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Grundlage der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Neigungsmesser, der die Neigung
und den Azimut einer Bohrung messen kann, wie zum Beispiel eines Ölbohrloches.
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Stand der Technik Ein Neigungsmesser für die Messung der Neigung einer
Bohrung wie zum Beispiel eines Ölbohrloches ist in der Technik bekannt. Einer dieser
Neigungsmesser enthält ein längliches Teil, das an einem Ende eine Fangkappe aufweist
und am gegenüberliegenden Ende ein Nasenteil und zwischen diesen beiden Teilen einen
zentralen Block. Zwischen der Fangkappe und dem zentralen Block ist eine Vielzahl
von.Modulen vorgesehen und in der gleichen Weise zwischen dem Nasenteil und dem
anderen Ende des zentralen Blocks. Die zwischen der Fangkappe und dem zentralen
Block vorgesehenen Module enthalten einen SchockauEnehmer, eine Batterie für die
Lieferung von Energie an verschiedene andere Module eine Zeitgeberzelle, um eine
zeitgesteuerte Betätigung.der Module zu gewährleisten, ein Betätigungssystem und
einen SchockauEnehmer, Zwischen der Fangkappe und dem zentralen Block sind also
fünf Module angeordnet. In gleicher Weise enthalten die
Module,
die zwischen der gegenüberliegenden Seite des zentralen Blocks und dem Nasenteil
angeordnet sind, einen Schockaufnehmer, einen Schalter, Module. für die Neigungsmessung,
die aus einem drehbaren Pendel, einer Neigungsoptik und einem Kassettenmodul und
einer Steckvorrichtung bestehen, sowie Module für die Azimutmessung, die aus einer
Azimutkassette, einer Azimutoptik und einem SchockauEnehmer bestehen. Daraus ergibt
sich, daß zwischen'dem zentralen Block und dem Nasenteil neun Module vorgesehen
sind, wodurch vierzehn solche Module in dem Neigungsmesser angeordnet sind. Dementsprechend
besteht einer der auffallendsten Nachteile der vorgenannten Konstruktion eines Neigungsmessers
darin, daß vierzehn solche Module vorgesehen sind, wodurch die Länge des Neigungsmessers
sehr groß ist.
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Gegenstand der Erfindung Dementsprechend besteht ein wesentliches
Ziel dieser Erfindung darin, eine verbesserte Konstruktion eines Neigungsmessers
anzubieten, Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Neigungsmesser
anzubieten, der fähig ist, eine Meßaufzeichnung in digitaler Form zu gewährleisten.
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Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Neigungsmesser
anzubieten, der keine Oberflächenauswertung erfordert.
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Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Neigungsmesser
anzubieten, der eine einzige Winkeleinheit im Bereich von 0 bis 120 Grad hat,
Noch
ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Neigungsmesser anzubieten,
der Mittel aufweist, um entweder eine einzige Aufzeichnung oder eine Vielzahl von
Aufzeichnungen herzustellen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Neigungsmesser
anzubieten, in dem die Genauigkeit unabhängig von der Abweichung ist.
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Noch ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, einen Neigungsmesser
vorzuschlagen, der eine Lichtquelle für das photo-optische System aufweist, welches
die für eine Aufzeichnung notwendige Zeit reduziert.
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Umfang der Erfindung Er£indungsgemäß wird ein Neigungsmesser angeboten,
der fahig ist, die Neigung und den Azimut einer Bohrung zu messen, und der mindestens
ein erstes Modul aufweist, das aus einem inneren und äußeren länglichen Gehäuse
besteht, wobei das innere Gehäuse eine drehende Bewegung in Bezug auf das stationäre
äußere Gehäuse ausführt, sowie eine Kassette mit einem Aufzeichnungssubstrat, die
löslich in dem inneren Gehäuse befestigt ist, ---sowle ein Neigungsmeßgerät, das
an einer Seite der löslich befestigten kassette angeordnet ist, sowie ein Azimut-Meßgerät,
das an der- anderen Seite dieser Kassette angeordnet ist sowie ein Fenster in der
Kassette, so daß die Neigung und der Azimut, die gemessen wurden, auf dem Auf zeichnungssubstrat
aufgezeichnet werden können.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Neigungsmesser angeboten, der
dieses erste Modul sowie ein zweites Modul
aufweist, wobei dieses
zweite Modul eine Energiequelle ist und das erste Modul ein äußeres stationäres
Gehäuse und ein inneres drehbares Gehäuse aufweist, sowie einen an diesem äußeren
Gehäuse montierten Motor, der an das innere Gehäuse gekoppelt ist, um diesem eine
Drehbewegung zu verleihen, sowie ein Neigungsmessgerät, das einen ersten Sensor
aufweist, um die Drehbewegung des drehbaren inneren Gehäuses zu steuern, sowie ein
Azimut-Meßgerät, das einen zweiten Sensor und einen elektronischen Kreis aufweist,
der ein Speicherkreis ist, um die Signale zu speichern, die von den ersten und zweiten
Sensoren erhalten werden, wobei dieser Speicherkreis entsprechende Endterminals
aufweist.
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kurze Beschreibung der beigefügten Zeichnungen Weitere Ziele und Vorteile
der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung deutlich, wenn man sie in
Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen liest, in denen folgendes dargestellt
ist: Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Neigungsmesser; Fig. 2 zeigt eine erste
Ausführungsart der ausbaubaren Auf zeichnungsvorrichtung; Fig. 2a zeigt eine andere
Ausführungsart einer Kassette für eine einzige Auf zeichnung; Fig. 3 zeigt den Neigungsmesser
entsprechend einer ersten Ausführungsart; Fig. 4 zeigt den Neigungsmesser entsprechend
einer zweiten Ausführungsart;
Fig. 5 zeigt den Neigungsmesser entsprechend
einer dritten Ausführungsart; Fig. 5a zeigt die Drehscheibe, die in dem Neigungsmesser
nach Fig. 4 angeordnet ist; und Fig. 5b zeigt das Azimutgehäuse des Neigungsmessers
aus Fig. 4.
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Es wird jetzt Bezug genommen auf Fig. 1, die den Neigung messer 1
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Neigungsmesser 1 enthält eine äußere Hülse
2, die in einer bekannten Weise isoliert sein kann oder nicht. Ein Nasenteil 4 ist
am entfernten Ende und eine Fangkappe 6 ist am vorderen Ende der Hülse 2 angeordnet,
wobei der Nasenteil und die Fangkappe, ebenfalls in Neigungsmessern des Standes
der Technik vorhanden sind. Insbesondere ist entsprechend der Erfindung nur ein
einziges drehbares Meßmodul 3 in der Hülse vorgesehen, und die Energie zufuhr ist
entweder getrennt oder innerhalb des Modul 3 vorgesehen. In der Ausführungsart nach
Fig. 3 ist die Energiequelle innerhalb des'Moduls 3 vorgesehen. In der Ausführungsart
nach Fig. 4 und 5 ist die Energiequelle getrennt von Modul 3 vorgesehen.
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Im Stand der Technik hatten diese Module eine Länge von etwa 2 Fuß.
In der vorliegenden Erfindung hat das Modul 3 eine Länge von etwa 6 bis 8 Fuß. Zwischen
dem Nasenteil 4 und dem Modul 3 ist eine Feder 5 oder ein Schockabsorber vorgesehen
und Dichtringe 4a sind dazwischen angeordnet.
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In gleicher Weise ist eine Feder 7 zwischen detn Modul 3 und der Fangkappe
5 vorgesehen und dazwischen sind wiederum Dichtringe 6a vorgesehen. Die Fangkappe
6 hat eine Vorrichtung, um den Neigungsmesser 1 durch einen Draht 8 abzusenken,
wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
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Es wird nun Bezug Angenommen auf das Aufzeichnungsgerät aus Fig. 2,
;relches eine kassette 26 aufweist, die innerhalb des Moduls 3 durch eine geeignete
Öffnung oder ein Fenster (nicht gezeigt) eingeschoben wird, das in der Hülse 2 vorgesehen
ist, Zu diesem Zweck besitzt das Modul 3 einen löslich montierten Motor 28, der
an ein löslich montiertes Untersetzungsgetriebe 29 gekoppelt ist (Fig. 3 und 4).
Die Auslaßwelle des Untersetzungsgetriebes 29 hat ein Zahnrad 30, um die Antriebsrolle
31 der kassette 26 in Bewegung zu setzen.
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Die kassette umfaßt ein Gehause mit einer Antriebsrolle 31, um einen
Antriebsmotor 28 über das Untersetzungsgetriebe 2c und das Zahnrad 3o aufzunehmen.
Die Antriebsrolle 31 steht mit dem Zahnrad 30 in Eingriff. Die Antriebsrolle 31
ist so ausgelegt, daß sie ein Aufzeichnungssubstrat 57, wie zum Beispiel einen Filmstreifen
oder ein Auf zeichnungspapier von einer Zufuhrspule 27 aufnehmen kann, Es sind innerhalb
der kassette 26 Führungsrollen 32 vorgesehen um den Pfad des Aufzeichnungssubstrats
57 von der ZuSuhrrolle 27 zur Antriebsrolle 31 zu leiten. Die Kassette 26 weist
ein Fenster 49 auf, das so beschaffen ist, daß der Pfad des AuEzeichnungssubstrats
47 über die Öffnung verläuft, die durch das Fenster gebildet wird, so daß es die
abgestuften Bilder aufnehmen kann. Eine Federplatte 56 ist innerhalb der Kassette
26 vorgesehen, wobei diese Platte so konzipiert ist, daß sie einen Druck auf das
Substrat 57 in der Nähe des Fensters 59 ausübt, so daß sich das Substrat 57 in einer
einzigen horizontalen Ebene befindet, wenn es am Fenster 49 vorbeigleitet. Die tassette
26 ist so konstruiert, daß kein Licht eintreten kann, außer durch das Fenster 49.
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Die Kassette 26 ist nur im Neigungsmesser der Fig. 3 und 4 vorgesehen.
Außerdem sind der Motor 28 und das Untersetzongsgetriebe 29 löslich innerhalb des
Moduls 3 montiert.
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So sind der Motor 28 und das Getriebe 29 nicht notwendig, wenn der
Neigungsmesser nur für eine einzige Aufzeichnung benötigt wird. Außerdem kann für
eine einzige Aufzeichnung die Kassette 93 aus Fig.
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2b verwendet werden, die ein Gehäuse 91 mit einem Fenster 92 aufweist.
Das Aufzeichnungssubstrat 57 ist auf dem Boden des Gehäuses 91 angeordnet. Somit
kann das Neigungsmeßgerät für einmalige oder mehrfache Aufnahmen bzw. Messungen
benutzt werden.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Energiequelle im Modul
3 selbst angeordnet. Am einen Ende des rohrförmigen äußeren Gehäuses 42 ist ein
Endstück 24 angebracht. Dieses Endstück 24 enthält einen zentralen Durchgang 45,
in welchem eine Manschette 40 angebracht ist. Die Manschette 48nh41t ein Radiallager
39a und ein Drucklager 39b. Ein Ende der Welle 37 ist mittels der Lager 39a und
39b in der Manschette 40 drehbar gelagert. Das Drucklager 39b liegt am Ende der
Welle 37 an und ist auf einer Gleitscheibe 44 angebracht. Die Welle 37 hat ein gehärtetes
und glattes Ende, um möglichst reibungsgünstige Drehbewegungen zu gestatten. Die
Gleitscheibe 44 ist von einer Feder 41 vorgespannt, die in der Manschette 40 mittels
einer diese verschließenden Schraube 90 gehalten wird Wenn die Vorrichtung in eine
Bohrung oder ein Bohrloch eingeführt bzw. aus demselben herausgezogen wird, werden
ständig stoßartige Belastungen auf sie ausgeübt. Die Feder 41 wirkt als Dämpfer
um zu verhindern, daß derartige stoßartige Belastungen auf die Welle 37 übertragen
werden.
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Die Welle 37 dient dazu, ein Pendel 22 in Richtung der Neigung der
Bohrung zu verstellen. Diese Funktion wird dadurch erreicht, daß eine Drehbewegung
auf das innere Gehäuse 18 ausgeübt wird, wobei das Pendel 22 in diesem Gehäuse verstellt
wird. Zu diesem Zweck ist an der Welle 37 ein Excentergewicht 36 angebracht, welches
eine Drehbewegung der Welle 37 bewirkt, wenn die Neigungsmeßvorrichtung aus der
vertikalen Achse ausgelenkt wird. Die Welle 37 ist mittels einer Buchse 37a am inneren
Gehäuse 18 gehalten. Das Excentergewicht
36 ist mittels einer Stellschraube
38~einstellbar an der Welle 37 derart angebracht, daß das innere Gehäuse 18 sich
dreht, um das Pendel 22 in die Richtung der Neigung der Bohrung zu bringen.
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Das Neigungsmeßgerät ist derart aufgebaut, daß das Pendel 22 in einem
schalenförmigen Gehäuse 11 mittels einer Welle 47 und nicht dargestellten Lagern
drehbar gelagert ist. Das Pendel 22 weist an seinem Umfang eine Verzahnung 48 auf,
die nach innen gerichtet ist und mit einem Ritzel 21 kämmen kann. Das Ritzel 21
ist auf einer Welle 12 angeordnet, die eine transparente Scheibe 13 trägt. Somit
führen Drehbewegungen des Pendelrades bzw. Pendels 22 über das Ritzel 21 zu einer
Drehbewegung der Welle 12. Da die Scheibe 13 an der Welle 12 angebracht ist, wird
dann auch die Scheibe 13 gedreht. Dementsprechend wird die Neigung oder Schrägstellung
einer Bohrung durch die Drehbewegung des inneren Gehäuses 18 gemessen, welche das
Pendelrad bzw. Pendel 22 in Richtung der Neigung der Bohrung durch eine Verdrehung
verstellt. Diese Drehbewegung wird von dem Ritzel 21 und der Welle i2 auf die Scheibe
übertragen. Die Scheibe 13 hat eine Skala an ihrem Außenumfang, unter der eine Lichtquelle
15 angeordnet ist, um beleuchtete Abbildungen zu erzeugen, welche auf ein Prisma
14 geworfen werden. Die Lichtquelle 15 enthält eine Zenonrohre, so daß die erforderliche
Zeit für die Aufzeichnung reduziert wird. Die vom Prisma 14 ausgestrahlten Bilder
werden über ein optisches Linsensystem zu einem weiteren Prisma 46 übertragen, das
vor dem Fenster 49 der Kassette 26 angeordnet ist, damit die Bilder auf das Aufzeichnungssubstrat
57 der Kassette 26 übertragen werden. Wie die Fig. 3 zeigt, ist das Prisma 46 so
angeordnet, daß es nur einen Teil des Fensters 49 einnimmt, so daß der Rest des
Fensters für den gleichzeitigen Empfang von zweiten Bildern aus der Azimut-Meßvorrichtung
freibleibt.
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Es wird nun Bezug genommen auf das Linsensystem 10, das eine erste
Einstellposition für die Kassette 26 aus Fig. 2 für Mehrfachaufzeichnungen aufweist.
Das Linsensystem 10 hat eine zweite Einstellposition für die Kassette 93 aus Fig.
2a für eine Ein zelauf zeichnung.
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Wie die Zeichnungen zeigen, ist das Neigungsmeßgerät in der Richtung
des vorderen Ende des Innengehäuses 1 8 angeordnet. Das vordere Ende des Innengehäuses
18 ist an einem Endblock 16 über eine reibungslos drehbare Welle 17 und ein (nicht
gezeigtes) Lager gehalten, wobei die Welle am Gehäuse 18 über einen Wellenkopf 17a
gehalten wird.
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Zwischen dem Neigungsmeßgerät und dem vorderen Ende des inneren Gehäuses
18 ist ein Freiraum gebildet, der so ausgelegt ist, daß er programmierbare Steuerschalter
19 aufnimmt, die durch ein (nicht gezeigtes) Fenster in dem Gehäuse betätigt werden.
Ein weiterer Freiraum ist zwischen der Kassette 26 und dem Neigungsmeßgerät
gebildet,
in dem ein elektronischer Kreis 25 angeordnet ist, der mit dem Steuerschalter 19verbunden
ist.
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Der elektronische Kreis kann jeden geeigneten Kreis enthalten, um
eine Vielzahl von Funktionen auszuüben., Die erste dieser Funktionen ist eine programmierbare
Unterbrechung, um den Motor 28 und die Lichtquellen 15 und 55 zu starten, damit
sie nach einer programmierbaren Zeit arbeiten, Dies ist notwendig, da der Neigungsmesser
eine gewisse Zeit braucht, um die angezielte Tiefe zu erreichen. Die zweite Funktion
besteht darin, die Energiezufuhr nach einem programmierbaren Zeitraum zu stoppen,
nachdem die gewünschte Anzahl von Aufzeichnungen erfolgt ist. Die dritte Funktion
besteht darin, einen vorbestimmten Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Auf
zeichnungen festzusetzen. Der Kreis umfaßt einen Steuerkreis und einen BetriebskreisX
Der Steuerkreis ist ständig an die Energiequelle angeschlossen und sendet das Steuersignal
an den Betriebskreis, um die Funktionen entsprechend dem Programm durchzuführen,
das durch die Steuerschalter 19 eingegeben ist.
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Es wird nun Bezug genommen auf das Azimut-Meßgerät, welches ein kalottenförmiges
Gehäuse 35 aufweist, das drehbar innerhalb eines drehbaren Innengehäuses 18 über
eine Welle 34 gehalten wird. Eine der Wände des Gehäuses 35 zuweist ein transparentes
Fenster 20 auf. In gleicher Weise weist die Vorderfläche des Gehäuses 35 eine durchsichtige
Wand 50 auf, und in dem Gehäuse 35 ist eine transparente Flüssigkeit enthalten,
die als Dämpfer wirkt, Im Gehäuse 35 ist eine Magnetnadel oder ein Kreiselkompaß
52 angeordnet, der ein Gewicht 53 aufweist, um die Drehscheibe schwinget und ausgerichtet
zu halten.
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Eine transparente Drehscheibe 54 ist an der Nadel 52 gehalten, wobei
diese Drehscheibe an ihrem peripheren Ende Graduierungen aufweist. Der graduierte
Teil der Drehscheibe 54 stimmt mit dem Fenster 20 überein, so daß
Licht
aus einer Lichtquelle 55 ähnlich dem Licht aus der Lichtquelle 15 durch ein Fenster
24 gelangt und Bilder der Graduierungen bildet. Diese Bilder gelangen durch die
transparente Vorderwand 50 und durch ein Linsensystem 56 das demjenigen des Systems
10 ähnlich ist, wonach diese Bilder von einem Prisma 23 aufgenommen werden, das
über dem restlichen Teil des Schlitzes 49 angeordnet ist.
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Das Prisma 23 ist gegenüber dem Prisma 46 angeordnet.
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Die Energiequelle 94 ist im Modul 3 angeordnet. Zu diesem Zweck sind
(nicht gezeigte) Fenster für die Kassette, die Energiequelle und die Schalter vorgesehen.
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Es wird nun Bezug genommen aus Fig. 4, die eine weitere Ausführungsart
des Neigungsmessers zeigt, obwohl in diesen Neigungsmesser verschiedene konstruktive
Merkmale des Nèigungsmessers aus Fig. 3 ebenfalls vorhanden sind und mit gleichen
Nummern wie in Fig. 4 bezeichnet sind, um so die gleichen Teile aus Fig. 3 zu bezeichnen.
Der Neigungsmesser aus Fig. 4 enthält ein äußeres stationäres rohrförmiges Gehäuse
42 mit einem Endblock 58 mit einer Öffnung,um eine isolierte Leiterhalterung 59
aufzunehmen.
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Die Leiterhalterung 59 weist ein Paar Polstifte 6o auf, die an eine
Energiequelle angeschlossen werden können, die in dem Modul 3A vorgesehen ist. Ein
Paar (nicht gezeigte) Leiter ist in der Halterung 59 eingebettet, wobei ein Ende
der Leiter an die jeweiligen Pol stifte 60 angeschlossen ist, während das andere
Ende an die jewelligen Kontaktstreifen 6,2 angeschlossen ist.
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Die.Kontaktstreifen 62 stehen über geeignete Kontaktpunkte in Lichtkontakt
mit den drehbaren Ringen 63, die an einer drehbaren Welle 65 gehalten sind. Zwischen
den Ringen 63 sind Isolierscheiben 64 vorgesehen, Die drehbare Welle 65 weist ein
glattes konisches Ende 51 auf, das in einem im
Endblock 58 vorgesehenen
Hauptlager 66 gehalten ist.
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Das gegenüberliegende Ende der Welle 25 ist an dem drehbaren inneren
rohrförmigen Gehäuse 18 gehalten.
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Das Neigungsmeßgerät ist innerhalb eines drehbaren inneren rohrförmigen
Gehäuses 18 angeordnet und enthält ein kalottenförmiges Gehäuse 11. Das Pendelrad
22 ist über eine drehbare Welle 47 drehbar im Gehäuse 11 gehalten. Am Ende des Rades
22 ist eine Verzahnung 48 vorgesehen, die in das Zahnrad 21 eingreift. Das Zahnrad
21 ist an einer drehbaren Welle 12 montiert, an der eine transparente Drehscheibe
13 befestigt ist.
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Am Ende der Drehscheibe 13 sind Graduierungen vorgesehen und unter
dem transparenten kalibrierten Teil der Drehscheibe ist eine Lichtquelle 15 vorgesehen.
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An der Drehscheibe 13 ist ein optischer Sensor 67 vorgesehen, Die
Drehscheibe weist einen Schlitz 43 (Fig. 5A) mit unterschiedlicher Weite auf, so
daß die vom Sensor 67 erfaßte Lichtmenge von der Stellung des Schlitzes 43 vor der
Lichtquelle 15 abhängt. So ist in der Position A die durch den Schlitz 43 tretende
Lichtmenge,. die durch den Sensor 67 gemessen wird, größer als an der Position B
aber kleiner als an der Position G.
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Die Weite des Schlitzes 43 steht in direktem Verhältnis zu den Graduierungen.
So kann der Sensor 67 mit dem (nicht geze-igten) elektronischen Kreis die Neigung
in Zahlen quantifizieren, und zwar in einer Art, wie sie nachfolgend nach Fig0 5
beschrieben wird.
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Das Neigungsmeßgerät funktioniert in ähnlicher Weise wie das in Fig,
3 gezeigte Der Neigungswinkel wird durch die Drehung der Welle 12 gemessen, wobei
die Größe der Drehbewegung durch die Graduierungen auf der Drehscheibe 1 gemessen
werden. Die Lichtquelle 15 bildet ein Bild der Graduierungen, däs das Prisma 14,
ein optisches Linsensystem 10 und ein Prisma 46 durchquert. Die Bilder werden
durch
das Prisma 46 durch ein Fenster 49 auf das Aufzeichnungssubstrat 57 der Kassette
26 geleitet. Die Funktion des Sensors 67 wird nachstehend beschrieben.
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In dem Photo-Neigungsmesser aus Fig. 4 wird eine ähnliche Kassette
wie in Fig. 3 gezeigt.
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Es wird nun Bezug genommen auf das Gerät, mit dem der Azimut gemessen
wird. Dieses Gerät umfaßt ein kalottenförmiges Gehäuse 70, das über Stifte 71 drehbar
am inneren Gehäuse 18 gehalten wird. Ein magnetischer Kompaß 68 wird drehbar an
einem Stift 69 gehalten.
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Das Azimutgehäuse- 70 weist ein Fenster 72 auf, wobei die Lichtquelle
55 in unmittelbarer Nähe dieses Fensters angeordnet ist. Am peripheren Ende des
magnetischen Kompasses 68 sind Graduierungen vorgesehen, so daß die Lichtquelle
55 ein Bild dieser Graduierungen bildet, welches die transparente Vorderwand 50
durchquert. Diese Bilder gelangen durch ein Azimut-Linsensystem und.ein Prisma 23,
so daß die Bilder auf das Aufzeichnungssubstrat 57 gerichtet werden können. Wie
man sehen kann, ist das Prisma 23 gegenüber dem Prisma 46 in einer Art angeordnet,
wie bereits mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben wurde.
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Ein Motor 33 überträgt eine Drehbewegung auf das innere rohrförmige
Gehäuse 18,und zwar in unterschiedlicher Weise von den Mitteln, die eine Drehbewegung
auf das Gehäuse aus Fig. 3 übertragen. Der Motor 33 weist eine AuslÄßwelle mit einer
Verzahnung 73 auf, welche über eine Einrückvorrichtung 74 eine Bewegung auf das
Innengehäuse 18 überträgt Die Funktion des Motors 33 ist ähnlich der des Exzentergewichtes
36 aus Fig. 3, um das Pendelrad 22 in die Richtung der Neigung der Bohrung zu bringen.
Zu diesem Zweck ist der Motor 33 dafür ausgelegt, über den Sensor 67 an die Energiequelle
im Modul 3A
angeschlossen zu werden. AngenommenXdie Drehscheibe
13 führt eine Drehbewegung aus, die jedoch keine Ablesung der maximalen Neigung
vornimmt. Die Ablesung wird dem Sensor 67 zugeführt, der dem Motor 33 erlaubt, an
die Energiequelle angeschlossen zu werden. Der Sensor 57 befindet sich in Betrieb,
bis dieser Sensor 67 die maximale Neigung gemessen hat und danach den Motor 33 von
der Energiequelle abklemmt, In diesem Zustand wird das Pendelrad 22 dann in die
Richtung der maximalen Neigung der Bohrung gerichtet, wodurch die Lichtquellen 15
und 55 an die Energiequelle angeschlossen werden, um eine Ablesung der Neigung und
des Azimut zu erleichtern und danach den Motor-28 über eine vorbestimmte Zeit an
die Energiequelle anzuschließen, so daß das Substrat für eine anschließende Belichtung
weiterbefördert wird.
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Statt dem Sensor 67 kann ebenfalls der Kodierer 77 aus Fig. 5 verwendet
werden.
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Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsart ist weitgehend identisch mit
der aus Fig. 4, soweit die Drehbewegung des inneren Gehäuses 18 betroffen ist.
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Deshalb enthält der Neigungsmesser aus Fig. 5 in gleicher Weise eine
Energiequelle 3a, die an dem Modul 3 befestigt ist und aus einem äußeren rohrförmigen
Gehäuse 42 mit einem Endteil 58 besteht. Das Endteil 58 weist einen Durchgang 76
auf, durch den sic eine isolierte Halterung 59 erstreckt, wobei diese Halterung
Pole 60 aufweist, um Streifen 62, von denen nur einer in Fig. 5 gezeigt ist, an
die Energiequelle anzuschließen. Die Streifen 62 stehen in Berührung mit. den Ringen
63, die an jedem Ende Isolierungen 64 aufweisen. Die Ringe 63 sind an einer Welle
65 befestigt, die dafür ausgelegt ist> sich in dem Lager 66 zu drehen, das in
dem Endteil 58 vorgesehen ist, Die Welle 65 ist an dem Innengehäuse 18 befestigt.
Auf die Basis des Gehäuses 42 ist ein
Motor 33 montiert, der dafür
ausgelegt ist, an die Energiequelle im Modul 3a über einen entEernt angeordneten
optischen Kodierer 77 und einen elektronischenpreis 78 angeschlossen zu werden.
Der Motor 33 weist an seiner Auslaßwelle 71 ein Zahnrad 73 auf, wobei sich die Auslaßwelle
um eine Trennwand 80 des Innengehäuses 18 dreht. Das Zahnrad 73 beaufschlagt das
drehbare: innere Gehäuse 18 über die Verzahnung 74 mit einer Bewegung in einer eis,
wie sie bereits mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben wurde.
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Der Neigungsmesser weist ebenfalls ein Gerät für die Messung der Neigung
und des Azimuts auf, das im Innengehäuse 18 angeordnet ist. Das Gerät für die Messung
der Neigung umfaßt ein Pendel 22, das drehbar in einem kalottenförmigen Gehäuse
11 über eine Welle 47 gehalten wird. Das Pendel 22 weist in gleicher Weise, wie
in den Fig. 3 und 4 gezeigt, ein Exzentergewicht auf. Am peripheren Ende des Pendels
22.ist eine Verzahnung 48 nach innen gerichtet vorgesehen, das in ein Zahnrad 21
eingreift, das auf einer Spindel 12 montiert ist, an der eine Drehscheibe 13 befestigt
ist. Am peripheren Ende der Drehscheibe 13 sind Graduierungen vorgesehen, die mit
dem entfernt angeordneten optischen Xodierer 77 zusammenwirken. Der entfernt angeordnete
.optische kodierer 77'ist mit einer Lichtquelle versehen, um die Graduierungen auf
der Drehscheibe 13 zu beleuchten, die dann von dem Kodierer 77 aufgenommen werden.
Das.Sensorsignal verbindet den Motor 33 mit der Energiequelle über den elektronischen
Kreis 78, so daß das innere Gehäuse 18 gedreht wird, bis sich das Pendelrad 22 in
der Neigung der Bohrung befindet. Der Kodierer 77 erfaßt zuerst das Signal, das
durch die beleuchteten Graduierungen hervorgerufen wird, um den Motor 33 an die
Energiequelle anzuschlipnen und dadurch eine Drehbewegung des Innengehäuses 18 zu
erlauben.
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Die Funktion des todierers 77 wird nachstehend beschrieben. Als Beispiel
wird angenommen, daß der Motor 33 so.
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ausgelegt ist, daß er zuerst das Innengehäuse 18 in Uhrzeigerrichtung
dreht. Gleichzeitig liefert der Kodierer 77 Signale an den elektronischen Kreis
78, wodurch bestimmt wird, ob die Zählrate ansteigt. Wenn also die Zählrate von
0 bis +4 ansteigt, was durch den elektronischen Kreis 78 erfaßt und gespeichert
wird, so schließt der elektronisuche Kreis 78 den Motor 33 an die Energiequelle
an, bis die Zählrate anfängt abzusinken. Angenommen, die maximale Zählrate beträgt
17 entsprechend der Neigung der Bohrung.
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Der elektronische Kreis weist einen Speicher und einen.
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Löschkreis auf. Angenommen, zu einem bestimmten Zeitpunkt beträgt
die Zählrate nur 16. Dann ist die vorige Zählrate von 15 weiterhin eingespeichert
und die Zählraten 15 und 16 werden in den preis eingespeichert. Wenn die nächste
Zählrate von 17 erscheint, so wird die Zählrate 15 gelöscht und die Zählraten 1'6
und 17 werden eingespeichert. Wenn die Zählrate 17 in diesem Beispiel die maximale
Zählrate darstellt, so würde die nächste erscheinende Zählrate 16 sein. Daher trennt
bei der Zählrate 16 der elektronische preis 78 den Motor 33 von der Energiequelle
ab. Während jedoch der elektronische Kreis 78 zwei Zählraten einspeichert, wird
die maximale Zählrate 17 eingespeichert und von den Polen 81 abgezogen. Das oben
dargestellte Beispiel betrifft den Zeitraum, in dem die Zählrate von 0 auf 17 angestiegen
ist, Wenn man jedoch das Innengehäuse 18 von der Zählrate O in Uhrzeigerrichtung
dreht, könnte die Zählrate alternativ ebenfalls absinkend sein, In einem solchen
Fall wird die absinkende Zähirate vom Kodierer 77 auf den Kreis 78 übertragen und
der Kreis 78 liefert dann ein Signal an den Motor 33, um das Innengehäuse 18 entgegen
der Uhrzeigerrichtung zu drehen, bis wieder die maximale Zählrate erreicht ist,
wie dies bereits oben beschrieben wurde, Ein dritter
möglicher
Fall ergibt sich, wenn die Graduierung auf der Drehscheibe 13 bereits eine Anzeige
hat, der maximalen Neigung der Bohrung entspricht und in diesem Fall würde das von
dem Kodierer 77 gemessene Signal das der maximalen Neigung sein. Angenommen, daß
so ein Signal vom kodierer 77 zum Kreis 78 eine Zählrate von 17 ergibt. So wird,
wenn der Motor 33 das innere Gehäuse 18 in Uhrzeigerrichtung dreht, die Zählrate
absinken, wodurch die Zählrate 17 im Kreis 78 eingespeichert und gleichzeitig ein
Signal geliefert wird, das den Motor 33 veranlasst, das Innengehäuse 18 entgegen
der Uhrzeigerrichtung zu drehen. In einem solchen Fall, wenn das Innengehäuse 18
entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht wird, wird die Zählrate wieder von der Zählrate
17 absinken, wodurch der Motor 33 von der Energiequelle abgeklemmt wird. Wenn also
eine Zählrate von einer Zählrate mit absinkendem Wert gefolgt wird, so wird der
Motor 33 sofort von der Energiequelle abgeklemmt und die vorangegangene Zählrate,
die die maximale Zählrate ist, wird im preis 78 eingespeichert und von den Polen
88 abgezogen.
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Es wird jetzt Bezug genommen auf das Azimut-Meßgerät, das ein Gehäuse
83 mit einer magnetischen Drehscheibe 82 enthält, die drehbar darin angeordnet ist.
Im Gehäuse 83 ist. ein transparentes nicht leitendes Fluid enthalten.
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Die magnetische Drehscheibe 82 ist kalottenförmig und weist an ihrer
Peripherie Graduierungen auf. Das Gehäuse 83'ist drehbar an einem Ring 85 (Fig 5b)
über gegenüberliegende Stifte 84 befestigt. Der Ring 85 ist über gegenüberliegende
Stifte 86 drehbar an dem Innenrohr 18 gelagert, wobei die Stifte 86 im rechten Winkel
zu den Stiften 85 angeordnet sind, so daß in horizontaler Lage der Kompaß von der
Neigung des Rohres unabhängig ist.
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Für die magnetische Drehscheibe 82 ist ein im Abstand
angeordneter
optischer kodierer 87 vorgesehen, der an den elektronischen Kreis 78 angeschlossen
ist, um eine Ablesung des Azimut zu gewährleisten. Der Neigungsmesser weist weiterhin
Schalter 88 auf. Die Funktion des todierers 87 ist nachstehend beschrieben und zu
diesem Zweck wird Bezug genommen auf die gleiche maximale Beispiel hatte Zählrate
von 17, die von dem Steuerkreis 38 geliefert wird. Der Kodierer 87 funktioniert
in ähnlicher Weise wie der Kodierer 77, insbesondere werden ständig Schwimmende
Zählraten vom Kodierer 87 an den Steuerkreis 78 geliefert. Diese schwimmenden Zählraten
werden jedoch ständig durch die nachfolgende Zählrate gelöscht, bis der kodierer
77 die maximale Zählrate von 17 liefert und die Zählrate des godierers 87, die dem
Zeitraum entspricht, während dem der Kodierer 67 eine maximale Zählrate aufweist,
im Kreis 78 eingespeichert wird.
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