DE2433492A1

DE2433492A1 - METHOD AND DEVICE FOR TRANSMISSION AND PROCESSING OF BOREHOLE MEASURED DATA SIGNALS, IN PARTICULAR THOSE DETECTED BY A GAMMA RADIATION DETECTOR

Info

Publication number: DE2433492A1
Application number: DE2433492A
Authority: DE
Inventors: Robert William Pitts; Houston Augustus Whatley
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1973-07-13
Filing date: 1974-07-12
Publication date: 1975-01-30
Also published as: NO742090L; JPS5028402A; JPS5028403A; FR2237055A1; DE2433492B2; AR210457A1; ES428222A1; JPS5342281B2; CA1012260A; BR7405681D0; MY7700321A; DK374474A; GB1448296A; AU6925174A

Description

Patentassessor Hamburg, den 8. Juli 1974Patent assessor Hamburg, July 8th 1974

Dr. Gerhard Schupfner 770/ikDr. Gerhard Schupfner 770 / ik

Deutsche Texaco AGGerman Texaco AG

2 Hamburg 13'2 Hamburg 13 '

Hittelweg 180 . T 74 00? D (D 73,478-F)Hittelweg 180. T 74 00? D (D 73,478-F)

TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION'TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION '

135 East 42nd Street New York, N.X. 10017135 East 42nd Street New York, N.X. 10017

- U.S.A.- UNITED STATES.

Verfahren und Vorrichtung z,ur Übertragung und Bearbeitung von Bohrloch-Meßdaten-Signalen, insbesondere die von einem Gammastrahlungs-Detektor ermittelt werden.Method and device for transmission and processing of borehole measurement data signals, in particular those determined by a gamma radiation detector.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung und Bearbeitung von Bohrloch-Meßdaten-Signalen, insbesondere die von einem Gammastrahlungs- · Detektor ermittelt werden.The invention relates to a method and a device for the transmission and processing of borehole measurement data signals, in particular those determined by a gamma radiation detector.

Es ist schon von der Anmelderin ein Bohrloch-Meßsystem vorgeschlagen worden (US-Patentanmeldung: Ser.-No. 192 883), das einen einzelnen Sensor zur Ermittlung von einer Bohrlochbedingung aufweist.A borehole measuring system has already been proposed by the applicant (US patent application: Ser.-No. 192 883), which has a single sensor for detecting a downhole condition.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es zwei Sensoren möglich, Informationen zu erzeugen, die über einen einzelnen Leitungspfad zu einer übertägig angeordneten Verarbeitungseinheit oder dergl. gelangen. Beide Sensoren können die gleiche Bedingung untersuchen, wobei sie normalerweise in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. Die Sensoren können auch unterschiedliche Be-According to the present invention it is two sensors possible to generate information via a single line path to a processing unit located above ground or the like. Both sensors can investigate the same condition, whereby they normally do are arranged at a predetermined distance from one another. The sensors can also have different

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dingungen ermitteln.determine conditions.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß hei dem vorgeschlagenen Bohrloch-Heß system es sowohl zeitaufwendig als auch kostenintensiv ist, in zwei getrennten Meßgängen zwei unterschiedliche Bohrloch-Bedingungen zu ermitteln, zeigt sich offensichtlich, daß es wünschenswert ist, zwei Sensoren zu "benutzen, die zwei unterschiedliche Bedingungen ermitteln und separate Informationen erzeugen. Ein anderer Gesichtspunkt "besteht darin, daß hei Ermittlung unterschiedlicher Bedingungen diese gleichzeitig erfolgt, so daß Faktoren, die die Ermittlung der einen Bedingung "beeinflussen, ebenso auf die zweite Bedingung einwirken.Taking into account the fact that he proposed Borehole Hess system it is both time consuming and costly, in two separate measurement runs Obviously, identifying two different downhole conditions shows that it is desirable to have two To use sensors "that detect two different conditions and generate separate information. Another point of view "is that in investigation different conditions this occurs simultaneously, so that factors that determine the one condition "affect the second condition as well act.

Mittels der·, Erfindung werden mindestens zwei Ausgangssignale erzeugt, die mindestens einer im Bohrloch ermittelten Bedingung entsprechen. Das erfindungsgemäße System beinhaltet eine Meß-Einrichtung, die so ausgebildet ist, daß sie durch ein Bohrloch geführt werden kann, mit mindestens zwei Sensoren zur Ermittlung mindestens einer Bedingung innerhalb des Bohrloches. Jeder Sensor erzeugt ein Signal, das repräsentativ für die ermittelte Bedingung ist. Ein Sample-Schaltkreis fragt periodisch die Signale der Sensor-Einrichtung ab und erzeugt Ausgangs-Impulse dergestalt, daß die Ausgangsimpulse einer Polarität den abgefragten Signalen des einen Sensors entsprechen und während erster Zeitintervalle erzeugt werden und die Ausgangs-Impulse der anderen Polarität den abgefragten Signalen des anderen SensorsBy means of the invention, at least two output signals generated which correspond to at least one condition determined in the borehole. The inventive system includes a measuring device which is designed so that it can be guided through a borehole, with at least two sensors for determining at least one condition within the borehole. Each sensor generates a signal which is representative of the determined condition. A sample circuit periodically polls the signals from the sensor device and generates output pulses in such a way that the output pulses of one polarity match the interrogated signals correspond to one sensor and are generated during first time intervals and the output pulses of the other Polarity of the queried signals from the other sensor

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entsprechen und während zweiter Zeitintervalle erzeugt werden.correspond and generated during second time intervals will.

Die Ausgangs-Impulse werden aus der untertägig geführten Meß-Einrichtung nach übertage geleitet, wo die elektronischen Einrichtungen Schaltkreise zum Empfangen und Trennen der Ausgangs-Impulse entsprechend ihrer Polarität beinhalten. Die Ausgangs-Impulse einer Polarität werden verarbeitet, um ein Ausgargs-Signal zu erzeugen, das der ermittelten Bedingung im Bohrloch entspricht, während die Ausgangs-Impulse der anderen Polarität zur Erzeugung eines zweiten Ausgangs-Signales verarbeitet wird, das der ermittelten Bedingung entspricht.The output impulses are taken from the underground Measuring device directed to the surface, where the electronic Devices circuitry for receiving and separating the output pulses according to their polarity. The output pulses of one polarity are processed to generate an output signal that corresponds to the determined condition in the borehole while the output pulses of the other polarity to generate a second output signal is processed that corresponds to the determined condition.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:An exemplary embodiment of the invention, from which further inventive features emerge, is shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 - ein vereinfachtes Block-Schaubild der untertägigen Meß-Einrichtung (Meß-Sonde) der Vorrichtung,Figure 1 is a simplified block diagram of the underground Measuring device (measuring probe) of the device,

Fig. 2 ein vereinfachtes Block-Schaubild der übertätig angeordneten Verarbeitungs- und Aufzeichnungs-Einrichtung der Vorrichtung für die zumindest eine im Bohrloch ermittelte Bedingung undFigure 2 is a simplified block diagram of the overactive arranged processing and recording device of the device for the at least one condition determined in the borehole and

Fig. 3 -A- bis JF Darstellungen der während des Betriebes der Vorrichtung auftretenden Impulse.3 -A- to JF representations of the during operation the device occurring pulses.

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In Fig. 1.ist ein Meß-Instrument 1 dargestellt, das durch ein Bohrloch geführt werden kann. Das Meß-Instrument 1 beinhaltet einen Oszillator 3» mit einer Frequenz von-100 ZHz zur Erzeugung von Impulsen E^-, die zu einer Divisions-Einrichtung 4 und einer Flip-Flop-Schaltung 5 übermittelt werden. Die Divisions-Einrichtung 4 erzeugt für 1000 empfangene E.-Impulse des Oszillators 3 einen Impuls Ε.,. Die Impulse E-, werden einem herkömmlichen Impulsformer 9 zugeführt. Der Impulsformer 9 erz-eugt profilierte Yergleichs-Impulse E^.In Fig. 1, a measuring instrument 1 is shown which can be guided through a borehole. The measuring instrument 1 contains an oscillator 3 »with a frequency of -100 ZHz to generate pulses E ^ -, which lead to a Division device 4 and a flip-flop circuit 5 be transmitted. The division device 4 generates one for 1000 received E. pulses of the oscillator 3 Impulse Ε.,. The pulses E- are a conventional one Pulse shaper 9 supplied. The pulse shaper 9 generates profiled equalization pulses E ^.

Die Flip-Flop-Schaltung 5 erzeugt zwei Impulsreihen E₁- und E₁-A , wie aus den Fig. J>A und 3B zu ersehen, in Erwiderung auf die E.-Impulse. Die Impuls-Wiederholungsrate der Impulsreihen E,- und Ej-Λ beträgt die der Viederholungsrate der Impulse E^.The flip-flop circuit 5 generates two pulse trains E ₁ - and E ₁ -A, as seen from Figs. J> A and 3B, in response to the E. pulses. The pulse repetition rate of the pulse series E, - and Ej-Λ is that of the repetition rate of the pulses E ^.

Ein Strahlungsdetektor 14 ermittelt eine Bedingung der Erdformation des Bohrloches und erzeugt negative Daten-Impulse Eg, die in Anzahl und Amplitudenstärke der ermittelten Gammastrahlung entsprechen. Bei dieser Bedingung kann es sich z.B. um den Chlorgehalt der Erdformation handeln. Bei dem Strahlungsdetektor 14 kann es sich um einen herkömmlicher Bauart handeln, wie z.B. einem Natriumiodid (Thallium aktiviert) - Kristalldetektor, der die Gammastrahlung ermittelt, die von den natürlichen Isotopen der Erdformation oder von einem Neutronenbeschuß der Erdformation her resultieren. Im Rahmen dieser Erfindung soll der an sich bekannte Neutronenbeschuss nicht detaillierterA radiation detector 14 detects a condition of the earth formation of the borehole and generates negative data pulses Eg, the number and amplitude of the determined Correspond to gamma radiation. For example, this condition could be the chlorine content of the earth formation Act. The radiation detector 14 can be of a conventional type, such as sodium iodide (Thallium activated) - crystal detector that detects the gamma radiation emitted by the natural isotopes of the earth formation or from a neutron bombardment of the earth formation. In the context of this invention the neutron bombardment, known per se, is not in greater detail

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erklärt werden, da für den Fachmann dazu keine Notwendigkeit im Hinblick auf das volle Verständnis der Erfindung vorliegt. Der Detektor 14- kann noch eine Photovervielfacherröhre aufweisen, die optisch mit dem Kristallteil des Detektors verbunden ist und Lichtimpulse vom Kristall empfängt, wodurch die Impulse Eg erzeugt werden.as it is not necessary for those skilled in the art to fully understand the invention is present. The detector 14- can also be a photomultiplier tube have, which is optically connected to the crystal part of the detector and light pulses from the crystal receives, thereby generating the pulses Eg.

Ein Vorverstärker 20 empfängt die Impulse Eg und die Ver-, gleichs-Impulse E. und erzeugt eine Impulsreihe E„, die die verstärkten Daten-Impulse Eg und die verstärkten Vergleichs-Impulse E^ beinhalten und einem weiteren Verstärker 23 zugeführt werden. Es soll hervorgehoben werden, daß die Amplitude der Vergleichs-Impulse E^ wesentlich größer als die größtmögliche der zu erwartenden Amplitude der Impulse Eg. oder Eg. ist. Der Verstärker 25 erzeugt mittels einer Diode 25» positive Impulse E_fi, die an einen Verstärker 27 vom Spannungs-Nachfolgetyp, an die eine Seite eines Kondensators 28 und an den Kollektor 36 eines n-p-n Transistors 32, der· einen Emitter 33 und eine Basis 3^ aufweist, gegeben werden. Die andere Seite des Kondensators 28 und der Emitter 32 sind an Erde gelegt.A preamplifier 20 receives the pulses Eg and the comparison pulses E. and generates a series of pulses E ″ which contain the amplified data pulses Eg and the amplified comparison pulses E 1 and are fed to a further amplifier 23. It should be emphasized that the amplitude of the comparison pulses E ^ is much greater than the largest possible amplitude of the pulses Eg to be expected. or Eg. is. The amplifier 25 generates positive pulses E _fi by means of a diode 25, which are sent to an amplifier 27 of the voltage follow-up type, to one side of a capacitor 28 and to the collector 36 of an npn transistor 32, an emitter 33 and a base 3 ^ has to be given. The other side of capacitor 28 and emitter 32 are connected to ground.

Der Ausgang, erzeugt durch den Verstärker 27, ist an den Kollektor 50 eines n—p-n-Transistors 51 über einen Widerstand 55 gelegt. Der Transistor 51 weist einen geerdeten Emitter 58 und eine Basis 60 auf. Der Kollektor 50 ist an einen nichtinvertierenden Eingang eines Verstärkers 68 gelegt, dessen Ausgang mit einem Leiter 70. eines armierten Koaxialkabels 72 über einen Sperr-Kondensator 73 verbundenThe output generated by the amplifier 27 is sent to the Collector 50 of an n-p-n transistor 51 through a resistor 55 laid. The transistor 51 has a grounded emitter 58 and a base 60. The collector 50 is on a non-inverting input of an amplifier 68 The output of which is connected to a conductor 70 of an armored coaxial cable 72 via a blocking capacitor 73

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ist. Das Koaxialkabel kann von der Art sein, wie sie in der eingangs genannten US-Patentanmeldung "beschrieben ist. Ein filternder Kondensator 74-, der an Erde liegt und mit einem Widerstand 75 verbunden ist, ermöglicht die Zuführung von Impulsen Eq an den Leiter 70 während eine am Leiter 70 anliegende Gleichstrom-Spannung als Erregungs-Spannung für die Detektoren '14- und 14A aufgenommen werden kann.is. The coaxial cable can be of the type described in the US patent application mentioned at the beginning. A filtering capacitor 74- connected to ground and with connected to a resistor 75 enables pulses Eq to be applied to conductor 70 during an am Conductor 70 applied direct current voltage as excitation voltage for detectors '14- and 14A.

Die Basis 60 des Transistors 51 empfängt über einen Widerstand 71 von einem Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter 75 eine vorspannende Gleichstrom-Spannung, der seinerseits eine Gleichstrom-Spannung Vp von einer Abschirmung 80 des Koaxialkabels 72 empfängt. Der Konverter 75 kann von bekannter Bauart sein. In diesem Falle nimmt er eine Gleichstrom-Spannung der einen Polarität auf und erzeugt zwei Gleichstrom-Spannungen gleicher Amplitude der entgegengesetzten Polarität. Zwischen der Abschirmung 80 und der Erde 39 ist zur Ausfilterung jeglicher Störgeräusche, die auf der Abschirmung 80 auftreten könnten, ein Kondensator 83 geschaltet.The base 60 of transistor 51 receives through a resistor 71 from a DC / DC converter 75 a DC bias voltage, which in turn provides a DC voltage Vp from a shield 80 of the Coaxial cable 72 receives. The converter 75 can be known from Be of construction. In this case it picks up a direct current voltage of one polarity and generates two DC voltages of equal amplitude of opposite polarity. Between the shield 80 and the Earth 39 is to filter out any noise that on the shield 80 could occur, a capacitor 83 is connected.

Der Strahlungs-Detektor 14A, der Vorverstärker 2OA, der Verstärker 23A, die Diode 25A, der Kondensator 28A, der Verstärker 27A, die Transistoren 32Ä und 51 -A- und die Widerstände "4OA, 55-Ä. und ^k sind in gleicher Weise wie vorbeschrieben verknüpft. Die Impulse E.q_A vom. Spannungs-Nachfolger-Verstärker 27A sind an einen invertierenden Eingang des Verstärkers 63 über den Widerstand 55A gelegt.Radiation detector 14A, preamplifier 20A, amplifier 23A, diode 25A, capacitor 28A, amplifier 27A, transistors 32A and 51 -A- and resistors "40A, 55-Ä. And ^ k are the same The pulses Eq _A from the voltage follow-up amplifier 27A are applied to an inverting input of the amplifier 63 via the resistor 55A.

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Der Imuls Er, vom Verstärker 23 ist an einen die Diode 25, den Kondensator 28, Transistor 32 und Verstärker 27 enthaltenden Abfrage-Halte-Schaltkreis hoher Impedanz angelegt. Der Kondensator 28 lädt sich bis zum Spitzenwert der größten im Impuls E_g während der Abfrage-Periode auftretenden Amplitude auf.The pulse Er, from amplifier 23 is applied to a high impedance interrogation hold circuit including diode 25, capacitor 28, transistor 32 and amplifier 27. The capacitor 28 charges up to the peak value of the largest _{amplitude occurring in the pulse E g} during the interrogation period.

Jeder Impuls E,- vom Flip-Flop-Schaltkreis 5 steuert einen mono stabilen Multivibrator 44 ,um einen negativen Impuls E_x.-, wie er in Fig. 3C dargestellt ist, z.u erzeugen, wobei dieser Impuls Έ.** an die Basis 60 des Transistors 51 und an einen weiteren mor>ostabilen Multivibrator 45 gelegt ist. Der Transistor 51 ist bei Abwesenheit eines Impulses E^ ein- und bei Anliegen eines Impulses E^_x. abgeschlatet. Die Führungsflanke des Impulses E^. steuert den Multivibrator 45 und bewirkt die Erzeugung eines positiven Impulses E^p, wie er in Fig. JB dargestellt ist, der an. die Basis 3^ des Transistors 32 gelegt ist. Der Transistor 32 ist während der Abwesenheit eines Impulses E.ρ ab- und bei Auftreten eines Impulses E-₂ angeschaltet.Each pulse E, - from the flip-flop circuit 5 controls a monostable multivibrator 44 to generate a negative pulse E _x .-, as shown in Fig. 3C, this pulse Έ. ** to the base 60 of the transistor 51 and to a further mor> ostable multivibrator 45 is connected. The transistor 51 is on in the absence of a pulse E ^ and in the presence of a pulse E ^ _x . shut off. The leading edge of the pulse E ^. controls the multivibrator 45 and causes the generation of a positive pulse E ^ p, as shown in Fig. JB , the. the base 3 ^ of the transistor 32 is placed. The transistor 32 is switched off during the absence of a pulse E.ρ and switched on when a pulse E- _{2 occurs} .

Kurz vor dem Zeitpunkt t_Q sind die Transistoren 32 und 51 entsprechend ab— und angeschaltet. Zum Zeitpunkt t wird der Transistor 51 durch den Impuls E-^. abgeschaltet und trennt den niclrtinvertierenden Eingang des Verstärkers 68 von der Erde 39» so daß die Spannung am Kondensator als Impuls E^₀ dem Verstärker 68 zugeführt wird. Der Impuls E^q ist ein positiver Impuls, dessen Amplitude mit der grcjßten Amplitude des Impulses Eg, die während derShortly before time t _Q , transistors 32 and 51 are switched off and on accordingly. At the time t, the transistor 51 by the pulse E- ^. is switched off and separates the non-inverting input of the amplifier 68 from the earth 39 »so that the voltage on the capacitor is fed to the amplifier 68 _{as a pulse E ^ 0.} The pulse E ^ q is a positive pulse, the amplitude of which corresponds to the greatest amplitude of the pulse Eg, which occurs during the

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Abfrage-Periode auftritt, wie nachfolgend noch näher beschrieben, korrespondiert und dessen Impulsbreite gleich derjenigen des Impulses Έ,. ist. Zum Zeitpunkt t. schalten bei Auftreten eines Impulses E^ "und Beendigung des Impulses E^ die Transistoren 32 und 51 entsprechend ein. Der Transistor 51 schließt dabei den nichtxnvertierenden Eingang des Verstärkers 68 wieder kurz. Der Transistor 32 entlädt den Kondensator 28 und zieht'"jegliche Spannung ab.Interrogation period occurs, as described in more detail below, corresponds and its pulse width is equal to that of the pulse Έ ,. is. At time t. When a pulse E ^ "occurs and the pulse E ^ ends, the transistors 32 and 51 switch on accordingly. The transistor 51 again short-circuits the non-inverting input of the amplifier 68. The transistor 32 discharges the capacitor 28 and draws off any voltage .

Vom Zeitpunkt tp, wenn der Impuls Ε,,ρ beendet ist, bis zum Zeitpunkt wenn der Impuls E^p wieder anliegt, tastet bzw. fragt der Kondensator 28 den die Diode 25 passierten Impuls Eg ab. Der Kondensator 28 entwickelt aufgrund seiner Möglichkeiten eine Spannung, deren Amplitude der Amplitude des größten Impulses Eq entspricht, der während der Abfrage-Periode zwischen den Impulsen E.^ auftritt.From time tp, when the pulse Ε ,, ρ has ended, to Time when the pulse E ^ p is applied again, scans or the capacitor 28 asks the pulse passed through the diode 25 Eg off. The capacitor 28 develops due to its Possibilities a voltage whose amplitude corresponds to the amplitude of the largest pulse Eq that occurred during the query period occurs between the pulses E. ^.

Gleichermaßen werden die Transistoren 32A und 51A durch die Impulse E^p, und E... entsprechend von den monostabilen Multivibratoren 44A und 4-5A zwecks Abfragung der Impulse ^E8A* ^{die durcn d}^^e Diode 25A geschaltet sind, und Beaufschlagung des Verstärkers 27A zur Erzeugung positiver Impulse E_10A gesteuert. Wie aus den Fig. 3C bis 3Ϊ¹ zu ersehen ist, werden die Impulse Eg. in dergleichen Zeitfolge wie die Impulse E_fi abgefragt, aber zu unterschiedlichen Zeiten, während die Impulse E^. zu unterschiedlichen Zeiten bei Auftreten der Impulse E.q erzeugt werden. Die Impulse E^q^ werden an einen invertierenden Eingang des Verstärkers 68 angelegt. 409885/0498Similarly, the transistors 32A and 51A are p by the pulses E ^, ..., and E respectively from the monostable multivibrators 44A and 4-5A for the purpose of detection of the pulses ^E 8A * ^{the durcn d} ^ ^e diode 25A are connected, and exposure of the amplifier 27A controlled to generate positive pulses E _10A. As can be seen from FIGS. 3C to 3Ϊ ¹ , the pulses Eg. interrogated in the same time sequence as the pulses E _fi , but at different times, while the pulses E ^. are generated at different times when the pulses Eq occur. The pulses E ^ q ^ are applied to an inverting input of amplifier 68. 409885/0498

Der Verstärker 68 macht aus jedem .Impuls E^₀ einen positiven Impuls Eq und aus jedem Impuls E^q. einen negativen Impuls Eq.The amplifier 68 turns each pulse E ^ _{0 into} a positive pulse Eq and each pulse E ^ q. a negative pulse Eq.

Wie bereits vorbeschrieben, sind die Vergleichs-Impülse Ε_Λ wesentlich größer als die Daten-Impulse E_c und E_rk. Beinhalten während einer Abfrage-Periode die Impulse E_ß oder Eg. einen Vergleichs-Impuls, lädt, sich der Kondensator 28 oder 28A so auf, daß die Amplitude derjenigen des Vergleichs-Signals der Impulse E_Q oder Eg^ entspricht. Der nächstnachfolgende Impuls E.q oder E.q. korrespondiert mit einem Vergleichs-Impuls. Somit enthalten die Impulse Eq positive und negative Vergleichs-Impulse für die Verarbeitung der Impulse Eq an der Oberfläche.As already described above, the comparison pulses Ε _{Λ are} significantly larger than the data pulses E _c and E _rk . Contain the pulses E _ß or Eg during an interrogation period. a comparison pulse, charges the capacitor 28 or 28A so that the amplitude _{corresponds to that of the comparison signal of the pulses E Q} or Eg ^. The next following pulse Eq or Eq corresponds to a comparison pulse. The pulses Eq thus contain positive and negative comparison pulses for processing the pulses Eq on the surface.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen, werden die Impulse Eq und der Leiter 70 des Koaxialkabels 72 über Schleifringe 105 zum Kondensator 110 geleitet, während die Rückleitung für die Impulse Eq und die Abschirmung 80 des Koaxialkabels 72 über die Schleifringe 105 und den Kondensator 112 erfolgt. Eine Hochspannungsquelle 115 erzeugt eine Spannung V,, die über einen Stromflußbegrenzungs-Widerstand 107 und Schleifringe 105 am Leiter 70 des Koaxialkabels 72 anliegt. Der Kondensator 110 blockiert die Spannung V, beim Passieren von Impulsen Eq.As can be seen from Fig. 2, the pulses Eq and the Conductor 70 of the coaxial cable 72 via slip rings 105 to Capacitor 110 conducted while the return line for the pulses Eq and the shield 80 of the coaxial cable 72 takes place via the slip rings 105 and the capacitor 112. A high voltage source 115 generates a voltage V ,, die is applied to the conductor 70 of the coaxial cable 72 via a current flow limiting resistor 107 and slip rings 105. Of the Capacitor 110 blocks the voltage V when passing pulses Eq.

Eine Niederspannungsquelle 116 erzeugt eine Spannung V^, die über die Schleifringe 105 an der Abschirmung 80 des Koaxialkabels 72 anliegt. Der Kondensator 112 blockiert dieA low voltage source 116 generates a voltage V ^, which rests against the shield 80 of the coaxial cable 72 via the slip rings 105. The capacitor 112 blocks the

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Spannung Vp während der Zeit, wo er die Rückleitung für Impulse Eq/bildet. Ein Widerstand 113 verbindet den Kondensator 110 mit dem Kondensator 112 und Impulse Eq werden quer zum Widerstand 113 entwickelt.Voltage Vp during the time it is the return line for pulses Eq / forms. A resistor 113 connects the Capacitor 110 with capacitor 112 and pulses Eq are developed across resistor 113.

Verstärker 120, 121 und 122,· Widerstände 125, 126 und 127 und Dioden 130, 131 bilden einen Impuls-Vereinzelungs-Schaltkreis, der die positiven Impulse E_Q von den negativen Impulsen Eq, die am Widerstand 113 auftreten, trennt. Die Widerstände 125j 126 und 127 weisen den gleichen Widerstandswert auf.Amplifiers 120, 121 and 122, resistors 125, 126 and 127 and diodes 130, 131 form a pulse separation circuit which separates the positive pulses E _Q from the negative pulses Eq that occur at resistor 113. Resistors 125j 126 and 127 have the same resistance value.

Wird dem Verstärker 120 über den Widerstand 125 ein positiver Impuls Eq zugeführt, entsteht am Ausgang des Verstärkers 120 ein positiver Impuls E.,-, der in der Diode 131 eine sehr geringe Vorwärtsimpedanz bewirkt, so daß die effektive Verstärkung des Verstärkers 120 gleich dem Verhältnis des Widerstandswertes des Widerstandes zum Widerstandswert des Widerstandes 125, der eins ist. Der positive Impuls E_x.,- ist durch die Diode 130 gesperrt, so daß kein positiver Impuls E^_r zum Verstärker 122 durchkommt .If a positive pulse Eq is fed to the amplifier 120 via the resistor 125, a positive pulse E the resistance of the resistor to the resistance of the resistor 125, which is one. The positive pulse E _x ., - is blocked by the diode 130, so that no positive pulse E ^ _{r can} get through to the amplifier 122.

Der Verstärker 121 erzeugt einen korrespondierenden Impuls E₂₀, der mit einem Vergleichs-Impuls oder mit der größten Amplitude eines abgefragten'Daten-Impulses korrespondieren kann.The amplifier 121 generates a corresponding pulse E ₂₀ , which can correspond to a comparison pulse or to the largest amplitude of an interrogated data pulse.

Die Impulse Ep₀ werden einer Signal-Verarbeitungs-Ein-The pulses Ep ₀ are a signal processing input

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richtung 15O zugeführt, die eine Spektrums-Aufzeichnung erzeugt, die die ermittelten Bohrlochs-Bedingungen darstellt. Die Verarbeitungs-Einrichtung 15O kann so ausgebildet sein, wie es in der yorgenannten US-Patentanmeldung offenbart ist. In diesem Falle vereinigt die Verarbeitungs-Einrichtung 15O solche Elemente, wie sie mit den Bezugszahlen 50 bis 9^ bezeichnet sind und beinhaltet einen Spektrum—Stabilisator, eine Einrichtxmg zur Impulshöhen- . analyse, Verarbeitungsschaltkreise für die Signale und Aufzeichnungseinriclrfcungen.direction 15O, which is a spectrum recording generated, which represents the determined borehole conditions. The processing device 150 can be designed in this way as disclosed in the referenced U.S. patent application. In this case, the processing device unites 15O elements as indicated by the reference numerals 50 to 9 ^ and includes a Spectrum — stabilizer, a device for pulse height. analysis, signal processing circuitry and recording equipment.

Die von der Verarbeitungs-Einrichtung 15O erzeugte Spektrums-Aufzeichnung ist zur- Teufe,in der das Meß-Instrument 1 arbeitet, korreliert durch eine Einrichtung eines Wechselstrom-Synchros 155ϊ der eine Spannung V. an einem Ende der Rotorwicklung 156 empfängt, und dessen anderes Ende an Erde angeschlossen ist. Das Koaxialkabel 72 ist auf einer Rolle 170 aufgewickelt, das beim Abspulen von dieser Rolle über eine Walze 172 geführt wird. Die Walze 172 ist mechanisch mit der Rotor-Wicklung 156 des Synchros 155 verbunden. Bewegt das ablaufende Koaxialkabel 72 die Walze 172, wird gleichzeitig die Rotor-Wicklung 156 gedreht. Die Spannung ,an der Rotor-Wicklung 156 ist induktiv mit den Stator-Wicklungen 18Ο, 181 und 182 des Synchros 155 verbunden, die eine gemeinsame Erde 139 haben. Bei einer Drehbewegung der Rotor-Wicklung 156 verändern sich die Spannungen an den Stator-Wicklungen 180, 181 und 182 als Funktion der winkelmäßigen Versetzung der Rotor-Wicklung 156.The spectrum record generated by the processing device 150 is at the depth in which the measuring instrument 1 is working, correlated by means of an alternating current synchro 155ϊ of a voltage V. at one end of the Rotor winding 156 receives, and the other end of it Earth is connected. The coaxial cable 72 is wound on a reel 170, which is unwound from this reel is guided over a roller 172. The roller 172 is mechanical connected to the rotor winding 156 of the synchro 155. If the running coaxial cable 72 moves the roller 172, the rotor winding 156 is rotated at the same time. The voltage , on the rotor winding 156 is inductively connected to the stator windings 18Ο, 181 and 182 of the synchro 155, the have a common earth 139. When the rotor winding 156 rotates, the voltages on the change Stator windings 180, 181 and 182 as a function of the angular displacement of the rotor winding 156.

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Die Spannungen an den Stator-Wicklungen 180, 181 und 182 treiben die Aufzeichnungs-Einrichtung der Signal-Verarbeitungs-Einrichtungen 150, 15OA, so daß die Aufzeichnungen zur Meßteufe korrelierte Bedingungen darstellt.The voltages on the stator windings 180, 181 and 182 drive the recording device of the signal processing devices 150, 150A so that the records represents conditions correlated to the measurement depth.

Ein negativer Impuls Ες, der den Verstärker 120 erreicht, bewirkt in diesem die Erzeugung eines negativen Impulses Έ.c, der in gleicher Weise den Verstärker 120, die Diode 130 und die Widerstände 125, 126, wie der positive Impuls E^c den Verstärker 120, die Diode 131 und die Widerstände 125₅ 127 beaufschlagt. Der negative Impuls E^₁- geht durch die Diode 130 zum Verstärker 122. Der Verstärker 122 erzeugt einen Impuls Ep₀. für die Signal-Verarbeitungs-Einrichtung 15OA, die ihrerseits eine Spektrums-Aufzeichnung in der gleichen Weise, in der die Signal-Verarbeitungs-Einrichtung 150 simultan die Aufzeichnung des ersten Spektrums macht, erzeugt.A negative pulse Ες, which reaches the amplifier 120, causes a negative pulse Έ to be generated therein. c, which acts on amplifier 120, diode 130 and resistors 125, 126 in the same way as the positive pulse E ^ c acts on amplifier 120, diode 131 and resistors 125 ₅ 127. The negative pulse E ^ ₁ - goes through the diode 130 to the amplifier 122. The amplifier 122 generates a pulse Ep ₀ . for the signal processing device 150A, which in turn generates a spectrum recording in the same way in which the signal processing device 150 makes the recording of the first spectrum simultaneously.

In einer anderen Ausbildung der Erfindung kann das Natrium-Jodid-Kristall im Detektor 14, 14A mit einem Alpha-emittierenden Isotop, wie z.B. Americum 241 oder anderen transuranen Isotopen hochenergetischer alpha-Emission, niedriger Intensität und niedrig energetischer Gammastrahlen-Emission gedopt sein. Ein derartig gedopter Kristall erzeugt periodisch einen Impuls, der die Photovervielfacherröhre in den Detektoren 14, 14A anregt, korrespondierende Vergleichs-Impulse ausreichender Amplitudengröße zu erzeugen. Die Divisionseinrichtung 4 und der Impulsformer 9 könnten fortfallen. Die Verstärker 20, 2OA würden beibehalten werden,In another embodiment of the invention, the sodium iodide crystal in detector 14, 14A with an alpha-emitting isotope, such as americum 241 or other transuranic elements Isotopes of high-energy alpha emission, low-intensity and low-energy gamma-ray emission be doped. Such a doped crystal periodically generates a pulse that the photomultiplier tube in the Detectors 14, 14A stimulates the generation of corresponding comparison pulses of sufficient amplitude size. the Division device 4 and the pulse shaper 9 could be omitted. The amplifiers 20, 2OA would be retained,

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jedoch zur Verstärlmng der Impulse von den Detektoren 14-, 14-A üJQd nicht zur Zusammenfassung von Signalen benutzt werden.but to amplify the pulses from the detectors 14-, 14-A üJQd not used to summarize signals will.

Die vorliegende Erfindung ist ein Bohrloch-Meßsystem mit dualem Spektrusa. Zwei Ermittlungs-Einrichtungen können entweder eine Bedingung des Bohrloches, wie z.B. den Chlorgehalt oder zwei unterschiedliche Bedingungen, ' wie z.B. den Kohlenstoff- und Sauerstoffgehalt ermitteln. Die duale Spektrum—Information wird über einen einzelnen Leiter einer an der Erdoberfläche stationierten elektronischen Ausrüstung übertragen. Diese "Oberflächen-Elektronik" erzeugt zwei Spektrums-Aufzeichnungen der ermittelten Bedingung oder Bedingungen. Das Dual-Spektrum-Bohrloch-Meßsystem ist nicht auf ein nukleares Meßsystem beschränkt, sondern auch bei jedem anderen Bohrloch-Meßsystem anwendbar, bei dem eine oder zwei Bedingungen ermittelt werden.The present invention is a dual spectrum well logging system. Two investigative bodies can either be one condition of the borehole, such as the chlorine content, or two different conditions, ' such as determining the carbon and oxygen content. The dual spectrum information is about an individual Head of an electronic stationed on the earth's surface Transfer equipment. This "surface electronics" generates two spectrum recordings of the determined Condition or conditions. The dual spectrum borehole measuring system is not limited to a nuclear measuring system, but can also be used with any other borehole measuring system, where one or two conditions are determined.

Obgleich das in der- vorliegenden Erfindung beschriebene Bohrloch-Meßsystem ein armiertes Koaxialkabel aufweist, ist dies keine Einschränkung. Die Anzahl der Dual-Spektrum-Logs, die gleichzeitig durchgeführt werden können, ist abhängig von der Anzahl an Leitungspfaden zwischen der im Bohrloch "befindlichen Sonde oder dergl. und der an der Erdoberfläche befindlichen Instrumenten in jedem Meßkabel zur Veitex'leitung der Informationen zur Oberfläche.Although that described in the present invention Has an armored coaxial cable, this is not a limitation. The number of dual spectrum logs, which can be carried out at the same time depends on the number of conduction paths between the im Borehole "located probe or the like. And on the Instruments located on the surface of the earth in each measuring cable to the Veitex'leitung of the information to the surface.

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Claims

T 74- 007 D P a t e η t a n.s ρ r ü c h e

1) J method for the transmission and processing of borehole measurement data signals, which are preferably determined by a gamma radiation detector, characterized in that at least one condition is determined in the borehole and two signals corresponding to the determined condition are generated, that each signal of the determined Condition is queried that output pulses of a polarity of the amplitude of the queried Condition signal accordingly during a predetermined first time interval and output pulses different polarity of the amplitude of the interrogated other condition signal corresponding during a predetermined second time interval are generated that the output pulses from the borehole to one at the The processing device located on the earth's surface is transmitted, in which the incoming output pulses be separated according to their polarity, and that the pulses of one polarity to generate a first corresponding to the borehole condition Output signal and the pulses of the opposite polarity to generate a second one of the borehole condition corresponding Ausgarjgs signal can be processed.

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2) Method according to claim 1, characterized in that two conditions of the Borehole are determined, the condition signals corresponding to different conditions and that the first output pulse of the one determined condition and the second output pulse of the corresponds to another determined condition.

3) Method according to claim 1 or 2, characterized marked that every determination of the conditions with regard to the generation of data signals, which correspond in number and amplitude to the respective condition is carried out.

4-) Method according to one of the preceding claims, characterized in that comparison pulses are generated that the comparison pulses can be combined with each condition signal so that each combined signal the comparison pulses and the data pulses corresponding in number and amplitude to the determined condition and that the interrogation is carried out for each signal thus combined.

5) Device for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized by a Hess device run in the borehole. with at least two facilities for determining

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at least one borehole condition for generating a signal corresponding to the determined condition facilities connected to the facilities for determining the borehole condition, which periodically each interrogate the signal leaving the detection devices and the amplitude and polarity of the interrogated Signals generate corresponding output pulses, so that output pulses of one polarity during a first time interval and output pulses of the other Polarity arise during a second time interval, by a line device between the device for generating the output pulses and an electronic processing device provided on the earth's surface for the transmission of the output impulses to the processing device, by receiving devices arranged in the processing device for the transmitted output pulses, by a device for separating the incoming pulses according to their polarity, by a first processing device, which is connected to the device for separation the pulses is connected to generate an output signal that corresponds to the determined condition according to the received output pulse of one polarity and through a second processing device, which is connected to the device for separating the pulses to generate a "different output signal, that with the determined condition according to the received

Output pulse of the other polarity corresponds.

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6) Device according to claim 5 »characterized in that each one Means for determining the borehole conditions for different conditions is provided.

7) Device according to claim 5 or 6, characterized in that that with each device for determining the borehole condition a device for generating a comparison pulse is connected, so that parts of the means for determining the Borehole condition generated ^ the comparison signal and other parts of the determined conditions correspond.

8) Device according to one of claims 5 to 7 ■> characterized in that the devices for determining the borehole condition include a device for generating data pulses that correspond in number and amplitude to the determined condition, and that a device for summarizing the data pulses are combined with the comparison pulses for generating a pulse signal containing the data pulses and comparison pulses with the devices for generating the data signal and the comparison signal.

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9) Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that that a device for generating control. Pulses is provided that a device that with the device for combining the data pulses with the comparison pulses and with the Means for generating the control pulses is connected to the alternative query of the Summarizing means coming pulses in response to the generated control pulses while a third and fourth time interval is provided.

10) "Device according to one of claims 5 to 9» characterized in that the device for interrogation has two circuit devices having, each of which circuit means has a device that is associated with the Device for generating the control pulses and with the corresponding device for combining connected, for the purpose of storing the largest of the facility for summary during each Period between the control pulses generated pulse amplitude that the memory device the to storing pulses as voltage pulses and that an output stage connected to the memory device only outputs the voltage as an output pulse forwards when a control pulse is sent to the output

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stage reached.

11) Device according to one of claims 5 to 10, characterized in that the first, second, third and fourth time intervals are predetermined that the means for Generation of the control pulses a control pulse to the output stage of a circuit device during each first time interval that this device forwards a control pulse to the output stage of the other circuit means during every other time interval, and that this means a control pulse to the memory device in the circuit devices accordingly a third and fourth time interval.

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