Ну, мы уже перешли в плоскость гадания на кофейной гуще.
Что за задача? Если передать панорамное цветное изображение стенок обсадной трубы - одна задача и свое решение. Если обнаружить, что насос крутится вхолостую, температура где-то выше нормы и дать разовый сигнал - другое решение.
Конечно, при 180С о традиционной полупроводниковой электронике нужно забыть.

В принципе реально. По крайней мере мне это видится реальным для радиоактивных жидкостей. Запасти её в специальном резервуаре, стравливать клапаном. Детектировать гамма-каналом. Плохо - что всё это вредно и опасно. Найти бы что-нибудь попроще.

Времени у нас вагон, кодируй - не хочу, хоть за час одно сообщение.


Сигнал - температура и давление. Разрядность - не более 16 разрядов на каждое. А то и меньше. Температура - до 125 градусов.

Все же, чего в нефти нет? Я хотел гелий предложить, но в википедии написано что его дофига в нефти.

У машины масса огого и кочки, на которых она создаёт эти вибрации. А в трубе - где взять столько энергии, чтобы расшатать землю.

Дело в том, что сама труба может иметь "перфорации", т.е. прострелы, дырки. Или вообще может отсутствовать в некоторых местах полностью по всему диаметру. Стыки опять же... труба-то не цельная. Да и лежит она в земле, которая колебания будет демпфировать. Если бы труба ничего не касалась - другое дело.
Да, время у нас вагон.


В металлических трубах даже инклинометры не работают, трубы сами намагничены чёрти как, будут перемагничивать проходящие частицы как попало. Да и в толще земли вполне могут встретиться породы с магнитными аномалиями, руды железные и т.п., которые будут портить всю картину.

Как странно иногда люди трактуют всего несколько коротких строк...
Коллеги, насчет надменности или стремления кого-то поучать - даже в мыслях не было! Это Вы сами уже додумали...
По существу вопроса к автору темы: я Вам предложил направление движения, если пойти по которому можно достичь хорошего результата. Если я нашел решение проблемы, пойдя в этом направлении, то и Вы найдете, чем Вы хуже? Почему так написал - не я один работал, а решение не было реализовано по многим причинам. Не могу же выкладывать Вам готовое! Результат не только моих трудов. Я даже не уверен, что это потом было запатентовано... Вот, все что хотел сказать, и не больше. Хотел Вам немного помочь, подсказать, а вместо благодарности получил кучу г..на на голову, и от Вас в том числе. Ну, спасибо! Что ж, будем считать это недоразумением.

а что может случиться? насос висит в одном положение, т.е. добыча идет в строго определенном горизонте, расстояние до устья скважины постоянное... ну если только прямо рядом вулкан не проснулся...

а от каких оно факторов может зависеть, кроме как от давления нефтяного столба, которое постоянно, давления на входе, которое нужно измерять и температуры обмоток двигателя насоса и токопроводящих жил кабеля, которые при длительной работе тоже постоянны?
можно подумать... тем более что 16 разрядов, о которых Вы писали, скорее всего никому не нужны и 8 будет за глаза... а то и много. речь, я так понимаю, не идет о разведке запасов

Зря вы не оценили пузыри. По мере подъема они будут расширяться и давать сверху хороший бумм. А всего-то небольшой баллончик со сжатым газом. Но есть конечно и проблемы.

Энергию можно брать турбинкой - если насос работает, то есть поток. А вот дальше... Если бы модулируем потребление энергии от турбинки, она меняет сопротивление потоку. Соответственно меняется нагрузка для насоса. Соответственно меняется его потребление, которое можно контролировать сверху. Вот и способ передачи информации наверх. Конечно модуляция будет мизерная и взять ее будет непросто - но времени у нас много, частота модуляции известна...

Импульсы тока делаются в грунт и улавливаются (принимаются) на поверхности земли. Но вам такой способ видимо не подойдет, т.к. ваш прибор в трубе находится и непосредственного контакта с грунтом у него нет.

Так своими геофонами они слышат вибрацию НЕПОСРЕДСТВЕННО! Эффект накопления сигнала повышает чувствительность в десятки тысяч раз! Вон телескоп Хаббл навели на тщательно отобранный совершенно черный участок неба. Через десять суток он выдал такую насыщенную объектами картинку, что все только ахнули.
Демпфировать... Да грунт передаст все это в крайнем случае. Мощность передатчика тут в импульсе несколько ватт достаточна.
Ладно, захотите - проработаете такие системы. Нет - пускайте радиоактивные пузыри....

А сколько пустого места под той штукой? Если к примеру трос в грузом вниз опускать, то во что упрется?

сначала в ил (грунт), потом в бетон

У вас, в России, нефтяные скважины бетонированные?

насколько я знаю, не только в России и не только нефтяные

так а что мы обсуждаем?

У меня была идея - просто антенну длинную выкинуть, тогда можно было бы что-то попробовать на очень длинных волнах передать.

"Очень длинные" это какие?
Знаю пример из практики. Несущая 17кГц. Всепогодный всепланетный передатчик 1000 кВт с излучающей решеткой порядка 1кв км.
Приемник на удалении 7 тыс км. Подземная антенна -четыре провода граблями с длиной зуба по 60м длиной в грунте на 60см. Напряжение на ней в 2-3 раза ниже, чем у одной проволоки 150м на высоте 50м.
Не мерял, но слышал, что под водой до 10м этот сигнал можно принять.
Вряд ли это тут сгодится.

Не совсем радио. Вот. Толстая линия - земля. Красная точка - девайс. Синее - месторождение. зеленые линии - распространение тока. серое сверху - как снимать показания.


ЗЫ, ногами не бить. Я не геолог и не химик.

"Наибольшее применение получили фильтры, образованные в перекрывшей нефтяной пласт и зацементированной эксплуатационной колонне. Они упрощают технологию вскрытия, позволяют надежно изолировать отдельные пропластки и воздействовать на них":
http://www.gstar.ru/oilbook1.shtml
полости там в основном не такие, как Вы нарисовали, а в виде прослоек (пластов), поэтому при бурении этот пласт проходят, на уровне пласта устанавливают фильтр, а нижнюю часть цементируют. примерно так.
электрофизические методы для исследования скважин широко применяются (измерение кажущегося сопротивления пород, потенциала самопроизвольной поляризации и т.д.), среди них есть и так называемый токовый каротаж (измерение), но он применяется в основном для оценки повреждений обсадной колонны и кольматационных отложений на фильтрах (засорение короче)
в данном случае если бы можно было протащить к прибору под насосом хотя бы один провод, то и проблем бы у автора не возникло, можно было бы организовать токовую петлю через щели фильтра, но этого нет

Есть нерадиоактивные изотопы, которые в природе не встречаются. С помощью масс спектрометра, заточенного под изотоп и правильно подобранного соединения с этим изотопом должно прокатить. Причем масс-спектрометр может быть заточен под конкретное дело, что сделает его относительно дешевым.

Относительно дешевым это как? Процентов на 20 дешевле коллайдера? Или только чуть дороже скважины?

Чисто в порядке бреда (вряд ли в данном случае применимого) - микровзрыв. В герметичной капсуле делаем электролиз, получившийся гремучий газ поджигаем искрой. Рабочее тело не расходуется, разве что растворяются электроды... Но вот инженера по технике безопасности, боюсь, инфаркт хватит...

Согласен с Microwatt-ом, передача низкочастотным аккустическим сигналом, наверное, самое правильное решение.
Для кодировки использовать двух или трех частотный сигнал.
Соотношение с/ш улучшать за счет фильтрациии и длительного (сотни секунд) накопления.
Для более конкретного разговора имело бы смысл узнать у заказчика работы, коэфициенты затухания звуковых волн, например, в диапазоне 10-100 Гц. в типичных грунтах.

Да даже жирно тут будет двумя-тремя частотами. Обычный старт-стопный телеграф с несущей герц 40-100.
Важно только так выбрать частоту, чтобы на нее прямо не попадали строго периодичные шумы механизмов. Какая-нить консервная банка (ну, тонкая стенка) с электромагнитом внутри может служить достаточно хорошим передатчиком. Микрофон - на обсадную или в метре от нее трубу полдюйма в грунт на метр забить. Кстати, если труба приемника (передатчика) настроена в резонанс - тоже может помочь.
Конечно, от идеи до воплощения - время и труды. Но полистать на эту тему по составным частям системы стоит. Если акустик за пару миль слышит, как чихают на подлодке, то почему не поймать преднамеренный, заранее известный сигнал?

Всем спасибо за идеи!!! Но тема не закрыта, рад буду ещё идеи выслушать
Это если глубоко под водой без волнений и шума винтов. А у нас насос работает, создаёт турбулентности, от неоднородностей звук будет отражаться.


Да даже если не запатентовано, даже если Вы это делали не один. Вот представьте себе ситуацию, если бы Эйнштейн свою теорию относительности унёс с собой в могилу только из-за того, что его теория сразу не нашла применения?... Да, если бы он думал только о своей славе, то так бы и произошло, если бы было главнее признание а не преумножение научного знания.
Вы пока что со своей идеей похожи на Отелло "так не достанься же ты никому". Ну не приняли к реализации Вашу идею - у Вас 2 выбора: или унести её с собой в могилу или подарить её кому-нибудь... будет хоть какая-то польза...

может не понял смысл, но по-моему для накопления необходим синхросигнал, хоть сверху вниз, хоть снизу вверх. а как его реализовать?

Если синхронный детектор, то синхросигнал. А так, и частота подойдет.

ну так если есть какая-то опорная частота, которая легко выделяется из шума, то тогда и с накоплением не надо заморачиваться, модулируй себе эту частоту, да и все. в том то и дело, что предполагается некоторый спектр шума, забивающий рабочий сигнал (хоть импульсный, хоть частотный)

Ну так в таком случае берут две частоты, выделяют обе, и потом определяют, какая больше. Еще можно добавить коды коррекции ошибок итд. Было бы желание и время.

в общем я так понимаю, что пока "вменяемых" только 3 варианта:
1.звук (инфразвук) по обсадной колонне
2.звук (инфразвук) по корпусу насоса и тросу
3.ультразвук по прокачиваемой среде

А катушку там можно как-то развернуть?

это к автору вопрос, а он что-то пропал... и вообще к нему есть еще вопросы:
1.кабель насоса отдельный или он находится в тросе? (есть и такие, и такие варианты)
2.есть ли водо-(нефте-)отливная труба или качают по обсадке? (тоже бывают оба варианта)

А я думаю так:
На насосе -позади , закрепить блок турбинкой (эл. питание) и инфзв. излучателем , а труба будет резонатором(кстати , а как ВЧ-СВЧ, труба-волновод?)
Ну, а с прибора передавать на этот блок, как-нибудь, там недалеко.

Отошли от сважины на пару километров, поставили геофоны.
Шумы от устья скважины будут распростаняться поверхностной волной.
Геофон с вертикальной чуствительностью, для поверхностной волны - развязка дБ20 -30.
Можно сделать кольцевой ров и бетонный концентратор - еще дБ20.
Поставили N геофонов в ряд по радиусу от скважины с шагом метров 2-5, у поверхностной волны большая дисперсия, поэтому после корреляционного приема эти сигналы можно рассматривать как независимые - еще 10lgN дБ.
При частоте звукового сигнала порядка 10Гц и времени приема 1000сек - еще набегает 40дБ за счет накопления.
На 2х частотном коде за час можно будет 12 бит передать.
Так реально набрать энергетику канала дБ 90-100.
Если, как говорил Microwatt, набрать статистику по шумам скважины и работать в "чистых окнах" - то на узкополосной фильтрации еще дБ40-60 набрать можно.
Если статистика нестационарная, то передавать можно на нескольких частотах одновременно - какая нибудь да и пройдет.
Как я понял, насос находится на глубине, поэтому в этом случае затухание для звука от него будет такое же как и для полезного сигнала, а с/ш мы улучшили ухищрениями.

Кореляционный прием по полной программе в режиме вхождения в связь, - т.е поиск по возможным вариантам фазового сдвига (а если все это дело движется , то и по частоте). На частоте 10-100Гц на плисине такой многоканальный коррелятор и для приема от десятков геофонов, как мне кажется, вполне реально сделать.
Поэтому даже если насос и излучает десятки кВт звука (механика, пульсации давления и т.д.) то для передатчика потребуется мощность значительно меньше 1Вта.

Krys, ну что Вы так эмоционально все воспринимаете. Я же Вам сказал - ориентация на передачу звуком правильная. Идите по этому пути, и все должно получиться. Вам здесь уже, практически, расписали все возможные варианты - как и почему. Усилиями ув. Microwatt-та и других участников форума. Мы пришли примерно к тем же выводам. Вторая часть идеи - как все сделать при температурах до 300 градусов - для Вас просто не актуальна, так как в условиях вашей задачи температура ограничена цифрой 125. Можно все сделать средствами обычной электроники, никаких проблем. Что еще Вам нужно для решения этой задачи...
-------------
P.S. Уважаемому Wise - спасибо за понимание и моральную поддержку.

что-то у меня мысль одна крутится по поводу измерения давления под насосом (кстати насколько я знаю оно называется статическим давлением пласта) и я не могу сообразить, насколько она правильная...
итак, снизу на насос давит это самое статическое давление пласта, которое со временем меняется и которое нужно измерять. а сверху на него давит столб нефти. тогда измерив давление столба и натяжение кабеля вроде бы можно вычислить и давление под насосом? может быть в расчетах нужно еще учитывать массу самого насоса и участка кабеля от насоса до измерительного устройства (динамометр что-ли какой-то)...

Да, синхронное детектирование - хороший метод. Необязательно точное совпадение сигналов по частоте. Потом это можно в дополнительном фильтре обработать.
Но тут, при накоплении, метод еще изощренниее. Я давненько на практике с этим не работал, но примерно схема такая.
Входной сигнал подают на детектор (синхронный детектор, кольцевой модулятор или что-то вроде) и, параллельно, на линию задержки. Время задержки равно периоду входной частоты. Сигнал с линии задержки и управляет смесителем (детектором). Если во входном сигнале есть периодический, даже очень малый на уровне шума, полезный сигнал, то происходит самозахват, самосинхронизация детектора. Далее нужно только накопить сигнал в интеграторе (ну, простой RCфильтр иногда работает).
Не подскажу сейчас где это подробно найти с оценками, расчетами. Но это стоит поискать для решения поставленной задачи! Помню, что метод дает уверенное обнаружение сигнала на 50-60дБ ниже уровня шумов.
Сознаюсь, вдруг так задымил фитиль внутри от этой задачи.... Как много лет назад. Когда говорили: "Пойди туда, не знаю куда, придумай то, не знаем что, но через год страна должна таки это иметь. Иначе, быть тебе без квартальной премии, а может, и без почетной грамоты!".
Копировать нудно. А решить безнадежное, на первый взгляд, кто решал единожды - поймет.

да, Вы правы, должно работать... т.е. Вы считаете, что все-таки звук на частотах ниже спектра шумов насоса и по обсадной трубе? вот с передачей по обсадной трубе сомнения... если у автора есть знакомый оператор на скважине, то он может попросить его взять кувалду, шарахнуть по трубе и потом попытаться услышать эхо с помощью стетоскопа

Это называется автокорреляционный приемник. При входном отношении сигнал-шум меньше 1 выигрыш в отношении сигнал-шум примерно равен произведению базы сигнала на входное отношение сигнал-шум. На низких частотах есть трудности техницкой реализации - например, аналоговая линия задержки с большим динамическим диапазоном. Правда, можно еще на входе поставить фильтры - поднять отношение сигнал-шум.

Совершенно ага! Да, и соотношение теперь вспоминаю... Там по теории если наблюдать неограниченно долго, то можно выделить все, что угодно. Даже вспышку свечи на Марсе.
Задержать сигнал точно на 5-10мс в цифровой линии задержки сейчас вполне мыслимо. При несущей в 100Гц десять тысяч периодов...100секунд займет обнаружение на фоне помех в 10000 раз выше сигнала. В данном случае такое время приемлемо вполне.
Должна получиться в итоге достаточно компактная реализация.
Там только по входу не помню АРУ допустимо? Динамика сигнала по входу может быть рядом с дизелем на приводе впечатляющая.....
Стоит покопать метод.

Есть и третий-попытаться продать ваше техническое решение.Польза для обеих сторон.
Правда, у нас продажа результатов интеллектуального труда (своего), сродни потере целомудрия.

К сожалению, не все, что угодно. Например импульс с заполнением несущей и ему подобные - нельзя. У него эффективная ширина спектра обратно пропорциональна длительности, т.е. база равна единице. Можно выделять сложные сигналы, например, с линейной ЧМ, еще лучше - псевдослучайные. Вообще, корреляционный прием лучше - это когда есть копия сигнала и сообщение заключается в факте его прибытия. Так что лучше всего автору организовать что-нить типа приемника прямого преобразования.

Не очень хороший вариант, поскольку а-ц преобразования - нелинейная операция, отношение сигнал-шум она ухудшит. Есть, правда, коррелометры с добавлением шума по входам, но шумы должны быть независмы, а тут какие шумы - неизвестно.

Хм... Вот это не очень понятно. Чем длинее тональная посылка, тем уже, чище у нее спектр. Вроде бы так?
Чем чище спектр, тем больше ээ... энергетическая плотность (?) сигнала. Слуховой телеграф на несущей - самый "дальнобойный" вид связи (модуляции) при постоянной мощности излучения.
Узкополосный сигнал легче фильтруется, меньше подвержен искажениям при прохождении фильтров. Единственно - низка скорость. Но это же по товарищу Шэннону вроде так и должно быть.
Впрочем, давно я не листал на ночь Гоноровского....
Если Вы в области методов эффективной модуляции практически работаете, подскажите реализацию.
Я только знаю, что прием с накоплением и усреднением - чрезвычайно чувствительный инструмент.
И в этой задачке он должен стрельнуть, если разработчики, конечно, выберут такой путь.
Хотя, когда-то работал с умельцами из Геофизики. Прорезать щель с ошибкой в доли угловой секунды - да! Прошлифовать вал до 14 класса - пожалуйста! Какую-нить линзу семигранную вырезать - нет вопросов! Триггер и повторитель на операционнике? Не, ребята, это сложно.... Давайте мы вам прямо с датчика два провода и - делайте что хотите!
Технические удачи делают знания на стыке отраслей!

Да, неточно выразился, лучше говорить не о базе сигнала, а о произведении ширины спектра шума на длительность сигнала - выигрыш в отношении сигнал-шум пропорционален длительности сигнала. А в случае слухового телеграфа сигнал+шум перемножаются с чистым сигналом - выигрыш в отношении сигнал-шум равен произведению ширины спектра шума на длительность сигнала, что намного лучше.

Работал раньше, не в этой области (эффективной модуляции), но в родственной. Как я понимаю, автору нужно проверенное решение, потому что натурные эксперименты стоят дорого.

Для информации.
Одна из инклинометрических систем, используемых во время бурения «кривых» скважин, оснащенная гироскопами и всякой телеметрией о параметрах бурения, для передачи информации с глубины скважины использует звуковые частоты. Сигнал используется шумоподобный с хорошими корреляционными свойствами. Тональные сигналы из-за переотражений на стыках и разной скорости распространения по трубам и жидкости использовать проблематично. Сигнал приходящий по движущейся жидкости будет иметь существенный Доплер.
Когда наклевывалась эта работа, ребята для проверки идеи подключили приемник и передатчик к канализационным трубам здания и проводили первые пробные эксперименты. Правда система передачи взятая за основу уже была (она использовалась совсем в другой области). Дальше несколько лет работы, испытаний, выбор оптимальных параметров сигнала, борьба с температурой и т.д.

Нет, Нет. только 225, от силы 250, ну еще можно для аналоговой схемотехники 100-200 КРад добавить.

Шлюмы в своих бурильных установках используют то же что и mvm54 описал.
Скорость передачи вроде около 1-3 бит за секунду.
Такие вещи надо начинать с патентного поиска, обращая внимание на компании соавторов.
Базовые идею стараются перекрыть на входе. Полнотекстовый поиск доступен по всем патентным базам развитых стран.
Карататжники (НПО Луч) пытались использовать электричество, но прибор не автоном на тросе.
Можно полистать справочники по эффектам для ТРИЗ (были онлайн), предварительно обострив противоречие до маразма.

Посмотрите:

Downhole Power Generation and Wireless Communications for Intelligent Completions Applications
http://www.netl.doe.gov/technologies/oil-g...41601_Final.pdf

Real Time Half Duplex Communications Wireless Gauge with Downhole Power Monitors Deep Well Gas Production
http://media.godashboard.com/gti/4ReportsP...sProduction.pdf

А может элекрогидравлический эффект(высоковольтный разряд в жидкости)?

по базам и прочим сигналам посмотрите литературу по теме: оптимальный прием, шумоподобные системы связи.

1. база= Т*W
2. вовсе нет- смотря какой ацп, если с необходимым дин. диапазоном, шумом и проч. пар-ми, то вариант отличный!
так можно и простейший усилитель забраковать- у него ведь тоже шумы и искажения есть?!

для передачи сигналов можно попробовать генерировать медленно (доли-еиницы Гц) меняющиеся маг. поля- как известно их затухание мало а дальше все тот же накопитель.

А что, есть примеры ростроения таких каналов?
Что-то смутно помню, что это годится только в "ближней зоне", т.е. когда удаление от магнита соизмеримо с размерами самого магнита. На 1.5 км это уже будет просто электромагнитная волна со всеми вытекающими....
Нельзя построить в столь малых габаритах, как труба, эффективный излучатель сверхнизких частот.
Тут заставить бы саму трубу по всей длине резонировать.....Хоть акустически, хоть электромагнитно...