indgangen 135 på tælleren. Denne tæller modtager taktimpulserne UC på sin indgang 133. Når dens indhold når nul, sender den et signal til indgangen 136 på svar-kredsløbet 138, så at dette kredsløb leverer "retur"-signa1et.

Som angivet i fig. 8 og 12 kan grænsefladerne modtage eller sende et "retur"-signal. I virkeligheden bliver "retur"-signalet sendt over en grænseflade ved afslutningen af dens meddelelse, dvs. når indholdet af tælleren 134 er nul. Dette signal modtages på den ene side af styreapparatet, som informerer modem'et nede i hullet, så at dette afslutter sin meddelelse ved at sende fejlordet (58 i fig. 6) og på den

DK 159742 B

18 anden side af de andre grænseflader, så"at disse grænseflader ikke sender data på samleledningen, så længe grænsefladen, som sender, ikke har afsluttet sin udsendelse. Dette opnås ved i svar-kredsløbet 138 ikke at tillade overføring af data fra terminalen UD (indgang) til terminalen UD (udgang), med mindre "retur"-signalet er blevet modtaget på "retur"-terminalen på kredsløbet 138. For imidlertid at forhindre standsningen af driften af fjerntelemetrianlægget, når grænsefladen, som har sendt data, ikke sender "retur"-signalet (i tilfælde af f.eks. grænsefladefejl), sender styreapparatet et "retur"-signal ved enden af den tid, som svarer til den maksimale længde af meddelelsen, der skal udsendes. Denne længde bestemmes af bittene 7 til 12 (fig. 7) i ordet af tilstandene, som frembringes af styreapparatet nede i hullet.

Et "ekko"-register 14o er et skifteregister, som gør det muligt til overfladeudstyret at sende instruktionsordet 42 (fig. 2) af seksten bit, når et signal optræder på "ekko"-udgangen på det adresserede kredsløb 126, som i fig. 4 svarer til en logisk tilstand af alle bittene 0 til 3, eller 0 til 4, eller 0 til 5, som angiver længden af meddelelsen. "Ekko"-registret modtager taktimpulserne UC på sin indgang 141. Returneringen til overfladen opnås ved at tilføre dette seksten bit ord i parallel til de seksten indgange 142 på registret 14o, når et ekkosignal, som kommer fra kredsløbet 126, føres til dets indgang 144. Seksten bit ordet indeholdt i registret 14o bliver derpå gendannet i serieform på udgangen 146 af registret 14o og ført til svar-kredsløbet 138, som sender det til overfladen over sin terminal UD (udgang). Ekkoregistret 14o anvendes til at kontrollere korrekt funktion af kommunikationsanlægget ved at efterprøve overensstemmelsen af instruktionsordet, som udsendes af overfladeapparatet, med instruktionsordet, som modtages (ekkoet) af overfladeapparatet. Svar-kredsløbet 138, som udfører multiplexing af dataene, der udsendes af redskaberne, kan bestå af et sædvanligt multiplexkredsløb i forbindelse med et logisk kredsløb, der kontrollerer udsendelsen af disse data til samleledningen.

Udgangssignalet DWDT fra det adresserede kredsløb 126 gør det muligt at indføre dataene indeholdt i adressekredsløbet 126 i et serieparallel skifteregister (ikke vist) for midlertidigt at lagre det andet instruktionsord 4o (fig. 2), som er forblevet til rådighed for operatøren. Udgangen DWCK på det adresserede kredsløb 126 leverer taktimpulserne DWCK, som gør det muligt at styre lagringen af instruktionsordet 4o i det nævnte skifteregister. Formen og synkroniseringen af impulserne DWCK er vist i fig. 9. Når operatøren ikke anvender instruktionsordet 4o, er dette skifteregister ikke nødvendigt, ellers skal det tilføjes.

iy

DK 159742 B

Et tilbagestillingssignal R afgives af universal-kredsløbet 13o til den specifikke del 64 af redskabet ved hjælp af forbindelsen 69 (fig. 8), dels når kommunikationsanlægget startes, og dels når bitten på plads 8 i ordreordet 42 (fig. 5) har værdien 1. Dette tilbagestillingssignal kan f.eks. anvendes til at tilbagestille det ovennævnte yderligere register, der om nødvendigt anvendes af operatøren til lagring af det andet instruktionsord 4o.

Et aktiveringssignal optræder på aktiveringsudgangen, når grænsefladen tillades at udsende data. Aktiveringssignalet føres til svar-kredsløbet 138. Dette signal afgives af et aktiveringskredsløb 129, som på sine to indgange modtager signalerne aktiver 1 og aktiver 2. Signalet aktiver 1 udsendes af det adresserede kredsløb 126, når bitten 8 i et specifikt instruktionsord er i den logiske tilstand 1 (fig. 4). Aktiver 2 signalet afgives af universalkredsløbet 13o, når bittene 6 og 7 i en universalordre er i den logiske tilstand 1 samtidigt (fig. 5). Et "tale"-signal afgives af svar-kredsløbet 138, når grænsefladen udsender data.

Datebittene, som afgives af den specifikke del af redskabet, føres til indgangen UD (ind) på svar-kredsløbet 138 og afgives uden modifikation af svar-kredsløbet, men styret af dets logiske kredsløb til udgangen UD (ud).

Arbejdsmåden for anlægget angivet ved bittene i position 4 og 5 i en universalordre (fig. 5),fritløbende eller ordre-svar-tilstand kommunikeres af universal-kredsløbet 13o til svar-kredsløbet 138 over forbindelsen 139.

Når en specifik adresseordre når grænsefladen, og følgelig når data forefindes i det adresserede kredsløb 126, modtager svar-kredsløbet et signal fra adresserede kredsløb 126 over forbindelsen 137.

På udgangene B4 og B5 på det adresserede kredsløb 126 optræder bittene i rækkerne 4 og 5 i instruktionsordet i fig. 4. Udgangene B4 og B5 er forbundet henholdsvis med indgangene b4 og b5, hvis bittene i rækkerne 4 og 5 anvendes til at forøge længden af meddelelsen, som udsendes af apparatet nede i hullet (se fig. 4). Bittene i rækkerne 0 til 5 i ordresignalet, vist i fig. 4, optræder på udgangene 148 på det adresserede kredsløb 126 og føres til indgangene 15o på nedtælleren 134 for at forudindstille den til længden af meddelelsen, der skal udsendes af grænsefladen. Indholdet af tælleren 134 optræder på dens udgange 152. Når disse udgange alle er i en logisk tilstand 0, optræder der et signal på indgangen 136 på svar-kredsløbet for at angive afslutningen af meddelelsen ("retur"-signal").

På udgangen på grænsefladen 66 (fig. 8 og 12) optræder der mange signaler på forbindelsestrådene 69. Disse signaler er til radighec

DK 159742 B

for operatøren, fordi de undertiden kan anvendes til andre formål end deres specifikke formål. Eksempelvis kan de logiske tilstande af udgangene B4 og B5 på adressekredsløbet anvendes til andre formål end angivelse af en forlængelse af længden af meddelelsen, når en forlængelse ikke er nødvendig. De logiske tilstande, som optræder på terminalerne 148 og 152 og angiver henholdsvis længden af meddelelsen, der skal udsendes, og indholdet af tælleren 134> kan f.eks. anvendes til udvælgelse af hukommelsen i overensstemmelse med dens kapacitet i den specifikke del 64, når denne specifikke del rent faktisk har en eller flere hukommelser. Et aktiver-signal (bittene på positionerne 6 og 7 i et instruktionsord med en universal-adresse, fig. 5, og bitten i position 8 i et instruktionsord med en specifik adresse, fig. 4, som anvendes navnlig til detektering af et fejlbehæftet redskab og eventuelt dets frakobling, kan anvendes f.eks. til at aktivere en omskifter, som gør det muligt at indkoble en komponent eller et ekstra kredsløb i stedet for det fejlbehæftede. De forudgående eksempler viser udnyttelsesfleksibiliteten og de mange muligheder ved apparatet nede i hullet.

Styreapparatet nede i hullet.

Fig. 13 viser skematisk en udførelsesform for styreapparatet nede i hullet. Modem'et nede i hullet modtager ordresignaler fra overfladen og sender dem til styreapparatet nede i hullet i form af signalet MDD og signalet MDC. Disse to signaler MDD og MDC føres til de to indgange på et serie-parallel register 16o. Dette register modtager også "meddelelses"-signalet (se fig. lo) og leverer på sin udgang 162 takt- og datasignalerne, som føres til et adressegenkendelseskredsløb 164, som kan være et sædvanligt dekodningskredsløb. Når adressen indeholdt i datasignalet er en universal adresse, føres et aktiveringssignal til indgangen 165 på en universal-hukommelse 166. Signalet MDD bliver derpå lagret i denne universal-datahukommelse 166. Ligeledes når adressen, som er blevet genkendt af kredsløbet 164, er den specifikke adresse for styreapparatet, føres et aktiveringssignal til indgangen 167 på en hukommelse 168, kaldet "styreapparat-adressehukommelsen", så at signalet MDD lagres i styreapparatadressehukommelsen 168. Signalet, som er lagret i universal-hukommelsen 166, anvendes navnlig til at udvælge typen af dialog, som anvendes af kommunikationsanlægget (bit 4 og 5 i instruktionsordet, fig. 5), f.eks. ordre-svar, fritløbende eller pseudo fritløbende. Indholdet af hukommelsen 166 føres til indgangen 169 på et svarprogramkredsløb 17o, som styrer dialogen mellem modem'et nede i hullet og styreapparatet nede i hullet. For at opnå dette modtager kredsløbet 17o signalerne MUC, "meddelelse" og "parat til at sende". Signalet MUC omdannes til et signal UC, som allerede forklaret un-

21 DK 159742 B

der henvisning til fig. 11. Kredsløbet-17o leverer "løbe"- og "returstatus "-signalerne til modem'et nede i hullet og taktimpulserne UC til multiplexkredsløbet 178 til tælleren 18o og til statusregistret 176. Taktimpulserne UC' fås fra taktimpulserne MUC, når taktimpulserne MUC er i koincidens med signalerne "løbe" og "parat til at sende". Taktimpulser anvendes til tælleren 18of tilstandsregistret 174 og multiplexkredsløbet 178. Grunden til at frembringe en forskel mellem taktimpulser UC og UC' er, at når tilstandsregistret sender statusordet, tillades grænsefladerne ikke at udsende data fra redskaberne (kun taktimpulser UC anvendes til at udsende disse data).

Svarprogramkredsløbet 17o modtager også på sin udgang 172 et aktiveringssignal, som udsendes af tilstandsdetekteringskredsløbet 174, der kontrollerer den korrekte funktion af anlægget og angiver eventuelle fejl såvel som "retur"-,"returstatus"- og "håndtryks"-signalerne. Tilstandsdetekteringskredsløbet 174 modtager på sin indgang "meddelelses"-, "retur"-,"håndtryk"-,"signalniveau"-,"transmissions"- og "universalinstruktions "-signalerne. Det modtager også "løbe"-signalet. Anvendelsen af disse signaler er allerede blevet beskrevet. Det er navnlig blevet angivet, at meddelelsen, som udsendes af apparatet nede i hullet (fig. 6), har et statusord (fig. 7). Status (gyldighed eller ikke) af de forskellige signaler, som modtages af tilstandsdetekteringskredsløbet 174 optegnes i statusregistret 176, der kan være et parallel-seriere-gister, som fødes af tilstandsdetekteringskredsløbet 174. Dette register leverer et statussignal til et multiplexkredsløb 178, der også modtager signalerne UD, som udsendes af grænsefladerne for redskaberne. Adressehukommelsen 168 leverer til en tæller 18o den maksimale længde af meddelelsen, der skal sendes til overfladen. Et kombinationskredsløb 182 leverer tre-niveausignalet DS (fig. 9), som frembringes ved at kombinere signalerne MDD og MDC, som leveres af modem'et nede i hullet. Signalet DS afgives kun, hvis "meddelelses"-signalet er i en logisk tilstand 1 på indgangen 184 af kombinationskredsløbet 182, og hvis tilstandsdetekteringskredsløbet 174 leverer et aktiveringssignal til indgangen 186 på kombinationskredsløbet 182.

Virkemåden af styreapparatet nede i hullet vist i fig. 13 vil forstås under henvisning til fig. 7,9,lo og 11. Tilstandsdetekteringskredsløbet 174 frembringer bittene på positionerne 0,1,2,3,6 og 15 i statusordet (fig. 7), som føres til indgangen på statusregistret 176, der sender dem til indgangen 188 på multiplexkredsløbet 178 i synkronisme med taktimpulserne UC'. Svarprogramkredsløbet 17o leverer impulserne UC til grænsefladerne for redskaberne fra impulserne MUC, hvis "løbe"- og "parat til at sende"-signalerne forefindes samtidigt (se fig. 11). Når apparatet nede i hullet ønsker at sende en meddelelse

22 DK 159742 B

til overfladen, sender svarprogramkredsløbet 17o "løbe"-signalet til modem'et nede i hullet for at angive, at styreapparatet har en meddelelse at sende. I dette tilfælde sender modem'et nede i hullet først synkroniseringsordet 52 (se fig. 6) til overfladen og sender derpå "parat til at sende"-signalet til svarprogramkredsløbet 17o. Styreapparatet ved så, at modem'et er parat til at sende dataene. Det aktiverer derpå multiplexkredsløbet 178, statusordet (54 i fig. 6 og 7) sendes først til modem'et nede i hullet, og derpå sender svarprogramkredsløbet 17o impulserne UC til de forskellige grænseflader for redskaberne for således at aftaste dataene. Signalet UD optræder derpå på indgangen til multiplexkredsløbet 178, som sender signalet MUD til modem'et nede i hullet (fig. 11). Når tælleren 18o, som tæller ved hastigheden af impulserne UC' fra en værdi svarende til den maksimale længde af meddelelsen, der skal udsendes (afgivet af styreapparathukommelsen 168), når værdien nul, sender den et signal til indgangen 19o på svarprogramkredsløbet 17o. Dette signal eller "retur"-signalet, som sendes af grænsefladerne til tilstandsdetekteringskredsløbet 174 og føres til indgangen 172 på svarprogramkredsløbet, standser derpå multiplexkredsløbet 178, som afbryder udsendelsen af data. Resultatet er, at "løbe"-signalet går fra den logiske tilstand 1 til den logiske tilstand 0, og at modem'et nede i hullet bringer "parat til at sende"-signalet til at gå fra den logiske tilstand 1 til den logiske tilstand O. Når tilstandsdetekteringskredsløbet 174 ikke detekterer håndtrykssignalet, medens en meddelelse, som kommer fra overfladen, er blevet genkendt, sender det et signal til indgangen 172 på svarprogramkredsløbet 17o, der aktiverer multiplexkredsløbet 178, så at dette kun overfører en forkortet meddelelse, dvs. en meddelelse, der kun består af synkroniseringsordet, statusordet og fejlkoden, idet dataordene ikke sendes, kun i ordre-svar-tiistanden.

Styreapparatet nede i hullet kan med fordel omfatte en mikroprocessor i forbindelse med en hukommelse. Mikroprocessoren kan f.eks. være anbragt ved indgangen til styreapparatet nede i hullet, dvs. mellem modem'et nede i hullet og styreapparatet. Mikroprocessoren kan anvendes til forskellige opgaver. Ordresignalerne, som kommer fra overfladen, kan lagres i hukommelsen i forbindelse med mikroprocessoren. Denne overfører derpå ordrerne til styreapparatet i overensstemmelse med tilgængeligheden af styreapparatet. Denne virkemåde er særlig interessant, navnlig når anlægget arbejder i ordre-svar-tilstanden, og når ordresignalerne er længere end datasignalerne. Da frekvensen af taktimpulserne (8o kHz), som aftaster redskabet, er højere end den, der anvendes til ordresignalerne (2o kHz), er der tidsintervaller, hvori apparatet nede i hullet ikke sender data. På grund af mikroprocessoren

23 Ul\ lb?/4ZD

og dens tilknyttede hukommelse kan ordrerne adresseres til styreappa-ratet nede i hullet så snart som muligt. I den fritløbende tilstand bliver tidspunktet for svar fra et redskab bestemt af dets position i svarkæden. Ved hjælp af en mikroprocessor kan rækkefølgen af redskabernes svar være uafhængig af deres respektive position i kæden og kan let bestemmes ved hjælp af programmel. Endvidere kan mikroprocessoren forbehandle redskabsdata for således at reducere antallet af data, der skal sendes til overfladen.

Overflademodem og modem nede i hullet.

UdføreIsesformer for overflademodem'et og modem'et nede i hullet er vist henholdsvis i fig. 14 og 15. Hvert modem kan opdeles i en opadrettet kanal og en nedadrettet kanal. Den nedadrettede kanal indbefatter kredsløbene i modem'et til at føre data fra overfladeappa-ratet til apparatet nede i hullet, og den opadrettede kanal indbefatter kredsløbene i modem'et til at føre dataene fra apparatet nede i hullet til overfladeapparatet.

Nedadrettet kanal i overfiademodem (fig. 14).

Overflademodem'et modtager på sin nedadrettede kanal ordresignalerne, som udsendes af overfladestyreapparatet. Dataene i ordresignalet, dvs. ordene 4o og 42 hver af seksten bit som vist i fig. 2, leveres successive i parallel form til seksten indgange 2oo i overflademodem'et. Det første og andet ord lagres henholdsvis i registrene 2o4 og 2o2 på seksten bit hver. Det første ord, som lagres i registret 2o4, kan anvendes frit af operatøren, hvorimod det andet ord, som lagres i registret 2o2, indeholder en adresse, der kan være enten specifik eller universal. Denne adresse kan også være adressen for selve overflademodem'et, når ordresignalet er bestemt for det.

Adressen, som er indeholdt i ordresignalet, dekodes ved hjælp af adressedekodningskredsløbet 2o6. Dette er forbundet med et logisk styrekredsløb 2o8, der tyder signalet, som dekodes af kredsløbet 2o6. Hvis den dekodede adresse er adressen for overflademodem'et, leverer det logiske styrekredsløb 2o8 et aktiveringssignal til indgangen 21o på en programhukommelse 212, hvilket signal muliggør lagring i hukommelsen 212 af de to dataord, der er indeholdt i registrene 2o2 og 2o4, og som føres til indgangene 214 og 216 på hukommelsen 212.. Når adressen, som dekodes ved hjælp af adressedekodekredsløbet 2o6, er adressen for et eller flere redskaber, skal dataene indeholdt i de to registre 2o2 og 2o4 overføres til apparatet nede i hullet. Meddelelsen, som udsendes på kablet af overflademodem'et, er BØ-M kodet (fig. 3B), og denne udsendelse finder sted ved en frekvens på 2o kHz ved hjælp af impul-

24 DK 159742B

ser, som afgives af en taktgiver 218. Opbygningen af meddelelsen, der skal frembringes, er vist i fig. 2. Et sekvenskredsløb 22o og et ELLER-kredsløb 226 muliggør, at modem'et først sender synkroniseringsordet (46 i fig. 2), derpå de to instruktionsord (4o og 42 i fig. 2) og endelig en fejlkode (44 i fig. 2). Det logiske styrekredsløb 2o8 sender et transmissionsstartsignal til indgangen 222 på sekvenskredsløbet 22o. Dette aktiverer derpå synkroniseringsordgeneratoren 224, der over ELLER-kredsløbet 226 sender et synkroniseringsord til indgangen 228 på et kodningskredsløb 23o. Dette kodningskredsløb omformer NRZL kodede signaler til BØ-M kodede signaler. Synkroniseringsordet udsendes derpå i BØ-M kode på kablet over en forstærker 232. Endelig bliver indholdet af registrene 2o2 og 2o4, dvs. de to instruktionsord, ført til indgan^ gen på en parallel-serieomsætter 234, der omformer de to instruktionsord til et seriesignal af 32 bit. Dette signal føres til indgangen 228 på kodningskredsløbet 23o. De to BØ-M kodede ord udsendes på kablet over forstærkeren 232. Endelig udsendes fejlkoden af et fejlkodekredsløb 236. Denne fejlkode udsendes på kablet i BØ-M kode over forstærkeren 232.

Det logiske styrekredsløb 2o8 sender et "transmissions"-signal, når overflademodem'et er i færd med at sende data. I dette tilfæle informeres overfladestyreapparatet om, at det ikke skal sende flere data. Et "slut af meddelelse"-signal sendes til det logiske styrekredsløb 2o8 af overfladestyreapparatet. Et "bærebølge ud"-signal kan sendes af overfladestyreapparatet til det logiske styrekredsløb 2o8 for at afbryde taktimpulserne 218, hvilket er ækvivalent med at afbryde signalet, som udsendes på kablet af overflademodem'et. I dette øjemed føres et signal til indgangen 238 på sekvenskredsløbet 22o. Et "transmissions-afbrydelses"-signal kan af styreapparatet føres til det logiske styre-kredsløb 2o8 for at forhindre udsendelsen af noget signal på kablet.

Et "status"-signal afgives af det logiske styrekredsløb 2o8 til overfladestyreapparatet og angiver, om udsendelsen har fundet sted korrekt, eller tilvejebringer en sådan information om, hvorvidt den udsendte signalamplitude er større eller mindre end en tidligere fastlagt tærskel.

Nedadrettet kanal i modem nede' i hullet (fig. 15) .

Signalerne, som udsendes på udgangen 24o (fig. 14) på den ned-adrettede kanal i overflademodem'et, føres over transmissionskablet til indgangen 242 på den nedadrettede kanal i modem'et nede i hullet. De BØ-M kodede signaler bliver først demoduleret af en demodulator 244, som omdanner dem til NRZL kodede signaler. Denne demodulator gendanner ordresignalerne på sin udgang 246 og taktsignalerne MDC på sin udgang

25 DK 159742 B

248. Ordresignalerne går først gennem et synkroniseringskodedetekteringskredsløb 25o, der muliggør detektering af starten af meddelelsen. Dataene bliver derpå lagret midlertidigt i en 32 bit hukommelse 252. Denne hukommelse 252 tidsstyret af impulserne MDC leverer signalet MDD på sin udgang. Fejlkoden det sidst udsendte ord i meddelelsen analyseres ved hjælp af en fejldetektor 254. Denne detektor angiver overfor et tilstandsdetekteringskredsløb 256 tilstedeværelsen eller fraværet af en fejl. Ligeledes angiver synkroniseringsdetekteringskredsløbet 25o overfor tilstandsdetekteringskredsløbet 256, om synkroniseringskoden er korrekt. Demodulatoren 244 angiver også overfor tilstandsdetekteringskredsløbet 256, om amplituden af det modtagne signal er over eller under en vis tærskel. Tilstandsdetekteringskredsløbet 256 leverer derpå til styreapparatet nede i hullet "signalniveauog "trans-missions"-signalerne. Et logisk styrekredsløb 258 afgiver "meddelelses signalet under hele udsendelsen af de 32 bit til styreapparatet, hvis en synkroniseringskode er blevet detekteret. En oscillator 264 leverer 8o kHz taktimpulser til styreapparatet nede i hullet. Disse impulser kan være i synkronisme med impulserne MDC, som afgives af overflade-modem' et i kraft af organer repræsenteret ved en punkteret linie 266. Det skal bemærkes, at denne synkronisering ikke er nødvendig.

Opadrettet kanal i modem nede i hullet (fig. 15).

Opbygningen af en datameddelelse, som udsendes af apparatet nede i hullet, indbefatter et synkroniseringsord, et statusord, n dataord og en fejlkode. Denne meddelelse er PSK moduleret (fig. 3D) ved 4o eller 8o kHz.

Når styreapparatet nede i hullet har data, der skal sendes til overfladen, sender det "løbe"-signalet til et logisk styrekredsløb 268 i modem'et nede i hullet. Dette kredsløb 268, der drives af 8o kHz taktimpulserne, sikrer dannelsen af meddelelsen, der skal sendes på kablet til overfladen. Kredsløbet aktiverer først en synkroniseringsordgenerator 27o, der sender et synkroniseringsord til indgangen 272 på en ELLER-kreds 274. Dette synkroniseringsord bliver derpå PSK moduleret af en modulator 276 for at udsendes på kablet efter forstærkning i en forstærker 278.

Efter dette synkroniseringsord skal status- og dataordene sen des. Det logiske styrekredsløb 268 sender derpå "parat til at sende"-signalet til styreapparatet nede i hullet, som sender signalet MUD tilbage. Dette signal sendes direkte til PSK modulatoren 286 over ELLER-kredsløbet 274 og derpå til kablet over forstærkeren 278. Signalet MUD føres også til indgangen 28o på en fejlkodegenerator 282, der over sin indgang 284 er forbundet med det logiske styrekredsløb 268. Fejlkoden 26

DK 159742 B

kan være en paritetskode, som afhænger af værdien af bittene, der danner signalet MUD. Fejlkodegeneratoren 282 leverer fejlkoden, som efter PSK modulation i 276 og forstærkning i 278 udsendes på kablet. Når styreåpparatet nede i hullet har afsluttet udsendelsen af sine data, ændrer den tilstanden af "løbe"-signalet, idet det går fra den logiske tilstand 1 til den logiske tilstand 0. Modem'et er således til rådighed for udsendelse af flere data.

Et "bærebølge ud"-signal kan føres til indgangen 286 på PSK modulatoren 276 for således at afbryde bærebølgen i signalet, der sendes til overfladen. Dette signal afgives af overfladestyreapparatet til det logiske styrekredsløb 2o8 (fig. 14) og sendes til redskaberne som en særlig bit i den nedadgående meddelelse.

"Returstatus"-signalet (llo i fig. 11), som anvendes til at angive, at "retur"-signalet er blevet korrekt udsendt af det sidste redskab, er i virkeligheden den første bit i fejlkodeordet. Dets indføring i meddelelsen styres af det logiske styrekredsløb 268 over en OG-port 288 og ELLER-porten 274.

Et 8o-4o kHz skiftesignal kan føres til indgangen 29o i PSK modulatoren 276. Dette signal gør det muligt at sende meddelelsen ved en frekvens af 4o kbit eller 8o kbit.

Opadrettet kanal i overflademodem (fig. 14).

Datasignalerne, som sendes fra apparatet nede i hullet til overfladeapparatet, når overflademodem'et på indgangen 3oo på en PSK demodulator 3o2. Signalerne demoduleres for at omformes på udgangen af demodulatoren 3o2 til NRZL kodede signaler. Disse signaler føres til indgangen på en synkroniseringsdetektor 3o4, der detekterer synkroniseringsordet, det første ord i meddelelsen (fig. 6). Dataordene, som følger efter synkroniseringsordet, omdannes til parallelle 16 bit ord ved hjælp af en serie-parallelomsætter 3o6 og lagres derpå i et register 3o8. De seksten udgange på dette register 3o8 er forbundet i parallel med de seksten indgange 3o9 på overfladestyreapparatet. Dette er vist i fig. 14 ved datasignalet.

Fejlkoden analyseres ved hjælp af detektoren 31o, der er forbundet med indgangen 316 på et statusregister 314,overfor hvilket den indikerer tilstedeværelsen eller fraværet af en fejl i meddelelsen. Indgangen 318 på dette register modtager også et signal fra PSK demodulatoren 3o2, som repræsenterer amplituden af det modtagne signal.

Hvis denne amplitude er for lav, indikeres dette overfor statusregistret 314. På indgangen 322 af statusregistret 314 såvel som på indgangen 32o af synkroniseringsorddetektoren tilfører programhukommelsen 214 et signal, som angiver den valgte transmissionsmåde, f.eks. den fritlø-

27 DK 159742 B

bende eller ordre-svarmåden. Synkroniseringsorddetektoren 3o4 fører et signal til indgangen 312 på statusregistret 314 såvel som til indgangen 324 på et logisk styrekredsløb 326, hvilket signal angiver, om synkroniseringen er korrekt eller ikke. Det logiske styrekredsløb 326 leverer på sin udgang 328 et signal, som informerer overfladestyreappa-ratet om, at data forefindes. Dette logiske kredsløb 326 leverer også "start af meddelelse"- og "slut af meddelelse"-signalerne svarende til det første og det sidste ord i meddelelsen. Statusregistret 314 leverer til styreapparatet forskellige "status"-signaler, som repræsenterer god eller dårlig transmission af meddelelsen, f.eks. amplituden af det modtagne signal, tilstanden af de forskellige synkroniseringsniveauer, transmissionsfejl osv.

Programhukommelsen 212 leverer til indgangen 33o på synkroniseringsorddetektoren 3o4 et signal, som angiver længden af meddelelserne, som modem'et skal modtage.

Det er allerede blevet nævnt, at programhukommelsen 212 til indgangen 32o på synkroniseringsorddetektoren 3o4 leverer et signal, der er karakteristisk for den valgte transmissionsmåde. Det der er tale om er i virkeligheden styring på en passende måde af åbningen af en port, som tillader eller ikke tillader passage af data, der kommer fra kablet. I ordre-svartilstanden åbner detektoren 3o4 denne port, så snart den har detekteret et synkroniseringsord og holder denne port åben under hele længden af meddelelsen, der skal modtages (indikeret af programhukommelsen 212 på indgangen 33o). Når meddelelsen er blevet modtaget, åbner detektoren 3o4 kun denne port igen, hvis den har detekteret det næste synkroniseringsord. På den anden side kontrollerer synkroniseringsorddetektoren 3o4 i den fritløbende driftsmåde efter modtagelse af den første cyklus (bestemmelsen af denne finder sted på samme måde som ved ordre-svararbejdsmåden) tilstedeværelsen af et synkroniseringsord uden fejl med ens tidsintervaller (længde af meddelelse) og holder porten åben for at tillade passagen af dataene. Hvis synkroniseringsordet ikke detekteres, lukkes porten indtil den næste genkendelse.

Overfladestyreapparat (fig. 1, 16 og 17).

Overfladestyreapparatet 34 (fig. 1) leverer til overflade-modem' et 3o ordresignalerne, der skal sendes til redskaberne, og modtager returdataene, som udsendes af redskaberne. To udførelsesformer er mulige. I begge tilfælde består styreapparatet af programmerbare organer, såsom en datamat.

I henhold til en første udførelsesform vist skematisk i fig.

1 er styreapparatet over en samleledning 38 forbundet med dataindsam-

DK 159742 B

28 lings- og behandlingsenheder, der hver svarer til et givet redskab. Opbygningen af en enhed kan være specifik for redskabet, som den hører til. Den kan navnlig indbefatte en mikrodatamat til behandling af data, som den modtager fra sit redskab. Periferiudstyr, såsom skrivere eller magnetiske eller optiske optegningsapparater, kan forbindes med de forskellige behandlingsenheder 36 over samleledningen 38. Forbindelsen af denne samleledning med behandlingsenhederne 36, periferiudstyr og styreapparatet 38 såvel som opbygningen af denne samleledning kan være i overensstemmelse med indholdet af fransk patentansøgning nr. 76.39529 af 3o. december 1976 med benævnelsen "Method and Apparatus for the Transmission of Data in Digital Form". På grundlag af det foregående vil det let ses, at styreapparatet 34 er intet andet end en lille datamat eller mikrodatamat, som er i stand til i en hukommelse at lagre listen af ordrer, der skal sendes til redskaberne, og sende dem til overflademodem'et i overensstemmelse med en given rækkefølge eller hastighed og også er i stand til at modtage data fra redskaberne og fordele dem til behandlingsenhederne 36 eller direkte til periferiudstyret.

I henhold til en anden udførelsesform (ikke vist) er styreapparatet 34 en større datamat end den forannævnte, fordi den selv kan udføre alle databehandlingsoperationerne. De individuelle behandlingsenheder 36 er således erstattet af en enkelt enhed. Systemet 32 (fig.

1) til dataindsamling og til at sende ordresignaler kan være udført svarende til det, der er beskrevet i fransk patentskrift nr. 2.188.o44 indleveret den 3. maj 1973 med benævnelsen "Automated System for the Exploration of Boreholes and Logging Data Acquisition and Processing Methods". Dette system indbefatter navnlig en datamat, som modtager loggedata over en grænseflade og er forbundet med periferiudstyr, såsom hukommelser, optegningsapparater osv.

Som et eksempel viser fig. 16 og 17 programmeringsprincippet for overfladestyreapparatet, der arbejder i ordre-svartilstanden (fig. 16) og i den fritløbende tilstand (fig. 17).

Styreapparatet begynder med at tilbagestille anlægget og i sin hukommelse indføre listen af ordresignaler, der skal sendes til redskaberne (blok 35o). Derpå føres den første ordre i listen til udgangen på styreapparatet, idet et ydre signal afventes. Dette signal kan f.eks. leveres af et sædvanligt loggeapparat, der afgiver et dybdesignal, når sonden har dækket et givet dybdeinterval i borehullet. Det ydre signal kan også være karakteristisk for et givet tidsinterval. Når et dybde- eller tidsinterval optræder, føres den første ordre til ind- ganene 2oo på den nedadrettede kanal i overflademodem'et. Derpå afventer kommunikationsanlægget, at apparatet nede i hullet svarer på ordre-

29 DK 159742 B

signalet ved at sende et datasignal til· overfladeapparatet. Når dette datasignal har nået overflademodem'et, afgiver dette over sit logiske styrekredsløb 326 (fig. 14) "slut af meddelelse"-signalet for at angive afslutningen af signalet overfor styreapparatet. Dataene bliver derpå lagret i datamaten (blok 352) . Gyldigheden af de modtagne data (blok 354) bliver derpå undersøgt af styreapparatet. I dette øjemed bliver statusregistret 314 (fig. 14) i overflademodem'et konsulteret. Hvis den modtagne meddelelse er gyldig, overføres dataene (blok 356) til de forskellige behandlingsenheder 36 (fig. 1). Hvis den modtagne meddelelse ikke er gyldig, sendes ordresignalet igen til apparatet nede i hullet ved ordregentagelse. Derpå bliver listen af ordrer, som er lagret i blokken 35o,skandet for at bestemme, om alle ordrerne er blevet sendt (blok 358). Hvis styreapparatet har nået enden af listen, lagres en ny liste af ordrer i blokken 35o, og den første ordre i denne nye liste optræder på udgangen af styreapparatet. Hvis listen på den anden side ikke er afsluttet, kaldes den næste ordre (blok 36o) for at sendes til apparatet nede i hullet.

Fig. 17 viser skematisk som et eksempel operationerne, der udføres af overfladestyreapparatet,når kommunikationsanlægget arbejder i den fritløbende tilstand. Styreapparatet begynder med at tilbagestille kommunikationsanlægget og sende et universal-ordresignal for således at bringe anlægget i den fritløbende tilstand (blok 362). Apparatet nede i hullet sender derpå data til overfladen og afgiver et "slut af meddelelse"-signal ved afslutningen af hver redskabsdataaftastnings-cyklus. Dataene bliver derpå indført i en hukommelse i datamaten (blok 364). Denne hukommelse kan indeholde et givet antal dataord, som danner en datablok. Blokken bliver derpå analyseret af styreapparatet for at bestemme, om den er komplet (blok 366). Hvis den ikke er det, bliver nye data indført i hukommelsen. Når blokken er komplet, bliver de modtagne data analyseret og sendt til de forskellige behandlingsenheder svarende til redskaberne, og adresserne i hukommelsen i styreapparatet, som modtager dataene, bliver tilbagestillet (blok 368). Gyldigheden af den første meddelelse indeholdt i hukommelsen i datamaten bliver analyseret (blok 37o). Hvis denne meddelelse ikke er gyldig, bliver den slettet. Denne sletning bemærkes for at afbryde redskabet eller redskaberne, hvis de fortsætter med at sende fejlbehæftede meddelelser. Hvis den modtagne meddelelse er gyldig, bliver dataene sendt (blok 372) til behandlingsenhederne 36, som de er bestemt for. Ved enden af blokken (henvisning 374) bliver dataene behandlet og optegnet (blok 376), og programmet er forbi. Hvis det ikke er enden af blokken, kaldes den følgende meddelelse (blok 378). Denne meddelelse bliver ligesom den første meddelelse analyseret med hensyn til sin gyldighed (blok 37o),

30 DK 159742 B

og dataene sendes til behandlingsenhederne/ som de er bestemt for (blok 372) .

Fig. 18 viser et fjerntelemetrielement i henhold til den foreliggende opfindelse. Dette fjerntelemetrielement er fastgjort ved enden af kablet 2o, som forbinder apparatet nede i hullet med overfladeappa-ratet og udgør den øverste ende af apparatet nede i hullet. Dette fjerntelemetrielement har et hus 6oo med langstrakt form, fortrinsvis cylindrisk som vist i fig. 18, og bestående af et trykmodstandsdygtigt materiale, som f.eks. stål. Det er kendt,at trykket, som hersker inden i borehuller, kan være meget højt. Det er således nødvendigt at udføre huset af et materiale, der er i stand til at modstå dette tryk.

To skiver 6o2 og 6o4 lukker de to ender af huset 6oo. Elektriske forbindelser, som danner forbindelsesled, går gennem disse skiver, der danner sokler.

Skiven 6o2 er forsynet med stikbensforbindelsesorganer 6o6, medens skiven 6o4 har udsparinger 6o8, der danner bøsningsforbindelsesorganer. Enden af kablet 2o er fastgjort til et kabelhoved 61o omfattende en sokkel 612, der er forsynet med udsparinger 614, som danner bøsningsforbindelsesorganer, der kan forbindes med stikbensforbindelsesorganerne 6o6. De elektriske tråde i kablet 2o er elektrisk forbundet med visse bøsningsforbindelsesorganer 614, idet antallet af forbindelsesorganer 614 er lig med eller større end antallet af elektriske tråde i kablet. Hovedet 61o har et indvendigt gevind 616, således at hovedet kan skrues på enden af huset 6oo, der har et gevind 618 på den ydre overflade af denne ende af huset. Den elektriske forbindelse og den mekaniske forbindelse af huset 6oo med kablet opnås således henholdsvis ved hjælp af forbindelsesorganerne 6o6 og 614 og af gevindene 616 og 618. Inden i huset er fastgjort en modulator-demodulator (modem) 22, et styreapparat 68 og en grænseflade 66. Disse elementer er i enhver henseende identiske med dem, der allerede er beskrevet under henvisning til de foregående figurer og er således forsynet med de samme henvisningsbetegnelser. Modem*et 22 er forbundet med kablet 2o over elektriske tråde 62o,622,624 og 626. Styreapparatet 68 er forbundet med modem'et 22 ved hjælp af den elektriske forbindelse 628, der er dannet af flere ledende tråde. Huset har også en samleledning bestående af fem ledende tråde betegnet med 74 til 82. Grænsefladen 66 og styreapparatet 68 er forbundet i parallel med denne samleledning. Elektriske signaler kan således gå fra den ene til den anden over denne samleledning. Enderne af forbindelsestrådene i samleledningen, som ikke er forbundet med styreapparatet 68, er elektrisk forbundet med udsparinger hørende til et sæt udsparinger 6o8, som danner bøsningsforbindelsesorganerne i en elektrisk forbindelsessokkel. Inden i huset er der også et elektrisk

DK 159742 B

strømforsyningskredsløb 63o, der er forbundet med de elektriske strømforsyningstråde i kablet 2o ved hjælp af forbindelser 632 og 634. Elektriske tråde 636 og 638 anvendes til den elektriske strømforsyning af modem'et 22, styreapparatet 68 og dets grænseflade 66. Disse tråde er også hver forbundet med et bøsningsforbindelsesorgan 6o8 i skiven 6o4, som danner en elektrisk sokkel. Den ydre overflade af enden 6o9 af huset 6oo er forsynet med en fordybning 64o og afsluttet med en krave 642. I denne fordybning 64o er anbragt en ring 644, der frit kan dreje rundt i fordybningen 64o. Denne ring er forsynet med en skulder, som rager udenfor kraven 642. Den er endvidere afsluttet med et indvendigt gevind 646. Disse elementer danner mekaniske organer,ved hjælp af hvilke det er muligt at forbinde fjerntelemetrielementet med et redskab til undersøgelse af formationer, som et borehul går igennem, og navnlig med redskabet vist i fig. 19.

Fig. 19 viser skematisk et redskab til undersøgelse af jordformationer, som et borehul går igennem. Dette redskab er af modultypen, dvs. at det for det første kan forbindes direkte med enden af kabelhovedet 6lo eller endnu bedre med enden 6o4 af fjernmåleelementet vist i fig. 18, og for det andet kan flere redskaber af forskellig art, men med samme form som redskabet ifølge den foreliggende opfindelse vist i fig. 19 forbindes endevis uden forudgående tilpasning. I dette tilfælde danner disse redskaber og fjernmåleelementet i fig. 18 et komplet borehulsapparat. Redskabet indbefatter hovedsageligt et hus 65o med langstrakt form, fortrinsvis cylindrisk, som vist i fig. 19. Det er fremstillet af et trykmodstandsdygtigt materiale, såsom stål eller titan. Dets ende 652 er lukket med en sokkel 654, der er udstyret med stikbensforbindelsesorganer 656. Dets anden ende 658 er lukket med en sokkel 66o, der er forsynet med bøsningsforbindelsesorganer 662. Den ydre overflade af huset 65o er ved enden 658 afsluttet med en fordybning 664 og en krave 666. En ring 668 kan frit dreje rundt i fordybningen 664, således at gevind 67o kan skrues på enden af et andet redskab, som er forbundet med det viste redskab. Den ydre overflade af huset er ved enden 652 afsluttet med et gevind 672. Gevindene 672 og 67o er fortrinsvis af komplementær form, så at de kan skrues på hinanden, hvis de ikke tilhører det samme redskab. Ved at udføre de forskellige typer af loggeredskaber med samme form som redskabet ifølge den foreliggende opfindelse kan redskaberne på denne måde forbindes endevis. Inden i huset er der en samleledning bestående af flere ledere, fem tråde i det viste eksempel, betegnet fra 74 til 82. Hver af disse ledende tråde er på den ene side forbundet med et forbindelsesorgan i enden 652 af huset og på den anden side med et forbindelsesorgan i enden 658 af huset. Dette indbefatter også selve redskabet 62, dvs. føleren. I det i fig. 19 32 viste eksempel er redskabet indrettet· til at detektere den naturlige gammastråling, som udsendes af formationerne, som borehullet går igennem. Føleren består da af en fotomultiplikator 674, som på sædvanlig måde er forbundet med en scintillator 676. Selve føleren er forbundet med en specifik del 64, der har kredsløb, som er specifikke for føleren i redskabet, f.eks. et kredsløb til formning af signalerne, som afgives af fotomultiplikatoren, et forstærkningskredsløb, et differentiationskredsløb osv.

Overføringen af elektriske signaler mellem føleren 62 og den specifikke del 64 tilvejebringes ved hjælp af forbindelserne 63 og 65. Den specifikke del 64 er forbundet med en grænseflade 66 ved hjælp af forbindelserne 67 og 69. Denne grænseflade har også en direkte kobling til føleren 62. Samleledningen, den specifikke del af føleren og universalgrænsefladen er i enhver henseende i overensstemmelse med dem, der er beskrevet tidligere og er derfor angivet ved de samme henvisningsbetegnelser. Grænsefladen 66, der er identisk med grænsefladen i fjerntelemetrielementet, er forbundet i parallel med samleledningen. Huset indeholder også et strømforsyningskredsløb 676, der er forbundet med elektriske strømforsyningstråde 678 og 68o for tilførsel og returnering af elektrisk strøm. Disse to strømforsyningsledninger er hver forbundet med et stikbensforbindelsesorgan 656 i soklen 654 og med et bøsningsforbindelsesorgan 662 i soklen 66o. Forbindelserne 682 og 684 tilvejebringer koblingen mellem strømforsyningskredsløbet 675 og grænsefladen, den specifikke del og føleren. Et strømforsyningskredsløb er i virkeligheden i almindelighed nødvendigt, fordi strømforsyningsspændingen, som findes på de to strømforsyningstråde 678 og 68o, ikke altid er egnet til korrekt drift af føleren af den specifikke del og af grænsefladen.

Et sådant arrangement i form af en samleledning for de elektriske strømforsyningsledninger kan også anvendes til det tidligere beskrevne fjerntelemetrielement vist i fig. 18. De elektriske forbindelser af forbindelsesorganerne ved de to ender af redskaberne i overensstemmelse med det foran angivne og af fjerntelemetrielementet tilvejebringes således, at når redskaberne anbringes ende mod ende med det første redskab forbundet med enden af fjerntelemetrielementet, danner samleledningerne for de forskellige redskaber og fjerntelemetriele-mentet en enkelt samleledning. Det samme gælder for de elektriske strømsamleledninger, der danner en enkelt strømforsyningssamleledning. Der fås således et borehulsapparat af modulform, hvor hver modul består af et redskab og af et fjerntelemetrielement, hvor en hvilken som helst redskabstype kan forbindes med et andet redskab og i en hvilken som helst rækkefølge.

Claims (4)

33 DK 159742 B PATENTKRAV.

1. Borehulsundersøgelsesanlæg, som har et overfladeapparat, der indeholder en computer, et borehulsapparat og et kabel, der forbinder disse apparater, hvor overf1adeapparatet er forsynet med et overflademodem og borehulsapparatet med et borehulsmodem, hvilke modemer er udformet til udveksling af informationer over kablet, hvor borehulsapparatet består af et telemetri apparat, der indeholder borehulsmodemet, og af flere med telemetriapparatet forbundne undersøgelsesapparater (26), og hvor hvert undersøgelsesapparat er udformet til frembringelse af et eller flere signaler, som er repræsentative for en eller flere undersøgelsesparametre, kendetegnet ved, at alle undersøgelsesapparater (26) i parallelkobling er forbundet med telemetriapparatet ved hjælp af en fælles multipel ledning (28;74-82), hvor hvert undersøgelsesapparat (26) og telemetriapparatet har et identisk grænsefladekredsløb (26), hvormed de er sluttet til multi pell edni ngen (28;74-82), og hvor telemetriapparatet indeholder et borehulsstyreapparat (24;68) til den tilsigtede styring af undersøgelsesapparaterne (26).

2. Borehulsundersøgelsesanlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at multipelledningen (28;74-82) er sammensat af fem ledere (74-82).

3. Borehulsundersøgelsesanlæg ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at borehulsstyreapparatet (24;68) er styret af overfladecomputeren (32).

4. Borehulsundersøgelsesanlæg ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, kendetegnet ved, at hvert grænsefladekredsløb (66) omfatter: et adressegenkendelseskredsløb (122), der er egnet til at genkende en specifik adresse for et bestemt grænsefladekredsløb (66) henholdsvis en universel adresse for alle grænsefladekredsløb (66), et adresserbart med adressegenkendelseskredsløbet (122) forbundet lager (126) til lagring af fra overfladecomputeren (32) overførte adresser, og et svarskiftekredsløb (138), som er forbundet med lageret (126) til overføring af data til multi pelledningen (28;74-82).