DE3905416A1

DE3905416A1 - METHOD AND DEVICE FOR IMPLEMENTING PIPE SHAFTS IN BODY SHAFTS, FOR SEISMIC EXPLORATION

Info

Publication number: DE3905416A1
Application number: DE3905416A
Authority: DE
Inventors: Graham Arthur Windbow; Mark Steven Ramsey; James David Fox
Original assignee: Exxon Production Research Co
Current assignee: ExxonMobil Upstream Research Co
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1989-02-22
Publication date: 1989-09-28
Also published as: NO890726D0; CA1317367C; NO890726L; FR2631459B1; GB2216659B; AU617441B2; MY104714A; NL8900355A; GB8905077D0; FR2631459A1; GB2216659A; AU3093789A

Abstract

For converting tube waves into body waves downhole for seismic exploration, a rotary valve tube wave source (8) is used for producing swept frequency tube waves that are injected into a liquid-filled tubing (1) or wellbore (2). The tube waves are converted to body waves by an elongate tube wave converter (5) located at a selected position downhole. The tube wave converter comprises an elongate metal body that preferably substantially fills the wellbore or tubing and has a preferred shape in order to convert efficiently the tube waves to body waves at the selected position downhole. The converter has a strong acoustic impedance contrast with the liquid in the wellbore or tubing. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von unterirdischen Druck- und Schubwellen zur seismischen Exploration der ein Bohrloch umgebenden Erde.The invention relates to the generation of underground Pressure and shear waves for seismic exploration of the Borehole surrounding earth.

Im besonderen bezieht sich die Er findung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung und Umsetzung von Rohrwellen in einem Bohrloch in Druck- und Schubwellen bei einer vorbestimmten Bohrlochtiefe zur vertikale seismischen Umkehrprofilierung oder Bohrlochquerprofilierung der das Bohrloch umgebenden Erde. He refers in particular invention on a method and an apparatus for generating and implementation of tubular shafts in a borehole in pressure and Shear waves at a predetermined borehole depth to the vertical reverse seismic profiling or borehole cross profiling earth surrounding the borehole.

Bei der seismischen Exploration werden seismische Wellen eingsetzt, um die unterirdischen geologischen Strukturen und stratigraphischen Merkmale aufzuzeichnen. Das Endziel der seismischen Exploration ist die Lokalisierung öknomisch förder barer Öl-, Gas- oder Mineralvorkommen. Am häufigsten wird die seismische Exploration ausgeführt durch die Lokalisierung einer Anordnung von Sensoren, die auch Geophone genannt werden, auf der Oberfläche der Erde. Explosive Ladungen, Vibratoren, oder andere seismische Engergiequellen, werden auf der Ober fläche aktiviert, um seismische Wellen in der Erde zu erzeugen. Die seismischen Wellen durchlaufen die Erde als Körperwellen, d.h. als Druckwellen (P-Wellen) und Schubwellen (S-Wellen). Die seismischen Wellen treffen auf Schichten in der Erde auf und werden in Richtung auf die Oberfläche reflektiert. Die Geo phone nehmen die reflektierten Wellen auf. Die sich ergebenden Signale werden aufgezeichnet und auf verschiedene Weise ver arbeitet, um die Informationen über die entsprechenden Erd schichten zu erzeugen.Seismic exploration turns into seismic waves used to the underground geological structures and to record stratigraphic features. The ultimate goal of Seismic exploration is economically conducive to localization mineral oil, gas or mineral deposits. The most common is seismic exploration carried out by localization an array of sensors, also called geophones, on the surface of the earth. Explosive charges, vibrators, or other seismic sources of energy, will be on the top area activated to generate seismic waves in the earth. The seismic waves pass through the earth as body waves, i.e. as pressure waves (P waves) and shear waves (S waves). The seismic waves hit layers in the earth and are reflected towards the surface. The geo phone record the reflected waves. The resulting Signals are recorded and used in various ways works to get the information about the corresponding earth to create layers.

Vertikale seismische Umkehrprofilierung (Umkehr-VSP oder RVSP) ist eine Explorationstechnik, die sich für die Erzielung einer Information eignet über unterirdische Merkmale und Eigenschaften in der das Bohrloch umgebenden Erde. Umkehr-VSP wird ausgeführt, indem man eine seismische Energiequelle in vorbestimmten Tiefen innerhalb eines Bohrloches anordnet. Bewegungsdetektoren oder Geophone werden in einem vorbestimmten Muster auf der Erdober fläche angeordnet. Die von der Quelle ausgehende seismische Energie tritt in die Formation um das Bohrloch ein und wird durch die Erde in der Form von Körperwellen übertragen. Die Bewegungs detektoren auf der Erdoberfläche sprechen auf die Energie an, die von der im Bohrloch befindlichen Quelle ausgeht, sowie auf die Energie, die von den unterirdischen Merkmalen reflektiert wird. Die erhaltene Information wird eingesetzt, um Voraussagen hinsichtlich der geologischen Struktur und der stratigraphischen Merkmale in der das Bohrloch umgebenden Erde zu machen. Vertical seismic reverse profiling (reverse VSP or RVSP) is an exploration technique that is used to achieve a Information is suitable about underground features and properties in the earth surrounding the borehole. Reverse VSP is executed by having a seismic energy source at predetermined depths arranges within a borehole. Motion detectors or Geophones appear in a predetermined pattern on the earth's surface arranged surface. The seismic originating from the source Energy enters the formation around the borehole and is transmit the earth in the form of body waves. The movement detectors on the surface of the earth respond to energy, originating from the source in the borehole, as well as the energy reflected by the underground features becomes. The information received is used to make predictions in terms of geological structure and stratigraphic To make features in the earth surrounding the borehole.

Der Einsatz der vertikalen seismischen Umkehrprofilierung war eingeschränkt, da die Notwendigkeit besteht, daß die im Bohr loch befindliche Quelle eine hinreichende Energie erzeugt, um den Betrieb auszuführen, ohne daß das Bohrloch beschädigt wird. Explosive Ladungen können im Inneren des Bohrloches eingesetzt werden und erzeugen eine hinreichend große Energie, um die vertikale seismische Umkehrprofilierung auszuführen. Das Risiko, das Bohrloch zu beschädigen, ist jedoch erheblich. Luftgewehre können ebenfalls als unterirdische Quellen eingesetzt werden. Es gibt jedoch eine Reihe praktischer Probleme, die mit Luftge wehren verbunden sind, einschließlich der Reflektionen von den freigesetzten Luftblasen, wenn das Gewehr abgefeuert wird und der Notwendigkeit, eine Quelle hohen Luftdruckes innerhalb des Bohrloches vorzusehen. Außerdem können auch Luftgewehre das Bohrloch beschädigen.The use of vertical seismic reverse profiling was limited, since there is a need that the in the Bohr hole source generates sufficient energy to to operate without damaging the borehole. Explosive charges can be used inside the borehole become and generate a sufficient amount of energy to perform vertical seismic reverse profiling. The risk, However, damaging the borehole is significant. Air rifles can also be used as underground sources. However, there are a number of practical problems with Luftge weirs, including reflections from the released air bubbles when the rifle is fired and the need to find a source of high air pressure within the Provide borehole. Air rifles can also do that Damage the borehole.

Eine Veröffentlichung mit dem Titel "Radiation from a Downhole Air Gun Source" von Lee et al., Geophysics. Band 49, Nr. 1 (Januar 1984) beschreibt den Einsatz eines im Bohrloch be findlichen Luftgewehres als seismische Energiequelle bei einem seismischen Feldversuch quer zum Bohrloch. In der Veröffentlichung wird ausgeführt, daß ein Luftgewehr eine attraktive seismische Energiequelle darstellt, zur vertikalen seismischen Querprofilier ung. Es wird jedoch dort ausgeführt, daß das Wiederaufladen, die Befestigung und die erneute Ausrichtung eines Luftgewehres zeit aufwendige Tätigkeiten darstellen. Dies liegt daran, daß Kabel, Schläuche und Drähte mit dem Luftgewehr für dessen Betrieb verbunden werden müssen. Das Luftgewehr führt offensichtlich zu geringen Beschädigungen des Bohrloches.A publication entitled "Radiation from a Downhole Air Gun Source "by Lee et al., Geophysics. Volume 49, No. 1 (January 1984) describes the use of a downhole sensitive air rifle as a seismic energy source in one seismic field test across the borehole. In the publication is carried out that an air rifle is an attractive seismic Represents energy source for vertical seismic cross profiling ung. It is stated, however, that the recharging, the Attachment and realignment of an air rifle time represent complex activities. This is because cables, Hoses and wires with the air rifle for its operation need to be connected. The air rifle is obviously leading too little damage to the borehole.

Die Veröffentlichung von Lee et al. erkennt an, daß zusätzlich zu den Druck- und Schubwellen, die in die Erde in der Nähe der im Bohrloch befindlichen Quelle abgestrahlt werden, auch andere Körperwellen erzeugt werden, wenn die von dem Luftgewehr erzeugte Rohrwelle vom Boden des Bohrloches oder anderen Unregelmäßigkeiten in dem Bohrloch reflektiert wird. Die Rohrwellen stellen Druck impulse oder Druckwellen dar, die in Längsrichtung innerhalb eines flüssigkeitsgefüllten Rohres verlaufen. Auf den Seiten 30 und 31 der Veröfentlichung kommen Lee et al. zu dem Schluß, daß die Rohrwellen von dem Luftgewehr nach unten laufen, am Boden des Bohrloches reflektiert werden und erneut reflektiert werden durch das Luftgewehr oder die Luftblasen, die in der Nähe des Luftgewehres gebildet werden. Es wird dort ausgeführt, daß, wenn immer Hindernisse vorhanden sind, die eine Rohrwellen reflektion erzeugen können, "wie das Ende des Bohrloches, Unregelmäßigkeiten des Bohrloches, Luftblasen, die Anwesenheit des Werkzeuges (Luftgewehr) selbst, oder wenn andere Inhomo genitäten in dem durchdrungenen Medium vorliegen, Sekundärab strahlungen und zugeordnete Vielfache erzeugt werden können."The publication by Lee et al. recognizes that in addition to the pressure and shear waves radiated into the earth near the downhole source, other body waves are generated when the tubular wave generated by the air gun from the bottom of the borehole or other irregularities in the borehole is reflected. The tube waves represent pressure pulses or pressure waves that run in the longitudinal direction within a liquid-filled tube. On pages 30 and 31 of the publication, Lee et al. conclude that the tubular shafts run down from the air gun, are reflected at the bottom of the borehole, and are reflected again by the air gun or the air bubbles formed near the air gun. It is stated there that whenever there are obstacles that can produce a tubular wave reflection, "such as the end of the borehole, irregularities in the borehole, air bubbles, the presence of the tool (air rifle) itself, or when other inhomogeneities in the penetrated Medium is present, secondary radiation and assigned multiples can be generated. "

In einer Veröffentlichung von Lee und Balch mit dem Titel "Tehoretical Seismic Wave Radiation from a Fluid-filled Bore hole", Geophysics, Band 47, Nr. 9 (September 1982) werden Rohr wellen in einem flüssigkeitsgefüllten Bohrloch diskutiert. Die Veröffentlichung führt aus, daß Rohrwellen in einem Bohrloch eine Körperwelle mit hoher Amplitude in der Erde, die das Bohr loch umgibt, erzeugen können, wenn die Rohrwellen am Fuß des bohrloches reflektiert werden.In a publication by Lee and Balch entitled "Tehoretical Seismic Wave Radiation from a Fluid-filled Bore hole ", Geophysics, Volume 47, No. 9 (September 1982) Rohr waves in a liquid-filled borehole discussed. The Publication states that tubular shafts in a borehole a high-amplitude body wave in the earth that affects the Bohr hole surrounds, can generate if the tubular shafts at the foot of the borehole are reflected.

Die US-PS 37 97 724 (Silverman) beschreibt eine Anwendung des Prinzips, welches in der vorgenannten Veröffentlichung von Lee und Balch erwähnt ist. Silverman lehrt die Erzeugung einer Stoß welle oder Rohrwelle in dem Bohrstrang eines Bohrloches. Die Stoßwelle tritt am Ende des Bohrstranges aus und tritt in die Flüssigkeit innerhalb des Bohrloches ein, unter Erzeugung einer seismischen Welle in der Erde. Die Stoßwellen, die von Silverman eingesetzt werden, beschädigen das Bohrloch offensichtlich nicht. Es ist jedoch ineffizient, lediglich die Rohrwelle aus dem Rohr austreten und in die Flüssigkeit innerhalb das Bohrloches ein treten zu lassen, oder alternativ sie zurück durch den Bohrstrang reflektieren zu lassen. Nur eine relativ kleine Menge an Energie der Rohrwelle, die durch das Rohr abwärts läuft, wird in die Formation abgestrahlt. Als Ergebnis ist das Silverman-Verfahren und die entsprechende Vorrichtung ineffizient zum Umsetzen von Rohrwellen in Druck- und Schubwellen. The US-PS 37 97 724 (Silverman) describes an application of the Principle, which is described in the aforementioned publication by Lee and Balch is mentioned. Silverman teaches generating a push shaft or tubular shaft in the drill string of a borehole. The Shock wave emerges at the end of the drill string and enters the Liquid within the borehole, producing a seismic wave in the earth. The shock waves from Silverman used, obviously do not damage the borehole. However, it is inefficient to just pull the tube shaft out of the tube emerge and enter the liquid within the borehole to let them kick, or alternatively they go back through the drill string to reflect. Only a relatively small amount of energy the tube shaft, which runs down through the tube, is in the Formation blasted. As a result, the Silverman process is and the corresponding device inefficient for implementing Pipe shafts in pressure and shear waves.

Die US-PS 46 71 379 (Kennedy et al.) beschreibt eine im Bohrloch befindliche seismische Energiequelle. Eine in dem Bohrloch be findliche Flüssigkeitssäule wird zum Schwingen gebracht, um eine stehende Resonanzwelle zu erzeugen. Dies wird erzielt durch die Isolation einer Wassersäule zwischen zwei aufblasbaren Bälgen und die Erregung der Säule mit einem Schwingantrieb, der mit der Flüssigkeitssäule in Verbindung steht. Das Patent führt aus, daß dies eine relativ effizient Energiequelle darstellt, indem man bei oder in der Nähe der Resonanzfrequenz der Flüssigkeits säule arbeitet. Ein prinzipieller Nachteil der Vorrichtung nach dem Patent ist der relativ komplizierte Aufbau der im Bohrloch befindlichen Ausrüstung, die in den Fig. 3 bis 9 wiedergegeben ist, zur Umsetzung der Idee in die Praxis.US Pat. No. 4,671,379 (Kennedy et al.) Describes a downhole seismic energy source. A column of liquid in the borehole is vibrated to produce a standing resonance wave. This is achieved by isolating a water column between two inflatable bellows and energizing the column with a vibratory drive that is connected to the liquid column. The patent states that this is a relatively efficient source of energy by operating at or near the resonant frequency of the liquid column. A fundamental disadvantage of the device according to the patent is the relatively complicated structure of the equipment located in the borehole, which is shown in FIGS. 3 to 9, for putting the idea into practice.

Die US-PS 22 81 751 (Cloud) lehrt die Erzeugung seismischer Wellen durch periodisch veränderten Druck auf ein flüssigkeitsge fülltes Bohrloch. Soweit Cloud irgendwelche Rohrwellen erzeugt, verläßt er sich hauptsächlich auf den Unterschied des Querschnitte zwischen dem unter Druck stehenden Rohr 14 und dem flüssigkeits gefüllten Bodenabschnitt des Loches 13, um die Rohrwellen in Körperwellen umzusetzen. Das Verfahren und die Vorrichtung, die in dem Cloud-Patent beschrieben sind, werden ebenfalls ineffi zient sein, und zwar aus den gleichen Gründen, wie sie oben bei der Diskussion des Silverman-Patentes angeführt wurden.The US-PS 22 81 751 (Cloud) teaches the generation of seismic waves by periodically changing pressure on a liquid-filled borehole. As far as Cloud produces any tube shafts, it relies primarily on the difference in cross-section between the pressurized tube 14 and the liquid-filled bottom portion of the hole 13 to convert the tube shafts into body waves. The method and apparatus described in the Cloud patent will also be inefficient for the same reasons as discussed in the discussion of the Silverman patent above.

Wie sich aus der voranstehenden Schilderung ergibt, besteht ein Bedürfnis für eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Rohrwellen, die in des Bohrloch eingeleitet werden und effizient in Druck- und Schubwellen umgesetzt werden, um in die das Bohrloch umgebende Erde abzustrahlen. Wie in der Ver öffentlichung von Lee et al. erkannt wird, setzen jegliche Hindernisse in dem Bohrloch, wie etwa ein Luftgewehr, Rohr wellen in Körperwellen um. Der Wirkungsgrad einer solchen Um setzung ist jedoch gering, und es muß ein erheblicher Zeitaufwand eingesetzt werden, um die seismische Arbeit auszuführen, wegen der geringen Abgangsleistung. Vorzugsweise soll die Vorrichtung und das Verfahren es gestatten, die Vorrichtung zum Umsetzen der Rohrwelle leicht an eine vorbestimmte Stelle innerhalb des Bohrloches zu führen.As can be seen from the above description, there is a Need for an apparatus and method for production of pipe shafts that are introduced into the borehole and to be efficiently implemented in pressure and shear waves in order to radiate earth surrounding the borehole. As in ver publication by Lee et al. is recognized, put any Obstacles in the borehole, such as an air rifle, pipe wave into body waves. The efficiency of such an order Settlement is low, however, and it takes a considerable amount of time used to carry out the seismic work because of the low output power. The device should preferably and the method allow the device to convert the tubular shaft easily to a predetermined location within the To drill hole.

Zusätzlich sollte das Verfahren und die Vorrichtung einfach und stabil aufgebaut sein, um die Bedingungen, wie sie typischerweise innerhalb eines Bohrloches auftreten, aushalten zu können.In addition, the procedure and the Device must be simple and stable to meet the conditions as they typically occur within a borehole to be able to endure.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kenn zeichen des Hauptanspruches bzw. des nebengeordneten Hauptvor richtungsanspruches angegebenen Merkmale. Hinsichtlich bevor zugter Ausführungsformen wird auf die Merkmale der Unteran sprüche verwiesen.This object is achieved according to the invention by the in the characteristic Sign of the main claim or the secondary main sub directional specified features. Regarding before preferred embodiments is based on the features of the Unteran sayings.

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren und eine Vor richtung zur Erzeugung von Rohrwellen an oder in der Nähe der Erdoberfläche und die anschließende Umsetzung der Rohrwellen in Körperwellen in der Erde bei einer vorbestimmten Tiefe. Die Rohrwellen werden erzeugt, in das in dem Bohrloch befindliche Fluid an oder in der Nähe des Bohrlochkopfes injiziert und durch die Bohrlochauskleidung oder Verrohrung nach unten geführt. Wenn die Rohrwellen auf einen besonders ausgestalteten Konverter, der in dem Bohrloch in einer vorbestimmten Tiefe aufgehängt ist, auftreffen, werden die Rohrwellen umgesetzt in Druck- und Schub wellen und von dem Konverter in die das Bohrloch umgebende Erde abgestrahlt. Der Rohrwellenkonverter ist eine relativ effiziente Quelle innerhalb des Bohrloches und kann eingesetzt werden, um seismische Experimente durchzuführen, hinsichtlich Umkehr- VSP oder Wellen quer zum Bohrloch.The invention is a method and a pre Direction for the production of tube shafts at or near the Earth's surface and the subsequent implementation of the tubular waves in body waves in the earth at a predetermined depth. The Pipe shafts are created in the downhole Fluid injected at and near the wellhead and through the borehole lining or piping led downwards. If the tube shafts to a specially designed converter that suspended in the borehole at a predetermined depth, the tubular shafts are converted into pressure and thrust waves and from the converter into the earth surrounding the borehole emitted. The tubular shaft converter is a relatively efficient one Source within the borehole and can be used to conduct seismic experiments with regard to reversal VSP or waves across the borehole.

Die Erfindung umfaßt eine Quelle zur Erzeugung von Rohrwellen innerhalb des Bohrloches. Eine Rohrwellenquelle befindet sich in einer geringen Tiefe oder an der Oberfläche und steht mit dem Fluid innerhalb des Bohrloches in Verbindung. Die Rohrwellen quelle injiziert die Rohrwellen, die im Bohrloch abwärts laufen und auf den Rohrwellenkonverter auftreffen. Die Rohrwellenquelle kann Druckimpulse erzeugen, wie etwa ein Luftgewehr. Vorzugsweise erzeugt die Quelle einen steuerbaren Wobbelfrequenzdruckwellen zug. The invention includes a source for generating tubular shafts inside the borehole. A tube shaft source is in a shallow depth or on the surface and stands with the Fluid communicating within the borehole. The pipe shafts source injects the tube shafts that run down the borehole and hit the tubular shaft converter. The tube shaft source can generate pressure pulses, such as an air rifle. Preferably the source generates a controllable wobble frequency pressure wave train.

Die Erfindung umfaßt weiterhin einen Rohrwellenkonverter, der sich in einer vorbestimmten Tiefe innerhalb des Bohrloches be findet. Bei dem Konverter handelt es sich bevorzugt um einen länglichen Körper, der bevorzugt innerhalb des Bohrloches aufge hängt ist, ohne notwendigerweise hiermit verklemmt zu sein, und besitzt eine Länge, die etwa einer halben Wellenlänge einer Formationsdruckwelle bei der Betriebsfrequenz entspricht. Der Rohrwellenkonverter sollte einen starken akustischen Impedanz kontrast bezüglich des in dem Bohrloch befindlichen Fluid be sitzen und sollte das Bohrloch so vollständig wie praktizierbar ausfüllen.The invention further comprises a tubular shaft converter which be within a predetermined depth within the borehole finds. The converter is preferably one elongated body, which preferably opened up within the borehole is hanging without necessarily being stuck with it, and has a length that is about half a wavelength of one Formation pressure wave at the operating frequency corresponds. The Tube wave converter should have a strong acoustic impedance contrast with the fluid in the borehole sit and the borehole should be as complete as practicable to complete.

Vorzugsweise wird der Wobbelfrequenzimpuls, der durch die Rohr wellenquelle erzeugt wird, von einem geeigneten Detektor an dem Rohrwellenkonverter aufgenommen. Das sich ergebende Signal wird nach oben durch den Draht übertragen, an welchem der Rohrwellen konverter aufgehängt ist. Dieses Signal innerhalb des Bohrloches steht in Querverbindung mit den Signalen, die von den Geophonen an der Oberfläche aufgenommen werden, um ein Bild der unteren Oberfläche zu erzeugen, das demjenigen vergleichbar ist, das durch eine impulsive Quelle innerhalb des Bohrloches erzeugt wird. Das sich ergebende Signal kann auch innerhalb des Bohrloches aufge zeichnet und gespeichert werden, für ein Abrufen und das Her stellen einer Querbeziehung zu einer späteren Zeit.Preferably the wobble frequency pulse is transmitted through the tube is generated by a suitable detector on the wave source Tube shaft converter added. The resulting signal is transmitted upwards through the wire on which of the tubular shafts converter is suspended. This signal inside the borehole is in cross-connection with the signals from the geophones be recorded on the surface to create an image of the bottom To produce a surface that is comparable to that created by an impulsive source is generated within the borehole. The resulting signal can also be applied within the borehole recorded and stored for retrieval and retrieval establish a cross-relationship at a later time.

Durch die Erfindung werden mehrere der Probleme gelöst, die mit innerhalb des Bohrloches befindlichen seismischen Quellen ver bunden sind. Die Rohrwellenquelle kann oberhalb des Bohrloches angeordnet sein. Der sich innerhalb des Bohrloches befindende Rohrwellenkonverter besitzt einen einfachen Aufbau und ist trotzdem effizient bei der Umsetzung von Rohrwellen in Kompressions- und Schubwellen. Bei dem Rohrwellenkonverter handelt es sich nicht um ein Luftgewehr oder eine Explosivquelle, so daß die Möglichkeit, daß das Bohrloch beschädigt wird, hierdruch ver ringert wird. Der Rohrwellenkonverter kann über einen Draht in einer vorbestimmten Tiefe innerhalb des Bohrloches aufgehängt werden. Es sind keine Hochdruckleitungen erforderlich und keine komplizierte Verdrahtung. Von der praktischen Seite aus gesehen, handelt es sich bei dem Rohrwellenkonverter als Teil der vor liegenden Erfindung um ein robustes und verläßliches Gerät, das von den Sachverständigen, die sich mit Bohrlochwerkzeugen aus kennen, als großer Vorteil anerkannt wird.The invention solves several of the problems associated with seismic wells located within the borehole are bound. The tube shaft source can be above the borehole be arranged. The one located inside the borehole Tube shaft converter has a simple structure and is nevertheless efficient in converting tubular shafts into compression and shear waves. The tubular shaft converter is not an air rifle or an explosive source, so the Possibility that the borehole is damaged, ver is wrestled. The tubular shaft converter can be connected via a wire suspended a predetermined depth within the borehole will. No high pressure lines are required and none complicated wiring. From the practical side, is the tubular shaft converter as part of the lying invention to a robust and reliable device that by the experts who deal with downhole tools know, is recognized as a great advantage.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:Further advantages, details and features essential to the invention arise from the following description of various Embodiments of the invention, with reference to the Drawings. The following show in detail:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Projekt einer vertikalen seismischen Umkehrprofilierung gemäß der Fig. 2 eine Seitenansicht eines Rohrwellenkonverters, Fig. 1 shows a schematic section through a project a vertical seismic profiling reversal of FIG. 2 is a side view of a tube wave converter,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Drehschiebers als Druckimpulsgeneratoranordnung, Fig. 3 shows a cross section through a first embodiment of a rotary valve as a pressure pulse generator assembly,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Drehschiebers als Druckimpulsgeneratoranordnung, Fig. 4 shows a cross section through a second embodiment of a rotary valve as a pressure pulse generator assembly,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Drehschiebers als Druckimpulsgeneratoranordnung, Fig. 5 shows a cross section through a third embodiment of a rotary valve as a pressure pulse generator assembly,

Fig. 6 eine Seitenansicht im Schnitt einer Ausführungsform eines Rohrwellenkonverters für den Einsatz in einem nicht ausgekleideten Bohrloch und Fig. 6 is a side view in section of an embodiment of a tubular shaft converter for use in a non-lined borehole and

Fig. 7 eine Seitenansicht im Schnitt der in Fig. 4 darge stellten Ausführungsform des Drehschiebers mit zu sätzlichen Dichtungselementen. Fig. 7 is a side view in section of the Fig. 4 Darge presented embodiment of the rotary valve with additional sealing elements.

In Fig. 1 ist die Erfindung teilweise schematisch dargestellt. Eine Leitung 1, wie etwa eine Bohrlochverrohrung oder -aus kleidung, durchdringt das in der Erde befindliche Bohrloch 2 teilweise oder vollständig. Eine Schmiereinrichtung 3 oder eine andere geeignete Einrichtung, die einen Kabeldurchgang zwischen dem Äußeren und dem Innneren der Verrohrung oder des Rohrstranges gestattet, ist an den Bohrlochkopf angeschlossen, und eine elektrische Drahtleitung oder ein mechanisches Kabel 4 erstreckt sich durch die Schmiereinrichtung in das Bohrloch hinein. Das Kabel 4 ist an ein Ende des Rohrwellenkonverters 5 angeschlossen. Die Schmiereinrichtung 3 dichtet das Kabel ringsum ab und ge stattet eine Tiefeneinstellung des Rohrwellenkonverters 5 in üblicher Weise. Typischerweise wird das Kabel 4 auf einer (nicht gezeigten ) Motorwinde aufgespult, so daß die Tiefe oder Axial position des Rohrwellenkonverters innerhalb des Bohrloches leicht justiert werden kann.In Fig. 1 the invention is partially shown schematically. A line 1 , such as a borehole piping or clothing, partially or completely penetrates the borehole 2 in the ground. A lubrication device 3 or other suitable device that allows cable passage between the exterior and interior of the tubing or tubing string is connected to the wellhead, and an electrical wire or mechanical cable 4 extends through the lubrication device into the borehole. The cable 4 is connected to one end of the tubular shaft converter 5 . The lubrication device 3 seals the cable from all around and equips a depth adjustment of the tubular shaft converter 5 in the usual way. Typically, the cable 4 is wound on a motor winch (not shown) so that the depth or axial position of the tubular shaft converter can be easily adjusted within the borehole.

Ein Druckimpulsgenerator 6 erzeugt alternierende Druckimpulse, die als Rohrwellen durch das Bohrloch abwärts wandern. Die Druckimpulsgeneratoranordnung steht mit der Leitung 1 über eine Rohrleitungslänge 7 in Verbindung. Die Druckimpulsgenerator anordnung umfaßt einen Drehschieber 8, der von einem Motor 9 ange trieben wird. Eine Pumpe 10 zieht eine Flüssigkeit, die unter einem relativ geringen Druck steht, von einem Fluidvorrat 11 ab. Die Flüssigkeit verläßt die Pumpe mit einem höheren Druck als der Bohrlochdruck, strömt durch ein Ventil 12 und schließt zur Eingangsseite des Drehschiebers 8. Der Drehschieber ist so ausge bildet, daß die Öffnungen der Hochdruckseite des Ventils und der Rohrleitung 7 rasch geöffnet und zumindest teilweise geschlossen oder blockiert werden können, um alternierende Druckimpulse inner halb der Leitung 7 zu erzeugen. Durch die Steuerung der Motorge schwindigkeit und der Beschleunigung ist es möglich, einen Wobbelfrequenzdruckwellenzug in der Leitung 1 zu erzeugen. Ein Akkumulator 13 kann eingesetzt werden, um die Effekte der Fluid trägheit auf die Einrichtungen oberhalb der vorgeschlagenen Impulsgeneratoranordnung zu reduzieren. In dem Akkumulator kommuniziert ein Flüssigkeitskörper 14 mit dem Auslaß der Pumpe 10, und der Einlaß des Drehschiebers 8 wird überlagert durch einen Hochdruckgaskörper 15. Typischerweise sind das Gas 15 und die Flüssigkeit 14 durch eine Membran oder einen Kolben 21 von einander getrennt. A pressure pulse generator 6 generates alternating pressure pulses which travel down the borehole as tubular waves. The pressure pulse generator arrangement is connected to line 1 via a pipe length 7 . The pressure pulse generator arrangement comprises a rotary valve 8 which is driven by a motor 9 . A pump 10 draws a liquid, which is under a relatively low pressure, from a fluid supply 11 . The liquid leaves the pump at a higher pressure than the borehole pressure, flows through a valve 12 and closes to the inlet side of the rotary valve 8 . The rotary valve is so formed that the openings of the high pressure side of the valve and the pipe 7 can be opened quickly and at least partially closed or blocked to generate alternating pressure pulses within the line 7 . By controlling the engine speed and acceleration, it is possible to generate a wobble frequency pressure wave train in line 1 . An accumulator 13 can be used to reduce the effects of fluid inertia on the devices above the proposed pulse generator arrangement. In the accumulator, a liquid body 14 communicates with the outlet of the pump 10 , and the inlet of the rotary valve 8 is overlaid by a high-pressure gas body 15 . Typically, the gas 15 and the liquid 14 are separated from one another by a membrane or a piston 21 .

Beim Betrieb werden die Druckimpulse oder der Wobbel frequendruckwellenzug, der durch den Druckimpulsgenerator 6 erzeugt wurde, an das Bohrloch 2 über die Leitung 7, die mit dem Bohrlochkopf verbunden ist, angekoppelt. Die Druck impulse werden durch die Bohrlochauskleidung 1 durch das Bohr loch nach unten geführt. Der Rohrwellenkonverter 5 setzt die Druckimpulse in Körperwellen um. Die Körperwellen, die durch Linien angedeutet sind, die von dem Rohrwellenkonverter 5 aus gehend, laufen zur Oberfläche 18 und werden an der Ober fläche von Geophonen 19 aufgenommen. Die Körperwellen werden auch von Merkmalen in der Erde, die das Bohrloch umgibt, re flektiert, und die reflektierten Wellen werden anschließend ebenfalls von den Geophonen 19 aufgenommen. Die von den Geo phonen erzeugten Signale werden aufgezeichnet und können weiterverarbeitet werden, wie dies in diesem Sachgebiet hin länglich bekannt ist.In operation, the pressure pulses or the wobble frequency pressure wave train, which was generated by the pressure pulse generator 6 , are coupled to the borehole 2 via the line 7 , which is connected to the borehole head. The pressure pulses are passed through the borehole lining 1 through the borehole down. The tubular wave converter 5 converts the pressure pulses into body waves. The body waves, which are indicated by lines that go from the tubular shaft converter 5 , run to the surface 18 and are recorded on the upper surface by geophones 19 . The body waves are also reflected by features in the earth surrounding the borehole, and the reflected waves are then also picked up by the geophones 19 . The signals generated by the geophones are recorded and can be further processed, as is well known in this field.

Um den oben erwähnten Wobbelfrequenzdruckwellenzug zu erzeugen, wird der Körper des Drehschiebers des Druckimpulsgenerator zunächst mit einer Geschwindigkeit gedreht, die eine vorbe stimmte Frequenz, wie etwa 20 Hz erzeugt. Über eine Zeitdauer von wenigen Sekunden wird die Geschwindigkeit des Drehschieber körpers in einer gesteuerten Weise bis zu einer vorbestimmten oberen Frequenz, wie beispielsweise 100 Hz erhöht. Dies führt zu einem Wobbelfrequenzrohrwellenzug, nämlich den Wobbel frequenzimpulsen, die durch seismische Oberflächenvibratoren und -verfahren injiziert werden, und auf diesem Sachgebiet hin länglich bekannt sind, wie etwa als VIBROSEIS (registriertes Warenzeichen der Firma Conoco). Die Wobbelfrequenzdruckimpulse laufen als Rohrwellen durch das Bohrloch abwärts und treffen auf den Rohrwellenkonverter auf. Vorzugsweise werden die Rotation des Motors und des Drehschiebers derart gesteuert, daß ein Wobbelfrequenzimpuls erzeugt wird, der die gewünschten Charakter istika aufweist.To generate the wobble frequency pressure wave train mentioned above, becomes the body of the rotary valve of the pressure pulse generator first rotated at a speed that passed tuned frequency, such as generated about 20 Hz. Over a period of time of a few seconds the speed of the rotary valve body in a controlled manner up to a predetermined one upper frequency, such as 100 Hz. this leads to to a wobble frequency tube wave train, namely the wobble frequency pulses caused by surface seismic vibrators and methods are injected, and in this field are well known, such as VIBROSEIS (registered Trademark of the company Conoco). The sweep frequency pressure pulses run down the borehole as tubular waves and meet the tubular shaft converter. Preferably the rotation the motor and the rotary valve controlled such that a Wobble frequency pulse is generated, which has the desired character istika.

Bei dem Rohrwellenkonverter handelt es sich bevorzugt um einen länglichen Metallkörper mit einem starken akustischen Impedanz kontrast gegenüber der Flüssigkeit innerhalb des Bohrloches, der die Leitung 1 so vollständig, wie dies praktisch ausführ bar ist, ausfüllt. Eine bevorzugte Ausführungsform des Rohr wellenkonverters ist in Fig. 2 wiedergegeben. Der Konverter besitzt einen im wesentlichen zylindrischen mittigen Bereich 30 und sich verjüngende, oder im allgemeinen konische Enden 31 und 32. Um eine möglichst wirkungsvolle Abstrahlung zu er reichen, sollte die Länge L des Konverters mindestens etwa 1/2 Wellenlänge bis zu etwa einer ganzen Wellenlänge einer Formationsdruckwelle bei der angestrebten Betriebsfrequenz oder bei der zentralen Frequenz des Wobbelfrequenzimpulses für eine Wobbelfrequenzrohrwelle ausmachen. Die Wellenlänge einer Formationsdruckwelle (Formationsdruckwellengeschwindig keit/angestrebte Betriebsfrequenz) ist bekannt, oder kann leicht über hinlänglich bekannte Verfahren bestimmt werden.The tubular shaft converter is preferably an elongated metal body with a strong acoustic impedance in contrast to the liquid inside the borehole, which fills the line 1 as completely as is practically possible. A preferred embodiment of the tube shaft converter is shown in Fig. 2. The converter has a generally cylindrical central region 30 and tapered, or generally conical ends 31 and 32 . In order to achieve the most effective radiation possible, the length L of the converter should be at least about 1/2 wavelength up to about a whole wavelength of a formation pressure wave at the desired operating frequency or at the central frequency of the wobble frequency pulse for a wobble frequency tube wave. The wavelength of a formation pressure wave (formation pressure wave speed / desired operating frequency) is known, or can easily be determined using well-known methods.

Wie oben ausgeführt wurde, ist es bekannt, daß ein Hindernis in einer flüssigkeitsgefüllten Leitung einige Druck- und Schubwellen abstrahlt, wenn ein Druckimpuls innerhalb der Flüssigkeit auftritt. In der oben diskutierten Veröffentlichung von Lee et al. treffen Rohrwellen auf ein innerhalb des Bohr loches befindliches Luftgewehr auf, wobei Druck- und Schub wellen erzeugt werden. Es wurde ermittelt, daß der Umsetzungs wirkungsgrad der Rohrwellen in Druck- und Schubwellen ansteigt, mit der zunehmenden Länge des Hindernisses bis zu der oben er wähnten bevorzugten Länge. Ein länglicher Konverter funktioniert jedoch entsprechend, obwohl er das mit einem geringeren Wirkungs grad tut, auch wenn seine Länge L geringer ist als die oben genannte bevorzugte Länge. Dementsprechend kann eine längliche Einrichtung, gemäß obiger Verwendung, mit einer Länge, die wesentlich größer ist als der Durchmesser, und im besonderen ein Längen-zu-Durchmesser-Verhältnis besitzt, das wesentlich größer ist als das Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis typischer Luftgewehre oder ähnlichem, unten im Bohrloch eingesetzt werden. As stated above, it is known that an obstacle in a liquid-filled line emits some pressure and shear waves when a pressure pulse occurs within the liquid. In the Lee et al. meet tubular shafts on an air rifle located inside the borehole, generating pressure and shear waves. It has been determined that the conversion efficiency of the tubular waves in pressure and shear waves increases with the increasing length of the obstacle up to the preferred length mentioned above. However, an elongated converter works accordingly, although it does so with less efficiency, even if its length L is less than the preferred length mentioned above. Accordingly, an elongated device, as used above, can have a length that is substantially greater than the diameter, and in particular has a length-to-diameter ratio that is significantly greater than the length-to-diameter ratio of typical air rifles or similar, are used in the bottom of the borehole.

Der Rohrwellenkonverter sollte einen starken akustischen Impedanzkontrast hinsichtlich der Flüssigkeit in dem Bohr loch besitzen. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß der Konverter aus einem festen Metallkörper besteht. Ein weiterer Grund, weshalb Luftgewehre, wie sie in der vorgenannten Ver öffentlichung von Lee eingesetzt werden, nicht besonders wirkungsvoll bei der Umsetzung von Rohrwellen in Körperwellen sind, liegt darin, daß Luftgewehre keinen starken akustischen Impedanzkontrast mit der Flüssigkeit in dem Bohrloch besitzen. Die Wirksamkeit des Konverters steigt an, wenn der Radius an steigt und sich dem Innenradius des Bohrloches nähert. Unter praktischen Gesichtspunkten sollte der Radius des Konverters für den Einsatz in einem ausgekleideten Bohrloch bis 90% oder mehr des Radius der Auskleidung ausmachen. Dies erzeugt den notwendigen starken akustischen Impedanzkontrast, und es ver bleibt nocht ein hinreichendes Spiel, um den Konverter durch die Auskleidung zu führen. Wenn der Konverter aus einem festen Metallkörper besteht, mit einem im wesentlichen gleichförmigen zylindrischen Querschnitt (d.h., wenn die Enden des Konverters sich nicht verjüngen), werden Druckwellen und Schubwellen ent sprechend abgestrahlt, wenn die obigen Bedingungen für Länge und Radius erfüllt sind. Er wird jedoch nur wirkungsvoll einen engen Frequenzbereich abstrahlen.The tubular shaft converter should have a strong acoustic Impedance contrast to the liquid in the well own hole. However, it is not necessary that the Converter consists of a solid metal body. Another Reason why air rifles, as described in the aforementioned Ver Lee's publication, not particularly effective in converting tubular waves into body waves is that air guns do not have a strong acoustic Have impedance contrast with the liquid in the borehole. The effectiveness of the converter increases as the radius increases rises and approaches the inner radius of the borehole. Under practical considerations should be the radius of the converter for use in a lined borehole up to 90% or make up more of the radius of the liner. This creates the necessary strong acoustic impedance contrast, and it ver there is still sufficient game to go through the converter to run the lining. If the converter from a solid Metal body is made with a substantially uniform cylindrical cross section (i.e. when the ends of the converter do not taper), pressure waves and shear waves are removed radiated speaking if the above conditions for length and radius are satisfied. However, it only becomes effective radiate a narrow frequency range.

Um den Wirkungsgrad des des Rohrwellenkonverters über eine größere Bandbreite zu verbesseren, besitzt er bevorzugt die in Fig. 2 wiedergegebene Form. Die Länge L ₁, L ₂ der sich ver jüngenden Endbereiche 31 und 32 sollte vergleichbar sein mit der Länge B des Mittelabschnittes 30. Die Funktion des Konverters ist nicht sehr empfindlich gegenüber der genauen Form der Ver jüngung. Um die Bandbreite der Abstrahlung zu optimieren, sollte der Mittelabschnitt 30 wesentlich kürzer sein als die sich ver jüngenden Endabschnitte 31 und 32. Dies vermindert jedoch die Wirksamkeit des Konverters im niedrigen seismischen Frequenz band, d.h., in Frequenzbereichen von etwa 20 bis etwa 70 Hz. In order to improve the efficiency of the tubular shaft converter over a larger bandwidth, it preferably has the form shown in FIG. 2. The length L ₁ , L _{2 of} the tapering end regions 31 and 32 should be comparable to the length B of the middle section 30 . The function of the converter is not very sensitive to the exact shape of the taper. In order to optimize the bandwidth of the radiation, the middle section 30 should be considerably shorter than the tapering end sections 31 and 32 . However, this reduces the effectiveness of the converter in the low seismic frequency band, that is, in frequency ranges from about 20 to about 70 Hz.

Ein Festklemmen des Rohrwellenkonverters an der Auskleidung ist nicht erforderlich. Der Konverter arbeitet wirksam, unabhängig davon, ob er mit der Auskleidung gut verbunden ist oder nicht. Dies liegt daran, daß bei den seismischen Fre quenzen der von dem Konverter emittierte hauptsächliche Radial impuls durch die Auskleidung und den umgebenden Schlamm oder Zement hindurchläuft.A clamping of the tubular shaft converter on the lining not necessary. The converter works effectively regardless of whether it is well connected to the lining or not. This is because the seismic fre the main radial emitted by the converter impulse through the lining and the surrounding mud or Cement runs through.

Die von dem Konverter abgestrahlten Körperwellen können entweder durch Empfänger aufgenommen werden, die in einem in der Nähe befindlichen Bohrloch angeordnet sind, oder von einer Anordnung von Detektoren auf der Erdoberfläche. Beispielsweise kann eine Anordnung von Geophonen oder Hydrophonen in flachen Löchern ange ordnet werden, die mit Wasser oder Schlamm gefüllt sind, wodurch ein gutes Signal-zu-Geräuschverhältnis sichergestellt wird. Vorzugsweise sollten die Signaldetektoren nicht näher als etwa 30 m an das Bohrloch heran angeordnet werden. Dies liegt daran, daß die Rohrwellen eine starke Energie in die Nähe des Bohr- Loches übertragen,und die Detektoren sollten so weit vom Bohr loch weg angeordnet werden, um zu vermeiden, daß sie diese Energie aufnehmen.The body waves emitted by the converter can either to be picked up by receivers in a nearby area located borehole are arranged, or of an arrangement of detectors on the surface of the earth. For example, a Arrangement of geophones or hydrophones in shallow holes arranged, which are filled with water or mud, whereby a good signal-to-noise ratio is ensured. Preferably, the signal detectors should be no closer than about 30 m from the borehole. This is because that the tubular shafts have a strong energy near the drilling Hole transferred, and the detectors should be as far from the drill hole arranged to avoid them Absorb energy.

Der Wobbelfrequenzrohrwellenzug wird vorzugsweise von einem oder mehreren geeigneten Detektoren aufgenommen, die an dem Rohrwellenkonverter montiert sind. Der Detektor kann ein Be wegungs- oder Drucktransducer sein, oder es kann sich um irgend einen anderen geeigneten und bekannten Detektor handeln. Das gemessene Signal wird durch das Kabel, an welchem der Konverter hängt, nach oben übertragen. Alternativ kann das gemessene Signal unten im Bohrloch aufgezeichnet und später nach oben geführt werden. Diese spätere Abfrage kann, aber muß nicht, das Ergebnis einer Signalverarbeitung unten im Bohrloch sein. An der Oberfläche wird eine Querbeziehung dieses Signals mit einem Signal hergestellt, das von den Detektoren an der Erdoberfläche oder sonstwo aufgenommen wurde, um hieraus ein Bild der unter irdischen Beschaffenheit zu erzeugen, das vergleichbar mit dem jenigen ist, das durch eine impulsive Quelle unten im Bohrloch, wie etwa durch ein Luftgewehr, erzeugt wurde. Dies ist ähnlich zu der Technik, die eingesetzt wird, um Daten von der seis mischen Oberflächenquelle vom Typ VIBROSEIS zu gewinnen und ist in diesem Sachbereich hinlänglich bekannt. Relativ zu Oberflächenvibratoren besitzt die vorliegende Technik den Vor teil, daß das Signal, das in die Erde eintritt, genau definiert ist, was für die Oberflächenvibratoren nicht der Fall ist.The wobble frequency tube wave train is preferably made by one or several suitable detectors added to the Tube shaft converters are mounted. The detector can be a Be displacement or pressure transducer, or it can be any act another suitable and known detector. The measured signal is through the cable to which the converter hangs, transferred upwards. Alternatively, the measured Signal recorded downhole and later up be performed. This later query can, but does not have to, that The result of signal processing down in the borehole. At the surface becomes a cross-relation of this signal with a Signal produced by the detectors on the earth's surface or was taken elsewhere to get a picture of the under to produce earthly quality comparable to that is that by an impulsive source down in the borehole, such as an air rifle. It is similar the technology used to collect data from the seis mix surface source of type VIBROSEIS and is well known in this field. In relation to The present technology has the advantage of surface vibrators partly that precisely defines the signal that enters the earth is what is not the case for the surface vibrators.

Die Druckimpulsgeneratoranordnung kann Einzelimpulse erzeugen, anstelle von Wobbelfrequenzrohrwellen. Ein derartiger Injektor könnte beispielsweise ein Luftgewehr sein. Außerdem können Rohrwellenkonverter unterschiedlichen Aufbaues gemäß der Erfindung eingesetzt werden.The pressure pulse generator arrangement can generate individual pulses, instead of wobble frequency tube waves. Such an injector could be an air rifle, for example. You can also Tubular shaft converter of different construction according to the invention be used.

Die optimale Bohrlochflüssigkeit ist sauberes Wasser, welches entgast ist. Das eingeschlossene Gas kann durch herkömmliche Maß nahmen abgezogen werden, vor der Durchführung des Vorganges. Bohrschlamm, Salzwasser und die meisten handelsüblich verfügbaren Zusatzfluids sind ebenfalls akzeptabel, wenn ein besonderes Ge wicht in der in dem Bohrloch befindlichen Flüssigkeitssäule erforderlich ist.The optimal borehole fluid is clean water, which is degassed. The enclosed gas can by conventional measure were deducted before performing the operation. Drilling mud, salt water and most commercially available Additional fluids are also acceptable if a particular Ge important in the liquid column in the borehole is required.

Vorzugsweise wird der Vorgang in einem ausgekleideten Bohrloch ausgeführt. Wenn das Bohrloch keine Auskleidung besitzt, inji ziert man bevorzugt, gemäß der Erfindung, die Rohrwelle in das offene Ende des Bohrstranges, der Verrohrung, oder eines anderen Arbeitsstranges hinein, wobei der Konverter am Ende des Bohr stranges, des Rohres oder des anderen Arbeitsstranges ange ordnet ist. Diese Ausführungsform soll weiter unten in größerem Detail beschrieben werden.Preferably the operation is in a lined borehole executed. If the borehole is not lined, inject adorned preferably, according to the invention, the tubular shaft in the open end of the drill string, tubing, or other Work string into it, with the converter at the end of the drill strand, the tube or the other work string is arranged. This embodiment is intended to be discussed in greater detail below Be described in detail.

Verschiedene Ausführungsformen des Drehschiebers des Rohrwellen injektors sind in den Fig. 3, 4 und 5 wiedergegeben. Der Drehschieber öffnet und schließt sich hydraulisch mehrfach pro Umdrehung der Ventilspule. So kann beispielsweise bei einer Drehung der Ventilspule jede Öffnung zweimal geöffnet und ge schlossen werden. Wenn N Öffnungen vorgesehen sind und die Welle sich bei einer Frequenz von F₀ Hz dreht, dann liegt die Frequenz der erzeugten Rohrwelle bei 2 NF₀.Different embodiments of the rotary valve of the tubular shaft injector are shown in FIGS . 3, 4 and 5. The rotary valve opens and closes hydraulically several times per revolution of the valve spool. For example, each opening can be opened and closed twice when the valve coil rotates. If N openings are provided and the shaft rotates at a frequency of F ₀ Hz, the frequency of the tubular shaft generated is 2 NF ₀ .

Um dementsprechend Rohrwellen von 100 Hz zu erzeugen, sollte die Wellendrehung bei 60×100 U.p.Min./2N liegen. Wenn N=4 ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, dann ist eine Wellenge schwindigkeit von 750 U.p.Min. erforderlich, um Rohrwellen von 100 Hz zu erzeugen. Dementsprechend führt eine ansteigende Zahl von Öffnungen zu einer Verminderung der Geschwindigkeit, mit welcher der Drehschieber rotiert werden muß. Hierdurch wird die Abnutzung an dem Schieber vermindert. Gegenwärtig werden bis zu 10 Öffnungen durch die Ventilspule für ein Arbeitssystem in Betracht gezogen.In order to generate tube shafts of 100 Hz accordingly, the shaft rotation should be 60 × 100 rpm.2N. If N = 4, as shown in Fig. 3, then a wave speed of 750 rpm. required to generate tube shafts of 100 Hz. Accordingly, an increasing number of openings leads to a decrease in the speed at which the rotary valve has to be rotated. This reduces wear on the slide. Currently, up to 10 openings through the valve spool are considered for a work system.

Das Ventil sollte sorgfältig ausgewuchtet sein, um die Belastung auf die Lager und die Dichtungen während des Betriebes zu mini mieren. Es wird in Betracht gezogen, daß der Druck des Schlammes oder einer anderen Flüssigkeit, die auf der Einlaßseite des Drehschiebers lastet, im Bereich von 6,89 bis 344,5 bar liegt, wobei sie typischerweise etwa 68,9 bar ausmachen sollte. In Ab hängigkeit von den Fluidbedingungen und der Bohrlochgeometrie können auch höhere Drucke eingesetzt werden.The valve should be carefully balanced to handle the load to mini bearings and seals during operation lubricate. It is considered that the pressure of the mud or any other liquid on the inlet side of the Rotary valve is in the range of 6.89 to 344.5 bar, typically it should be around 68.9 bar. In Ab dependence on the fluid conditions and the borehole geometry higher pressures can also be used.

In Fig. 3 sind die Einzelheiten des Aufbaues einer Ausführungsform des Drehschiebers 8 in größerem Detail gezeigt. Der Schieber um faßt einen im wesentlichen rohrförmigen Ventilkörper 36. Die Einlässe 37 führen eine unter hohen Druck stehende Flüssigkeit dem Drehschieber zu. Die Hochdruckflüssigkeit steht mit dem Inneren des Ventilkörpers 36 über Ventilkörperöffnungen 39 in Verbindung. Auslässe 40 sind ebenfalls an den Ventilkörper 36 angeschlossen und stehen mit dem Inneren des Ventilkörpers über die Ventilkörperöffnungen 39 in Verbindung. Endplatten 41 sind an den Enden des Ventilkörpers 36 mittels Schrauben und Muttern 42 und 43 gehalten. Dichtungen 44 zwischen den Endplatten 41 und dem Ventilkörper 36 verhindern das Austreten von Hochdruck flüssigkeit aus dem Ventil.In Fig. 3, the details of the structure of an embodiment of the rotary valve 8 are shown in greater detail. The slide comprises a substantially tubular valve body 36 . The inlets 37 supply a liquid under high pressure to the rotary valve. The high-pressure liquid communicates with the interior of the valve body 36 via valve body openings 39 . Outlets 40 are also connected to valve body 36 and communicate with the interior of the valve body via valve body openings 39 . End plates 41 are held at the ends of valve body 36 by bolts and nuts 42 and 43 . Seals 44 between the end plates 41 and the valve body 36 prevent the escape of high pressure liquid from the valve.

Eine Welle 46, die an Lagern 47 gehalten ist, steht mit jedem Ende eines zylindrischen Spulenkörpers 46 des Drehschiebers in Verbindung, um mechanisch die Spule in dem Ventilkörper zu halten. Die Ventilspule 45 ist ein Hohlzylinder, der an einem Ende geschlossen und am anderen Ende geöffnet sein kann. Die Öffnungen 50 durch den Zylinder werden alternierend auf die Ventilkörperöffnungen 39 ausgerichtet und blockieren diese zumindest teilweise, um einen Wobbel- oder Festfrequenzdruck impulszug zu erzeugen, wenn die Spule gedreht wird. Dichtungen 44 zwischen der Welle 46 und den Endplatten 41 verhindern den Austritt von Fluid aus dem Ventilkörper um die Welle 48 herum. Ein Ende der Ventilspulenwelle 46 steht mit der Antriebswelle 49 eines (nicht dargestellten) Motors in Verbindung, und zwar vorzugsweise über einen Kupplungsmechanismus 48, um ein rasches In- und Außereingriffbringen der Ventilspule mit dem Motor zu ermöglichen. Außerdem kann der Kupplungsmechanismus 48 eine leichte Fehlausrichtung zwischen dem Motor und den Wellen 46 ausgleichen. Andere Antriebskomponenten, wie Kupplungen, Treib riemen, Transmissionen, Winkeltriebe und Untersetzungsgetriebe, können ebenfalls, entsprechend den Erfordernissen, zum Einsatz kommen. Bei dem Antriebsmotor kann es sich um einen beliebigen Typ handeln, wie etwa einen Elektromotor, einen pneumatischen Motor oder einen hydraulisch angetriebenen Motor.A shaft 46 , supported on bearings 47 , communicates with each end of a cylindrical spool 46 of the rotary valve to mechanically hold the spool in the valve body. The valve spool 45 is a hollow cylinder that can be closed at one end and open at the other end. The openings 50 through the cylinder are alternately aligned with the valve body openings 39 and block them at least partially to generate a wobble or fixed frequency pressure pulse train when the spool is rotated. Seals 44 between shaft 46 and end plates 41 prevent fluid from escaping from the valve body around shaft 48 . One end of the valve spool shaft 46 is connected to the drive shaft 49 of an engine (not shown), preferably via a clutch mechanism 48 , to enable quick engagement and disengagement of the valve spool with the engine. In addition, the clutch mechanism 48 can compensate for slight misalignment between the motor and the shafts 46 . Other drive components, such as clutches, drive belts, transmissions, angular drives and reduction gears, can also be used, depending on the requirements. The drive motor can be of any type, such as an electric motor, a pneumatic motor or a hydraulically driven motor.

Typischerweise liegt ein, normalerweise kleines Spiel zwischen dem Außendurchmesser der Ventilspule 45 und dem Innendurchmesser des Ventilkörpers 36 vor. Die Ventilspule schließt dementsprechend typischerweise die Auslässe 40 nicht vollständig ab, wenn die Öffnungen 50 durch die Spule nicht auf die Ventilkörperöffnungen 39 ausgerichtet sind. Dies beeinflußt jedoch nicht die Fähigkeit des Drehschiebers, den angestrebten Wobbelfrequenz impuls zu erzeugen. Dichtungen (nicht dargestellt) können sich an anderen Punkten befinden, wie etwa zwischen dem Außendurch messer der Drehschieberspule 45 und dem Innendurchmesser des Ventilkörpers 36. Derartige Dichtungen werden nachfolgend noch diskutiert.Typically, there is a normally small clearance between the outside diameter of the valve spool 45 and the inside diameter of the valve body 36 . Accordingly, the valve spool typically does not completely close the outlets 40 if the openings 50 through the spool are not aligned with the valve body openings 39 . However, this does not affect the ability of the rotary valve to generate the desired wobble frequency pulse. Seals (not shown) may be located at other points, such as between the outside diameter of the spool 45 and the inside diameter of the valve body 36 . Such seals are discussed below.

Es ist darüber hinaus herauszustellen, daß es nicht erforderlich ist, daß ein kontinuierlicher Fluidstrom von dem Drehschieber in die Leitung 1 des Bohrloches geführt wird. Es reicht aus, daß der Druckimpulsausgang des Ventils hinreichend an die Flüssig keit in dem Bohrloch angekoppelt ist, um die Druckimpulse nach unten zu übertragen. Dies gilt für alle Ausführungsformen der Erfindung.It should also be pointed out that it is not necessary for a continuous flow of fluid to be conducted from the rotary valve into line 1 of the borehole. It is sufficient that the pressure pulse output of the valve is sufficiently coupled to the liquid in the borehole to transmit the pressure pulses downwards. This applies to all embodiments of the invention.

Die Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Drehschiebers 8 gemäß der Erfindung. Die Teile dieser Ausführungsform, die mit denjenigen der oben beschriebenen Ausführungsform gemeinsam sind, tragen die gleichen Bezugsziffern, wie die entsprechenden Teile in Fig. 3. Die beiden prinzipiellen Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen sind die Drehschieberspule 45 und der Ventilkörper 38. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die Drehschieberspule eine Scheibe, und der Ventilkörper 36 umfaßt eine Trennwand oder eine stationäre Scheibe mit einer oder mehreren Öffnungen 39. Die Öffnungen 50 durch die Drehscheibe werden alternierend auf die entsprechenden Öffnungen 39 des Ventilkörpers 36 ausgerichtet, bzw. blockieren diese, so daß ein Wobbel- oder Festfrequenzdruckimpulszug in einer Weise ge bildet wird, die ähnlich derjenigen ist, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Dichtungen (nicht dargestellt) können ent weder angrenzend an den festen Öffnungen 39 oder den sich drehenden Öffnungen 50 oder beiden vorgesehen sein. Es können auch (nicht dargstellte) Dichtungen zwischen dem Innendurchmesser des Ventilkörpers und dem Außendurchmesser der Drehspule 45, zwischen der Scheibenfläche des Ventilkörpers 36 und der Fläche der sich drehenden Spule 45 oder zwischen der Welle 46 und dem Ventilkörper 36 vorgesehen sein. FIG. 4 shows another embodiment of the rotary valve 8 according to the invention. The parts of this embodiment which are common to those of the embodiment described above have the same reference numerals as the corresponding parts in FIG. 3. The two principal differences between the two embodiments are the rotary valve spool 45 and the valve body 38 . In the embodiment according to FIG. 4, the rotary valve spool is a disc and the valve body 36 comprises a partition or a stationary disc having one or more openings 39. The openings 50 through the turntable are alternately aligned with or block the corresponding openings 39 of the valve body 36 so that a wobble or fixed frequency pressure pulse train is formed in a manner similar to that described above. Seals (not shown) may be provided adjacent either the fixed openings 39 or the rotating openings 50 or both. Seals (not shown) may also be provided between the inside diameter of the valve body and the outside diameter of the moving coil 45 , between the disc surface of the valve body 36 and the surface of the rotating spool 45, or between the shaft 46 and the valve body 36 .

Die Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform des Drehschiebers mit einer zylindrischen Drehschieberspule. Die Teile dieser Ausführungsform, die denjenigen der zuvor beschriebenen Aus führungsformen gemeinsam sind, tragen die gleichen Bezugsziffern wie die entsprechenden Teile in Fig. 3 und Fig. 4. Bei dieser Ausführungsform befinden sich die Einlaß- und Auslaßöffnungen 39 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Ventilkörpers 36. Eine oder mehrere Öffnungen oder Auslässe 50 durch die Ventil spule 45 gestatten einen Flüssigkeitseintritt durch die Spule und bilden einen direkten Fluidweg durch das Ventil, wenn die Öffnungen in der Ventilspule auf die Einlässe und Auslässe ausge richtet sind. Während die Spule 45 gedreht wird, richten sich die Öffnungen 50 und die Öffnungen 39 alternierend aus und verschließen diese, um damit den Wobbel- oder Festfrequenz druckimpulszug in einer ähnlichen Weise, wie zuvor beschrieben, zu erzeugen. Eine (nicht gezeigte) Ablaßöffnung kann in einer der Endplatten 41 vorgesehen sein, um zu verhindern, daß sich ein Druck aufbaut zwischen der Endplatte 41, dem Ventilkörper 36 und dem Ende des Ventilkörpers 45. Wie bei den anderen Ausführungsformen können (nicht dargestellte) Dichtungen zwischen dem Ventilkörper 44 und der Ventilspule 45 an einen odere mehreren Stellen vorgesehen sein. FIG. 5 shows a third embodiment of the rotary valve with a cylindrical rotary valve spool. The parts of this embodiment corresponding to those EMBODIMENTS the off described above are common, the same reference numbers bear as the corresponding parts in Fig. 3 and Fig. 4. In this embodiment the inlet and outlet openings 39 on opposite sides of the valve body 36 . One or more openings or outlets 50 through the valve spool 45 allow fluid entry through the spool and form a direct fluid path through the valve when the openings in the valve spool are aligned with the inlets and outlets. As the spool 45 is rotated, the openings 50 and the openings 39 alternately align and close to produce the wobble or fixed frequency pressure pulse train in a manner similar to that previously described. A drain port (not shown) may be provided in one of the end plates 41 to prevent pressure from building up between the end plate 41 , the valve body 36, and the end of the valve body 45 . As with the other embodiments, seals (not shown) may be provided between valve body 44 and valve spool 45 at one or more locations.

Die Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform des Drehschiebers, bei welchem Dichtungen 64 vorgesehen sind, um die Strömung zu unter brechen, wenn sich das Ventil in einem geschlossenen Zustand be findet. Ein zusätzlicher O-Ring 44 dient der Abdichtung zwischen der Welle 46 und der Trennwand. Die Dichtungen bestehen aus einem geeigneten Material, wie etwa Polytetrafluoräthylen. Sie umfassen einen im allgemeinen zylindrischen Körper 65, sowie einen Montage flansch 66, der mittels Schrauben 67 an dem Ventilkörper ge halten sein kann. Die Länge des Körpers wird derart ausgewählt, daß das Ende 68 des Dichtungskörpers 65 sich über die Trennwand oder den Ventilkörper hinaus erstreckt. Die Drehschieberscheibe tritt somit in Kontakt mit dem Ende der Dichtung während die Scheibe rotiert. Die dargestellten Dichtungen können, obwohl sie in der dargestellten Weise wirken, geändert oder durch andere Dichtungen ersetzt werden, um die Abdichtung, die Lebensdauer oder beides zu verbessern. Es wird auch in Betracht gezogen, daß eines oder mehrere Dichtungselemente an anderen Ausführungsformen des Ventiles eingesetzt werden können. Fig. 7 shows an embodiment of the rotary valve, in which seals 64 are provided to interrupt the flow when the valve is in a closed state be. An additional O-ring 44 serves to seal between the shaft 46 and the partition. The seals are made of a suitable material, such as polytetrafluoroethylene. They comprise a generally cylindrical body 65 , and a mounting flange 66 which can be held by screws 67 on the valve body ge. The length of the body is selected such that the end 68 of the sealing body 65 extends beyond the partition or the valve body. The rotary valve disc thus comes into contact with the end of the seal while the disc is rotating. The seals shown, while operating in the manner shown, may be changed or replaced with other seals to improve sealing, life, or both. It is also contemplated that one or more sealing elements can be used on other embodiments of the valve.

Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform des Konverters gemäß der Erfindung in einem offenen oder nicht ausgekleideten Bohrloch. Wie zuvor ausgeführt wurde, ist das Bohrloch vorzugsweise ausge kleidet. In einem nicht ausgekleideten Bohrloch wird der Rohr wellenkonverter in einem Ende eines Rohr- oder Bohrstranges 60 angeordnet, und die Rohrwellen werden in den fluidgefüllten Rohr- oder Bohrstrang 60 injiziert. Der Konverter 5, der ange ordnet wird, indem man das Ende des Rohrstranges bis auf die angestrebte Tiefe führt, ist mittels Schrauben 61 mit dem Rohrstrang verbunden. Das Ende 62 des Rohrstranges sollte mit einem schallabsorbierenden Material 64 A, wie etwa mit bleibe lastetem Gummi, gefüllt sein, um die Reflektionen zu vermindern. Öffnungen 63 durch den Rohrstrang gestatten es dem Konverter, Druck- und Schubwellen in die Formation abzustrahlen. Die Gesamt fläche der Löcher sollte vorzugsweise mindestens etwa 30% des Bereiches des Rohres über den Mittelbereich 30 des Kon verters 5 ausmachen. Alternativ kann der Rohrwellenkonverter 5 als integraler Bestandteil des Rohr- oder Bohrstranges ausge führt sein. Fig. 6 shows an embodiment of the converter according to the invention in an open or not lined borehole. As previously stated, the borehole is preferably lined. In a non-lined borehole, the pipe shaft converter is placed in one end of a pipe or drill string 60 , and the pipe shafts are injected into the fluid-filled pipe or drill string 60 . The converter 5 , which is arranged by leading the end of the tubing to the desired depth, is connected by screws 61 to the tubing. The end 62 of the tubing string should be filled with a sound absorbing material 64 A , such as rubber that remains under load, in order to reduce the reflections. Openings 63 through the tubing allow the converter to radiate pressure and shear waves into the formation. The total area of the holes should preferably make up at least about 30% of the area of the tube over the central area 30 of the converter 5 . Alternatively, the tubular shaft converter 5 may be an integral part of the pipe or drill string.

In ausgekleideten Bohrlöchern wird die Erfindung realisiert, indem man den Rohrwellenkonverter 5 in eine vorbestimmte Tiefe innerhalb des Bohrloches positioniert. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird der Konverter 5 an einem Kabel 4 bis zur vorbe stimmten Tiefe abgesenkt. In einem nicht ausgekleideten Bohr loch wird der Konverter positioniert, indem man das Ende des Rohr- oder Bohrstranges 1, gemäß der Darstellung in Fig. 6, durch herkömmliche Maßnahmen und Mittel in einer vorbestimmten Tiefe anordnet. Wie zuvor erläutert wurde, steht die Druck impulsgeneratoranordnung 6 mit der Auskleidung, dem Rohrstrang, oder dem Bohrstrang in Verbindung, um einen Druckimpuls oder Druckimpulse nach unten zu übertragen. Die Druckimpulse treffen auf den Rohrwellenkonverter auf, und Druckwellen und Schubwellen werden durch den Konverter in die Erde abgestrahlt. Vorzugsweise wird der Wobbelfrequenzdruckimpulszug von einem (nicht darge stellten) geeigneten Detektor am Rohrwellenkonverter aufgenommen, und die sich ergebenden Signale werden nach oben übertragen und aufgezeichnet. Alternativ können die Daten des Detektors unten im Bohrloch gespeichert werden, zur späteren Abfrage. Die Geo phone 18 an der Oberfläche nehmen die Körperwellen auf, und die sich ergebenden Signale werden aufgezeichnet, wobei vorzugs weise eine Querbeziehung hergestellt wird zu den Signalen von dem Detektor am Konverter.The invention is implemented in lined boreholes by positioning the tubular shaft converter 5 to a predetermined depth within the borehole. As shown in Fig. 1, the converter 5 is lowered on a cable 4 to vorbe certain depth. The converter is positioned in an unlined drill hole by arranging the end of the pipe or drill string 1 , as shown in FIG. 6, by conventional measures and means at a predetermined depth. As previously explained, the pressure pulse generator assembly 6 communicates with the liner, tubing, or drill string to transmit a pressure pulse or pressure pulses downward. The pressure impulses hit the tubular shaft converter, and pressure waves and shear waves are emitted into the earth by the converter. Preferably, the wobble frequency pressure pulse train is picked up by a suitable detector (not shown) on the tubular shaft converter, and the resulting signals are transmitted upwards and recorded. Alternatively, the detector data can be stored in the bottom of the borehole for later consultation. The geophone 18 on the surface absorbs the body waves, and the resulting signals are recorded, preferably as a cross-relationship is made to the signals from the detector on the converter.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angeführt werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung lediglich um eine solche beschreibenden Charakters handelt und daß ver schiedene Abänderungen und Modifkationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.At this point it should be explicitly mentioned again be that it is only in the foregoing description is such a descriptive character and that ver Different changes and modifications are possible without doing so to leave the scope of the invention.

Claims

1. A method for converting tubular waves in a liquid-filled borehole into pressure and shear waves which are emitted into the earth surrounding the borehole, characterized in that:
injecting at least one pressure pulse into the liquid within the borehole to produce a tubular shaft which is passed through the borehole to a predetermined depth, and
arranges an elongated tubular shaft converter in the liquid located within the borehole at the predetermined depth, the converter having a strong acoustic impedance in contrast to the liquid located within the borehole.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Tube shaft converter a length of at least about half Wavelength of a formation pressure wave at the operating frequency of the tubular shaft converter, the tubular shaft converter converts the tubular shaft into pressure and shear waves and these Pressure and shear waves radiate into the earth.

3. The method according to claim 2, characterized in that the Tube shaft converter a length in the range of about half Wavelength of a formation pressure wave at the operating frequency of the tubular shaft converter.

4. The method according to claim 2, characterized in that the Converter conical end sections and one essentially has cylindrical central portion.

5. The method according to claim 1, characterized in that the converter has conical end sections and one essentially has cylindrical central portion.

6. The method according to claim 5, characterized in that the Length of the middle section of the tubular shaft converter of length of the two conical end sections is comparable.

7. The method according to claim 1, characterized in that the step of injecting at least one pressure pulse into the downhole liquid is the injection of a Sweep frequency pressure wave train into the liquid in the drill includes hole, for generating a wobble frequency tube wave train in the downhole liquid.

8. The method according to claim 7, characterized in that the Sweep frequency range 20 to 200 Hz.

9. The method according to claim 8, characterized in that the Length of the tube shaft converter in the range of half a shaft length of the wavelength of a formation pressure wave at the mean frequency of the wobble frequency pressure wave train.

10. Device for performing the method according to one of the preceding claims, generating pressure and shear waves at a predetermined depth, within a liquid-filled borehole, for seismic investigation of the earth surrounding the borehole, characterized by
a pressure pulse generator arrangement ( 6 ), which can be coupled to the liquid within the borehole, for generating at least one pressure pulse in the liquid, and
an elongated tubular shaft converter ( 5 ) which is arranged at a predetermined height within the liquid in the borehole ( 2 ) and has a strong impedance contrast with respect to the liquid located in the borehole, whereby by means of the tubular shaft converter ( 5 ) tubular waves in pressure and Shear waves can be implemented, which can be emitted into the earth at a predetermined height.

11. The device according to claim 10, characterized in that the length of the tubular shaft converter ( 5 ) makes up at least about half the wavelength of a formation pressure wave at the desired operating frequency.

12. The apparatus according to claim 10, characterized in that the tubular shaft converter ( 5 ) has a substantially cylindrical central portion ( 30 ) and tapered end portions ( 31 , 32 ).

13. The apparatus according to claim 10, characterized in that the pressure pulse generator arrangement ( 6 ) can inject a wobble frequency pressure wave train into the borehole.

14. The apparatus according to claim 11, characterized in that the length of the tubular shaft converter ( 5 ) makes up at least about half a wavelength of a formation pressure wave at the average frequency of the wobble frequency pressure wave train.

15. A method for implementing tubular waves in a liquid-filled line within a borehole in pressure and shear waves which are emitted into the earth surrounding the borehole, characterized in that
injected at least one pressure pulse in the line, for generating a tubular shaft, which is guided through the line to a predetermined depth and
arranges an elongated tubular wave converter at the predetermined depth within the liquid in the line, the tubular wave converter having a strong acoustic impedance contrast with respect to the liquid in the line.

16. The method according to claim 15, characterized in that the tubular shaft converter completely fills the line, how this is practicable and a length of at least about half a wavelength of a formation pressure wave at has the desired operating frequency of the tubular shaft converter, the tube shaft converter the tube shafts in pressure and thrust converts waves and the pressure and shear waves into the ground emits.

17. The method according to claim 15, characterized in that the tubular shaft converter comprises an elongated metal body, with a substantially cylindrical central portion and tapered end portions.

18. The method according to claim 17, characterized in that the length of each of the tapered end portions of the Tube shaft converter comparable to the length of the central section is.

19. The method according to claim 16, characterized in that the Step of injecting at least one pressure pulse the In jekton a wobble frequency pressure wave train, the Length of the tubular shaft converter at least about half one Wavelength of the formation pressure wave at the middle frequency of the wobble frequency pressure wave train.

20. The method according to claim 15, characterized in that one the pressure and shear waves that enter the formation through the Tube wave converters are emitted, picks up and a Querbe draw creates between the recorded signal and the Signals from other pressure and shear wave detectors received, which is spatially removed from the tubular shaft converter are.

21. Tubular shaft converter for use in a liquid filled line, characterized by an elongated metal body that has a strong acoustic impedance contrast of the liquid in the borehole.

22. tubular shaft converter according to claim 21, characterized in that the length of the tubular shaft converter is at least about one half wavelength of a formation pressure wave during operation frequency of the tubular shaft converter.

23. tubular shaft converter according to claim 22, characterized in that that the length of the tubular shaft converter in the range of about half a wavelength of a formation pressure wave is at the operating frequency of the tubular shaft converter.

24. tubular shaft converter according to claim 23, characterized in that that together with a source to create a wobble Frequency pressure wave train can be used, the length of the Converter at least about half a wavelength of a For pressure wave at the medium frequency of the wobble frquency is.

25. tubular shaft converter according to claim 21, characterized indicates that the diameter of the converter is so large that he conducts the line as fully as practicable fills out.

26. Pipe shaft converter according to claim 25, characterized records that it has a cylindrical central portion and itself has tapered end portions.

27. A tubular shaft converter according to claim 26, characterized in that that the length of the midsection matches the lengths of each end section is comparable.

28. Pressure pulse generator for performing the method according to one of the preceding method claims, characterized by
a valve body ( 36 ) having an opening ( 39 ) and at least two passages ( 37 , 40 ) communicating with the opening ( 39 ) within the valve body ( 36 ), one of the passages being an inlet ( 37 ) which can be connected to a source of a pressurized fluid, while the other passage is an outlet ( 40 ) which can be connected to a line in which pressure pulses are generated,
a valve spool ( 45 ) rotatably supported relative to the valve body ( 36 ) and having at least one through hole ( 50 ) provided between the inlet ( 37 ) and the outlet ( 40 ), the valve spool ( 45 ) from a first Position in which the opening ( 50 ) of the valve spool ( 45 ) establishes a fluid connection between the inlet ( 37 ) and the outlet ( 40 ) and a second position in which the fluid connection here is at least partially blocked compared to the first position , can be transferred to generate pressure pulses within the line by rotating the rotor ( 45 ).

29. Pressure pulse generator according to claim 28, characterized in that a device for rotating the valve coil ( 45 ) is provided, wherein a wobble frequency pressure wave train in the line can be generated by changing the speed of rotation and the acceleration of the valve coil ( 45 ).

30. Pressure pulse generator according to claim 28, characterized in that the valve coil ( 45 ) comprises a shaft ( 46 ) which is rotatably mounted in the valve body ( 36 ), the shaft ( 46 ) carrying a plate ( 45 ) arranged perpendicular thereto which is held on the shaft ( 46 ) in a rotationally fixed manner, at least one opening being provided within the plate ( 45 ).

31. Pressure pulse generator according to claim 30, characterized in that the valve body has at least one opening ( 39 ) which at least partially on the opening ( 50 ) of the shaft ( 46 ) held plate ( 45 ) in at least one rotational position of the shaft ( 46 ) can be aligned.

32. pressure pulse generator according to claim 28, characterized in that the valve body ( 36 ) comprises a cylindrical central portion which has two ends and carries at least one passage ( 39 ), and is provided with two end plates ( 41 ) on the respective End of the valve body ( 36 ) are held, while the valve spool ( 45 ) comprises a substantially coaxial to the valve housing ( 36 ) arranged cylinder which is provided with at least one passage opening ( 50 ) to form a fluid connection between the passage ( 39 ) of the Valve body ( 36 ) in at least one rotational position of the shaft ( 46 ).

33. pressure pulse generator according to claim 32, characterized in that the valve coil ( 45 ) is tubular, and by rotating the valve coil alternately the fluid connection between the opening ( 39 ) within the valve body ( 36 ) and the passage ( 50 ) within the valve spool ( 45 ) is at least partially lockable and unlockable.

34. pressure pulse generator according to claim 32, characterized in that at least one of the end plates ( 41 ) is provided with a passage ( 39 ).

35. Pressure pulse generator according to claim 32, characterized in that the cylindrical part of the valve body ( 36 ) carries a plurality of outlet openings ( 39 ) which can be aligned with openings ( 50 ) within the valve coil ( 45 ), by rotation of the valve coil ( 45 ) relative to the valve body ( 36 ) pressure pulses can be generated in the pressurized fluid.

36. pressure pulse generator according to claim 32, characterized in that the cylindrical part of the valve body (36) carries at least one inlet opening (37) on a first side of the Ventilkröpers (36) and at least one outlet opening (40) on a second side of the valve body has, wherein the openings ( 50 ) through the substantially cylindrical valve coil ( 45 ) represent fluid passages through which a fluid connection between the inlet openings ( 37 ) and the outlet openings ( 40 ) on the first and the second side of the valve body ( 36 ) can be established is.

37. pressure pulse generator according to claim 36, characterized in that an inlet multiple connection to the inlet openings ( 37 ) and an outlet multiple connection to the outlet openings ( 40 ) is connected.