DE4221221C2 - Vermessungsverfahren für Seilkernbohrungen und Vorrichtung zur Durchführung - Google Patents
Vermessungsverfahren für Seilkernbohrungen und Vorrichtung zur DurchführungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Vermessungsverfahren für
Seilkernbohrungen, wobei ein Kerninnenrohr mit daran befestigter, autark funktionierender Meßsonde in ein Kernbohrgestänge eingespült
und in einem Kernaußenrohr mit Bohrkrone über eine Kernrohrkupplung arretiert
wird, von der Meßsonde Meßwerte aufgenommen und zwischengespeichert werden
und nach dem Herausziehen des Kerninnenrohrs aus der Meßsonde ausgelesen
werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Vermessungsverfahrens
nach Anspruch 1, wobei eine rohrförmige autarke Meßsonde,
die einen Sensorteil, eine Energieversorgung,
einen Elektronikteil und einen Datenspeicher enthält, lösbar an ein Kerninnenrohr
angeschlossen ist, das in einem Kernaußenrohr verankerbar ist und das nach
durchgeführter Messung zum Bergen an einen Kernrohrfänger anschließbar ist, der
an ein Kernseil angeschlagen ist.
Ein solches Vermessungsverfahren und eine solche Vorrichtung sind aus der
DE 38 13 508 C1 bekannt. Sie dienen zur Erfassung von Daten aus dem Bohrloch, und
zwar während des Bohrens, um die Effizienz des Kernbohrvorganges zu erhöhen. Nachteilig ist, daß die Meßsonde im
Kerninnenrohr und ohne Zugang zum freien Bohrlochquerschnitt angeordnet ist.
Aus der Druckschrift "HORIZONTAL WELL LOGGING BY SYMPHOR",
Eighth European Formation Evaluation Symposium, in London,
1983, ist ein Bohrlochmeßverfahren und eine zugehörige Vor
richtung bekannt, mit dem insbesondere horizontale oder abge
lenkte Bohrungen vermessen werden können, wobei die Meßsonde am
Ende des Bohrgestänges angebracht ist und zwischen Bohrgestänge
und einem Meßwagen über Tage ein Meßkabel vorgesehen ist, das
über eine Kabelwinde bewegt werden kann. Die Meßsonde besteht
aus einer mit dem Kabelschuh mechanisch und elektrisch ver
bundenen Schwerstange, an die eine Kupplungsstange anschließt,
denen die Meßwerkzeuge nachgeschaltet sind. Die Sonde umfaßt
weiterhin ein Kupplungsgehäuse zum Anschluß an das Bohrgestänge
und ein Schutzgehäuse für die Meßwerkzeuge, das eine Meßöffnung
aufweist. Bei diesem Meßverfahren und der zugehörigen
Meßvorrichtung ist es nachteilig, daß die Meßsonde fest mit dem
Bohrgestänge verbunden ist, so daß das Bohrgestänge vor jeder
Messung ausgebaut werden muß, um die Bohrkrone am unteren Ende
des Bohrstrangs auszubauen und die Meßsonde dort einzubauen.
Es ist weiterhin aus "Efficiently log and perforate 60°+ wells
with coiled tubing", WORLD OIL, July 1987, S. 32, 33, 35,
bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung be
kannt, bei dem anstelle des Bohrgestänges ein spezieller auf
rollbarer Schlauch verwendet wird, der mit einem Spezial-
Schlauchhaspel zusammenwirkt und an dessen Ende eine Meßsonde
anschließbar ist, beispielsweise eine Gammasonde, eine Or
tungssonde für Verrohrungsverbindungen bzw. eine Akustiksonde
zur Güteprüfung der Ringspaltzementierung zwischen Verrohrung
und Gebirge. Bei diesem Vermessungsverfahren und der Vorrich
tung zu dessen Durchführung ist eine schnelle Untersuchung
solcher Bohrungen möglich, bei denen der Bohrturm bereits ab
gebaut ist. Andererseits ist es nachteilig, daß ein spezieller
Haspel und ein spezielles Schlauchgestänge benötigt werden, um
die erforderlichen Messungen durchzuführen.
Der Erfindung liegt die allgemeine Aufgabe zugrunde, ein
Vermessungsverfahren für Seilkernbohrungen
vorzuschlagen, bei dem mit einer
auswechselbaren Meßsonde gearbeitet werden kann, ohne das
Bohrgestänge ausbauen zu müssen, sowie die spezielle Aufgabe, die
Vermessung im freien Querschnitt vor der Bohrkrone vornehmen zu können.
Weiterhin liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens vorzuschlagen.
Hinsichtlich des Vermessungsverfahrens wird diese Aufgabe durch
die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine Weiterbildung
des Vermessungsverfahrens ist in Anspruch 2 niedergelegt.
Vorrichtungen zur Durchführung des Vermessungsverfahrens nach
Anspruch 1 oder 2 sind durch die Merkmale der Ansprüche 3 bis 7
gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Vermessungsverfahren für Seilkernbohrungen
und die zugehörige Vorrichtung eignen sich optimal für die
geophysikalische Vermessung von stark abgelenkten Bohrungen.
Mit diesem neuen Vermessungskonzept, das auf autark funktio
nierenden Meßsonden basiert, die mit dem üblichen Kernrohr in
das Gestänge eingespült werden und deren Sensoren vorn aus der
Bohrkrone herausschauen, wird das Ausbauen des Bohrgestänges
vor dem Vermessen vermieden, so daß der Arbeits- und Zeitauf
wand für die
Vermessungsarbeiten ganz wesentlich verringert
werden kann. Während des Meßvorganges selbst ist keine Kabel
verbindung erforderlich, so daß auch keine aufwendige Sei
teneingänge in das Gestänge benötigt werden. Da die Meßsonden
innerhalb des Gestänges untergebracht sind, treten keine Meß
sondenverluste auf.
Vorzugsweise wird bei jeder Messung gleichzeitig die Teufen
veränderung über einen Gestängewegaufzeichner aufgenommen und
über die Zeit korrelierbar gespeichert. Nach der Beendigung der
Messung wird die Meßsonde aus dem Kernrohr geborgen und aus
gelesen. Gleichzeitig werden den Meßdaten die Zeit- und
Teufendateninformationen zugeordnet und daraus ein Teufe-Daten-
File erstellt, der an Ort und Stelle auf einem Drucker
ausgeplottet werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeich
nung näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Vermessungsver
fahrens für Seilkernbohrungen sowie ein Kernaußenrohr
und ein Kerninnenrohr mit Meßsonde zur Durchführung
des Verfahrens;
Fig. 2 ein Kernaußenrohr mit Bohrkrone;
Fig. 3 ein Kerninnenrohr und
Fig. 4 eine am Kerninnenrohr anordenbare Meßsonde.
In Fig. 1 ist das Prinzip des erfindungsgemäßen Vermessungs
verfahrens für Seilkernbohrungen sowie ein zur Durchführung des
Verfahrens geeignetes, mit einer Bohrkrone 2 bestücktes Kern
außenrohr 4 mit einem Kerninnenrohr 3 abgebildet, das mit einer
Meßsonde 24 verbunden ist und zum Bergen an einen Kern
rohrfänger 7 anschließbar ist. Das Kernaußenrohr 4 ist an ein
Kernbohrgestänge 6 angeschlossen, das sich in einem Bohrloch 26
mit einem abgelenkten Teil 27 befindet. Das im Kernaußenrohr 4
untergebrachte Kerninnenrohr 3 mit der Meßsonde 24 ist im Bei
spiel der Fig. 1 bereits durch Einspülen mit Spülflüssigkeit an
die tiefste Meßstelle vor der Bohrlochsohle 31 gelangt. Der
Kernrohrfänger 7 befindet sich noch im geraden Teil des Bohr
lochs 26. Er wird - ebenfalls durch Einspülen mit Spülflüs
sigkeit - im Kernbohrgestänge 6 an einem Kernseil 8 zum Kern
innenrohr 3 bewegt und daran über einen Fangdorn 5 ange
schlossen. Das Kernseil 8 wird über eine Seilwinde 9 beim
Einfahren in das Bohrloch 26 abgebremst und beim Ausfahren aus
dem Bohrloch 26 gezogen. Die Seilwinde 9 ist neben einem Bohr
turm 25 angeordnet, der über dem Bohrloch 26 errichtet ist. Der
Weg des Kernbohrgestänges 6 wird über einen Gestängewegauf
zeichner 1 gemessen und über die Zeit korrelierbar gespeichert.
Die energetisch autarke Meßsonde 24 verfügt über ein Sensorteil
22, das durch die Bohrkrone 2 hindurch einen meßtechnisch
freien Zugang zur Wandung 30 des Bohrlochs 26, 27 hat, um
Meßdaten, beispielsweise über die Beschaffenheit des Gebirges
29 und der Bohrlochwandung 30 sowie das Bohrlochkaliber 28, zu
erlangen.
Die Fig. 2 zeigt Einzelheiten des Kernaußenrohres 4, das an
einem Ende die Bohrkrone 2 trägt und an dessen anderem Ende
eine Verriegelung 10 und eine Landeschulter 11 zur Fixierung
des Kerninnenrohres 3 angebracht sind.
Aus Fig. 3 sind die Einzelheiten des Kerninnenrohrs 3 er
sichtlich, dessen äußere Abmessungen ein Einschieben in das
Kernaußenrohr 4 erlauben. An das Kerninnenrohr 3 ist an einem
Ende eine Kernfanghülse 17 angeschraubt, die den während des
Bohrvorganges mit der Bohrkrone 2 aus dem Gebirge 29 her
ausgebohrten Bohrkern umschließt und nach Beendigung eines Bohr
abschnittes den von einem Kernbehälter 16 des Kern
innenrohrs 3 aufgenommenen Bohrkern trägt, wenn dieser mit dem
Kerninnenrohr 3 zur Bergung aus dem Bohrloch 26, 27 nach über
Tage gebracht wird. Dort wird die Kernfanghülse 17 vom
Kerninnenrohr 3 abgeschraubt und der Gesteinskern entnommen.
Zum Vermessen des Bohrloches 26, 27 wird anstelle der Kern
fanghülse 17 die Meßsonde 24 über einen Kernfanghülsenadapter
20 an das Kerninnenrohr 3 angeschraubt und letzteres wieder in
das Kernbohrgestänge 6 eingespült.
Der Kernbehälter 16 ist an seinem anderen Ende mit einem
Kernrohrkopf 35 verbunden, der einen Spülkopf 15 trägt, an den
über eine Gewindespindel 34 ein Rückzugsgehäuse 36 längen
veränderlich anschließt, das aus einem Drehlagerteil 14, einem
Landering 13 und einem Riegel 12 besteht und an das der
Fangdorn 5 angeschlossen ist. Der Landering 13 kommt beim Ein
führen des Kerninnenrohres 3 in das Kernaußenrohr 4 auf der
Landeschulter 11 zur Anlage. In dieser Stellung rastet gleich
zeitig der Riegel 12 des Kernrohrkopfes 35 in die Verriegelung
10 des Kernaußenrohres 4 ein. Auf diese Weise ist das Kern
innenrohr 3 fest im Kernaußenrohr 4 verankerbar. Mit dem Fang
dorn 5 ist der Kernrohrfänger 7 an das Kerninnenrohr 3 an
schließbar, wenn das Kernrohr 3 aus seiner Verankerung gelöst
und aus dem Bohrloch 26 herausgezogen werden soll.
In Fig. 4 ist die Meßsonde 24 abgebildet. Aus dieser Darstel
lung geht der allgemeine Aufbau der Meßsonde 24 hervor. Sie
besteht aus einem Sensorteil 22 mit einer Führungsnase 23 und
einer Induktionsspule 21 sowie dem Kernfanghülsenadapter 20.
Der Sensorteil 22 ragt beim Messen aus der Bohrkrone 2 heraus.
An der anderen Seite der Meßsonde 24 ist ein Sondenrohr 32 am
Kernhülsenadapter 20 angebracht. In dem Sondenrohr 32 sind ein
Elektronikteil 33 mit Datenspeicher 19 und eine Batterie 18
(als Stromquelle) enthalten. Das Sondenrohr 32 ist nach dem
Anschließen der Meßsonde 24 an das Kerninnenrohr 3 geschützt in
diesem untergebracht.
Bezugszeichenliste
1 Gestängewegaufzeichner
2 Bohrkrone
3 Kerninnenrohr
4 Kernaußenrohr
5 Fangdorn
6 Kernbohrgestänge
7 Kernrohrfänger
8 Kernseil
9 Seilwinde
10 Verriegelung
11 Landeschulter
12 Riegel
13 Landering
14 Drehlagerteil
15 Spülkopf
16 Kernbehälter
17 Kernfanghülse
18 Batterie
19 Datenspeicher
20 Kernfanghülsenadapter
21 Induktionsspule
22 Sensorteil
23 Führungsnase
24 Meßsonde
25 Bohrturm
26 Bohrloch
27 abglenktes Bohrloch
28 Bohrlochkaliber
29 Gebirge
30 Bohrlochwandung
31 Bohrlochsohle
32 Sondenrohr
33 Elektronikteil
34 Gewindespindel
35 Kernrohrkopf
36 Rückzugsgehäuse
2 Bohrkrone
3 Kerninnenrohr
4 Kernaußenrohr
5 Fangdorn
6 Kernbohrgestänge
7 Kernrohrfänger
8 Kernseil
9 Seilwinde
10 Verriegelung
11 Landeschulter
12 Riegel
13 Landering
14 Drehlagerteil
15 Spülkopf
16 Kernbehälter
17 Kernfanghülse
18 Batterie
19 Datenspeicher
20 Kernfanghülsenadapter
21 Induktionsspule
22 Sensorteil
23 Führungsnase
24 Meßsonde
25 Bohrturm
26 Bohrloch
27 abglenktes Bohrloch
28 Bohrlochkaliber
29 Gebirge
30 Bohrlochwandung
31 Bohrlochsohle
32 Sondenrohr
33 Elektronikteil
34 Gewindespindel
35 Kernrohrkopf
36 Rückzugsgehäuse
Claims (5)
1. Vermessungsverfahren für Seilkernbohrungen, wobei ein
Kerninnenrohr mit daran befestigter, autark funktionierender
Meßsonde in ein Kernbohrgestänge eingespült und in einem
Kernaußenrohr mit Bohrkrone über eine Kernrohrkupplung
arretiert wird, von der Meßsonde Meßwerte aufgenommen und
zwischengespeichert werden und nach dem Herausziehen des
Kerninnenrohres aus der Meßsonde ausgelesen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß nach einem Kernziehvorgang und der
Kernentnahme aus dem Innenrohr (3) ein Sondenrohr (32) der
Meßsonde (24) über einen Kernfanghülsenadapter (20) im unteren
Teil eines Kernbehälters (16) des Kerninnenrohhrs (3)
befestigt wird, anschließend letzteres eingespült und arretiert
wird und dann die Meßwerte für eine Bohrlochvermessungseinheit
im freien Querschnitt über einen durch die
Bohrkrone (2) hindurchragenden Sensorteil (22) der Meßsonde
(24) beim Herausziehen des Kernbohrgestänges (6)
aufgenommen und zeitabhängig in der Meßsonde (24) zwischen
gespeichert werden, wobei gleichzeitig die jeweilige
Meßteufe über einen Gestängewegaufzeichner (1) ermittelt
und küber die Zeit korrelierbar gespeichert wird, und
schließlich das Auslesen der Meßwerte aus der Meßsonde
(24) mit einem tragbaren PC erfolgt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Vermessungsverfahrens
nach Anspruch 1, wobei eine rohrförmige autarke Meßsonde,
die einen Sensorteil, eine Energieversorgung, einen Elek
tronikteil und einen Datenspeicher enthält, lösbar an ein
Kerninnenrohr angeschlossen ist, das in einem Kernaußenrohr
verankerbar ist und das nach durchgeführter Messung
zum Bergen an einen Kernrohrfänger anschließbar ist, der
an ein Kernseil angeschlagen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßsonde (24) aus einem im Kernbehälter (16) des
Kerninnenrohrs (3) anordenbaren Sondenrohr (32), in dem
die Energieversorgung (18), der Elektronikteil (33) und
der Datenspeicher (19) untergebracht sind, aus einem Kern
fanghülsenadapter (20) und aus einem durch die Bohrkrone
(2) hindurch in den freien Bohhrlochquerschnitt hinein
ragenden Sensorteil (22) mit einer Induktionsspule (21) und
einer Führungsnase (23) besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kerninnenrohr (3) aus dem mit dem Kernfanghülsen
adapter (20) der Meßsonde (24) verbindbaren Kernbehälter
(16) zur Aufnahme des Sondenrohrs (32) und aus einem
Kernrohrkopf (35) besteht, der einen Spülkopf (15) und ein
daran verstellbar über eine Gewindespindel (34) befestigtes
Rückzugsgehäuse (36) umfaßt, das aus einem Drehlagerteil
(14), einem Landering (13), einem Riegel (12) sowie
einem Fangdorn (5) gebildet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kernaußenrohr (4) mit Bohrkrone (2) eine Landeschulter
(11) als Widerlager für den Landering (13) des Kernrohr
kopfes (35) des Kerninnenrohrs (3) sowie eine Verriegelung
(10) für den Riegel (12) des Kerninnenrohrs (3) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
an das Bohrgestänge (6) ein Gestängewegaufzeichner (1) an
schließbar ist.
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