| GB2090662A | 1982-07-14 | |||
| US4174577A | 1979-11-20 | |||
| DE2109385A1 | 1972-09-07 | |||
| US3397358A | 1968-08-13 |
| 1. | Bohrlochmeßverfahren mit einer von einem Kabel gehaltenen Sonde, wobei die Sonde eine Längsachse hat, deren Neigung von der Verti¬ kalen mit Hilfe eines zweiachsigen Inklino meters gemessen wird, dadurch gekennzeich¬ net, daß die geographische Richtung der Nei¬ gung mit einem drehbaren Magnetfeldsensor er faßt wird, der um die Gerätelängsachse ro¬ tierend angeordnet ist und dabei ein durch den vorhandenen Erdmagnetismus induziertes Signal liefert, das über ein Bohrlochkabel zur Erdoberfläche geleitet wird. |
| 2. | Bohrlochmeßverfahren nach Anspruch 1, da¬ durch gekennzeichnet, daß die über ein Bohr¬ lochkabel zur Erdoberfl che geleiteten, durch den Erdmagnetismus induzierten Signale einer rechnergestützten mathematisch statisti¬ schen Modellierung zugeführt werden. |
| 3. | Bohrlochmeßverfahren nach Anspruch 1, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Verdrehwinkel zwischen dem rotierenden Sensor und den Nei¬ gungsebenen des Inkl inometers mit Hilfe eines optischen ( incre ental en oder absoluten) Ko¬ diersystems erfaßt wird. |
| 4. | Bohrlochmeßverfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Ko¬ diersystem aus einer mit dem rotierenden Sen¬ sor umlaufenden Scheibe besteht, die Licht durchtri ttsöffnungen aufweist und der durch tretende Lichtstrahl elektrische Impulse er zeugt, die zur Erdoberfl che geleitet werden. Meßverfahren wenigstens nach Anspruch 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Kodiersystem eine Auflösung von z. B. 500 Sc _hritten auf weist, so daß eine rein statische Auflösung von 360/500 = ca. 0,7° gegeben ist. Meßverfahren nach einem oder mehreren der 10 vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Winkelmessung über eine genaue Zeitmessung erfolgt, wenn die Drehgeschwin¬ digkeit des Sensors konstant ist. 15 Meßverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der rotierende Magnetfeldsensor nur hin und hergehende Rotationsbewegungen um eine Position, welche für die Azimutbe¬ 20 stimmung ausreichend ist, z. B. in der das maximale, vom lokalen Erdmagnetismus indu¬ zierte Signal geliefert wird, ausführt. |
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrlochme߬ verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspru¬ ches .
In der Praxis sind Verfahren zur Bestimmung des
Azimuts eines Bohrlochverlaufes bekannt, wobei bei¬ spielsweise ein hochgenauer Kompaß in eine Meßsonde eingebaut und nach einer voreingestellten Zeit foto¬ graphisch registriert wird. Die ermittelten Daten stehen leider erst bei der Entwicklung des Filmes - also am Ende der Messung - zur Verfügung und müssen dann noch einen Interpretati ons- und Inter¬ polationsprozeß durchlaufen. Diese Prozesse sind sehr arbeitsintensiv (Firmendruckschrift der INTERFELS-EASTMAN INSTRUMENTS GmbH, Bad Benthei : "SINGLE-SHOT INSTRUMENT TYPE EK mit ele tronischem Timer oder Motion-Sensor", 1983) .
Es existieren auch Spulensysteme, welche auf elek- tronische Art ein eindeutiges Richtungssignal pro-
duzieren. Solche Systeme sind aber entweder sehr¬ störanfällig oder sehr teuer und daher für bestimmte praktische Verhältnisse nicht zufriedenstellend (Firmendruckschrift der INTERFELS-EASTMAN INSTRUMENTS GmbH, Bad Bentheim: "DIGI COURSE I", 1983; Zeitschrift " ireless Word", Oktober 1982, Seite 49 - 54) .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuver- lässiges und mit preiswerten Sensoren arbeitendes Verfahren zu schaffen.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.
Mit anderen Worten ausgedrückt wird vorgeschlagen, daß ein Magnetfeldsensor um die Gerätelängsachse rotierend angeordnet ist und in das Bohrloch hinab¬ gelassen wird. Dieser rotierende Magnetfeldsensor, der relativ preiswert hergestellt werden kann, lie¬ fert dabei ein durch den vorhandenen Erdmagnetismus induziertes Signal .
Dieses Signal ist bei einer Drehung des Sensors eine Sinuslinie, wobei das sinusförmige Signal einen Ex¬ tremwert erreicht, wenn der Magnetfeldsensor die Erdmagnetismuslinie durchläuft.
Der Verdrehwinkel zwischen dem rotierenden Sensor und den Neigungsebenen des im Gerät fest eingebauten Inkl i nometers wird mit Hilfe eines optischen Kodier- systemes erfaßt, d. h. z. B. eine sich mit dem Sensor drehende im bestimmten Abstand voneinander vorge¬ sehene Löcher aufweisende Scheibe wird durchleuch- tet, wobei der durchfallende Lichtstrahl einen elek-
trischen Impuls erzeugt. Dieses optische Kodier¬ system hat eine Auflösung von z. B. 500 Schritten, d. h. 500 Löchern auf der sich drehenden Scheibe, so daß eine rein statische Auflösung von 360/500 = 0,7° gegeben ist. Diese erfaßten Daten werden über ein Bohrlochkabel zur Erdoberfläche geleitet, wo sie vorzugsweise einer rechnerunterstützten mathemati¬ schen . Model 1 ierung zugeführt werden. Hier wird aus dem mit Fehlern behafteten Signal eine hochgenaue Winkelbestimmung bezogen auf den magnetischen Nor¬ den errechnet. Die auftretenden Fehler, wie mag¬ netische Störfelder des Motors, Temperaturabhängig¬ keit von Sensor oder Schaltung, Schwankungen in der Drehgeschwindigkeit und Signal abhängi gkei t von der Intensität des Magnetfeldes werden durch die rechnerunterstützte Berechnung ausgeglichen.
Da der Meßvorgang beliebig oft wiederholt werden kann, ist im Prinzip jeder Grad von Genauigkeit er- reichbar. Der Kompromiß ist die Meßdauer. So sind innerhalb weniger Sekunden schon Genauigkeiten von ca. 0,1° erreichbar.
Mit rein analogen Hilfsmitteln wäre ein solches Sig- nal nicht verwertbar, wenn hohe Qualitätsansprüche gestellt werden. Der erfindungsgemäße Vorschlag er¬ möglicht aber das Signal statistisch zu bearbeiten, weil eben durch die dynamische Abtastung eine Viel¬ zahl von Daten zur Verfügung steht.