JP2008523401A - 磁気光学センサ - Google Patents
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Abstract
Description
θ=B×V×l
ここで、θは偏光回転の角度、Bは磁場(テスラ)、Vはファラデー回転子材料におけるベルデ定数、lは磁場を受ける材料の有効長である。
第1の光ファイバ109A、第2の光ファイバ109B、第3の光ファイバ109C、第4の光ファイバ109Dによってそれぞれ供給される第1の入射ビームIBA、第2の入射ビームIBB、第3の入射ビームIBC、第4の入射ビームIBDは、ビーム成形素子102A,102B,102C,102Dによってそれぞれ成形される。第1の入射ビームIBA、第2の入射ビームIBB、第3の入射ビームIBC、第4の入射ビームIBDは、偏光素子103を通じて伝わって直線偏光される。その後、第1の入射ビームIBA、第2の入射ビームIBB、第3の入射ビームIBC、第4の入射ビームIBDは、第1の入射ビームIBA、第2の入射ビームIBB、第3の入射ビームIBC、第4の入射ビームIBDの偏光を回転させるファラデー回転子を通じて伝わる。
第1の光ファイバ110A、第2の光ファイバ110B、第3の光ファイバ110C、第4の光ファイバ110Dによってそれぞれ供給される第1の入射ビームIBA、第2の入射ビームIBB、第3の入射ビームIBC、第4の入射ビームIBDは、ビーム成形素子102A,102B,102C,102Dによってそれぞれ成形される。第1の入射ビームIBA、第2の入射ビームIBB、第3の入射ビームIBC、第4の入射ビームIBDは、偏光素子103を通じて伝わって直線偏光される。その後、第1の入射ビームIBA、第2の入射ビームIBB、第3の入射ビームIBC、第4の入射ビームIBDは、第1の入射ビームIBA、第2の入射ビームIBB、第3の入射ビームIBC、第4の入射ビームIBDの偏光を回転させるファラデー回転子を通じて伝わる。
Ir=Ii.2.cos2(2θ)=Ii.2.cos2(2αB)
ここで、Iiは入射ビームIBの入射強度、Irは応答ビームRBの反射強度、αはファラデー回転子の感度、Bはファラデー回転子に加えられる磁場である。
ΔIr/Ir=αBactan(2αBdc)
ここで、Irは応答ビームRBの反射強度、αはファラデー回転子の感度、Bdcはファラデー回転子に加えられる一定の磁場、Bacはファラデー回転子に加えられる外部可変磁場である。
本発明の様々な実施形態の以上の説明では、明確のため、センサがケーシングにかなり沿って或いはケーシングに対してかなり垂直に示されていた。しかしながら、当業者であれば分かるように、センサは、掘削穴内で傾けられる場合でも満足な結果を与える。例えば、測定を行なう間、主センサ軸と主掘削穴軸との間に任意の角度が形成されても良い。
Claims (17)
- 油田用途における磁気光学センサであって、前記センサ(1,1’,101,101’)は、入射ビーム(IB,IBA,IBB,IBC,IBD)を受けるとともに、決定された状態の偏光ビームを供給するための偏光素子(3,103)と、変更された偏光状態を有する応答ビームを供給するためのファラデー回転子(4,104)とを備え、前記センサ(1,1’,101,101’)は、前記ファラデー回転子(4,104)に加えられ且つ掘削穴ケーシング(CC,CR)の特定の特徴を表わす外部磁場に応じた強度を有する応答ビーム(RB,RBA,RBB,RBC,RBD)を供給する、磁気光学センサ。
- 前記センサは、偏光素子(3,103)への入射ビームを成形するための少なくとも1つのビーム成形素子(2,102)を更に備え、前記ビーム成形素子がコリメータ、合焦器、レンズまたは光ファイバの特定の先端である、請求項1に記載の油田用途における磁気光学センサ。
- 前記センサは、ファラデー回転子(4,104)を一定の磁場に晒すための決定磁場発生器(6,106)を更に備えている、請求項1または2に記載の油田用途における磁気光学センサ。
- 前記センサは、ファラデー回転子(4,104)を決定された他の磁場に晒すための決定磁場発生器(6,106)を更に備えている、請求項1または2に記載の油田用途における磁気光学センサ。
- − 前記センサ(1,1’,101,101’)が電子ユニット(12,12’)に対して結合され、
− 前記電子ユニットは、入射ビーム(IB,IBA,IBB,IBC,IBD)を前記センサに対して供給する少なくとも1つの光源(14)と、前記センサから応答ビーム(RB,RBA,RBB,RBC,RBD)を受ける少なくとも1つの検出器(15,115)とを備えている、
請求項1から4のいずれか一項に記載の油田用途における磁気光学センサ。 - − 前記センサ(1,101)は、少なくとも1つの光ファイバ(9,109A,109B,109C,109D)によって電子ユニット(12)に対して結合され、
− 前記電子ユニットは、光ファイバ(9,109A,109B,109C,109D)によってセンサ(1,101)へ伝えられる少なくとも1つの入射ビーム(IB,IBA,IBB,IBC,IBD)を供給する少なくとも1つの光源(14)と、センサから光ファイバによって伝えられる少なくとも1つの応答ビーム(RB,RBA,RBB,RBC,RBD)を受ける少なくとも1つの検出器(15)とを備え、前記検出器(15)がカプラ(13)によって光ファイバに結合され、
− 前記センサは、応答ビームを光ファイバ(9,109A,109B,109C,109D)へ反射するための反射素子(5,105)を備えている、
請求項1から5のいずれか一項に記載の油田用途における磁気光学センサ。 - 前記反射素子(5,105)がコーナーキューブリフレクタである、請求項6に記載の油田用途における磁気光学センサ。
- − 前記センサ(1’)が解析素子(7)を更に備え、
− 前記センサ(1’)が第1の光ファイバ(10)および第2の光ファイバ(11)によって電子ユニット(12)に結合され、
− 前記電子ユニットは、第1の光ファイバ(10)によってセンサへ伝えられる入射ビーム(IB)を供給する少なくとも1つの光源(14)と、センサから第2の光ファイバ(11)によって伝えられる応答ビームを受ける少なくとも1つの検出器(15)とを備えている、
請求項1から5のいずれか一項に記載の油田用途における磁気光学センサ。 - − 前記センサ(101’)が少なくとも2つの光ファイバ(110A,110B,110C,110D)によって電子ユニットに結合され、
− 前記電子ユニットは、少なくとも2つの光ファイバ(110A,110B,110C,110D)によってセンサ(101’)へ伝えられる少なくとも2つの入射ビーム(IBA,IBB,IBC,IBD)をそれぞれ供給する少なくとも1つの光源を備え、
− 前記センサ(101’)は、ファラデー回転子(104)に局所的に加えられ且つ掘削穴ケーシング(CC,CR)の特定の特徴を表わす外部磁場に応じた強度を有する少なくとも2つの応答ビーム(RBA,RBB,RBC,RBD)を供給する
− 前記センサ(101’)は、応答ビーム(RBA,RBB,RBC,RBD)を受ける少なくとも1つの検出器(115)を備えている、
請求項1から4のいずれか一項に記載の油田用途における磁気光学センサ。 - 前記センサ(1,1’)は、掘削穴ケーシング(CC,CR)の特定の特徴を表わす外部磁場が測定される高さで掘削穴主軸とかなり平行に位置される主軸を有している、請求項1から9のいずれか一項に記載の油田用途における磁気光学センサ。
- 前記センサ(101,101’)は、掘削穴ケーシング(CC,CR)の特定の特徴を表わす外部磁場が測定される高さで掘削穴主軸とかなり垂直に位置される主軸を有している、請求項1から9のいずれか一項に記載の油田用途における磁気光学センサ。
- 特定の特徴は、第1のケーシングジョイント(CJ1)を第2のケーシングジョイント(CJ2)に対して結合するケーシングカラー(CC1)である、請求項1から11のいずれか一項に記載の油田用途における磁気光学センサ。
- 特定の特徴が腐食したケーシングジョイント(CR)である、請求項1から11のいずれか一項に記載の油田用途における磁気光学センサ。
- 請求項1から12のいずれか一項に記載の磁気光学センサが取り付けられたハウジングを備えるケーシングカラー探知器であって、磁気光学センサがケーシングジョイントに沿って位置されるときに磁気光学センサが第1の応答信号を供給し、磁気光学センサがケーシングカラーの近傍に位置されるときに磁気光学センサが第2の応答信号を供給するケーシングカラー探知器。
- 請求項1から11または13のいずれか一項に記載の磁気光学センサが取り付けられたハウジングを備える腐食探知器であって、磁気光学センサが通常状態のケーシングジョイントに沿って位置されるときに磁気光学センサが第1の応答信号を供給し、磁気光学センサが腐食状態のケーシングジョイントの近傍に位置されるときに磁気光学センサが第2の応答信号を供給する腐食探知器。
- ライン(LN)によって表面ユニット(SU)に結合され且つ掘削穴(WB)内に配置されるようになっているツール(TL)を備えるロギング装置であって、前記ツールは、請求項14に記載の少なくとも1つのケーシングカラー探知器または請求項15に記載の少なくとも1つの腐食探知器を備えている、ロギング装置。
- 掘削穴ケーシング(CC,CR)の特定の特徴を決定するためのロギング方法であって、ライン(LN)によって表面ユニット(SU)に結合されたツール(TL)を備えるロギング装置を掘削穴(WB)内に配置するステップを含み、請求項14に記載の少なくとも1つのケーシングカラー探知器または請求項15に記載の少なくとも1つの腐食探知器によって掘削穴ケーシング(CC,CR)の特定の特徴を検出するステップを更に含む、ロギング方法。
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