DE69127834T2 - Digitale bohrloch-geophonanordnung - Google Patents

Digitale bohrloch-geophonanordnung

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DE69127834T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein digitales Bohrloch-Geophon-Werkzeug.
  • Seismische Bohrloch-Diagonaltomographie wird gegenwärtig als mögliches Verfahren zur Überwachung physischer An derungen in einer Untergrundformation untersucht. Beispielsweise sind schon bei der Überwachung des Fortschreitens einer Verdrängungsfront verbesserter Ölgewinnung (EOR - enhanced oil recovery) durch eine Formation (d.h. der Vorderflanke einer Dampfflut in einem Schwerölreservoir) seismische Tomographievermessungen benutzt worden. Die Ergebnisse aus diesen Vermessungen zeigen an, daß tomographisch verarbeitete Bohrlochquerschnittsdaten Veränderungen der Geschwindigkeit von Schallsignalen bei ihrem Durchlaufen der Formation abbilden können. Man glaubt, daß diese Geschwindigkeits veränderungen durch Faktoren wie beispielsweise (a) die unterschiedliche Temperatur in der Formation und (b) Unterschiede der Materialien (z.B. Wasser, Öl usw.), die die Poren in der Formation anfüllen, verursacht sind.
  • Diese Geschwindigkeitsveränderungen werden verarbeitet und als Querschnit tsprofil zwischen einem Ursprungsbohrloch und einem Empfangsbohrloch dargestellt. Durch Deutung dieser (gewöhnlich "Tomogramme" genannten) Bohrloch-Querschnittsgeschwindigkeitsprofile lassen sich wertvolle Informationen im Bezug auf die physischen Änderungen, die zur Zeit der Aufnahme des Tomogramms stattgefunden haben, erlangen.
  • Zur Erfassung eines Tomogramms wird eine seismische Energiequelle in das Bohrloch einer "Ursprungs"Quelle" eingebracht und im Bohrloch von einem oder mehreren benachbarten "Empfänger-"Quellen ein seismisches Empfängersystem positioniert, die alle die interessierende Formation durchlaufen. Die Energiequelle wird betätigt oder gezündet", um Schallsignale zu erzeugen, die die untersuchte Formation durchlaufen. Die Signale werden durch das Empfängersystem in einer entsprechenden Empfängerbohrung erkannt und aufgezeichnet. Die Laufzeit des Signals von der Ursprungsbohrung zur Empfängerbohrung ist mit einem bestimmten Weg (d.h. "Strahlenweg") durch die Formation verbunden. Durch Positionieren der Energiequelle und/oder des Empfangssystems an verschiedenen Stellen in ihren entsprechenden Bohrlöchern können die Zeiten für ein rechteckiges Gitter von Strahlenwegen aufgezeichnet werden. Beispielsweise kann eine typische Tomographievermessung aus ca. 1600 Strahlenwegen bestehen, die aus 40 Ursprungsstellen und Empfängerstellen abgeleitet sind. Wenn eine ausreichende Anzahl von Strahlenweggeschwindigkeiten aufgezeichnet worden sind, um ein richtiges Formationsprofil herzustellen, werden die Daten tomographisch verarbeitet, um das gewünschte Tomogramm bereitzustellen.
  • Typische Bohrlochempfängersysteme, die vormals bei der Erfassung von Tomographiedaten benutzt worden sind, bestanden im allgemeinen aus einem einzigen Geophon mit drei Bestandteilen, das an einem standardmäßigen 7-adrigen Bohrlochmeßkabel aufgehängt wird. Obwohl solche Systeme gut bei der Erfassung der lochabwärtigen Daten funktionieren, sind sie langsam und äußerst zeitaufwendig, weil die Energiequelle in ihrer Lochbohrung ebenso oft (z.B. 40mal) verlegt und umpositioniert werden muß, wie der Empfänger in der Empfängerbohrung umpositioniert wird (z.B. 40mal), um Daten von der gewünschten Anzahl von Strahlenwegen zu erfassen (z.B. 1600).
  • In jüngerer Zeit sind Systeme zur Durchführung von Tomographievermessungen entwickelt worden, die mehrere Quellen und Empfänger umfassen, so daß mehrere einzelne Strahlenwege von einer einzigen Stelle aus durchlaufen werden können, ohne entweder die Ursprünge oder die Empfänger zu verlegen. Wie leicht zu verstehen ist, wird durch Verringern der Anzahl, mit der der Ursprung und/oder die Empfänger physisch in ihren entsprechenden Bohrlöchern verlegt werden müssen, die vor-Ort-Zeit und daher die Kosten zur Durchführung einer Tomographievermessung im wesentlichen verringert.
  • Die bekannten Systeme mit mehreren Ursprüngen/Empfängern lassen jedoch noch viel zu wünschen übrig. Beispielsweise enthält eines der besser bekannten dieser Systeme ein analoges mehrstufiges Werkzeug, das aus 5 Geophonmodulen besteht, die durch Längen von hochspezialisiertem Kabel miteinander verbunden sind. Diese Kabel enthalten 31 getrennte Drähte, die um einen hydraulischen Schlauch herumgewickelt sind, der zum Antreiben der Klemmarme jedes Moduls hydraulische Kraft bereitstellt. Die gesamte Kabelbaugruppe ist dann in einen stahlbewehrten Mantel eingehüllt und besitzt einen Durchmesser von ca. 1,5 Zoll (34 mm). Dasselbe Kabel wird zum Aufhängen des Werkzeuges in der Bohrlochbohrung benutzt und erstreckt sich bis zur Oberfläche hinauf.
  • Jeder Geophonkanal in jedem Modul ist mit einem fest zugeordneten Paar von Drähten im Kabel verbunden. 15 Kanäle benutzen daher 30 Drähte, wobei der übrige Draht den Strom für das Werkzeug liefert. Die Höchstzahl an Modulen ist daher durch die praktische Anzahl von Drähten begrenzt, die in ein derartiges Kabel eingebaut werden können. Die große Anzahl von Drähten im Bohrlochkabel bietet Schwierigkeiten beim Anschließen des Kabels und der Erhaltung der Zuverlässigkeit aller Verbindungen. Jedesmal wenn von der Oberfläche aus Strom durch die Kabel an die Module angelegt wird, werden fortlaufend Analogdaten von jedem Kanal über ihr entsprechendes Drähtepaar hinaufgesandt. Die 15 Kanäle werden in ein standardmäßiges seismisches Aufzeichnungssystem an der Oberfläche eingespeist. Diese Analogdaten unterliegen jedoch Verzerrung und Verlust der Dynamik und des Frequenzganges aufgrund der schlechten elektrischen Eigenschaften des langen Kabels. In einem weiteren bekannten System wird eine Mehrzahl von Modulen verwendet, die an standardmäßigem "7-adrigen" Bohrlochmeßkabel in einem Bohrloch aufgehängt sind. Das obere Modul digitalisiert Analogdaten, die von den Satellitenmodulen unter ihm zugeführt werden. Die unteren Module sind alle mit dem oberen Modul und miteinander über Längen von mehradrigen Spezialkabeln, die dieselben Nachteile wie oben beschrieben aufweisen, verbunden. Soweit wie bekannt ist, führt dieses System eine Analog- Digitalwandlung der Daten von einem ersten Kanal durch, überträgt sie zur Oberfläche, wandelt die Daten vom nächsten Kanal, überträgt sie zur Oberfläche usw. Dieses übertragungsverfahren (d.h. zeitgemultiplext und kanalgemultiplext) begrenzt die Schnelligkeit, mit der die Daten digitalisiert und übertragen werden können, da bei der übertragung derartiger Digitaldaten zur Oberfläche über standardmäßiges 7-adriges Bohrlochmeßkabel Beschränkungen bestehen.
  • In US-A-4901298 ist ein System zur Erfassung und Aufzeichnung von Signalen offenbart, die durch eine Menge von Sensoren, die in einer oder mehreren am Ende eines Mehrfunktionskabels in ein Bohrloch herabgelassenen Sonden angeordnet sind, abgegeben werden. Diese Literaturstelle offenbart eine Hauptsonde, die einen oder mehrere seismische Sensoren, eine Hydraulikbaugruppe und eine Datenerfassungsvorrichtung enthält. Eine Mehrzahl von Satellitensonden hängen von der Hauptsonde herab und jede Satellitensonde umfaßt einen Steuermechanismus zur Betätigung eines beweglichen Arms zum Verankern der Satellitensonde an der Wand des Bohrlochs, und einen oder mehrere seismische Sensoren.
  • In US-A-3959767 ist eine Vorrichtung zur übermittlung von Informationen in digitaler Form von einer Mehrzahl von in einem Bohrloch befindlichen Analogquellen zu einer Stelle an der Oberfläche offenbart. Es ist ein Multiplexer mit einer Mehrzahl von Eingängen zur Verbindung der Analogsignalausgabe der Analogursprünge mit einem Analog-Digitalwandler als Reaktion auf eine Folgesteuerungsschaltung vorgesehen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung von Schalldaten von einen Bohrloch bereit und ist besonders nützlich bei der Ausführung von Tomographievermessungen. Das digitale Bohrlochgeophon-(BDG - borehole digital geophone)Werkzeug der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, von einem standardmäßigen 7-adrigen Bohrlochmeßkabel (mit einer Länge von 6,1-7,6 km (20.000-25.000 Fuß)) aus zu arbeiten, wobei keine Spezialkabel erforderlich sind, da die einzelnen digitalen Geophonmodule (DGM), die das BDG- Werkzeug bilden, durch kurze getrennte Längen desselben 7-adrigen Kabels miteinander verbunden sind, wodurch die Notwendigkeit irgendwelcher Spezialkabel wegfällt. Jedes relativ kleine DGM (z.B. mit einer Länge von 1,8 m (6 Fuß) und einem Durchmesser von 83 mm (3,25 Zoll)) erfaßt, digitalisiert, stapelt und speichert von seiner eigenen dreiteiligen Geophonbaugruppe erzeugte Daten vor Übertragung von 15 dieser Signale zur Oberfläche über einen fest zugeordneten Leiter im Kabel, wodurch die Abtastrate des Werkzeuges (z.B. 1/8 ms) im wesentlichen erhöht wird, was wiederum die vor-Ort-Zeit zur Durchführung einer Tomographievermessung wesentlich verringert.
  • Insbesondere besteht das BDG-Werkzeug der vorliegenden Erfindung aus mindestens zwei DGM mit jeweils einem Gehäuse mit einem oberen und einem unteren Ende. Jeder Leiter in einem standardmäßigen 7-adrigen Bohrlochmeßkabel ist mit dem oberen Ende des ersten DGMS verbunden. Jedes DGM besitzt in seinem Gehäuse Mittel zur wirkungsvollen Verlängerung jedes dieser Leiter vom oberen Ende zum unteren Ende des Gehäuses. Das untere Ende des ersten DGMs ist durch eine getrennte Länge (z.B. von 1,2-4,3 m (4 bis 14 Fuß)) desselben standardmäßigen 7-adrigen Bohrlochmeßkabels mit dem oberen Ende des zweiten DGMs verbunden, wodurch sich jeder Leiter im Bohrlochmeßkabel effektiv von der Oberfläche bis zum unteren Ende des letzten DGMs im BDG-Werkzeug erstreckt und damit jeden Leiter in jedem DGM für seine entsprechende fest zugeordnete Funktion zur Verfügung stellt.
  • Alle DGM sind gleich und sind innerhalb des BDG-Werkzeuges austauschbar. Jedes DGM besitzt ein Mittel (z.B. einen Verriegelungsarm) zum Verriegeln seines Gehäuses am Bohrloch in seiner gewünschten Arbeitstiefe, das durch einen Elektromotor betätigt wird, der über einen fest zugeordneten Leiter im Kabel Strom von der Oberfläche erhält. Die Geophonbaugruppe in jedem DGM besteht aus einem vertikalen und zwei horizontalen Sensoren, die Schallenergie erfassen und diese darstellende Signale erzeugen. Jeder Sensor besitzt einen getrennten Kanal zur Verarbeitung seines jeweiligen Analogsignals, ehe er das Signal einem verzögerungsfreien Gleitkomma- (IFP - instantaneous floating point) Verstärker zuführt, der wiederum jedem Signal eine Verstärkung erteilt. Diese Signale werden dann digitalisiert und einem Mikroprozessorsystem im Gehäuse des DGMs zugeführt, wo sie gestapelt und gespeichert werden.
  • Eine übertragungsbaugruppe im DGM ruft dann die Signale bei Befehl über ein fest zugeordnetes Paar von Leitern vön der Oberfläche ab und überträgt die Signale sequentiell zur Oberfläche über einen fest zugeordneten übertragungsleiter im Kabel. Jeder DGM enthält auch einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur und Erzeugen eines diese darstellenden Signals, das ebenfalls zur Oberfläche übertragen wird.
  • Im Betrieb wird das BDG-Werkzeug zusammengebaut und an einem standardmäßigen 7-adrigen Kabel auf eine gewünschte Tiefe in einem Bohrloch herabgelassen. Danach wird auf ihren fest zugeordneten Leitern Strom zum ersten (z.B. obersten) DGM herabgesandt, um das erste Modul zu bestromen. Bei Stromempfang beginnt das erste DGM, über den fest zugeordneten übertragungsleiter den Kopfteil hinaufzusenden, der den Bediener über den Zustand und Status des ersten DGMS informiert. Wenn der erste DGM bestromt ist, wird eine Adresse bzw. Logikeinheitsnummer zum ersten DGM gesandt, die den ersten DGM dafür programmiert, nur besonders an diesen adressierte Befehle oder besonders an alle DGM adressierte globale Befehle zu empfangen. Sobald die Logikeinheitsnummer empfangen worden ist, hört der erste DGM mit der übertragung des Kopfteils auf. Ein Bediener an der Oberfläche gibt einen Befehl zum Einschalten von Strom zum nächsten Modul aus, wodurch ein Relay betätigt wird, das dann Strom von den fest zugeordneten Stromleitern im Kabel über den ersten DGM weiter zum zweiten bzw. "nächsten" DGM führt, um den zweiten DGM zu bestromen, und der obige Vorgang wiederholt sich.
  • Nachdem alle DGM bestromt worden sind und ihre entsprechende Logikeinheitsnummer empfangen haben, wird in jedem DGM ein Motor betätigt, um einen Verriegelungsarm auszufahren, um den DGM am Bohrloch zu verriegeln. Es wird dann allen DGM gleichzeitig über einen fest zugeordneten Leiter ein Zeitunterbrechungssignal (d.h. der Zeit, zu der eine Quelle in einem Ursprungsbohrloch gezündet wird) zugeführt, so daß alle DGM gleichzeitig mit der Erfassung von Daten beginnen. Es werden dann Schaildaten erfaßt, verarbeitet, gestapelt, gespeichert und wie oben beschrieben durch jedes DGM übertragen.
  • Es wird nunmehr auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen ist:
  • Figur 1 eine Schnittansicht, die die Ausführung einer Tomographievermessung zwischen einem Ursprungsbohrloch und einem Empfangsbohrloch darstellt;
  • Figur 2 eine Schnittansicht des digitalen Geophonmoduls (DGM) der vorliegenden Erfindung;
  • Figur 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Geophons und Elektronikteils des DGMS der Figur 2;
  • Figur 4A und 4B jeweils ein Schaltschema des Elektronikteils des DGMS der Figur 2 bzw. 3;
  • Figur 5 ein weiteres ausführliches Schaltschema des verzögerungsfreien Gleitkomma- (IFP-) Verstärkers und des Analog-Digital-(A/D-)Wandelsystems der Figur 5; und
  • Figur 6 ein Verdrahtungsschema zur elektrischen Verbindung einer Mehrzahl von DGM mit den Leitern eines standardmäßigen 7-adrigen Bohrlochmeßkabels zur Ausbildung des digitalen Bohrlochgeophonwerkzeuges der vorliegenden Erfindung.
  • Nunmehr besonders auf die Zeichnungen Bezug nehmend, stellt die Figur 1 eine Tomographievermessung dar, die in der Formation 12 zwischen einem Ursprungsbohrloch 10 und einem oder mehreren Empfängerbohrlöchern 11 (von denen nur eins gezeigt wird), die (z.B. um 305 m (1000 Fuß)) vom Bohrloch 10 beabstandet sind. Eine oder mehrere Energiequellen (z.B. drei) 13b-13d hängen am Kabel 13a und sind genau in bekannten Tiefen im Bohrloch positioniert. Die Energiequellen 13 können aus einer beliebigen Quelle bestehen, die genügend Schallenergie erzeugen kann, um die Formation 12 zum Bohrloch des Empfangsloches (der Empfangslöcher) 11 zu durchlaufen. Die Quelle 13 ist vorzugsweise eine Bohrloch-"Airgun", die auf Befehl einen Stoß von Druckluft abgibt, um die gewünschte Schallenergie in der Formation 12 zu erzeugen, z.B. eine von der Firma Bolt 5 Technology Corp., Norwalk, CT, erhältliche Bohrloch-Air-Gun. Andere Arten von Energiequellen (z .B. piezoelektrische, magnetostriktive, implodierende usw.) sind für diesen Zweck ebenfalls bekannt.
  • Ein digitales Bohrlochgeophon-(BDG-)Werkzeug 14 mit einer Mehrzahl (z.B. 5) von Empfängern (z.B. digitalen Geophonmodulen (DGM) 15a-15e) ist an einem standardmäßigen 7-adrigen Bohrlochmeßkabel 16 aufgehängt und genau in einer bekannten Tiefe im Loch des Bohrloches 11 positioniert. Nach Positionierung der Quellen 13 und des BDG-Werkzeuges 14 in ihren entsprechenden Bohrlöchern werden sie "gezündet", gewöhnlich gleichzeitig, um als Punktquelle zu wirken, und die dadurch erzeugte Schallenergie durchläuft verschiedene (Strahlenwege genannte) Wege (wobei der Deutlichkeit halber nur Strahlenwege 17a-17e numeriert sind) durch die Formation 12 zu jeweiligen Empfängern 15a-15e, wo die Energie erfaßt und aufgezeichnet wird. Die Quellen und/oder Empfänger werden dann in andere Tiefen in ihren entsprechenden Bohrlöchern umpositioniert und die Operation wiederholt sich, bis genügend Daten eingesammelt worden sind, um das gewünschte Tomogramm für die Formation 12 bereitzustellen. Nach der vorliegenden Erfindung ist das BDG-Werkzeug 14 an einem standardmäßigen 7-adrigen Bohrlochmeßkabel 16 aufgehängt und wird darüber betrieben und besteht aus einer Mehrzahl von DGM (wovon fünf, 15a-15e, in der Figur 1 gezeigt sind), die durch kurze Längen (1,2-4,3 m (von 4 bis 14 Fuß)) standardmäßigen 7-adrigen Bohrlochmeßkabels voneinander beabstandet sind. Jedes DGM ist in seinem Aufbau identisch und ist gegen jedes andere DGM austauschbar. Es wird daher nur ein DGM ausführlich beschrieben.
  • Nunmehr Bezug nehmend auf Figur 2, besteht das DGM 15a aus einem Gehäuse 20, das einen abgedichteten Geophon- und Elektronikteil 21 und einen Verriegelungsarmteil 22 enthält. Der Verriegelungsarmteil 22 umfaßt einen Schaft 23, der im Gehäuse 20 drehbar gelagert und entlang mindestens eines Teils 24 seiner Länge mit Gewinde versehen ist. Der Schaft 23 ist an einen elektrischen Umkehrmotor 25 angekoppelt und wird durch diesen angetrieben. Der Verriegelungsarm 26 ist gelenkig am oberen Ende des Fensters 27 befestigt, das in die Wand des Gehäuses 20 eingeschnitten ist. Der Arm 26 ist durch das Verbindungsglied 29 gelenkig mit einer Gewindeleitbacke 28 verbunden. Die Leitbacke 28 wirkt mit dem Gewindeteil 24 des Schafts 23 zusammen, wodurch die Leitbacke den Schaft hinaufläuft, wenn der Schaft durch den Motor 25 in einer ersten Richtung gedreht wird, um den Arm 26 nach außen durch das Fenster 27 auszufahren, und den Schaft herabläuft, wenn der Motor den Schaft in die andere Richtung dreht, um den Arm zurückzuziehen.
  • Am äußeren Umfang des Gehäuses 20 können an einer dem Fenster 27 gegenüberliegenden Seite Kontaktschuhe (gerillte Platten 29a) beabstandet und befestigt sein. Die Schuhe 29a berühren das Futterrohr 30 bzw. Bohrloch, wenn das Gehäuse 20 durch den Arm 26 in eine verriegelte Position bewegt wird, um dadurch die Schallkopplung zwischen dem Bohrloch und dem DGM 15 zu verbessern. Die zum Betreiben des DGMS 15a und der "nächsten" DGM darunter benötigte elektrische Verdrahtung (die ausführlich unten in Verbindung mit Figur 5 erläutert wird) ist in der Figur 2 aus Deutlichkeitsgründen nicht dargestellt, durchläuft jedoch den Durchgang 31 in Gehäuse 20 vom Teil 21 am oberen Ende des Gehäuses zum Motor 25 und Kabelteil 16a am unteren Ende des Gehäuses.
  • Wie weiterhin in der Figur 3 dargestellt, besteht das Geophon und der Elektronikteil 21 aus dem Spannungs reglerteil 35, der Elektronikkartenbaugruppe 36 und Geophonbaugruppe 37, die alle unten ausführlicher beschrieben werden. Die Geophonbaugruppe 37 ist eine dreiteilige Geophonbaugruppe der gewöhnlich in seismischen Operationen benutzten Art und weist zwei horizontale Schallsensoren 37a, 37b auf, die im rechten Winkel zueinander liegen, und einen vertikalen Schallsensor 37c. Man wird verstehen, daß die Geophonbaugruppe 37 Schallenergie in ihren entsprechenden Ebenen bei Ankunft der Energie am Bohrloch 11 mißt bzw. erfaßt und jeweils ein entsprechendes diese darstellendes elektrisches Analogsignal erzeugt. Die Elektronikkartenbaugruppe 36 empfängt die entsprechenden Analogsignale vom Geophonteil 37 und digitalisiert, stapelt, speichert und überträgt dann den Speicherinhalt, und überträgt dann die resultierenden digitalisierten Signale über das Kabel 16 zur Oberfläche.
  • Zur weiteren Beschreibung des Geophon- und Elektronikteils 21 wird nunmehr auf das Schaltschema der Figur 4 Bezug genommen. Der Spannungsreglerteil 35 liefert die konstanten geregelten Spannungen, die zum Betreiben des DGMs erforderlich sind. Der Reglerteil 35 besteht aus einem positiven Spannungsregler 40 mit drei Anschlüssen, der eine positive Spannung (z.B. +18 V-GS) über den Leiter 4 des Kabels 16 empfängt und eine konstante geregelte positive Spannung (z.B. +15 V-GS) über die Leitung 41 ausgibt, und auch an einen zweiten positiven Spannungsregler 42 mit drei Anschlüssen, der wiederum eine zweite geregelte konstante positive Spannung (z.B. +5 V-GS) über die Leitung 43 ausgibt. Der negative Spannungsregler 44 mit drei Anschlüssen empfängt eine negative Spannung (z.B. -18 V-GS) über den Leiter 5 des Kabels 16 und gibt eine konstante, geregelte negative Spannung (z.B. -15 V-GS) über die Leitung 45 ab und auch zu einem zweiten, negativen Spannungsregler 46 mit drei Anschlüssen, der wiederum eine zweite geregelte konstante negative Spannung (z.B. -5 V-GS) über die Leitung 47 abgibt.
  • Wie oben angeführt, umfaßt die Geophonbaugruppe 37 zwei horizontale Hörer bzw. Sensoren 37a, 37b und einen vertikalen Hörer bzw. Sensor 37c. Jeder Hörer erzeugt Analogsignale, die das durch diesen Hörer empfangene Schailsignal darstellen, und gibt sein Analogsignal an einen entsprechenden Analogkanal 50 ab. Da jeder Kanal 50 identisch ist, wird nur einer ausführlich erläutert.
  • Das Analogsignal vom Geophon durchläuft einen rauscharmen Eingangsverstärker 51, der ein Differentialsignal annimmt und ein einseitig gerichtetes Signal an Vorverstärker 52, 53 mit programmierbarer Verstärkung abgibt. Die Verstärkungen für die Verstärker 52, 53 sind über das Kabel 16 von der Oberfläche aus in Stufen (z.B. 0 db bis 84 dB in 6-dB-Stufen) programmierbar. Das Signal vom Verstärker 53 wird in den Eingangsmultiplexer 54 eingespeist. Der Prüfoszillator 55 und Prüfimpulsgenerator 56 werden ebenfalls in den Eingangsmultiplexer (MUX) 54 jedes Kanals 50 eingemultiplext. Der Eingangs-MUX 54 ist auch über das Kabel 16 von der Oberfläche aus programmierbar, um das Analogsignal, den Prüfoszillator oder den Prüfimpuls selektiv durch seinen jeweiligen Kanal durchzulassen.
  • Das Signal läuft vom Eingangs-MUX 54 durch das programmierbare rauscharme Hochpaßfilter 57 (z.B. mit Steigung von 18 dB/Oktave), ein programmierbares rauscharmes Tiefpaßfilter 58 (z.B. mit Steigung von 72 dB/Oktave) und den Pufferverstärker 59. Die Signale von allen drei Kanälen 50 werden dem Analogmultiplexer (MUX) 60 zugeführt, der vom Mikroprozessorsystem 61 aus gesteuert wird. Daten vom Temperatursensor 62 (z.B. einem auf 200ºC Skalenendwert geeichten Halbleitertyp) werden über den Analogsignalformer 63 und Multiplexer 64 bearbeitet und auch dem Analog-MUX 60 zugeführt. Der Sensor 62 und die zugehörige Schaltung erlaubt ein fortlaufendes Messen und Aufzeichnen der Temperatur bei Erfassung von tomographischen Daten durch das Werkzeug. Auf einen Befehl vom Mikroprozessor 61 wird der MUX 60 entweder das Analogsignal von einem ausgewählten Kanal 50 oder das Temperatursignal vom Sensor 62 abgeben.
  • Das Signal vom Mux 60 wird dem verzögerungsfreien Gleitkomma-(IFP-)Verstärkersystem 65 zugeführt, das über das Kabel 16 von der Oberfläche aus gesteuert werden kann, so daß es entweder in einem IFP-Modus oder einem Modus mit fester Verstärkung arbeiten kann (die feste Verstärkung kann z.B. von 0 bis 30 dB in Stufen von 6 dB von der Oberfläche aus eingestellt werden).
  • Die Grundfunktion des IFP 65 besteht aus Abtastung des Signals, Bestimmung der Amplitude des abgetasteten Signals und dem Anlegen einer entsprechenden Verstärkung an das abgetastete Signal vor seiner Weitergabe an den Analog-Digital-(A/D-)Wandler 66. Zur vollständigeren Beschreibung des IFP 65 wird nunmehr auf Figur 5 Bezug genommen.
  • Das Signal vom MUX 60 tritt in den IFP 65 über den schnellen monolithischen Präzisions-Abtast- und Halte-(S/H - sample and hold)Verstärker 67, der das Signal für die Zeitdauer zum (a) Treffen einer Entscheidung über die anzulegende Verstärkungshöhe und (b) Beruhigen des Signals nach Anlegen der Verstärkung abtastet und hält. Das Wechselstromsignal durchläuft dann die Prazisions-Gleichrichter-Absolutwertschaltung 68, wo es in einen prazisen Absolutwert umgewandelt wird. Dies wird durch Verwendung des Eingangssignals als sein eigenes Bezugssignal in dem symmetrischen Modulatoraufbau reicht. Das Signal wird dann dem schnellen A/D-Wandler 69 (z.B. 8-Bit-Wandler) zugeführt, der das Absolutwertsignal digitalisiert, das wiederum zum programmierbaren Festwertspeicher (PROM - programmable read only memory) 70 ausgegeben wird, der mit einer Tabelle von Verstärkungszahlen programmiert wird. Die Ausgabe des A/D-Wandlers 69 ist die Adresse für den PROM 70. Der Inhalt einer bestimmten Adresse wird durch den digitalen Multiplexer (MUX) 71 durchgegeben, um die Verstärkung am Verstärkungsbereichseinstellungsverstärker 72 einzustellen, wenn der IFP-Verstärker 15 in seinem IFP-Modus arbeitet. Wenn der IFP 65 in einem Festverstärkungsmodus arbeitet, wird der MUX 71 vom Mikroprozessor 61 gesteuert, um ein Festverstärkungssignal von der Leitung 73 zum Verstärkungsbereichseinstellungsverstärker 72 bereitzustellen.=====
  • Das Signal vom Verstärker 72 läuft weiter zu einem selbsteichenden A/D-Wandler 66 (z.B. einem 16-Bit-, 16-Mikrosekunden-Wandler), dem eine Präzisions-Hochtemperatur-Bezugsspannung (z.B. 4,5 V) über die Leitung 75 zugeführt wird. Vorzugsweise werden wegen des vom BDG-Werkzeug normalerweise angetroffenen hohen Betriebstemperaturbereichs nur die zwölf höchstwertigen Bit dieses Wandlers benutzt. Der Wandler 66 wird durch den programmierbaren Zähler/Zeitgeber 66a und die Steuerlogik 66b gesteuert und enthält auch einen (nicht gezeigten) S/H-Verstärker, der dieses Signal hält und digitalisiert Zu diesem Zeitpunkt gibt der S/H-Verstärker 67 das alte Signal frei und beginnt die Verfolgung eines neuen Signals, wodurch die Funktion im Pipelinebetrieb bearbeitet wird.
  • Das Signal vom Wandler 66 durchläuft den Ausgangspuffer 76, bei dem es sich um eine Gruppe von FIFO-Registern (z.B. mit Breite 16 Bit und Tiefe von 16 k) handelt.
  • Die Informationen vom Puffer 76 werden durch den Mikroprozessor 61 abgerufen, um verarbeitet und im Speicher gespeichert zu werden. Das Mikroprozessorsystem 61 besteht aus einem Taktgeber 61a (z.B. mit 12 MHz), von dem alle anderen Takte im DGM 15a abgeleitet sind. Die Zentraleinheit (CPU - control processing unit) 61b ist ein Mikroprozessor niedriger Leistung (16-Bit-CMOS- Prozessor), der mit der Unterbrechungssteuerung 61c zusammenarbeitet und einen Adreßdecoder 61d, einen CMOS-PROM-Speicher niedriger Leistung 61e (z.B. 128 k × 16) und einen statischen CMOS-Direktzugriffsspeicher (RAM - random access memory) 15f niedriger Leistung enthält. Das Programm, das das Mikroprozessorsystem 61 zum Funktionieren bringt, ist im PROM 61e gespeichert, während der Speicher im RAM 61f bei Mikroprozessorbetrieb, Stapel-, Speicher- und Datenpufferoperationen benutzt wird. Dafür ist ein großer Speicher bereitgestellt, der die Doppelpufferung der Daten im DGM ermöglicht. Das Mikroprozessorsystem 61 enthält auch entsprechende programmierbare Peripherieschnittstellen 619, 61h, die Befehle usw. im gesamten System leiten. Beispielsweise befiehlt der Mikroprozessor 61 dem Verriegelungsarmmotortreiber 77 über die Schnittstelle 61h die Betätigung des Mötors 25 zum Ausfahren oder Zurückziehen des Verriegelungsarms 26 in Abhängigkeit von der Spannungspolarität, die über das Kabel 16 von der Oberfläche aus gesteuert wird.
  • Das Übertragungssystem 80 wird zur Übertragung der Daten zur Oberfläche und zum Empfangen von Befehlen von der Oberfläche über das Kabel 16 benutzt. Das System 80 umfaßt einen programmierbaren Zähler/Zeitgeber 80a, der zur Erzeugung der programmierbaren Sende- und Empfangstakte benutzt wird, die zum Betreiben des Datencodierers/Decodierers 80b erforderlich sind, der wiederum Befehle über Leiter 1 und 2 des Kabels 16 empfängt und Daten auf Leiter 7 des Kabels 16 überträgt. Der Codierer/Decodierer 80b empfängt Daten 5 zur Übertragung vom Mikroprozessorsystem 61 über den (a) Hardware-Datenkomprimierer 81, der die Daten vor ihrer Übertragung komprimiert und dadurch die Datenübertragungsrate bedeutend erhöht; (b) das FIFO-Register 82 und (c) eine Parallel-Serienschnittstelle 83. Der Codierer/Decodierer 80b ist über einen Serien-Parallelwandler 85 mit dem Datenbus 84 verbunden und ist durch die Leitung 87 mit dem Steuerbus 86 verbunden. Auch überprüft der Codierer/Decodierer 80b die Parität der übertragenen und empfangenen Daten.
  • Es wird zu verstehen gegeben, daß die oben beschriebenen Elektronik- und Schaltungsbauelemente nur repräsentativ für die vorliegende Erfindung sind und daß, wo zutreffend und erhältlich, andere Arten und Werte von Bauelementen benutzt werden können. Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in den nachfolgenden zwei Tabellen spezifische im Handel erhältliche Beispiele der oben beschriebenen Bauelemente (Tabelle I) und typische Spezifikationen für das DGM (Tabelle II) aufgeführt.
  • In der Figur 6 wird schematisch dargestellt, wie eine Mehrzahl von auswechselbaren DGM 15 wie die oben beschriebenen elektrisch miteinander verbunden werden, um das BDG-Werkzeug 14 zu bilden. Das erste DGM 15a wird an das Ende eines standardmäßigen 7-adrigen Bohrlochmeßkabels 16 angeschlossen, das, wie der Name andeutet, ein in einen Mantel eingehülltes Bündel mit sieben getrennten Leitern aufweist. Die Leiter sind nur für Beschreibungszwecke von 1 bis 7 durchnumeriert, womit nicht gesagt sein soll, daß irgendein spezifischer Leiter für einen spezifischen Zweck zu benutzen ist, da die Leiter alle gleich sind und gegenseitig austauschbar sind. Nach der Darstellung werden Leiter 1 und 2 zur übertragung von positiven bzw. negativen Befehlssignalen von der Oberfläche zum Befehlsprozessor 80 in DGM 15a benutzt, wenn die Signale an dieses Modul adressiert sind, oder weiter in einen nachfolgenden DGM, z.B. 15b, wenn sie so adressiert sind, usw.
  • Der Leiter 3 überträgt ein Zeitunterbrechungssignal von der Oberfläche zu einem Zeitunterbrechungs signalformer 90 in dem DGM, der bei Empfang des Signals mit der Datenerfassung beginnt. Das Zeitunterbrechungssignal wird gleichzeitig an alle betriebsfähigen DGM 15 im Werkzeug 14 angelegt, so daß die Erfassung in allen DGM zur gleichen Zeit beginnt.
  • Die Leiter 4 und 5 werden zum Leiten von positivem bzw. negativem elektrischen Strom von der Oberfläche zum Reglerteil 35 und durch eine "nächste" DGM-Stromsteuerung 91 (z.B. ein Relais zum Bestromen des nächsten DGMs im Werkzeug 14 auf Befehl). Der Leiter 6 wird zur Zuführung von elektrischem Strom zum Antreiben des Motors zum Ausfahren oder Zurückziehen des Verriegelungsarms 26 (Figur 2) je nach Polarität benutzt, während der Leiter 7 die Verbindung zur übertragung von Daten zur Oberfläche bereitstellt.
  • Funktionsmäßig durchlaufen alle sieben Leiter des Kabels 16 die gesamte Länge jedes DGM und sind am Verbinder 94 (z.B. 7-poligen Verbinder) am unteren Ende desselben abgeschlossen, der wiederum mit einem (nicht gezeigten) Gegenverbinder (z.B. 7-Buchsen-Verbinder) am Kabel 16 oder der Kabellänge 16a zusammenpaßt. Auf diese Weise steht schließlich ein durchgehendes 7-adriges Kabel von der Oberfläche zum unteren Ende des letzten DGM in Werkzeug 14 zur Verfügung. Es ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung ein BDG-Werkzeug 14 bereitstellt, das an einem standardmäßigen 7-adrigen Bohrlochmeßkabel aufgehängt und damit betrieben werden kann, wobei Längen desselben Bohrlochmeßkabels zum Zusammenschalten der Module des Werkzeuges benutzt werden können. Dadurch erübrigt sich die Notwendigkeit teurer Spezialkabel, wie es der Fall bei bekannten vorherigen Werkzeugen dieser Art ist. Nach dieser ausführlichen Beschreibung des Aufbaus des Werkzeuges 14 wird nunmehr die Funktionsweise des Werkzeuges nachstehend beschrieben.
  • Nach Zusammenbau des BDG-Werkzeuges 14 wird es am Bohrlochmeßkabel 16 in das Bohrloch 11 hinabgelassen. Vom Bediener an der Oberfläche wird dann das Startverfahren eingeleitet. Strom von der Oberfläche wird über Leiter 4 und 5 des Kabels 16 nur dem ersten DGM 15a zugeführt. Bei Stromempfang durchläuft das DGM 15a eine Speicherprüfung und beginnt dann mit einem Hochfahrmodus, während dessen das DGM ungefähr jede halbe Sekunde Kopf informationen zum Oberflächenleiter 7 des Kabels 16 sendet. Die Kopfinformationen enthalten alle Werkzeugspannungs-, Temperatur- und sonstige Vorgabe-Werkzeugeinstellungen und -zustände.
  • Der Bediener sendet nunmehr einen Befehl von der Oberfläche, um dem ersten DGM 15a eine logische Einheitsbzw. Adressennummer zuzuweisen. Sobald das DGM 15a seine logische Einheitsnummer (z.B. Nr. 1) empfangen hat, befindet es sich nicht mehr im Hochf ahrmodus und hört mit dem Senden von Kopfinformationen zur Oberfläche auf. Das DGM 15a ist nunmehr so programmiert, daß es nur auf globale Befehle (die für alle DGM bestimmten) oder besonders an DGM isa adressierte Befehle reagiert. Zum Hochfahren des nächsten Moduls (d.h. DGM 15b) sendet der Bediener einen besonders an DGM 15a adressierten Befehl von der Oberfläche, der der "nächsten" Modulstromsteuerung 91 (Figur 6) befiehlt, den Strom für das nächste DGM 15b einzuschalten. Bei Zuführung von Strom zum nächsten DGM 15b durchläuft dieses eine Speicherprüfung und versetzt sich in den Hochfahrmodus ähnlich dem DGM 15a und fährt im Hochfahrmodus fort, bis eine Logikeinheitsnummer bzw. Adressennummer (z.B. Nr. 2) zugewiesen wird. Dieses Verfahren wird so lange fortgesetzt, bis alle DGM im Werkzeug 14 hochgefahren sind und ihnen logische Einheitsnummern zugewiesen worden sind. Natürlich läßt sich die Hochfahrreihen folge für die DGM automatisch durch Programmierung des Oberflächenrechners steuern, wodurch ein Eingriff eines Bedieners unnotig wird. Sobald alle DGM hochgefahren sind und ihnen logische Einheitsnummern zugewiesen worden sind, kann der Bediener nun verschiedene Prüfungen von der Oberfläche aus fahren. Beispielsweise können an jedem DGM Impuls-, interne Oszillator- und Übertragungsprüfungen gefahren werden und Befehle können sequentiell zu jedem DGM gesandt werden, Daten zur Auswertung zur Oberfläche zu senden, um festzustellen, ob alle DGM richtig funktionieren.
  • Der nächste Schritt ist das Ausfahren der Verriegelungsarme 26 der DGM, einer nach dem anderen. Der Bediener sendet einen Befehl von der Oberfläche zum untersten DGM 15e, um den Motor 25 in eine erste Richtung zum Ausfahren des Arms 26 zu treiben und die Lage des DGMS ise im Bohrloch 11 zu fixieren. Der Strom und die Spannung am Motor 25 werden fortlaufend überwacht, bis der Strom einen vorbestimmten Wert erreicht, wonach der Strom zum Motor 25 abgeschaltet wird und die Verriegelungsoperation abgeschlossen ist. Dieses Verfahren wird mit jedem der übrigen DGM wiederholt, bis alle in ihrer Lage fixiert sind. Als nächstes kann der Bediener einige Probeschüsse durchführen und die Daten von jedem DGM auswerten, um die besten Einstellungen für Vorverstärkerverstärkungen, Hochpaßfiltereinstellung, Aufzeichnungslänge, IFP- oder Festverstärkungsbetrieb und Stapelzählung für die Daten zu bestimmen. Das Werkzeug 14 ist jetzt zur Datenerfassung bereit. Der Bediener leitet einen Zündbefehl zu einer Quelle 13 im Bohrloch 10 ein (Figur 1). Im gleichen Moment, wenn die Quelle zündet, wird ein "Zeitunterbrechungs-"Signal 15 erzeugt und gleichzeitig über den Leiter 3 des standardmäßigen Bohrlochmeßkabels 16 zu jedem DGM im Werkzeug 14 übertragen. Bei Empfang dieses Signals beginnen alle DGM sofort mit der Datenerfassung. Bei der Ankunft der durch das Zünden der Quelle 13 erzeugten Schallenergie am Bohrloch 11 wird diese durch die Geophone erfaßt und die resultierenden Signale werden verarbeitet und im Speicher jedes jeweiligen DGMs gestapelt. Nach Erfassung der vollständigen gestapelten Aufzeichnung durch jedes DGM wird jedes DGM angesteuert, seine jeweiligen Daten über den Leiter 7 des Kabels 16 seriell nacheinander zur Oberfläche zu ubertragen. Während der Zeit, in der ein DGM Daten überträgt, kann durch dieses DGM eine zweite Datenaufzeichnung in einen getrennten Puffer aufgenommen werden. So beruht die Datenerfassungszeit hauptsächlich auf der Höchstrate, mit der diese Daten das Kabel 16 hinauf übertragen werden können. Die folgende Tabelle III zeigt beispielhafte Zeiten bei verschiedenen Abtastraten und Werkzeugkonfigurationen. TABELLE I TABELLE II TABELLE III

Claims (11)

1. Digitales Bohrloch-Geophon-(BDG-)Werkzeug (14) mit folgendem: einer Mehrzahl digitaler Geophonmodulen (DGM) (15a-15e) jeweils mit einem oberen Ende und einem unteren Ende; Mitteln zum Verbinden des besagten oberen Endes des ersten der besagten Mehrzahl von DGM mit einem standardmäßigen siebenadrigen Bohrlochmeßkabel (16); und einer getrennten Länge des besagten siebenadrigen Bohrlochmeßkabels, die das besagte untere Ende jedes der besagten DGM mit dem oberen Ende des nächsten benachbarten DGMS verbindet; wobei jedes DGM folgendes umfaßt: ein Gehäuse (20); Mittel (22) zum Fixieren des besagten Gehäuses innerhalb eines Bohrlochs (11); einer Geophonbaugruppe (37) zum Erfassen von Schallsignalen und Erzeugen von diese darstellnden Analogsignalen; einer Verarbeitungsbaugruppe (36) zur Digitalisierung und Speicherung der besagten Analogsignale; einer Übertragungsbaugruppe (36) zum Abrufen der besagten gespeicherten Signale und übertragen derselben zur Oberfläche über einen fest zugeordneten Übertragungsleiter des besagten Kabels; und Mittel innerhalb des besagten Gehäuses zum funktionsmäßigen Weiterführen jedes Leiters im besagten siebenadrigen Bohrlochmeßkabel vom besagten oberen Ende zum besagten unteren Ende jedes DGMs, wodurch jeder der besagten Leiter effektiv vom besagten Bohrlochmeßkabel durch jeden der besagten Mehrzahl besagter DGM weitergeführt wird.
2. BDG-Werkzeug nach Anspruch 1, wobei das besagte Mittel zum Fixieren des besagten Gehäuses folgendes umfaßt: einen drehbar am besagten Gehäuse angebrachten und zwischen einer zurückgezogenen und einer vorgestreckten Lage beweglichen Verriegelungsarm (26); einen durch von der Oberfläche über einen fest zugeordneten Motorstromleiter des besagten Kabels zugeführten elektrischen Strom betriebenen Elektromotor (25); und den besagten Arm an den besagten Motor ankoppelnden Mitteln (23), wodurch der besagte Arm hervorgestreckt wird, wenn sich der besagte Motor in einer ersten Richtung dreht, und zurückgezogen wird, wenn sich der besagte Motor in einer entgegengesetzten Richtung dreht.
3. BDG-Werkzeug nach Anspruch 2, wobei die besagte Verarbeitungsbaugruppe jedes DGMs Mittel zum Empfangen von Befehlen von der Oberfläche über fest zugeordnete Befehlsleiter des besagten Kabels enthält.
4. BDG-Werkzeug nach Anspruch 3, wobei jedes DGM folgendes enthält: Mittel zum Zuführen elektrischen Stroms von der Oberfläche zum besagten DGM über fest zugeordnete elektrische Stromleiter des besagten Kabels; und Mittel zum Zuführen des besagten elektrischen Stroms durch besagten DGM zu einem nächsten DGM bei Empfang eines Befehls von der besagten Oberfläche über besagte Befehlsleiter des besagten Kabels.
5. BDG-Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die besagte Geophonbaugruppe folgendes umfaßt: ein Geophon mit drei Bauteilen mit zwei horizontalen Schallsensoren (37a, 37b) und einem vertikalen Schalisensor (37c), wobei jeder Sensor auf Schallenergie reagiert, um ein diese darstellendes Signal zu erzeugen.
6. BDG-Werkzeug nach Anspruch 5, wobei die besagte Verarbeitungsbaugruppe jedes DGMs folgendes umfaßt: einen getrennten Kanal (50) zur Verarbeitung des besagten Signals von jedem der besagten Schallsensoren; einem verzögerungsfreien Gleitkomma-(IFP - instantaneous floating point)Verstärkermittel (65) zum Anlegen einer Verstärkung an jedes der besagten Signale; Mittel zum gezielten Zuführen jeweils eines der besagten Signale zum besagten IFP-Verstärker; ein Mikroprozessorsystem mit einem Mittel zum Speichern der besagten Signale vom besagten IFP-Verstärker; und Mittel zum Abrufen der besagten gespeicherten Signale und Zuführen derselben zur besagten übertragungsbaugruppe zur Übertragung zur besagten Oberfläche über besagten fest zugeordneten Übertragungsleiter des besagten Kabels.
7. BDG-Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes DGM folgendes enthält: einen auf die Temperatur innerhalb des besagten DGMs reagierenden und ein diese darstellendes Signal erzeugenden Temperatursensor (62); Mittel zum Zuführen des besagten Temperatursignals zur besagten Übertragungsbaugruppe zur übertragung zur Oberfläche durch besagten fest zugeordneten Übertragungsleiter des besagten Kabels.
8. Verfahren zur Erfassung von Schalldaten von einem Bohrloch mit folgenden Schritten: Verbinden eines ersten digitalen Geophonmoduls (DGM) mit einem siebenadrigen Bohrlochmeßkabel; Verbinden eines zweiten DGMs mit dem besagten ersten DGM über eine getrennte Länge des besagten siebenadrigen Kabels, wodurch jeder der sieben Leiter im Kabel funktionsmäßig vom Kabel durch den besagten ersten DGM, die besagte getrennte Länge von Kabel und den besagten zweiten DGM weitergeführt wird; Herablassen der besagten DGM am besagten Bohrlochmeßkabel zu einer gewünschten Tiefe im besagten Bohrloch; Zuführen von Strom zum besagten ersten DGM über fest zugeordnete Stromleiter im besagten Kabel zur Erzeugung von Prüfdaten, die vom besagten ersten DGM über einen fest zugeordneten Übertragungsleiter im besagten Kabel zur Oberfläche übertragen werden; übertragen eines Signals zum besagten ersten DGM, das dem besagten DGM befiehlt, den besagten zweiten DGM Strom aus den besagten Stromleitern über besagte getrennte Kabellänge zuzuführen, um dadurch Prüfdaten vom besagten zweiten DGM zu erzeugen und über besagten fest zugeordneten Übertragungsleiter im besagten Kabel der Oberfläche zuzuführen; übertragen eines Zeitunterbrechungssignals über einen fest zugeordneten Zeitunterbrechungsleiter im besagten Kabel nach unten, um gleichzeitig die besagten ersten und zweiten DGM zu betätigen, um Datenerfassung zu beginnen; Messen von Schallenergie an jedem der besagten DGM und Erzeugen von diese darstellenden Datensignalen; Speichern der besagten Datensignale in jedem DGM und übertragen bei Befehl der besagten Datensignale von jedem DGM zur Oberfläche über den besagten Übertragungsleiter im besagten Kabel.
9. Verfahren nach Anspruch 8 mit folgenden Schritten: Übertragen eines Adreßsignals an jeden der besagten DGM über fest zugeordnete Befehlsleiter im besagten Kabel zum Abbrechen der Übertragung von Prüfdaten und Zuweisen einer Adreßnummer zu jedem entsprechenden DGM, ehe dem nächsten DGM Strom zugeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 mit Fixieren jedes DGMs auf seiner entsprechenden Tiefe im Bohrloch vor Beginn der Datenerfassung.
11. Verfahren nach Anspruch 10 mit folgenden Schritten: Messen der Temperatur mit jedem der besagten DGM und Erzeugen eines diese darstellenden Signals; und Übertragen der besagten Temperatursignale bei Befehl zur Oberfläche über besagten Übertragungsleiter des besagten Kabels.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19713754B4 (de) * 1996-04-05 2005-03-24 Glötzl, Gesellschaft für Baumeßtechnik mbH Bohrlochsonde

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5144590A (en) * 1991-08-08 1992-09-01 B P America, Inc. Bed continuity detection and analysis using crosswell seismic data
US5192948A (en) * 1991-11-04 1993-03-09 Mobil Oil Corporation Geophone borehole cable
US5406530A (en) * 1992-03-20 1995-04-11 Kawasaki Steel Corporation Pseudo-random binary sequence measurement method
FR2692364B1 (fr) * 1992-06-12 1994-07-29 Inst Francais Du Petrole Systeme sismique mobile de grande longueur pour puits.
GB2287537B (en) * 1994-03-16 1997-11-05 Ferranti Thomson Sonar Systems Passive sonar transducer arrangement
GB2290869B (en) * 1994-06-28 1998-07-15 Western Atlas Int Inc Slickline conveyed wellbore seismic receiver
US6065538A (en) * 1995-02-09 2000-05-23 Baker Hughes Corporation Method of obtaining improved geophysical information about earth formations
US6108606A (en) * 1996-09-17 2000-08-22 Gas Research Institute Waveguide disturbance detection method
US6552665B1 (en) * 1999-12-08 2003-04-22 Schlumberger Technology Corporation Telemetry system for borehole logging tools
EP1405106B1 (de) * 2001-06-11 2016-01-20 INOVA Ltd. Vorrichtung und verfahren zur verteilten steuerung der erfassung seismischer daten
US7348894B2 (en) 2001-07-13 2008-03-25 Exxon Mobil Upstream Research Company Method and apparatus for using a data telemetry system over multi-conductor wirelines
US7026951B2 (en) * 2001-07-13 2006-04-11 Exxonmobil Upstream Research Company Data telemetry system for multi-conductor wirelines
WO2003032010A2 (en) * 2001-10-10 2003-04-17 The Johns Hopkins University Digital geophone system
US20060013065A1 (en) * 2004-07-16 2006-01-19 Sensorwise, Inc. Seismic Data Acquisition System and Method for Downhole Use
US7453768B2 (en) * 2004-09-01 2008-11-18 Hall David R High-speed, downhole, cross well measurement system
US7969819B2 (en) * 2006-05-09 2011-06-28 Schlumberger Technology Corporation Method for taking time-synchronized seismic measurements
DE102007019103A1 (de) * 2007-04-23 2008-10-30 Institut für geowissenschaftliche Gemeinschaftsaufgaben Verfahren zur seismischen Vermessung eines Untergrundes und für diese Vermessung geeignetes Gerät
WO2015099564A1 (en) * 2013-12-25 2015-07-02 Schlumberger, Holdings Limited A borehole seismic tool and method of seismic surveying
CA3120523A1 (en) 2014-06-06 2015-12-10 Austin Star Detonator Company Methods and apparatus for confirmation time break (ctb) determination and shotpoint in-situ recording in seismic detonators
US10156649B2 (en) 2014-12-29 2018-12-18 Halliburton Energy Services, Inc. Dual core locking geophone

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3959767A (en) * 1974-08-21 1976-05-25 General Electric Company Data transmission system
US4112412A (en) * 1974-12-09 1978-09-05 Texaco Inc. Digital seismic telemetry system
US3946357A (en) * 1974-12-23 1976-03-23 The Superior Oil Company Method and apparatus for seismic geophysical exploration
US4214226A (en) * 1977-09-06 1980-07-22 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration System for plotting subsoil structure and method therefor
US4148006A (en) * 1977-09-19 1979-04-03 Geophysical Systems Corp. Seismic cable for use with array terminal type acquisition systems
US4301521A (en) * 1977-09-19 1981-11-17 Geophysical Systems Corp. Method and apparatus for data acquisition and transport
FR2471088A1 (fr) * 1979-12-07 1981-06-12 Inst Francais Du Petrole Dispositif de transmission de donnees entre des dispositifs d'acquisition de donnees et un dispositif d'enregistrement
CA1217850A (en) * 1982-07-21 1987-02-10 Charles L. Dennis Method and system of data transmission for a borehole logging tool
US4644508A (en) * 1983-12-28 1987-02-17 Mobil Oil Corporation Method and apparatus for selectively reinforcing detected seismic waves
US4715469A (en) * 1985-08-29 1987-12-29 Petrophysical Services, Inc. Borehole seismic receiver
FR2590684B1 (fr) * 1985-11-25 1988-05-20 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour la reception de signaux sismiques et leur transmission a un systeme central de commande et d'enregistrement.
FR2613496B1 (fr) * 1987-04-02 1989-07-21 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour l'acquisition de donnees sismiques dans un forage et leur transmission a un systeme central de commande et d'enregistrement
FR2616230B1 (fr) * 1987-06-04 1990-12-14 Inst Francais Du Petrole Systeme pour l'acquisition et l'enregistrement de signaux fournis par un ensemble de capteurs dispose dans des sondes de puits
DE4130695C2 (de) * 1991-09-14 1994-02-10 Bergwerksverband Gmbh Einrichtung mit mindestens einer mittels Halte- und Übertragungskabel verfahrbaren Bohrlochsonde

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19713754B4 (de) * 1996-04-05 2005-03-24 Glötzl, Gesellschaft für Baumeßtechnik mbH Bohrlochsonde

Also Published As

Publication number Publication date
AU8902091A (en) 1993-05-21
CA2121895C (en) 2000-02-01
CA2121895A1 (en) 1993-04-29
EP0609206B1 (de) 1997-10-01
WO1993008485A1 (en) 1993-04-29
AU665520B2 (en) 1996-01-11
EP0609206A4 (de) 1995-05-10
US5062084A (en) 1991-10-29
DE69127834D1 (de) 1997-11-06
EP0609206A1 (de) 1994-08-10

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