DE3545261A1

DE3545261A1 - Magnetisches einfach-klinometer

Info

Publication number: DE3545261A1
Application number: DE19853545261
Authority: DE
Inventors: John L. Evans; Larry R. Houston Tex. Russell
Original assignee: Exxon Production Research Co
Current assignee: ExxonMobil Upstream Research Co
Priority date: 1984-12-31
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1986-07-03
Also published as: IT8548951A0; NO855092L; GB2169405A; GB2169405B; US4570353A; IT1182100B; NL8503589A; CA1251634A; DK605185A; JPS61162711A; AU5166385A; AU578778B2; MX159896A; FR2575516A1; GB8531841D0; BR8506332A; DK605185D0; MY101436A

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Bohrloch-Klinometer sowie ein Verfahren zur Messung der Neigung und des Azimut eines Bohrloches. Im besonderen wird mit der Erfindung eine Beschädigung der mechanischen Bestandteile eines Bohrloch-Klinometers verhindert, indem seine Bestandteile miteinander verklemmt werden, während das Klinometer innerhalb des Bohrloches transportiert wird.

j / Bohrloch-Klinometer werden häufig eingesetzt bei Bohrvorgängen, um die Neigung und den Azi-mut eines Bohrlochabschnittes zu

IQ bestimmen. Die Lage des Bohrloches und dessen Ausrichtung kann während des Drillvorganges durch periodische Vermessung der Neigung und des Azimut des Bodens des Bohrloches bestimmt werden. Derartige Messungen können in Intervallen von 150 m in im wesentlichen senkrechten Bohrlöchern durchgeführt werden, und alle 9 bis 15 m bei stark abweichenden Bohrlöchern.

Eine Anzahl von Werkzeugen sind entwickelt worden, um die Neigung und den Azimut eines Bohrloches aufzuzeichnen. Die US-PS 1,786,184 (Woodmansee) beschreibt ein Bohrlochwerkzeug mit einem Käfig, der um eine vertikale Achse drehbar ist, die durch zwei Drehzapfen definiert ist. Ein pendelnder Körper wird an inneren Rahmendrehpunkten um eine horizontale Achse, die durch zwei Drehbolzen definiert ist, gehalten. Der pendelnde Körper besitzt eine Längsachse, die vertikal ausgerichtet ist. Das untere Ende des pendelnden Körpers bewegt sich entlang eines Bogens mit einer Mitte, die durch die Horizontalachse durch diei)rehbolzen definiert ist. Während die Längsachse des Werkzeuges aus der vertikalen Orientierung ausgelenkt wird, verbleibt der pendelnde Körper in einer vertikalen Position, während der Massenmittelpunkt des pendelnden Körpers um die Drehbolzen geschwenkt wird und eine Drehung des Käfigs um die vertikalen Drehzapfen bewirkt. Während des Bohrvorganges wird das Werkzeug

in das Bohrloch abgesenkt, und eine Stahlkugel wird in den Bohrschlamm fallengelassen, um einen mechanischen Riegel zu betätigen. Der Riegel senkt den pendelnden Körper ab, in Kontakt mit einem Sattel, bis eine Bremsscheibe das untere Ende des Käfigs berührt. Die Neigung des Werkzeuges wird bestimmt durch die Messung des Winkels zwischen der Längsachse des pendelnden Körpers und der Längsachse des Werkzeuges. Der Azimut des Werkzeuges wird aufgezeichnet durch die Position einer Kompaßnadel, die mechanisch arretiert wird, im Anschluß an den Kontakt zwischen dem pendelnden Körper und dem Sattel.

Das in der US-PS 2,770,887 (Barnett et al.) beschriebene Werkzeug verwendet eine pendelnde Anzeigeanordnung, die oberhalb des oberen Endes eines Stabes befestigt ist. Eine Markierspitze ist an dem oberen Teil der Anzeigeanordnung gehalten. Der Stab steht an seinem unteren Ende unter dem Druck einer Feder, um das Gewicht der Anzeigeanordnung weich abzufangen. Wenn die Längsachse des Werkzeuges von der vertikalen Orientierung abweicht, schwenkt die Anzeigeanordnung um den Stab, so daß der Markierkopf vertikai nach oben zeigt. Gleichzeitig richtet ein Magnet den Markierkopf drehend aus, um den Azimut .des Werkzeugs anzuzeigen. Nach

/ Zeit betätigt ein

einer vorbestimmten'Zeitgeber einen Mechanismus zur Absenkung einer Markierunterlage aus Metall oder Papier, in Kontakt mit dem Markierkopf. Die Unterlage wird dann aus dem Kontakt mit dem Markierkopf gelöst, um eine Beschädigung der Unterlagen zu verhindern, während das Werkzeug aus dem Bohrloch herausgeholt wird. Die US-PS 2,770,887 beschreibt noch eine weitere Ausführungsform, gemäß welcher die Markierunterlage auf der konvexen Oberfläche eines pendelnden inneren Kardanrahmens gehalten ist. Der innere Kardanrahmen ist schwenkbar an einem äußeren Kardanrahmen gehalten, der an dem Werkzeug entlang einer Achse angeordnet ist, die durch zwei Schwenkpunkte definiert ist. Die Unterlage wird markiert durch die Absenkung eines Anzeige-

kopfes in Kontakt mit der Unterlage. Der Anzeigekopf wird dann außer Kontakt mit der Unterlage gebracht, wie dies zuvor beschrieben wurde.

Die US-PS 2,879,443 (Abs) beschreibt eine Vorrichtung,bei welcher die Markierunterlage in die konkave Oberfläche eines Kompaßkopfes eingebracht wird, der sich um einen Schwenkpunkt dreht. Ein Markierungsstift befindet sich am unteren Ende eines Pendels, das durch eine modifizierte Kardanaufhängung gehalten ist. Um die Unterlage zur markieren, hebt ein Zeitgebermechanismus den Kompaßkopf an, bis der Markierstift die Unterlage durchdringt. Der Zeitgeber senkt dann den Kompaßkopf ab, um eine Beschädigung der Unterlage und des Pendels zu verhindern.

Um die Genauigkeit der Klinometerwerkzeuge, wie sie oben beschrieben wurden, zu erhöhen, wird typischerweise ein empfindliches Aufhängesystem, wie eine in Lagern gehaltene Kardanaufhängung eingesetzt, um den pendelnden Markierkopf zu halten. Eim empfindliches Aufhängesystem kann jedoch leicht durch Stöße und Vibration beschädigt werden, während die Werkzeuge in das Bohrloch abgesenkt und aus diesem hervorgeholt werden. Darüber hinaus kann eine schwere Beschädigung des Werkzeuges eintreten, aufgrund einer sorglosen Handhabung auf dem Boden eines Bohrgestells, Die Beschädigung des Klinometerwerkzeuges erhöht die Wahrscheinlichkeit, daß Meßfehler auftreten, wobei das Werkzeug schließlich auch betriebsunfähig werden kann.

Ein weiteres, weiter oben nicht diskutiertes Klinometerwerkzeug verwendet eine Kamera, um am Fuß des Bohrloches verschiedene Sensoren in dem Werkzeug zu photographieren, die die Neigung und den Azimut des Bohrloches anzeigen. Nachdem das Werkzeug zur Oberfläche angehoben ist, durch die Ausführung des Bohrrohres oder durch Aufrollen eines Drahtes, wird der Film aus dem Werkzeug herausgenommen und entwickelt. Obwohl die Filme eine dauer-

hafte Afzeichnung der Messungen gewährleisten, ist ein solches Werkzeug nicht einsetzbar in solchen Bohrlöchern, in welchen erhöhte Temperaturen vorherrschen, die den Film beschädigen oder zerstören können.

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A Es besteht dementsprechend ein Bedürfnis für ein Klinometerwerkzeug, mittels welchem die Neigung und der Azimut eines Bohrloches genau gemessen werden können, während keine Gefahr besteht, daß die empfindlichen Bestandteile des Werkzeuges beschädigt werden. Das Werkzeug sollte bei hohen Temperaturen und Drucken betreibbar sein, und eine wirkungsvolle Abdichtung gegenüber der Betriebsumgebung besitzen.

Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wonach ein Schaden an den Bestandteilen eines Bohrloch-Klinometers verhindert wird,indem bestimmte Bestandteile des Klinometers verklemmt werden während es innerhalb des Bohrloches transportiert wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Linse, die eine konkave Oberfläche aufweist, mit einem Gehäuse verbunden. Eine Pendelhalterung besitzt eine obere konvexe Oberfläche, die in Kontakt mit der konkaven Oberfläche der Linse steht. Die untere Fläche der Pendelhalterung steht in Kontakt mit der Oberfläche eines Betätigungselementes, das mit dem Gehäuse verbunden ist. Ein Kompaß ist an der Halterung befestigt, der die Halterung um ihre Längsachse zu drehen vermag.

Das Betätigungselement vermag die Halterung abzusenken und damit außer Kontakt mit der Linse zu bringen und anzuheben, so daß der Kontakt mit der Linse wieder hergestellt werden kann. Während das Betätigungselement die Halterung absenkt, drücken eine Feder und ein Drehgelenk, die sich zwischen dem Betätigungselement und der Halterung befinden, zusammen die Halterung von dem Betütigungselement weg. Die Halterung kann dann schwenkbar um das

Drehgelenk bewegt werden, aufgrund der Schwerkraft, und eine Drehbewegung um ihre Längsachse ausüben, aufgrund des Drehmomentes, das durch das Magnetfeld der Erde auf den Kompaß übertragen wird. Nachdem die Halterung eine Gleichgewichtsposition erreicht hat, und sich weder schwenkt noch dreht, hebt das Betätigungselement die Halterung in Kontakt mit der Linse, worauf das Betätigungselement mit der Halterung zur Anlage kommt und die Vorrichtung aus"dem Bohrloch herausgezogen wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung steht die Pendelhalterung in gleitendem Eingriff mit dem Gehäuse. Die konvexe Oberfläche eines Kompaß, der drehbar mit der Halterung in Verbindung steht, liegt an der konkaven Oberfläche einer Linse an, die an dem Gehäuse gehalten ist. Eine erste Oberfläche der Halterung steht auch mit dem Kompaß in Anlage, um diesen gegen das Gehäuse zu drücken. Ein Betätigungselement, das an einer zweiten Oberfläche der Halterung anliegt, wird aus einem solchen Kontakt herausgeführt, so daß eine zweite Feder die Halterung und den Kompaß von der Linse wegzudrücken vermag, damit eine erste Feder den Kompaß außer Kontakt mit der Halterung drücken kann. Die Halterung richtet dann ihre Längsachse in vertikaler Richtung aus, worauf sich der Kompaß dreht, um den Azimut des Bohrloches zu messen. Das Betätigungselement kommt dann wieder mit der Halterung zum Eingriff, bis die Halterung an dem Kompaß anliegt und der Kompaß an der Linse. Dann wird die Vorrichtung aus dem Bohrloch herausgezogen, nachdem die Halterung und der Kompaß zwischen dem Betätigungselement und der Linse eingeklemmt sind.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die erfindungsemäße Vorrichtung entlang der Schnittlinie A-A,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer normalen, verklemmten Position,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Pendelhalterung und den hieran befestigten Kompaß, der von einer Welle gehalten ist und

Fig. 5 eine andere Ausführungsform des pendelnden inneren Kardanrahmens mit einem verschiebbaren Massenmittelpunkt.

Die Fig. 1 zeigt ein magnetisches Einzel-Klinometer gemäß der vorliegenden Erfindung. Das äußere Gehäuse 10 besitzt die Form eines länglichen Zylinders mit einer Längsachse, die durch die Mitte des Zylinders verläuft. Das Gehäuse 10 ist in einem (nicht dargestellten) Druckgefäß angeordnet, das das Gehäuse 10 vor dem in dem Bohrloch vorherrschenden Druck schützt. Ein äußerer Kardanrahmen 12 ist schwenkbar über Wellenstümpfe 14 mit dem Gehäuse 10 verbunden, die es möglich machen, daß der äußere Kardanrahmen 12 um eine Achse schwenkbar ist, die senkrecht zur Längsachse des Gehäuses 10 verläuft. Jeder der Wellenstümpfe 14 ist so angeordnet, daß er in einer Gleitführung 15 hin- und herverschiebbar ist, wie dies im einzelnen noch nachfolgend erläutert werden wird.

Die Reibung zwischen dem äußeren Kardanrahmen 12 und den Wellenstümpfen 14 wird durch Lager 16 vermindert. Wie die Fig. 2 zeigt, ist ein innerer Kardanrahmen 18 an dem äußeren Kardanrahmen 12 über Wellenstümpfe 20 gehalten. Die Reibung zwischen dem inneren Kardanrahmen 18 und den Wellenstümpfen 20 wird über Lager 22 ver-

-16- .: ■ ■■■ - - . .

mindat. Die Wellenstümpfe 20 definieren eine Achse, die senkrecht zur Achse verläuft, die durch die Wellenstümpfe 14 definiert wird. Die Achsen der Wellenstümpfe 14 und 20 schneiden sich vorzugsweise in einem Punkt auf der Längsachse des Gehäuses 10. 5

Der Massenmittelpunkt des inneren Kardanrahmens 18 befindet sich in einem vorbestimmten Absatz von der Schwenkachse, die durch die Wellenstümpfe 20 definiert wird. Die durch die Schwerkraft ausgeübte Kraft bewirkt, daß der Massenmittelpunkt des inneren Kardanrahmens 18 sich eine Position der geringsten potentiellen Energie sucht, wobei eine Linie durch den Massenmittelpunkt des inneren Kardanrahmens eine Achse beschreibt, die als "Mittelachse" des inneren Kardanrahmens 18 bezeichnet werden soll. Die Mittelachse steht senkrecht auf der Achse, die durch die Wellenstümpfe 20 definiert wird und schneidet vorzugsweise die Längsachse des Gehäuses 10. Vorausgesetzt, daß keine anderen Kräfte als die Schwerkraft auf den inneren Kardanrahmen wirken, richtet sich die Mittelachse des inneren Kardanrahmens 18 auf die lokale Vertikale aus, aufgrund der mechanischen Kombination des äußeren Kardanrahmens 12 und des inneren Kardanrahmens 18. Wie auf diesem Sachgebiet hinlänglich bekannt ist, wird die Bewegung des inneren Kardanrahmens 18 auf einen Konus beschränkt, der durch den halben Winkel eines ausgewählten Inklinationswinkels definiert ist, zwischen der lokalen Vertikalen und der Längsachse des Gehäuses

Wie aus Fig. 1 entnehmbar ist, vermag sich eine längliche Kompaßwelle 24 um eine Achse zu drehen, die vorzugsweise mit der Mittelachse des inneren Kardanrahmens 18 zusammenfällt. Die Kompaßwelle 24 wird über Lager 26 in dem inneren Kardanrahmen 18 gehalten, wobei die Lager die Reibung zwischen der Kompaßwelle 24 und dem inneren Kardanrahmen 18 vermindert, während sich die Kompaßwelle 24 dreht. Wie dargestellt, steht das obere Ende der Kompaßwelle 24 mit dem Kompaßkopf 28 in Verbindung, der im wesentlichen in

einer Ebene senkrecht zur Mittelachse des inneren Kardanrahmens 18 liegt. Die untere Oberfläche des Kompaßkopfes 28 ist als flache Oberfläche dargestellt, parallel zur oberen Oberfläche des inneren Kardanrahmens 18. Die obere Fläche des Kompaßkopfes 28 ist im wesentlichen konvex ausgebildet, in der Form eines sphärischen Segmentes. Der Radius der Kugel ist definiert durch einen Mittelpunkt, der vorzugsweise mit dem Schnittpunkt der Achsen zusammenfällt, die definiert werden durch die Wellenstümpfe 14 und 20. Der Kompaßkopf 28 enthält Stabmagnete 30, die vorzugsweise aus Samariumkobalt oder anderen permanent magnetischen Materialien bestehen, wie etwa Alnico V oder Alnico VIII. Wie auf diesem Sachgebiet hinlänglich bekannt ist, sind die Pole der Magneten 30 diametral einander gegenüberliegend, im Hinblick auf die Achse der Kompaßwelle 24 angeordnet. Wenn die Magnete 30 mit dem Magnetfeld der Erde zusammenwirken, dreht sich der Kompaßkopf 28 um die Kompaßwelle 24, aufgrund der Einwirkung, die durch die horizontale Komponente des Erdmagnetfeldes, das auf die Magnet 30 wirkt, erzeugt wird, bis die Magnete 30 sich in einer Position der geringsten magnetischen Potentialenergie liegen, relativ zum Erdmagnetfeld.

Die sphärische Oberfläche des Kompaßkopfes 28 trägt eine Reihe eingeritzter konzentrischer Kreise (nicht dargestellt), deren Mittelpunkt durch die Achse der Kompaßwelle 24 geschnitten wird. Die konzentrischen Kreise zeigen das Ausmaß des Neigungswinkels der Achse der Kompaßwelle 24 an, relativ zur Längsachse des Gehäuses 10. Der Kompaßkopf 28 trägt außerdem eine eingeritzte Gradeinteilung.

Wie die Fig. 3 zeigt, ist ein Betätigungselement 32 mit dem Gehäuse 10 verbunden. Das Betätigungselement 32 umfaßt einen Zeitgeber 34, einen Kolben 36 sowie eine Kolbenfeder 37. Wie gezeigt, wird die obere Oberfläche des Kolbens 36 durch den Zeitgeber in Kontakt mit der unteren Oberfläche des inneren Kardanrahmens 18 geführt. Der Zeitgeber gibt den Kolben 36 zu einer vorbestimmten

Zeit frei, und die Feder 37 drückt den Kolben 36 außer Kontakt mit dem inneren Kardanrahmen 18. Nach einem vorbestimmten Zeitintervall wirkt der Zeitgeber 34 wieder auf den Kolben 36 ein, so daß der Kolben 36 in Kontakt mit der unteren Oberfläche des inneren Kardanrahmens 18 gedrückt wird. Da der Kolben 36 im wesentlichen linear entlang einer Linie parallel zur Längsachse des Gehäuses 10 bewegt wird, während der Kolben 36 mit dem inneren Kardanrahmen 18 in Kontakt tritt, und da die Mittelachse des inneren Kardanrahmens 18 nicht parallel zur Längs-

j[0 achse des Gehäuses 10 sein muß, besitzt die untere Oberfläche des inneren Kardanrahmens 18 vorzugsweise eine konvexe Form, so daß der Abstand zwischen dem Kolben 36 und dem inneren Kardanrahmen 18 konstant bleibt, unabhängig von der Neigung des Gehäuses 10 von der Vertikalen. Der Radius der unteren konvexen Oberfläche des inneren Kardanrahmens wird definiert durch einen Mittelpunkt, der vorzugsweise mit dem Schnittpunkt der Achsen zusammenfällt, die durch die Wellenstümpfe 14 und 20 definiert werden. Das obere Ende des Kolbens 36 ist in einer konkaven Form dargestellt, wobei die Krümmung umgekehrt, entsprechend zur unteren konvexen Oberfläche des inneren Kardanrahmens 18 ist.

Alternativ könnte das obere Ende des Kolbens als konkaver Konus, Zylinder oder in einer anderen Form ausgebildet sein.

Die Linse 40 ist mit dem Gehäuse 10 oberhalb des Kompaßkopfes verbunden. Die Linse besitzt eine konkave Oberfläche mit einer Krümmung, die umgekehrt, entsprechend der konvexen Oberfläche des Kompaßkopfes 28 ist. Dementsprechend variiert der Abstand zwischen der Linse 40 und der oberen Oberfläche des Kompaßkopfes 28 nicht, während das Gehäuse 10 sich in einem Winkel zur Vertikalen neigt. Vorzugsweise schneidet die Längsachse des Gehäuses 10 die Mitte der konkaven sphärischen Oberfläche der Linse 40. Ein (nicht dargestelltes) Fadenkreuz markiert den Bezugspunkt eines solchen Schnittpunktes, so daß dann, wenn die Längsachse des Gehäuses 10 vertikal ausgerichtet ist, der Mittelpunkt des Fadenkreuzes auf die Mittelachse des inneren Kardanrahmens 18

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und den Mittelpunkt des Kompaßkopfes 28 ausgerichtet ist.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, steht der Kolben 36 in Kontakt mit der unteren Oberfläche des inneren Kardanrahmens 18. Die konkave Oberfläche der Linse 40 steht in Kontakt mit der konvexen Oberfläche des Kompaßkopfes 28, während die obere Oberfläche des inneren Kardanrahmens 18 in Kontakt mit der unteren Oberfläche des Kompaßkopfes 28 steht. In dieser Position ist der Kompaßkopf 28 und der innere Kardanrahmen 18 zwischen der Linse 40 und dem Kolben 36 eingeklemmt, um zu verhindern, daß der Kompaßkopf 28 sich um die Kompaßwelle dreht und, um außerdem zu verhindern, daß der innere Kardanrahmen 18 sich relativ zum Gehäuse 10 bewegt.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird eingesetzt, indem man das Gehäuse 10 bis zu der gewünschten Stelle in das Bohrloch absenkt. Vorzugsweise sind der Kompaßkopf 28 und der innere Kardanrahmen 18 verklemmt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, um die Möglichkeit einer Beschädigung der Teile zu vermindern während die erfindungsgemäße Vorrichtung in das Bohrloch abgesenkt wird. Im besonderen verhindert die Verklemmung des Kompaßkopfes und des inneren Kardanrahmens 18 eine Beschädigung der Lager 16 und 22, die dazu dienen, den äußeren Kardanrahmen 12 und den inneren Kardanrahmen 18 zu halten. Wenn das Gehäuse 10 die gewünschte Stelle innerhalb des Bohrloches erreicht hat und zur Ruhe gekommen ist, wird der Bohrvorgang temporär unterbrochen. Der zuvor eingestellte Zeitgeber 34 und die Feder 37 wirken dann zusammen und ziehen den Kolben 36 außer Kontakt mit der unteren Oberfläche des inneren Kardanrahmens 18. Gleichzeitig drückt die Feder 42 den äußeren Kardanrahmen 12, den inneren Kardanrahmen 18 und den Kompaßkopf 28 von der Linse 40 weg, während die Feder 44 den Kompaßkopf 28 außer Kontakt mit dem inneren Kardanrahmen 18 führt. Bei der sich hieraus ergebenden Position, die in Fig. 1 wiedergegeben ist, wird der Kompaßkopf 28 drehbar oberhalb des inneren Kardanrahmens 18 auf der Kompaßwelle 24 gehalten, während der innere Kardanrahmen 18 und der äußere Kardanrahmen 12 zusammenwirken, um die Mittelachse des inneren Kardanrahmens 18 auf die Vertikale auszu-

richten. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer, während welcher der Kompaßkopf sich magnetisch orientiert, und während welcher der innere Kardanrahmen 18 sich auf die Vertikale ausrichtet, führt der Zeitgeber 34 den Kolben 36 in Kontakt mit dem inneren Kardanrahmen 18.

Während der Kolben 36 den inneren Kardanrahmen 18 in Richtung auf die Linse 40 drückt, wird die Kraft, die von dem Kolben 36 auf den inneren Kardanrahmen 18 ausgeübt wird, durch die Lager

IQ 22 und die Wellenstümpfe 20 auf den äußeren Kardanrahmen 12 und über die Lager 16 und die Wellenstümpfe 14 gegen die Federn 42 übertragen. Die Gleitführungen 15 halten die Bewegung eines jeden Wellenstumpfes 14 in einer Linie parallel zur Längsachse des Gehäuses 10. Die Kraft drückt die Federn 42 zusammen und gestattet eine Bewegung des äußeren Kardanrahmens 12, des inneren Kardanrahmens 18 und des Kompaßkopfes 28 in Richtung auf die Linse 40, bis die obere Oberfläche des Kompaßkopfes 28 mit der Linse 40 in Kontakt tritt. Im Anschluß an einen solchen Kontakt drüdi die weitere Bewegung des inneren Kardanrahmens und des äußeren Kardanrahmens 12,in Richtung auf die Linse 40, die Feder 44 zusammen, bis die obere Oberfläche des inneren Kardanrahmens 18 an dem Kompaßkopf 28 anliegt. Der innere Kardanrahmen 18 und der Kompaßkopf 28 werden dann zwischen dem Kolben 36 und der Linse 40 eingeklemmt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Um den inneren Kardanrahmen 18 und den Kompaßkopf 28 vollständig einzuklemmen ,muß die Kraft, die durch den Kolben 36 auf dem inneren Kardanrahmen 18 ausgeübt wird, die Federkraft, die von den Federn 42 und von der Feder 44 ausgeübt wird, um das Produkt der verbleibenden Kraft überschreiten. Die verbleibende Kraft wird berechnet, indem man die durchschnittliche Länge des inneren Kardanrahmens 18 und des Kompaßkopfes 28 multipliziert mit dem durchschnittlichen Reibungskoeffizienten zwischen dem inneren Kardanrahmen 18 und dem Kolben 36, sowie dem Kompaßkopf 28 und der Linse 40 (wodurch das resultierende Klemm-Moment defi-

niert wird, das das Pendeln des inneren Rahmens, der Kompaßwelle 24 und des Kompaßkopfes 28 überschreitet) mal der Spitzenbeschleunigung, die das Werkzeug in Richtung auf die Welle 24 erfährt. Das letztere Produkt definiert das maximale Störmoment, das auf das eingeklemmte Werkzeug einwirkt. Wenn das resultierende Klemm-Moment kleiner ist als das Störmoment, wird sich die Ablesung des Meßwerkzeuges ändern, während das Werkzeug aus dem Bohrloch abgezogen wird.

Nachdem der Kompaßkopf 28 und der innere Kardanrahmen 18 miteinander verklemmt sind, wird das Gehäuse 10 aus dem Bohrloch angehoben. Das Gehäuse 10 wird aus dem Druckbehälter herausgenommen, und der Linsenhalter 46 wird von dem Gehäuse entfernt, so daß man die obere Oberfläche des Kompaßkopfes 28 sehen kann.

Eine optische Korrektur der oberen Linse 40 ist nicht erforderlich, da der Kompaßkopf 28 in Kontakt mit der Linse 40 steht. Die Azimut-und Neigungsmessung kann durch die Bedienungsperson visuell abgelesen werden, oder es kann eine Photographie der Position des Kompaßkopfes durch die Linse für eine spätere Analyse mit mechanischen oder optischen Hilfen aufgenommen werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nun bereit für die nächste Messung, indem man den Linsenhalter 46 wieder am Gehäuse anbringt, den Zeitgeber 34 neu einstellt und das Gehäuse 10 in das Druckgefäß einbringt.

Das Gehäuse 10 soll verhindern, daß Feststoffverunreinigungen in die Lager 16 und 22 eindringen. O-Ringdichtungen (nicht dargestellt) können eingesetzt werden, um den inneren Kardanrahmen und den äußeren Kardanrahmen 12 von der Bohrlochumgebung zu isolieren. Ein poröser Pfropfen 56, der aus gesintertem Metall bestehen kann, ist vorgesehen, um ein Druckdifferential zu verhindern, das sich zwischen der Innenseite des Gehäuses 10 und dem Druckbehälter,der das Gehäuse 10 umgibt, aufbauen kann.

Die Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im besonderen ist in Fig. 4 ein vereinfachter Mechanismus zur Aufhängung der Pendelhalterung dargestellt. Die Pendelhalterung 60 ist dem inneren Kardanrahmen 80 ähnlich und besitzt eine obere konvexe Oberfläche, die in Kontakt mit der Linse 40 steht, die zuvor für den Kompaßkopf 28 beschrieben wurde. Ein Betätigungselement 61 umfaßt einen Zeitgeber 62, sowie einen Kolben 63, wie zuvor beschrieben. Die Welle 64, Lager 66 und die Feder 68 befinden sich zwischen der Halterung 60 und dem Kolben 63. Das obere Ende der Welle wirkt als Drehgelenk, wie noch nachfolgend eingehender beschrieben wird. Vorzugsweise besitzt die Welle 64 eine Achse, die mit der Längsachse des Gehäuses 10 zusammenfällt, und in dem Kolben 63 über Lager 66 gehalten ist . Eine Feder 68 befindet sich zwischen der Welle 64 und dem Kolben 63. Endanschläge 70 und 72 befinden sich an jedem Ende der Welle 64 und stellen eine harte Widerlageroberfläche dar. Der Kolben 63 steht in Kontakt mit der unteren Oberfläche der Halterung 60. Vorzugsweise ist die untere Oberfläche der Halterung 60 konvex ausgebildet als sphärisches Segment, das durch einen Radius definiert ist, dessen Mittelpunkt am oberen Drehende der Welle 64 liegt. Die Kontaktoberfläche des Kolbens 63 ist vorzugsweise konkav ausgebildet mit einer Krümmung, die in umgekehrter Weise der unteren konvexen Oberfläche der Halterung 60 entspricht.

In der Normalposition ist die Halterung 60 zwischen dem Kolben 63 und der Linse 40 eingeklemmt. Wenn das Gehäuse 10 an die gewünschte Stelle in dem Bohrloch abgesenkt ist und der Bohrvorgang unterbrochen worden ist, zieht der Kolben 63 sich aus dem Kontakt mit der unteren Oberfläche der Halterung 60 zurück, bis die Halterung 60 auf der Welle 64 ruht. Der Kolben 63 zieht sich weiter zurück, bis die obere Oberfläche der Halterung 60 außer Kontakt mit der Linse 40 gebracht wird. Die Halterung 60 besitzt

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vorzugsweise einen Massenmittelpunkt, der sich an einem Punkt befindet, welcher niedriger ist als der Punkt, an welchem der Endanschlag 70 an dem oberen Schwenkende der Welle 64 anliegt. Während die Längsachse des Gehäuses 10 aus der Vertikalen herausgeschwenkt wird, schwenkt die Halterung 60 um das obere Ende der Welle 64, so daß die Mittelachse der Halterung 60 in einer vertikalen Ausrichtung verbleibt. Der Kompaß 74, der mit der Halterung 60 verbunden ist, bewirkt, daß sich die Halterung um ihre Mittelachse dreht, bis die Oberfläche der Halterung 60 magnetisch orientiert ist.

Nachdem sich die Halterung 60 gedreht hat, um den Azimut des Gehäuses 10 anzuzeigen und eine Schwenkung um das obere Ende der Welle 64 ausgeführt hat, zur Anzeige der Neigung des Gehäuses 10, veranlaßt der Zeitgeber 62, daß der Kolben 63 die Feder 68 und die Welle 64 bewegt und die obere Oberfläche der Halterung 60 gegen die Linse 40 drückt. Wenn die obere Oberfläche der Halterung 60 mit der Linse 40 in Kontakt tritt, bewirkt eine weitere Bewegung des Kolbens in Richtung auf die Linse 40, daß sich die Feder 68 zusammendrückt, bis die obere Oberfläche des Kolbens 63 mit der unteren Oberfläche der Halterung 60 in Kontakt tritt. Zu dieser Zeit ist die Halterung 60 zwischen dem Kolben 63 und der Linse 40 eingeklemmt, und die Axialkraft, die auf die Welle 64 einwirkt, ist begrenzt durch die Kraft, die durch die zusammengedrückte Feder 68 ausgeübt wird. Das Gehäuse 10 kann dann aus der Bohrung herausgenommen werden, und der Linsenhalter 46 kann entfernt werden, wie dies bereits zuvor beschrieben wurde.

Die Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, ersetzt der innere Kardanrahmen 74A den inneren Kardanrahmen 18, gemäß den Fig. 1 bis 3. Der innere Kardanrahmen 74A umfaßt den Körper 76, die Kappe 78, die Welle 80 sowie die Feder 82. Die Feder 82 drückt die Kappe 78 von dem Körper 76 weg, und die Welle 80 ist so ausgebildet, daß sie das Ausmaß der Trennung zwischen der Kappe 78 und dem Körper 76 begrenzt. Beim Betrieb drückt der Kolben 36 die Kappe 78 nach oben,

gegen die Feder 82, bis die Kappe 78 mit dem Körper 76 in Kontakt kommt. Hierauf arbeiten der äußere Kardanrahmen 12, der Kompaßkopf 28, sowie die Federn 42 und 44 in der zuvor beschriebenen Weise.

Indem man die Pendelfreiheit des inneren Kardanrahmens 74A ändert, vermindert die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform Fehler, die erzeugt werden durch das Einklemmen des Kompaßkopfes 28 gegen die Linse 40. Im vorliegenden Fall wird die Pendelfreiheit definiert als das Produkt der Masse des inneren Kardanrahmens 18 (zusammen mit der hieran befindlichen Kompaßwelle 24, dem Kompaßkopf 28 und der Feder 44) mal der Verschiebung des Massenmittelpunktes von der Achse, die durch die Welle 20 definiert ist. Durch die Verschiebung der Kappe 78 von der Achse, die durch die Welle 20 definiert ist, weg, wird die Pendelfreiheit des inneren Kardanrahmens 74A erhöht, während die Neigung des Gehäuses 10 von der Vertikalen gemessen wird. Die Pendelfreiheit wird vermindert, wenn der Kolben 36 die Kappe 78 in Richtung auf den Körper 76 drückt, während der Kompaßkopf 28 entsprechend gegen die Linse 40 gedruckt wird. Eine Abnahme der Pendelfreiheit während der Kompaßkopf 28 gegen die Linse 40 gedrückt wird, vermindert die Möglichkeit einer fehlerhaften Anzeige, da hierdurch ein Störmoment, das durch Beschleunigungen verursacht wird, die auf den Massenmittelpunkt des inneren Kardanrahmens 74A, die quer zur Längsachse des Gehäuses 10 gerichtet sind, wirken, vermindert.

Viele Verbesserungen und Modifikationen sind im Hinblick auf die erfindungsgemäße Vorrichtung möglich, ohne daß man dabei den Rahmen der Erfindung verläßt. So können beispielsweise der Zeitgeber und der Kolben so angeordnet sein, daß die Linse oder der Linsenhalter in Kontakt mit dem Kardanrahmen und dem hieran befestigten Kompaßkopf geführt werden. Bei einer solchen Ausführungs· form könnte sich die Feder zwischen dem äußeren Kardanrahmen

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und dem Gehäuse befinden, um der durch den Kolben aufgebrachten Kraft entgegenzuwirken. Ein Teil des Gehäuses oder ein spezieller Anschlag könnten eingesetzt werden, um mit dem unteren Ende des inneren Kardanrahmens in Kontakt zu treten, während die Linse und der Kompaßkopf den inneren Kardanrahmen nach unten drücken. Bei anderen Ausführungsformen gemäß der Erfindung können die Plazierung des Kompaßkopfes und der Linse verändert werden. Beispielsweise könnte die Linse am unteren Ende des Gehäuses und der Kompaßkopf unterhalb des inneren Kardanrahmens angeordnet werden.

Die vorliegende Erfindung führt zu einer einmaligen Vorrichtung und einem Verfahren zum Schutz der Bestandteile eines Bohrlochklinometers. Indem man die Meßbestandteile verklemmt, wird die Möglichkeit einer Beschädigung dieser Bestandteile vermindert, und die Lebensdauer des Klinometers wird verlängert. Der einmalige Aufbau gemäß der Erfindung macht es auch möglich, daß andere praktische Vorteile realisiert werden können. So können beispielsweise durch das starre Einklemmen der Meßbestandteile des Klinometers die Kräfte begrenzt werden, die auf die empfindlichen Aufhängungselemente einwirken,und das gesamte Klinometer kann kleiner ausgebildet werden, so daß es in entsprechend kleinere Öffnungen paßt, als dies bislang möglich war. Außerdem bietet die Anordnung der Linse nicht nur die erwähnten Vorteile der Erfindung, sondern es ist auch möglich, die Werte für den Azimut und die Neigung des Bohrloches abzulesen, ohne daß die Bestandteile des Klinometers der Bohrlochumgebung ausgesetzt werden müssen.

Claims

P ATE-N TA N M'ALTE HEGEL & DICKEL ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT HEGEL & DICKEL, JULIUS-KREIS-STR. 33. D-8000 MÜNCHEN 60 DR. G. DOELLNER (1900-1945) DR. KARL TH. HEGEL (1927-1982) DIPL.-ING. KLAUS DICKEL JULIUS-KREIS-STR. 33 D-8000 MÜNCHEN 60 TELEFON: 0 89-88 5210 TELEX: 5216739 dpatd TELEGRAMM: DOELLNER-PATi-NT MÜNCHEN IHR ZEICHEN: UNSERZEICHEN: H 3580 DATUM: Exxon Production Research Company P.O. Box 2189 Houston, Texas 77252-2189 V. St. A. Magnetisches Einfach-Klinometer Patentansprüche:

1./Vorrichtung zur Messung der Neigung und des Azimuts eines Bohrloches, gekennzeichnet durch

ein Gehäuse (10),

eine in dem Gehäuse (10) gehaltene Linse (40) mit einer kon-

kaven Oberfläche,

ein Pendelelement (18) mit einer unteren Oberfläche, einer oberen, konvexen Oberfläche, die in Kontakt mit der konkaven Oberfläche der Linse (40) führbar ist, sowie einer Längswelle (24), deren Verlängerung die obere konkave Oberfläche schneidet,

einen Kompaß (30), der an dem Pendelelement befestigt ist, wobei die Magnetpole des Kompaß einander diametral in bezug auf die Längswelle gegenüberliegen.

ein Betätigungselement (32), das mit dem Gehäuse (10) in Verbindung steht und eine Oberfläche besitzt, die mit der unteren Fläche des Pendelelementes zur Anlage führbar ist, wobei mittels des Betätigigungselementes das Pendelelement bis zur Anlage an die Linse anhebbar und hiervon absenkbar ist,

ein Drehgelenk, das in Kontakt mit der unteren Fläche des Pendelelementes in einem Punkt steht, der die Längsachse des Pendelelementes schneidet, sowie

eine Feder zwischen dem Drehgelenk und dem Betätigungselement (32), mittels welcher das Drehgelenk und das Pendelelement außer Anlage mit dem Betätigungselement führbar ist, während der Absenkung des Pendelelementes außer Kontakt mit dar Linse durch das Betätigungselement, wodurch der Kompaß das Pendelelement um die Längsachse zu drehen vermag, unter einer Schwenkbewegung des Pendelelementes um das Drehgelenk.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Drehgelenk und dem Betätigungselement für eine Rotation des DrehgaLenkes ein Lager (26) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die mit dem Pendelelement in Kontakt führbare Oberfläche des Betätigungselementes im wesentlichen die Form eines konkaven Segmentes einer Kugel besitzt, während die untere Oberfläche des Pendelelementes im wesentlichen die Form eines konvexen Segmentes einer Kugel darstellt, mit dem gleichen Radius wie der Radius der konkaven Oberfläche des BetätigungsaLementes.

4· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Kappe (78) zwischen der unteren Oberfläche des Pendelelementes, mit welchem sie in Kontakt steht, und der konkaven Obaflache des Betätigungselementes angeordnet ist, während eine zweite Feder (37) zwischen der Kappe und dem Pendelelement angeordnet ist, zur Übertragung einer Federkraft auf die Kappe von dem Pendelelement weg, während das Pendelelement sich von dem Betätigungselement entfernt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (40) verschiebbar innerhalb des Gehäuses (10) gehalten ist, wobei durch das Betätigungselement die Linse in Kontakt mit der oberen*Flache des Pendelelementes führbar ist, während sich eine Feder zwischen dem Drehgelenk und dem Gehäuse befindet.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:

ein Gehäuse,

eine Linse, die mit dem Gehäuse in Verbindung steht und mit einer konkaven Oberfläche versehen ist,

einen Kompaß mit einer kqufexen Oberfläche, die in Kontakt mit der konkaven Oberfläche der Linse steht,

eine Pendelhalterung, die in gleitendem Kontakt mit dem Gehäuse steht und eine erste Oberfläche besitzt, die in Kontakt mit dem Kompaß steht, sowie mit einer zweiten Oberfläche versehen ist,

eine erste Feder, die zwischen der Halterung und dem Kompaß angeordnet ist, zur Führung des Kompaß um einen vorbestimmten Abstand, weg von der ersten Oberfläche der Halterung,

eine zweite Feder, die sich zwischen der Halterung und dem Ge- -^O häuse befindet, zur Führung der Halterung und des Kompasses weg von der Linse, sowie

ein Betätigungselement mit einer Oberfläche, die in Kontakt mit der zweiten Oberfläche der Halterung steht, um den Kompaß in Kontakt zwischen der Halterung und der Linse zu halten, wobei das Betätigungselement aus dem Kontakt mit der zweiten Oberfläche der Halterung führbar ist, so daß die zweite Feder den Kompaß außer Kontakt mit der Linse zu führen vermag, während die erste Feder den Kompaß außer Kontakt mit der ersten Oberfläche der Halterung zu führen vermag.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet , daß sich die Linse oberhalb des Kompaß befindet, und der Kompaß oberhalb der Halterung angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Betätigungselementes, die in Kontakt mit der Halterung steht, im wesentlichen als konkaves Segment einer Kugel ausgebildet ist, während die zweite Oberfläche der Halterung im wesentlichen die Form eines konvexen Segmentes einer Kugel besitzt, mit dem gleichen Radius wie der Radius der konkaven Oberfläche des Betätigungselementes.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß die Linse verschiebbar innerhalb des Ge-

häuses angeordnet ist, während die Linse mittels des Betätigungselementes in Kontakt mit der oberen Oberfläche des Kompaß führbar ist, bis die untere Oberfläche der Halterung in Anlage mit dem Gehäuse kommt, während die zweite Feder zwischen der Halterung und dem Gehäuse angeordnet ist, zur Führung des unteren Endes der Halterung von dem Gehäuse weg.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:
10

ein Gehäuse mit einer Längsachse, die im wesentlichen parallel zur Achse des ausgewählten Teils des Bohrloches ist,

eine Linse, die sich am oberen Ende des Gehäuses befindet und mit einer konkaven Oberfläche versehen ist,

eine Pendelhalterung, die sich in verschiebbarem Eingriff mit dem Gehäuse befindet und eine obere Oberfläche, eine untere Fläche, sowie eine Längsachse besitzt, die vertikal ausgerichtet ist,

eine erste Feder, die mit der oberen Oberfläche der Halterung verbunden ist,

einen Kompaß, der drehbar aufgehängt ist über eine erste Feder oberhalb der oberen Oberfläche der Halterung und mit einer konvexen Oberfläche versehen ist, deren Krümmung umgekehrt der konkaven Oberfläche der Linse entspricht,

eine zweite Feder, die sich zwischen der Halterung und dem Gehäuse befindet, zur Führung der Halterung und des Kompaß weg von der Linse, sowie

ein Betätigungselement, das mit der unteren Oberfläche der HaIterung zur Anlage führbar ist, zur Führung der Halterung gegen

die zweite Feder, bis die konvexe Oberfläche des Kompaß mit

der konkaven Oberfläche der Linse zur Anlage kommt und zur

Führung der Halterung gegen die erste Feder, bis die obere Oberfläche der Halterung an dem Kompaß anliegt. 5

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:

ein längliches Gehäuse mit einem geschlossenen Ende und einer Längsachse, die parallel zur Mittellinie eines ausgewählten Teiles eines Bohrloches verläuft,

eine Pendelhalterung mit einer oberen Oberfläche sowie einer unteren Oberfläche, angrenzend an das geschlossene Ende des Gehäuses, wobei die Halterung in Richtung der Längsachse des Gehäuses verschiebbar ist und mit diesem in gleitendem Eingriff steht,

eine erste Feder, die mit der oberen Oberfläche der Halterung in Verbindung steht,

einen Kompaß, der durch die erste Feder drehbar oberhalb der oberen Oberfläche der Halterung getragen ist und eine obere konvexe Oberfläche aufweist,
25

eine zweite Feder, die sich zwischen der Halterung und dem Gehäuse befindet, zur Führung der Halterung weg von dem geschlossenen Ende des Gehäuses,

eine Linse, die in gleitendem Eingriff mit dem Gehäuse steht und eine konkave Oberfläche, angrenzend an die konvexe Oberfläche des Kompaß, aufweist, mit einer Krümmung, die umgekehrt ist, entsprechend der konvexen Oberfläche des Kompaß, sowie ein Betätigungselement, das mit dem Gehäuse verbunden ist, zur

Führung der Linse gegen den Kompaß und gegen die erste Feder, bis der Kompaß an der oberen Oberfläche der Halterung anliegt und zur Führung von Linse, Kompaß und Halterung gegen die zweite Feder, bis das untere Ende der Halterung an dem geschlossenen Ende des Gehäuses anliegt.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:

ein längliches Gehäuse mit einer Längsachse, die parallel zur Achse eines vorbestimmten Teils des Bohrloches verläuft,

eine Linse, die mit dem Gehäuse in Verbindung steht und eine konkave Oberfläche besitzt,

einen äußeren Kardanrahmen, der in gleitendem Kontakt mit dem Gehäuse entlang dessen Längsachse steht und um eine Achse schwenkbar ist, die senkrecht zur Längsachse des Gehäuses verläuft,

einen pendelnden inneren Kardanrahmen mit einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche,der schwenkbar an dem äußeren Kardanrahmen um eine Achse gehalten ist, die senkrecht zur Schwenkachse des äußeren Kardanrahmens steht,

eine erste Feder, die mit der oberen Oberfläche des inneren Kardanrahmens in Verbindung steht,

einen Kompaß, der drehbar über die erste Feder oberhalb der oberen Oberfläche des inneren Kardanrahmens gehalten ist und eine obere konvexe Oberfläche mit einer Krümmung aufweist, die umgekehrt der konkaven Oberfläche der Linse entspricht,

eine zweite Feder, die zwischen der Halterung und dem Gehäuse angeordnet ist, zur Führung der Halterung und des Kompaß von der Linse weg, sowie

ein Betätigungselement, das mit dem Gehäuse in Verbindung steht, zur Führung des inneren Kardanrahmens und des äußeren Kardanrahmens gegen die zweite Feder, bis die konvexe Oberfläche des Kompaß in Kontakt mit deren konkaven Oberfläche der Linse steht, sowie zur Führung des inneren Kardanrahmens gegen die erste Feder, bis die obere Oberfläche des inneren Kardanrahmens an dem Kompaß anliegt.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, g e kennzeichnet durch:

ein Gehäuse,

einen Kompaß mit einer konvexen Oberfläche, die in Kontakt mit der konkaven Oberfläche der Linse steht,

eine Pendelhalterung, die in gleitendem Eingriff mit dem Gehäuse steht und eine erste,in Kontakt mit dem Kompaß stehende, sowie eine zweite Oberfläche besitzt, eine erste Feder, die zwischen dem Kompaß und der ersten Oberfläche der Halterung befestigt ist, zur Führung des Kompaß in einen vorbestimmten Abstand,weg von der Halterung,

eine zweite Feder, die sich zwischen der Halterung und dem Gehäuse befindet, zur Führung der Halterung und des Kompaß weg von der Linse,
30

eine Kappe, die in Kontakt mit der unteren Oberfläche der Halterung steht,

eine dritte Feder, die sich zwischen der Kappe und der unteren Oberfläche der Halterung befindet, zur Führung der Kappe,weg

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von der Halterung, sowie

ein Betätigungselement mit einer Oberfläche, die in Kontakt mit der Kappe steht, um den Kompaß und die Halterung in Kontakt zwischen der Kappe und der Linse zu halten, wobei das Betätigungselement von dem Kontakt mit der Kappe lösbar ist, um durch die dritte Feder die Kappe von der Halterung wegzuführen, während mittels der zweiten Feder der Kompaß außer Kontakt mit der Linse bringbar ist, während mittels der ersten Feder der Kompaß außer Kontakt mit der Halterung führbar ist.

14. Verfahren zur Verhinderung einer Beschädigung der Bestandteile eines Bohrloch-Klinometers, dadurch gekennzeichnet, daß man :
15

eine Pendelhalterung zwischen einem Betätigungselement und einer mit einem Gehäuse verbundenen Linse einklemmt,

das Gehäuse in eine vorbestimmte Position in einem Bohrloch absenkt,

das Betätigungselement außer Kontakt mit der Halterung führt, bis die Halterung weder das Betätigungselement noch die Linse berührt und in einer Meßposition aufgehängt ist, 25

die Halterung zwischen dem Betätigungselement und der Linse einklemmt, nachdem die Halterung eine Gleichgewichtsposition erreicht hat,

das Gehäuse aus dem Bohrloch heraushebt und

die Orientierung der Halterung relativ zur Linse abliest.