DE2433492C3

DE2433492C3 - Method and device for the transmission and processing of borehole measurement data

Info

Publication number: DE2433492C3
Application number: DE19742433492
Authority: DE
Inventors: Robert William; Whatley Houston Augustus; Houston Tex. Pitts (V.St.A.)
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1973-07-13
Filing date: 1974-07-12
Publication date: 1977-12-29

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung und Verarbeitung vor Bohrloch-Meßdaten, insbesondere von Meßdaten, di« von einem Gammastrahlungs-Detektor ermittelt wer den, gemäß den beigefügten Ansprüchen.The invention relates to a method and an apparatus for transmission and processing Borehole measurement data, in particular measurement data that is determined by a gamma radiation detector the, according to the appended claims.

Nach einem älteren Vorschlag gemäß der DT-Pi 21 718 wird ein dem in einem Bohrloch abgetasteter Zustand entsprechendes Ausgangssignal dadurch er zeugt, daß der im Bohrloch vorliegende Zustam abgetastet und ein dementsprechendes Signal sowie ii dem Bohrloch zusätzlich ein Bezugssignal erzeug werden, daß das Zustands- und das Bezugssignal zi einer in der Nähe des Bohrloches befindlichei Oberflächenelektronik übertragen, in diese eingespeis und ihre Mängel dort durch eine Amplitudenänderun] des Bezugssignals kompensiert werden, daß anschlie Bend kompensierte Signale erzeugt werden, und daAccording to an older proposal according to DT-Pi 21 718, a is scanned in a borehole State corresponding output signal in that it shows that the state in the borehole sampled and a corresponding signal and ii the borehole additionally generate a reference signal that the state and the reference signal zi transmitted to a surface electronics located in the vicinity of the borehole, fed into it and their deficiencies are there compensated by an amplitude change] of the reference signal that then Bend compensated signals are generated, and there

Maßgabe dieser kompensierten Signale ein dem tasteten Zustand entsprechendes AusgangssignalAccording to these compensated signals a dem keyed state corresponding output signal

^:U^ · -- älteren Patent wird ein Bohrloch-Meßvorgeschlagen, das einen einzelnen sensor zur ^{: U} ^ · - earlier patent, a borehole measurement is proposed which uses a single sensor

^sySt vlme von einer Bohrlochbedingung aufweist. ^sySt vlme from a borehole condition.

^Erm. GB.PS 12 51669 offenbart ein Verfahren und ^Reduc . GB.PS 12 51669 discloses a method and

• ^'vorrichtung, womit mindestens eine Bedingung im• ^ 'device, which means at least one condition in the

aÜhrloch ermittelt, zwei dieser ermittelten BedingungenaÜhrloch determined, two of these determined conditions

ι Brechende Signale erzeugt und Impulse zur _I0 Erarbeitung nach Übertage übertragen, sowie dort entsprechende Ausgangs-Signale erzeugt und regi- ^rTrcTuS-PS 31 42 757 ist bekannt die Erzeugungι Generated refractive signals and transmitted pulses for _{I0 processing} to the surface, as well as generated there corresponding output signals and regi- ^ rTrcTuS-PS 31 42 757 is known the generation

ier Ausgangs-Impulse ungleicher Polarität, ihre ,₅ flhertragung an die Erdoberfläche, die dortige Trenung und getrennte Verarbeitung sowie die entsprechende Registrierung.ier output pulses of unlike polarity, their ₅ flhertragung to the surface, the local and subobjects was separate processing and the corresponding registration.

Vorliegend werden die Ausgangs-lmpuise aus der tortäeiß geführten Meß-Einrichtung nach Übertage ₂₀ leitet wo die elektronischen Einrichtungen Schaltkreise zum Empfangen und Trennen der Ausgangs-Imulse entsprechend ihrer Polarität beinhalten. Die A eangs-Impulse _einer Polarität werden verarbeitet, ein Ausgangs-Signal zu erzeugen, das der ermittel- ₂₅ im Bohrloch entspricht, während die se der anderen Polarität zur Erzeugung s-Signales verarbeitet wird, das tspricht.In the present case, the output impulses from the measuring device, which is guided by the gate, are routed to the surface ₂₀ , where the electronic devices contain circuits for receiving and separating the output impulses according to their polarity. The A eangs pulses _{of one} polarity are processed to generate an output signal corresponding to the ermittel- ₂₅ in the borehole, while the se of the other polarity is processed to generate s-signal which tspricht.

r Erfindung ist in der nicht detaillierter erklärt werden. 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 E₄ erzeugt werden.r invention is not explained in more detail in the. The detector 14 can also have a photomultiplier tube which is optically connected to the crystal part of the detector and receives light pulses from the crystal, whereby the pulses E _{4 are} generated.

Ein Vorverstärker 20 empfängt die Impulse E₄ und die Vergleichs-lmpulse E₄ und erzeugt eine Impulsreihe E₇, die die verstärkten Daten-Impulse Ee und die verstärkten Vergleichs-lmpulse E, beinhalten und einem weiteren Verstärker 23 zugeführt werden. Es soll hervorgehoben werden, daß die Amplitude der Vergleichs-lmpulse E₄ wesentlich größer als die größtmögliche der zu erwartenden Amplitude der Impulse E* oder EtA ist. Der Verstärker 23 erzeugt mittels einer Diode 25, positive Impulse E₈, die an einen Verstärker 27 vom Spannungs-Nachfolgetyp, an die eine Seite eines Kondensators 28 und an den Kollektor 36 eines npn-Transistors 32, der einen Emitter 33 und eine Basis aufweist, gegeben werden. Die andere Seite des Kondensators 28 und der Emitter 32 sind an Erde gelegt. Der Ausgang, erzeugt durch den Verstärker 27, ist an den Kollektor 50 eines npn-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 nicht invertierenden Eingang eines Verstärkers 68 gelegt, dessen Ausgang mit einem Leiter 70 eines armierten Koaxialkabels 72 über einen Sperr-Kondensator 73 verbunden ist. Ein filternderA preamplifier 20 receives the pulses E ₄ and the comparison pulses E ₄ and generates a pulse series E ₇ , which contain the amplified data pulses Ee and the amplified comparison pulses E, and are fed to a further amplifier 23. It should be emphasized that the amplitude of the comparison pulses E _{4 is} significantly greater than the greatest possible amplitude of the pulses E * or EtA to be expected. _{The amplifier 23 generates positive pulses E 8} by means of a diode 25, which are fed 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 which has an emitter 33 and a base , are given. The other side of capacitor 28 and emitter 32 are connected to ground. The output generated by the amplifier 27 is applied to the collector 50 of an npn transistor 51 via a resistor 55. The transistor 51 has a grounded emitter 58 and a base 60. The collector 50 is connected to 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. A filtering one

^ep j _g j ein vereinfachtes Block-Schaubild des untertänigen Meß-Instruments, ^e pj _g j a simplified block diagram of the submissive measuring instrument,

Fig 2 ein vereinfachtes Block-Schaubild der übertätie angeordneten Verarbeitungs- und Aufzeichnungs-Einrichtung für zumindest eine im Bohrloch ermittelteFig. 2 is a simplified block diagram of the excerpt arranged processing and recording device for at least one determined in the borehole

Bedingung undCondition and

Fig-3A bis 3F Darstellungen der während des Betriebes der Vorrichtung ausgesandten Impulse.3A to 3F representations of the during the Operation of the device emitted pulses.

Leiter 70 anliegende Gleichstrom-Spannung als Erregungs-Spannung für die Detektoren 14 und 14.4 aufgenommen werden kann.Conductor 70 applied direct current voltage as excitation voltage for the detectors 14 and 14.4 can be included.

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 V₂ von einer Abschirmung 80 des Koaxialkabels 72 empfängt.The base 60 of the transistor 51 receives a biasing direct current voltage via a resistor 71 from a direct current / direct current converter 75, which in turn receives a direct current voltage V ₂ from a shield 80 of the coaxial cable 72.

in rig.· .-^ - in rig. · .- ^ -

durch ein Bohrloch geführt werden kann. Das Meß-Instrument 1 beinhaltet einen Oszillator 3, mit einer Frequenz von 100 KHz zur Erzeugung von Impulsen Ei, die zu einer Divisions-Einrichtung 4 und einer Flip-Flop-Schaltung 5 übermittelt werden. Die Divisions-Einrichtung 4 erzeugt für 1000 empfangene fi-Impulse des Oszillators 3 einen Impuls E₃. Die Impulse Ei werden einem herkömmlichen Impulsformer 9 zugeführt. Der Impulsformer 9 erzeugt profilierte Vergleichs-lmpulse E₄.can be passed through a borehole. The measuring instrument 1 contains an oscillator 3 with a frequency of 100 KHz for generating pulses Ei which are transmitted to a division device 4 and a flip-flop circuit 5. _{The division device 4 generates a pulse E 3} for 1000 received fi-pulses of the oscillator 3. The pulses Ei are fed to a conventional pulse shaper 9. The pulse shaper 9 generates profiled comparison pulses E ₄ .

Die Flip-Flop-Schaltung 5 erzeugt zwei Impulsieihen £5 und EiA, wie aus den F i g. 3A und 3B zu ersehen, in Erwiderung auf die Ei-Impulse. Die Impuls-Wiederholungsrate der Impulsreihen Es und E₅A beträgt die der Wiederholungsrate der Impulse Ei.The flip-flop circuit 5 generates two pulse trains £ 5 and EiA, as shown in FIGS. 3A and 3B in response to the Ei pulses. The pulse repetition rate of the pulse series Es and E ₅ A is that of the repetition rate of the pulses Ei.

Ein Strahlungsdetektor 14 ermittelt eine Bedingung der Erdformation des Bohrloches und erzeugt negative Daten-Impulse Ee, 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 Natriumjodid (Thallium aktiviert) — Kristalldetektor, der die Gammastrahlung ermittelt, die von den natürlichen isoiöpen der &₅ Erdformation oder von einem Neutronenbeschluß der Erdformation her resultieren. Im Rahmen dieser Erfindung soll der an sich bekannte NeutronenbeschußA radiation detector 14 determines a condition of the earth formation of the borehole and generates negative data pulses Ee, the number and amplitude of which correspond to the determined gamma radiation. In this condition it can be, for. B. be the chlorine content of the earth formation. The radiation detector 14 may be of conventional design, such as, for. B. a sodium iodide (thallium activated) crystal detector, which detects the gamma radiation _{resulting from the natural isoiopes of the & 5} earth formation or from a neutron bombardment of the earth formation. In the context of this invention, the known neutron bombardment is intended

L/Cl IVUIIVCl IVl »w» rtui.ii .~.. L / Cl IVUIIVCl IVl »w» rtui.ii. ~ ..

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.in this case it takes up a direct current voltage of one polarity and generates two direct current voltages equal amplitude of opposite polarity. Between the shield 80 and the earth 39 is a capacitor to filter out any noise that might appear on the shield 80 83 switched.

Der Strahlungs-Detektor 14Λ, der Vorverstärker 20Λ, der Verstärker 23Λ, die Diode 25A, der Kondensator 2SA, der Verstärker 27A, die Transistoren 32Λ und 51A und die Widerstände 40Λ, 55Λ und 75A sind in gleicher Weise wie vorbeschrieben verknüpft. Die Impulse E\oa vom Spannungs-Nachfolger-Verstärker 27A sind an einen invertierenden Eingang des Verstärkers 68 über den Widerstand 55Λ gelegt.The radiation detector 14Λ, the preamplifier 20Λ, the amplifier 23Λ, the diode 25A, the capacitor 2SA, the amplifier 27A, the transistors 32Λ and 51A and the resistors 40Λ, 55Λ and 75A are linked in the same way as described above. The pulses E \ oa from the voltage follower amplifier 27A are applied to an inverting input of the amplifier 68 via the resistor 55Λ.

Der Impuls Eg 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 Ee während der Abfrage-Periode auftretenden Amplitude auf.The pulse Eg from amplifier 23 is to one of the Sample and hold circuitry including diode 25, capacitor 28, transistor 32 and amplifier 27 high impedance applied. The capacitor 28 charges up to the peak value of the largest in the pulse Ee during the query period occurring amplitude.

Jeder Impuls Es vom Flip-Flop-Schaltkreis 5 steuert einen monostabilen Multivibrator 44, um eine negativen Impuls En, wie er in F i g. 3C dargestellt ist, zu erzeugen, wobei dieser Impuls Ε,ι an die Basis 60 des Transistors 51 und an einen weiteren monostabilen Multivibrator 45 gelegt ist. Der Transistor 51 ist bei Abwesenheit eines Impulses En ein- und bei Anliegen eines Impulses EnEach pulse Es from the flip-flop circuit 5 controls a monostable multivibrator 44 to generate a negative pulse En, as shown in FIG. 3C is shown to be generated, this pulse Ε, ι being applied to the base 60 of the transistor 51 and to a further monostable multivibrator 45. The transistor 51 is on in the absence of a pulse En and in the presence of a pulse En

abgeschaltet. Die Führungsflanke des Impulses £u steuert den Multivibrator 45 und bewirkt die Erzeugung eines positiven Impulses £12, wie er in Fi g. 3D dargestellt ist, der an die Basis 34 des Transistors 32 gelegt ist. Der Transistor 32 ist während der Abwesenheit eines Impulses £12 ab- und bei Auftreten eines Impulses £12 angeschaltet.switched off. The leading edge of the pulse £ u controls the multivibrator 45 and causes the generation of a positive pulse £ 12, as shown in FIG. 3D which is applied to the base 34 of the transistor 32 . The transistor 32 is off during the absence of a pulse £ 12 and on when a pulse £ 12 occurs.

Kurz vor dem Zeitpunkt t_o sind die Transistoren 32 und 51 entsprechend ab- und angeschaltet. Zum Zeitpunkt t_o wird der Transistor 51 durch den Impuls E\ \ abgeschaltet und trennt den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 68 von der Erde 39, so daß die Spannung am Kondensator 28 als Impuls £10 dem Verstärker 68 zugeführt wird. Der Impuls £10 ist ein positiver Impuls, dessen Amplitude mit der größten Amplitude des Impulses Es, die während der Abfrage-Periode auftritt, wie nachfolgend noch näher beschrieben, korrespondiert und dessen Impulsbreite gleich derjenigen des Impulses £11 ist. Zum Zeitpunkt u schalten bei Auftreten eines Impulses £12 und Beendigung des Impulses £n die Transistoren 32 und 51 entsprechend ein. Der Transistor 51 schließt dabei den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 68 wieder kurz. Der Transistor 32 entlädt den Kondensator 28 und zieht jegliche Spannung ab.Shortly before time t _o , transistors 32 and 51 are switched off and on accordingly. At the time t _o , the transistor 51 is switched off by the pulse E \ \ and separates the non-inverting input of the amplifier 68 from the earth 39, so that the voltage on the capacitor 28 is fed to the amplifier 68 as a pulse £ 10. The pulse £ 10 is a positive pulse, the amplitude of which corresponds to the largest amplitude of the pulse Es occurring during the interrogation period, as will be described in more detail below, and the pulse width of which is equal to that of the pulse £ 11. At time u, when a pulse £ 12 occurs and the pulse £ n ends, transistors 32 and 51 switch on accordingly. The transistor 51 short-circuits the non-inverting input of the amplifier 68 again. The transistor 32 discharges the capacitor 28 and removes any voltage.

Vom Zeitpunkt f₂, wenn der Impuls £12 beendet ist, bis zum Zeitpunkt, wenn der Impuls £_t2 wieder anliegt, tastet bzw. fragt der Kondensator 28 den die Diode 25 passierten Impuls £e ab. Der Kondensator 28 entwickelt aufgrund seiner Möglichkeiten eine Spannung, deren Amplitude der Amplitude des größten Impulses £₈ entspricht, der während der Abfrage-Periode zwischen den Impulsen £12 auftritt.From the point in time f ₂ , when the pulse £ 12 has ended, to the point in time when the pulse £ _t2 is applied again, the capacitor 28 samples or queries the pulse £ e which has passed through the diode 25. Due to its possibilities, the capacitor 28 develops a voltage whose amplitude corresponds to the amplitude of the largest pulse £ ₈ that occurs between the pulses £ 12 during the interrogation period.

Gleichermaßen werden die Transistoren 32Λ und 51A durch die Impulse E\2a und £im entsprechend von den monostabilen Multivibratoren 44,4 und 45/4 zwecks Abfragung der Impulse Esa, die durch die Diode 25Λ geschaltet sind, und Beaufschlagung des Verstärkers 27 A zur Erzeugung positiver Impulse Ewa gesteuert. Wie aus den F i g. 3C bis 3F zu ersehen ist, werden die Impulse Esa in der gleichen Zeitfolge wie die Impulse £₈ abgefragt, aber zu unterschiedlichen Zeiten, während die Impulse £104 zu unterschiedlichen Zeiten bei Auftreten der Impulse £10 erzeugt werden. Die Impulse E\oa werden an einen invertierenden Eingang des Verstärkers 68 angelegt.Likewise, the transistors 32Λ and 51 A by the pulses E \ 2a and £ im correspondingly from the monostable multivibrators 44,4 and 45/4 for the purpose of interrogating the pulses Esa, which are switched through the diode 25Λ, and applying the amplifier 27 A to Generation of positive impulses controlled by Ewa. As shown in FIGS. 3C to 3F, the pulses Esa are interrogated in the same time sequence as the pulses £ ₈ , but at different times, while the pulses £ 104 are generated at different times when the pulses £ 10 occur. The pulses E \ oa are applied to an inverting input of the amplifier 68 .

Der Verstärker 68 macht aus jedem Impuls £10 einen positiven Impuls £9 und aus jedem Impuls Ewa einen negativen Impuls £9.The amplifier 68 converts each pulse £ 10 into a positive pulse £ 9 and from each pulse Ewa a negative pulse £ 9.

Wie bereits vorbeschrieben, sind die Vergleichs-Impulse £4 wesentlich größer als die Daten-Impulse Et und EtA- Beinhalten während einer Abfrage-Periode die Impulse Es oder Esa einen Vergleichsimpuls, lädt sich der Kondensator 28 oder 28/4 so auf, daß die Amplitude derjenigen des Vergleichs-Signals der Impulse Es oder Esa entspricht. Der nächstnachfolgende Impuls £10 oder E\qa korrespondiert mit einem Vergleichsimpuls. Somit enthalten die Impulse £9 positive und negative Vergleichs-Impulse für die Verarbeitung der Impulse £9 an der Oberfläche.As already described above, the comparison pulses £ 4 are significantly larger than the data pulses Et and EtA- If the pulses Es or Esa contain a comparison pulse during an interrogation period, the capacitor 28 or 28/4 charges up so that the Amplitude corresponds to that of the comparison signal of the pulses Es or Esa. The next following pulse £ 10 or E \ qa corresponds to a comparison pulse. The pulses £ 9 thus contain positive and negative comparison pulses for processing the pulses £ 9 on the surface.

Wie aus F i g. 2 zu ersehen, werden die Impulse £9 und der Leiter 70 des Koaxialkabels 72 über Schleifringe 105 zum Kondensator 110 geleitet, während die Rückleitung für die Impulse £9 und die Abschirmung 80 des Koaxialkabels 72 über die Schleifringe 105 und den Kondensator 112 erfolgt. Eine Hochspannungsquelle 115 erzeugt eine Spannung V3, die über einen Stromflußbegrenzungs-Widerstand 107 und Schleifringe 105 am Leiter 70 des Koaxialkabels 72 anliegt. Der Kondensator 110 blockiert die Spannung V₃ beim Passieren von Impulsen £9.
Eine Niederspannungsquelle 116 erzeugt eine Spannung V₂, die über die Schleifringe 105 an der Abschirmung 80 des Koaxialkabels 72 anliegt. Der Kondensator 112 blockiert die Spannung V₂ während der Zeit, wo er die Rückleitung für Impulse £9 bildet. Ein Widerstand 113 verbindet den Kondensator 110 mit dem Kondensator 112 und Impulse £9 werden quer zum Widerstand 113 entwickelt.As shown in FIG. 2 can be seen, the pulses £ 9 and the conductor 70 are passed the coaxial cable 72 via slip rings 105 to the capacitor 1 10, while the return line for the pulses £ 9 and the shield of the coaxial cable 72 via the slip rings 105 and the capacitor 112 takes place 80th A high voltage source 115 generates a voltage V3 which is applied to the conductor 70 of the coaxial cable 72 via a current flow limiting resistor 107 and slip rings 105. The capacitor 110 blocks the voltage V ₃ when pulses £ 9 are passed.
A low-voltage source 116 generates a voltage V ₂ , which is applied to the shielding 80 of the coaxial cable 72 via the slip rings 105. The capacitor 112 blocks the voltage V ₂ during the time when it forms the return line for pulses £ 9. A resistor 113 connects capacitor 110 to capacitor 112 and pulses £ 9 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 £9 von den negativen Impulsen £9, die am Widerstand 113 auftreten, trennt. Die Widerstände 125, 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 isolation circuit which separates the positive pulses £ 9 from the negative pulses £ 9 that occur at resistor 113 . The resistors 125, 126 and 127 have the same resistance value.

Wird dem Verstärker 120 über den Widerstand 125 ein positiver Impuls £9 zugeführt, entsteht am Ausgang des Verstärkers 120 ein positiver Impuls £15, 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 127 zum Widerstandswert des Widerstandes 125, der eins ist. Der positive Impuls £15 ist durch die Diode 130 gesperrt, so daß kein positiver Impuls £15 zum Verstärker 122 durchkommt.If a positive pulse £ 9 is fed to the amplifier 120 via the resistor 125 , a positive pulse £ 15 is produced at the output of the amplifier 120 , which causes a very low forward impedance in the diode 131 , so that the effective gain of the amplifier 120 is equal to the ratio of the Resistance of resistor 127 to the resistance of resistor 125, which is one. The positive pulse £ 15 is blocked by the diode 130 so that no positive pulse £ 15 can get through to the amplifier 122.

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

Die Impulse £20 werden einer Signal-Verarbeitungs-Einrichtung 150 zugeführt, die eine Spektrums-Aufzeichnung erzeugt, die die ermittelten Bohrlochs-Bedingungen darstellt. Die Verarbeitungs-Einrichtung 150 vereinigt solche Elemente, wie sie mit den Bezugszahlen 50 bis 94 bezeichnet sind, und beinhaltet einen Spektrum-Stabilisator, eine Einrichtung zur Impulshöhenanalyse, Verarbeitungsschaltkreise für die Signale und Aufzeichnungseinrichtungen.The pulses £ 20 are fed to a signal processing device 150 which generates a spectrum record which represents the determined borehole conditions. The processing device 150 combines such elements as are denoted by the reference numerals 50 to 94 and includes a spectrum stabilizer, a device for pulse height analysis, processing circuitry for the signals and recording devices.

Die von der Verarbeitungs-Einrichtung 150 erzeugte Spektrums-Aufzeichnung ist zur Teufe, in der das Meß-Instrument 1 arbeitet, korreliert durch eine Einrichtung eines Wechselstrom-Synchros 155, der eine Spannung V_A 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 180, 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 correlated to the depth at which the measuring instrument 1 operates, by means of an alternating current synchro 155 which receives a voltage V _A at one end of the rotor winding 156 , and the other End is connected to earth. The coaxial cable 72 is wound onto a reel 170 , which is guided over a roller 172 when it is unwound from this reel. The roller 172 is mechanically connected to the rotor winding 156 of the synchro 155 . When 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 180, 181 and 182 of the synchro 155 , which have a common ground 139 . When the rotor winding 156 rotates, the voltages on the stator windings 180, 181 and 182 change as a function of the angular displacement of the rotor winding 156.

Die Spannungen an den Stator-Wicklungen 180, 181 und 182 treiben die Aufzeichnungs-Einrichtung der Signai-Verarbeitungs-Einrichtungen 150, 150,4, 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, 150, 4, so that the recordings represent correlated conditions for the measurement depth.

Ein negativer Impuls £9, der den Verstärker 120 erreicht, bewirkt in diesem die Erzeugung eines negativen Impulses £15, der in gleicher Weise den Verstärker 120, die Diode 130 und die Widerstände 125, A negative pulse £ 9 that reaches amplifier 120 causes a negative pulse £ 15 to be generated in it, which in the same way affects amplifier 120, diode 130 and resistors 125,

126, wie der positive Impuls £15 den Verstärker 120, die Diode 131 und die Widerstände 125, 127 beaufschlagt. Der negative Impuls £15 geht durch die Diode 130 zum Verstärker 122. Der Verstärker 122 erzeugt einen Impuls Ε20Λ für die Signal-Verarbeitungs-Einrichtung 150A die ihrerseits eine Spektrums-Aufzeichnung in der gleichen Weise, in der die Signal-Verarbeitungs-Einrichtung 150 simultan die Aufzeichnung des ersten Spektrums macht, erzeugt. 126 how the positive pulse £ 15 acts on the amplifier 120, the diode 131 and the resistors 125, 127 . The negative pulse £ 15 goes through the diode 130 to the amplifier 122. The amplifier 122 generates a pulse Ε20Λ for the signal processing device 150A which in turn makes a spectrum recording in the same way in which the signal processing device 150 is simultaneous makes the record of the first spectrum is generated.

In einer anderen Ausbildung der Erfindung kann das Natriumjodid-Kristall im Detektor 14, 14Λ 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, 14/4 anregt, korrespondierende Vergleichs-Impulse ausreichender Amplitudengröße zu erzeugen. Die Divisionseinrichtung 4 und der Impulsformer 9 könnten fortfallen. Die Verstärker 20, 20A wurden beibehalten werden, jedoch zur Verstärkung der Impulse von den Detektoren 14, HA und nicht zur Zusammenfassung von Signalen benutzt werden.In another embodiment of the invention, the sodium iodide crystal in the detector 14, 14Λ with an alpha-emitting isotope, such as. B. Americum 241 or other transuranic isotopes of high-energy alpha emission, low intensity and low-energy gamma-ray emission, be doped. Such a doped crystal periodically generates a pulse which excites the photomultiplier tube in the detectors 14, 14/4 to generate corresponding comparison pulses of sufficient amplitude size. The division device 4 and the pulse shaper 9 could be omitted. The amplifiers 20, 20A were retained, but used to amplify the pulses from the detectors 14, HA and not to combine signals.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bohrloch-Meßsystem mit dualem Spektrum. 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 relates to a dual spectrum well logging system. Two Detection facilities can either be a condition of the borehole, such as e.g. B. the chlorine content, or two different conditions, such as B. determine the carbon and oxygen content. The dual Spectrum information is transmitted through a single conductor to an electronic station 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 logging system is not based on a nuclear one Measurement system limited, but also applicable to any other borehole measurement system in which one or two conditions can be determined.

Obgleich das in der vorliegenden Erfindung beschriebene Bohrloch-Meßsystem ein armiertes Koaxialkabel aufweist, können auch andere Kabel Verwendung finden. 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 dgl. und den an der Erdoberfläche befindlichen Instrumenten in jedem Meßkabel zur Weiterleitung der Informationen zur Oberfläche.Although the logging system described in the present invention is an armored coaxial cable has, other cables can also be used. The number of dual spectrum logs that can be carried out simultaneously depends on the number of conduction paths between the im Borehole located probe or the like. And the instruments located on the surface of the earth in each Measuring cable for forwarding the information to the surface.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

si patent claims:

1. Method for the transmission and processing of data determined in particular by gamma radiation Borehole measurement data in which at least one condition in the borehole is transmitted by Measurement signals determined and two output pulses of unequal polarity of amplitude generated and off the borehole are transmitted to the surface of the earth, where the pulses are processed separately and the Measurement data are registered separately, characterized in that the transmission of both Measurement signals are called up individually, the output pulses of one polarity of the amplitude during of a predetermined first time interval and the output pulses of the other polarity of the amplitude generated during a predetermined second time interval and the output pulses can be processed into corresponding output signals above ground.

2. The method according to claim 1, for the determination of two borehole conditions, characterized in that that the condition signals correspond to different conditions.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the determination of the conditions on the generation of data signals, the number and amplitude of the respective condition correspond, is turned off.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that comparison pulses are generated, which are each combined with one of the condition signals, each combined signal the Comparison pulses and the data pulses corresponding in number and amplitude to the determined condition and the interrogation is carried out for each combined signal.

5. Device for performing the method according to one of claims 1 to 4, with one in one Borehole insertable measuring instrument with at least two devices for determining at least a borehole condition through transmitted measurement signals and for generating two of the measurement signals corresponding output pulses, which with different polarity of the amplitude over a Cable transferred to a separator arranged above ground, provided with receivers in which the output pulses are separated according to their polarity, and with a recording device for recording the measured data, characterized in that that in the measuring instrument (1) devices by means of which the measuring signals can be called up periodically, and above ground with the separator for the output impulses connected to receivers provided electronic devices (150, 150Λ) for processing the respective output pulse are provided for a corresponding output signal.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that that the devices for determining the borehole conditions each to determine different Conditions are formed.

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that with each device for Determination of the borehole condition a device for generating a comparison pulse connected is.

8. Apparatus according to claim /, characterized in that the means for determining the Borehole condition contains a device for generating data pulses in number and Amplitude correspond to the determined reduction, and that a device for combining the Data with the comparison impulses for generation a pulse signal containing these pulses with devices for generating a data signal and a comparison signal is connected.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that a device for generating Control pulses and a device that works with the device for combining the data pulses with the comparison impulses and with the device for generating the control impulses is connected, for alternative interrogation of the pulses coming from the combining device are provided.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the means for querying the measurement signals for the purpose of storing the largest of the device for summary during each period between the control pulses, the pulse amplitude generated by two circuit devices each of which has a device associated with the device for generating the Control pulses and is connected to the corresponding device for summarizing, the Storage device stores the pulses as voltage pulses and one with the storage device connected output stage is provided on the circuit devices.

11. Device according to one of claims 5 to 10, characterized in that first, second, third and fourth time intervals for generating the output pulses are predeterminable, whereby by the device for generating the control pulses a control pulse to the output stage of the one circuit device in the first time interval, a control pulse to the output stage of the other circuit device in the second time interval and a control pulse for memory means in the circuit means in the third and fourth fourth time interval are forwardable.