DE952611C

DE952611C - Verfahren und Einrichtung zur Messung der Abweichung von Bohrloechern von der Lotrechten in Abhaengigkeit von der Tiefe

Info

Publication number: DE952611C
Application number: DEA23607A
Authority: DE
Inventors: Felix Kudritzki
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1955-10-20
Filing date: 1955-10-20
Publication date: 1956-11-22

Description

Verfahren und Einrichtung zur Messung der Abweichung von Bohrlöchern von der Lotrechten in Abhängigkeit von der-Tiefe Es ist bekannt, die Abweichung von Bohrlöchern, welche geophysikalischen oder bergbautechnischen Zwecken dienen sollen, von der Lotrechten dadurch zu bestimmen, daß die Sinusse von zwei Neigungswinkeln, um welche das Bohrloch in zwei zueinander senkrechten, vorzugsweise in Nord-Süd-Richtung und Ost-West-Richtung orientierten Ebenen von der Lotrechten abweicht, nach der Tiefe als unabhängiger Variabler integriert werden. Diese Integrale sind unmittelbare Maße für die Abweichung des Bohrlochs von der Lotrechte,.. Man bedient sich dabei einer Sonde, welche mit geeignete Führungen versehen ist, vermittels deren ihre Lage d^er jeweiligen Richtung der Bohrlochachse angepaßt ist, rüstet diese Sonde mit geeigneten Neigungsmessern aus und überträgt die von den Neigungsmessern gemessenen Werte fernelektrisch zur Oberfläche, wo sie zwecks Auswertung passenden Rechengeräten zugeführt werden. Die von der Sonde erreichte Tiefe wird dabei an der Länge ihres Kabels gemessen, an dem die Sonde im Bohrloch hängt.
Die Fernübertragung der von der Sonde gemessenen Neigungswinkel zur Erdoberfläche erfordert Kabel, an welche sehr hohe Anforderungen gestellt werden müssen. Bei den hohen Drücken, welche in dem im allgemeinen mit einer Bohrflüssigkeit hoher Dichte gefüllten Bohrloch in größerer Tiefe herrschen, läßt sich beispielsweise eine gute Isolation der Kabel nur mit teuren Mitteln erreichen. Die Fernübertragungskabel sind meistens der kostspieligste Teil der Vermessungsanlage. Ihre geringe Verschleißfähigkeit ist ein weiteres ungünstiges Merkmal. Dem im folgenden zu beschreibenden Erfindungsgegenstand lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und die passenden Einrichtungen zu finden, welches jede Fernübertragung "von Meßwerten zurErdoberfläche vermeidet und einHerablassen der Sonde an einem einfachen Stahlkabel gestattet. Darüber hinaus wurde angestrebt, auch jedes weitere Rechen- und- Registriergerät außerhalb der Sonde zu vermeiden, um den ganzen Meßvorgang auf das Einlassen der Sonde in das Bohrloch beschränken zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe erfordert die Unterbringung der messenden, rechnenden und registrierenden Einrichtungen im Innern des Gehäuses der Sonde.
Gewisse Schwierigkeiten bestehen darin, der Sonde ausreichend genaue Werte der von ihr erreichten Tiefe zuzuführen. Man könnte beispielsweise daran denken, die Sonde mit einem Meßgerät für den hydraulischen Druck im Bohrloch auszurüsten und diesen Druck als Maß für die Tiefe zu verwenden. Wegen der Schwankungen der Dichte der das Bohrloch anfüllenden Flüssigkeit wäre dieses Tiefenmaß aber zu unsicher, als daß es Verwendung finden dürfte. Man könnte auch die Wand des Bohrlochs mit einer an der Sonde angebrachten Rolle abtasten und deren Umdrehungen in das Innere der Sonde als Maß für die von ihr erreichte Tiefe übertragen. Bei unterschiedlicher Beschaffenheit der Bohrlochwandungen könnte aber der Schlupf der Testrolle Unsicherheiten der Tiefenbestimmung mit sich bringen.
Um alle Unsicherheiten bei der Tiefenmessung durch die Sonde selbst zu vermeiden, wird das Verfahren dahin modifiziert, daß auf eine Tiefenmessung durch die Sonde selbst verzichtet wird und statt dessen im Verlauf der Messung die Sonde mit konstanter Geschwindigkeit in das Bohrloch herabgelassen oder aus ihm emporgezogen wird. Dann ist jeder Tiefe der Sonde eine Zeit linear zugeordnet; es werden deshalb die Sinusse der Winkelablagen ersatzweise nach der Zeit als unabhängiger Variabler integriert.
Bezug nehmend auf dieAbbildung wird im folgenden die Inneneinrichtung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sonde beschrieben und dabei weitere Merkmale der Erfindung offenbart.
Die der Winkelmessung, der Integration und der Registrierung dienenden Einrichtungen werden von dem Rahmen i getragen, welcher in dem in der Längsachse der Sonde gelagerten Zapfen 2 drehbar ist. Durch die mit 3 bezeichnete Regeleinrichtung wird die azimutale Lage des Rahmens r in ein konstantes Verhältnis zur azimutalen Lage der Achse des kardanisch aufgehängten Kreisels 4 gebracht. Für die Dauer einer Messung ist durch den Kreisel eine bestimmte azimutale Orientierung des Rahmens und damit der auf ihm untergebrachten Winkelmeßsysteme beispielsweise in die Nord-Süd-bzw. Ost-West-Richtung gewährleistet, auch dann, wenn sich das Gehäuse der Sonde im Bohrloch um beliebige Winkel dreht. Der Messung der Winkelabweichungen der Bohrlochachsc von der Lotrechten dienen die Pendel 5 und 6, welche um die rahmenfesten Achsen 7 und 8 schwingen können. Durch Hebel und Koppelstangen werden - wie aus der Abbildung ersichtlich - die Winkelabweichungen als Integranden den aus den Reibrollen 9 bzw. io und den Walzen i i bzw. i2 bestehenden Integratoren zugeführt. Die Walzen werden durch das Uhrwerk 13 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben. Ihrem Anstellwinkel entsprechend wandern die Integrierrollen längs Kreisbögen aus, welche durch die Länge der um die Achse 7 und 8 schwingenden Hebel 14 und 15 bestimmt sind. Diese Auswanderungen werden - wie aus der Abbildung ersichtlich -- durch Gestänge und Hebel auf den Registrierstreifen 16 übertragen, welcher durch das Uhrwerk 13 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Die registrierten Auswanderungen der Integrierrollen sind nahezu und hinreichend genau den Abweichungen des Bohrlochs von der Lotrechten proportional.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Messung der Abweichung von Bohrlöchern .von der Lotrechten in Abhängigkeit von der Tiefe, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinusse oder Nahrungswerte der Sinusse der von einer im Bohrloch mit konstanter Geschwindigkeit abwärts oder aufwärts bewegten Sonde in zwei lotrechten Ebenen gemessenen Winkelabweichungen der Bohrlochachse von der Lotrechten nach der Zeit als unabhängiger Variabler integriert werden.
2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Winkelabweichungen messenden Einrichtungen auf einem azimutstabilen Rahmen untergebracht sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Kreisel zur Azimutstabilisierung des die Winkelmeßgeräte tragenden Rahmens.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet durch eine automatische Nachlaufeinrichtung, mit welcher zur Azimutstabilisierung des die Winkelmeßgeräte tragenden Rahmens der Rahmen dem Azimut der Achse des kardanisch aufgehängten Kreisels nachgeführt wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Integration und der Registrierung der Integrale dienende Geräte sich im Innern der Sonde befinden.
6. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb der Integratoren, der Registriergeräte und der Nachlaufeinrichtungen erforderliche Energiequellen sich im Innern der Sonde befinden.