DE3701187C2 - Anordnung zur Energieübertragung auf eine für die Prospektion des Untergrundes geeignete Vorrichtung innerhalb eines Bohrlochs - Google Patents

Anordnung zur Energieübertragung auf eine für die Prospektion des Untergrundes geeignete Vorrichtung innerhalb eines Bohrlochs

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Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Energie auf eine Vorrichtung, die in das Innere eines Bohrlochs oder Schachts absenkbar ist. Die Anordnung ist insbesondere auf die Speisung seismischer Quellen mit Energie, die in Bohrlöchern bis auf relativ große Tiefen arbeiten sollen, anwendbar.
Viele Verfahren der seismischen Prospektion umfassen die Verwendung seismischer Quellen, die in Schächte oder Bohrlöcher abgesenkt und nacheinander an einer Vielzahl von Orten auf unterschiedlichen Tiefen aktiviert wurden. Der Empfang der ausgesandten Wellen erfolgt über Empfänger, die in anderen Schächten oder Bohrlöchern angeordnet sind. Dies ermöglicht es, ein erhöhtes Auflösungsvermögen zu erhalten. Sie können auch an der Oberfläche derart angeordnet sein, daß schräge seismische Profile restituiert werden. Der energetische Wirkungsgrad der seismischen Quellen des Bohrlochs liegt im allgemeinen wesentlich höher als derjenige der an der Oberfläche arbeitenden Quellen, aufgrund der Tatsache, daß sie seismische Wellen unter der veränderten Oberflächenschicht aussenden, deren Fortpflanzungscharakteristiken ungünstig sind.
Ein bekanntes Verfahren zum Zuführen der zum Betrieb seismischer Quellen notwendigen Energie, die in relativ geringen Tiefen arbeiten soll, besteht darin, sie über Schlauchleitungen mit einer hydraulischen, oben am Bohrloch angeordneten Vorrichtung zu verbinden. Das hydraulische, unter Druck stehende Fluid, das ihnen zugeliefert wird, wird verwendet, um Schwingungen oder auch Impulse zu erzeugen. Ein solches Verfahren, das beispielsweise in den US-Patentschriften 3,221,833 oder 3,718,205 beschrieben ist, ist für große Tiefen ungeeignet, weil es schwierig wird, hydraulische Verbindungen in oft sehr kleinen Bohrlöchern sicherzustellen.
Nach einem anderen bekannten Verfahren sammelt man potentielle Energie an einem Punkt eines Bohrlochs auf einer relativ geringen Tiefe, indem man von einer Oberflächeninstallation mittels Kabeln eine Masse hebt, die um ein Führungsrohr gleiten kann. An der Basis hiervon ist ein Targetelement befestigt. Intermittierend arbeitende Verankerungseinrichtungen ermöglichen es, das Targetelement und das zugeordnete Führungsrohr auf eine gewählte Tiefe festzulegen. Die angesammelte Energie wird durch den Fall der Masse gegen das Targetelement frei, wodurch seismische Wellen erzeugt werden. Ein solches Verfahren, welches beispielsweise in der Europäischen Patentanmeldung 136 236 beschrieben ist, ist zweckmäßig für eine Verwendung bis auf relativ geringe Tiefen in gut freigemachten Bohrlöchern, die relativ vertikal verlaufen und mit Flüssigkeiten nicht gefüllt sind, da die Masse vom Bohrloch nicht isoliert ist und durch Ziehen an den Kabeln oder Seilen nachgeladen wird.
Eine andere, mit der Speisung seismischer Quellen kompatiblere Anordnung, die auf großer Tiefe arbeitet, umfaßt einen elektrischen Generator, der an der Oberfläche angeordnet ist, und zu dessen Verbindung elektrische Leiter. Diese Leiter sind meist mit Datenübertragungsleitungen in einem einzigen Elektroträgerkabel mit Mehrfachfunktionen vereinigt. Ein solches System wird beispielsweise zur elektrischen Speisung der seismischen Impulsquellen verwendet, wie sie zum Beispiel in den veröffentlichten französischen Anmeldungen 2.555.761, 2.558.601 oder 2.563.919 bechrieben sind, wo die zur Erzeugung der Impulse notwendige Energie von einer hydraulischen Pumpe geliefert wird, die von einem Elektromotor angetrieben wird, der von der Oberfläche über das Elektroträgerkabel versorgt wird. Der Nachteil der sogenannten Elektroträgerkabel besteht in ihrer relativ schwachen Stromleistung. Die elektrische Leistung, die sie transportieren können, wird schnell unzureichend, um seismische Quellen nachzuladen oder in Betrieb zu nehmen, die auf erheblichen Tiefen arbeiten sollen, und zwar aufgrund des hier herrschenden, stark erhöhten hydrostatischen Drucks.
Bekannt ist auch ein Verfahren zur Erzeugung seismischer Wellen unten am Bohrloch während des Bohrens, das darin besteht, zwischen das Bohrgestänge und das Bohrwerkzeug einen teleskopischen Teil zwischenzuschalten und intermittierend die Spannung aufzuheben, die von der Oberfläche aus ausgeübt wird, derart, daß dieser teleskopische Teil zurückgezogen wird. Beim Einsinken sammelt sich hydraulische Energie. Mit einer gewissen Verzögerung wird sie auf das Bohrwerkzeug übertragen, welches gegen den Boden der Bohrung schlägt. Dieses Verfahren ist in der US-PS 2,898,084 beschrieben und so ausgebildet, daß es ausschließlich am Boden eines Bohrloches oder Schachts verwendet werden kann.
Der Anordnung nach der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben.
Die beweglichen Einrichtungen können eine Masse umfassen, welche potentielle Energie durch Zug auf die steife Kolonne sammelt.
Die beweglichen Einrichtungen können auch eine vermittels der steifen Kolonne betätigte Linearpumpe sowie einen hydraulischen Sammler umfassen.
Die im Sammler gespeicherte Energie kann dazu dienen, beispielsweise einen Vibrator zu betätigen oder auch eine seismische Impulsquelle nach aufeinanderfolgenden Auslösungen wieder aufzurüsten. Die steife Kolonne ist beispielsweise durch ein sehr robustes Bohrgestänge gebildet, welches sich sowohl für Zug wie für Kompression anbietet. Die augenblickliche überragende Leistung ist sehr erheblich. Durch Zug auf ein Bohrgestänge kann man sehr erhebliche ausreichende Leistungen übertragen, um eine beliebige seismische Quelle nachzurüsten oder arbeiten zu lassen, und zwar bis auf Tiefen von mehreren Kilometern.
Die beweglichen Einrichtungen können auch Federn aufweisen, welche durch Wirkung auf die steife Kolonne verformbar sind.
Eine Ausführungsform der Anordnung zeichnet sich dadurch aus, daß sie ein expansibles Kopplungselement, welches intermittierend gegen die Wandung des Bohrlochs gekoppelt werden kann und Einrichtungen zum Ausdehnen oder Blähen des Kopplungselements umfaßt. Hierbei ist der längliche Körper mit einem Innenhohlraum versehen, in welchen die Masse zwischen einer ersten unteren Stellung und einer zweiten oberen Stellung bewegbar ist, und daß die beweglichen Einrichtungen eine Betätigungsgruppe aufweisen, um die Masse aus ihrer ersten in die zweite Stellung zu verschieben und sie intermittierend halten, wobei die Betätigungsgruppe mit der steifen Kolonne verbunden ist, und daß die Vorrichtung auf die Energie übertragen wird, ein fest mit dem steifen Körper verbundenes Targetelement umfaßt, auf das die Masse während ihres Falls aus der zweiten in die erste Stellung schlägt.
Nach einer besonderen Verwirklichungsform wird das expansible Kopplungselement durch Drehung der Kolonne geweitet oder gedehnt.
Durch Zug an einem Bohrgestänge oder einer Drehung hiervon kann man die seismische Quelle bis auf eine Tiefe von mehreren Kilometern selbst in einem stark abgelenkten Bohrloch aufrüsten und auch die Einrichtungen zum Verankern entkuppeln, wenn es sich darum handelt, sie von einem Ort zum anderen umzusetzen. Das Bohrgestänge kann auch dazu dienen, eine Fluidzirkulation derart herzustellen, daß die seismische Quelle im Falle einer Verwendung auf großer Tiefe gekühlt wird.
Beispielsweise Ausführungsformen der Anordnung nach der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in
Fig. 1 schematisch eine verankerbare Ausführungsform im Inneren eines Bohrlochs, die an einem steifen Bohrgestänge (Kolonne) hängt, deren Translation von der Oberfläche aus steuerbar ist und die die Übertragung und Ansammlung von Energie sicherstellt;
Fig. 2 schematisch eine analoge Ausführungsform mit einem Verankerungselement vom "packer"-Typ, welche durch Rotation der steifen Kolonne dehnbar oder aufweitbar ist, wobei deren Translation ebenfalls für die Übertragung von Energie und deren Sammlung sorgt;
Fig. 3 einen Schnitt durch die Anordnung der Fig. 2, bei welcher die Translation der Kolonne verwendet wird, um eine Masse bezüglich eines Targetelements aus einer Kontaktstellung hiermit zu heben;
Fig. 4 einen Schnitt durch die gleiche Anordnung in einem oberen Teil, wo der Fall der Masse ausgelöst wird;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung der gleichen Anordnung in einer Stellung, wo die Drehung des Bohrgestänges die Verankerung der Quelle steuert; und
Fig. 6 schematisch eine zweite Ausführungsform, bei welcher die Ansammlung von Energie durch Translation der auf eine Linearpumpe wirkenden Bohrkolonne, die Teil einer hydraulischen Anordnung bildet, erhalten wird.
Die Anordnung nach der Erfindung umfaßt (Fig. 1) die Verwendung einer Konstruktion 1, die so ausgelegt ist, daß sie sich in einen Schacht oder ein Bohrloch 2 absenken läßt. Diese Konstruktion 1 umfaßt Einrichtungen 3 bzw. 7 zum Verankern bzw. Koppeln, die so ausgebildet sind, daß sie sich intermittierend gegen die Bohrlochwandung legen. Diese Einrichtungen können beispielsweise bewegliche Kufen aufweisen, die gegen die Wand des Bohrlochs 2 unter Spreizen von Betätigungsarmen mittels Stellzylindern gedrückt werden. Vorteilhaft verwendet man als solche Einrichtungen ein Kopplungselement 3 bzw. 7 variablen Volumens vom "packer"- Typ, das durch eine durch mechanische oder hydraulische Einrichtungen hervorgerufene Ausdehnung gegen die Wandung des Bohrlochs 2 gedrückt werden kann.
Das Kopplungselement 3 ist fest bezüglich einer Vorrichtung 4 zur Erzeugung von Energie und deren Ansammlung und umfaßt Einrichtungen 14 bzw. 38, welche bezüglich der Konstruktion beweglich sind, wie mit Bezug auf die Ausführungsformen der Fig. 3 bis 6 ersichtlich wird.
Diese Einrichtungen sind über eine steife Kolonne 5, die beispielsweise aus einem Gestänge oder einer Gruppe untereinander verbundener Gestänge gebildet ist, mit einer Betätigungsvorrichtung eines an sich bekannten Typs, insbesondere auf dem Gebiet des Bohrens, verbunden, welche einen Mast oder Derrick sowie Einrichtungen zum Aufhängen der Kolonne mit einem Flaschenzug, eine Winde sowie Antriebseinrichtungen 6, die so ausgelegt sind, daß sie die Kolonne 5 parallel zu ihrer Achse in Translation versetzen und sie um sich selbst drehen lassen, umfaßt.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Anordnung zum Sammeln von Energie eine Masse 14 sowie Einrichtungen umfaßt, um sie anzuheben und ihr so eine gewisse potentielle Energie zu erteilen, wobei diese Anordnung mit einer Vorrichtung kombiniert ist, welche die durch die Masse 14 angesammelte Energie ausnutzt, um seismische Impulse zu erzeugen.
Die Einrichtungen 3 zum Verankern sind vorzugsweise durch ein Kopplungselement 7 bzw. einen "packer" 7 gebildet, das bzw. der eine expansible Umfangskammer umfaßt, deren Dehnung durch Drehung eines festen mittigen Teils 8 erhalten wird. Flexible Blätter 9, die sich gegen die Wandung des Bohrlochs abstützen, ermöglichen die Drehung des mittigen Teils 8 relativ zur Kammer, wenn diese sich in ihrem zurückgezogenen Zustand befindet.
Die Anordnung zur Übertragung bzw. zum Erzeugen und Ansammeln von Energie sowie die zugeordnete seismische Quelle umfassen (Fig. 3 bis 5) einen hohlen rohrförmigen länglichen steifen Körper 10, der fest mit einem ersten Ende des mittigen Teils 8 des Kopplungselements 3 bzw. 7 verbunden ist. Ein Targetelement 11 begrenzt den Körper 10 an seinem ersten Ende. Auf seiner Oberseite ist eine Scheibe 12 aus einem dämpfenden Material angeordnet. Der rohrförmige Körper 10 umfaßt einen Innenhohlraum 13, in welchem eine Masse 14 gleiten kann. An der Innenwandung des rohrförmigen Körpers 10 sind entsprechend von dessen Erzeugenden Schienen 15 befestigt, die die Gleitbewegung der Masse 14 zwischen einer ersten unteren Stellung (Ruhe- oder Schlagstellung), in welcher diese in Kontakt mit dem Targetelement 11 steht, und einer zweiten Stellung (obere Stellung oder Auslösestellung), in welche diese durch eine Betätigungsgruppe 16 geführt bzw. gebracht wird, gestatten.
Diese Betätigungsgruppe 16 bzw. Hebeeinrichtung umfaßt eine Stange 17, die in einer Öffnung bzw. Bohrung 18 gleiten kann, die in der Endwandung eines rohrförmigen Ansatzstückes 19 ausgespart ist, welche den Körper 10 an ihrem, dem Kopplungselement 7 gegenüberliegenden Ende abschließt. Ein erstes Ende der Stange 17 außerhalb des Körpers 10 ist an der Basis der Kolonne 5 befestigt. Die Betätigungsgruppe 16 umfaßt so einen Dorn 20 von einem auf den dem Innenhohlraum 13 angepaßten Querschnitt, der mit einem festen Bauteil bzw. einer zylindrischen Verlängerung 21 versehen ist. Dieses umfaßt eine Gewindebohrung, in welche das zweite Ende der Stange 17 geschraubt ist, sowie Kannelierungen 22, die an seinem Umfang angeordnet sind. Die Endwandung des Dorns 20 auf der Seite der Masse 14 umfaßt eine Ausnehmung 23 abgerundeter Form. Die Masse 14 ist in ihrem oberen Teil auf der Seite des Dorns 20 über eine Stange 24 verlängert, die in einem abgerundeten Kopf 25 von einer Gestalt, die der der Ausnehmung 23 entspricht, endet. Vier Radialnuten 26 sind im Dorn 20 ausgespart. Um im Inneren dieser Nuten 26 befestigte Achsen 27 können vier Haken 28 zwischen einer Annäherungsstellung und einer Entfernungsstellung verschwenken. Am Dorn 20 befestigte Feder 29 stellen die Haken 28 gegen ihre Annäherungsstellung zurück. Der Querschnitt des abgerundeten Kopfes 25 ist größer als die Spreizung der Haken 28 in Ruhestellung, derart, daß nach dem Auseinanderfahren des Kopfes 25 nach dem Eindringen in die Ausnehmung 23 die Spreizung oder der Abstand der Haken 28 in Ruhestellung derart ist, daß sie nach der Spreizung des Kopfes 25 nach Eindringen in die Ausnehmung 23 unter dessen Ränder greifen und ihn bezüglich des Dornes 20 festlegen.
Das rohrförmige Ansatzstück 19 umfaßt eine zylindrische Ausnehmung 30, die zu dem Innenhohlraum 13 offen ist und in diesen über eine Öffnung 31 konischer Gestalt einmündet. Die zylindrische Ausnehnmung 30 umfaßt auf einem Teil ihrer Länge wenigstens Kannelierungen 32, die so ausgebildet sind, daß sie in die Kannelierungen 22 des festen Bauteils 21 des Dornes 20 greifen, wenn sich die Stange 17 der Betätigungsgruppe 16 benachbart ihrer oberen Stellung oder der maximalen Ausziehstellung (Fig. 4, 5) befindet.
Die Form der Abwinklung jedes Hakens 28 ist so gewählt, daß die Herausziehbewegung der Stange 17 benachbart ihrer oberen Stellung sie in Abstützung gegen die konische Öffnung 31 der Ausnehmung 30 führt und sie gegen ihre Spreizstellung verkippen läßt.
Eine Feder 34 ist um die Stange 17 herum angeordnet. Sie stützt sich gegen das feste zylindrische Bauteil 21 des Dorns 20 ab. Befindet sich dieses in der oberen Stellung, so stützt sich die Feder 34 gegen den Boden der Ausnehmung 30 ab und bremst die Herausziehbewegung der Stange 17. Dichtungen 35, 36 sind in der Öffnung 18 der Endwandung des Ansatzes 19 sowie zwischen dieser und dem rohrförmigen Körper 10 angeordnet, um den Innenhohlraum 13 gegen das Fluid außerhalb der Vorrichtung 4 abzuisolieren.
Die Anordnung bzw. die Vorrichtung 4 arbeitet in folgender Weise:
  • - Im Augenblick des Absenkens in ein Bohrloch 2 steht die Masse 14 in Kontakt mit dem Targetelement 11 bzw. der Scheibe 12 wie Fig. 3 zeigt. Der rohrförmige Körper 10 hängt unter der steifen Kolonne 5 bzw. dem steifen Bohrgestänge 5. Der Dorn 20 befindet sich in Herausziehstellung (Fig. 4 und 5). Die entsprechenden Kannelierungen 22 und 32 greifen ineinander, was den rohrförmigen Körper 10 bezüglich der Kolonne 5 drehfest macht.
  • - Die Antriebseinrichtungen 6 (Fig. 2) senken den rohrförmigen Körper 10 sowie das zugeordnete Kopplungselement 7 bis auf die Tiefe, auf der eine seismische Emission vorgenommen werden soll, durch aufeinanderfolgendes Ansetzen von Stangen an die Kolonne 5 ab. Die flexiblen Blätter 9 verhindern die Drehung des Kopplungselementes. Auf das Bohrgestänge 5 wird von der Oberfläche aus ein Moment ausgeübt. Vermittels ineinandergreifender Kannelierungen 22 und 32 (Fig. 5) wird das Moment auf den rohrförmigen Körper 10 und somit auf den mittigen Teil 8 des Kopplungselementes 7 übertragen. Dies führt zu einer Expansion des Kopplungselementes 7, das sich gegen die Wandung des Bohrloches 2 verankert.
  • - Ist das Kopplungselement 7 verankert, senkt man die Kolonne 5 und die Stange 17 derart ab, daß der Dorn 20 in Kontakt mit der Masse 14 kommt und die Haken 28 den abgerundeten Kopf 25 hiervon (Fig. 3) erfassen.
  • - Eine Zugkraft wird dann auf das Bohrgestänge 5 derart ausgeübt, daß der Dorn 20 bis in die Nachbarschaft seiner oberen Stellung geführt ist, in welcher sich Winkel 33 der Haken 28 gegern die Wandung der konischen Öffnung 31 abstützen. Die Wirkung der Zugkraft ist dann derart, daß die Haken 28 gespreizt und die Masse 14 (Fig. 4) freigegeben wird, die bis zum Targetelement 11 zurückfällt. Der Schlag erzeugt akustische Impulse, die direkt auf die umgebenden Formationen vermittels des Kopplungselementes 7 übertragen werden.
  • - Wenn die Vorrichtung 4 auf eine unterschiedliche Tiefe überführt werden soll, so hält man die Stange 17 in Herausziehstellung und dreht die Kolonne 5 in entgegengesetzter Richtung, derart, daß das Kopplungselement 7 kontrahiert wird.
Nach einer anderen Ausführungsform umfaßt die Anordnung zum Sameln von Energie und zu deren verzögerter Restituierung (Fig. 6) eine Linearpumpe, bestehend aus einem Pumpenkörper 37, in dessen Innerem dicht ein Kolben 38 gleitet, der mit einer Stange 39 versehen ist, die am Ende der Kolonne 5 befestigt ist. Die Anordnung umfaßt auch einen hydraulischen Sammler 40, einen Speicher 41 sowie einen Zylinder 42 zum Ausgleich des statischen Drucks, in welchem ein Kolben 43 frei und dicht gleitet. Die Enden des Zylinders 42 zu beiden Seiten des Kolbens 43 stehen jeweils mit der Außenseite der Anordnung und mit dem Speicher 41 über eine Leitung 44 in Verbindung. Sammler 40 und Speicher 41 stehen jeweils mit zwei Leitungen 45, 46 in Verbindung. Jede der Leitungen 45 bzw. 46 steht mit den gegenüberliegenden Enden der Linearpumpe über zwei Rückschlagventile 47 und 48 für die eine bzw. 49 und 50 für die andere in Verbindung. Ein Zug oder Schub auf die Kolonne 5 führt dazu, den Sammler 40 neu zu laden.
Die angesammelte hydraulische Energie kann in verzögerter Weise für unterschiedliche Anwendungszwecke und insbesondere zur Betätigung seismischer Bohrlochquellen verwendet werden, die man an die Leitungen 45, 46 anschließt. Diese Quellen können hydraulische Vibratoren oder auch Vorrichtungen sein, um seismische Impulse durch Percussion oder Implosion zu erzeugen, wie sie beispielsweise in den oben genannten französischen Patentschriften beschrieben sind. Werden die das Bohrloch 2 umgebenden Formationen mit seismischen Wellen durch ein hydraulisches Kopplungselement 3 bzw. 7 beaufschlagt, so kann dessen Blähen oder Auseinandertreiben vermittels der im Sammler 40 gespeicherten Energie sichergestellt werden.
Die Leistung, die auf eine in einem Bohrloch 2 verankerte Vorrichtung zur Übertragung von Energie durch Einwirken auf eine steife Bohrkolonne 5 übertragen werden kann, kann mehrere zehn Kilowatt erreichen, was sehr viel mehr als die elektrische Leistung eines üblichen Elektroträgerkabels ist und wodurch es möglich wird, Verbrauchergeräte bis auf beachtliche Tiefen nachzuladen.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, die Bewegung oder Verschiebung der steifen Kolonne 5 zum Spannen der Feder auszunützen; das Entspannen dieser Federn wird dazu benutzt, um beispielsweise eine Masse 14 gegen ein im Bohrloch 2 verankertes Targetelement 11 loszulassen oder zu schleudern oder auch, um Energie einem elektrischen Generator entweder direkt oder über eine hydraulische Turbine zu liefern.

Claims (10)

1. Anordnung zur Übertragung von Energie auf eine Vorrichtung, beispielsweise auf eine seismische Quelle, die für die Prospektion des Untergrundes brauchbar und in das Innere eines Bohrlochs absenkbar ist, umfassend
einen länglichen, steifen Körper (10, 37) dessen Inneres gegenüber dem Bohrloch isoliert ist,
Einrichtungen (3; 7) zum Verankern des steifen Körpers (10) an der Bohrlochwandung,
bewegliche Einrichtungen (14, 38), die translatorisch im Inneren des steifen Körpers (10) bewegbar sind und deren Bewegung bzw. Verschiebung zu einer Ansammlung potentielle Energie führt, eine steife, im Bohrloch bewegbare Kolonne (5), die mit den beweglichen Einrichtungen (14, 38) verbunden ist und den beweglichen Einrichtungen (14, 38) ihre Bewegung bzw. Verschiebung aufprägt, und
Antriebseinrichtungen (6), die außerhalb des Bohrlochs angeordnet sind, um die steife Kolonne (5) während der Verankerung des steifen Körpers (10) an der Bohrlochwandung zu ziehen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Einrichtungen eine Masse (14) umfassen, die im Inneren des Körpers (10) beweglich ist und so potentielle Energie durch Ziehen an der steifen Kolonne sammelt.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Einrichtungen eine Linearpumpe (37-39) umfassen, die durch einen Zug auf die steife Kolonne und einen hydraulischen Sammler (40) betätigbar ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Einrichtungen Federn umfassen, die durch Zug auf die steife Kolonne verformbar sind.
5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Verankern des steifen Körpers an der Bohrloch­ wandung ein expansibles Kopplungselement (3), das intermittie­ rend gegen die Bohrlochwandung koppelbar ist, sowie Einrichtungen, um das Kopplungselement auszudehnen, umfassen, wobei der längliche, steife Körper (10) mit einem Innenhohlraum (13) ver­ sehen ist, in welchem die Masse (14) zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten oberen Stellung beweglich bzw. verschieb­ bar ist, daß die beweglichen Einrichtungen auch eine Betätigungs­ gruppe aufweisen, um die Masse aus ihrer ersten in die zweite Stellung zu bewegen und sie intermittierend zu halten, wobei die Betätigungsgruppe mit der steifen Kolonne verbunden ist, und daß die Vorrichtung als seismische Quelle ein fest mit dem steifen Körper (10) verbundenes Targetelement (11) umfaßt, auf das die Masse (14) nach ihrer Freigabe durch die Betätigungsgruppe und während ihres Falls aus der zweiten in die erste Stellung schlägt.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die steife Kolonne durch eine Vielzahl von untereinander verbundenen Stangen gebildet ist und daß die Betätigungsgruppe einen Dorn (20) umfaßt, der mit Haken (28) versehen ist, die mit einem an der Masse (14) festen Kopf (25) zusammenwirken, wobei der Dorn an einer Stange (17) befestigt ist, die dicht durch eine Öffnung (18) gleitet, die in der dem Targetelement abgelegenen Endwan­ dung des Körpers (10) ausgespart ist, wobei die Stange an der Kolonne (5) befestigt ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsgruppe ein Ansatzstück (19) umfaßt, das am steifen Körper (10) an seinem dem Targetelement (11) abgelegenen Ende befestigt und mit einem Innenhohlraum versehen ist, der in einer geneigten Wand endet, gegen die sich die Haken (28) abstützen, wenn sich die Masse (14) benachbart in ihrer zweiten Stellung befindet.
8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungselement (7) mit einer Umfangskammer versehen ist, die durch Drehung eines mittigen, am länglichen, steifen Körper (10) festen Teils (8) expansibel ist, und daß Elemente vorgesehen sind, welche die steife Kolonne (5) sowie den länglichen, steifen Körper (10) für wenigstens eine Stellung der Stange (17) drehfest machen, und daß die Antriebseinrichtungen (6) außerhalb des Bohrlochs die steife Kolonne auch intermittierend zu drehen vermögen.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente Kannelierungen aufweisen, die in einem am Dorn (20) festen Bauteil (21) sowie in der Innenwandung eines röhrenförmigen Absatzes (19) ausgespart sind, der den steifen Körper (10) an seinem dem Targetelement (11) abgelegenen Ende schließt.
10. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der Linearpumpe (37) vermittels Rückschlagventilen (47-50) mit zwei Leitungen (45-46) verbunden sind, von denen die eine mit dem hydraulischen Sammler (40), die andere mit einem hydraulischen Speicher (41) verbunden ist, der unter gleichem Druck mit dem im Bohrloch herrschenden Druck gehalten ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2629216B1 (fr) * 1988-03-25 1991-01-04 Inst Francais Du Petrole Dispositif perfectionne pour engendrer des ondes acoustiques par percussion d'une masse chutant sur un element-cible couple avec les parois d'un puits
FR2631458B1 (fr) * 1988-05-11 1990-09-14 Inst Francais Du Petrole Dispositif antirebond pour eviter les chocs multiples d'une masse mobile apres un premier choc contre un autre element
FR2646241B1 (fr) * 1989-04-20 1991-07-12 Inst Francais Du Petrole Dispositif anti-rebond pour une masse venant frapper un element-cible
GB2235046A (en) * 1989-07-28 1991-02-20 Shell Int Research A downhole acoustic source for tomography acquisitions
US5159160A (en) * 1991-05-23 1992-10-27 Oil & Gas Consultants International Inc. Downhole seismic energy source
WO1993009448A1 (en) * 1991-11-08 1993-05-13 Oyo Corporation Weight dropping type vibration source in hole
US5229554A (en) * 1991-12-31 1993-07-20 Conoco Inc. Downhole electro-hydraulic vertical shear wave seismic source
US5311856A (en) * 1992-10-20 1994-05-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Gas gun and quick release mechanism for large loads
US5307873A (en) * 1993-04-16 1994-05-03 Miller Robert H Water well lock
WO2002066814A2 (en) * 2000-10-20 2002-08-29 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Regenerative combustion device
JP5818355B2 (ja) * 2008-04-07 2015-11-18 シュルンベルジェ ホールディングス リミテッドSchlnmberger Holdings Limited 震源及び震動受信機を用いた坑井位置決定方法
US9348042B2 (en) 2011-12-27 2016-05-24 Cgg Services Sa Buried pressurized volumetric source and method

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2898084A (en) * 1954-12-16 1959-08-04 Jersey Prod Res Co Seismic shock source
US3221833A (en) * 1962-05-02 1965-12-07 Gen Dynamics Corp Geophysical borehole apparatus
FR1493931A (fr) * 1966-09-16 1967-09-01 Vnii Geofiz Metodov Dispositif pour la production d'ondes sismiques dirigées dans les sondages
US3718205A (en) * 1970-06-22 1973-02-27 D Fair Bore hole seismic transducer
US3845837A (en) * 1972-10-30 1974-11-05 Texaco Inc Gravity force operated apparatuses for generation of longitudinal pulse data from the bottom of a well
US4064964A (en) * 1976-07-12 1977-12-27 Norden John A E Seismic signal generating apparatus
FR2458362A1 (fr) * 1979-06-05 1981-01-02 Sauer Transmissions Marteau alternatif, notamment de battage ou de forage
GB2067289B (en) * 1979-12-21 1984-04-04 Atlantic Richfield Co Seismic pulse generator
US4380806A (en) * 1980-03-19 1983-04-19 Conoco Inc. Method and apparatus for shear wave logging
US4483394A (en) * 1982-11-01 1984-11-20 Dresser Industries, Inc. Hydraulic power unit for measurement while drilling apparatus
US4489781A (en) * 1983-02-11 1984-12-25 Weeks Benjamin R Setting tool and right-hand set mechanical liner hanger
FR2552553B1 (fr) * 1983-09-22 1986-02-28 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour engendrer des impulsions sismiques a l'interieur d'un forage, par chute d'une masse sur un element-cible ancre
FR2555761B1 (fr) * 1983-11-29 1986-10-03 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour engendrer des impulsions acoustiques par implosion, a l'interieur d'un puits
FR2558601B1 (fr) * 1984-01-23 1986-05-02 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour engendrer des impulsions acoustiques a l'interieur d'un puits, par percussion
FR2563919B1 (fr) * 1984-05-02 1987-03-20 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour appliquer des contraintes radiales impulsionnelles a la paroi d'un puits

Also Published As

Publication number Publication date
GB2199661A (en) 1988-07-13
NO171478C (no) 1993-03-17
NO864771D0 (no) 1986-11-27
FR2590994A1 (fr) 1987-06-05
GB8700432D0 (en) 1987-02-11
US4796723A (en) 1989-01-10
DE3701187A1 (de) 1988-07-28
GB2199661B (en) 1991-03-20
FR2590994B1 (fr) 1988-05-20
NO171478B (no) 1992-12-07
CA1318846C (fr) 1993-06-08

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