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MX337328B

Down-hole intelligent communication system based on the real-time characterisation of the attenuation of signals in a coaxial cable used as a transmission medium.

Abstract

The invention comprises real-time down-hole intelligent communication based on the characterisation of signal attenuation caused by a coaxial cable used as a communication medium and by frequency response changes of the electronic components of the transmitters and receivers, generated by the down-hole operating environment. The invention relates to a method for the real-time characterisation of the attenuation response of a two-way communication system using a coaxial cable, consisting in: generating test tones for the real-time characterisation of the attenuation response of a two-way communication system in the transmission and reception bands, measuring the signals received, estimating noise and the ratio to the communication signal, comparing with reference responses, adjusting the transmission and reception frequencies in order to maintain the communication with the maximum signal-to-noise ratio. The invention also relates to an adaptive two-way transmitter/receiver system for c ommunication using coaxial cable as a link means, formed by: a transmitter with automatic adjustment of the operating band by means of the real-time characterisation of the attenuation response of a two-way communication system. The invention further relates to adjustable filtering and coupling devices for optimising the transmission and reception bands, and a control module capable of measuring the transmission and reception attenuation responses and determining the operating frequencies and modulation techniques. The invention also relates to an intelligent receiver capable of automatically adjusting the operating band and modulation techniques in data reception.

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  1. 1
    CLAIMS REIVINDICACIONES 1. Un método para la caracterización en respuesta de atenuación de un sistema bidireccional de comunicación inteligente para fondo de pozo que utiliza cables coaxiales como medio de enlace caracterizado por que consiste en las siguiente pasos one. A method for the attenuation response characterization of a two-way downhole intelligent communication system that uses coaxial cables as a link medium characterized by the following steps a) Enviar un comando de caracterización del módulo de superficie al módulo de fondo de pozo a) Send a characterization command from the surface module to the downhole module b) Generar desde el módulo de superficie señales de prueba de espectro amplio en el dominio de la frecuencia basado un pulso de voltaje en el dominio del tiempo capaz de generar señales con frecuencias en las bandas de transmisión y recepción de interés b) Generate broad-spectrum test signals in the frequency domain from the surface module based on a voltage pulse in the time domain capable of generating signals with frequencies in the transmission and reception bands of interest c) Acquire and store the test signal that has traveled through the entire communications medium including the electronic filtering elements c) Adquirir y almacenar la señal de prueba que ha viajado por todo el medio de comunicaciones incluyendo los elementos electrónicos de filtrado d) Acquire and store the background noise signal present at the input of the downhole receiver d) Adquirir y almacenar la señal de ruido de fondo presente en la entrada del receptor del fondo de pozo e) Procesar las señales adquiridas en los pasos (b) y (c) mediante la Transformada Rápida de Fourier (FTT) e) Process the signals acquired in steps (b) and (c) using the Fast Fourier Transform (FTT) f) Estimar la frecuencia de transmisión con la mejor relación señal a ruido a partir de las FTTs obtenidas de la señal de prueba y de la señal de ruido en el fondo de pozo f) Estimate the transmission frequency with the best signal-to-noise ratio from the FTTs obtained from the test signal and from the downhole noise signal g) Adjust the coefficients of the digital filters and demodulator block parameters to adjust the downhole receiver to the new reception frequency g) Ajustar los coeficientes de los filtros digitales y parámetros del bloque demodulador para ajustar el receptor de fondo de pozo a la nueva frecuencia de recepción h) Adjust the parameters of the irn ^ ddl'Sdót block. h) Ajustar los parámetros del bloque irn^ddl'Sdót. 4·'' r superficie para ajustar el transmisor' ,aíá nüeyá'-:;:';,^j> frecuencia de transmisión 4·'' r surface to adjust the transmitter ', aíá nüeyá' -:;: ';, ^ j> transmission frequency
  2. 2
    A method like the one claimed in claim 1 applied to a downhole intelligent communication system for the real-time characterization of the attenuation response of a bidirectional communication system that uses coaxial cables as a link medium, characterized in that requires equipment with digital signal processing capacity, a surface data acquisition system based on;a downhole measurement module, based on a digital signal processor and tractor equipment;where the surface data acquisition system has the capacity to generate, receive and process broad-spectrum signals for the characterization of the communication medium, which includes an acquisition and control module, a computer, a PLC transmitter with modules for surface filtering and a PLC receiver with surface filtering modules;and where the downhole measurement module is based on a digital signal processor that has the capacity to generate, receive and process broad-spectrum test signals for the characterization of the communications medium, which comprises a census module , a control and processing module, a downhole transmitter with a downhole filter module, a downhole receiver with downhole filter modules and a downhole power supply with voltage. 2. Un método como el que se reclamó en la reivindicación 1 aplicado a un sistema de comunicación inteligente en fondo de pozo para la caracterización en tiempo real de la respuesta de atenuación de un sistema bidireccional de comunicaciones que utiliza cables coaxiales como medio de enlace, caracterizado porque requiere un equipo con capacidad de procesamiento digital de señales, un sistema de adquisición de datos en superficie basado en;un módulo de medición en fondo de pozo, basado en un procesador digital de señales y un equipo tractor;en donde el sistema de adquisición de datos en superficie tiene la capacidad de generar, recibir y procesar señales de espectro amplio para la caracterización del medio de comunicaciones, el cual comprende un módulo de adquisición y control, una computadora, un transmisor PLC con módulos de filtrado en superficie y un receptor PLC con módulos de filtrado en superficie;y en donde el módulo de medición en fondo de pozo está basado en un procesador digital de señales que tiene la capacidad de generar, recibir y procesar señales de prueba de espectro amplio para la caracterización del medio de comunicaciones, el cual comprende un módulo de censado, un módulo de control y procesamiento, un transmisor en fondo de pozo con módulo de filtrado en fondo de pozo, un receptor en fondo de pozo con módulos de filtrado en fondo de pozo y una fuente de alimentación en fondo de pozo que voltaje. consiste en una fuente reducgbífca, de altó'·.'¿jsfjjí. it consists of a reducgbifca source, from altó '· .'¿jsfjjí.
  3. 5
    An adaptive bidirectional intelligent communication system for the real-time characterization of the attenuation response of a bidirectional downhole intelligent communication system that uses coaxial cables as a link medium, with the capacity for real-time characterization of the variation of operating conditions of both the cable and the electronic components subjected to high temperature, characterized by:5. Un sistema de comunicación inteligente bidireccional adaptativo para la caracterización en tiempo real de la respuesta de atenuación de un sistema bidireccional de comunicación inteligente para fondo de pozo que utiliza cables coaxiales como medio de enlace, con capacidad de caracterización en tiempo real de la variación de las condiciones de operación tanto del cable, como de los componentes electrónicos sometidos a alta temperatura, caracterizado por: a) A surface module for surface data acquisition with digital signal processing capacity that it can generate, I received wide spectrum signals in the domain of “- ** -“ * T— «) V · η.ΤΤ I .-I JIL IW »ι · Ι —------ frequency based on a pulse of voltage in the time domain, capable of generating signals with frequencies in the transmission and reception bands of interest for the characterization of the communications medium by adjusting the coefficients of the digital filters and parameters of the demodulator block of the downhole module to adapt its receiver to the new reception frequency and that adjusts the parameters of the surface modulator block to adapt the transmitter to the new transmission frequency, the surface module being made up of a acquisition and control module, a computer, a PLC transmitter with surface filter modules and a PLC receiver with surface filter modules;a) Un módulo de superficie para adquisición de datos en superficie con capacidad de procesamiento digital de señales que puede generar, recibí señales de espectro amplio en el dominio de la “ -**-“*T—«) V ·η.ΤΤ I.-I JIL I-W» ι·Ι—------ frecuencia basado un pulso de voltaje en el dominio del tiempo, capaz de generar señales con frecuencias en las bandas de transmisión y recepción de interés para la caracterización del medio de comunicaciones ajustando los coeficientes de los filtros digitales y parámetros del bloque demodulador del módulo de fondo de pozo para adecuar su receptor a la nueva frecuencia de recepción y que ajusta los parámetros del bloque modulador de superficie para adecuar el transmisor a la nueva frecuencia de transmisión estando el módulo de superficie integrado por un módulo de adquisición y control, una computadora, un transmisor PLC con módulos de filtrado en superficie y un receptor PLC con módulos de filtrado en superficie;b) A downhole measurement module that acquires and stores at the input of the downhole receiver the test signal that has traveled through the entire communications medium including the electronic filtering elements, stores the bottom noise signal present, processes the signals acquired using the Fast Fourier Transform (FTT), estimates the transmission frequency with the best signal-to-noise ratio from the FTTs obtained from the test signal and from the downhole noise signal, the downhole measurement module being based on a digital signals that have the capacity to generate, receive and process wide-spectrum test signals, - for the characterization of the communications medium, which is made up of a census module T ^ ürT'modulo ^ 'for control and processing, a downhole transmitter with downhole filter module, a downhole receiver with downhole filter modules and a downhole power supply consisting of a high voltage reducing source;b) Un módulo de medición en fondo de pozo que adquiere y almacena en la entrada del receptor del fondo de pozo la señal de prueba que ha viajado por todo el medio de comunicaciones incluyendo los elementos electrónicos de filtrado, almacena la señal de ruido de fondo presente, procesa las señales adquiridas mediante la Transformada Rápida de Fourier (FTT), estima la frecuencia de transmisión con la mejor relación señal a ruido a partir de las FTTs obtenidas de la señal de prueba y de la señal de ruido en el fondo de pozo, estando el módulo de medición en fondo de pozo basado en un procesador digital de señales que tiene la capacidad de generar, recibir y procesar señales de prueba de espectro amplíó’ñ,- para la caracterización del medio de comunicaciones, el cual está integrado por un módulo de censadoT^ürT'modulo^’de control y procesamiento, un transmisor en fondo de pozo con módulo de filtrado en fondo de pozo, un receptor en fondo de pozo con módulos de filtrado en fondo de pozo y una fuente de alimentación en fondo de pozo que consiste en una fuente reductora de alto voltaj e;potencia. power.
Independent claims3