NL1017128C2

NL1017128C2 - Measuring system, for horizontal or vertical drilling, comprises measuring unit with fibre optic or ring laser gyroscopes, microelectromechanical system or tempo sensor

Info

Publication number: NL1017128C2
Application number: NL1017128A
Authority: NL
Inventors: Johannes-Jan De Bruin
Original assignee: Brownline B V
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2002-07-17

Abstract

A measuring system for a drilling arrangement comprises a measuring unit (10) with sensors and a means for moving the unit along a borehole. The sensors include at least one of the following - a fibre optic gyroscope, a ring laser gyroscope, a microelectromechanical system and a tempo sensor. An Independent claim is also included for a method of measuring a distance between two points in a borehole. DGPS (RTK) readings are taken at both points in the borehole, a measuring unit with an optical gyroscope is moved from the first point to the second point, and the positions of locations between these two points are determined by dead reckoning based on signals generated by the gyroscope. Dead reckoning is then used to determine a position for the second point, the difference between the DGPS (RTK) reading and the dead reckoning calculated position for the second point is calculated, and this difference is used to correct the positions of the locations between the first and second points.

Description

Titel: Boring-opmeetsysteem ACHTERGRONDTitle: Bore measurement system BACKGROUND

De uitvinding heeft betrekking op een boring-opmeetsysteem 5 zowel voor het horizontaal als het verticaal gericht boren.The invention relates to a bore measurement system 5 for both horizontal and vertical directional drilling.

De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor het opmeten van een boorgat.The invention also relates to a method for measuring a borehole.

Horizontaal gericht boren is een werkwijze, die wordt gebruikt bij het leggen van ondergrondse kabels of pijpen. De werkwij-10 ze voor het horizontaal gericht boren heeft geen geulen nodig. Een boorgat wordt in horizontale richting gemaakt op de positie waar de ondergrondse kabel, pijp, etc. moet worden gelegd. Op deze wijze worden kabels, pijpen, enz. gelegd welke spoorwegen, wegen, waterwegen, etc. kruisen. Het boren begint op een boor-startpunt buiten het 15 te maken boorgat. Systemen voor horizontaal gericht boren hebben een geleidingssysteem nodig om de boorkop naar een gewenste positie te geleiden. Er zijn twee soorten geleidingssystemen bekend. Een eerste bekend geleidingssysteem is geïntegreerd in de boorkop. Een tweede bekend geleidingssysteem is het zogeheten "walk-over"-systeem, waarbij 20 aan het oppervlak voorzieningen zijn getroffen om de plaats van de boorkop vast te stellen. Typisch voorbeeld van een "walk-over"-systeem is bekend als het TruTracker-systeem, waarin een kunstmatig magneetveld wordt gecreëerd aan het oppervlak en gedetecteerd door magnetometers in of nabij de boorkop. Het referentiepunt voor de actuele 25 positie van de boorkop is het startpunt van de boring. De positie van de boorkop wordt continu geschat, gebaseerd op de daadwerkelijke boorkophoeken en het startpunt door middel van gegist bestek. Geleidingssystemen, geïntegreerd in het boorkopsamenstel zijn gebaseerd op sensoren, welke samen met de boorkop onder in het boorgat bewegen. 30 Dergelijke sensoren meten de richting van de boorkop in de ruimte, d.i. de azimuth-hoek (gieren), de kantelhoek (rollen) en de inclina-tiehoek (helling). Tegenwoordige sensoren, welke beschikbaar zijn op de markt, zijn magnetometers, versnellingsmeters en mechanische gyroscopen. De azimuth-hoek wordt gemeten door een magnetometer, welke 35 het aardmagnetische veld gebruikt om de azimuth-hoek ten opzichte van het aardmagnetische veld te bepalen. De kantelhoek en de inclinatie- 1 Ü t f ] T £>·*<» 2 hoek worden gemeten met versnel1ingsmeters. Versnellingsmeters meten de aardse zwaartekracht. Als de richting van de sensor evenwijdig is aan het zwaartekrachtsveld wordt een waarde van 9,8 m/s2 gemeten. Als de richting van de sensor loodrecht op het zwaartekrachtsveld is, 5 wordt een waarde van 0 m/s2 gemeten. Een uitgangssignaal van een versnellingsmeter varieert met de hoek met betrekking tot het aardse zwaartekrachtsveld volgens de sinus van de hoek tussen de sensor en het aardse zwaartekrachtsveld. Op deze wijze kunnen de kantel hoek en de inclinatiehoek van de boorkop worden gemeten. Traditionele versnel-10 lingsmeters hebben resoluties in de grootte van 5 micro g. (1 g komt overeen met 9,8 m/s2) en temperatuurcoëfficienten in de grootte van 75 micro g/graad Celsius. Een typisch geleidingssysteem geïntegreerd in het boorkopsamenstel omvat daarom een magnetometer om de azimuth-hoek te bepalen en twee versnellingsmeters om de kantel hoek en de inclina-15 tiehoek te bepalen. Magnetometeraflezingen van de azimuth-hoek zijn niet altijd correct, In gebieden met ondergrondse magnetische constructies of electriciteitskabels, ondergronds of aan het oppervlak, bestaat veel magnetische interferentie welke een correcte aflezing van de azimuth-hoek door een magnetometer verstoort. "Walk-over"-systemen 20 zoals het bovengenoemde TruTracker-systeem, kunnen de consequenties van magnetische interferentie vermijden. Het TruTracker-systeem induceert bijvoorbeeld een magnetisch veld door draden aan het oppervlak. Daardoor wordt een kunstmatig magnetisch veld gecreëerd, dat veel interferenties overwint. Een nadeel van "Walk-over"-systemen is 25 dat ze slechts kunnen worden toegepast als er voldoende toegang is naar het oppervlak boven de boorkop. Dergelijke voldoende toegang is bijvoorbeeld niet beschikbaar als het boorgat onder rivieren met zwaar scheepsverkeer, wegen of spoorwegen moet worden geboord. Geleidings-systemen waarin gebruik wordt gemaakt van mechanische gyroscopen 30 hebben geen last van de nadelen, die hiervoor zijn genoemd met betrekking tot het gebruik van magnetometers. Een nadeel van mechanische gyroscopen die op dit moment beschikbaar zijn is dat zij betrekkelijk grote afmetingen hebben. Vanwege die grote afmetingen en verder vanwege de noodzaak voor plaatsing op een gestabiliseerd platform 35 kunnen mechanische gyroscopen niet worden gebruikt voor geleiding in het boorgat in het begin. Derhalve worden mechanisch gyroscopen 3 slechts gebruikt voor opmeet-activiteiten nadat het boorgat reeds is geboord. Bovendien zijn mechanische gyroscopen niet geschikt voor de ruwe omgeving tijdens het boren. Bij het horizontaal gericht boren zijn nauwkeurigheden van beter dan 30 centimeter voor oversteken met 5 een lengte van 400 meter vereist. De boven beschreven huidige gelei-dingssystemen kunnen een dergelijke nauwkeurigheid niet bereiken. Magnetometers (als er geen interferentie is) en mechanische gyroscopen hebben een nauwkeurigheid in de grootte van 0,5 graden. Echter teneinde een nauwkeurigheid van beter dan 30 centimeter over 400 meter te 10 bereiken is een nauwkeurigheid in azimuth in de grootte van 0,03 graden vereist. Niet alleen bereiken de geleidingssystemen de vereiste nauwkeurigheden niet, maar ook de vaardigheden van het personeel dat de horizontaal gerichte boorsystemen bestuurt speelt een belangrijke rol. In het bijzonder in magnetisch vervuilde gebieden, d.i. gebieden 15 met veel magnetische interferentie, is personeel met heel veel erva ring vereist om een acceptabel niveau aan nauwkeurigheid te bereiken. Maar zelfs met personeel met veel ervaring in magnetisch vervuilde gebieden zijn plaatsfouten in de orde van 10 tot 50 meter over een afstand van 400 meter niet ongewoon. Dit resulteert niet alleen in 20 additionele kosten, maar soms ook in (bijna) milieurampen. Dergelijke rampen kunnen optreden als het boren plaatsvindt in de nabijheid van ondergrondse electrische kabels of olie- en gaspijpen.Horizontal drilling is a method that is used when laying underground cables or pipes. The method of horizontal drilling requires no trenches. A borehole is made in the horizontal direction at the position where the underground cable, pipe, etc. must be laid. In this way, cables, pipes, etc. are laid which cross railways, roads, waterways, etc. Drilling starts at a drill start point outside the borehole to be made. Horizontal directional drilling systems require a guidance system to guide the drill bit to a desired position. Two types of guidance systems are known. A first known guiding system is integrated in the drill bit. A second known guiding system is the so-called "walk-over" system, wherein provisions are made at the surface for determining the location of the drill bit. Typical example of a "walk-over" system is known as the TruTracker system, in which an artificial magnetic field is created on the surface and detected by magnetometers in or near the drill bit. The reference point for the current position of the drill bit is the starting point of the drill. The position of the drill bit is continuously estimated based on the actual drill bit angles and the starting point by means of fermented cutlery. Guiding systems integrated into the drill bit assembly are based on sensors which move together with the drill bit at the bottom of the borehole. Such sensors measure the direction of the drill bit in the space, i.e. the azimuth angle (vultures), the tilt angle (rollers) and the inclination angle (slope). Present-day sensors, which are available on the market, are magnetometers, accelerometers and mechanical gyros. The azimuth angle is measured by a magnetometer, which uses the earth's magnetic field to determine the azimuth angle with respect to the earth's magnetic field. The tilt angle and the inclination angle are measured with acceleration meters. Accelerometers measure the earth's gravity. If the direction of the sensor is parallel to the gravitational field, a value of 9.8 m / s2 is measured. If the direction of the sensor is perpendicular to the gravitational field, a value of 0 m / s 2 is measured. An output signal from an accelerometer varies with the angle with respect to the terrestrial gravitational field according to the sine wave of the angle between the sensor and the terrestrial gravitational field. In this way the tilt angle and the inclination angle of the drill bit can be measured. Traditional accelerometers have resolutions in the size of 5 micro g. (1 g corresponds to 9.8 m / s2) and temperature coefficients in the size of 75 micro g / degree Celsius. A typical guiding system integrated in the drill head assembly therefore comprises a magnetometer to determine the azimuth angle and two accelerometers to determine the tilt angle and the inclination angle. Azimuth angle magnetometer readings are not always correct. In areas with underground magnetic structures or power cables, underground or on the surface, there is a lot of magnetic interference that interferes with a correct reading of the azimuth angle by a magnetometer. Walk-over systems 20 such as the above-mentioned TruTracker system can avoid the consequences of magnetic interference. For example, the TruTracker system induces a magnetic field through wires on the surface. This creates an artificial magnetic field that overcomes many interferences. A disadvantage of "walk-over" systems is that they can only be used if there is sufficient access to the surface above the drill bit. Such sufficient access is not available, for example, if the borehole is to be drilled under rivers with heavy shipping traffic, roads or railways. Guiding systems in which mechanical gyroscopes 30 are used do not suffer from the disadvantages mentioned above with regard to the use of magnetometers. A drawback of mechanical gyros that are currently available is that they have relatively large dimensions. Because of those large dimensions and furthermore because of the need for placement on a stabilized platform 35, mechanical gyros cannot be used for borehole guidance in the beginning. Therefore, mechanical gyroscopes 3 are only used for survey activities after the borehole has already been drilled. Moreover, mechanical gyros are not suitable for the rough environment during drilling. Horizontal drilling requires accuracy of better than 30 centimeters for overhangs with a length of 400 meters. The current guidance systems described above cannot achieve such accuracy. Magnetometers (if there is no interference) and mechanical gyroscopes have an accuracy in the size of 0.5 degrees. However, in order to achieve an accuracy of better than 30 centimeters over 400 meters, an accuracy in azimuth in the size of 0.03 degrees is required. Not only do the guidance systems not achieve the required accuracy, but also the skills of the personnel who control the horizontally oriented drilling systems play an important role. Particularly in magnetically contaminated areas, i.e. areas with a lot of magnetic interference, personnel with a lot of experience are required to reach an acceptable level of accuracy. But even with staff with extensive experience in magnetically polluted areas, location errors in the order of 10 to 50 meters over a distance of 400 meters are not uncommon. This not only results in 20 additional costs, but sometimes also in (almost) environmental disasters. Such disasters can occur if drilling takes place in the vicinity of underground electrical cables or oil and gas pipes.

De boven gegeven beschrijving heeft ook betrekking op het opmeten van geboorde boorgaten. Bij het opmeten wordt een opmeeteen-25 heid getrokken of geduwd door een bestaand boorgat en een dergelijke opmeeteenheid heeft een aantal sensoren, zoals de sensoren welke hiervoor zijn beschreven. Bij het opmeten zijn dezelfde nadelen aanwezig als hiervoor beschreven met betrekking tot de sensoren gebruikt voor geleiding tijdens het boren.The above description also relates to the measurement of drilled boreholes. During the measurement, a measurement unit is pulled or pushed through an existing borehole and such a measurement unit has a number of sensors, such as the sensors described above. The same disadvantages are present in the measurement as described above with regard to the sensors used for guidance during drilling.

30 In het licht van de bovengenoemde nadelen van de hedendaag se systemen is er behoefte aan het verbeteren van de nauwkeurigheid in de geleiding en het opmeten van horizontaal en verticaal gerichte boringen opdat die betrouwbaarder, nauwkeuriger, gemakkelijker te gebruiken, immuun voor magnetische interferentie worden en om meetge-35 gevens te hebben, welke continu beschikbaar zijn zelfs tijdens het boren.In view of the aforementioned drawbacks of the contemporary systems, there is a need to improve conductivity accuracy and to measure horizontally and vertically oriented bores so that they become more reliable, accurate, easier to use, immune to magnetic interference and to have measurement data that is continuously available even during drilling.

44

SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION

Het is een doel van de uitvinding om een opmeetsysteem te verschaffen voor een gericht boorsysteem dat sensoren omvat in een opmeeteenheid en middelen voor het bewegen van genoemde opmeeteenheid 5 door een boorgat, waarbij de sensoren tenminste één van de sensoren: fiber-optische gyroscoop, ringlasergyroscoop, micro-electro-mechanisch systeem, tempo sensor omvat.It is an object of the invention to provide a survey system for a directional drilling system comprising sensors in a survey unit and means for moving said survey unit 5 through a borehole, the sensors at least one of the sensors: fiber optic gyroscope, ring laser gyroscope , micro-electro-mechanical system, tempo sensor.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem dat verder een microcontroller omvat voor het 10 ontvangen en bewerken van gegevens van sensoren bij het verre uiteinde van de boorpijp.A further object of the invention is to provide such a system which further comprises a microcontroller for receiving and processing data from sensors at the far end of the drill pipe.

Nog een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem waarin de microcontroller neurale vage besturingslogica omvat voor het bewerken van de gegevens van de 15 sensoren aan het verre uiteinde van de boorpijp.A still further object of the invention is to provide such a system in which the microcontroller comprises neural vague control logic for processing the data from the sensors at the far end of the drill pipe.

Nog een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem waarin de microcontroller verdere middelen omvat voor het toepassen van model gebaseerde deterministische, resp. stochastische fi1tertechnieken op de gegevens van de sensoren bij de 20 boorkop. Daardoor wordt een adaptief filter verkregen dat magnetische interferentie teniet doet.A still further object of the invention is to provide such a system in which the microcontroller comprises further means for applying model-based deterministic, resp. stochastic filtering techniques on the data from the sensors at the drill bit. As a result, an adaptive filter is obtained that cancels out magnetic interference.

Nog een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem waarin de sensoren verder tenminste één van een magnetometer en een versnel 1ingsmeter omvatten en tenminste één 25 temposensor en middelen voor het integreren van een signaal afgegeven door de temposensor.A still further object of the invention is to provide such a system in which the sensors further comprise at least one of a magnetometer and an accelerometer and at least one tempos sensor and means for integrating a signal output from the tempos sensor.

Verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem dat de magnetometer en een temposensor, welke het veranderingstempo van het azimuth meet, en verder middelen omvat voor 30 het integreren van de tempoverandering van het azimuthsignaal als een magnetische interferentie aanwezig is.A further object of the invention is to provide such a system that the magnetometer and a tempo sensor, which measures the rate of change of the azimuth, and further comprises means for integrating the rate change of the azimuth signal if a magnetic interference is present.

Een nog verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem dat tenminste één versnel 1ingsmeter en tenminste één temposensor omvat voor het meten van een veranderings-35 tempo van dezelfde grootheid die wordt gemeten door tenminste één versnel 1ingsmeter, welke tenminste ene temposensor een veranderings- 5 temposignaal als uitgangssignaal afgeeft, welk systeem verder middelen omvat om van tijd tot tijd de temposensor en/of een geïntegreerd veranderingstemposignaal te resetten.A still further object of the invention is to provide such a system that includes at least one accelerometer and at least one pace sensor for measuring a change rate of the same magnitude that is measured by at least one accelerometer, which at least one pace sensor outputs a change rate signal as an output signal, which system further comprises means for resetting the rate sensor and / or an integrated change rate signal from time to time.

Het is ook een doel van de uitvinding om een dergelijk 5 systeem te verschaffen dat verder zendmiddelen omvat voor het zenden van gegevens vanaf een uitgang van de microcontroller naar een inrichting aan het oppervlak, welke inrichting aan het oppervlak een computer omvat en een weergeefinrichting en welke computer is geprogrammeerd met een gebruikersinterface om tenminste één van azimuth, 10 kanteling en inclinatiehoek vanaf het verre uiteinde van de boorpijp op de weergeefinrichting weer te geven.It is also an object of the invention to provide such a system which further comprises transmitting means for transmitting data from an output of the microcontroller to a surface device, which surface device comprises a computer and a display device and which computer is programmed with a user interface to display at least one of azimuth, tilt and inclination angle from the far end of the drill pipe on the display device.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem dat verder tenminste één temposensor omvat en het verzenden van procesgegevens van een uitgang van de microcontrol-15 Ier naar een inrichting aan het oppervlak, middelen om een betrouwbaarheidsei jfer te bepalen voor gegevens welke afhankelijk zijn van geïntegreerde signalen van de temposensor, welke inrichting aan het oppervlak een computer met een weergeefinrichting omvat en welke computer is geprogrammeerd met een gebruikersinterface om het betrouw-20 baarheidscijfer weer te geven.Another object of the invention is to provide such a system which further comprises at least one tempo sensor and to send process data from an output of the microcontroller to a surface device, means for determining a reliability level for data which depend on integrated signals from the tempos sensor, which device comprises a computer with a display device on the surface and which computer is programmed with a user interface to display the reliability figure.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem waarin de computer verder geprogrammeerd is om instructies weer te geven in geval het betrouwbaarheidseijfer kleiner is dan een vooraf bepaald minimum.A further object of the invention is to provide such a system in which the computer is further programmed to display instructions in case the reliability figure is less than a predetermined minimum.

25 Het is nog een verder doel van de uitvinding om een werkwijze te verschaffen voor het opmeten van een boorgat tussen van elkaar gescheiden eerste en tweede plaatsen van het boorgat, welke werkwijze omvat het nemen van DGPS (RTK)aflezingen van de eerste en tweede locatie, het bewegen van een opmeeteenheid, welke een optische 30 gyroscoop omvat, van de eerste naar de tweede locatie, het bepalen van posities van locaties tussen de eerste en tweede locatie door middel van gegist bestek gebaseerd op signalen opgewekt door de optische gyroscoop, het bepalen door middel van gegist bestek van een positie van de tweede locatie, het bepalen van een verschil tussen de DGPS 35 (RTK)-aflezing en genoemde positie, bepaald door middel van gegist bestek, van de tweede locatie en gebaseerd op het bepaalde verschil 6 het maken van correcties voor posities, bepaald door gegist bestek op de locaties tussen de eerste en tweede locatie.It is a still further object of the invention to provide a method for measuring a borehole between separated first and second locations of the borehole, which method comprises taking DGPS (RTK) readings from the first and second location moving a survey unit comprising an optical gyroscope from the first to the second location, determining positions of locations between the first and second location by means of fermented specifications based on signals generated by the optical gyroscope, determining by means of fermented specifications of a position of the second location, determining a difference between the DGPS 35 (RTK) reading and said position, determined by means of fermented specifications, of the second location and based on the determined difference 6 the make adjustments for positions, determined by fermented specifications at the locations between the first and second location.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

5 De uitvinding zal hieronder nu in meer detail worden beschreven onder verwijzing naar de tekeningen waarin:The invention will now be described in more detail below with reference to the drawings in which:

Figuur 1 schematisch een probe toont onderin een boorgat nabij een ver uiteinde van een boorpijp met verschillende elementen van een opmeetsysteem volgens de uitvinding; 10 Figuur 2 een vector toont welke bij wijze van voorbeeld de richting van het aardmagnetische veld ten opzichte van het aardoppervlak toont;Figure 1 schematically shows a probe at the bottom of a borehole near a far end of a drill pipe with various elements of a survey system according to the invention; Figure 2 shows a vector which shows by way of example the direction of the earth's magnetic field relative to the earth's surface;

Figuur 3 een eerste uitvoeringsvorm van een sensoreenheid toont; 15 Figuur 4 een tweede uitvoeringsvorm van een sensoreenheid toont;Figure 3 shows a first embodiment of a sensor unit; Figure 4 shows a second embodiment of a sensor unit;

Figuur 5 een derde uitvoeringsvorm van een sensoreenheid toont;Figure 5 shows a third embodiment of a sensor unit;

Figuur 6 een vierde uitvoeringsvorm van een sensoreenheid 20 toont;Figure 6 shows a fourth embodiment of a sensor unit 20;

Figuur 7 een vijfde uitvoeringsvorm van een sensoreenheid toont;Figure 7 shows a fifth embodiment of a sensor unit;

Figuur 8 een boorgat toont dat wordt opgemeten;Figure 8 shows a borehole being measured;

Figuur 9 schematisch een opmeeteenheid toont.Figure 9 shows schematically a measuring unit.

2525

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDINGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Onder verwijzing naar figuur 1 is een aardoppervlak 1 getoond. Onder het oppervlak 1 en in de aarde 2 is een boorgat. Een opmeeteenheid welke deel uitmaakt van een opmeetsysteem is aangebracht 30 met een probe, schematisch aangeduid door het verwijzingscijfer 3. Aan het aardoppervlak 1 omvat het geleidingssysteem een computer 4 met een toetsenbord 5 en een monitor 6. De probe 3 omvat een voedingsbron 7, een zender 8, een microcontroller 9 en een sensoreenheid 10, welke één of meer sensoren omvat. De voedingsbron 7 kan een batterij en/of 35 electrische gelijkspanning voedingsbronnen omvatten. Vermogen wordt toegevoerd aan de zender 8, de microcontroller 9 en de sensoreenheid 7 10. Signalen van sensoreenheid 10 worden ingevoerd bij microcontroller 9 zoals aangegeven door pijl 11. Uitgangssignalen van microcontroller 9 worden ingevoerd in zender 8 zoals aangeduid door pijl 12. Pijl 13 geeft een verbinding aan tussen zender 8 en computer 4. De verbinding 5 tussen zender 8 en computer 4 kan een draadverbinding zijn maar is bij voorkeur een radiogolfverbinding. Computer 4 berekent, gebaseerd op signalen verzonden door zender 8, signalen, welke gegevens en andere informatie zijn opgewekt door microcontroller 9, voor het opmeetsys-teem waarvan de probe 3 deel uitmaakt.With reference to Figure 1, an earth surface 1 is shown. Below the surface 1 and in the soil 2 is a borehole. A measuring unit which is part of a measuring system is provided with a probe, schematically indicated by the reference numeral 3. On the earth surface 1 the guiding system comprises a computer 4 with a keyboard 5 and a monitor 6. The probe 3 comprises a power supply 7, a transmitter 8, a microcontroller 9 and a sensor unit 10, which comprises one or more sensors. The power source 7 may comprise a battery and / or electrical direct voltage power sources. Power is supplied to the transmitter 8, the microcontroller 9 and the sensor unit 7. 10. Signals from sensor unit 10 are input to microcontroller 9 as indicated by arrow 11. Output signals from microcontroller 9 are input to transmitter 8 as indicated by arrow 12. Arrow 13 indicates a connection between transmitter 8 and computer 4. The connection 5 between transmitter 8 and computer 4 can be a wire connection, but is preferably a radio wave connection. Computer 4, based on signals sent by transmitter 8, calculates signals, which data and other information are generated by microcontroller 9, for the measuring system of which the probe 3 forms part.

10 Zoals hiervoor beschreven omvatten traditionele gerichte boorsystemen 14 als sensoren een magnetometer 16 en een versnel!ings-meter 17 voor het meten van de kantel hoek en een versnel lingsmeter 18 voor het meten van de inclinatiehoek (zie Figuur 3), alles binnen gatprobe 3.As described above, traditional directional drilling systems 14 include as sensors a magnetometer 16 and an acceleration meter 17 for measuring the tilt angle and an acceleration meter 18 for measuring the inclination angle (see Figure 3), all within hole probe 3. .

15 Teneinde de doelstellingen van de onderhavige uitvinding te bereiken wordt gebruik gemaakt van verschillende elementen, waarvan sommigen op zich al bekend zijn, maar nooit zijn gebruikt of voorgesteld voor gebruik in opmeetsystemen. Dergelijke elementen bevatten fiber-optische gyroscopen, ringlasergyroscopen, micro-electro-mechani-20 sche systemen, temposensoren en vage logica (fuzzy logic). Die elementen zijn, hetzij alleen, hetzij in combinatie met elkaar en/of in combinatie met magnetometers en/of versnel 1ingsmeters in staat om een opmeetsysteem de hiervoor genoemde vereisten te doen bereiken met betrekking tot betrouwbaarheid, nauwkeurigheid, gebruiksgemak, immuni-25 teit voor interferentie van magnetische velden en continuïteit van beschikbaarheid van meetgegevens, zelfs tijdens het boren.In order to achieve the objects of the present invention, use is made of various elements, some of which are already known per se, but have never been used or proposed for use in measuring systems. Such elements include fiber optic gyroscopes, ring laser gyroscopes, micro-electro-mechanical systems, tempos sensors and fuzzy logic. Those elements, either alone or in combination with each other and / or in combination with magnetometers and / or accelerometers, are capable of causing a measuring system to achieve the aforementioned requirements with regard to reliability, accuracy, ease of use, immunity for magnetic field interference and continuity of availability of measurement data, even during drilling.

Fiber-optische gyroscopen en ringl asergyroscopen, beiden optische gyroscopen, zijn elementen waarin twee lichtbundels in tegengestelde richting langs een gemeenschappelijk pad reizen. Als het 30 vlak van het pad roteert zal een relatieve faseverschuiving optreden tussen de twee lichtbundels welke in tegengestelde richting reizen. In een ringlasergyroscoop wordt de faseverschuiving gemeten welke het gevolg is van een inherente verandering in oscillatie-frequentie. In een fiber-optische gyroscoop wordt de faseverschuiving gemeten met 35 interferentietechnieken. Beide typen optische gyroscoop maken dat mogelijk om het giertempo, het stamptempo en het kantel tempo te meten.Fiber-optic gyroscopes and ringl asergyroscopes, both optical gyroscopes, are elements in which two light beams travel in opposite directions along a common path. As the plane of the path rotates, a relative phase shift will occur between the two light beams traveling in the opposite direction. In a ring laser gyroscope, the phase shift is measured which is the result of an inherent change in oscillation frequency. In a fiber optic gyroscope, the phase shift is measured with interference techniques. Both types of optical gyroscopes make it possible to measure the yaw rate, the pitch rate and the tilt rate.

* . Λ; — O .*. Λ; - Oh.

δδ

Als dergelijke gyroscopen integratieschakelingen omvatten leveren uitgangssignalen van dergelijke gyroscopen uitgangssignalen af, die representatief zijn voor bij voorbeeld een azimuth-hoek, een kantel-hoek of een incl inatiehoek. Externe afmetingen van fiber-optische 5 gyroscopen en ringlasergyroscopen zijn substantieel kleiner dan overeenkomstige afmetingen van mechanische gyroscopen. Ringlasergyroscopen en fiber-optische gyroscopen zijn voldoende klein om te worden geïntegreerd in sensorpakket 10. Ze hebben ook als voordeel boven mechanische gyroscopen, dat ze geen opwarmtijd hebben, een hogere 10 nauwkeurigheid en veel hogere betrouwbaarheid. Ringlasergyroscopen en fiber-optische gyroscopen zijn zelfs in staat om in een roterend ver uiteinde van een boorpijp te werken terwijl mechanische gyroscopen niet geschikt zijn voor dergelijke ruwe omgevingen. De nauwkeurigheid van een fiber-optische gyroscoop kan in de ordegrootte van 0,01 graad 15 liggen voor omgevingstemperatuurbereiken van -40 tot +80 graad Celsius, Zoals te verwachten valt zijn fiber-optische gyroscopea en ringlasergyroscopen ongevoelig voor magnetische interferentie.If such gyroscopes include integration circuits, output signals from such gyroscopes produce output signals representative of, for example, an azimuth angle, a tilt angle, or an inclination angle. External dimensions of fiber optic gyroscopes and ring laser gyroscopes are substantially smaller than corresponding dimensions of mechanical gyroscopes. Ring laser gyroscopes and fiber optic gyroscopes are sufficiently small to be integrated into sensor package 10. They also have the advantage over mechanical gyroscopes that they have no warm-up time, higher accuracy and much higher reliability. Ring laser gyroscopes and fiber optic gyroscopes are even able to work in a rotating far end of a drill pipe while mechanical gyroscopes are not suitable for such harsh environments. The accuracy of a fiber optic gyroscope can be in the order of 0.01 degree 15 for ambient temperature ranges of -40 to +80 degree Celsius. As can be expected, fiber optic gyroscopea and ring laser gyroscopes are insensitive to magnetic interference.

Temposensoren als zodanig zijn in de markt beschikbaar en zijn gebaseerd op principes die uiteenlopen van Coriolis fork gyro tot 20 hybride oplossingen. Temposensoren zijn sensoren die uitgangssignalen afleveren die representatief zijn voor veranderingen van een gemeten grootheid per tijdseenheid. Teneinde een geïntegreerde waarde te verkrijgen moeten dergelijke uitgangssignalen over de tijd worden geïntegreerd. Als bijvoorbeeld een temposensor wordt gebruikt om het 25 tempo te bepalen waarmee een inclinatiehoek verandert met de tijd dan wordt de inclinatiehoek op een zeker tijdstip verkregen door het temposignaal te integreren. In het algemeen zal het geïntegreerde signaal langzaam verlopen, afhankelijk van resolutie, temperatuurge-voeligheid enzovoort van de betreffende temposensor. Typisch bereikba-30 re resoluties met temposensoren liggen in de orde van 0,01 graad per sec tot 1 graad per uur. De externe afmetingen van temposensoren zijn in het algemeen voldoende klein voor het integreren van dergelijke temposensoren in een probe van een opmeetsysteem.Tempos sensors as such are available in the market and are based on principles ranging from Coriolis fork gyro to 20 hybrid solutions. Tempos sensors are sensors that deliver output signals that are representative of changes in a measured quantity per unit of time. In order to obtain an integrated value, such output signals must be integrated over time. For example, if a tempo sensor is used to determine the rate at which an inclination angle changes with time, then the inclination angle is obtained at a certain time by integrating the tempo signal. In general, the integrated signal will be slow, depending on the resolution, temperature sensitivity, etc. of the relevant tempo sensor. Typical range resolutions with tempos sensors are in the order of 0.01 degree per second to 1 degree per hour. The external dimensions of tempos sensors are generally small enough to integrate such tempos sensors into a probe of a survey system.

De richting van een longitudinale as van een boorgat kan 35 worden berekend uit de signalen afgeleverd door hiervoor genoemde magnetometers, versnel 1 ingsmeters, fiber-optische gyroscopen, ringla- •«w .The direction of a longitudinal axis of a borehole can be calculated from the signals delivered by the aforementioned magnetometers, accelerometers, fiber-optic gyroscopes, ringlaw.

9 sergyroscopen, micro-electro-mechanische systemen en temposensoren. Gegevens van al deze sensoren moeten op intelligente wijze worden gecombineerd om een betrouwbaar uitgangssignaal voor de betreffende hoeken te verkrijgen, onafhankelijk van magnetische interferentie, of 5 andere verstorende omstandigheden. Al deze berekeningen kunnen zeer gecompliceerd zijn. Goede resultaten kunnen worden verkregen als deze berekeningen worden uitgevoerd door gebruik te maken van zogeheten neurale vage besturingsmethoden (neural fuzzy control methods). Bij voorkeur worden deze berekeningen uitgevoerd door een microcontroller 10 9 welke onderdeel is van de probe onderin het boorgat. In dat geval zijn de verbindingen tussen de sensoren en de rekenlogica zeer kort en zijn de kansen minimaal dat de sensorsignalen vervuild raken met ruissignalen uit andere bronnen. Door de berekeningen uit te voeren op de signalen afgeleverd door de sensoren aan de microcontroller 9 via 15 lijn 11 en door deterministische respectievelijk stochastische filter-technieken toe te passen wordt een adaptief filter verkregen dat magnetische interferentie teniet doet.9 sergyroscopes, micro-electro-mechanical systems and tempos sensors. Data from all of these sensors must be intelligently combined to obtain a reliable output signal for the respective angles, regardless of magnetic interference, or other disturbing conditions. All these calculations can be very complicated. Good results can be obtained if these calculations are performed using so-called neural fuzzy control methods. These calculations are preferably performed by a microcontroller 10 which is part of the borehole probe. In that case, the connections between the sensors and the calculation logic are very short and the chances are minimal that the sensor signals become contaminated with noise signals from other sources. By performing the calculations on the signals delivered by the sensors to the microcontroller 9 via line 11 and by applying deterministic and stochastic filtering techniques, an adaptive filter is obtained which cancels out magnetic interference.

Verschillende combinaties van sensoren in de sensoreenheid 10 zullen nu worden beschreven.Different combinations of sensors in the sensor unit 10 will now be described.

20 Figuur 4 toont een sensoreenheid 10 welke drie fiber- optische gyroscopen 19, 20 en 21 omvat. Er dient te worden opgemerkt dat in plaats van fiber-optische gyroscopen de gyroscopen 19, 20 en 21 ook ringlasergyroscopen kunnen zijn, waarbij het enige verschil is de fysische wijze waarop de faseverschuiving wordt gemeten. Tenzij anders 25 gesteld, dient te worden opgemerkt dat telkens als een fiber-optische gyroscoop wordt genoemd in plaats van een fiber-optische gyroscoop een ringlasergyroscoop zou kunnen worden gebruikt op die zelfde plaats. De fiber-optische gyroscoop 19, 20 en 21 zijn elk in een vak geplaatst van waaruit de azimuth-hoek, de kantelhoek, resp. de incl inatiehoek 30 kan worden gemeten. Bijvoorbeeld kan fiber-optische gyroscoop 19 de azimuth-hoek meten, fiber-optische gyroscoop 20 kan de kantelhoek meten en fiber-optische gyroscoop 21 kan de incl inatiehoek meten. Daar fiber-optische gyroscopen hoeken meten door hoekveranderingstempo te integreren moet een startwaarde worden ingevoerd in het systeem. Nadat 35 de starthoeken zijn ingevoerd in het systeem leveren de fiber-optische gyroscopen 19, 20 en 21 de vereiste hoekwaarden. Die hoekwaarden 10 worden over lijn 11 verzonden, welke natuurlijk een meervoudige lijn kan zijn, naar de microcontroller 9 voor rekendoeleinden. Daarna worden berekende waarden over lijn 12 naar zender 8 verzonden. De berekende waarden welke worden ingevoerd in zender 8 via lijn 12 5 worden bijvoorbeeld door radiosignalen over lijn 13 naar computer 4 verzonden. Computer 4 kan een reguliere personal computer zijn met een toetsenbord 5 en een monitor 6. Als gevolg van de nauwkeurigheid van fiber-optische gyroscopen heeft de sensoreenheid 10 in principe niet meer sensoren nodig dan de drie fiber-optische gyroscopen 19, 20 en 10 21.Figure 4 shows a sensor unit 10 which comprises three fiber-optic gyroscopes 19, 20 and 21. It should be noted that instead of fiber optic gyroscopes, the gyroscopes 19, 20, and 21 may also be ring laser gyroscopes, the only difference being the physical manner in which the phase shift is measured. Unless stated otherwise, it should be noted that whenever a fiber-optic gyroscope is mentioned instead of a fiber-optic gyroscope, a ring-laser gyroscope could be used at that same location. The fiber optic gyroscopes 19, 20 and 21 are each placed in a compartment from which the azimuth angle, the tilt angle, and respectively. the incl. input angle 30 can be measured. For example, fiber optic gyroscope 19 can measure the azimuth angle, fiber optic gyroscope 20 can measure the tilt angle and fiber optic gyroscope 21 can measure the incl. Since fiber optic gyroscopes measure angles by integrating angle change rate, a start value must be entered into the system. After the starting angles have been entered into the system, the fiber optic gyroscopes 19, 20 and 21 provide the required angle values. Those angle values 10 are sent over line 11, which of course can be a multiple line, to the microcontroller 9 for calculation purposes. Then calculated values are sent over line 12 to transmitter 8. The calculated values which are entered in transmitter 8 via line 12 are, for example, sent to computer 4 by radio signals over line 13. Computer 4 can be a regular personal computer with a keyboard 5 and a monitor 6. Due to the precision of fiber-optic gyroscopes, the sensor unit 10 does not in principle need more sensors than the three fiber-optic gyroscopes 19, 20 and 10 21 .

Figuur 5 toont een verdere uitvoeringsvorm van de sensoreenheid 10. De sensoreenheid 10 omvat wederom drie fiber-optische gyroscopen 19, 20 en 21 en in aanvulling daarop versnel!ingsmeters 22 en 23. Versnel!ingsmeter 22 meet een kantel hoek en versnel 1ingsmeter 15 23 meet een incl inatiehoek van het boorgat. De signalen van de ver snel! ingsmeters 22 en 23 kunnen in de microcontroller 9 worden gebruikt om startwaarden te bepalen voor de fiber-optische gyroscopen, bijvoorbeeld fiber-optische gyroscopen 20 en 21 die kantelhoek resp. inclinatiehoek meten.Figure 5 shows a further embodiment of the sensor unit 10. The sensor unit 10 again comprises three fiber-optic gyroscopes 19, 20 and 21 and in addition acceleration meters 22 and 23. Acceleration meter 22 measures a tilt angle and acceleration meter 15 23 measures a bore angle incl. The signals from the far fast! Measurement meters 22 and 23 can be used in the microcontroller 9 to determine starting values for the fiber-optic gyroscopes, for example fiber-optic gyroscopes 20 and 21 that have tilt angles respectively. measure inclination angle.

20 Figuur 6 toont een verdere uitvoeringsvorm van sensoreen heid 10. De sensoreenheid 10, getoond in figuur 6, omvat de magnetometer 24, een giertemposensor 25, een kanteltemposensor 26 en een stamptemposensor 27. Hij omvat ook een versnel 1 ingsmeter 22 en een versnel 1ingsmeter 23. Magnetometer 24 en giertemposensor 25 werken 25 samen. Als er geen magnetische interferentie is kan magnetometer 24 de azimuth-hoek bepalen. Als er echter magnetische interferentie is zal het uitgangssignaal van de magnetometer verlopen. Een dergelijk verlopen zal worden gecommuniceerd via lijn 11 aan microcontroller 9 en van microcontroller 9 naar lijn 12 naar zender 8 en van zender 8 30 naar lijn 13 naar computer 4. Computer 4 zal de data opgewekt door microcontroller 9 gebruiken en gebaseerd op uitgangssignalen van de magnetometer 24, welke uitgangssignalen verlopen zijn om positie- en richtingssignalen op te wekken. Het verloop in uitgangssignaal van de magnetometer zal resulteren in het verlopen van de aangegeven positie 35 en richting van het verre uiteinde van de boorpijp 16. Een dergelijk verlopen zal worden opgemerkt door temposensor 25. Microcontroller 9 11 zal bepalen dat temposensor 25 een signaal opwekt terwijl het geen signaal zou moeten opwekken en geeft deze informatie door aan computer 4. Die zal bepalen dat temposensor 25 een doorlopende verandering in azimuth-hoek waarneemt terwijl magnetometer 24 een dergelijke verande-5 ring niet heeft waargenomen en computer 4 zal bepalen dat verloop aanwezig is in het uitgangssignaal van de magnetometer welke niet in de overeenstemming is met de verandering in de azimuth-hoek van het boorgat. De meeste ondergrondse magnetische interferentie is te wijten aan verschillende materialen. Deze verschillende materialen hebben 10 normaliter invloed op de opmeeteenheid en de sensoren ervan gedurende een beperkte tijdsperiode. Die magnetische interferentie is daarom zeer sterk locaal. Gedurende die perioden van magnetische interferentie zal de positie en richting van de opmeeteenheid niet zijn zoals getoond door uitgangssignalen van de magnetometer 24, maar zoals 15 getoond door geïntegreerde uitgangssignalen van giertemposensor 25.Figure 6 shows a further embodiment of sensor unit 10. The sensor unit 10, shown in Figure 6, comprises the magnetometer 24, a yaw rate sensor 25, a tilt rate sensor 26 and a pitch rate sensor 27. It also includes an acceleration meter 22 and an acceleration meter. 23. Magnetometer 24 and yaw rate sensor 25 work together. If there is no magnetic interference, magnetometer 24 can determine the azimuth angle. However, if there is magnetic interference, the output from the magnetometer will expire. Such a course will be communicated via line 11 to microcontroller 9 and from microcontroller 9 to line 12 to transmitter 8 and from transmitter 8 to line 13 to computer 4. Computer 4 will use the data generated by microcontroller 9 and based on output signals from the magnetometer 24, which output signals have expired to generate position and direction signals. The variation in output signal from the magnetometer will result in the expiry of the indicated position 35 and direction of the far end of the drill pipe 16. Such an expiry will be noted by temposensor 25. Microcontroller 9 11 will determine that temposensor 25 generates a signal while it should not generate a signal and transmits this information to computer 4. This will determine that tempo sensor 25 detects a continuous change in azimuth angle while magnetometer 24 has not observed such a change and computer 4 will determine that course is present in the magnetometer output signal which is not in accordance with the change in the borehole azimuth angle. Most underground magnetic interference is due to different materials. These different materials normally affect the measuring unit and its sensors for a limited period of time. That magnetic interference is therefore very strongly local. During those periods of magnetic interference, the position and direction of the survey unit will not be as shown by output signals from the magnetometer 24, but as shown by integrated output signals from yaw rate sensor 25.

Niettemin zal het integreren van de signalen van de giertemposensor 25 leiden tot het langzaam verlopen van de geïntegreerde signalen, afhankelijk van de resolutie, temperatuurgevoelig-20 heid enz. van de temposensor 25. Daarom dient op de positie en richting van het boorgat getoond door signalen van giertemposensor 25 slechts te worden vertrouwd gedurende een beperkte tijdsperiode. Huidige giertemposensoren beperken zo’n periode tot een maximum van ongeveer een halfuur als de resolutie van de temposensor op 1 graad 25 per uur ligt. Startpuntvaststelling van de giertemposensor, welke plaatsvindt bijvoorbeeld in de microcontroller 9 kan bijvoorbeeld worden gebaseerd op de aflezing van de magnetometer op het tijdstip dat wordt besloten om de positie en richtingsaflezingen van de signalen van de magnetometer 24 over te nemen naar de signalen van de 30 giertemposensor 25.Nevertheless, integrating the signals from the yaw rate sensor 25 will cause the integrated signals to run slowly depending on the resolution, temperature sensitivity etc. of the rate sensor 25. Therefore, at the position and direction of the borehole shown by signals of slurry temperature sensor 25 only to be trusted for a limited period of time. Current slurry temperature sensors limit such a period to a maximum of about half an hour if the resolution of the temperature sensor is 1 degree 25 per hour. Starting point determination of the yaw rate sensor, which takes place for example in the microcontroller 9 can be based, for example, on the magnetometer reading at the time it is decided to take over the position and directional readings of the signals from the magnetometer 24 to the signals from the yaw rate sensor 25.

De temposignalen opgewekt door de temposensoren 26 en 27 kunnen worden geïntegreerd om inclinatiehoek en kantelhoek van het boorgat te verschaffen. Net zoals met temposensor 25 vullen de geïntegreerde signalen van de temposensoren 26 en 27, welke integratie 35 plaats kan vinden in de microcontroller 9, langzaam verlopen afhankelijk van de resolutie, temperatuurgevoeligheid, enz. Deze verloopef- 1017 :23 - 12 fecten kunnen worden gecompenseerd door gebruik te maken van de versnellingsmeters 22 en 23. De versnellingsmeters zullen nauwkeurige waarden voor de kantel- en inclinatiehoek geven. De resultaten van deze metingen van kantel- en inclinatiehoek kunnen worden gebruikt om 5 automatisch de temposensoren 26 en 27 start-instellingen te geven.The pacing signals generated by the pacing sensors 26 and 27 can be integrated to provide inclination angle and tilt angle of the borehole. Just like with tempos sensor 25, the integrated signals from the tempos sensors 26 and 27, which integration 35 can take place in the microcontroller 9, are slow depending on the resolution, temperature sensitivity, etc. These course effects can be compensated for 1017: 23 - 12 by using the accelerometers 22 and 23. The accelerometers will give accurate values for the tilt and inclination angle. The results of these tilt and tilt angle measurements can be used to automatically set the tempos sensors 26 and 27 start settings.

Hiervoor is aangenomen dat op een zekere locatie in het boorgat bekend is dat magnetische interferentie aanwezig is op die locatie. Het bestaan van dergelijke magnetische interferentie wordt niet gedetecteerd door de magnetometer 24 zelf. Echter zullen hierna 10 twee methoden worden beschreven om de aanwezigheid van magnetische interferentie te bepalen, d.i. de aanwezigheid van een magnetisch veld van voldoende sterkte om de magnetometer een waarde en richting van een magnetisch veld te doen meten die niet identiek is aan de waarde en richting van het aardmagnetische veld op die locatie.For this it is assumed that at a certain location in the borehole it is known that magnetic interference is present at that location. The existence of such magnetic interference is not detected by the magnetometer 24 itself. However, two methods will be described below to determine the presence of magnetic interference, ie the presence of a magnetic field of sufficient strength to cause the magnetometer to measure a value and direction of a magnetic field that is not identical to the value and direction of the earth's magnetic field at that location.

15 Figuur 2 toont een coördinatensysteem waarin het verre uiteinde van de boorpijp wordt geacht te zijn in de oorsprong en het aardmagnetische veld wordt uitgedrukt als een vector 28. Eén van de assen, aangeduid met de letter N, is gericht op het ware Noorden. Hoek ó geeft de afwijking aan van het magnetische Noorden MN van het ware 20 Noorden N en hoek 29 geeft de dip-hoeken aan van het aardmagnetische veld ten opzichte van het aardoppervlak dat overeenkomt met het x-y vlak van het coördinatensysteem getoond in figuur 2.Figure 2 shows a coordinate system in which the far end of the drill pipe is considered to be in the origin and the earth's magnetic field is expressed as a vector 28. One of the axes, indicated by the letter N, is directed to true North. Angle ó indicates the deviation of the magnetic North MN from the true North N and the angle 29 indicates the dip angles of the earth's magnetic field with respect to the earth's surface corresponding to the x-y plane of the coordinate system shown in Figure 2.

Een eerste inrichting voor het bepalen van de aanwezigheid van magnetische interferentie omvat twee magnetometers op een paar 25 meter afstand van elkaar in de probe 3. Bij voorkeur zijn die magnetometers 3-assen-magnetometers welke componenten van het aardmagnetische veld in drie onderling loodrechte richtingen meten, maar dat is geen noodzaak in deze eerste uitvoeringsvorm. In eerste instantie bepalen beide magnetometers de azimuth-hoek op hun locaties een paar meter uit 30 elkaar. In het geval dat de magnetometers hetzelfde uitgangssignaal geven kan worden aangenomen dat er geen magnetische interferentie op die locatie is. In geval de magnetometers verschillende uitgangssignalen geven bevindt tenminste één van de twee magnetometers zich op een locatie waar magnetische interferentie is. Een tweede inrichting voor 35 het bepalen van de aanwezigheid van magnetische interferentie omvat één of zelfs twee 3-assen-magnetometers. 3-assen-magnetometers zijn in 13 staat om niet alleen de richting van het magnetische Noorden te bepalen, d.i. de azimuth-hoek, maar ook de dip-hoek 29. De dip-hoek 29 is bekend voor alle locaties ter wereld. Een enkele meting met een 3-assen-magnetometer kan voldoende zijn om de dip-hoek te bepalen. Als 5 de dip-hoek gemeten door een enkele magnetometer verschilt van de dip-hoek die aanwezig zou zijn als gevolg van de locatie op aarde waar het boren plaatsvindt, is dat een indicatie dat er een magnetische interferentie is. In geval twee 3-assen-magnetometers worden gebruikt kan een vergelijking worden gemaakt tussen de ware richtingen van de 10 vectoren 28, één gemeten door elke magnetometer. In geval er een verschil in richting bestaat tussen de vector 28 zoals gemeten door een eerste 3-assen-magnetometer met de vector 28 zoals gemeten door een tweede 3-assen-magnetometer is dat een zeer sterke indicatie dat magnetische interferentie op die locatie aanwezig is.A first device for determining the presence of magnetic interference comprises two magnetometers a few 25 meters apart in the probe 3. Preferably, those magnetometers are 3-axis magnetometers which measure components of the earth's magnetic field in three mutually perpendicular directions but that is not necessary in this first embodiment. In the first instance, both magnetometers determine the azimuth angle at their locations a few meters apart. In the case that the magnetometers give the same output signal, it can be assumed that there is no magnetic interference at that location. In case the magnetometers give different output signals, at least one of the two magnetometers is located at a location where there is magnetic interference. A second device for determining the presence of magnetic interference comprises one or even two 3-axis magnetometers. 3-axis magnetometers are capable of determining not only the direction of the magnetic North, i.e. the azimuth angle, but also the dip angle 29. The dip angle 29 is known for all locations in the world. A single measurement with a 3-axis magnetometer may be sufficient to determine the dip angle. If the dip angle measured by a single magnetometer differs from the dip angle that would be present due to the location on earth where the drilling takes place, that is an indication that there is a magnetic interference. In case two 3-axis magnetometers are used, a comparison can be made between the true directions of the 10 vectors 28, one measured by each magnetometer. In case there is a difference in direction between the vector 28 as measured by a first 3-axis magnetometer with the vector 28 as measured by a second 3-axis magnetometer, that is a very strong indication that magnetic interference is present at that location .

15 Een sensoreenheid 10 die kan worden gebruikt om de aanwezigheid van magnetische interferentie te bepalen is getoond in figuur 7 en omvat twee magnetometers 24a en 24b. Zoals hiervoor omvat de sensoreenheid 10 ook temposensoren 25, 26 en 27 en versnel1ingsme-ters 22 en 23 voor de doeleinden beschreven met betrekking tot figuur 20 6. Als geen magnetische interferentie aanwezig is kan elk van de magnetometers 24a of 24b op dezelfde wijze worden gebruikt als magnetometer 24 werd gebruikt in een systeem beschreven met betrekking tot figuur 6. Beide uitvoeringsvormen getoond in figuren 6 en 7 hebben de mogelijkheid dat de giertemposensor 25 automatisch van tijd tot tijd 25 door de magnetometer 24 resp. 24a, 24b op een startpuntinstelling wordt gezet. Op deze wijze kan het signaal van de giertemposensor 25 betrouwbaar worden gebruikt als een magnetische interferentie opkomt en bepaling van de positie en richting van het boorgat moet worden gebaseerd op integratie van het signaal van de giertemposensor 25. De 30 betrouwbaarheid van het signaal van de giertemposensor 25 neemt af met toenemende tijdsperioden sinds het laatste tijdstip dat hij op nul was gesteld door het signaal van magnetometer 24 of één van de magnetometer 24a en 24b.A sensor unit 10 that can be used to determine the presence of magnetic interference is shown in Figure 7 and includes two magnetometers 24a and 24b. As before, the sensor unit 10 also includes tempos sensors 25, 26 and 27 and acceleration gauges 22 and 23 for the purposes described with respect to Fig. 6. If no magnetic interference is present, each of the magnetometers 24a or 24b can be used in the same way if magnetometer 24 was used in a system described with respect to Fig. 6. Both embodiments shown in Figs. 6 and 7 have the possibility that the yaw rate sensor 25 is automatically switched from time to time by the magnetometer 24, respectively. 24a, 24b is set to a starting point setting. In this way the signal from the yaw rate sensor 25 can be reliably used if a magnetic interference occurs and determination of the position and direction of the borehole must be based on integration of the signal from the yaw rate sensor 25. The reliability of the signal from the yaw rate sensor 25 decreases with increasing time periods since the last time that it was set to zero by the signal from magnetometer 24 or one of the magnetometer 24a and 24b.

Zoals hiervoor beschreven hebben temposensoren startpuntin-35 stellingen en kunnen na integratie verloop vertonen in hun uitgangssignaal. Daarentegen tonen versnellingsmeters een stabiel uitgangssig- 14 naai als functie van de tijd. Een zwaartekrachtshoek bepaald door een versnellingsmeter kan daarom worden gebruikt om een temposensor te compenseren. Dat resulteert in een verloopvrije tempometing. Een dergelijke verloopvrije tempometing kan weer worden gebruikt om een 5 uitgangssignaal van een magnetometer te corrigeren in het geval van magnetische interferentie. Echter kunnen traditionele versnel 1ingsme-ters niet onder alle omstandigheden worden gebruikt om dit resultaat te bereiken.As described above, tempos sensors have start point settings and may integrate in their output after integration. In contrast, accelerometers show a stable output signal as a function of time. A gravity angle determined by an accelerometer can therefore be used to compensate for a pace sensor. This results in a gradient-free pace measurement. Such a gradient-free pace measurement can again be used to correct an output signal from a magnetometer in the case of magnetic interference. However, traditional acceleration gauges cannot be used under all circumstances to achieve this result.

Traditionele versnellingsmeters hebben resoluties in de 10 orde van 5 micro g en temperatuurcoëfficienten in de orde van 75 micro g per graad Celsius. Een typische tijdconstante van een traditionele versnel!ingsmeter is 0,13 seconde. Een rotatiesnelheid van een boor-pijp is typisch ongeveer 20 omwentelingen per minuut, hetgeen overeenkomt met 120 graden per seconde. Daarom hebben typisch traditionele 15 versnell ingsmeters een tijdconstante die te groot is om te worden gebruikt bij de compensatie van een magnetometer in geval van magnetische interferentie. Hedendaagse micro-electro-mechanische systemensensoren vertonen tijdconstanten in de orde van 1 milliseconde. Derhalve kunnen deze sensoren worden gebruikt om de magnetometer-20 respons en nauwkeurigheid te verhogen.Traditional accelerometers have resolutions in the order of 5 micro g and temperature coefficients in the order of 75 micro g per degree Celsius. A typical time constant of a traditional acceleration meter is 0.13 second. A rotational speed of a drill pipe is typically about 20 revolutions per minute, which corresponds to 120 degrees per second. Therefore, typical traditional accelerometers have a time constant that is too large to be used in the compensation of a magnetometer in the event of magnetic interference. Contemporary micro-electro-mechanical system sensors display time constants in the order of 1 millisecond. Therefore, these sensors can be used to increase the magnetometer response and accuracy.

Het is extreem moeilijk om vaardig personeel in dienst te hebben dat voldoende kennis heeft over meettechnieken en hun onderlinge relaties met de aflezingen van het boorgat. Gebruikersinterfaces, d.i. computerprogramma’s op de computer 4, die een bedieningspersoon 25 in staat stellen om correcte commando’s in te geven via het toetsenbord of ander gegevens-invoerelementen zoals een muis, moeten daarom simpel en gemakkelijk te begrijpen zijn.It is extremely difficult to employ skilled personnel who have sufficient knowledge about measurement techniques and their mutual relationships with the borehole readings. Therefore, user interfaces, i.e. computer programs on the computer 4, which enable an operator 25 to enter correct commands via the keyboard or other data input elements such as a mouse, must be simple and easy to understand.

Bijvoorbeeld moet in een abnormale situatie, zoals magnetische interferentie, een gemakkelijk te begrijpen begeleiding worden gegeven aan de bedieningspersoon.For example, in an abnormal situation, such as magnetic interference, easy to understand guidance must be given to the operator.

Ruwe gegevens worden door microcontroller 9 naar computer 4 5 eens in de zoveel seconden verzonden. Een programma in computer 4 vertaalt die ruwe gegevens in signalen voor de monitor 6 om de azimuth-, kantel- en inclinatiehoek weer te geven. In het algemeen vereisen deze presentaties van gegevens verschillende vakkundige personeelsleden voor de interpretatie. Verbetering is vereist.Raw data is sent from computer 4 5 to computer 4 5 every few seconds. A program in computer 4 translates that raw data into signals for the monitor 6 to display the azimuth, tilt and tilt angles. In general, these data presentations require different skilled staff members for the interpretation. Improvement is required.

101 7 : ':) * 15101 7: '* 15

JJ

Bijvoorbeeld bij het toepassen van fiber-optische gyroscopen als sensoren is het gemakkelijk als gevolg van een hoge nauwkeurigheid om betrouwbare gegevens met betrekking tot het ware Noorden weer te geven en door gegist bestek de precieze positie van het verre uiteinde van 5 de boorpijp te berekenen. Het is dan ook mogelijk om op de monitor 6 door middel van een geschikt programma het werkelijke spoor te tonen.For example, when using fiber-optic gyroscopes as sensors, it is easy due to high accuracy to display reliable data with respect to the true North and to calculate the precise position of the far end of the drill pipe by means of fermented specifications. It is therefore possible to display the actual track on the monitor 6 by means of a suitable program.

Dit kan in het bijzonder van belang zijn als ondergrondse bochten aanwezig zijn. Met de hiervoor beschreven nauwkeurige sensorsystemen voor gebruik in een opmeetsysteem is het mogelijk om op gewenste 10 locaties ondergronds op te meten.This can be particularly important if underground bends are present. With the above-described accurate sensor systems for use in a measuring system, it is possible to measure underground at desired locations.

In een aantal van de boven beschreven uitvoeringsvormen werden temposensoren toegepast. Het is bekend dat geïntegreerde temposensorsignalen langzaam verlopen afhankelijk van resolutie, temperatuurgevoeligheid enzovoort. Daarom hoe meer tijd is verlopen 15 tussen het laatste tijdstip dat de geïntegreerde waarde van een temposensor op nul werd gesteld des te minder betrouwbaar is een huidige waarde van het geïntegreerde signaal. Een programma dat geïntegreerde signalen van temposensoren toont of van andere signalen die afhankelijk zijn van geïntegreerde signalen van temposensoren, zal 20 daarom op monitor 6 worden weergegeven samen met een betrouwbaarheidseijfer. Het betrouwbaarheidseijfer informeert een bedieningspersoon van de mate van betrouwbaarheid van de weergegeven cijfers. In een situatie waarin één of meer van de cijfers weergegeven op monitor 5 worden weergegeven met een betrouwbaarheidseijfer dat 25 buiten bereik is, d.i. het betrouwbaarheidseijfer toont dat de betrouwbaarheid onder een zeker minimum-betrouwbaarheidscijfer is dan dient de bedieningspersoon naar een ander werkwijze over te schakelen welke de positie en richting van het verre uiteinde van de boorpijp bepaalt, bijvoorbeeld door het volgen van instructies opgewekt door 30 het computerprogramma en weergegeven op het scherm van monitor 6.Tempos sensors were used in a number of the embodiments described above. It is known that integrated tempos sensor signals run slowly depending on resolution, temperature sensitivity and so on. Therefore, the more time elapsed between the last time that the integrated value of a tempo sensor was set to zero, the less reliable is a current value of the integrated signal. A program that shows integrated signals from tempos sensors or other signals that depend on integrated signals from tempos sensors will therefore be displayed on monitor 6 together with a reliability figure. The reliability figure informs an operator of the degree of reliability of the displayed figures. In a situation in which one or more of the figures displayed on monitor 5 are displayed with a reliability figure that is out of range, ie the reliability figure shows that the reliability is below a certain minimum reliability figure, the operator must switch to a different method which determines the position and direction of the far end of the drill pipe, for example by following instructions generated by the computer program and displayed on the screen of monitor 6.

Figuur 8 toont een boorgat 30 dat wordt opgemeten met een opmeeteenheid 31. In het geval getoond in figuur 8 is het boorgat 30 geboord volgens een horizontaal gerichte boortechniek. Dat maakt het mogelijk om de opmeeteenheid 31 door het boorgat 30 te bewegen van een 35 eerste locatie 32 naar een tweede locatie 33. Eerste en tweede locaties 32, resp. 33 vormen een ingang en een uitgang van het boorgat l. ’ · C . - 16 30 door de aarde 34. Nabij opening 32 en 33 zijn lieren 35, resp. 36 geplaatst. Kabels 37 en 38 zijn verbonden met opmeeteenheid 31 en worden strak gehouden door de lieren 35, resp. 36. Door samenwerking van de lieren 35 en 36 beweegt de opmeeteenheid 31 door het boorgat 30 5 van opening 32 naar opening 33 of andersom. Ook getoond in figuur 8 zijn middelen 39 en 40 voor het nemen van DGPS (RTK)-aflezingen. DGPS staat voor Differential Global Positioning System en RTK staat voor Real Time Kinematic. Met dergelijke middelen kan in principe een nauwkeurigheid in de orde van 1 cm worden verkregen. Zoals getoond in 10 figuur 9 omvat de opmeeteenheid 31 zowel middelen voor het nemen van DGPS (RTK)-aflezingen 41, als de sensoren welke hiervoor zijn beschreven met betrekking tot figuur 1 tot 7 in sensoreenheid 10. In dat geval zijn geen separate middelen 39 en 40 nodig nabij de openingen 32 en 33.Figure 8 shows a borehole 30 that is measured with a measuring unit 31. In the case shown in Figure 8, the borehole 30 is drilled according to a horizontally oriented drilling technique. This makes it possible to move the measuring unit 31 through the borehole 30 from a first location 32 to a second location 33. First and second locations 32, respectively. 33 form an entrance and an exit from the borehole 1. "· C. 16 through the earth 34. Near openings 32 and 33 are winches 35, resp. 36 placed. Cables 37 and 38 are connected to the measuring unit 31 and are held tight by the winches 35, resp. 36. Through cooperation of the winches 35 and 36, the measuring unit 31 moves through the borehole 30 from opening 32 to opening 33 or vice versa. Also shown in Figure 8 are means 39 and 40 for taking DGPS (RTK) readings. DGPS stands for Differential Global Positioning System and RTK stands for Real Time Kinematic. An accuracy of the order of 1 cm can in principle be obtained with such means. As shown in Figure 9, the measurement unit 31 comprises both means for taking DGPS (RTK) readings 41, and the sensors described above with respect to Figures 1 to 7 in sensor unit 10. In that case, there are no separate means 39 and 40 needed near the openings 32 and 33.

15 De werkwijze voor het opmeten van het boorgat 30 tussen openingen 32 en 33 zal nu worden beschreven. Op zeker tijdstip gedurende het opmeten worden DGPS (RTK)-aflezingen genomen van de openingen 32 en 33. Dergelijke aflezingen kunnen worden genomen, hetzij met separate middelen 39 en 40 of door middel 41 geïntegreerd 20 in de opmeeteenheid 31. Dan wordt de opmeeteenheid 31 bewogen door het boorgat 30 van opening 32 naar opening 33. De sensoreenheid 10 omvat tenminste één optische gyroscoop zoals hiervoor beschreven. Er is gevonden dat dergelijke optische gyroscopen een verloop vertonen met een systematisch karakter en min of meer lineair met de tijd. Een 25 positie van de opmeeteenheid 31 langs de lengte van het boorgat 30 wordt bepaald door een wiel 42 aangedreven door de kabel 37. Een magnetische snelheid-oppik-inrichting 43 bepaalt de draaisnelheid van het wiel 42 en daardoor de lineaire snelheid van kabel 37. Gebaseerd op de lineaire snelheid van de kabel 37 en op hoekmetingen door de 30 sensoren in sensoreenheid 10, welke tenminste één optische gyroscoop omvatten, hetzij een fiber-optische gyroscoop, hetzij een ringlasergyroscoop, is het mogelijk om door middel van gegist bestek posities op verschillende locaties A, B, C, ... te bepalen langs het boorgat 30 ten opzichte van de openingen 32 en 33. Zoals hierna 35 getoond kunnen de locaties A, B, C, ... in de orde van 1 cm van elkaar zijn. Aannemend dat de opmeeteenheid 31 begonnen is bij opening 32 dan 17 is tenminste één optische gyroscoop in sensoreenheid 10 van opmeeteenheid 31 gestart met het opwekken van signalen toen de opmeeteenheid 31 startte met bewegen bij opening 32 in boorgat 30.The method for measuring the borehole 30 between openings 32 and 33 will now be described. At a certain point in time during the measurement, DGPS (RTK) readings are taken from the openings 32 and 33. Such readings can be taken either by separate means 39 and 40 or by means 41 integrated into the measurement unit 31. Then the measurement unit 31 becomes moved through the borehole 30 from opening 32 to opening 33. The sensor unit 10 comprises at least one optical gyroscope as described above. It has been found that such optical gyroscopes show a course with a systematic character and more or less linear with time. A position of the measuring unit 31 along the length of the borehole 30 is determined by a wheel 42 driven by the cable 37. A magnetic speed-picking device 43 determines the rotational speed of the wheel 42 and thereby the linear speed of cable 37. Based on the linear speed of the cable 37 and on angular measurements by the sensors in sensor unit 10, which comprise at least one optical gyroscope, either a fiber-optic gyroscope or a ring laser gyroscope, it is possible to use fermented positions at different positions locations A, B, C, ... to be determined along the borehole 30 relative to the openings 32 and 33. As shown hereinafter, the locations A, B, C, ... can be of the order of 1 cm apart . Assuming that the measuring unit 31 started at aperture 32 then 17, at least one optical gyroscope in sensor unit 10 of measuring unit 31 started generating signals when the measuring unit 31 started moving at aperture 32 in borehole 30.

Omdat er tijd nodig is voor de opmeeteenheid 31 om langs de 5 lengte van het boorgat 30 te bewegen zal er verloop binnensluipen in de signalen opgewekt door de optische gyroscoop. Dientengevolge zal het resultaat van gegist bestek van de positie van de opening 33 ten opzichte van opening 32 tot op zekere hoogte incorrect zijn afhankelijk van het verlooptempo en afhankelijk van de tijd die nodig 10 is voor de opmeeteenheid 31 om te bewegen van opening 32 naar opening 33. Alhoewel het resultaat van gegist bestek niet volledig juist hoeft te zijn is de positie van de opening 33 bekend met de nauwkeurigheid van ongeveer 1 cm als resultaat van de DGPS (RTK)-aflezingen die zijn gedaan. Het verschil tussen de DGPS (RTK)-aflezingen van de positie 15 van de opening 33 en de positie van de opening 33 bepaald door gegist bestek kan natuurlijk gemakkelijk worden bepaald.Because time is needed for the measuring unit 31 to move along the length of the borehole 30, a drift will creep into the signals generated by the optical gyroscope. As a result, the result of fermented cutlery from the position of the aperture 33 relative to aperture 32 will be incorrect to a certain extent depending on the pace and time required for the measuring unit 31 to move from aperture 32 to aperture 33. Although the result of fermented cutlery may not be completely correct, the position of the opening 33 is known with the accuracy of about 1 cm as a result of the DGPS (RTK) readings made. The difference between the DGPS (RTK) readings from the position 15 of the opening 33 and the position of the opening 33 determined by fermented cutlery can of course be easily determined.

De lineaire snelheid van opmeeteenheid 31 is op elk tijdstip bekend. Het tijdstip waarop de positie van een zekere locatie is bepaald door gegist bestek is ook bekend. Het verloop in de 20 signalen gebruikt voor het bepalen van de posities met gegist bestek neemt lineair toe met de tijd. Daar is op elk tijdstip tijdens de beweging van opmeeteenheid 31 door het boorgat 30 de hoeveelheid verloop evenredig met de tijd die de opmeeteenheid 31 onderweg was beginnend bij opening 32. Daardoor is het gemakkelijk om correcties te 25 maken op de posities van de locaties A, B, C, ... van het boorgat 30 door correcties te maken voor de posities bepaald door gegist bestek welke correcties evenredig zijn met het verschil bepaald tussen de DGPS (RTK)-aflezingen van opening 33 en de positie bepaald door gegist bestek van opening 33, 30 Meer precies is voor een bepaalde locatie de correctie in positie bepaald door gegist bestek evenredig met de verhouding tussen enerzijds een tijdspanne tussen een begin van het opwekken van signalen door de optische gyroscoop 44 gebruikt in het bepalen van posities met gegist bestek en een tijdstip waarop signalen, gebruikt 35 voor het bepalen van die positie werden opgewekt door de optische gyroscoop en anderszijds een tijdspanne tussen het hiervoor genoemde 18 starten en een tijdstip waarop signalen worden opgewekt die werden gebruikt voor het bepalen met gegist bestek van de positie van opening 33.The linear speed of the measuring unit 31 is known at any time. The time at which the position of a certain location is determined by fermented specifications is also known. The variation in the 20 signals used to determine the positions with fermented cutlery increases linearly with time. There, at any time during the movement of the measuring unit 31 through the borehole 30, the amount of time is proportional to the time that the measuring unit 31 was traveling starting at opening 32. This makes it easy to make corrections to the positions of the locations A, B, C, ... of the borehole 30 by making corrections for the positions determined by fermented specifications which are proportional to the difference determined between the DGPS (RTK) readings of aperture 33 and the position determined by fermented specifications of aperture 33, 30 More precisely, for a given location, the correction in position determined by fermented cutlery is proportional to the ratio between, on the one hand, a period of time between the start of signal generation by the optical gyroscope 44 used in determining positions with fermented cutlery and a time at which signals used to determine that position were generated by the optical gyroscope and, on the other hand, a time span between the above said 18 starts and a point in time at which signals are generated which were used to determine the position of opening 33 with fermented specifications.

Daar de onderhavige methode gebruik maakt van DGPS (RTK)-5 metingen van de posities van de openingen 32 en 33 zijn de absolute lengte, breedte en diepte van het boorgat-traject 30 bekend en dat met de nauwkeurigheid van de orde van 1 cm.Since the present method uses DGPS (RTK) -5 measurements of the positions of the openings 32 and 33, the absolute length, width and depth of the borehole range 30 are known, and that with the accuracy of the order of 1 cm.

Na de bovenstaande beschrijving zijn verscheidene modificaties en wijzigingen duidelijk voor de vakman. Dergelijke 10 modificaties en wijzigingen worden beschouwd te zijn binnen de omvang van de aangehechte conclusies.Following the above description, various modifications and changes are apparent to those skilled in the art. Such modifications and changes are considered to be within the scope of the appended claims.

tt

Claims

1. Opmeetsysteem voor een systeem voor gericht boren omvattend sensoren in een opmeeteenheid en middelen voor het bewegen van de 5 opmeeteenheid door een boorgat, welke sensors tenminste één van de sensoren: fiber-optische gyroscoop, ringlasergyroscoop, micro-electro-mechanisch systeem, temposensor omvatten.1. Measuring system for a directional drilling system comprising sensors in a measuring unit and means for moving the measuring unit through a borehole, which sensors have at least one of the sensors: fiber-optic gyroscope, ring laser gyroscope, micro-electro-mechanical system, tempos sensor include.

2. Systeem volgens conclusie 1 verder omvattend een microcontroller voor het ontvangen en bewerken van gegevens van de 10 sensoren aan het verre uiteinde.2. System as claimed in claim 1, further comprising a microcontroller for receiving and processing data from the far-end sensors.

3. Systeem volgens conclusie 2 waarin de microcontroller vage besturingslogica omvat voor het bewerken van de gegevens van de sensoren aan het verre uiteinde.The system of claim 2 wherein the microcontroller includes fuzzy control logic for processing the data from the far-end sensors.

4. Systeem volgens conclusie 3 waarin de microcontroller 15 verder middelen omvat voor het toepassen van deterministische benaderingen en filtertechnieken op de gegevens van de sensoren aan het verre uiteinde van de boorpijp.The system of claim 3 wherein the microcontroller 15 further comprises means for applying deterministic approaches and filtering techniques to the data from the sensors at the far end of the drill pipe.

5. Systeem volgens conclusie 2 omvattend zendmiddelen voor het verzenden van bewerkte gegevens van een uitgangssignaal van de 20 microcontroller naar een oppervlakte-inrichting.5. System as claimed in claim 2, comprising transmitting means for transmitting processed data of an output signal from the microcontroller to a surface device.

6. Systeem volgens conclusie 5 waarin het verzenden plaatsvindt door middel van draadloze communicatie.The system according to claim 5, wherein the transmission takes place by means of wireless communication.

7. Systeem volgens conclusie 5 waarin de oppervlakte- inrichting een computer omvat.The system of claim 5 wherein the surface device comprises a computer.

8. Systeem volgens conclusie 7 waarin de oppervlakte- inrichting een weergeefinrichting omvat.The system of claim 7 wherein the surface device comprises a display device.

9. Systeem volgens conclusie 7 waarin de oppervlakte- inrichting gegevens-invoermiddelen omvat.The system of claim 7 wherein the surface device comprises data input means.

10. Systeem volgens conclusie 9 waarin de gegevens- 30 invoermiddelen een toetsenbord omvatten.10. System as claimed in claim 9, wherein the data input means comprise a keyboard.

11. Systeem volgens conclusie 1 waarin de sensoren verder tenminste één van een magnetometer en een versnel 1 ingsmeter omvatten.The system of claim 1 wherein the sensors further include at least one of a magnetometer and an accelerometer.

12. Systeem volgens conclusie 11 omvattend tenminste één temposensor en middelen voor het integreren van een signaal van de 35 temposensor. 012. System as claimed in claim 11, comprising at least one tempos sensor and means for integrating a signal from the tempos sensor. 0

13. Systeem volgens conclusie 12 omvattend een magnetometer en een temposensor welke het veranderingstempo van azimuth meet, welke temposensor een azimuth-signaal als uitgangssignaal afgeeft, terwijl het systeem verder middelen omvat voor het integreren van het 5 veranderingstempo van het azimuth-signaal als er magnetische interferentie aanwezig is.13. System as claimed in claim 12, comprising a magnetometer and a tempo sensor which measures the rate of change of azimuth, which rate sensor outputs an azimuth signal as an output signal, while the system further comprises means for integrating the rate of change of the azimuth signal if there are magnetic interference is present.

14. Systeem volgens conclusie 12 omvattend tenminste één versnel 1ingsmeter en tenminste één temposensor voor het meten van een veranderingstempo van de zelfde eenheid die werd gemeten door 10 tenminste één versnel!ingsmeter, welke tenminste één temposensor een veranderingstemposignaal als uitgangssignaal afgeeft, welk systeem verder middelen omvat voor het van tijd tot tijd op nul stellen van de temposensor en/of een geïntegreerd veranderingstemposignaal.14. System as claimed in claim 12, comprising at least one acceleration meter and at least one pace sensor for measuring a change rate of the same unit that was measured by at least one acceleration meter, which at least one pace sensor outputs a change rate signal as an output signal, which system further means includes setting the pace sensor to zero from time to time and / or an integrated change rate signal.

15. Systeem volgens conclusie 2 verder omvattend zendmiddelen 15 voor het verzenden van gegevens vanaf een uitgang van de microcontroller naar een oppervlakte-inrichting, welke oppervlakte-inrichting een computer omvat en een weergeef-inrichting en welke computer is geprogrammeerd met een gebruikers-interface om tenminste één van azimuth-, kantel- en inclinatiehoek van het verre uiteinde van 20 de boorpijp op de weergeefinrichting weer te geven.The system of claim 2 further comprising transmitting means 15 for transmitting data from an output of the microcontroller to a surface device, which surface device comprises a computer and a display device and which computer is programmed with a user interface to display at least one of azimuth, tilt, and inclination angles from the far end of the drill pipe on the display device.

16. Systeem volgens conclusie 15 welk systeem tenminste één fiber-optische gyroscoop omvat of tenminste één ringlasergyroscoop en middelen voor het weergeven op de weergeef-inrichting van het ware Noorden.A system according to claim 15, which system comprises at least one fiber optic gyroscope or at least one ring laser gyroscope and means for displaying on the true North display device.

17. Systeem volgens conclusie 15 welk systeem tenminste één fiber-optische gyroscoop omvat of tenminste één ringlasergyroscoop en middelen voor het weergeven op de weergeef-inrichting van een actueel en gewenst spoor.17. System as claimed in claim 15, which system comprises at least one fiber-optic gyroscope or at least one ring laser gyroscope and means for displaying a current and desired track on the display device.

18. Systeem volgens conclusie 2 verder omvattend tenminste één 30 temposensor en voor het verzenden van bewerkte gegevens van een uitgang van de microcontroller naar een oppervlakte-inrichting, middelen voor het bepalen van een betrouwbaarheidseijfer voor gegevens afhankelijk van een geïntregeerd signaal van de temposensor, welke oppervlakte-inrichting een computer en een weergeef-inrichting omvat 35 en welke computer is geprogrammeerd met een gebruikers-interface om het betrouwbaarheidseijfer weer te geven.18. System as claimed in claim 2, further comprising at least one tempos sensor and for transmitting processed data from an output of the microcontroller to a surface device, means for determining a reliability figure for data dependent on an integrated signal from the tempos sensor, which surface device comprises a computer and a display device and which computer is programmed with a user interface to display the reliability figure.

19. Systeem volgens conclusie 18 waarin de computer verder is geprogrammeerd om instructies weer te geven in geval het betrouwbaarheidseijfer kleiner is dan een vooraf bepaald minimum.The system of claim 18 wherein the computer is further programmed to display instructions in case the reliability rating is less than a predetermined minimum.

20. Systeem volgens conclusie 1 omvattend twee magnetometers, 5 tenminste één versnellingsmeter en tenminste één temposensor.20. System as claimed in claim 1, comprising two magnetometers, at least one accelerometer and at least one pace sensor.

21. Systeem volgens conclusie 20 verder omvattend een microcontroller voor het ontvangen en bewerken van gegevens van de twee magnetometers, de tenminste ene versnellingsmeter en de tenminste ene temposensor, waarin de twee magnetometers uit elkaar staan over een 10 zekere afstand en eerste, resp. tweede uitgangssignalen opwekken en de microcontroller middelen omvat voor het bepalen van een verschil tussen het eerste en tweede uitgangssignaal van de twee magnetometers.21. System as claimed in claim 20, further comprising a microcontroller for receiving and processing data from the two magnetometers, the at least one accelerometer and the at least one pace sensor, wherein the two magnetometers are spaced apart by a certain distance and the first and the second, respectively. generate second output signals and the microcontroller comprises means for determining a difference between the first and second output signals of the two magnetometers.

22. Systeem volgens conclusie 21 verder omvattend middelen voor het integreren van uitgangssignalen van tenminste één temposensor en voor 15 het van tijd van tijd op nul stellen van geïntegreerde uitgangssignalen van tenminste één temposensor gebaseerd op uitgangssignalen van tenminste één versnellingsmeter.22. The system of claim 21 further comprising means for integrating output signals from at least one rate sensor and zeroing integrated output signals from at least one rate sensor based on output signals from at least one accelerometer from time to time.

23. Systeem volgens conclusie 1 verder omvattend middelen voor het nemen van D6SP (RTK)-aflezingen.The system of claim 1 further comprising means for taking D6SP (RTK) readings.

24. Systeem volgens conclusie 23 waarin de opmeeteenheid de middelen voor het nemen van DGSP (RTK)-aflezingen omvat.The system of claim 23 wherein the survey unit comprises the means for taking DGSP (RTK) readings.

25. Systeem volgens één of meer van de voorgaande conclusies, ingericht voor gebruik bij horizontaal boren.25. System as claimed in one or more of the foregoing claims, adapted for use with horizontal drilling.

26. Systeem volgens één of meer van de conclusies 1 t/m 24, 25 ingericht voor gebruik bij verticaal boren.26. System according to one or more of claims 1 to 24, 25 adapted for use with vertical drilling.

27. Werkwijze voor het opmeten van een boorgat tussen op afstand van elkaar zijnde eerste en tweede locaties van het boorgat, welke werkwijze omvat: het nemen van DGPS (RTK)-aflezingen van de eerste en tweede 30 locatie; het bewegen van een opmeet-eenheid, omvattend een optische gyroscoop, van de eerste naar de tweede locatie; het bepalen van posities van locaties tussen de eerste en tweede locatie door middel van gegist bestek gebaseerd op signalen 35 opgewekt door de optische gyroscoop; 1017128 het bepalen door middel van gegist bestek van een positie van de tweede locatie; het bepalen van een verschil tussen de DGPS (RTK)-aflezing en de positie, bepaald door middel van gegist bestek, van de tweede locatie; 5. het maken van correcties, gebaseerd op het bepaalde verschil, op posities, bepaald door middel van gegist bestek, van de locaties tussen eerste en tweede locaties.27. A method for measuring a borehole between spaced apart first and second locations of the borehole, which method comprises: taking DGPS (RTK) readings from the first and second location; moving a survey unit, including an optical gyroscope, from the first to the second location; determining positions of locations between the first and second location by means of fermented cutlery based on signals generated by the optical gyroscope; 1017128 determining a position of the second location by means of fermented specifications; determining a difference between the DGPS (RTK) reading and the position, determined by fermentation, of the second location; 5. making corrections, based on the determined difference, on positions, determined by means of fermented specifications, of the locations between first and second locations.

28. Werkwijze volgens conclusie 27 waarin de correcties evenredig zijn aan het bepaalde verschil.The method of claim 27 wherein the corrections are proportional to the determined difference.

29. Werkwijze volgens conclusie 28 waarin de evenredigheid voor een zekere positie, bepaald door middel van gegist bestek, een verhouding is tussen enerzijds een tijdspanne tussen een start van het opwekken van signalen door de optische gyroscoop gebruikt in het bepalen van de positie door middel van gegist bestek en het tijdstip waarop signalen, 15 gebruikt voor het bepalen van die bepaalde positie, werden opgewekt en anderzijds een tijdspanne tussen de start en bet tijdstip waarop signalen werden opgewekt gebruikt voor het bepalen door middel van gegist bestek van een positie van de tweede locatie. 1017128A method according to claim 28, wherein the proportionality for a certain position, determined by means of fermented cutlery, is a ratio between, on the one hand, a time span between a start of generating signals by the optical gyroscope used in determining the position by means of fermented cutlery and the time at which signals used to determine that particular position were generated and, on the other hand, a time lag between the start and the time at which signals were generated used to determine by means of fermented cutlery a position of the second location . 1017128