DE2428278C3 - Vorrichtung zum Feststellen der Position eines Bohrwerkzeugs - Google Patents
Vorrichtung zum Feststellen der Position eines BohrwerkzeugsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Feststellen der Position eines Bohrwerkzeugs, das am
einen Ende eines an einem Haken eines Seilzugs angehängten Bohrgestänges angeordnet ist, der in
einem auf einer schwimmenden Bohrinsel angeordneten Bohrturm befestigt ist wobei das Bohrgestänge ständig
durch einen festen Punkt auf der Bohrinsel und ein Seil über den Seilzug geführt sind, das mit einem Ende an
einer Seiltrommel und mit dem anderen Ende an einem festen Punkt auf der Bohrinsel befestigt ist, wobei eine
Vorrichtung zum Ausgleich der senkrechten Lageveränderungen der Bohrinsel in bezug auf den Meeresboden
die Seilscheiben des Seilzugs mit dem Bohrturm verbindet und ein Steigrohr für eine Bohrspülung
zw;schen dem Bohrlochmund und der Bohrinsel um das Gestänge angeordnet im Meeresboden verankert und
mit seinem oberen Teil durch mindestens zwei Seile gehalten ist die durch in fester Stellung auf der
Bohrinsel angebrachte Seilwinden gespannt sind.
Die Kenntnis verschiedener Parameter ist beim 4c
Niederbringen einer Bohrung, beispielsweise beim Bohren von Erdöl, nützlich. Bei diesen Parametern
handelt es sich insbesondere um die Tiefe der Bohrung, um die Position des Bohrverkzeugs und um die
EinJringgeschwindigkeit des Werkzeugs beim Bohrvorgang.
Wenn das Bohren auf dem Festland stattfindet, ist die Bestimmung dieser Parameter relativ leicht, weil man
sich innerhalb eines in bezug auf das Bohrloch festen Bezugssystems befindet; geschient das Bohren dagegen
auf dem Meer von einer schwimmenden Bohrinsel aus, wird die Bestimmung dieser Parameter komplizierter,
da man sich infolge der Gezeiten, das Seegangs und der unvollkommenen Verankerung in einem beweglichen
Bezugssystem befindet
Es ist ein Ziel der Erfindung, auf einer schwimmenden Bohrinsel solche Informationen zu sammeln, daß die
Position des Borhwerkzeugs mit hoher Genauigkeit festgestellt werden kann.
Es sind bereits Vorrichtungen zum Ermitteln der Position eines Bohrwerkzeugs bekannt, die jedoch
bezüglich der Meßgenauigkeit unbefriedigend sind. So zeigt die DT-OS 22 54 485 eine Vorrichtung zum
Messen der Vortriebsgeschwindigkeit einer Bohrung, die auf die Ermittlung der momentanen und mittleren
relativen Lage des Bohrgestänges zur Bohrinsel sowie der mittleren Ablaufgeschwindigkeit der Bohrkolonne
beruht.
Die US-PS 28 09 436 beschreibt dagegen eine Vorrichtung zur Messung der Tiefe eines Bohrlochs mit
Hilfe einer in das Bohrloch abgesenkten Sonde und eines am Meeresboden verankerten Meßseils. Es ist
offenkundig, daß dieses Verfahren nicht nur deswegen Nachteile aufweist weil die Messung nicht während des
Bohrbetriebs erfolgen kann, sondern daß die Messung sehr ungenau ist wenn es nicht gelingt einen
Bezugspunkt auf der Bohrinsel genau in Flucht zur Bohrlochachse zu halten. Ähnliche Nachteile besitzt
eine Vorrichtung, wie sie in der US-PS 32 59 371 beschrieben ist da auch hier nur vertikale Relativbewegungen
zwischen dem Bohrlochmund und dem Bezugspunkt auf der Bohrinsel gemessen bzw. kompensiert
werden.
In einer anderen Druckschrift US-PS 37 16 106, ist eine Vorrichtung ähnlicher Art beschrieben, bei der der
axiaJe Bohrdruck durch Messung der am Haken des Bohrgestänges angreifenden Kraft unabhängig von den
Rollbewegungen der schwimmenden Bohrinsel gesteuert wird. Eine genaue Kenntnis über die Position des
Bohrwerkzeugs ist mit einer derartigen Vorrichtung nicht zu erhalten.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile, indem die Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß
ein erstes Meßgerät enthält das ein für die Abwicklung des dem Seilzug zugehörigen Seils
charakteristisches Signal liefert ferner ein zweites Meßgerät das ein für die Verlängerung der Ausgleichsvorrichtung
charakteristisches Signal liefert, sowie eine Vorrichtung zum Messen der auf den Haken des
Seilzugs ausgeübten Kraft, die einem dritten Meßgerät zugeordnet ist das eine Information über die gesamte
Länge des Bohrgestänges empfängt und ein für die Verlängerung des Bohrgestänges charakteristisches
Signal liefert das sich aus der Resultante seines Eigengewichts und aus dem auf das Bohrwerkzeug an
der Sohle des Bohrlochs ausgeübten Druck ergibt, außerdem einen Schaltkreis zum Messen der Länge
zwischen dem oberen Ende des Steigrohrs und dem festen Durchgangspunkt des Gestänges auf der
Bohrinsel, wobei dem Schaltkreis ein viertes Meßgerät zugeordnet ist das ein für diese Länge charakteristisches
Signal liefert, und schließlich einen Verarbeitungsschaltkreis, dem diese vier Signale zugeführt werden
und der eine zu der algebraischen Resultante der Längenveränderungen des abgewickelten Seils, der
Verlängerung des Bohrgestänges, der Länge des Abstands zwischen dem oberen Ende des Steigrohrs
und dem festen Durchgangspunkt des Gestänges auf der Bohrinsel und der Verlängerung der Ausgleichsvorrichtung
proportionale Größe erarbeitet die der Position des Bohrwerkzeugs entspricht.
Weitere Merkmale einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet
Unter Bezugnahme auf die Figuren wird anschließend ein Beispiel der Erfindung beschrieben.
Fig. 1 stellt schematisch in Seitenansicht eine Meeresbohranlage mit erfindungsgemäßen Mitteln dar.
F i g. 2 zeigt die Anlage im einzelnen.
Fig.3 zeigt ein Blockschaltbild der elektronischen
Rechenkreise für den Fall eines Beispiels mit Impulsgeneratoren und Vorwärts-Rückwärts-Zählern.
F i g. 1 zeigt schematisch eine Bohranlage mit einer Bohrinsel 10, auf der ein Bohrturm 11 angeordnet ist.
Die oberen Seilscheiben 12 eines Seilzugs 13 werden von diesem Bohrturm mit Hilfe einer Auseleichsvorrich-
tung 14 gehalten, mit der die senkrechten Bewegungen der schwimmenden Bohrinsel ausgeglichen werden
können; die oberen Seilscheiben des Seilzugs bleiben so auf einer in bezug auf den Meeresboden 15 fast
konstanten Höhe; die unteren Seilscheiben 17 des Seilzugs 13 tragen einen Haken 18, an dem ein
Bohrgestänge 19 hängt, an dessen Ende ein Bohrwerkzeug 20 angebracht ist Ein Seil 21 läuft über den Seilzug
und ist einerseits an einer Winde 22 und andererseits an einem festen Punkt 23 des Bohrturms befestigt. ι ο
Das Bohrloch 24 wird künstlich bis ins Innere der schwimmenden Bohrinsel verlängert, indem senkrecht
auf dem Meeresboden in der Verlängerung des Bohrlochs ein Steigrohr (RISER) 25 angebracht wird,
durch das das Bohrgestänge verläuft; am oberen Teil dieses Steigrohrs sind zwei Seile 26, 27 befestigt; das
Seil 26 ist mit einer Winde 28 unter konstanter Spannung, das Seil 27 mit der Winde 29 ebenfalls unter
konstanter Spannung verbunden. Die beiden Seilwinden sind symmetrisch zueinander zur Achse des Steigrohrs
25 angeordnet; ein Betonsockel hält das Steigrohr 25 auf dem Meeresboden 15 fest. Das Bohrgestänge 19 wird
beispielsweise mit Hilfe eines Bohrtischs 31, der in bezug auf die schwimmende Bohrinsel für das
Bohrgestänge einen festen Durchgangspunkt bildet, in Rotation versetzt.
Die verschiedenen Meßorgane für die Parameter sind:
1. ein Meßgerät 32 zum Messen des Abwickeins des Seils 21. Diese Vorrichtung ist beispielsweise aus der
ersten Zusatzanmeldung zur französischen Patentschrift 15 33 960 bekannt.
Diese Vorrichtung umfaßt einen Impulsgenerator 42, der jedesmal dann einen Vorwärtszählimpuls liefert,
wenn das Seil 21 um eine gegebene Länge in gegebener Richtung abgewickelt wird, und einen Rückwärtszählimpuls,
wenn das Seil um dieselbe Länge in entgegengesetzter Richtung läuft. Diese willkürlich gewählte Länge
ist ein Vielfaches der Sink- oder Steiglänge des Bohrwerkzeugs, und das Verhältnis dieser Längen hängt
direkt von der Anzahl der Seilscheiben des Seilzugs ab;
2. ein Meßgerät 33 zum Messen der Stellung der Achse der oberen Seilscheiben des Seilzugs. Dieses
umfaßt beispielsweise eine in bezug auf die schwimmende Bohrinsel in fester Stellung befindliche Zahnstange,
die einem Zahnrad zugeordnet ist Ein Impulsgenerator 43 liefert jedesmal dann einen Vorwärtszählimpuls.
wenn sich der Abstand zwischen der Achse der Seilscheiben 12 und einem festen Bezugspunkt an der
Bohrinsel um eine gegebene Länge geändert hat, und einen Rückwärtszählimpuls bei umgekehrter Abstandsänderung.
Dieser Abstand ändert sich nämlich aus folgenden Gründen:
Die oberen Seilscheiben des Seilzugs sind am Bohrturm mit Hilfe des Ausgleichssystems befestigt, das
unter konstantem Druck stehende Druckzylinder umfaßt Wenn die Bohrinsel infolge der Meeresdünung
nach unten bewegt wird, so nimmt die Kraft am Haken wegen der Zunahme des Drucks des Bodens auf den
Bohrkopf ab; die Druckzylinder wirken dann so, daß die oberen Seilscheiben des Seilzugs nach oben bewegt
werden, damit die Kraft am Haken auf ihren Anfangswert zurückgebracht wird. Die Druckzylinder
wirken im entgegengesetzten Sinne, wenn die Bohrinsel steigt
3. eine Vorrichtung 34 zum Messen der sich aus der Resultante seines Eigengewichts und des vom Boden auf
das Werkzeug ausgeübten Drucks ergebenden Verlängerung des Bohrgestänges.
Diese Vorrichtung enthält einen Kräftemesser am Haken 18, beispielsweise einen entweder am Haken
oder am befestigten Strang 21a des Seils 21 angebrachten Kräftemeßstab; ihm ist ein Digital-Analog-Wandler
zugeordnet, der das Meßergebnis des Kräftemessers in einen digitalen Wert umsetzt. Ein Impulsgenerator 44
erarbeitet jedesmal dann einen Vorwärtszählimpuls, wenn die Verlängerung des Gestänges einen bestimmten
Wert erreicht. Der Generator berücksichtigt entsprechend dem Hookschen Gesetz die physikali
sehen Eigenschaften des Gestänges (Querschnitt, Youngsches Modul usw.), den oben angeführten
digitalen Wert, der die Kraft am Haken repräsentiert, sowie die Gesamtlänge des Gestänges. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Information über die Gesamtlänge durch den Arbeitsschaltkreis selbst erstellt, wie es weiter unten gezeigt
wird. Ein Rückwärtszählimpuls wird jedesmal dann gegeben, wenn das Gestänge um dieselbe Länge
verkürzt wird:
4. einen Schaltkreis 35 zum Messen der Länge zwischen dem oberen Ende des Steigrohrs 25 und dem
Bohrtisch 31. Er umfaßt zwei Meßgeräte für das Abwickeln der Seile 26 und 27 und einen Funktionsgenerator,
der diese Länge, ausgehend von der Länge der Stränge der Seile 26 und 27 zwischen der Winde und
dem Steigrohr, von der Länge der Abwicklung jedes dieser Stränge und von den jeweiligen Stellungen der
Winden 28, 29 und des Bohrtischs 31 errechnet Die Vorrichtung 35 ist einem Impulsgenerator 45 zugeordnet
der Vor- und Rückwärtszählimpulse jedesmal dann liefert, wenn diese Länge sich um einen gegebenen Wert
in der einen oder anderen Richtung ändert, je nach den Bewegungen im Verhältnis zur Bohrlochachse, die
insbesondere von der Meeresdünung, den Gezeiten und den Ankerabständen abhängen.
F i g. 2 gibt eine geometrische Darstellung der Vorrichtung wieder, mit der die Entfernung zwischen
dem oberen Ende des Steigrohrs 25 und dem Bohrtisch 31 für das Gestänge durch Messen des Abwickeins der
Seile 26 und 27 und, ausgehend von den Konstanten des Systems, errechnet werden kann: Das Steigrohr 25 ist
mit der Bohrinsel über mindestens zwei Seile 26 und 27 verbunden, die durch Seilwinden gespannt werden, die
diese Seile je nach den Lageveränderungen der Bohrinsel verlängern oder verkürzen, wobei die
Längenveränderungen dieser Seile das Auftreten eines für die Abstandsänderungen zwischen einem festen
Punkt der Bohrinsel und der Eingangsöffnung des Bohrlochs auf dem Meeresboden repräsentativen
Signals hervorrufen.
Als Beispiel sei angenommen, daß die Seile kunslanle
Spannung aufweisen und über die Umlenkrollen laufen.
Diese Rollen weisen Signalgeneratoren (Impulse doer kodierte Signale) auf, die auf einen Funktionengenerator
einwirken, dessen Ausgang das für die Abstandsveränderungen
repräsentative Signal liefert Die Arbeitsweise ist für den Fall von zwei Seilen die folgende: In
Fig.2 werden zwei Seilscheiben dargestellt deren jeweilige Mittelpunkte Q und K sind, die sich in der
Praxis in einer Entfernung von etwa 4 m befinden; der Radius R der Scheiben beträgt etwa 0,5 m. Das
Bohrgestänge läuft durch einen festen Punkt P, gewöhnlich der Mittelpunkt des Bohrtischs, der
senkrecht über dem Mittelpunkt der Strecke QK in ungefähr 2 m Entfernung liegt Die auf die Seilscheiben
bis C und E aufgerollten Seile verlaufen zwischen CC
und EE' gradlinig, wobei die Punkte C und E' sich auf dem Steigrohr direkt gegenüberliegen; der Mittelpunkt
zwischen C" und fist mit O' bezeichnet. In der Praxis
überschreitet der Winkel zwischen PO' und PO in weniger als 4% der Fälle 4° und erreicht niemals 8°.
Ferner kann bei einem Wert von etwa 0,8 m für E' C" angenommen werden, daß die Achse des Gestänges
nicht weit vom Punkt O' verläuft. Der Abstand OO' variiert normalerweise zwischen 6 und 14 m. Unter
diesen Bedingungen kann gezeigt werden, daß es möglich ist, die folgenden drei Annäherungen vorzunehmen:
PO' kann durch die Summe PO" + O"O' ersetzt
werden, wobei O" Mittelpunkt der Strecke Cfist
und der Winkel POO'fast 180° ausmacht;
die Verschiebung der Punkte C und E auf den Seilscheiben kann vernachlässigt werden, was vor allem, wenn angenommen wird, daß die Seilscheiben stillstehen, darauf hinausläuft, daß die von C und E' beschriebenen Evolventen mit Kreisen zusammenfallen.
die Verschiebung der Punkte C und E auf den Seilscheiben kann vernachlässigt werden, was vor allem, wenn angenommen wird, daß die Seilscheiben stillstehen, darauf hinausläuft, daß die von C und E' beschriebenen Evolventen mit Kreisen zusammenfallen.
es sei angenommen, daß die Projektion von C E' auf CE gleich C fist.
Mit diesen Annäherungen kann die Berechnung der Länge FO'einfach dadurch erfolgen, daß die Mittellinie
OO" des Vierecks CC E' E berechnet und hier ein konstanter Wert PO" hinzuaddiert wird. Darüber
hinaus rechtfertigt die zweite Annäherung, das direkte Messen der Längen CC und EE' durch eine Messung
der Rotation der entsprechenden Seilscheiben zu ersetzen.
Es ergibt sich:
35
Natürlich kann auch anstelle der Länge der tragenden
Seile die Länge von davon getrennten Seilen gemessen werden, die keine Tragefunktion haben.
Die Meßgeräte für das Abwickeln der Seile 26 und 27 messen die Rotationswinkel a und b der Umkehrrollen,
deren jeweilige Mittelpunkte Q und K sind: ist R der
Wert des Radius dieser Rollen, so ergibt sich:
45
CC = Ra + Konstante,
EE' = Rb + Konstante.
EE' = Rb + Konstante.
Für den Fall, daß das Steigrohr von mehr als zwei Seilen getragen wird, ist die Berechnung der Entfernung
PO' zwar schwieriger, jedoch im Prinzip gleich und mit ähnlichen Annäherungen möglich.
Fig.3 zeigt ein Blockschaltbild der elektronischen
Schaltung für die Nutzung der Meßwerte. Sie umfaßt die Impulsgeneratoren 42, 43, 44 und 45; jeder dieser
Generatoren weist zwei Ausgänge auf, von denen einer die Vorwärtszählimpulse und der andere die Rückwärtszählimpulse
liefert Die ersten Ausgänge sind mit dem Zeichen +, die zweiten mit dem Zeichen - gekennzeichnet
Die Ausgänge der Generatoren 42 bis 44 sind mit einem ersten Eingang eines UND-Gatters verbunden,
dessen zweiter Eingang mit einer Vorrichtung in Verbindung steht die ein Signal 46 liefert, wenn das
Gestänge 19 tatsächlich am Haken 18 hängt Bei Arbeitsgängen wie beispielsweise Hinzufügen von
Stangen, wo die Gestängearmatur vom Haken abgenommen und direkt an der Bohrinsel festgemacht wird.
wird die Lage des Bohrkopfs weder durch die Seilwinde noch durch die Ausgleichsvorrichtung beeinflußt. Sie
hängt dagegen von der Lage der Bohrinsel in bezug auf den Meeresboden ab, die am RISER gemessen wird. Die
Arbeitsgänge werden normalerweise mit leicht angehobenem Bohrkopf durchgeführt, der dann nicht mehr die
Sohle des Bohrlochs berührt; der die Verlängerung des Gestänges anzeigende Generator kann ebenfalls abgeschaltet
werden.
Die Ausgänge für das Vor- und Rückwärtszählen werden an einen Antikoinzidenzschaltkreis 47 angeschlossen,
der ebenfalls zwei Ausgänge aufweist, einen für die Vorwärtszählimpulse und den anderen für die
Rückwärtszählimpulse.
Die Ausgänge des Schaltkreises 47 werden zu einem Vorwärts-Rückwärtszähler 48 geführt.
Ein Anzeigeorgan 50 ist mit dem Zähler 48 verbunden. Die von diesem Organ 50 gelieferte
Information ist die Lage des Bohrwerkzeugs. Dazu muß beispielsweise:
der Generator 42 Vorwärtszählimpulse liefern, wenn das Meßgerät 32 ein Entspannen des Seils
feststellt;
der Generator 43 Vorwärtszählimpulse liefern, wenn die oberen Seilscheiben des Seilzugs im
Verhältnis zum Bohrturm gesenkt werden; der Generator 44 Rückwärtszählimpulse liefern,
wenn das Gewicht am Haken abnimmt: der Generator 45 Rückwärtszählimpulse liefern,
wenn der Abstand zwischen dem oberen Ende des Steigrohrs und dem Bohrtisch zunimmt.
Natürlich könnte die Ausgleichsvorrichtung 14, anstatt die oberen Seilscheiben des Seilzugs mit dem
Bohrturm zu verbinden, ebensogut den Haken 18 mit den unteren Seilscheiben 17 des Seilzugs verbinden; in
diesem Fall würde der Generator 43 Vorwärtsimpulse liefern, wenn die unteren Seilscheiben im Verhältnis
zum Haken nach oben bewegt würden, d. h. bei einer Verlängerung des Ausgleichsorgans.
Für den Fall, daß beispielsweise keine Impulsgeneratoren verwendet werden, sondern Signalgeneratoren,
die ein für den Meßwert charakteristisches Signal liefern, ist es selbstverständlich, daß die Verlängerung
der Ausgleichsvorrichtung stets algebraisch hinzugefügt werden kann, wenn sie mit dem richtigen Vorzeichen
versehen wird. Wenn die Ausgleichsvorrichtung die Seilscheiben mit dem Bohrturm verbindet, so entspricht
das positive Vorzeichen der Abwärtsbewegung der Seilscheiben in bezug auf den Bohrturm. Wenn dagegen
die Ausgleichsvorrichtung die Seilscheiben mit dem Haken verbindet so entspricht das positive Vorzeicher
der Aufwärtsbewegung der Seilscheiben in bezug au! den Haken.
Der Ausgang des Zählers 48 ist mit einem Eingang des Generators 44 verbunden, um ihm die infurmaticr
über die Gesamtlänge des Gestänges zu liefern, die zui Bestimmung der Verlängerung dieses Gestänges not
wendig ist
Der positive Ausgang des Schaltkreises 47 ist übei einen ersten Eingang eines UND-Gatters mit zwe
Eingängen, dessen zweiter Eingang ein Signal 5; empfängt, wenn der Bohrkopf im Einsatz ist, um stet
die Tiefe des Bohrlochs anzuzeigen, mit einem Zähler 5 verbunden, der mit einer Anzeigevorrichtung 51
ausgestattet ist
Ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler 53 ist an dii Ausgänge des Antikoin/idenzschaltkreises 47 ange
schlossen.
Die Ausgänge dieses Zählers sind mit einem Teilschaltkreis 54 verbunden, der eine Taktinformation
von einem Taktgeber 55 empfängt.
Der Teiler erstellt so einen für die senkrechte Verschiebegeschwindigkeit des Bohrkopfs repräsentativen
Quotienten.
Damit mehrere aufeinanderfolgende Messungen dieser Geschwindigkeit unter vergleichbaren Bedingungen
durchgeführt werden, ist vorgesehen, daß der Taktgeber seine Information nur zu Zeitpunkten liefert,
die Durchgängen durch einen gegebenen Wert und einer bestimmten Richtung des vom dem Generator 45
zugeordneten Rechner gemessenen Längenwerts entsprechen.
Zu diesem Zweck wird ein Synchronisierschaltkreis
Zu diesem Zweck wird ein Synchronisierschaltkreis
56 vorgesehen, der in den angegebenen Augenblicken Befehlsimpulse für den Taktgeber erstellt.
Der Inhalt des Teilers wird durch ein Anzeigeorgan'
57 angezeigt
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Vorrichtung zum Feststellen der Position eines Bohrwerkzeugs, das am einen Ende eines an einem S
Haken eines Seilzugs angehängten Bohrgestänges angeordnet ist, der in einem auf einer schwimmenden
Bohrinsel angeordneten Bohrturm befestigt ist, wobei das Bohrgestänge ständig durch einen festen
Punkt auf der Bohrinsel und ein Seil über den Seilzug geführt sind, das mit einem Ende an einer
Seiltrommel und mit dem anderen Ende an einem festen Punkt auf der Bohrinsel befestigt ist, wobei
eine Vorrichtung zum Ausgleich der senkrechten Lageveränderungen der Bohrinsel in bezug auf den
Meeresboden die Seilscheiben des Seilzugs mit dem Bohrturm verbindet und ein Steigrohr für eine
Bohrspülung zwischen dem Bohrlochmund und der Bohrinsel um das Gestänge angeordnet, im Meeresboden
verankert und mit seinem oberen Teil durch mindestens zwei Seile gehalten ist, die durch in fester
Stellung auf der Bohrinsel angebrachte Seilwinden gespannt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung ein erstes Meßgerät (32) enthält, das ein für die Abwicklung des dem Seilzug (13) 2s
zugehörigen Seils (21) charakteristisches Signal liefert, ferner ein zweites Meßgerät (33), das ein für
die Verlängerung der Ausgleichsvorrichtung (14) charakteristisches Signal liefert, sowie eine Vorrichtung
(34) zum Messen der auf den Haken (18) des Seilzugs (13) ausgeübten Kraft, die einem dritten
Meßgerät zugeordnet ist, das eine Information über die gesamte Länge des Bohrgestänges (19) empfängt
und ein für die Verlängerung des Bohrgestänges charakteristisches Signal liefert, das sich aus der
Resultante seines Eigengewichts und aus dem auf das Bohrwerkzeug (20) an der Sohle des Bohrlochs
(24) ausgeübten Druck ergibt, außerdem einen Schaltkreis (35) zum Messen der Länge zwischen
dem oberen Ende des Steigrohrs (25) und dem festen Durchgangspunkt des Gestänges (19) auf der
Bohrinsel (10), wobei dem Schaltkreis (35) ein viertes Meßgerät zugeordnet ist, das ein für diese Länge
charakteristisches Signal liefert, und schließlich einen Verarbeitungsschaltkreis, dem diese vier
Signale zugeführt werden und der eine zu der algebraischen Resultante der Längenveränderungen
des abgewickelten Seils (21), der Verlängerung des Bohrgestänges (19), der Länge des Abstands
zwischen dem oberen Ende des Steigrohrs (25) und dem festen Durchgangspunkt des Gestänges (19) auf
der Bohrinsel (10) und der Verlängerung der Ausgleichsvorrichtung (14) proportionale Größe
erarbeitet, die der Position des Bohrwerkzeugs (20) entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgeräte als Signalgeneratoren
ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgeräte als Impulsgeneratoren
ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (14)
zum Ausgleich der senkrechten Lageveränderungen der Bohrinsel (10) in bezug auf den Meeresboden
(15) die oberen Seilscheiben (12) des Seilzugs (13) mit dem Bohrturm (11) verbindet.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (14) zum Ausgleich der senkrechten Lageveränderungen
der Bohrinsel (10) in bezug auf den Meeresboden (15) die unteren Seilscheiben (17) des Seilzugs (13)
mit dem Bohrturm (11) verbindet
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Impulsgenerator
(42) einen Yorwärtszählimpuls liefert, wenn sich das über den Seilzug (13) laufende Seil (21) um
eine gegebene Länge von der Seiltrommel abwikkelt, und einen Rückwartszähümpuls, wenn sich das
Seil (21) um dieselbe Länge wieder aufwickelt, daß der zweite Impulsgenerator (43) einen Vorwärtszählimpuls
liefert, wenn sich die oberen Seilscheiben (12) des Seilzugs (13) um eine gegebene Strecke
absenken, und einen RückwärtszähHmpuIs im umgekehrten Fall, daß der der Vorrichtung (34) zum
Messen der auf den Haken (18) durch das Bohrgestänge (19) auf den Seilzug (13) ausgeübten
Kraft zugeordnete dritte Impulsgenerator (44) eine Information über die Gesamtlänge des Bohrgestänges
(19) empfängt und einen Vorwärtszählimpuls liefert, wenn sich die auf den Haken (18) ausgeübte
Kraft um einen gegebenen Wert erhöht, der der Verlängerung des Gestänges (19) aufgrund der
Resultante seines Eigengewichts und des auf das Bohrwerkzeug an der Sohle des Bohrlochs (24)
ausgeübten Drucks entspricht, und einen Rückwärtszählimpuls,
wenn die auf den Haken (19) ausgeübte Kraft um denselben Wert abnimmt, daß der vierte
Impulsgenerator (45) einen Vorwärtszählimpuls liefert, wenn die Länge zwischen dem oberen Ende
des Steigrohrs (25) und dem festen Durchgangspunkt des Gestänges um einen gegebenen Wert
abnimmt bzw. einen Rückwärtszählimpuls für den umgekehrten i-all, und daß der Verarbeitungsschaltkreis
einen ersten Vor- und Rückwärtszähler (48) aufweist, der die von den vier Impulsgeneratoren
(42, 43, 44, 45) gelieferten Impulse aufnimmt und dessen Anzeige der Lage des Bohrwerkzeugs (20)
entspricht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Zähler (51) vorgesehen ist,
der die Zählimpulse über einen ersten Eingang eines UND-Gatters erhält, dessen zweiter Eingang ein
Signal (52) empfängt, wenn das Bohrwerkzeug (20) angetrieben ist, wobei die Anzeige dieses Zählers
der Bohrlochtiefe entspricht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Zähler (53) vorgesehen
ist, der die Impulse der Impulsgeneratoren erhält und der einem Teilerschaltkreis (54) zugeordnet
ist, der eine Taktinformation empfängt, wobei die Anzeige dieses Teilers der Verschiebegeschwindigkeit
des Bohrwerkzeugs (20) entspricht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktinformation von einem
Taktgeber (55) geliefert wird, der seine Werte durch von einem Synchronisationsschaltkreis (56) gelieferte
Impulse freigibt, der zu den Zeitpunkten einen Impuls erzeugt, an denen der Abstand zwischen dem
oberen Ende des Steigrohrs (25) und dem festen Durchgangspunkt des Gestänges (19) auf der
Bohrinsel (10) in einer bestimmten Richtung einen vorgegebenen Wert durchläuft.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und
dritte Impulsgenerator (42, 43, 44) jeweils mit den
La.
Zählern über erste Eingänge von UND-Gattern mit zwei Eingängen verbunden sind, deren zweite
Eingänge ein Signal empfangen, wenn das Gestänge (19) am Haken (18) hängt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
10, dadurch gekennzeichnet daß der dritte Signalgenerator (44) vom Verarbeiturgsschaltkreis eine
Information über die Gesamtlänge des Gestänges (19) erhält
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet daß durch den Schaltkreis
(35) über eine Messung der Abwicklung der Seile (26, 27) der Steigrohrhalterung die Lage der
Bohrinsel (10) in bezug auf die Lage des Steigrohrs (25) bestimmbar ist ,
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