NO813568L - APPARATUS AND PROCEDURES FOR Borehole Measurement - Google Patents
APPARATUS AND PROCEDURES FOR Borehole MeasurementInfo
- Publication number
- NO813568L NO813568L NO813568A NO813568A NO813568L NO 813568 L NO813568 L NO 813568L NO 813568 A NO813568 A NO 813568A NO 813568 A NO813568 A NO 813568A NO 813568 L NO813568 L NO 813568L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- borehole
- axis
- accelerometer
- probe
- section
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 62
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 17
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 20
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 229940050561 matrix product Drugs 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/02—Determining slope or direction
- E21B47/022—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
Landscapes
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
Denne oppfinnelse omhandler et apparat og en fremgangsmåte for oppmåling av et borehull eller lignende ved måling av gravitasjonskdmponenter for å oppnå en fremstilling av borehullets bane eller trasé i forhold til et kjent referansepunkt, f.eks. den grunn 0 hvor borehullet begynner. This invention relates to an apparatus and a method for surveying a borehole or the like by measuring gravity components in order to obtain a representation of the borehole's path or route in relation to a known reference point, e.g. the ground 0 where the borehole begins.
Oppmåling av et borehull eller lignende blir ofte utført med et instrument eller en sonde som beveger seg gjennom hullet' og måler inklinasjon og asimutvinkler ved suksessive punkter. Surveying a borehole or the like is often carried out with an instrument or probe that moves through the hole and measures inclination and azimuth angles at successive points.
Inklinasjonen, d.v.s. den vinkel hvormed borehullets tangent avviker fra en vertikal linje, kan måles med en pendel eller et .akselerometer. Asimut, eller borehullets retningsvinkel i forhold til en referanseretning som nord, kan måles med et magnet- eller gyroskopkompass. Disse vinkler, sammen med distansen i borehullets lengderetning blir brukt til å bestemme koordinatene av punkter langs borehullet i forhold til refe-ransepunktet eller grunnen 0. The inclination, i.e. the angle by which the tangent of the borehole deviates from a vertical line can be measured with a pendulum or an accelerometer. Azimuth, or the direction angle of the borehole in relation to a reference direction such as north, can be measured with a magnetic or gyroscope compass. These angles, together with the distance in the borehole's longitudinal direction, are used to determine the coordinates of points along the borehole in relation to the reference point or ground 0.
En pendel for måling av inklinasjonen kan utformes somA pendulum for measuring the inclination can be designed as
et lineært servo-akselerometer. som er følsomt overfor jord-gravitas jonen. Det er tilgjengelig servo-akselerometere som er små, solide og nøyaktige. Måling av asimut er mer vanskelig. Magnetkompasser og andre innretninger som reagerer på jordens magnetfelt er gjenstand for feil forårsaket av magnetiske uregelmessigheter i jorden. Gyroskopkompasset har flere ulemper, som størrelse, lagerslitasje, følsomhet for støt, drift og preses jonsfeil, samt kravet til lang innstil.lingstid for stabili-sering når en måling utføres. a linear servo accelerometer. which is sensitive to the earth-gravitas ion. Servo accelerometers are available that are small, sturdy and accurate. Measuring azimuth is more difficult. Magnetic compasses and other devices that respond to the Earth's magnetic field are subject to errors caused by magnetic irregularities in the Earth. The gyroscope compass has several disadvantages, such as size, bearing wear, sensitivity to shocks, operation and precession errors, as well as the requirement for a long setting time for stabilization when a measurement is carried out.
Ifølge nærværende oppfinnelse er det anordnet et apparat og en fremgangsmåte hvormed borehullets trasé kan bestemmes ut fra gravitasjonskomponenter målt med linjære servoakselerometere som nevnt ovenfor, samt fra distansen i hullets lengderetning. Oppmålingene blir utført ved at sonden, som føres gjennom borehullet, avgir et datasignal.hvorfra hullets trasé blir bestemt. Hastighet og nøyaktighet av en oppmåling basert på servoakselerometermålinger overgår alt som er oppnådd med andre instrumenter. I tillegg kan en sonde som benytter akselerometere og ikke trenger kompass for asimutmåling monteres i et mindre hus, og er meir robust. According to the present invention, there is an apparatus and a method with which the borehole route can be determined from gravity components measured with linear servo accelerometers as mentioned above, as well as from the distance in the longitudinal direction of the hole. The measurements are carried out by the probe, which is passed through the borehole, emitting a data signal from which the route of the hole is determined. The speed and accuracy of a survey based on servo-accelerometer measurements surpasses anything achieved with other instruments. In addition, a probe that uses accelerometers and does not need a compass for azimuth measurement can be mounted in a smaller housing, and is more robust.
Ett trekk ved denne oppfinnelse er et borehull-oppmålingsapparat eller en sonde som benytter et første bg et annet akselerometerpar hvor inngangs- eller innputaksen av hvert par danner et måleplan. Akselerometerne er montert slik at de går gjennom borehullet med de to måleplan en viss avstand fra hverandre og vinkelrett på borehullets lokale tangent, henholds-vis akse. De to akselerometerparene er forbundet med et fleksibelt, torsjonsmessig stivt koblingsstykke for å følge borehullets bane mens det opprettholdes et konstant vinkelforhold mellom akselerometerparene rundt borehullets akse. Apparatet omfatter videre en anordning for å utlede fra akselerometersignalene en fremstilling av borehullets trasé. One feature of this invention is a borehole measuring apparatus or a probe which uses a first bg and another pair of accelerometers where the input or input axis of each pair forms a measuring plane. The accelerometers are mounted so that they pass through the borehole with the two measuring planes a certain distance apart and perpendicular to the borehole's local tangent, respectively axis. The two pairs of accelerometers are connected by a flexible, torsionally rigid coupling to follow the trajectory of the borehole while maintaining a constant angular relationship between the pairs of accelerometers around the axis of the borehole. The apparatus further comprises a device for deriving from the accelerometer signals a representation of the borehole route.
Et. annet trekk ved oppfinnelsen er at sonden har en første og en annen seksjon med- et-sett akselerometere i hver seksjon. Seksjonene er forbundet med et koblingsstykke av.rør eller One. another feature of the invention is that the probe has a first and a second section with a set of accelerometers in each section. The sections are connected by a connecting piece of pipe or
kabel som .er torsjonsmessig .stivt rundt sin lengdeakse og fleksibelt rundt akser vinkelrett på lengderetningen. Koblingsstykket sikrer at avstanden mellom sondeseksjonene er konstant i borehullets lengderetning, at forbindelsen er torsjonsmessig stiv og at hvert akselerometersett følger borehullets akse og er fritt til å rotere'om denne. Mer spesielt er de to sond-seksjonene forbundet med en,kabel eller et rør som er fleksibelt for bøyning om borehullets akse, men som er stivt med hensyn til torsjon om-aksen. Akselerometerne kan alternativt monteres i et felles hus som er fleksibelt til å følge borehullets kurver,, men som er tors jonsmessig stivt for å motstå vridning. cable that is torsionally rigid around its longitudinal axis and flexible around axes perpendicular to the longitudinal direction. The coupling piece ensures that the distance between the probe sections is constant in the borehole's longitudinal direction, that the connection is torsionally rigid and that each accelerometer set follows the axis of the borehole and is free to rotate about it. More specifically, the two probe sections are connected by a cable or pipe which is flexible for bending about the axis of the borehole, but which is rigid with respect to torsion about the axis. The accelerometers can alternatively be mounted in a common housing which is flexible to follow the borehole's curves, but which is ionically rigid to resist twisting.
Et videre trekk ved oppfinnelsen er fremgangsmåten for måling av inklinasjons- og asimutvinklene langs borehullet, A further feature of the invention is the method for measuring the inclination and azimuth angles along the borehole,
bl. a.'måling av jordgravitasjonen (langs ortogonale akser)p. a.'measurement of the earth's gravity (along orthogonal axes)
.i plan på tvers av borehullets akse ved en rekke punkter langs borehullet. Hermed genereres signaler som representerer ak s-e Ir . erasjonen,. og fra akselerasjonssignalene utledes en fremstilling av borehullets trasé. .in a plane across the axis of the borehole at a number of points along the borehole. This generates signals that represent ak s-e Ir . the eration,. and from the acceleration signals a representation of the borehole route is derived.
Borehullets inklinasjon ved hvert måleplan kan finnes fra vektorsummen av de to komponentene av jordgravitasjonen målt ved det korresponderende akselerometerpar. Dette har vært kjent fra før. Et prinsipielt trekk ved denne oppfinnelse er at endringen i borehullets asimut mellom de to.boreplan kan The inclination of the borehole at each measurement plane can be found from the vector sum of the two components of the earth's gravity measured at the corresponding pair of accelerometers. This has been known from before. A principle feature of this invention is that the change in the azimuth of the borehole between the two drilling planes can
bestemmes fra de fire signalene fra de to akselerometerpar og avstanden mellom måleplanene. Borehullets trasé uttrykkes ved is determined from the four signals from the two pairs of accelerometers and the distance between the measurement planes. The borehole route is expressed by
.inklinasjon, asimut og borehullets lengde..inclination, azimuth and borehole length.
Mer spesielt, mens sonden, føres gjennom borehullet tas gravitasjonsmålinger fra.akselerometerparene og tilsvarende målinger av distansen i borehullets lengderetning. Herfra bestemmes borehullets kurs i tre dimensjoner. More specifically, while the probe is guided through the borehole, gravity measurements are taken from the accelerometer pairs and corresponding measurements of the distance in the borehole's longitudinal direction. From here, the course of the borehole is determined in three dimensions.
Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen fremgår av-den følgende beskrivelse og av tegningene, hvor Fig. 1 er et deldiagram av et.apparat hvor oppfinnelsen er .anvendt, og omfatter utsnitt av et borehull som viser målesonden. Fig. 2 er et blokkdiagram av akselerometerne. og en krets Further features and advantages of the invention appear from the following description and from the drawings, where Fig. 1 is a partial diagram of an apparatus where the invention is applied, and includes a section of a borehole showing the measuring probe. Fig. 2 is a block diagram of the accelerometers. and a circuit
for overføring av akselerasjonssignalene til overflaten..for transmitting the acceleration signals to the surface..
Fig. 3-12 er geometriske diagrammer som illustrerer utledningen av inklinasjons- og asimutvinkler samt borehullets posisjonskoordinater.ut fra akselerasjons- og distansemålinger. Fig. 13 er et utviklingstre som viser grafisk den utledning som er illustrert.geometrisk i fig. 3-12. Fig. 14 og 15 er blokkdiagrammer som illustrerer et system og en fremgangsmåte for å utlede borehullets trasé fra akselerasjonsmålingene, hvor avstanden mellom målingsposisjonene er lik. avstanden mellom akselerometerparene. Fig. 3-12 are geometric diagrams illustrating the derivation of inclination and azimuth angles as well as the borehole position coordinates from acceleration and distance measurements. Fig. 13 is a development tree which graphically shows the derivation illustrated geometrically in fig. 3-12. Figs 14 and 15 are block diagrams illustrating a system and a method for deriving the borehole route from the acceleration measurements, where the distance between the measurement positions is equal. the distance between the accelerometer pairs.
Oppfinnelsen er her beskrevet i forbindelse med et borehull, som for en olje-'eller gassbrønn. Den kan imidlertid også benyttes til andre formål, som, f.eks. oppmåling av gruvesjakter. Når det i kravene, refereres til borehull skal dette tydes i bred forstand, unntatt når sammenhengen nødvendiggjør en annen tolkning.. En fremstilling av borehullets trasé kan oppnås., f. eks. i form av tre-dimens j onale koordinater eller en plotting av et eksisterende borehull for å bestemme dets beliggenhet. Trasé— fremstillingen kan også utledes mens hullet blir boret, for å overvåke boreoperasjonen og å hjelpe drill-operatøren til å styre boret langs en ønsket bane. Oppfinnelsen er ikke beregnet til en spesifikk traséfremstilling. The invention is described here in connection with a borehole, such as for an oil or gas well. However, it can also be used for other purposes, such as, e.g. surveying of mine shafts. When boreholes are referred to in the requirements, this must be interpreted in a broad sense, except when the context necessitates a different interpretation.. A representation of the borehole route can be obtained, e.g. in the form of three-dimensional j onal coordinates or a plotting of an existing borehole to determine its location. Trasé — the representation can also be derived while the hole is being drilled, to monitor the drilling operation and to help the drill operator guide the drill along a desired path. The invention is not intended for a specific route production.
I fig. 1 er det vist et borehull 20 som strekker seg nedover fra punkt 20a ved overflaten og er foret med et rør 21. Målesonden har en første seksjon 22 og i avstand fra denne en annen seksjon .23. Seksjonene er forbundet med en kabel eller et rør 24. Sonden senkes ned i borehullet.ved en heisekabel 25 som også inneholder ledninger for. å forsyne sonden med elektrisk kraft og for å overføre signaler fra sonden til kretser på overflaten. In fig. 1 shows a borehole 20 which extends downwards from point 20a at the surface and is lined with a pipe 21. The measuring probe has a first section 22 and at a distance from this another section .23. The sections are connected by a cable or a pipe 24. The probe is lowered into the borehole by a hoisting cable 25 which also contains wires for. to supply the probe with electrical power and to transmit signals from the probe to circuits on the surface.
Et par akselerometere (ikke vist i fig. 1) er plassert'A pair of accelerometers (not shown in Fig. 1) are placed'
i første sondeseksjon 22. Akselerometerne har fortrinnsvis sine følsomme akser X, Y rettvinklet med hverandre og danner in the first probe section 22. The accelerometers preferably have their sensitive axes X, Y at right angles to each other and form
et måleplan på tvers av sondeseksjonens lengdeakse. Sonde-■aksen korresponderer med borehullets akse. Likeledes er et akselerometerpar (ikke vist i fig. 1) plassert i annen sondeseksjon 23 hvor de. har sine følsomme akser X, Y vinkelrett med hverandre og danner et måleplan i rett vinkel med sondeseksjonen 23 og borehullets felles akse. a measurement plane across the longitudinal axis of the probe section. The probe axis corresponds to the borehole axis. Likewise, a pair of accelerometers (not shown in Fig. 1) is placed in another probe section 23 where they. have their sensitive axes X, Y perpendicular to each other and form a measuring plane at right angles to the probe section 23 and the borehole's common axis.
Som forklart nedenfor blir. borehullets posis.jons-koordinater bestemt fra inklinasjonsvinkelen i forhold til gravitasjonsvektoren og et vinkelmål av hvert måleplans zenit. Vinklene blir enkelt og nøyaktig bestemt ved måling av gravitasjonsvektorene med ortogonalt plasserte akselerometere i et måleplan i rett vinkel med borehullets akse. Måling av gravitasjonsvektoren med et. par akselerometere hvis akser er følsomme for uavhengige vektorer i et plan med kjent stilling i borehullet (dvs. de.følsomme akser er hverken kolinjære eller parallelle) kan imidlertid transformeres geometrisk til inklinasjons- og zenit-vinkelmål. As explained below will be. the borehole's position coordinates determined from the angle of inclination in relation to the gravity vector and an angular measure of each measurement plane's zenith. The angles are easily and precisely determined by measuring the gravity vectors with orthogonally placed accelerometers in a measuring plane at right angles to the axis of the borehole. Measuring the gravity vector with a. however, pairs of accelerometers whose axes are sensitive to independent vectors in a plane of known position in the borehole (ie the sensitive axes are neither collinear nor parallel) can be geometrically transformed into inclination and zenith angle measures.
I en typisk sonde er diameteren av seksjonshuset i området 50-75 mm, og to servoakselerometere kan ikke monteres ved siden av hverandre. Akselerometerne i et par er derfor aksielt forskjøvet fra hverandre (seksjoner 22, 23), men er tilstrekke-lig nær hverandre sammenlignet med avstanden mellom akselerometerparene, til å ansees å ligge i samme plan. In a typical probe, the diameter of the section housing is in the range 50-75 mm, and two servo accelerometers cannot be mounted next to each other. The accelerometers in a pair are therefore axially offset from each other (sections 22, 23), but are sufficiently close to each other compared to the distance between the pairs of accelerometers, to be considered to lie in the same plane.
Et tredje akselerometer kan monteres med sin følsomme akse vinkelrett på de .to første akselerometere i et par som vist ved Z, Z<1>. Det tredje akselerometer byr på forbedret presisjon, . og muliggjør operasjon selv om et X- eller Y-akseleromefer skulle slå feil.. A third accelerometer can be mounted with its sensitive axis perpendicular to the first two accelerometers in a pair as shown at Z, Z<1>. The third accelerometer offers improved precision, . and enables operation even if an X or Y accelerometer should fail.
Kabelen eller røret 2 4 er festet ved hver ende til sonde-seks jonene 22, .23 og tjener til å holde konstant avstand mellom sondeseksjonene i borehullet 20. Kabelen 24 er fleksibel for å kunne følge kurver i borehullet, men motstår torsjons-påkjenninger for å hindre dreining av en seksjon i.forhold til den annen. Dette opprettholder et forutbestemt forhold mellom akselerometeraksene X, X' og Y, Y'. Med sondeseksjonene 22, 23 aksielt på linje skal aksene X, X<1>fortrinnsvis være parallelle og danne.et plan gjennom sondens lengdeakse. Likeledes er aksene Y, Y<1>parallelle med hverandre og danner et annet plan gjennom sondeaksen i rett vinkel med det første.. Det er ikke påkrevet at korresponderende akser er parallelle, bare de har et konstant forhold. Det er imidlertid enklere å behandle . akselerasjonssignalene når de følsomme akser.er nominelt parallelle. The cable or pipe 24 is attached at each end to the probe six ions 22, 23 and serves to maintain a constant distance between the probe sections in the borehole 20. The cable 24 is flexible to be able to follow curves in the borehole, but resists torsional stresses for to prevent rotation of one section in relation to the other. This maintains a predetermined relationship between the accelerometer axes X, X' and Y, Y'. With the probe sections 22, 23 axially aligned, the axes X, X<1> should preferably be parallel and form a plane through the longitudinal axis of the probe. Likewise, the axes Y, Y<1> are parallel to each other and form another plane through the probe axis at right angles to the first. It is not required that the corresponding axes are parallel, only that they have a constant ratio. However, it is easier to treat. the acceleration signals when the sensitive axes are nominally parallel.
Hvert akselerometer er fortrinnsvis et linjært servo-akselerometer med en tilhørende elektronisk krets (ikke vist) som genererer et analogt signal hvor amplituden representerer gravitasjonskomponenten langs akselerometerets følsomme akse. US-^patent 3.702.073 viser et sådant akselerometer. En elektronisk krets i s.onden (nærmere beskrevet nedenfor) multi-plekser analogsignalene, omformer dem til digitalform og kobler Each accelerometer is preferably a linear servo-accelerometer with an associated electronic circuit (not shown) which generates an analog signal where the amplitude represents the gravitational component along the sensitive axis of the accelerometer. US patent 3,702,073 shows such an accelerometer. An electronic circuit in the s.onden (described in more detail below) multiplexes the analog signals, converts them to digital form and connects
dem gjennom ledninger i heisekabelen 25 til kretser ved toppen av brønnen. Akselerasjonssignalene er forbundet med data-inngangen til en datalagringsenhet.26. Utgangen av lagrings-enheten er forbundet med en databehandlingsenhet eller prosessor 27 som utleder en representasjon eller fremstilling av borehullets trasé. En transduser 28 i forbindelse med heisekabelen 25 ■ frembringer et signal AL til enheten eller prosessoren 27 og indikerer sondens posisjon i borehullet. them through wires in the hoist cable 25 to circuits at the top of the well. The acceleration signals are connected to the data input of a data storage unit. 26. The output of the storage unit is connected to a data processing unit or processor 27 which derives a representation or production of the borehole route. A transducer 28 in connection with the hoist cable 25 ■ produces a signal AL to the unit or processor 27 and indicates the probe's position in the borehole.
Et tastatur og en skjerm 30 er forbundet med prosessoren: 27. En fremstilling av borehullets, trasé kan uttrykkes ved koordinatdimensjoner i et tre-akset system. Tastaturet gir anledning til operatørinngang og kontroll. Fremstillingen av borehullets trasé kan trykkes eller lagres for fremtidig bruk. . Anordninger for å utføre disse funksjoner er kjent, og er ikke illustrert i tegningene. A keyboard and a screen 30 are connected to the processor: 27. A representation of the borehole's route can be expressed by coordinate dimensions in a three-axis system. The keyboard allows for operator input and control. The production of the borehole route can be printed or saved for future use. . Devices for performing these functions are known and are not illustrated in the drawings.
Målesondens seksjoner 22, 23 har sylindriske, trykkfaste hus. Eftergivende sentreringsstykker 31 på utsiden av huset er i kontakt med innsiden av borehullets foring 21, og holder sondehusene i posisjon slik at deres lengdeakse i hovedsak faller sammen med borehullets. Sondens nedre seksjon 23 har sitt hus delt i to deler, 32, 33. Kabelen 24 er festet til øvre ende av delen 32 som inneholder akselerometerne X', Y'. Husdelen 33 av sondeseksjonen 23 har sentreringsstykkene 31 og er lang nok til å holdes i linje med borehullet. Husdelene 32, 33 er forbundet med en hvirvel (ikke vist) som tillater delen 32 å rotere fritt i forhold til delen 33 og å opprettholde den ønskede innstilling med sondeseksjonen 22. The measuring probe's sections 22, 23 have cylindrical, pressure-resistant housings. Resilient centering pieces 31 on the outside of the housing are in contact with the inside of the borehole lining 21, and hold the probe housings in position so that their longitudinal axis essentially coincides with that of the borehole. The probe's lower section 23 has its housing divided into two parts, 32, 33. The cable 24 is attached to the upper end of the part 32 which contains the accelerometers X', Y'. The housing part 33 of the probe section 23 has the centering pieces 31 and is long enough to be kept in line with the borehole. The housing parts 32, 33 are connected by a swivel (not shown) which allows the part 32 to rotate freely relative to the part 33 and to maintain the desired alignment with the probe section 22.
Oppmålingen av- borehullet er utført ved at sonden er ført gjennom hullet fra ende til ende, i den ene eller den andre retning, mens data blir samlet og behandlet. Oppmålingen kan utføres mens sonden er senket ned i borehullet eller mens den heises opp fra bunnen. En kan forbedre presisjonen ved å samle data i begge retninger.og å benytte gjennomsnittet av målingene. The borehole survey is carried out by passing the probe through the hole from end to end, in one direction or the other, while data is collected and processed. The survey can be carried out while the probe is lowered into the borehole or while it is raised from the bottom. One can improve the precision by collecting data in both directions and using the average of the measurements.
Borehullets asimut refereres til utenverdenen ved å The azimuth of the borehole is referred to the outside world by
etablere en utgangsasimut -for. sonden ved overflaten. Sonden kan f.eks. rettes inn med et fast merke, og retningen bekreftes med et landmålingsinstrument 35. establish an exit azimuth -for. the probe at the surface. The probe can e.g. is aligned with a fixed mark, and the direction is confirmed with a surveying instrument 35.
Fig. 2 illustrerer skjematisk akselerometere og signal-kretser i sonden. Øvre sondeseksjon inneholder X, Y og Z akselerometere som har analoge signaler ax, a^ og az. Nedre sondeseksjon 23 har X', Y' og Z' med analogsignaler ax', a^' og Fig. 2 schematically illustrates accelerometers and signal circuits in the probe. Upper probe section contains X, Y and Z accelerometers which have analog signals ax, a^ and az. Lower probe section 23 has X', Y' and Z' with analog signals ax', a^' and
Kraft'fra kraftkilden 37 på- overflaten, er. forbundet gjennom, heisekabelen 25 med kraftforsyningsenheten 38 inne i sonden. Power from the power source 37 on the surface is. connected through, the hoist cable 25 with the power supply unit 38 inside the probe.
De analoge akselerometersignaler er forbundet med "sample and hold"-kretsene 39, 39' og er multiplekset gjennom analog- til .digital-omformere 40, 40' til signalkontrollen 41 hvor igjennom, de er overført til overflaten. Signalkontrollkretsen 41 skaffer tidskontroll for "sample and hold"-kretsene 39-, 39' og A/D-omformerne 40 og 40'. Signaler fra kabellengde-transduseren 28 er sammenholdt med akselerometersignalene for å identifisere det punkt i borehullet hvor hvert sett målinger blir tatt. The analog accelerometer signals are connected to the "sample and hold" circuits 39, 39' and are multiplexed through analog-to-digital converters 40, 40' to the signal control 41 through which they are transmitted to the surface. The signal control circuit 41 provides timing control for the sample and hold circuits 39, 39' and the A/D converters 40 and 40'. Signals from the cable length transducer 28 are compared with the accelerometer signals to identify the point in the borehole where each set of measurements is taken.
En mulig.feilkilde i oppmålingen kan minimaliseres ved å legge inn temperaturfølere 42, 42' i hver sondeseksjon sammen med temperaturkontroller 43, 43', og dermed holde temperaturen i følsomme elementer innen ønskede grenser. Stikkprøver av analoge temperatursignaler t og t' blir sendt til overflaten sammen med akselerasjonssignalene. Temperatursignalene er benyttet i temperaturkompensasjonskretsen- 26' for videre å minimalisere temperaturfeil. A possible source of error in the measurement can be minimized by placing temperature sensors 42, 42' in each probe section together with temperature controls 43, 43', thus keeping the temperature in sensitive elements within desired limits. Samples of analogue temperature signals t and t' are sent to the surface together with the acceleration signals. The temperature signals are used in the temperature compensation circuit 26' to further minimize temperature errors.
Sondeseksjonene 22 og 23 må være lange nok til å opprettholde retning mellom seksjonsaksene og b<p>rehullsaksen. Maksi- mumslengden begrenses av minste bøyeradius i borehullets foring. Innenfor disse grenser er en typisk sondeseksjon mellom 6 og 60 meter lang.. Avstanden mellom akselerometerparene bør være minst 3 til 5 meter. En typisk sonde er mellom 15<p>g 50 meter lang. The probe sections 22 and 23 must be long enough to maintain direction between the section axes and the borehole axis. The maximum length is limited by the smallest bending radius in the borehole lining. Within these limits, a typical probe section is between 6 and 60 meters long. The distance between the accelerometer pairs should be at least 3 to 5 meters. A typical probe is between 15<p>g and 50 meters long.
Fig. 3 -: 12'illustrerer de geometriske forhold som ligger til grunn for utledningen av.borehullets, trasé f ra de to akselerometerpars gravitasjonskomponentsignaler. Fig. 13 viser noen av forholdene i diagramform. Nedenfor er en tabell over symboler og' terminologi brukt i tegningene og den følgende diskusjon. Fig. 3 -: 12' illustrates the geometrical conditions underlying the derivation of the borehole's trajectory from the two accelerometer pairs of gravity component signals. Fig. 13 shows some of the conditions in diagram form. Below is a table of symbols and terminology used in the drawings and the following discussion.
Fig. 3 er et tredimensjonalt diagram i et rektangulært, koordinatsystem MEG med origo ved referanse-grunn 0. Borehullets kurve C strekker seg nedover under den nordostlige kvadrant. Kurven C er borehullets projeksjon på jordoverflaten. Fig. 3 is a three-dimensional diagram in a rectangular coordinate system MEG with origin at reference ground 0. The borehole's curve C extends downward under the north-east quadrant. Curve C is the borehole's projection onto the earth's surface.
Koordinatene NE. beskriver et horisontalt plan ved jordoverflaten. The coordinates NE. describes a horizontal plane at the earth's surface.
G strekker seg nedover i rett vinkel med grunnplanet og representerer gravitasjonsretningen. Sirklene Cnog Cn' representerer. enhetssirkler med sentra på borehullets kurve ved 0 n og J 0 n'. Sirklenes plan er vinkelrett på borehullets'kurve og ligger en distanse i fra hverandre. Denne avstand er lik avstanden mellom.akselerometerparene i målesonden. Det er antatt at borehullets kurve mellom 0 n og " 0 r. 1 beskriver en sirkelbue med radius r n om et senter Q n , fig J. 4. G extends downwards at right angles to the ground plane and represents the direction of gravity. The circles Cn and Cn' represent. unit circles centered on the borehole curve at 0 n and J 0 n'. The plane of the circles is perpendicular to the borehole's curve and is a distance from one another. This distance is equal to the distance between the accelerometer pairs in the measuring probe. It is assumed that the borehole's curve between 0 n and " 0 r. 1 describes a circular arc with radius r n about a center Q n , fig J. 4.
Målesonden er ført gjennom borehullet,, og målinger er tatt fra de to akselerometerpar ved suksessive posisjoner med mellomrom l, som er lik avstanden mellom akselerometerpar. Som forklart nedenfor kan borehullets inklinasjon ved hver akselero-.meterposisjon og endringen i asimutvinkel mellom posisjonene bestemmes fra akselerometersignalene. Hvis målingene begynner ved grunhreferanse 0, og asimut er kjent ved dette punkt, kan asimut ved ethvert punkt langs borehullet finnes ved å addere økningene fra punkt til punkt. Målingene kan begynne ved referansegrunn 0 og fortsette .til bunnen av borehullet, eller de kan begynne ved bunnen og fortsette opp til referansegrunn. The measuring probe is passed through the borehole, and measurements are taken from the two pairs of accelerometers at successive positions with a space l, which is equal to the distance between pairs of accelerometers. As explained below, the inclination of the borehole at each accelerometer position and the change in azimuth angle between the positions can be determined from the accelerometer signals. If the measurements begin at ground reference 0, and the azimuth is known at this point, the azimuth at any point along the borehole can be found by adding the increments from point to point. The measurements can start at reference ground 0 and continue to the bottom of the borehole, or they can start at the bottom and continue up to the reference ground.
I sist.e tilfelle kan ikke borehullets asimut ved de enkelte målepunkter bestemmes før oppmålingen er ferdig, og alle asimutmålinger kan summeres, opp med asimut ved grunnreferanse. In the latter case, the azimuth of the borehole at the individual measurement points cannot be determined before the survey is completed, and all azimuth measurements can be summed up, with the azimuth at the base reference.
Inklinasjon- og asimutvinkler samt distansen langs borehullet kan brukes til å identifisere hvert punkt i borehullet i det rektangulære koordinatsystem NEG. Inclination and azimuth angles as well as the distance along the borehole can be used to identify each point in the borehole in the rectangular coordinate system NEG.
Akselerasjonssignalene ax og a^fra et par ortogonale akselerometere bestemmer inklinasjonen I av akselerometernes plan samt -orienteringsvinkelen mellom enhetssirkelens zenit og den følsomme akse av X-akselerometer. I fig. 6 er enhets-sirkel C. horisontal, og Cner tippet om diameteren jn, ~jn> The acceleration signals ax and a^ from a pair of orthogonal accelerometers determine the inclination I of the plane of the accelerometers as well as the orientation angle between the zenith of the unit circle and the sensitive axis of the X-accelerometer. In fig. 6 is unit circle C. horizontal, and Cner tipped about the diameter jn, ~jn>
Fig. 7 er en videre detalj av fig. 6, hvor en ser vinkelrettFig. 7 is a further detail of fig. 6, where one sees perpendicularly
på vektoren X . Det kan sees aton the vector X . It can be seen that
■ n ■ n
Siden akselerometersignalene a og a er kjent, kan både Since the accelerometer signals a and a are known, both
n n n n
'tø og I- bestemmes. Disse beregninger er gjort for enhets-sirklene Cn og CR'. Fra. disse opplysninger samt den antagelse at borehullet følger en sirkelbue mellom posisjonene n og n<1>kan endringen i asimut fra n til n' også bestemmes. 'tø and I- are determined. These calculations have been made for the unit circles Cn and CR'. From. this information as well as the assumption that the borehole follows a circular arc between positions n and n<1>, the change in azimuth from n to n' can also be determined.
Mer spesielt,More specifically,
Dette gir borehullets inklinasjon ved 0n. Inklinasjonen ved This gives the borehole inclination at 0n. The inclination of
0n1 er beregnet på samme'måte. Dette er representert ved trinn 43, (fig. 13). 0n1 is calculated in the same way. This is represented by step 43, (fig. 13).
I fig. 8 er vist tre konsentriske sirkler:In fig. 8, three concentric circles are shown:
Sirkelen CH er -horisontal eller parallell med jordoverflaten. The circle CH is -horizontal or parallel to the earth's surface.
Sirkelen C er rettvinklet méd borehullet ved 0 , har zenit ZThe circle C is at right angles to the borehole at 0, has zenith Z
n n nn n n
og er tippet i forhold til C om en akse definert ved j og~jn-Sirkelen Cn<1>er perpendikulær med borehullet ved n<1>, har zenit Zn', og J er funnet ved å rotere' sirkelen C n om V n og 3 -V nmed en vinkel 26. Sirkel C skjærer sirkelen CT7 ved j ' og --j„1 . Vendepunktet på Cner- 90 fra Vnog ~Vn. I samsvar med vinkel-rotasjonen 20 er punktet Tnpå CR flyttet til'-U på Cn 1 . and is tipped relative to C about an axis defined by j and~jn-The circle Cn<1>is perpendicular to the borehole at n<1>, has zenith Zn', and J is found by rotating' the circle C n about V n and 3 -V nwith an angle 26. Circle C intersects circle CT7 at j ' and --j„1 . The turning point on Cner- 90 from Vnog ~Vn. In accordance with the angular rotation 20, the point Tn on CR is moved to'-U on Cn 1 .
Således er både T og U. 90° fra V . På fig. 8 er a vinkelen Thus both T and U are 90° from V . In fig. 8 is the a angle
mellom Z og T„, og 6 vinkelen.mellom Z ' og U '.between Z and T„, and 6 the angle between Z ' and U '.
n-n 3 n^nn-n 3 n^n
Fig-. 10 viser sirklene C og .C .' lagt over hverandre, mens.Fig-. 10 shows the circles C and .C .' superimposed, while.
en ser langs aksen av borehullet..one looks along the axis of the borehole..
I fig. 8 og 10 kan en se.atIn fig. 8 and 10 can be seen.at
Derfor zenitforskyvningen Hence the zenith shift
(etter rotering av den rette vinkel /Zn0jn i klokke.retning med /y) (after rotating the right angle /Zn0jn clockwise with /y)
n = a - o n = a - o
Det sfæriske triangel i fig. 9 ligger på, høyre side av sirklene i fig. 8. I dette triangel: The spherical triangle in fig. 9 lies on the right side of the circles in fig. 8. In this triangle:
sin a sin I n .= sin In' (sin a cos, y - cos a sin y) sin a (sin I - sin I cos y) = -cos a sin y sin In' sin a sin I n .= sin In' (sin a cos, y - cos a sin y) sin a (sin I - sin I cos y) = -cos a sin y sin In'
Derfor:Therefore:
Da y - ^-w^1 er'alle kvantitetene på. høyre side av ligningen kjent fra de fire akselerometersignalene , og tan a og a kan beregnes. Then y - ^-w^1 are'all the quantities on. right side of the equation known from the four accelerometer signals, and tan a and a can be calculated.
■Også med referanse til det sfæriske triangel i fig. 9, kan bøyningsvinkelen 3.beregnes som følger ved bruk; av loven om sfæriske triangler: ■Also with reference to the spherical triangle in fig. 9, the bending angle 3. can be calculated as follows when using; of the law of spherical triangles:
Da alle kvantitetene på høyre side av ligningen er kjent, Since all the quantities on the right side of the equation are known,
kan vinkelen 3 beregnes.the angle 3 can be calculated.
De tre kvantitetene 5 , a og B, trinn 44, (fig.. 13) er kjent. The three quantities 5 , a and B, step 44, (fig. 13) are known.
Den geometriske betydning- av a, som er retningsvinkel for nedre sondesentrum 0 1 når.en ser ned langs borehullets tangent ved øvre sondesentrum 0 , er illustrert i fig. 5. Bøyevinkelen 23 er illustrert i figurene 3 og 4, og viser hvor meget borehullets tverrsnitt Cn<1>har svingt i forhold til tverrsnittet Cfl. The geometric meaning of a, which is the direction angle for the lower probe center 0 1 when looking down along the borehole's tangent at the upper probe center 0 , is illustrated in fig. 5. The bending angle 23 is illustrated in Figures 3 and 4, and shows how much the borehole cross-section Cn<1> has fluctuated in relation to the cross-section Cfl.
Posisjonen av vektorene i, j og k (fig. 3 og 8), kan for-bindes med suksessive sirkler ved koordinat-transformasjons-•matriser som følger: The position of the vectors i, j and k (fig. 3 and 8) can be connected with successive circles by coordinate transformation matrices as follows:
Matrisen M er, allerede funnet i en tidligere måling og utregning. Det er nødvendig bare å utlede matrisen M<1>. Basert på tre-sirkel-billedet (fig. 8) er uttrykket for vektorene The matrix M has already been found in a previous measurement and calculation. It is necessary only to derive the matrix M<1>. Based on the three-circle image (Fig. 8) is the expression for the vectors
(U , V , k ') uttrykt ved (i ', j ', k ):(U , V , k ') expressed by (i ', j ', k ):
.. n n' nJn'Jnn .. n n' nJn'Jnn
Koordinat-transformasjonen M , som forbinder de to vektorene (in, jn, kn). og (<i>n',<j>n', kn' ) i fig. 8 er funnet via symbolene"(Un, V , kn). The coordinate transformation M , which connects the two vectors (in, jn, kn). and (<i>n',<j>n', kn') in fig. 8 is found via the symbols"(Un, V , kn).
Dette betyr at koordinat-transformeringsmatrisen Mn(trinn 45, fig. 13) kan konstrueres: I praksis vil prosessoren lagre koordiriat-transformeringsmatrisen fra tidligere lokale koordinater (i, j,k) i det globale koordinatsystem NEG. Det betyr at . datamaskinen allerede kjenner matrisen'M, hvor This means that the coordinate transformation matrix Mn (step 45, Fig. 13) can be constructed: In practice, the processor will store the coordinate transformation matrix from previous local coordinates (i, j, k) in the global coordinate system NEG. It means that . the computer already knows the matrix'M, where
For å oppdatere trans formas jonsmatrisen Mntil Mn+]_> som transformerer de lokale koordinatene (i n 1, j J n , k n1) til det globale.koordinatsystemet NEG, beregnes, matriseproduktet To update the transformation matrix Mntil Mn+]_> which transforms the local coordinates (i n 1, j J n , k n1) to the global coordinate system NEG, the matrix product is calculated
Se fig. 13, trinn 46. See fig. 13, step 46.
I fig. 11, når en ser langs borehullet i retningen av vektor +kfi, (fig. 3, 4 og 5), antas det at borehullet fra 0n til 0 ' har en retning i klokkeretningen an grader fra zenit Z'; In fig. 11, when looking along the borehole in the direction of vector +kfi, (fig. 3, 4 and 5), it is assumed that the borehole from 0n to 0' has a clockwise direction an degrees from the zenith Z';
og at borehullet bøyes langs en sirkellinje gjennom en bue 2Bn-and that the borehole is bent along a circular line through an arc 2Bn-
Hvis i er borehullets lengde fra 0 til 0 ', kan den lokale posisjonsvektor 0n0n1 fra 0n til 0n' (trinn 47, fig. 13) uttrykkes If i is the borehole length from 0 to 0', the local position vector 0n0n1 from 0n to 0n' (step 47, Fig. 13) can be expressed
For å skrive kolonnevektoren 0n0n' i■NEG-koordinatsystemet: To write the column vector 0n0n' in the ■NEG coordinate system:
hvor 00n er lagret fra tidligere utregninger. Posisjonen av 0n1 i forhold til grunnreferanse 0 er således bestemt. where 00n is stored from previous calculations. The position of 0n1 in relation to basic reference 0 is thus determined.
Med vektoren 00^ pekende mot posisjon 0n' kan asimut An1 (se fig. 3) uttrykkes: With the vector 00^ pointing towards position 0n', the azimuth An1 (see fig. 3) can be expressed:
hvor (Nn', En<1>, Gn') er koordinatene for vektoren 0Qni NEG-systemet med grunnen 5 som referanse (trinn 49, fig. 13). where (Nn', En<1>, Gn') are the coordinates of the vector 0Qni the NEG system with the base 5 as reference (step 49, Fig. 13).
Utledningen av borehullets trasé fra gravitasjonsvektor-signålene blir fortrinnsvis utført av en programmert digital-prosessor. Figurene 14 og 15 er skjematiske kart som illustrerer utledningen av en fremstilling av borehullstraséen i NEG-koordinater. Illustrasjonene og beskrivelsen går ut fra at akselerometersignalene. er fra målinger tatt. med mellomrom langs borehullet. The derivation of the borehole route from the gravity vector signals is preferably carried out by a programmed digital processor. Figures 14 and 15 are schematic maps illustrating the derivation of a representation of the borehole route in NEG coordinates. The illustrations and description assume that the accelerometer signals. are from measurements taken. at intervals along the borehole.
De skalare innganger til.fig. 14' er de digitale gravita-sjons-vektorsignalene a , a ■ og a ' ,' a ' . Hver blokk i diagrammet forteller algebraisk eller i ord hvilken funksjon The scalar inputs to.fig. 14' are the digital gravity vector signals a , a ■ and a ' ,' a ' . Each block in the diagram tells algebraically or in words which function
■ som utføres. Programmet vil bli beskrevet med generelle uttrykk og referert til visse geometriske forklaringer gitt ovenfor. ■ which is performed. The program will be described in general terms and refer to certain geometrical explanations given above.
I trinn 50 blir a og a^, kombinert med gravitasjonen g,In step 50, a and a^, combined with the gravity g, become
og en arcsin-funksjon'blir benyttet i trinn 51 til å finne inklinasjonsvinkelen I for en posisjon i borehullet. Likeledes, i trinnene 52 og 53 blir a ' og a y' benyttet til å utlede I<1>, som er inklinasjonsvinkelen ved det annet punkt i borehullet. I trinn 54 blir forholdet a^ til a^tatt; og i trinn'55 gir are tangens et videre mål for vinkelen.co, se fig. 3, 6 og 8. På and an arcsin function is used in step 51 to find the inclination angle I for a position in the borehole. Likewise, in steps 52 and 53, a' and ay' are used to derive I<1>, which is the angle of inclination at the second point in the borehole. In step 54, the ratio a^ to a^ is taken; and in step '55 are the tangent gives a further measure of the angle.co, see fig. 3, 6 and 8. On
lignende måte blir a 1 - og -a ' , kombinert ved trinnene 56, 57similarly, a 1 - and -a ' are combined at steps 56, 57
x y x y
for å gi et signal som representerer vinkelen in' . Ved trinn 58 gir differansen w-to' vinkelen y, som er forskyvningen i zenit mellom etterfølgende posisjoner langs borehullet, se fig. 10. Inklinasjonsvinklene i, I<1>og zenit-forskyvningsvinkelen y blir kombinert i trinnene 60 og 61 for å beregne vinkelen a som representerer borehullets kurs mellom suksessive posisjoner. to provide a signal representing the angle in' . At step 58, the difference w-to' gives the angle y, which is the displacement in zenith between subsequent positions along the borehole, see fig. 10. The inclination angles i, I<1> and the zenith offset angle y are combined in steps 60 and 61 to calculate the angle a which represents the course of the borehole between successive positions.
I trinnene 62 og 63 blir a kombinert med inklinasjonsvinkleneIn steps 62 and 63, a is combined with the inclination angles
I og 1<1>samt forskyvningsvinkelen y til å utlede bøynings-vinkelen 3. I and 1<1> as well as the displacement angle y to derive the bending angle 3.
Tallstørrelsene a, 3, Y og I gir inngang for det matrise/- vektorprogrammet som er .illustrert skjematisk i fig. 15. I tegnsystemet som er brukt i fig. 15 representerer M et borehulls lokale koordinat-transformasjonsmatrise fra (i, j, k)' n<1>til (i, j, k)n, og M 1 er den globale koordinat-transformasjonsmatrise fra (i, j, k)' ' til(N, E, G). The numerical quantities a, 3, Y and I provide input for the matrix/vector program which is illustrated schematically in fig. 15. In the character system used in fig. 15, M represents a borehole's local coordinate transformation matrix from (i, j, k)' n<1> to (i, j, k)n, and M 1 is the global coordinate transformation matrix from (i, j, k)' ' to(N, E, G).
Det opprinnelige asimut Aq for sonden.blir bestemt ved et. landmålingsinstrument 35, og denne informasjon blir gitt som input til systemet gjennom tastaturet 30<1>. Ved trinn 70 er startposisjonen for sonden definert av en global matrise MQ(Ao, IQ Formen av matrisen M er antydet i fotnoten i fig. 15. For første måleposisjon, eller n=0, er matrisen Mq fra trinnet 70 forbundet gjennom gaten 61 med matrise-multiplikatoren 12. The original azimuth Aq for the probe is determined by et. surveying instrument 35, and this information is given as input to the system through the keyboard 30<1>. At step 70, the starting position of the probe is defined by a global matrix MQ(Ao, IQ The form of the matrix M is indicated in the footnote in Fig. 15. For the first measurement position, or n=0, the matrix Mq from step 70 is connected through the street 61 with the matrix multiplier 12.
Vinklene a og y blir subtrahert ved trinnet 73 for å gi vinkelen 6 som videre blir kombinert med a og 3 i trinn 74 til å gi matrisen Mnsom har en form som antydet i fotnoten jti til fig. 15. Matrisen Mn blir multiplisert med matrise Mnved 75,. og gir en transformert global matrise Mn_]_ for nedre posisjon langs borehullet. Denne matrise blir forsinket ved trinn 76 og kobles gjennom porten 77 til matrise-multiplikatoren 72 når n er 1 eller større, og blir til Mnfor etterfølgende måling. The angles a and y are subtracted at step 73 to give the angle 6 which is further combined with a and 3 at step 74 to give the matrix Mn which has a form as indicated in the footnote jti to fig. 15. The matrix Mn is multiplied by matrix Mnved 75,. and gives a transformed global matrix Mn_]_ for lower position along the borehole. This matrix is delayed at step 76 and coupled through gate 77 to matrix multiplier 72 when n is 1 or greater, becoming Mn for subsequent measurement.
og a blir kombinert i trinn 78 til å gi vektoren 0 0and a are combined in step 78 to give the vector 0 0
r ^ nn som blir multiplisert med matrisen Mni trinn 72, se fig. 11 og 12. Produktet av denne multiplikasjon °n0n<1>blir forbundet med r ^ nn which is multiplied by the matrix Mni step 72, see fig. 11 and 12. The product of this multiplication °n0n<1> is connected with
en vektor-addisjonsenhet 80 hvor det blir summert med NEG-koordinatene for punktet '0 . Ved det første målested (borehullet ved jordoverflaten), er disse koordinatene 000. Resultatet av vektor-addisjonen er det sett NEG—koordinater som representerer et punkt- på borehullet. Dette resultat blir også ført eller forbundet gjennom en forsinkerkrets (unit delayor) a vector addition unit 80 where it is summed with the NEG coordinates for the point '0. At the first measurement location (the borehole at the ground surface), these coordinates are 000. The result of the vector addition is NEG coordinates which represent a point on the borehole. This result is also fed or connected through a delay circuit (unit delayer)
ved trinn 81, som inngang til vektor-addisjonsenheten 80 for neste måleposisjon. De suksessive sett av NEG-koordinater utviklet fra suksessive akselerometermålinger gir en fremstilling av borehullets trasé. at step 81, as input to the vector addition unit 80 for the next measurement position. The successive sets of NEG coordinates developed from successive accelerometer measurements provide a representation of the borehole trajectory.
Det beskrevne oppmålingsinstrument, som benytter serv<p->akselerometere, gir pålitelige resultater så lenge borehullet ikke er innenfor ca. 1 grad fra sann vertikal eller horisontal retning. Under sådanne forhold bør akselerometermålingene suppleres med andre målinger av borehullets trasé. The described measuring instrument, which uses serv<p->accelerometers, gives reliable results as long as the borehole is not within approx. 1 degree from true vertical or horizontal direction. Under such conditions, the accelerometer measurements should be supplemented with other measurements of the borehole route.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US20009680A | 1980-10-23 | 1980-10-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO813568L true NO813568L (en) | 1982-04-26 |
Family
ID=22740315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO813568A NO813568L (en) | 1980-10-23 | 1981-10-22 | APPARATUS AND PROCEDURES FOR Borehole Measurement |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6015883B2 (en) |
AU (1) | AU533909B2 (en) |
CA (1) | CA1166843A (en) |
DE (1) | DE3135743C2 (en) |
FR (1) | FR2492882A1 (en) |
GB (1) | GB2086055B (en) |
IT (1) | IT1142908B (en) |
MX (1) | MX150339A (en) |
NL (1) | NL8104801A (en) |
NO (1) | NO813568L (en) |
SE (1) | SE8105959L (en) |
ZA (1) | ZA817068B (en) |
Families Citing this family (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4399692A (en) * | 1981-01-13 | 1983-08-23 | Sundstrand Data Control Group | Borehole survey apparatus utilizing accelerometers and probe joint measurements |
US4434654A (en) * | 1982-08-09 | 1984-03-06 | Sundstrand Data Control, Inc. | Borehole orientation detection system employing polarized radiation |
AU1854783A (en) * | 1982-09-11 | 1984-03-15 | Nl Sperry-Sun Inc. | Surveying a borehole |
US4542647A (en) * | 1983-02-22 | 1985-09-24 | Sundstrand Data Control, Inc. | Borehole inertial guidance system |
CA1211506A (en) * | 1983-02-22 | 1986-09-16 | Sundstrand Data Control, Inc. | Borehole inertial guidance system |
US4510696A (en) * | 1983-07-20 | 1985-04-16 | Nl Industries, Inc. | Surveying of boreholes using shortened non-magnetic collars |
US4570353A (en) * | 1984-12-31 | 1986-02-18 | Exxon Production Research Co. | Magnetic single shot inclinometer |
JPS63161174U (en) * | 1987-04-11 | 1988-10-21 | ||
GB8726597D0 (en) * | 1987-11-13 | 1987-12-16 | Measurement Devices Ltd | Measuring borehole derivation |
US4956921A (en) * | 1989-02-21 | 1990-09-18 | Anadrill, Inc. | Method to improve directional survey accuracy |
JP2637630B2 (en) * | 1991-01-30 | 1997-08-06 | 三菱電機株式会社 | Method and apparatus for detecting control information |
FI920754A0 (en) * | 1992-02-21 | 1992-02-21 | Novatron | FOERFARANDE FOER ATT DEFINIERA LAEGET AV ETT LAONGSTRAECKT STYCKE. |
AT399000B (en) * | 1992-11-06 | 1995-02-27 | Porr Technobau Aktiengesellsch | DETECTING THE SLOPE OF BURCHES |
CA2134191C (en) * | 1993-11-17 | 2002-12-24 | Andrew Goodwin Brooks | Method of correcting for axial and transverse error components in magnetometer readings during wellbore survey operations |
US5452518A (en) * | 1993-11-19 | 1995-09-26 | Baker Hughes Incorporated | Method of correcting for axial error components in magnetometer readings during wellbore survey operations |
DE19617326A1 (en) * | 1996-04-30 | 1997-11-06 | Sel Alcatel Ag | Method and device for detecting the acceleration of a multi-unit rail vehicle |
US5880680A (en) * | 1996-12-06 | 1999-03-09 | The Charles Machine Works, Inc. | Apparatus and method for determining boring direction when boring underground |
EP0857855B1 (en) * | 1997-02-06 | 2002-09-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole directional measurement system |
GB9717975D0 (en) | 1997-08-22 | 1997-10-29 | Halliburton Energy Serv Inc | A method of surveying a bore hole |
US6243657B1 (en) | 1997-12-23 | 2001-06-05 | Pii North America, Inc. | Method and apparatus for determining location of characteristics of a pipeline |
GB9812006D0 (en) | 1998-06-05 | 1998-07-29 | Concept Systems Limited | Sensor apparatus |
GB9818117D0 (en) * | 1998-08-19 | 1998-10-14 | Halliburton Energy Serv Inc | Surveying a subterranean borehole using accelerometers |
US6553322B1 (en) * | 1999-09-29 | 2003-04-22 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method for accurate pipeline surveying |
DE19960036C1 (en) * | 1999-12-13 | 2001-07-05 | Keller Grundbau Gmbh | Method of measuring a borehole |
US7002484B2 (en) * | 2002-10-09 | 2006-02-21 | Pathfinder Energy Services, Inc. | Supplemental referencing techniques in borehole surveying |
US6937023B2 (en) | 2003-02-18 | 2005-08-30 | Pathfinder Energy Services, Inc. | Passive ranging techniques in borehole surveying |
US6882937B2 (en) | 2003-02-18 | 2005-04-19 | Pathfinder Energy Services, Inc. | Downhole referencing techniques in borehole surveying |
GB0313281D0 (en) | 2003-06-09 | 2003-07-16 | Pathfinder Energy Services Inc | Well twinning techniques in borehole surveying |
US7080460B2 (en) | 2004-06-07 | 2006-07-25 | Pathfinder Energy Sevices, Inc. | Determining a borehole azimuth from tool face measurements |
US7725263B2 (en) | 2007-05-22 | 2010-05-25 | Smith International, Inc. | Gravity azimuth measurement at a non-rotating housing |
US8136383B2 (en) | 2007-08-28 | 2012-03-20 | Westerngeco L.L.C. | Calibrating an accelerometer |
JP2009186244A (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | Kochi Univ Of Technology | Tilt angle estimation system, relative angle estimation system, and angular velocity estimation system |
KR101124272B1 (en) * | 2008-10-27 | 2012-03-27 | 이승목 | Geographical displacement sensing unit |
JP2010271225A (en) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Pipeline measuring apparatus |
US9010170B2 (en) | 2010-08-16 | 2015-04-21 | Westerngeco L.L.C. | Method and apparatus to test an accelerometer |
US9217805B2 (en) | 2010-10-01 | 2015-12-22 | Westerngeco L.L.C. | Monitoring the quality of particle motion data during a seismic acquisition |
JP5933238B2 (en) * | 2011-12-01 | 2016-06-08 | ライト工業株式会社 | Hole trajectory measuring device and measuring method |
JP5424224B2 (en) * | 2012-04-16 | 2014-02-26 | 公立大学法人高知工科大学 | Relative angle estimation system |
JP5424226B2 (en) * | 2012-07-19 | 2014-02-26 | 公立大学法人高知工科大学 | Inclination angle estimation system |
CN102927955A (en) * | 2012-10-25 | 2013-02-13 | 陕西科技大学 | Turning point angle measuring instrument for turning point stake of petroleum pipelines |
FR2999698B1 (en) | 2012-12-19 | 2015-01-16 | Technip France | METHOD FOR DETERMINING THE BENDING OF A TUBULAR STRUCTURE |
FR3029281B1 (en) * | 2014-12-01 | 2018-06-15 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | ELECTRONIC METHOD AND COMPUTER FOR DETERMINING THE TRACK OF A MOBILE OBJECT |
RU2610957C1 (en) * | 2015-12-09 | 2017-02-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of determination of set of angular parameters of spatial orientation of drilling tools |
DE102016103166A1 (en) | 2016-02-23 | 2017-08-24 | Enoware Gmbh | Sensor system and method for the spatial progression measurement of a borehole |
CN109973011A (en) * | 2019-03-20 | 2019-07-05 | 湖北省水利水电规划勘测设计院 | A kind of boring method and drilling equipment improving bench blasting presplitting hole drill hole precision |
GB2584840B (en) * | 2019-06-14 | 2022-06-08 | Senceive Ltd | Sensor system, sensing element and methods |
CN110375697A (en) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 武汉理工大学 | It is a kind of support ROV/AUV underwater operation cable bend form estimation and visualization system |
CN110906850B (en) * | 2019-12-04 | 2021-04-27 | 昆明理工大学 | Accurate positioning device and method for inclined deep hole sensor |
CA3175094A1 (en) | 2020-03-13 | 2021-09-16 | Geonomic Technologies Inc. | Method and apparatus for measuring a wellbore |
CN112362030A (en) * | 2020-10-30 | 2021-02-12 | 晋城蓝焰煤业股份有限公司 | Method for determining angle of attack of underground coal mine support pillar |
CN112525115B (en) * | 2020-10-30 | 2023-06-23 | 华侨大学 | Sea cliff sea erosion groove geometric form measuring device and measuring method |
CN114580469A (en) * | 2022-02-23 | 2022-06-03 | 国家石油天然气管网集团有限公司 | Elbow identification method based on IMU detection |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR601344A (en) * | 1926-01-27 | |||
US3180034A (en) * | 1962-01-16 | 1965-04-27 | Mcdonnell George | Drill hole indicator |
US3545266A (en) * | 1964-02-17 | 1970-12-08 | Thomas L Wilson | Noninertial strapping-down gravity gradient navigation system |
US3404565A (en) * | 1965-05-07 | 1968-10-08 | Texas Instruments Inc | Towed oceanographic sensor system |
US3405558A (en) * | 1966-05-09 | 1968-10-15 | Global Marine Inc | Oceanographic instrumentation |
FR1540477A (en) * | 1967-08-17 | 1968-09-27 | Drilling control device | |
DE2145562A1 (en) * | 1971-09-11 | 1973-03-22 | Licentia Gmbh | CARRIER FOR CONTINUOUS DETERMINATION OF A FLOW PROFILE |
US3789511A (en) * | 1972-02-04 | 1974-02-05 | Columbia Gas Syst Service Corp | Apparatus for sensing a curvature in a conduit |
US3862499A (en) * | 1973-02-12 | 1975-01-28 | Scient Drilling Controls | Well surveying apparatus |
GB1509293A (en) * | 1976-03-16 | 1978-05-04 | Russell A | Instruments for measuring the orientation of a borehole |
US4199869A (en) * | 1978-12-18 | 1980-04-29 | Applied Technologies Associates | Mapping apparatus employing two input axis gyroscopic means |
-
1981
- 1981-08-18 AU AU74273/81A patent/AU533909B2/en not_active Ceased
- 1981-09-09 DE DE3135743A patent/DE3135743C2/en not_active Expired
- 1981-10-01 GB GB8129597A patent/GB2086055B/en not_active Expired
- 1981-10-08 SE SE8105959A patent/SE8105959L/en not_active Application Discontinuation
- 1981-10-13 ZA ZA817068A patent/ZA817068B/en unknown
- 1981-10-15 JP JP56163573A patent/JPS6015883B2/en not_active Expired
- 1981-10-15 CA CA000387999A patent/CA1166843A/en not_active Expired
- 1981-10-21 IT IT49530/81A patent/IT1142908B/en active
- 1981-10-22 NO NO813568A patent/NO813568L/en unknown
- 1981-10-22 FR FR8119842A patent/FR2492882A1/en active Granted
- 1981-10-23 NL NL8104801A patent/NL8104801A/en not_active Application Discontinuation
- 1981-10-23 MX MX189789A patent/MX150339A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1166843A (en) | 1984-05-08 |
DE3135743A1 (en) | 1982-05-19 |
GB2086055A (en) | 1982-05-06 |
JPS6015883B2 (en) | 1985-04-22 |
IT8149530A0 (en) | 1981-10-21 |
NL8104801A (en) | 1982-05-17 |
AU533909B2 (en) | 1983-12-15 |
GB2086055B (en) | 1985-04-17 |
JPS57100308A (en) | 1982-06-22 |
AU7427381A (en) | 1982-07-01 |
IT1142908B (en) | 1986-10-15 |
MX150339A (en) | 1984-04-17 |
ZA817068B (en) | 1982-09-29 |
SE8105959L (en) | 1982-04-24 |
FR2492882B1 (en) | 1984-12-28 |
FR2492882A1 (en) | 1982-04-30 |
DE3135743C2 (en) | 1984-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO813568L (en) | APPARATUS AND PROCEDURES FOR Borehole Measurement | |
AU630571B2 (en) | Borehole deviation monitor | |
NO820063L (en) | DEVICE FOR BOREHOLE MEASUREMENT | |
NO860384L (en) | APPARATUS FOR COLLECTING DRILLS. | |
US8489333B2 (en) | Device orientation determination | |
NO882361L (en) | PROCEDURE FOR MEASURING AZIMUT FOR DRILL HOLE DURING DRILLING. | |
NO882359L (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR MEASURING AZIMUT DURING DRILLING | |
US3935642A (en) | Directional drilling of bore holes | |
NO320927B1 (en) | Method and apparatus for directional painting during drilling of boreholes by means of a gyroscope rotatably mounted in paint assembly | |
NO168964B (en) | PROCEDURE FOR DETERMINING A Borehole ASIM angle | |
NO20171609A1 (en) | Correction of Rotation Rate Measurements | |
US7386942B2 (en) | Method and apparatus for mapping the trajectory in the subsurface of a borehole | |
US4507958A (en) | Surveying of a borehole for position determination | |
AU2012101210A4 (en) | Drill hole orientation apparatus | |
US4245498A (en) | Well surveying instrument sensor | |
GB2138141A (en) | Borehole surveying | |
Binder | Construction of a geographically oriented horizon trihedron in gyroscopic orientation systems intended to aid navigation dead reckoning part 1. Gyroscopic orientation with a correctable pendulum. Implementation in a free gyroscope | |
RU2507392C1 (en) | Method for zenith angle and drift direction determination and gyroscopic inclinometer | |
GB2080972A (en) | Apparatus for Determining North Direction | |
RU2123665C1 (en) | Platform-free inertial navigation system of submersible vehicle | |
Uttecht et al. | Application of small-diameter inertial grade gyroscopes significantly reduces Borehole position uncertainty | |
NO972699L (en) | Method and apparatus for determining the orientation of an instrument relative to the Earth's magnetic field | |
RU2343418C1 (en) | Mobile angular position detector relative to gravity vector and method of application thereof | |
RU2210740C1 (en) | Method of gyrocompassing with use of gyroscopic transmitter of angular velocity mounted on platform controlled by azimuth and stabilized in plane of local horizon | |
US3545092A (en) | Method for aligning a navigation system |