DE3230889A1 - Improvements on or in devices for measuring the direction of a borehole - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG:DESCRIPTION:

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum überwachen oder Vermessen der Richtung eines Bohrloches, wobei die Messung entweder ununterbrochen oder an einer Reihe von Meßpunkten erfolgt, die in Abständen über die Länge des Bohrloches verteilt sind; die Erfindung betrifft auch Verfahren zum Vermessen eines Bohrloches.The invention relates to devices for monitoring or measuring the direction of a borehole, the Measurement takes place either continuously or at a series of measuring points spaced over the length of the Boreholes are distributed; the invention also relates to methods for surveying a borehole.

Ein räumliche Vermessung des Verlaufes eines Bohrloches wird meist aus einer Reihe von Werten für den Horizontal- oder Azimutwinkel und den Neigungswinkel gewonnen, die über die Länge des Bohrloches gemessen werden. Messungen, von denen die Werte für diene beiden Winkel abgeleitet werden können, werden an aufeinanderfolgenden Meßstellen Über den Verlauf des Bohrloches vorgenommen, wobei die Abstände zwischen zwei benachbarten Meßstellen genau bekannt sind.A spatial measurement of the course of a borehole is usually obtained from a series of values for the horizontal or azimuth angle and the angle of inclination, which are measured over the length of the borehole. Measurements, the values of which are for both angles can be derived, are carried out at successive measuring points over the course of the borehole, the distances between two adjacent measuring points are precisely known.

Bei einem Bohrloch, bei welchem das magnetische Erdfeld durch das Vorhandensein des Bohrloches selbst nicht verändert wird, können Messungen der Komponenten der Schwere- und Magnetfelder der Erde in der Richtung der rohrfesten Achsen verwendet werden, um Werte für den Azimut- und den Neigungswinkel zu gewinnen, wobei der Azimutwinkel gegenüber einem rrdfesten magnetischen Bezugspunkt, z.B. dem magnetischen Nordpol gemessen wird. In Fällen, in denen jedoch das erdmagnetische Feld durch örtliche Bedingungen in einem Bohrloch verändert wird, beispielsweise wenn das Bohrloch mit einem Stahlrohr ausgekleidet wird, können magnetische Messungen nicht mehr zum Bestimmen des Azimutwinkels gegenüber einem erdfesten Bezugspunkt eingesetzt werden. Unter diesen Umständen muß ein Kreisel verwendet werden. In a borehole in which the earth's magnetic field is not due to the existence of the borehole itself is changed, measurements of the components of the gravitational and magnetic fields in the direction of the earth can be made Axis fixed to the pipe can be used to obtain values for the azimuth and the inclination angle, with the Azimuth angle measured against a fixed magnetic reference point, e.g. the magnetic north pole will. In cases, however, in which the geomagnetic field changes due to local conditions in a borehole If, for example, the borehole is lined with a steel pipe, magnetic measurements can be made can no longer be used to determine the azimuth angle with respect to a fixed reference point. A gyro must be used in these circumstances.

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Die Patentschrift Nr. 1 509 293 beschreibt ein solches Gerät mit einem Gehäuse, dessen Längsachse im Einsatz mit der Achse des Bohrloches zusammenfällt, wobei ein Kreisel mit einem Freiheitsgrad einen äußeren Rahmen aufweist, der im Rohr so montiert ist, daß seine Achse mit der Längsachse des Rohres zusammenfällt; außerdem weist die Einrichtung einen ersten oder Innenrahmen auf, der im Außenrahmen so aufgehängt ist, daß seine Achse senkrecht zur Achse des Außenrahmens liegt} sodann einen im Innenrahmen gelagerten Kreiselläufer, eine Vorrichtung zum Messen der Winkelbewegung des Innenrahmens gegenüber dem Außenrahmen und eine Vorrichtung, welche ein Drehmoment am Außenrahmen aufbringt, um diesen um seine Achse zu drehen, damit der Innenrahmen in seine Ausgangsstellung zurückpräzediere , weiter Einrich tungen zum Messen des Drehwinkels des Rohres um seine Längsachse gegenüber dem Außenrahmen und ein Schwerkraft meßgerät zum Messen von drei Komponenten der Schwerkraft in drei nicht in einer Ebene liegenden Richtungen. Patent Specification No. 1,509,293 describes such a device having a housing, the longitudinal axis of which in use coincides with the axis of the borehole, a gyro with one degree of freedom having an outer frame mounted in the pipe with its axis coincident with the longitudinal axis the pipe collapses; In addition , the device has a first or inner frame which is suspended in the outer frame so that its axis is perpendicular to the axis of the outer frame , then a rotary rotor mounted in the inner frame, a device for measuring the angular movement of the inner frame with respect to the outer frame and a device which applies a torque to the outer frame to rotate it around its axis so that the inner frame präzediere back into its original position, further Einrich lines for measuring the angle of rotation of the tube about its longitudinal axis relative to the outer frame and a gravity meter for measuring three components of gravity in three directions not in one plane.

Dieses Gerät hat sich als äußerst betriebssicher in der Praxis erwiesen und weist eine Genauigkeit bis zu ca. +0,1° Neigungswinkel und +1,0" Azimutwinkel auf. Die festgelegte Maximalnexgung für diese Art von Gerät wird meist mit ca. 70° zur Senkrechten angegeben, da Vermessungen in Winkeln größer als 60° mit ansteigender Neigung zu inuner wenigen genauen Vermessungen führen. Jedoch bei der Tendenz zum Bohren unter hohen Neigungswinkeln gibt es einen wachsenden Bedarf für ein Gerät, dessen Azimutgenauigkeit in der gleichen Größenordnung wie der liegt, die sich bei Neigungswinkeln erreichen läßt. This device has proven to be extremely reliable in practice and has an accuracy of up to about + 0.1 ° tilt angle and +1.0 "azimuth angle. The fixed Maximalnexgung for this type of device is usually about 70 ° to the Verticals indicated, since measurements at angles greater than 60 ° with increasing inclination will result in few accurate measurements . However, with the tendency to drill at high inclination angles, there is a growing need for a device whose azimuth accuracy is in the same order of magnitude as that which can be achieved at angles of inclination .

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine solche Einrichtung zu schaffen.
35The object of the invention is to create such a device.
35

F.rfindungsgemäß ist eine Einrichtung oder ein Gerät zum Vermessen der Richtung eines Bohrloches vorgesehen, gekennzeichnet durch ein Langrohr, dessen LängsachseAccording to the invention, a device or a device for measuring the direction of a borehole is provided, characterized by a long pipe, the longitudinal axis of which

im Betrieb mit der Achse des Bohrloches zusammenfallt, durch einen drehbar in der Verrohrung gelagerten Außenrahmen, dessen Drehachse mit der Längsachse der Verrohrung zusammenfällt, durch einen im Außenrahmen gelagerten Kreisel, der Ausgangssignale für die Drehgeschwindigkeiten um die Achse des Außenrahmens und einer zu dieser querliegenden Achse erzeugt, sodann durch einen Drehmomentgeber, der ein Drehmoment am Außenrahmen aufbringt, ein erstes Stellglied zur Betätigung des Drehmomentgebers, wenn die Einrichtung am Mund des Bohrloches angeordnet ist, um die Querachse auf eine Ost-Westrichtung in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit um die Querachse einzufluchten, die durch den Kreisel gemessen wird, sodann durch ein zweites Stellglied, welches den Drehmomentgeber in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit um die Achse des Außenrahmens betätigt, wobei die Drehgeschwindigkeit durch den Kreisel abgegriffen wird, wenn das Gerät dem Bohrloch entlang bewegt wird, damit der Außenrahmen in seiner Achse stabilisiert wird, und schließlich durch einen Schwerkraftmesser, der die beiden Komponenten der Schwerkraft in den beiden Querrichtungen abtastet oder mißt.coincides with the axis of the borehole during operation, by an outer frame rotatably mounted in the piping, whose axis of rotation coincides with the longitudinal axis of the piping coincides, through a gyro mounted in the outer frame, of the output signals for the rotational speeds generated around the axis of the outer frame and an axis lying transverse to this, then by a torque transducer that applies a torque to the outer frame, a first actuator for actuating the Torque transmitter, when the device is arranged at the mouth of the borehole, about the transverse axis in an east-west direction depending on the rotation speed to align the transverse axis, which is caused by the gyro is measured, then by a second actuator, which the torque transmitter as a function of the rotational speed actuated around the axis of the outer frame, the rotational speed being tapped by the gyro when the device is moved along the borehole to stabilize the outer frame in its axis is, and finally by a gravity meter, which shows the two components of gravity in the scans or measures in both transverse directions.

Der Einsatz eines Zweiachsenwendekreisel ermöglich eine Genauigkeit von größer als +0,1* Neigungswinkel und +0,2° Azimutwinkel. Ein Kreiselkompaßverfahren kann verwendet werden, um den Außenrahmen auf geographisch Mord auszurichten, wobei nun keine Notwendigkeit mehr dafür besteht, daß gegenwärtig bei herkömmlichen Kreiseln angewandte Verfahren der Bezugsausrichtung des Gehäuses durchzuführen, das eine Hauptquelle für den Azimutfehler sein kann. Für Neigungswinkel über 45° kann der Außenwinkel drehmomentbeaufschlagt werden, um den Winkel der oberen Seite auf Null zu halten? wobei die Geschwindigkeitsmessung des Kreisels um die Querachse zur Berechnung des Azimuts verwendet werden kann, wenn das Gerät auf The use of a two-axis rate gyro enables an accuracy of greater than + 0.1 * angle of inclination and + 0.2 ° azimuth angle. A gyrocompass method can be used to align the outer frame for geographic murder, eliminating the need for the methods currently used in conventional gyroscopes to relocate the housing, which can be a major source of azimuth error. For angles of inclination greater than 45 °, can the external angle be subjected to torque in order to keep the angle of the upper side at zero? the speed measurement of the gyro about the transverse axis can be used to calculate the azimuth when the device is on

4
der Bahn des Bohrloches verfahren wird. „v4th
the path of the borehole is moved. "V

Erfindungsgomäß ist auch ein Verfahren zum Vermessen |According to the invention, there is also a method for measuring

eines Bohrloches vorgesehen, gekennzeichnet durch An- | bringen einer Vermessungseinrichtung am Grund des Bohr- a loches, die ein Langrohr aufweist, dessen Längsachse <\ of a borehole, characterized by an | bring a measuring device at the bottom of the borehole, which has a long pipe, the longitudinal axis of which <\

mit der Achse des Bohrloches zusammenfällt, durch einen im Rohr drehbar gelagerten Außenrahmen, dessen Drehachse mit der Längsachse des Rohres zusammenfällt sowie durch einen im Außenrahmen gelagerten Kreisel, dessen Ausgangssignale die Drehgeschwindigkeiten um die Achse des Außenrahmens und eine zu dieser querliegenden Achse anzeigen, wobei die Drehgeschwindigkeit um die Querachse durch den Kreisel gemessen und ein Drehmoment am Außenrahmen in Abhängigkeit von der gemessenen Geschwindigkeit aufgebracht wird, um die Querachse auf eine Ost-Westrichtung auszurichten, bewegen der Vermessungseinrichtung längs des Bohrloches, laufende Messung der Drehgeschwindigkeit um die äußere Rahmenachse mit einem Kreisel, wenn die Einrichtung dem Bohrloch entlang bewegt wird und Aufbringen eines Drehmoments am Außenrahmen in Abhängigkeit von der gemessenen Geschwindigkeit, um den Außenrahmen in seiner Achse zu stabilisieren, durch laufendes Messen zweier Schwerekomponenten in zwei Querrichtungen gegenüber dem Außenrahmen oder dem Rohr und Bestimmen von mindestens dem Neigungs- und dem Azimutwinkel des Bohrloches an mehreren Meßpunkten auf seiner Länge von den abgetasteten Schwerekomponenten ausgerechnet.coincides with the axis of the borehole, through an outer frame rotatably mounted in the pipe, its axis of rotation coincides with the longitudinal axis of the pipe and a gyro mounted in the outer frame, whose output signals the rotational speeds around the axis of the outer frame and one that is transverse to this Show axis, the speed of rotation around the transverse axis measured by the gyro and a torque is applied to the outer frame depending on the measured speed, around the transverse axis To align an east-west direction, move the logger along the borehole, ongoing Measurement of the speed of rotation around the outer frame axis with a gyroscope as the device is moved down the borehole and applying torque on the outer frame depending on the measured speed, around the outer frame in its axis to stabilize by continuously measuring two gravity components in two transverse directions with respect to the outer frame or the pipe and determining at least one of the dip and azimuth angles of the borehole at a plurality of Measuring points calculated along its length from the scanned gravity components.

3030th

Die Erfindung ist nachstehend näher anhand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to two preferred exemplary embodiments. All in the Features and measures contained in the description can be essential to the invention. The painting demonstrate:

Figur 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer ersten Einrichtung, dessen Rohr oder Gehäuse im Schnitt gezeigt ist, Figur 2 einen teilweisen Ausschnitt eines dynamisch ausgewuchteten Kreisels, der ein Teil der 1 shows a schematic perspective illustration of a first device, the tube or housing of which is shown in section, FIG. 2 shows a partial section of a dynamically balanced gyro which is part of the

ersten Einrichtung ist,first establishment is

Figur 3 eine Darstellung der Umsetzung oder des Übergangs zwischen zwei Scharen von Bezugsachsen, FIG. 3 shows the implementation or transition between two sets of reference axes,

Figuren Diagramme mit Darstellung der verschiede-4 bis 6 nen Übergangsstufen der Figur 3, Figur 7 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen den beiden Scharen von Bezugsachsen .Figure diagrams showing the various 4 to 6 transition stages of Figure 3, Figure 7 is a diagram showing the relationship between the two sets of reference axes .

Nach Figur 1 weist die Einrichtung innerhalb eines Rohrgehäuses 10, dessen Längsachse mit der Achse des Bohrloches zusammenfällt, einen dynamisch ausgewuchteten Kreisel 12 mit zwei Freiheitsgraden auf, der im Außenrahmen 13 an einer Außenrahmenwelle 14 drehbar gelagert ist, wobei diese mit oberen und unteren Außenrahmenlagern 16 und 18 versehen ist, die durch obere und untere Außenlagereinbauten oder Außenlagerschalen 17 und 19 gehalten werden. Der ausgewuchtete Kreisel 12 weist ein Kreiselrad 46 auf, dessen Figurenachse senkrecht zur Außenrahmenachse liegt, eine erste zur Figurenachse senkrechte Drehachse und eine zweite senkrecht zur ersten Drehachse angeordnete Drehachse, die auch quer zur Figurenachse liegt. Die Außenrahmenwelle 14 ist auch mit einem Drehmomentmotor 22 und einem in einem Resolverlager 28 angebrachten Resolver (Koordinatenwandler) versehen. Der Resolver 26 weist einen Ständer mit zwei Spulen auf, deren Achsen rechtwinkelig zueinander angeordnet ist sowie einen Läufer mit einem entsprechenden Paar von zueinander rechtwinkelig angeordneten Spulen. Liegt ein Bezugssignal an einer der Läuferspulen an und ist die andere Rotorspule anAccording to Figure 1, the device within a tubular housing 10, whose longitudinal axis coincides with the axis of Borehole coincides with a dynamically balanced gyro 12 with two degrees of freedom, which is in the outer frame 13 is rotatably mounted on an outer frame shaft 14, this with upper and lower outer frame bearings 16 and 18, which are provided by upper and lower outer bearing fixtures or outer bearing shells 17 and 19 being held. The balanced gyro 12 has a gyro wheel 46, the figure axis of which is perpendicular to the outer frame axis, a first axis of rotation perpendicular to the figure axis and a second perpendicular the axis of rotation arranged to the first axis of rotation, which is also transverse to the axis of the figure. The outer frame shaft 14 is also available with a torque motor 22 and a resolver (coordinate converter) mounted in a resolver bearing 28 Mistake. The resolver 26 has a stator with two coils, the axes of which are at right angles is arranged to each other and a rotor with a corresponding pair of each other at right angles arranged coils. If a reference signal is applied to one of the rotor coils and the other rotor coil is applied

Masse gelegt, wobei die Ausgangssignale der beiden Spulen am Stator a und b seien, dann ist a/b gleich der Tangente des Winkels {L zwischen einer Bezugs richtung gegenüber dem Rohr 10 und einer Bezugsrichtung gegenüber der Außenrahmenwelle 14. Die Einrichtung weist auch einen Schwerkraftmesser 30 auf, der aus drei an der Außenrahmenwelle 14 montierten Beschleunigungsmessern besteht.Ground, where the output signals of the two coils on the stator are a and b, then a / b is equal to the Tangent of the angle {L between a reference direction with respect to the tube 10 and a reference direction with respect to the outer frame shaft 14. The device also has a gravity meter 30 composed of three accelerometers mounted on the outer frame shaft 14 consists.

Nach Figur 2 weist der dynamisch ausgewuchtete KreiselAccording to Figure 2, the dynamically balanced gyro

12 ein Gehäuse 32 auf, das am Außenrahmen 13 befestigt ist, eine gegenüber dem Gehäuse 32 und dem Außenrahmen12 a housing 32 which is fastened to the outer frame 13 is, one opposite to the housing 32 and the outer frame

13 um die Figurenachse 35 drehbare Welle 34, die mit Figurenachslagern 36 versehen ist, sowie einen Antriebemotor 40 mit einem an der Welle 34 angebrachten Läufer 42 und einen am Gehäuse 32 befestigten Ständer 44. Das Kreiselrad 4 6 ist mit einer Kreuzgelenkkupplung mit der Welle 34 verbunden, wobei die Kreuzgelenkkupplung einen Innenrahmen 48 aufweist, der um die erste Drehachse durch Torsionsfedern 50 drehbar gelagert ist, die sich zwischen der Welle 36 und dem Innenrahmen erstrecken, wobei das Kreiselrad 46 auch drehbar um die zweite, senkrecht zur ersten Drehachse verlaufenden Drehachse durch Torsionsfedern 52 drehbar gelagert ist, die sich zwischen dem Innenrahmen 48 und dem Kreiselrahmen 46 erstrecken.13 about the figure axis 35 rotatable shaft 34 which is provided with figure axle bearings 36, and a drive motor 40 with a rotor 42 attached to the shaft 34 and a stand 44 attached to the housing 32. Das The impeller 4 6 is connected to the shaft 34 by a universal joint coupling, the universal joint coupling has an inner frame 48 which is rotatably mounted about the first axis of rotation by torsion springs 50, extending between the shaft 36 and the inner frame, the impeller 46 also being rotatable about the second axis of rotation running perpendicular to the first axis of rotation is rotatably supported by torsion springs 52 extending between the inner frame 48 and the gyro frame 46.

Das Kreiselrad 46 weist einen Permanentringmagneten und eine kreisförmige Ausnehmung 56 auf, die unmittel-The impeller 46 has a permanent ring magnet and a circular recess 56, the immediate

°O b_ar neben dem Permanentringmagneten 54 angeordnet ist und in der sich vier Drehmomentgeberspulen 57 bis 60 erstrecken, die am Gehäuse 32 befestigt sind, wobei die Spule 57 der Spule 59 und die Spule 58 der Spule 60 jeweils diametral gegenüberliegt. Mehrere am Gehäuse 32 befestigte Abgriffe 62 messen die WinkelversetzungO b _{ar is arranged} next to the permanent ring magnet 54 and in which four torque transducer coils 57 to 60 extend, which are attached to the housing 32, the coil 57 of the coil 59 and the coil 58 of the coil 60 each being diametrically opposite. A plurality of taps 62 attached to the housing 32 measure the angular displacement

des Kreiselrades 46 um zwei zueinander senkrechte Achsen. Im Betrieb wird das am Kreiselrad 46 durch die Torsionsfedern 50 und 52 aufgebrachte Drehmoment durch das negative Drehmoment aufgehoben, das sich infolge der dynamisehen Wirkung des Innenrahmen3 48 ergibt, das sich wie die Quadratwurzel der Drehzahl des Kreiselrades 46 verändert. Daher gibt es nur eine Drehzahl, d.h. die Auswuchtdrehzahl, bei welcher die positiven Federdrehmomente durch die dynamische Wirkung aufgehoben werden. Bei der Auswuchtdrehzahl wird das Kreiselrad 46 von der Welle 34 ausgekuppelt und wirkt so als freier Kreisel.of the impeller 46 about two mutually perpendicular axes. In operation, the torque applied to the gyro wheel 46 by the torsion springs 50 and 52 is canceled out by the negative torque that results from the dynamic effect of the inner frame 3 48, which is how the square root of the speed of the impeller 46 changed. Therefore there is only one speed, i.e. the balancing speed, at which the positive spring torques are canceled out by the dynamic effect. at At the balancing speed, the gyroscope 46 is disengaged from the shaft 34 and thus acts as a free gyroscope.

Figur 3 ist die schematische Darstellung eines Bohrlochs 80 mit mehreren Bezugsachsen gegenüber denen die AusrichFigure 3 is a schematic representation of a borehole 80 having multiple reference axes opposite which the alignment tung des Bohrloches 80 festgelegt werden kann» und die eine Schar von erdfesten Achsen ON, OE und OV enthalten, wobei OV senkrecht nach unten, ON genau nach Norden und OE genau nach Osten ausgerichtet ist sowie eine Schar von rohrfesten Achsen OX, OY und OZ, wobei OZ der örtdirection of the borehole 80 can be set »and the contain a family of earth-fixed axes ON, OE and OV, where OV vertically downwards, ON due north and OE is oriented exactly to the east and a group of axles fixed to the pipe OX, OY and OZ, where OZ is the local liehen Richtung des Bohrloches an der Meßstation ent langverlauft und OX und OY j-swells in senkrechten Ebenen zu dieser Richtung liegen. Die Schar der erdfesten Achsen kann in die Schar der rohrfesten Achsen durch die folgenden drei Rechtsdrehungen oder Drehungen in Uhrzeiborrowed direction of the borehole at the measuring station ent elongated and OX and OY j-swells in vertical planes lie to that direction. The family of axles fixed to the earth can be converted into the family of axles fixed to the pipe by the following three clockwise or clockwise rotations gersinn gedreht werden:to be rotated:

1) Drehung um die Achse OV durch den Azimutwinkel ¹U/* (Figur 4),1) Rotation around the axis OV through the azimuth angle ¹ U / * (Figure 4),

2) Drehung um die Achse OE₁ durch den Neigungswinkel θ (Figur 5),2) Rotation about the axis OE ₁ through the angle of inclination θ (Figure 5),

3) Drehung um die Achse OZ durch den Winkel am oberen Rohrmund 0 (Figur 6).3) Rotation about the axis OZ through the angle at the upper pipe mouth 0 (Figure 6).

Figur 7 zeigt schematisch das Verhältnis zwischen den rohrfesten Achsen OX,OY und OZ sowie einer Schar von außenrahmenfesten Achsen 0X',0Y'und OZ¹, wobei die Achsen OZ und OZ* zusammenfallen und in der Figur mitFIG. 7 schematically shows the relationship between the axles fixed to the pipe OX, OY and OZ and a group of axles OX ', OY' and OZ ¹ fixed to the outer frame, the axes OZ and OZ * coinciding and with in the figure

OZZ¹ bezeichnet sind. Diese Figur zeigt auch die Beziehung zwischen dem oberen Mundseitenwinkel 0 und dem Winkel 0.., der vom Resolver 26 gemessen wird, wobei 0, der Mundseitenwinkel ist, der sich ergeben würden,wenn das Gerät an eine Meßstelle ohne Drehung um die rohrfeste Achse OZ verfahren werden würde. 0₂ hängt offensichtlich von der Form der vom Gerät zu verfolgenden Bahn ab. Somit ist 0=0- + 0₂, wenn die rohrfesten, erdfesten und außenrahmenfesten Achsen am Mund des Bohrloches zusammenfallen. OZZ ^{1 are} designated. This figure also shows the relationship between the upper mouth side angle 0 and the angle 0 ... measured by the resolver 26, where 0, the mouth side angle, which would result if the device were to a measuring point without rotation about the fixed axis OZ would be proceeded. 0 ₂ obviously depends on the shape of the trajectory being followed by the device. Thus 0 = 0- + 0 ₂ , if the pipe-fixed, earth-fixed and outer frame fixed axes coincide at the mouth of the borehole.

Die drei Beschleunigungsmesser der Meßeinrichtung sind so angeordnet, daß sie die drei Schwerkraftkomponenten g_VI, g_vl und g„, auf den drei zueinander rechtwinkeligenThe three accelerometers of the measuring device are arranged in such a way that they apply the three components of gravity g _VI , g _vl and g n, on the three mutually perpendicular

Λ X u Λ X u

außenrahmenfesten Achsen OX¹,OY¹ und OZ¹ messen, wobei die Achse OZ¹ mit der Bohrlochachse zusammenfällt. Die drei Beschleunigungsmesser können auch auf dem Rohr 10 montiert sein und so angeordnet sein, daß sie die Schwerkraftkomponenten g_x, g„ und g_ auf den drei zueinander rechtwinkeligen rohrfesten Achsen OX, OY und OZ messen. ^{Measure the axes OX 1} , OY ¹ and OZ ¹ fixed to the outer frame, the axis OZ ¹ coinciding with the borehole axis. The three accelerometers can also be mounted on the tube 10 and arranged in such a way that they _{measure the gravitational components g x} , g "and g_ on the three axes OX, OY and OZ fixed to the tube at right angles to one another.

Wenn die Beschleunigungsmesser auf dem Rohr montiert sind, dann ist der Schwerkraftvektor gleich ^g ~ ⁹X*V^gy'"y^+gZ*"z,^{f worin} S_x# Ü_y und Ü_z die Einheitsvektoren in den rohrfesten Achsrichtungen OX,OX und OZ sind. Sind die Beschleunigungsmesser am Außenrahmen befestigt, dann ist der Schwerkraftvektor gleich g = g_x,.Ü_x,+g_Y,.Ü_y,+g_z,.ü_z,, worin ϋ_χ,, U und Ü_z, die Einheitsvektoren in den Richtungen der außenrahmenfesten Achsen OX¹,OY' und OZ¹ sind.If the accelerometers are mounted on the pipe, then the gravity vector is equal to ^g ~ ⁹ X * V ^g y '"y ^{+ g} Z *" z, ^{f where} S _x # Ü _y and Ü _{z are} the unit vectors in the pipe-fixed axis directions OX, OX and OZ are. If the accelerometers are attached to the outer frame, then the gravity _{vector is equal to g = g x} , .Ü _x , + g _Y , .Ü _y , + g _z , .ü _z ,, where ϋ _χ ,, U and Ü _z , the unit vectors in the directions of the axes fixed to the outer frame are OX ¹ , OY 'and OZ ¹ .

Damit,In order to,

g_xi = g_xcos 0₁ - g sin 0₁ (A)g _x i = g _x cos 0 ₁ - g sin 0 ₁ (A)

i ■ g_xsin 0₁ + g_ycos 0₁ (B)i ■ g _x sin 0 ₁ + g _y cos 0 ₁ (B)

« ^{s g}Z « ^Sg Z

Wenn U„, ü_ und U„ und U,.. Einheitsvektoren in den Rich-If U ", ü_ and U" and U, .. unit vectors in the direction

N Ci Ci VN Ci Ci V

tungen der erdfesten Achsen ON, OE und OV sind, dann stellt nach der Definition der Winkel 0, θ und der Vektorgleichung ^roy = \_ ψ" }£ θ$£0] Ü_YV7 das Transformationsverhältnis zwischen den Scharen der Einheitvektoren der beiden Rahmen dar, worinThe definition of the angles 0, θ and the vector equation ^ roy = \ _ ψ "} £ θ $ £ 0] Ü _{YV7 represents} the transformation ratio between the families of unit vectors of the two frames represents what

coscos

sin τ|γ 0sin τ | γ 0

cos θ 0cos θ 0

-sin θ-sin θ

-sin-v|r 0 cos \lr ■ 0 0 1 .-sin-v | r 0 cos \ lr ■ 0 0 1.

0 sin θ0 sin θ

1 01 0

0 cos 60 cos 6

te}te}

undand

cos 0 -sin 0 0 sin0 cos 0 0 0 0 1cos 0 -sin 0 0 sin0 cos 0 0 0 0 1

Die VektorenoperationThe vector operation

stellt das Transformationsverhältnis in der Gegenrichtung dar.represents the transformation ratio in the opposite direction represent.

Die Einrichtung kann in drei verschiedenen Meßphasen betrieben werden, um drei eigene Meßwerte zu erhalten. Zunächst kann die Einrichtung im Kreiselmeßverfahren betrieben werden, um eine Winkelbezugsst«llung des Außenrahmens 13 einzunorden, wobei das Gerät senkrecht am Mund des Bohrloches angeordnet ist, wobei die Achse OZ¹ mit der Achse OV fluchtet. Die von den Abgriffen 62 des ausgewuchteten Kreisels 12 gemessene Drehge-The device can be operated in three different measuring phases in order to obtain three own measured values. First of all, the device can be operated using the gyroscopic measuring method in order to locate an angular reference position of the outer frame 13, the device being arranged vertically at the mouth of the borehole, the axis OZ ^{1 being} aligned with the axis OV. The rotational speed measured by the taps 62 of the balanced gyro 12

schwindigkeit des Kreiselrades 46 um die Achse OX¹ infolge der Erddrehung wird an den Drehmomentgeber 22 über eine entsprechende Regelschaltung zurückgeführt und dient dazu, den Außenrahmen 13 solange nachzuführen, bis die vom ausgewuchteten oder abgestimmten Kreisel 12 gemessene Geschwindigkeit der Erddrehung um die Achse OX¹ Null ist, wenn die Figurenachse 35 (Achse OY') Nord-Süd und die Achse OX Ost-West liegen muß. Diese meridianweisende Kreiselkompaßphase ermöglicht es, !Ο ein Verfahren für eine Bezugsausrichtung des Rohres auszuschalten, da das gegenwärtig bei herkömmlichen Kreiseln verwendet wird und daß eine Hauptquelle für den Azimutfehler darstellen kann.speed of the gyro wheel 46 around the axis OX ¹ as a result of the earth's rotation is fed back to the torque transmitter 22 via a corresponding control circuit and is used to track the outer frame 13 until the speed of the earth's rotation about the axis OX ¹ measured by the balanced or tuned gyro 12 is zero is when the figure axis 35 (axis OY ') must lie north-south and the axis OX east-west. This meridional gyrocompass phase enables one method of reference alignment of the pipe to be eliminated, since this is currently used in conventional gyroscopes and may be a major source of azimuth error.

Bei einem zweiten Meßverfahren, das für Bohrlochneigungen zwischen Null und 45° zur Senkrechten gilt, wird die Neigung des Bohrloches entweder laufend oder an einer Reihe von Meßpunkten über seine Länge nach dem Vermessungsverfahren gemessen, das in der Patentschrift Nr. 1 509 293 beschrieben wird, ausgenommen, daB der Bezugspunkt für die Anfangsausrichtung nach der vorstehenden Beschreibung der ersten Meßphase oder des ersten Meßverfahrens gewonnen wird. Die von den Abgriffen 62 des ausgewuchteten oder abgestimmten Kreisels 12 gemessene Drehgeschwindigkeit des Kreiselrades 46 um die Achse OZ¹ wird über entsprechende Regelschaltungen an den Drehmomentgeber 22 zurückgeführt und dient zur Stabilisierung des Außenrahmens 13 um die Achse OZ¹, um die Ausrichtung der Achse OY¹ in der senkrechten Meridianebene aufrecht zu erhalten. Damit verhält sich der Außenrahmen 13 wie eine einachsige, um die Achse OZ¹ stabilisierte Plattform, die mit der Rohrachse OZ zusammenfällt. Damit ergibt sich, daß die gegenüber dem Bezugspunkt des Außenrahmens gemessene Gesamtdrehung des Rohres 10 um die Achse OZ gleich ist der Summe aller Drehungen des Rohres 10 um die Momentanrichtungen von OZ, wenn das Gerät längs der Bahn des Bohrlochs gelegt wird und, daß sie eindeu-In a second measuring method, which applies to borehole inclinations between zero and 45 ° to the vertical, the inclination of the borehole is measured either continuously or at a series of measuring points over its length according to the measuring method described in patent specification No. 1 509 293, except that the reference point for the initial alignment is obtained according to the above description of the first measuring phase or the first measuring process. ^{The rotational speed of the gyro wheel 46 about the axis OZ 1} measured by the taps 62 of the balanced or coordinated gyro 12 is fed back to the torque transmitter 22 via appropriate control circuits and is used to stabilize the outer frame 13 about the axis OZ ¹ , about the alignment of the axis OY ¹ in the vertical meridian plane. The outer frame 13 thus behaves like a uniaxial ^{platform stabilized about the axis OZ 1} , which coincides with the tube axis OZ. This means that the total rotation of the pipe 10 about the axis OZ, measured with respect to the reference point of the outer frame, is equal to the sum of all rotations of the pipe 10 about the instantaneous directions of OZ when the device is laid along the path of the borehole and that it is clear -

11
tig von der verfolgten Bahn unabhängig ist.11th
tig is independent of the trajectory being followed.

Bei der in der Patentschrift Nr. 1 509 293 beschriebenen Einrichtung lieaen die Auswanderungsgeschwindigkeiten um die Achse OZ in der Größenordnung von 1-10° je Stunde, wobei die Auswanderungsgeschwindigkeit während der Vermessung geprüft wird. Auf diese Weise läßt sich eine Genauigkeit der Auswanderungsgeschwindigkeitsmessung in der Größenordnung von 0,5°/h erreichen.Setzt man dagegen das Gerät in der vorbezeichneten Weise ein, so läßt sich eine Genauigkeit der Auswanderungsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 0,1°/h erreichen und die Einrichtung braucht nicht angehalten zu werden, um Auswanderungsgeschwindigkeitsprüfungen während der Vermessung durchzuführen. Wird die Anlage entsprechend programmiert, um die Ausgangssignale der Beschleunigungsmesser zu korrigieren, wenn das Gerät eine nicht geradlinige Bahn während der Vermessung durchläuft, so kann diese Meßphase mit einem durchlaufenden Arbeitsgang durchgeführt werden. In einer dritten Meßphase oder einem dritten Verfahren, das für Bohrlochneigungen von größer als 45° zur Senkrechten gilt, wird der Außenrahmen 13 durch den Drehmomentgeber 22 beaufschlag;, um den vom Schwerkraftmesser 30 gemessenen oberen Mündungswinkel φ auf Null zu halten. Wenn die drei Beschleunigungsmesser die Schwerkraftkomponenten g_x, g_y und g_z längs den rohrfesten Achsen OX,OY und OZ messen, so wird der Neigungswinkel θ wie folgt dargestellt:In the device described in patent specification No. 1 509 293, the emigration speeds about the axis OZ in the order of magnitude of 1-10 ° per hour, the emigration speed being checked during the measurement. In this way an accuracy of the emigration speed measurement in the order of magnitude of 0.5 ° / h can be achieved. If, on the other hand, the device is used in the manner described above, an accuracy of the emigration speed in the order of magnitude of 0.1 ° / h can be achieved and there is no need to stop the facility to perform emigration speed tests during the survey. If the system is programmed accordingly to correct the output signals of the accelerometer when the device traverses a non-straight path during the measurement, this measurement phase can be carried out in one continuous operation. In a third measuring phase or a third method, which applies to borehole inclinations greater than 45 ° to the vertical, the outer frame 13 is acted upon by the torque transducer 22, in order to keep the upper mouth angle φ measured by the gravity meter 30 at zero. If the three accelerometers _{measure the gravity components g x} , g _y and g _z along the axis OX, OY and OZ fixed to the pipe, the angle of inclination θ is represented as follows:

θ « atan (g_x, + g_y2) / (σ_χ1 + g_yJ + g_z,) 1/2θ «atan (g _x , + g _y2 ) / (σ _χ1 + g _yJ + g _z ,) 1/2

und der obere Mündungswinkel θ wird dargestellt durch:and the upper mouth angle θ is represented by:

θ = atan (g_v / -g ), YXθ = atan (g _v / -g), YX

wobei g_x, g_y und g_z auf die Auswirkungen hin korrigiertwhere g _x , g _y and g _z corrects for the effects

werden müssen, daß das Gerät eine nicht-geradlinige Bahn durchläuft.must be that the device traverses a non-rectilinear path.

Dann kann die von den Abgriffen 62 des abgestimmten e Kreisels 12 um die Achse OX' gemessene Drehgeschwind igkeit des Kreiselrades 46 zur Berechnung des Azimutwinkels "XjT verwendet werden, wenn das Gerät auf der Bahn des Bohrloches fährt. Die um die Achse OX' gemessene Drehgeschwindigkeit ist gleich Γ_χ=*ο_χ +Jl„, worin ^ X ^{die Drell}9^esc^^windi9^keit <*es Gerätes und die Achse OX¹ und»O^_v die Drehgeschwindigkeitswerte um die Achse OX¹ ist. Da ψ - Null, kann der Azimutwinkel "ViT aus dem Zeitintegral "ij/* berechnet werden, wobei "IjLT - -CO_x / sin θ = -(Γ_χ-*Λ-£) si" θ» wobei -Λ-'χ ~ ^R _T 'COS"^* cos θ + R^· sin Q, R,p » R_E The rotational speed of the gyro wheel 46 measured by the taps 62 of the tuned gyro 12 about the axis OX 'can then be used to calculate the azimuth angle "XjT when the device is traveling on the path of the borehole. The rotational speed measured about the axis OX' is equal to Γ _χ = * ο _χ + Jl „, where ^ X is ^{the drill} 9 esc ^ ^windi 9 ^speed <* es device and the axis OX ¹ and» O ^ _v the rotational speed values around the axis OX ^1. Since ψ - zero , the azimuth angle "ViT can be calculated from the time integral" ij / *, where "IjLT - -CO _x / sin θ = - (Γ _χ - * Λ- £) si" θ »where -Λ-'χ ~ ^R _T 'COS "^ * cos θ + R ^ · sin Q, R, p» R _E

R_R = R_E»sln JX. , worin Rg die Geschwindigkeit der Erddrehung um ihre Achse und A> die geographische Breite ist.R _R = R _E »sln JX. , where Rg is the speed of the earth's rotation around its axis and A> the geographical latitude.

__Λ DLe zweite und dritte Meßphase ergänzen sich gegenseitig für Neigungen von größer als 45 zur Senkrechten, wobei die zweite Meßphase bestrebt wäre, zunehmend ungenaue Ergebnisse mit zunehmender Neigung zu erzielen, während für Neigungen von Null bis 45° zur Senkrechten die_ _Λ DLe second and third measuring phases complement each other for inclinations greater than 45 ° to the vertical, the second measuring phase would strive to achieve increasingly imprecise results with increasing inclination, while for inclinations from zero to 45 ° to the vertical the

_. dritte Meßphase zunehmend ungenaue Resultate bei abnehmender Neigung ergeben würde._. third measurement phase increasingly inaccurate results with decreasing Inclination would result.

Wird das Gerät so bewegt, daß seine Längsachse OZ¹ während des Verfahrens parallel zur Bohrlochachse bleibt, ₃Q dann werden keine Drehgeschwindigkeiten um die rohrfesten Achse mit co _v, co ν undcO„angegeben. Wenn die momentaneIf the device is moved in such a way that its longitudinal axis OZ ¹ remains parallel to the borehole _{axis during the process, 3} Q then no rotational speeds around the axis fixed to the pipe are given as co _v , co ν and co ″. If the momentary

Λ X ti , ♦Λ X ti , ♦

Drehgeschwindigkeit als Geschwindigkeiten θ und "ψ" angegeben werden, die sich durch Änderungen der Bohrlochparameter © und "ψΓ ergeben, wenn das Gerät der gr Bohrlochbahn entlang bewegt wird, dann kann die Drehgeschwindigkeit des Gerätes im erdfesten Pahmen wie folgt dargestellt werden:Rotational speed are given as speeds θ and "ψ", which result from changes in the borehole parameters © and "ψΓ, when the device is moved along the largest borehole path, then the rotational speed of the device can be represented in the earth-fixed frame as follows:

ft* 1»ft * 1 »

Rp = - θ· sin γ* «u_N Rp = - θ · sin γ * «u _N

Ein Operieren des Vektors R , um diesen in rohrfeste Komponenten zu transformieren, ergibt:Operating the vector R to transform it into pipe-solid components yields:

."^P +4.sin0 ) · ϋ_χ + (sind. "^ P + 4.sin0) · ϋ _χ + (are

sin0. ^ir +4.COS0 ) .ü_y sin0. ^ ir + 4.COS0) .ü _y

DaherTherefore

_χ ■ -sine-cos0 «liP+ 6sin0 (1) _χ ■ -sine-cos0 «liP + 6sin0 (1)

_y» sine»sin0 ."Uf+ e.cos0* i2) _y »sine» sin0. "Uf + e.cos0 * i2)

₂« cos©· "ψ"* (3) ₂ «cos © ·" ψ "* (3)

k *k *

Die Auflösung der Gleichungen 1 und 2 für "\lT und θ ergibt:The solution of equations 1 and 2 for "\ lT and θ results in:

γ » -il*_x«cos0 - _Y.sin0J / sine (4)γ "-il * _x " cos0 - _Y .sin0J / sine (4)

Q ■ⁱ^_x«sin0 + _y.cos6 (5) Q ■ ⁱ ^ _x «sin0 + _y .cos6 (5)

Wenn die Größe der Drehgeschwindigkeit der Erde um ihre Achse gleich K^ ist, dann kann die Drehgeschwindigkeit der Erde im erdfesten Rahmen wie folot angeschrieben werIf the magnitude of the speed of rotation of the earth around its axis is equal to K ^ , then the speed of rotation of the earth in a fixed frame can be written as folot

,,

den:the:

. cosA, ·ΰ_Ν - Rg-sin^Üy oder. cosA, · ΰ _Ν - Rg-sin ^ Üy or

Operiert man den Vektor R_E, um ihn in rohrfeste Komponenten zu transformieren, so ergibt sich:If one operates the vector R _E in order to transform it into components fixed to the pipe, the result is:

(( 1010 jj 1515th . «t>· «φ *t ·· ··. «T> ·« φ * t ·· ·· •• 32308893230889 •• 2020th 1414th T/T.sin0.. (6)T / T.sin0 .. (6) 11
wrwr 1
Ii
ι ²⁵ 1
Ii
ι ²⁵ ÜL/_X=R_.cos"yCcos©.cos0 + R_.sin9.cos0 - R₁J,·sinÜL / _X = R_.cos "yCcos © .cos0 + R_.sin9.cos0 - R ₁ J, · sin Y*.COS0.. (7)Y * .COS0 .. (7) Γ
f*
ΐΓ
f *
ΐ J-'v=-R^.cos\T.cos9.sin0 - R_D[email protected] - R-,.sinJ-'v = -R ^ .cos \ T.cos9.sin0 - R _D .sin @ .sin0 - R - ,. sin ...(8),...(8th), έέ I 30I 30 "^=R-,*cosΤ/Γ*.sin© - R_n.cos©"^ = R -, * cosΤ / Γ * .sin © - R _n .cos © der Erde umthe earth around ff
ίί
4 354 35 worin _χ, γ und ₂ die Drehgeschwindigkeiten
die rohrfesten Achsen darstellen. where _χ , γ and _{2 are} the rotational speeds
represent the axis fixed to the pipe. .. t
ί
4 .. t
ί
4th II. II.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS 1. Gerät zum Messen der Richtung eines Bohrloches mit einem Langrohr, dessen Längsachse im Einsatz mit der Achse des Bohrloches zusammenfällt, einem im Rohr drehbar gelagerten Außenrahmen, dessen Achse mit der Längsachse des Rohres zusammenfällt» mit einem im Außenrahmen gelagerten Kreisel, einem Drehmomentgeber, der am Außenrahmen ein Drehmoment aufbringt sowie mit einem Schwerkraftmesser zum Messen zweier Schwerkraftkomponenten in zwei Querrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisel Ausgangssignale für die Drehgeschwindigkeiten um die Außenrahmenachse (OZ¹) und einer zu dieser querliegenden Achse (OX') erzeugt und das Gerät ein erstes Stellglied zur Betätigung des Drehmomentgebers (22) aufweist, wenn es am Mund des Bohrloches (80) angeordnet ist, um die Querachse (OX¹) in Abhängigkeit von der vom Kreisel (12) gemessenen Drehgeschwindigkeit um die Querachse (OX¹) nach Ost-West zu richten und, daß ein zweites Stellglied den Drehmomentgeber (22) in Abhängigkeit von der vom Kreisel (12) gemessenen Drehgeschwindigkeit um die Außenrahmenachse (OZ¹) beaufschlagt, wenn das Gerät am Bohrloch (80) entlangbewegt wird, um den Außenrahmen (13) um seine Achse (OZ') zu stabilisieren.1. Device for measuring the direction of a borehole with a long pipe, the longitudinal axis of which coincides with the axis of the borehole in use, an outer frame rotatably mounted in the pipe, the axis of which coincides with the longitudinal axis of the pipe »with a gyro mounted in the outer frame, a torque transmitter, which applies a torque to the outer frame and with a gravity meter for measuring two gravity components in two transverse directions, characterized in that the gyroscope generates output signals for the rotational speeds around the outer frame ^{axis (OZ 1} ) and an axis (OX ') that is transverse to this and the device turns on has first actuator for actuating the torque transmitter (22), when it is arranged at the mouth of the borehole (80), about the transverse axis (OX ¹ ) as a function of the rotational speed measured by the gyro (12) around the transverse axis (OX ¹ ) to the east -West to direct and that a second actuator, the torque transmitter (22) depending on the from Gyroscope (12) measured rotational speed around the outer frame ^{axis (OZ 1} ) applied when the device is moved along the borehole (80) in order to stabilize the outer frame (13) about its axis (OZ '). 2. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Resolver (26) zum Messen des Drehwinkels des Außenrahmens (13) um seine Achse gegenüber dem Rohr (10) vorgesehen ist.2. Apparatus according to claim 2, characterized in that a resolver (26) for measuring the angle of rotation of the Outer frame (13) is provided about its axis opposite the tube (10). 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (22) zum Bestimmen des Geräts im oberen Mündungswinkel vorgesehen ist, wenn es von den gemessenen Schwerkraftkomponenten aus am Bohrloch (80) entlangbewegt wird und, daß ein drittes Stell-3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a device (22) for determining the device is provided in the upper mouth angle when it is measured by the gravity components at the borehole (80) is moved along and that a third setting glied den Drehmomentgeber (22) in Abhängigkeit von der vom Kreisel (12) gemessenen Drehgeschwindigkeit um die Querachse (OX¹) beaufschlagt, wenn das Gerät längs dos Bohrloches (80) mit hohen Neigungswinkeln bewegt wird,member applied to the torque transducer (22) as a function of the rotational speed measured by the gyro (12) around the transverse axis (OX ¹ ) when the device is moved along the borehole (80) at high angles of inclination, um den oberen Mündungswinkel (Ji) auf Null zu halten.to keep the upper mouth angle (Ji) at zero. 4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerkraf^messer (30) am Außenrahmen (13) angebracht ist.4. Device according to one of the preceding claims »thereby characterized that the gravity ^ knife (30) on Outer frame (13) is attached. 5. Gerät nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerkraftmesser (30) ara Rohr (10) montiert ist.5. Device according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the gravity meter (30) ara Tube (10) is mounted. 6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerkraftmesser (30) drei Schwerkraftkomponenten in drei nicht in gleicher Ebene liegenden Richtungen mißt.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the gravity meter (30) measures three components of gravity in three non-coplanar directions. 7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized gekennzeichnet, daß der Kreisel (12) ein dynamisch ausgewuchteter Zweiachsenkreisel ist.characterized in that the gyro (12) is a dynamic balanced two-axis gyro. 8. Verfahren zum Vermessen eines Bohrloches mit einem Vermessungsgerät, das ein Langrohr umfaßt, dessen Längsachse mit der Achse des Bohrloches zusammenfällt, das einen im Rohr drehbar gelagerten Außenrahmen aufweist, dessen Drehachse mit der Längsachse des Rohres zusammenfällt und auch einen im Außenrahmen gelagerten Kreisel besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisel Ausgangssigriale für die Drehgeschwindigkeiten um die Außenrahmenachse und einer zu dieser querliegenden Achse erzeugt, wobei das Vermessungsgerät am Mund des Bohrloches angeordnet wird, die Drehgeschwindigkeit um die Querachse mit dem Kreisel gemessen wird und ein8. A method for measuring a borehole with a logging device comprising a long pipe, the Longitudinal axis coincides with the axis of the borehole, which has an outer frame rotatably mounted in the pipe, the axis of rotation of which coincides with the longitudinal axis of the pipe and also an in Has gyro mounted on the outer frame, characterized in that the gyro has output signals generated for the rotational speeds around the outer frame axis and an axis lying transverse to this, the measuring device being arranged at the mouth of the borehole, the rotational speed around the transverse axis is measured with the gyroscope and a • * ···· tv·• * ···· tv · Drehmoment in Abhängigkeit von der gemessenen Drehgeschwindigkeit am Außenrahmen aufgebracht wird, um die Querachse nach Ost-West auszurichten, daß das Vermessungsgerät am Bohrloch entlang bewegt wird, wo- \ bei die Drehgeschwindigkeit um die Außenrahmenachse vom Kreisel laufend gemessen wird und ein Drehmoment am Außenrahmen in Abhängigkeit von der gemessenen Drehgeschwindigkeit aufgebracht wird, um den Außenrahmen um seine Achse zu stabilisieren, daß laufendTorque is applied in dependence on the measured rotational speed of the outer frame, about the transverse axis to the East-West in that the measurement device at the well is moved along align \ WO at the rotational speed of the outer frame axis from the gyroscope is continuously measured and a torque on the outer frame in Dependence on the measured rotational speed is applied to stabilize the outer frame around its axis, that running zwei Schwerkraftkomponenten in zwei Querrichtungen gegenüber dem Außenrahmen oder dem Gehäuse gemessen werden und schließlich der Neigungswinkel und der Azimut des Bohrloches an mehreren Punkten Ober seine Länge hinweg aus den gemessenen Schwerkraftkomponententwo components of gravity measured in two transverse directions relative to the outer frame or the housing and finally the angle of inclination and the azimuth of the borehole at several points above its Length away from the measured gravity components ermittelt werden.be determined. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit um die Querachse laufend vom Kreisel gemessen wird, wenn das Gerät längs des9. The method according to claim 8, characterized in that the speed of rotation about the transverse axis is continuous is measured by the gyro when the device is along the Bohrloches verfahren wird und, daß ein Drehmoment am Außenrahmen in Abhängigkeit vo« der gemessenen Drehgeschwindigkeit aufgebracht wird, um den aus den gemessenen Schwerkraftkomponenten ermittelten Winkel in der oberen Mündung auf Null zu halten.Borehole is moved and that a torque on Outer frame is applied depending on the measured rotational speed, around the angle determined from the measured gravity components hold at zero in the upper mouth.