DK174950B1

DK174950B1 - Anordning til anvendelse ved geofysisk undersøgelse af jordformationer

Info

Publication number: DK174950B1
Application number: DK198603514A
Authority: DK
Inventors: Masahiro Kamata; Shitomi Katayama; Francis Mons; Robert Porter
Original assignee: Schlumberger Ltd
Priority date: 1985-07-24
Filing date: 1986-07-23
Publication date: 2004-03-22
Also published as: MX170544B; CN1013311B; OA08369A; US5044460A; CN86105507A; JPS6258184A; NO862784L; AU635115B2; EP0210925A3; IE63199B1; AU7135791A; BR8603462A; US4953136A; EP0409361B1; NO168003C; EP0409361A3; IE861953L; EP0210925B1; NO168003B; DE3678876D1

Description

DK 174950 B1

Anordning til anvendelse ved geofysisk undersøgelse af jordformationer

Den foreliggende opfindelse angår en anordning til anvendelse ved geofysisk 5 undersøgelse af jordformationer, som et borehul går igennem, hvilken anordning omfatter følerorganer med detekteringsorganer til detektering af ønskede geofysiske data og fastspændeorganer til fastspænding af følerorganerne til en væg i et borehul, og bæreorganer til at bære følerorganerne og indrettet til forbindelse med et kabel.

10

Seimiske borehulsundersøgelsesværktøjer til anvendelse ved geofysisk undersøgelse er i og for sig velkendt. Et sådant værktøj er almindeligvis langstrakt i form, således at det kan bevæges op og ned gennem et borehul, der er boret ned i jorden og indbefatter typisk en seismisk detektor, der ofte be-15 tegnes som en geofon, og et mekanisk spændeorgan til midlertidig fastspænding af værktøjet til borehullets væg på ønskede steder for således at opsamle de seismiske bølger eller forstyrrelser, som vandrer gennem jorden.

Når geofysisk undersøgelse skal udføres med et sådant seismisk borehulsundersøgelsesværktøj, bliver værktøjet først sænket ned i borehullet ved an-20 vendelse af et kabel og midlertidigt fastspændt til borehullets væg i ønsket dybde. Seismiske bølger eller forstyrrelser skabes, f.eks. af en air gun, og opsamles, efter at de har vandret gennem jorden, af den seismiske detektor, som er anbragt inden i værktøjet, der nu er midlertidigt fastspændt til borehullets væg. Derpå bliver værktøjet løsnet, bevæget til en anden dybde og igen 25 midlertidigt fastspændt til borehullets væg for en anden måling. På denne måde bliver borehullet ført lodret langs borehullet, og målinger tages i forskellige dybder, medens værktøjet er midlertidigt fastspændt til borehullets væg.

30 Et typisk kendt seismisk borehulsundersøgelsesværktøj har en ekstremt stor størrelse, navnlig i længden og kan være op til 6 meter og veje op til 17 kilo- DK 174950 B1 2 gram. Dette hidrører navnlig fra, at det kendte værktøj anvender et mekanisk fastspændingsorgan. Som nævnt ovenfor skal værktøjet midlertidigt fastspændes til borehullets væg, og i dette øjemed skal værktøjet være forsynet med et spændeorgan. I det kendte værktøj gøres der normalt brug af et me-5 kanisk fastspændeorgan med svingeligt bevægelige arme. Anvendelsen af et sådant mekanisk spændeorgan gør nødvendigvis værktøjet stort i størrelse og vægt.

Eksempler på kendte seismiske boreundersøgelsesværktøjer er vist i US-A-3 10 564 914, FR-A1-2 556 478 og NO-B-161 587.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at undgå ulemperne ved den kendte teknik som beskrevet ovenfor og at tilvejebringe en forbedret seismisk borehulsundersøgelsesanordning.

15

Det er således et formål med den foreliggende opfindelse, at tilvejebringe en todelt seismisk borehulsundersøgelsesanordning omfattende en følerenhed, der indbefatter en seismisk detektor og en bærer, som er forbundet med et kabel og bærer følerenheden akustisk afkoblet fra og hovedsageligt anbragt i 20 bæreren for derved at muliggøre, en forøgelse i signal/støj-forholdet for det detekterede signal. Anordningen ifølge opfindelsen bør endvidere være betydeligt mindre i størrelse og lettere i vægt sammenlignet med det typiske kendte apparatur. Den seismiske borehulsundersøgelsesanordning ifølge opfindelsen bør også være egnet til anvendelse i et anlæg i form af et sæt 25 med flere sådanne anordninger anbragt i række langs et kabel, hvorved sættet af anordninger midlertidigt kan fastspændes til borehullets væg samtidigt for derved at tillade udførelse af en samtidig flerpunktsmåling. Endelig bør anordningen ifølge opfindelsen tilvejebringe en seismisk borehulsundersøgelsesanordning, der er let at håndtere og pålidelig i drift.

30 DK 174950 B1 3

Det opstillede formål med opfindelsen løses ved at indrette den indledningsvis nævnte anordning med dæmpningsorganer, som er indskudt mellem følerorganerne og bære-organerne for derved at reducere overførsel af vibration mellem bære-organerne og følerorganerne, når følerorganerne er fast-5 spændt til væggen af borehullet.

Herved tilvejebringes en todelt seismisk borehulsundersøgelsesanordning, der generelt omfatter en følerenhed, som indeholder mindst én seismisk detektor eller geofon, og en bærer, der er forbundet med et kabel, og som bæ-10 rer følerenheden i det væsentlige inden i bæreren og akustisk afkoblet derfra.

I den foretrukne udførelsesform er følerenheden i hovedsagen cylindrisk i form, og bæreren er i hovedsagen i form af en katamaran, så at den cylindriske følerenhed kan bæres af bæreren støttet deri. I den foretrukne udførel-15 sesform findes der O-ringe mellem bæreren og følerenheden, således at de er akustisk afkoblet fra hinanden. Med denne opbygning kan virkningerne af såkaldte rør- og kabelbølger, der vandrer i borehullets langsgående retning, elimineres næsten fuldstændigt, fordi kun bæreren udsættes for sådanne rør-og kabelbølger. Selv om et hovedkabel kan slækkes, efter at et sæt af seis-20 miske borehulsundersøgelsesanordninger er fastspændt på plads, kan en kabelbølge frembringes og overføres gennem sættet. Den akustisk afkoblede opbygning ifølge opfindelsen muliggør imidlertid, at virkningen af en sådan kabelbølge på føleren undgås.

25 I en yderligere foretrukket udførelsesform for opfindelsen tilvejebringes en seismisk borehulsundersøgelsesanordning indbefattende et magnetisk spændeorgan, som kan kobles til og fra for derved at spænde anordningen til og fra borehullets boring. Fortrinsvis er et sådant magnetisk spændeorgan anbragt inden i følerenheden og danner en del af den todelte seismiske bo-30 rehulsundersøgelsesanordning. I den indkoblede tilstand sendes den magnetiske flux udenfor følerenheden for derved at muliggøre dannelse af en lukket DK 174950 B1 4 magnetisk sløjfe gennem borehullets foring. I den udkoblede tilstand derimod er den magnetiske flux kortsluttet for derved at forhindre den magnetiske flux i at sendes udenfor følerenheden. Følerenheden indeholder endvidere fortrinsvis et elektronikmodul til styring af driften af det magnetiske spændeor-5 gan og i det mindste delvis behandle signalerne, som opsamles af den seismiske detektor.

Et bimorft vibratorpiezoelement indgår med fordel i følerenheden for at vibrere følerenheden og afprøve dens fastspænding før indsamling af seismiske 10 data.

Anordningen ifølge opfindelsen kan med fordel anvendes i et sæt af seismiske borehulsundersøgelsesanordninger, som er fastgjort til og placeret med indbyrdes afstand langs et kabel og har midler til midlertidig fastspænding til 15 væggen af et borehul og er indrettet til at kobles i parallel til en målestyreen-hed.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor 20 fig. 1 viser et skematisk billede af et system til geofysisk offshore undersøgelse, hvor den foreliggende opfindelse med fordel er blevet anvendt, fig. 2 et skematisk billede af et system til geofysisk onshore undersøgelse, 25 hvor den foreliggende opfindelse med fordel er blevet anvendt, fig. 3 et billede forfra, som viser en tre-bloktrissestyreenhed 13 i systemet i fig. 2, 30 fig. 4 et lodret sidebillede af styreenheden 13 vist i fig. 3, DK 174950 B1 5 fig. 5a til 5c skematiske billeder, som er nyttige til forklaring af virkemåden af styreenheden 13, fig. 6 et skematisk billede, som viser basisopbygningen af en udførelsesform 5 for en todelt seismisk borehulsundersøgelsesanordning ifølge opfindelsen, fig. 7 et skematisk billede, som viser opbygningen i fig. 6 set forfra, fig. 8 et skematisk tværsnit efter linien l-l i fig. 6, 10 fig. 9a og 9b skematiske tværsnit efter linien ll-il i fig. 6, som er nyttige til forklaring af virkemåden af en fastspændesektion i anordningen, fig. 10 et skematisk billede af en specifik udførelsesform for en todelt seis-15 misk borehulsundersøgelsesanordning ifølge opfindelsen, fig. 11 et skematisk lodret sidebillede, som delvis i tværsnit viser opbygningen i fig. 10.

20 fig. 12 et skematisk tværsnit efter linien lll-lll i fig. 11, fig. 13 et skematisk tværsnit efter linien IV-IV i fig. 11, fig. 14 et endebillede bagfra af opbygningen vist i fig. 11, 25 fig. 15 et skematisk perspektivisk billede af den seismiske borehulsundersøgelsesanordning samlet og forbundet med kablet 64, fig. 16 et skematisk perspektivisk billede af det cylindriske hus 49 for føleren-30 heden 44, DK 174950 B1 6 fig. 17 et skematisk perspektivisk billede, som viser komponenterne til placering inden i huset 49, fig. 18 et skematisk billede, som viser forbindelsen mellem fastspændesekti-5 onen 56 og drivsektionen 57, fig. 19 et skematisk eksploderet billede, som viser den de taljerede opbygning af test/motoromskiftersektionen 55, 10 fig. 20 et skematisk billede, som viser den automatiske af brydemekanisme for drivsektionen 57, fig. 21a og 21b skematiske billeder, der er nyttige ved forklaring af virkemåden af en tungeafbryder, 15 fig. 22 et skematisk eksploderet og brudstykkebillede, som navnlig viser forbindelsen mellem kablet 64 og bæreren 39, fig. 23 og 24 skematiske billeder, der viser to eksempelvise kombinationer af 20 forskellige apparater til geofysisk undersøgelse, og fig. 25 et skematisk perspektivisk billede af den seismiske borehulsundersøgelsesanordning, som viser midler til beskyttelse af kablet 64.

25 I fig. 1 på tegningen er der skematisk vist et geofysisk undersøgelsessystem af offshore typen, hvor et sæt af seismiske borehulsundersøgelsesanordninger ifølge den foreliggende opfindelse er i brug. Som vist indbefatter undersøgelsessystemet en offshore undersøgelsesplatform 1, som derpå bæreren målestyreenhed 1a indbefattende en dataindsamlingsanordning eller lignen-30 de. Et borehul 2 er boret ned i jorden under offshore undersøgelsesplatformen 1, og en foring 3 er anbragt i borehullet 2 for derved at afgrænse væg- DK 174950 B1 7 gen af borehullet 2. Som det er velkendt for fagmanden, omfatter foringen 3 flere cylindriske rør, der er forbundet i serie endevis. I det viste eksempel er det vigtigt, at foringen 3 omfatter et magnetisk materiale. Borehullet 2 strækker sig gennem flere underjordiske formationer, hvoraf kun én er vist som en 5 formation 5 i fig. 1.

Et borehulskabel 4 strækker sig nedad fra offshore undersøgelsesplatformen 1 og ned i borehullet 2, og kablet 4's ene ende er forbundet med målestyre-enheden 1 a, og den anden ende er forbundet med en vægt 6, som fremmer 10 den nedadrettede bevægelse af kablet 4 gennem borehullet 2. Flere (i det viste eksempel fem) seismiske borehulsundersøgelsesanordninger 7 er fastgjort til kablet 4 i indbyrdes afstand. Til kablet 4 er der også over de seismiske borehulsundersøgelsesanordninger 7 fastgjort en slæde 8 til signalindsamling og telemetri. De seismiske borehulsundersøgelsesanordninger 7 kan 15 midlertidigt fastspændes til foringsrøret 3 for indsamling af seismiske bølger, der har udbredt sig gennem formationerne. I det viste eksempel er nogle af anordningerne 7 fastspændt til den højre sidevæg, og de andre er fastspændt til den venstre sidevæg som vist i figuren. Det skal bemærkes, at anordningerne 7 danner et i hovedsagen lodret system, og data hidrørende 20 fra den samme seismiske kilde kan således indsamles i flere dybder på samme tid.

En undersøgelsesbåd 10 beliggende et stykke borte fra offshore undersøgelsesplatformen 1 har en seismisk kilde 10a, typisk en air gun, der frembringer 25 seismiske bølger eller forstyrrelser. Når den seismiske kilde 10a aktiveres, frembringes seismiske bølger, og disse udbreder sig gennem de underjordiske formationer. Nogle af de seismiske bølger når sættet af anordningerne 7, direkte efter at have passeret gennem formationerne, og nogle af de seismiske bølger når sættet af anordningerne, efter at være blevet reflekteret ved 30 grænsefladen mellem de to formationer, hvor der er en ændring i akustisk impedans.

DK 174950 B1 8

Efter at have bevæget de seismiske borehulsanordninger 7 nedad gennem borehullet 2 til ønskede steder, bliver anordningerne 7 under drift midlertidigt fastspændt til foringsrøret 3. Derpå bliver den seismiske kilde 10a beliggende 5 i en afstand fra offshore platformen 1 aktiveret for at frembringe seismiske bølger. Anordningerne 7 indsamler således de seismiske bølger, som udbreder sig gennem formationerne med eller uden refleksion, og sender de indsamlede data til målestyreenheden 1a gennem kablet 4. Efter at anordningerne 7 er blevet løsnet fra foringsrøret 3, bevæges sættet af anordningerne 10 7 lodret for at placeres i forskellige dybder, og derpå bliver anordningerne 7 igen fastspændt til foringsrøret 3 fulgt af trinnene for aktivering af den seismiske kilde 10a og indsamling af seismiske bølger ved hjælp af sættet af anordninger 7. På denne måde bliver sættet af anordninger 7 forskudt i lodret retning langs borehullet 2, medens de fastspændes og frigøres til og fra 15 foringsrøret 3 for at indsamle seismisk information i forskellige dybder. Dette er særlig fordelagtigt i forhold til den kendte teknik, som kun anvender en enkelt seismisk undersøgelsesanordning, fordi sættet af anordninger 7 kan indsamle seismisk information hidrørende fra den samme seismiske kilde 10a, hvilket tilvejebringer forbedret pålidelighed ved dataindsamling, og den 20 tid, som kræves til at tage målinger i forskellige dybder, kan reduceres betydeligt.

Det skal bemærkes, at den seismiske kilde 10a kan placeres i forskellige horisontale afstande fra offshore undersøgelsesplatformen 1 som angivet ved 25 pilen A, og den lodrette forskydning af sættet af anordninger 7 kan om ønsket udføres gentagne gange for hver vandrette afstand A.

Fig. 2 viser et geofysisk undersøgelsessystem af onshore typen, hvor et sæt af seismiske borehulsanordninger ifølge den foreliggende opfindelse er i 30 brug. Som vist strækker borehullet 2 sig i dette tilfælde ned i jorden fra jordoverfladen G, og foringsrøret 3 er anbragt i borehullet 2 for at afgrænse dets DK 174950 B1 λ s cylindriske væg. Et undersøgelseskøretøj 11, som bærer en ikke vist måle-styreenhed, er parkeret på jordoverfladen G tæt ved mundingen af borehullet 2. Et spil 12 er placeret i nærheden af køretøjet 11, og spillet 12 har en spil-tromle 12a med en relativt stor diameter. Omkring tromlen 12a er viklet kablet 5 4, hvortil der er fastgjort flere seismiske borehulsanordninger 7 i indbyrdes afstand. Spiltromlen 12a er drejeligt understøttet på spillet 12, og når tromlen 12a drejer rundt modsat urviserens retning, afvikles kablet 4 fra tromlen 12a og går ned i borehullet 2 over en tre-bloktrissestyreenhed 13, som er ophængt ved hjælp af en kæde 14. Det skal bemærkes, at denne tre-10 bloktrissestyreenhed 13 naturligvis også kan anvendes i det ovenfor nævnte system af offshore typen.

Den detaljerede opbygning af tre-bloktrissestyreenheden 13 er vist i fig. 3 og 4. Som vist indbefatter styreenheden 13 en omvendt U-formet understøtning 15 13a, hvortil der er fastgjort en krog 13b. Understøtningen 13a understøtter drejeligt et par trekantplader 13c, mellem hvilke tre bloktrisser 13d er drejeligt anbragt. Virkemåden af denne styreenhed 13 kan bedst illustreres under henvisning til fig. 5a-5c. Når kablet 4, som vist i fig. 5a, afvikles fra spiltromlen 12a, bevæges kablet 4 fremad som angivet ved pilene på grund af træk-20 kraften, som udøves på kablet 4 af vægten 6, og således kommer en af de seismiske borehulsundersøgelsesanordninger 7 til at ligge på de to bloktrisser 13d. Når kablet 4 derpå bevæger sig længere frem, drejer parret af trekantplader 13c modsat urviserens retning som angivet ved pilen i fig. 5b, medens anordningen 7 fortsat hviler på de to hosliggende bloktrisser 13d.

25 Fig. 5b viser den tilstand, hvor parret af trekantplader 13c er drejet 60°. Når kablet 4 bevæger sig længere fremad, bevæger anordningen 7 sig derpå bort fra bloktrisserne 13d, og parret af trekantplader 13c indtager stillingen vist i fig. 5c og forbliver stationære, indtil den næste anordning 7 ankommer. På denne måde drejes parret af trekantplader 13c 120°, hver gang en af anord-30 ningeme 7 passerer gennem styreenheden 13.

DK 174950 B1 10

Opbygningen af den seismiske borehulsundersøgelsesanordning 7, som anvendes i undersøgelsessystemet vist i fig. 1 og 2 skal nu beskrives detaljeret under henvisning til fig. 6-8. Det skal bemærkes, at fig. 6-8 alle er skematiske for at hjælpe forståelsen af vigtige aspekter ved den foreliggende seismiske 5 borehulsundersøgelsesanordning 7. Som vist i fig. 6 har den seismiske borehulsundersøgelsesanordning 7 en todelt struktur: (1) en bærer 19 indbefattende et par endeblokke 22a og 22b og et par sideblokke 23a og 23b, og {2) en følerenhed 25. I samlet tilstand danner bæreren 19 et indre rum i ende- og sideblokkene 22a,22b,23a og 23b, hvori følerenheden 25 er fastgjort via 0-10 ringe 24a og 24b. Tilvejebringelsen af O-ringe 24a og 24b tillader, at følerenheden 25 bliver akustisk afkoblet fra bæreren 19, selv om den er understøttet på sin plads af bæreren 19.

Som vist i fig. 6 indbefatter bæreren 19 en forreste endeblok 22a med en 15 midteråbning, gennem hvilken et kabel 20a strækker sig. Et stoporgan 21a er fastgjort til den ene ende af kablet 20a, så at kablet 20a er i indgreb med den forreste endeblok 22a. Kablet 20a indeholder flere elektriske ledere 30, hvoraf nogle er forbundet med konnektorben 27 i følerenheden 25, medens de andre ledere 30 strækker sig ind i et par ledekanaler 28a dannet i den forre-20 ste endeblok 22a. Bæreren 19 indbefatter også en bageste endeblok 22b, som er opbygget på lignende måde som den forreste endeblok 22a. Den bageste endeblok 22b indgriber med et kabel 20b, der har et stoporgan 21b ved sin ene ende og er forsynet med et par ledekanaler 28b. Sideblokkene 23a og 23b strækker sig i parallel mellem den forreste og bageste endeblok 22a 25 og 22b, når de er samlet. Hver af sideblokkene 23a og 23b har langstrakt form og er udformet således, at de danner bro mellem den forreste og bageste endeblok 22a og 22b. Sideblokkene 23a og 23b er delvis udsparet for at danne mellemliggende ledekanaler 29a henholdsvis 29b, så at der dannes en kanal af ledekanalerne 28a, 29a (eller 29b) og 28b. Tilvejebringelsen af 30 en sådan kanal er særlig fordelagtig, fordi når anordningerne 7 er anbragt på række som vist i fig. 1 eller 2 i form af et system, kan anordningerne 7 forbin- DK 174950 B1 ii des i parallel med værtsenheden, såsom målestyreenheden 1a, i hvilket tilfælde en fejl i én anordning 7 ikke vil resultere i fejl i hele apparaturet.

Følerenheden 25 er i hovedsagen cylindrisk og langstrakt i form og er monte-5 ret i det indre rum dannet af bæreren 19 for at forbedre signal/støj-forholdet ved at forhindre rørbølger og kabelbølger i at nå følerenheden. Følerenheden 25 er understøttet af bæreren 19, men da denne understøtning er tilvejebragt over O-ringene 24a og 24b, er enheden 25 akustisk afkoblet fra bæreren 19.

I dette øjemed omfatter O-ringene 24a og 24b fortrinsvis et elastisk materia-10 le, såsom gummi. Følerenheden 25 har en forreste ende, som er udformet til at danne et sæde til at holde O-ringen 24a på plads, når den er anbragt deri, og en tilsvarende bageste ende, der er udformet til at optage og holde O-ringen 24b på plads. O-ringene 24a og 24b ligger an mod skuldre, der er dannet ved de forreste ender af endeblokkene 22a og 22b.

15 Følerenheden 25 omfatter i hovedsagen fire sektioner S1-S4, der er anbragt langs dens langsgående akse. Sektionen S1 er en styresektion, som indeholder forskellig elektronik til at styre driften af anordningen 7, og sektionen S2 er en detektorsektion, som indeholder mindst én seismisk detektor eller 20 geofon. Sektionen S3 er en fast spændesektion til midlertidig fastspænding af følerenheden 25 til foringsrøret 3, og sektionen S4 er en drivsektion til at drive fastspændingssektionen S3.1 den foretrukne udførelsesform indbefatter fastspændingssektionen S3 et magnetisk fastspændeorgan, der anvender en permanent magnet. Fastspændesektionen S3 indbefatter også et par spæn-25 deplader 26a og 26b, som er anbragt tilnærmelsesvis i parallel på begge sider af følerenheden 25, og som danner en del af to polstykker til at styre vejen for magnetisk flux. Det skal bemærkes, at hver af spændepladerne 26a og 26b har en øverste og en nederste passideflade 31, som bringes i intim kontakt med den indre periferioverflade af foringsrøret 3. Passidefladen 31 er 30 passende skrå eller buet, så at overfladen 31 kan bringes i intim kontakt med den indre periferioverflade af foringsrøret 3. Når anordningen 7 fastspændes DK 174950 B1 12 til foringsrøret 3, bliver følgelig kun følerenheden 25 effektivt fastspændt til foringsrøret 3 med pasfladerne 31 på spændepladerne 26a og 26b i kontakt med den indre periferioverflade af foringsrøret 3, så at følerenheden 25 er effektivt isoleret fra bæreren 19, hvad angår vibration. Det vil forstås, at fø-5 lerenheden 25 kan fastspændes til foringsrøret 3 på en af to måder, dvs. i opad- eller nedadretning i fig. 7 og 8. Om ønsket kan der forefindes et ek-centreringsorgan til at bringe anordningen 7 nærmere til foringsrøret, som det er i og for sig velkendt.

10 Fig. 9a og 9b viser skematisk den indre opbygning af den magnetiske spæn-desektion S3. Som vist indbefatter følerenheden 25 et cylindrisk hus 35, der rummer forskellige komponenter i en luft- og tryktæt tilstand. Inden i og langs den indre periferioverflade af huset 35 findes der et par øverste og nederste magnetfluxseparatorer 32a og 32b og et par venstre og højre magnetfluxle-15 deelementer 33a 33b. Separatorerne 32a og 32b omfatter et ikke-permeabelt materiale, medens ledeelementerne 33a og 33b omfatter et permeabelt materiale for derved at danne en del af de forannævnte polstykker. Separatorerne 32a,32b og ledeelementerne 33a,33b danner tilnærmelsesvis en ring, når de er samlet som vist i fig. 9a og 9b. Inden i denne ring er der anbragt en 20 permanent magnet 34 med et par N og S poler, og som i hovedsagen har cylindrisk form og er drejeligt understøttet. Magneten 34 omfatter fortrinsvis sjælden jordartskobolt. Som tidligere beskrevet omfatter parret af spænde-plader 26a og 26b også et magnetisk permeabelt materiale, og de danner således også en del af de to polstykker.

25

Til- og fraspændeoperationen af det ovenfor beskrevne magnetiske spænde-organ skal nu beskrives under henvisning til fig. 9a og 9b. Som nævnt ovenfor er den permanente magnet 34 drejelig i forhold til separatorerne 32a,32b og ledeelementerne 33a,33b, som er fastgjort til huset 35, og når magneten 30 34 er orienteret således, at dens N og S poler er beliggende foroven og for neden som vist i fig. 9, dvs. i nærheden af fluxseparatorerne 32a og 32b, er DK 174950 B1 13 magnetfluxene kortsluttet mellem N og S polerne via det tilsvarende ledeelement 33a (33b) og spændepladen 26a (26b) som angivet ved de punkterede linier i fig. 9a. Denne tilstand er her betegnet som en FRA-tilstand, som angiver fraværet af spændefunktionen. Hvis magneten 34 på den anden side 5 drejes 90° fra stillingen vist i fig. 9a, er magneten 34 orienteret således, at dens N og S poler er beliggende til venstre og højre som vist i fig. 9b, dvs. i nærheden af fluxledeelementerne 33a og 33b. Da magnetfluxseparatoren 32b (32a), som omfatter et magnetisk ikke-permeabelt materiale, i dette tilfælde findes mellem ledeelementerne 33a og 33b, har magnetfluxen hidrø-10 rende fra N polen tendens til at rettes udenfor følerenheden 25. Da spænde-pladerne 26a og 26b omfatter et magnetisk permeabelt materiale, dannes et lukket magnetisk kredsløb af parret af spændeplader 26a og 26b og foringsrøret 3 som angivet ved den punkterede linie i fig. 9b. Som følge heraf bliver spændeplademe 26a og 26b fastspændt til foringsrøret 3 ved magnetisk til-15 trækning. Dennes tilstand vil blive betegnet som en TIL-tilstand, da anordningen 7 eller følerenheden 25 er fastspændt til foringsrøret 3. Det foretrækkes, at et eventuelt mellemrum mellem pasfladen 31 og den indre periferioverflade af foringsrøret 3 er så lille som muligt og helst nul for at opnå en forøget spændeeffekt.

20

Det vil således forstås, at TIL- og FRA-tilstandene etableres skiftevis, hver gang den cylindriske magnet 34 drejes 90°. Alt hvad der kræves for at etablere TIL/FRA-tilstanden er således rotation af den cylindriske magnet 34 og intet andet. Dette særlige træk er fordelagtigt, fordi momentkravene til spæn-25 deoperationen er i det væsentlige konstante og betydeligt lavere end i det tilfælde, hvor forskydningsbevægelse, såsom en vægtstangsvirkning, er involveret. Det vil være klart, at et drivorgan for magneten 34 kan være en simpel motor, der kan bidrage til at gøre den samlede konstruktion af anordningen 7 kompakt i størrelse og let, hvad vægt angår.

30 DK 174950 B1 14

En seismisk undersøgelsesanordning nede i borehullet, som er opbygget i henhold til den foreliggende opfindelse, skal nu beskrives detaljeret under henvisning til fig. 10 til 22. Det vil forstås, at denne specifikke udførelsesform har den grundlæggende opbygning vist skematisk i fig. 6-8. Anordningen har 5 således en todelt konstruktion indbefattende en bærer 39 og en følerenhed 44. Bæreren 39 er dannet af et par øverste og nederste forreste endeblokke 60 og 40, et par øverste og nederste bageste endeblokke 61 og 41 og et par sideblokke 42 og 43. Det skal bemærkes, at den øverste og nederste forreste endeblok 60 og 40 er ens opbygget med undtagelse af små forskelle, og de 10 sættes sammen ved deres pasflader, når de samles, for at danne en forreste endeblokenhed.

Fig. 10 viser den seismiske undersøgelsesanordning i hovedsagen i planbillede med den øverste forreste og den bageste endeblok 60 og 61 fjernet og 15 følerenheden 44 vist i snit langs det vandrette langsgående plan. Som vist er den nederste forreste endeblok 40 relativt flad og langstrakt i form og forsynet med en forreste nederste rille 40a, der er halvcirkulær i tværsnit, og som sammen med en forreste øverste rille 60a, der også er halvcirkulær i tværsnit i den øverste forreste endeblok 60, danner en munding, gennem hvilken et 20 kabel, typisk et sammensat kabel indbefattende en ståltråd, et antal belagte elektriske ledere anbragt omkring tråden og en beskyttelseskappe, som omslutter tråden og lederne, kan strække sig. Fortrinsvis kan en gummikappe være anbragt ved mundingen for at beskytte kablet. Blokken 40 er også forsynet med en låsesokkel 40b til optagelse deri af et stoporgan, der er fast-25 gjort til ståltråden, som danner en kerne i kablet, således som det vil fremgå nærmere nedenfor. I blokken 40 findes der også et par udsparede styrepassager 40ci og 40c2, som strækker sig på gaffeldelt måde fra rillen 40a. Disse styrepassager 40c, og 40c2 er forbundet med mellemliggende styrepassager 42c og 43c (fig. 12), som er udsparet i de respektive sideblokke 42 og 43. I 30 blokken 40 i forbindelse med styrepassagen 40ct findes der en indføringsstyrepassage 40c3. De elektriske ledere i kablet strækker sig således langs de DK 174950 B1 a r

ID

gaffeldelte styrepassager 40ci og 40c2 på opdelt måde, og nogle af lederne, som strækker sig langs passagen 40c2, strækker sig langs indføringspassagen 40c3 for at forbindes med konnektorer 47 i følerenheden 44. I den viste udførelsesform er den bageste ende af blokken 40 forsynet med en skrå 5 skulder 40d.

Som vist i fig. 11 er der, når den øverste og nederste forreste endeblok 60 og 61 er sat sammen, dannet en munding 40a, passager 40c og en rundtgåen-de kontinuerlig og indadskrånende skulder 40d. Selv om der er nogle forskel-10 le, er den øverste og nederste bageste endeblok 61 og 41 opbygget på basis af det samme princip. Eksempelvis er den nederste bageste endeblok 41 forsynet med en rille 41a, der er halvcirkulær i tværsnit, en låsesokkel 41b, et par gaffeldelte styrepassager 41 Ci og 41 c2 og en skrå skulder 41 d. Det skal imidlertid bemærkes, at hver af endeblokkene 40,41,60 og 61 er forsynet 15 med et par indgribende fremspring, f.eks. 41 e for blokken 41 og 61 e for blokken 61 som vist i fig. 11, som hvert kan bringes i indgreb med den tilsvarende indgrebsindskæring dannet i hver af sideblokkene, såsom 42a og 42b for blokken 42 og 43a og 43b for blokken 43.

20 Når bæreren er samlet, dannes et indre rum, som er åbent på to sider, og hvori følerenheden 44 kan monteres. Følerenheden 44 er i hovedsagen cylindrisk i form og indbefatter fire sektioner som beskrevet under henvisning til fig. 6. Detaljeret angivet indbefatter følerenheden 44 et cylindrisk hus 49 og et par forreste og bageste endeelementer 48 og 53, som er tætsluttende 25 monteret i de respektive ender af huset 49. Det forreste endeelement 48 er forsynet med konnektorer 47, som strækker sig udenfor følerenheden 44 i den fremadgående retning, og som er forbundet med indre forbindelsesben 47a. I det forreste endeelement 48 er der også anbragt en rundtgående ophøjet rand 48a, som danner et sæde til optagelse og fastholdelse af en ela-30 stisk O-ring 45. Den rundtgående ophøjede rand 48a tjener også som en stopflange, som den ene ende af det cylindriske hus 49 ligger an imod. End- DK 174950 B1 16 videre er det forreste endeelement 48 forsynet med et par rundtgående riller 48b, hvori elastiske O-ringe kan monteres for at tilvejebringe en forbedret tætning.

5 Nærmest ved det forreste endeelement 48 og inden i det cylindriske hus 49 er dannet en styresektion 50, hvori et par trykte kredsløbsplader 50b er anbragt og fastgjort til en bæreplade 50, og disse kredsløbsplader har hver forskellige derpå monterede elektriske og elektroniske komponenter, f.eks. en I.C.-chip 50a. Styresektionen 50 er elektrisk forbundet med en værtsenhed, 10 såsom et dataindsamlingssystem, og den samlede drift af den foreliggende seismiske undersøgelsesanordning, såsom tilspænding og frigivelse og detektering af seismiske data, styres af styresektionen 50. Nærmest ved styresektionen 50 er der anbragt en detektorsektion 54, hvori en eller flere seismiske detektorer eller geofoner kan anbringes. Fortrinsvis er tre seismiske de-15 tektorer, der er identisk i opbygning, men orienteret indbyrdes vinkelret i forhold til hinanden anbragt i detektorsektionen 54. Et sådant tredimensionalt arrangement af tre identiske seismiske detektorer er fordelagtigt, fordi det muliggør indsamling af seismiske signaler, som udbreder sig i en hvilken som helst retning.

20 Nærmest ved detektorsektionen 54 er der anbragt en test/motorafbryder-sektion 55, som indbefatter en piezovibrator til testning af tilspæn-dingstilstanden og en motorafbryder til automatisk udkobling af en drivkilde til ændring af tilspændings-/frigørelsestilstanden som forklaret nærmere neden-25 for. En tilspændesektion 56 er anbragt ved siden af test/motorafbryder-sektionen 55, og som forklaret nærmere nedenfor indeholder tilspændesek-tionen 56 et magnetisk tilspændeorgan, som anvender en permanent magnet. Som det også er vist i fig. 13 i tværsnit er tilspændesektionen 51 også forsynet med et par tilspændeplader 51 og 52, der er anbragt i parallel langs 30 den langsgående retning og i indbyrdes afstand. Tilspændepladerne 51 og 52 omfatter et magnetisk permeabelt materiale og er fastgjort til og danner en DK 174950 B1 Λ ·7 I / del af det cylindriske hus 49. Det skal bemærkes, at tilspændepladerne 51 og 52 har en længde på tværs, som er større end den ydre diameter af det cylindriske hus 49, og deres sideflader 51a og. 52a er skrå, buet eller på anden måde bearbejdet passende, således at de kan bringes i intim kontakt med 5 den indre periferioverflade af foringsrøret 3, når de er indstillet i tilspændt tilstand, for således at opnå den stærkeste tiltrækningskraft under givne forhold. Dette skyldes, at tilstedeværelsen af et hvilket som helst mellemrum mellem sidefladen 51a eller 52a og foringsrøret 3 har tendens til at nedsætte tætheden af magnetisk flux og derved reducere den magnetiske tiltræknings-10 kraft.

Som det bedste fremgår af fig. 13, er der ved tilspændesektionen 56 tilvejebragt et par øverste og nederste magnetfluxseparatorer 72a og 72b, som omfatter et magnetisk ikke-permeabelt materiale og et par sidestyringer 71a 15 og 71b, som omfatter et magnetisk permeabelt materiale. Disse separatorer 72a, 72b og sidestyringer 71a,71b er anbragt langs og fastgjort til den indre periferioverflade af det cylindriske hus 49 i hovedsagen i form af en støtte-ring. En cylindrisk permanent magnet 70 med et par magnetpoler N og S og fortrinsvis omfattende sjælden jordartkobolt er anbragt drejeligt inden i støtte-20 ringen dannet af separatorerne 72a,72b og sidestyringerne 71a,71b. Da strukturen vist i fig. 13 i princippet er den samme som vist i fig. 9a og 9b, vil virkemåden af tilspændesektionen 50 være umiddelbart forståelig under henvisning til den del af beskrivelsen, som vedrører fig. 9a og 9b. Det er således klart, at tilstanden vist i fig. 13 svarer til FRA-tilstanden, hvor magnetfluxen er 25 kortsluttet, og den ikke tilspændte tilstand er etableret.

Ved siden af tilspændesektionen 56 er anbragt en drivsektion 57 til drejning af den permanente magnet 70 inden i tilspændesektionen 56. Drivsektionen 57 er principielt opdelt i to undersektioner: en jævnstrømsmotor og en gear-30 enhed som forklaret nærmere nedenfor. Drivsektionen 57 har en drivaksel 57a, der er virksomt koblet til den permanente magnet 70. Som nærmere DK 174950 B1 18 angivet nedenfor begynder den permanente magnet 70 at rotere, når jævnstrømsmotoren i drivsektionen 57 strømforsynes, og når den permanente magnet 70 har drejet 90°, detekteres dette automatisk af motorafbryderen i sektionen 55, og jævnstrømsmotoren udkobles for derved at etablere til-5 spænde-/frigørelsestilstanden.

Det skal yderligere bemærkes, at det bageste endeelement 53 også er tætsluttende monteret i den bageste ende af det cylindriske hus 49 og er forsynet med en rundtgående ophøjet rand 53a, der tjener som en stopflange 10 imod den bageste ende af det cylindriske hus 49 og et sæde til at holde en elastisk O-ring 46 på plads, når den er indsat deri. Den elastiske O-ring 46 er indskudt mellem den rundtgående ophøjede rand 53a og den skrå skulder 41 d og 61 d (ikke vist) på den nederste og øverste bageste endeblok 41 og 61. Som tidligere nævnt fungerer O-ringene 45 og 46, der er indskudt mellem 15 bæreren 39 og følerenheden 44, effektivt som en dæmper til at absorbere vibrationer, så at uønskede vibrationer, såsom dem der hidrører fra rørbølger, forhindres i at overføres til følerenheden. Endvidere bliver andre uønskede vibrationer, der kan sendes gennem kablet nede i borehullet, også forhindret i at overføres til følerenheden 44 over bæreren 39. På denne måde 20 er følerenheden 44 akustisk afkoblet fra bæreren 39.

Fig. 15 viser i perspektiv den samlede opbygning af den foreliggende seismi- I

ske borehulsundersøgelsesanordning, når den er samlet og forbundet med et kabel 64 nede i borehullet ved begge ender. Som tidligere beskrevet indbe-25 fatter den seismiske undersøgelsesanordning bæreren 39, der i hovedsagen er i form af en katamaran og således har et indvendigt rum 39a, der er åbent på modstående sider, og følerenheden 44, som er placeret i det indre rum 39a ved hjælp af de elastiske O-ringe 45 og 46, der er indskudt mellem bæreren 39 og følerenheden 44. I denne udførelse har følerenheden 44, som 30 skal fastspændes for at tage seismiske målinger, en længde af størrelsesordenen 0,25 meter og en vægt af størrelsesordenen 4 kilogram. Det vil for- DK 174950 B1 19 stås, at bæreren 39 principielt kan have en hvilken som helst ønsket længde og vægt, fordi bæreren 39 effektivt danner en del af kablet 64 og er funktionelt isoleret fra følerenheden 44, hvad angår seismiske målinger.

5 Nogle aspekter af den indre opbygning af følerenheden 44 skal nu beskrives detaljeret med særlig henvisning til fig. 16 til 19. Som vist i fig. 16 er det cylindriske hus 49, der principielt danner en ydre omslutning for følerenheden 44, forsynet med det dertil fastgjorte par af spændeplader 51 og 52. Under fremstillingen bliver det cylindriske hus 49 derfor delvis skåret bort for deri at 10 optage parret af spændeplader 51 og 52, som derefter fastgøres til huset 49, f.eks. ved svejsning. Et par monteringshuller 49a er anbragt ved den forreste ende af det cylindriske hus 49, og bolte kan indsættes gennem hullerne i med gevindforsynede huller 48c, som er anbragt i det forreste endeelement 48, så at dette bliver fastgjort til huset 49.

15

Fig. 17 viser indholdet af følerenheden 44, og som tidligere beskrevet indbefatter den styresektionen 50, detektorsektionen 54, test/motorafbryder-sektionen 55, spændesektionen 56 og drivsektionen 57 i rækkefølge fra den forreste ende til den bageste ende. Styresektionen 50 har en støtteplade, 20 hvis ene ende er fastgjort til det forreste endeelement 48, og hvis modsatte ende er fastgjort til detektorsektionen 54. På understøtningspladen er der fastgjort to trykte kredsløbsplader 50b på modstående sider, og hver af disse bærer forskellige derpå monterede elektriske og elektroniske elementer 50a.

Det forreste endeelement 48 har udvendige konnektorben 47b, som er om-25 sluttet af konnektorer 47, og et par gummi O-ringe 65 er monteret i de rundt-gående riller 48b, der er dannet i det forreste endeelement 48. Som beskrevet ovenfor er det forreste endeelement 48 også forsynet med et par med gevind forsynede huller 48c, hvoraf kun det ene er vist i fig. 17, for at muliggøre en boltet forbindelse mellem det forreste endeelement 48 og det cylin-30 driske hus 49.

DK 174950 B1 20

Detektorsektionen 54 kan have en hvilken som helst kendt form for en hvilken som helst ønsket seismisk detektor deri.

Den detaljerede opbygning af test/motorafbrydersektionen 55 er vist skema-5 tisk i fig. 19. Som vist indbefatter denne sektion 55 fire plader med identiske omrids, som er sat sammen ovenpå hinanden, når de er samlet. En afbryderplade 80 er forsynet med et par langstrakte slidser 80a,80b, som er anbragt vinkelret på hinanden i form af et T og forsynet med et par tungeafbrydere 81a og 81b, som er anbragt i det mindste delvis i de respektive slidser 10 80a og 80b. Der findes også en afbryderafstandsplade 82, som er forsynet med en T-formet slids 82a, som svarer til det T-formede arrangement af tungeafbryderne 81 a og 81 b.

Endvidere findes der en piezovibratorplade 83, der er udformet med en rek-15 tangulær slids 83a, og som er forsynet med en piezovibrator 84, der typisk omfatter et såkaldt bimorft element. I det viste eksempel er piezovibratoren 84 rektangulær i form, og dens ene ende er fastgjort til pladen 83 ved hjælp af et fastgørelseselement 84a på en udliggermåde. Piezovibratoren 84 kan således sættes i vibration, når den energiforsynes, for at overføre vibration til 20 følerenheden 44 og derved tilvejebringe en kontrol af tilspændetilstanden mellem følerenheden 44 og foringsrøret 3. Endelig findes der en vibratorafstandsplade 85, som er forsynet med en rektangulær slids 85a for i det mindste delvis at optage piezovibratoren 84 deri, når de er samlet. Anvendelsen af en piezovibrator er fordelagtig i sammenligning med den sædvanlige an-25 vendelse af en geofonvibrator, fordi risikoen for elektromagnetisk kobling mellem vibratoren og den detekterende geofon elimineres, hvorved behovet for en større afstand mellem vibrator og geofon undgås, og følerenheden kan gøres mere kompakt. Endvidere er selve piezovibratoren betydeligt mindre end en geofon, hvilket muliggør en yderligere reduktion i pladskravene.

30 DK 174950 B1 21

Fig. 18 viser detaljeret forbindelsen mellem spændesektionen 56 og drivsektionen 57. Som beskrevet ovenfor indbefatter spændesektionen 56 parret af øverste og nederste separatorer 72a og 72b af magnetisk ikke-permeabelt materiale og parret af venstre og højre sideføringer 71a og 71b af magnetisk 5 permeabelt materiale, som er anbragt i hovedsagen i form af en støttering, hvori den cylindriske permanente magnet 70 med en par N og S poler er drejeligt anbragt. Magneten 70 er ved sin midte forsynet med et hul 70a, der som vist har rektangulært tværsnit. På den anden side indbefatter drivsektionen 57 en jævnstrømsmotor 57' og en gearenhed 57", der er funktionsmæs-10 sigt sammenkoblet med jævnstrømsmotoren 57'. Gearenheden 57" har en drivaksel 57a, som strækker sig udenfor, og som har et rektangulært tværsnit svarende i form til hullet 70a for at anbringes deri. På denne måde er den cylindriske magnet 70 virkningsmæssigt sammenkoblet med jævnstrømsmotoren 57' for at drejes rundt ved et indgreb mellem hullet· 70a og drivakslen 15 57a.

Fig. 20 viser i skematisk form de relative stillinger af spændesektionen 56 og afbryderpladen 80. Som vist er tungeafbryderen 81a anbragt lodret, og den anden tungeafbryder 81b er anbragt vandret. Den lodrette tungeafbryder 81a 20 har en terminal, som er forbundet med den første kontakt 86a i en omskifter 86, og dens anden terminal er forbundet med jævnstrømsmotoren 57 og med den ene terminal på den vandrette tungeafbryder 81b, hvis anden terminal er forbundet med en anden kontakt 86b i omskifteren 86, der igen har en fælles kontakt 86c, som er forbundet med jævnstrømsmotoren 57 over en strømfor-25 syningskilde 87. Først skal virkemåden af tungeafbryderen 81 med et par terminaler 88a og 88b kort beskrives under henvisning til fig. 21a og 21b.

Som vist i fig. 21 a bliver tungeafbryderen 81, hvis retningen af magnetisk flux MF er vinkelret på tungeafbryderen 81, sat i en fra-tilstand, hvorved de to terminaler 88a og 88b afbrydes. Hvis retningen af den magnetiske flux MF 30 derimod er parallel med tungeafbryderen 81, bliver denne sat i en til-tilstand, hvorved de to terminaler 88a og 88b er forbundet med hinanden.

DK 174950 B1 22 I tilstanden vist i fig. 20 er den drejelige magnet 70 orienteret således, at dens par af N og S poler placeres vandret. Følgelig bliver tungeafbryderen 81a holdt i fra-tilstanden, fordi retningen af magnetflux i denne situation er 5 vinkelret på tungeafbryderen 81a, og på den anden side bliver tungeafbryderen 81b holdt i til-tilstanden, fordi retningen af magnetflux er parallel med tungeafbryderen 81b. Da tungeafbryderen 81a er afbrudt, føres der ikke nogen strøm til drivsektionen 57, selv om afbryderen 86's fælles kontakt 86c er forbundet med den første kontakt 86a som vist. Hvis omskifteren 86 betjenes 10 for at etablere forbindelse mellem den fælles kontakt 86c og den anden kontakt 86b, føres der strøm til drivsektionen 57, fordi tungeafbryderen 81 b er i til-tilstanden. Som følger heraf drives jævnstrømsmotoren 57' for at dreje magneten 70 rundt, og når magneten 70 drejer rundt, drejes også retningen af magnetflux frembragt af magneten 70 rundt. Når magneten 70 således har 15 drejet 90°, bliver retningen af magnetflux vinkelret på den vandrette tungeafbryder 81b for at bringe den til at afbryde, så at strømtilførslen til jævnstrømsmotoren 57' automatisk afbrydes for derved at standse drejningen af magneten 70. Samtidig bliver den lodrette tungeafbryder 81a indkoblet, da retningen af magnetflux i denne tilstand er parallel med den lodrette tungeaf-20 bryder 81 a. Med arrangementet af parret af tungeafbrydere 81 a og 81 b i form af et T eller vinkelret på hinanden bliver magneten 70 på denne måde drevet for at drejes 90°, hver gang omskifteren 86 betjenes. Det vil forstås, at omskifteren 86 fortrinsvis implementeres som en elektronisk omskifter, der er monteret på den ene af de trykte kredsløbsplader 50b i styresektionen 50.

25

Under henvisning til fig. 22 og 25 skal forbindelsen mellem det sammensatte kabel 64 og bæreren nu beskrives detaljeret. Fig. 22 er et skematisk eksploderet delbillede, som viser følerenheden 44 anbragt over bæreren 39 med den øverste forreste endeblok 60 fjernet. Som vist indbefatter det sammen-30 satte kabel 64 en ståltråd 90, der danner kernen i kablet 64, et antal beklædte ledere 92, som er anbragt omkring ståltråden 90, og en beskyttelseskappe DK 174950 B1 23 93. Ved den ene ende af ståltråden 90 er fastgjort et stoporgan 91, som er placeret i låsesoklen 40b, der danner en integrerende del af den nederste forreste endeblok 40. Kablet 64 er delvis monteret i rillen 40a dannet i den nederste forreste endeblok 40. Bæreren 39 er således mekanisk forbundet 5 med kablet 64 ved et indgreb mellem stoporganet 91 og låsesoklen 40b. Endvidere og som vist i fig. 25 er kablet 64 fortrinsvis beskyttet mod for stor bøjning ved de steder, hvor det er i forbindelse med bæreren 39, f.eks. under løftning af værktøjet for at placere det i borehullet, ved hjælp af stærke fjedermuffer 95. Disse muffer omslutter og strækker sig langs kablet 64 og har 10 monteringsringe 96, som passer over enderne af bæreren 39 og er fastgjort dertil ved hjælp af ikke viste fastgørelsesskruer. Mufferne 95 er stærke nok til at begrænse den krumning, som kan påføres kablet 64 i nærheden af bæreren 39, selv når kablet trækkes vinkelret på bæreren 39.

15 Lederne 92 strækker sig langs de gaffeldelte styrepassager på begge sider af låsesoklen 40b, og de strækker sig ind i kanalstyrepassagerne 42c og 43c, der er dannet i de respektive sideblokke 42 og 43. Som vist i fig. 22 passerer nogle (fire i det viste eksempel) af lederne 92 gennem indføringspassagen 40c3 for således at forbindes med konnektorerne 47 for følerenheden 44. Det 20 skal bemærkes, at den indadskrånende skulder 40d er vist at være dannet ved den nederste kant af blokken 40 for således at optage den elastiske O-ring 45. Sædvanlige gummimuffer 93 er anbragt ved enderne af disse ledere, som passerer gennem indføringspassagen 40c3 for at beskytte forbindelsen mellem lederne 92 og konnektorerne 47.

25 Når den seismiske borehulsundersøgelsesanordning er opbygget med en todelt struktur indbefattende en bærer og en følerenhed som beskrevet ovenfor, er det kun nødvendigt, at følerenheden fastspændes til foringsrøret i borehullet, hvorfor følerenheden kan fremstilles med lille størrelse og lav vægt 30 for således at få seismiske data med høj nøjagtighed og pålidelighed. Som følge heraf kan en sådan seismisk undersøgelsesanordning indkorporeres i DK 174950 B1 24 apparatet i form af et sæt som beskrevet ovenfor. Alternativt kan den anvendes i kombination med andre typer af geofysiske undersøgelsesapparater, såsom såkaldt lyd- og densitetsapparat.

5 To sådanne eksempler er vist skematisk i fig. 23 og 24. Apparatkombinationen vist i fig. 23 er til en kontrolskudsundersøgelse, og den indbefatter et sammensat apparat 100 omfattende et lydundersøgelsesapparat 100a, et densitetsundersøgelsesapparat 100b og en seismisk borehulssystempatron 100c og et sæt af seismiske borehulsundersøgelsesanordninger 7. Den 10 seismiske borehulssystempatron 100c for sættet af anordninger 7 indeholder forskellig elektronik til signalindsamling og telemetri. Det skal bemærkes, at en hovednæse kan anbringes ovenpå lydundersøgelsesapparatet 100a, og på lignende måde kan en bundnæse anbringes ved den nederste ende af den seismiske borehulssystempatron 100c, som det er i og for sig velkendt.

15 Med denne udformning kan den udføre lyd-, densitets- og seismiske ankomsttidsmålinger alle på samme tid. Seismisk ankomsttid skal anvendes til at korrigere akustiske logs i sand tid. De to seismiske undersøgelsesanordninger 7, der er anbragt i en indbyrdes fast afstand af kablet 4, kan anvendes til nøjagtigt at måle delta T, som er den tid, som det tager for den seismiske 20 bølge at vandre fra én undersøgelsesanordning til den næste undersøgelsesanordning.

På den anden side er en anden apparatkombination vist i fig. 24 til tredimensional vertikal seismisk profilering (VSP), som er en metode til samtidig regi-25 strering af de opadgående og nedadgående bølgetog, som det er velkendt.

Ved undersøgelse af en devieret boring eller ved en forskudt VSP er det meget nyttigt at vide, fra hvilken retning et seismisk signal kommer. Kardansk montering af geofoner er almindelig anvendt, men den kardanske montering har en tendens til at blive kompliceret i opbygning og have lille pålidelighed, 30 og endvidere kræver den en stor installationsplads, som dermed gør hele apparatet stort i størrelse og tungt i vægt. Som et alternativ kan en kombina- DK 174950 B1 λ r zo tion af et seismisk borehulssæt med et gyroskopnavigatorapparat, et foringskravelokaliseringsorgan og et gammastråleapparat tilvejebringe tredimensional information med hensyn til apparatorientering. Gyroskopnavigatorappara-ter, foringskravelokaliseringsorganer og gammastråleapparater er alle i og for 5 sig velkendte, og gyroskopnavigatorapparatet tjener til at undersøge formen af borehullet, og en kombination af foringskravelokaliseringsorgan og gammastråleapparat anvendes til at finde placeringen af apparatet i forhold til de underjordiske formationer. Baseret på denne ide indbefatter apparatkombinationen vist i fig. 24 den seismiske borehulssystempatron 101, et system af 10 seismiske undersøgelsesanordninger 7 og et sammensat apparat 102 omfattende gyroskopnavigatorapparatet 102a, foringskraveapparatet 102b og gammastråleapparatet 102c. Det sammensatte apparat 102 er anbragt ved den nederste ende af kablet 4, så at det også tjener som en vægt til at fremme den nedadrettede bevægelse af hele apparatkombinationen langs bore-15 hullet. Med denne opbygning korrelerer foringskravelokaliseringsapparatet og gammastråleapparatet dybdemålestoksforholdet i relation til foringskraver og formationen. Da udførelsen af borehullet kan konstateres ud fra gyroskopna-vigatorapparatets logs med information vedrørende hældningen af seismiske undersøgelsesanordninger 7, kan den tredimensionale bevægelse af seis-20 misk bølgeudbredelse opløses i kartesiske koordinater, en lodret og to vandrette, for alle niveauer af apparaturet.

Som beskrevet detaljeret ovenfor er der i henhold til den foreliggende opfindelse tilvejebragt en seismisk borehulsundersøgelsesanordning, der kan ud-25 føre geofysisk undersøgelse med høj nøjagtighed. Da den foreliggende anordning kan udføres med lille størrelse og lav vægt, kan den indgå i et system med flere anordninger. I dette tilfælde kan seismiske målinger udføres i flere dybder på samme tid ved anvendelse af den samme seismiske kilde, hvilket betydeligt bidrager til at reducere den til målinger krævede tid og for-30 bedrer pålideligheden og nøjagtigheden ved målingen. Når der gøres brug af et magnetisk spændeorgan til midlertidig fastspænding af anordningen til DK 174950 B1 26 foringsrøret i borehullet, kan den samlede konstruktion af den seismiske undersøgelsesanordning endvidere gøres mere kompakt i størrelse. I det tilfælde hvor den seismiske undersøgelsesanordning er udformet med en todelt konstruktion af bærer og følerenhed, kan den desuden være opbygget såle-5 des, at kun følerenheden fastspændes til foringsrøret i borehullet, så at nøjagtigheden af den seismiske måling kan forbedres yderligere. I den foretrukne udførelsesform er det magnetiske spændeorgan anbragt i følerenheden. I den todelte konstruktion med tilvejebringelse af et dæmpningsorgan mellem bæreren og følerenheden kan følerenheden afkobles akustisk fra bæreren og 10 kablet nede i borehullet, så at eventuel uønsket vibration kan forhindres i at overføres til følerenheden, som indeholder forskellige detektorer, såsom seismiske detektorer, hvilket muliggør målinger med højt signal/støj-forhold.

Ved tilvejebringelse af kanalpassagen i bæreren, når denne indgår i et system, kan hver af de seismiske undersøgelsesanordninger i systemet desu-15 den forbindes elektrisk i parallel med værtsenheden, og en lokal fejlfunktion vil således ikke resultere i total fejlfunktion.

20

Claims

1. Anordning (7) til anvendelse ved geofysisk undersøgelse af jordformatio-5 ner, som et borehul (2) går igennem, hvilken anordning (7) omfatter: - følerorganer (25) med detekteringsorganer til detektering af ønskede geofysiske data og fastspændeorganer (S3) til fastspænding af føler-organerne til en væg i et borehul (2), og - bæreorganer (19) til at bære følerorganerne (25) og indrettet til forbin- 10 delse med et kabel (4), kendetegnet ved, at der er tilvejebragt - dæmpningsorganer, som er indskudt mellem følerorganeme (25) og bæreorganerne (19) for derved at reducere overførsel af vibration mellem bæreorganerne og følerorganeme, når følerorganeme er fast- 15 spændt til væggen af borehullet (2).

2. Anordning ifølge krav 1,kendetegnet ved, at følerorganerne (25) indbefatter drivorganer (S4) til at drive fastspændeorganerne (S3), styreorganer (S1) til at styre driften af detekteringsorganerne (S2) og fast- 20 spændeorganerne (S3), og et hus, som er i hovedsagen langstrakt, og som deri omslutter detekteringsorganerne (S2), fastspændeorganerne (S3), driv-organerne (S4) og styreorganeme (S1) i rækkefølge langs husets langsgående retning.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, k endetegnet ved, at bæ reorganerne (19) indbefatter en forreste endeblok (22a), en bageste endeblok (22b) beliggende i afstand fra den forreste endeblok, og et par sideblokke (23a,23b), som strækker sig i parallel mellem den forreste og bageste endeblok (22a,22b) for at danne et indre rum mellem blokkene, og at føleror-30 ganerne (25) er anbragt i det indre rum. DK 174950 B1 28

4. Anordning ifølge krav 3, kendetegnet ved, at hver af den forreste og bageste endeblok (22a,22b) har en skulder ved sin kant beliggende i nærheden af følerorganerne (25), som er forsynet med et sæde ved hver ende, som vender mod den tilsvarende skulder, og at dæmpnings- 5 organerne indbefatter en elastisk O-ring (24a,24b), som er indlagt mellem skulderen og sædet.

5. Anordning ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at den forreste endeblok (22a) er indrettet til forbindelse med et første punkt på et 10 kabel (4), og at den bageste endeblok (22b) er indrettet til forbindelse med et andet punkt på kablet (4), og at mindst én af parret af sideblokke (23a,23b) er udformet med en kanalpassage til optagelse af ledere i kablet (4).

6. Anordning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, k e n -15 d e t e g n e t ved, at fastspændeorganerne (S3) indbefatter mag- netfluxfrembringende organer og organer til ændring af vejen for magnetflux frembragt af de magnetfluxfrembringende organer mellem en FRA-tilstand, hvori magnetfluxen følger en vej i fastspændeorganerne, og en TIL-tilstand, hvori magnetfluxen følger en vej, som strækker sig udenfor fastspændeorga-20 nerne (S3) for at fastspænde følerorganeme (25) ved magnetisk tiltrækning.

7. Anordning ifølge krav 6, kendetegnet ved, at de magnetfluxfrembringende organer er en drejeligt understøttet permanent magnet (34) med et par radialt anbragte N og S poler. 25

8. Anordning ifølge krav 7, kendetegnet ved, at organerne til ændring af magnetfluxvejen omfatter en motor til drejning af magneten (34), et par fastspændeplader (26a,26b) anbragt i parallel på begge sider af magneten og omfattende et magnetisk permeabelt materiale, og et par sepa- 30 ratorer (32a,32b), der er anbragt på begge sider af magneten (34) og indlagt DK 174950 B1 23 mellem fastspændepladerne (26a,26b) og omfattende et magnetisk ikke-permeabelt materiale.

9. Anordning ifølge krav 8, kendetegnet ved, at hver fast-5 spændeplade (26a,26b) har et par pasoverflader (31) på modstående sider, der er profileret med henblik på kontakt med en indvendig overflade af et borehulsforingsrør (3).

10. Anordning ifølge krav 8, kendetegnet ved, at der er 10 tilvejebragt automatiske udkoblingsorganer til udkobling af motoren, når magneten er drejet en forudbestemt vinkel.

11. Anordning ifølge krav 10, kendetegnet ved, at de automatiske udkoblingsorganer omfatter et par tungeafbrydere, der er anbragt 15 vinkelret på hinanden i nærheden af magneten.

12. Anordning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at detektororganerne (S2) indbefatter mindst én seismisk detektor. 20

13. Anordning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, k ende t e g n e t ved piezovibratororganer til vibrering af følerorganerne (25).

14. Anordning ifølge krav 14, kendetegnet ved, at piezo- vibratororganerne er et bimorft element.