NL1017128C2 - Boring-opmeetsysteem - Google Patents

Boring-opmeetsysteem Download PDF

Info

Publication number
NL1017128C2
NL1017128C2 NL1017128A NL1017128A NL1017128C2 NL 1017128 C2 NL1017128 C2 NL 1017128C2 NL 1017128 A NL1017128 A NL 1017128A NL 1017128 A NL1017128 A NL 1017128A NL 1017128 C2 NL1017128 C2 NL 1017128C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
sensor
sensors
microcontroller
gyroscope
borehole
Prior art date
Application number
NL1017128A
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes-Jan De Bruin
Original Assignee
Brownline B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brownline B V filed Critical Brownline B V
Priority to NL1017128A priority Critical patent/NL1017128C2/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL1017128C2 publication Critical patent/NL1017128C2/nl

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02Determining slope or direction
    • E21B47/022Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
    • G01C25/005Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass initial alignment, calibration or starting-up of inertial devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Description

Titel: Boring-opmeetsysteem ACHTERGROND
De uitvinding heeft betrekking op een boring-opmeetsysteem 5 zowel voor het horizontaal als het verticaal gericht boren.
De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor het opmeten van een boorgat.
Horizontaal gericht boren is een werkwijze, die wordt gebruikt bij het leggen van ondergrondse kabels of pijpen. De werkwij-10 ze voor het horizontaal gericht boren heeft geen geulen nodig. Een boorgat wordt in horizontale richting gemaakt op de positie waar de ondergrondse kabel, pijp, etc. moet worden gelegd. Op deze wijze worden kabels, pijpen, enz. gelegd welke spoorwegen, wegen, waterwegen, etc. kruisen. Het boren begint op een boor-startpunt buiten het 15 te maken boorgat. Systemen voor horizontaal gericht boren hebben een geleidingssysteem nodig om de boorkop naar een gewenste positie te geleiden. Er zijn twee soorten geleidingssystemen bekend. Een eerste bekend geleidingssysteem is geïntegreerd in de boorkop. Een tweede bekend geleidingssysteem is het zogeheten "walk-over"-systeem, waarbij 20 aan het oppervlak voorzieningen zijn getroffen om de plaats van de boorkop vast te stellen. Typisch voorbeeld van een "walk-over"-systeem is bekend als het TruTracker-systeem, waarin een kunstmatig magneetveld wordt gecreëerd aan het oppervlak en gedetecteerd door magnetometers in of nabij de boorkop. Het referentiepunt voor de actuele 25 positie van de boorkop is het startpunt van de boring. De positie van de boorkop wordt continu geschat, gebaseerd op de daadwerkelijke boorkophoeken en het startpunt door middel van gegist bestek. Geleidingssystemen, geïntegreerd in het boorkopsamenstel zijn gebaseerd op sensoren, welke samen met de boorkop onder in het boorgat bewegen. 30 Dergelijke sensoren meten de richting van de boorkop in de ruimte, d.i. de azimuth-hoek (gieren), de kantelhoek (rollen) en de inclina-tiehoek (helling). Tegenwoordige sensoren, welke beschikbaar zijn op de markt, zijn magnetometers, versnellingsmeters en mechanische gyroscopen. De azimuth-hoek wordt gemeten door een magnetometer, welke 35 het aardmagnetische veld gebruikt om de azimuth-hoek ten opzichte van het aardmagnetische veld te bepalen. De kantelhoek en de inclinatie- 1 Ü t f ] T £>·*<» 2 hoek worden gemeten met versnel1ingsmeters. Versnellingsmeters meten de aardse zwaartekracht. Als de richting van de sensor evenwijdig is aan het zwaartekrachtsveld wordt een waarde van 9,8 m/s2 gemeten. Als de richting van de sensor loodrecht op het zwaartekrachtsveld is, 5 wordt een waarde van 0 m/s2 gemeten. Een uitgangssignaal van een versnellingsmeter varieert met de hoek met betrekking tot het aardse zwaartekrachtsveld volgens de sinus van de hoek tussen de sensor en het aardse zwaartekrachtsveld. Op deze wijze kunnen de kantel hoek en de inclinatiehoek van de boorkop worden gemeten. Traditionele versnel-10 lingsmeters hebben resoluties in de grootte van 5 micro g. (1 g komt overeen met 9,8 m/s2) en temperatuurcoëfficienten in de grootte van 75 micro g/graad Celsius. Een typisch geleidingssysteem geïntegreerd in het boorkopsamenstel omvat daarom een magnetometer om de azimuth-hoek te bepalen en twee versnellingsmeters om de kantel hoek en de inclina-15 tiehoek te bepalen. Magnetometeraflezingen van de azimuth-hoek zijn niet altijd correct, In gebieden met ondergrondse magnetische constructies of electriciteitskabels, ondergronds of aan het oppervlak, bestaat veel magnetische interferentie welke een correcte aflezing van de azimuth-hoek door een magnetometer verstoort. "Walk-over"-systemen 20 zoals het bovengenoemde TruTracker-systeem, kunnen de consequenties van magnetische interferentie vermijden. Het TruTracker-systeem induceert bijvoorbeeld een magnetisch veld door draden aan het oppervlak. Daardoor wordt een kunstmatig magnetisch veld gecreëerd, dat veel interferenties overwint. Een nadeel van "Walk-over"-systemen is 25 dat ze slechts kunnen worden toegepast als er voldoende toegang is naar het oppervlak boven de boorkop. Dergelijke voldoende toegang is bijvoorbeeld niet beschikbaar als het boorgat onder rivieren met zwaar scheepsverkeer, wegen of spoorwegen moet worden geboord. Geleidings-systemen waarin gebruik wordt gemaakt van mechanische gyroscopen 30 hebben geen last van de nadelen, die hiervoor zijn genoemd met betrekking tot het gebruik van magnetometers. Een nadeel van mechanische gyroscopen die op dit moment beschikbaar zijn is dat zij betrekkelijk grote afmetingen hebben. Vanwege die grote afmetingen en verder vanwege de noodzaak voor plaatsing op een gestabiliseerd platform 35 kunnen mechanische gyroscopen niet worden gebruikt voor geleiding in het boorgat in het begin. Derhalve worden mechanisch gyroscopen 3 slechts gebruikt voor opmeet-activiteiten nadat het boorgat reeds is geboord. Bovendien zijn mechanische gyroscopen niet geschikt voor de ruwe omgeving tijdens het boren. Bij het horizontaal gericht boren zijn nauwkeurigheden van beter dan 30 centimeter voor oversteken met 5 een lengte van 400 meter vereist. De boven beschreven huidige gelei-dingssystemen kunnen een dergelijke nauwkeurigheid niet bereiken. Magnetometers (als er geen interferentie is) en mechanische gyroscopen hebben een nauwkeurigheid in de grootte van 0,5 graden. Echter teneinde een nauwkeurigheid van beter dan 30 centimeter over 400 meter te 10 bereiken is een nauwkeurigheid in azimuth in de grootte van 0,03 graden vereist. Niet alleen bereiken de geleidingssystemen de vereiste nauwkeurigheden niet, maar ook de vaardigheden van het personeel dat de horizontaal gerichte boorsystemen bestuurt speelt een belangrijke rol. In het bijzonder in magnetisch vervuilde gebieden, d.i. gebieden 15 met veel magnetische interferentie, is personeel met heel veel erva ring vereist om een acceptabel niveau aan nauwkeurigheid te bereiken. Maar zelfs met personeel met veel ervaring in magnetisch vervuilde gebieden zijn plaatsfouten in de orde van 10 tot 50 meter over een afstand van 400 meter niet ongewoon. Dit resulteert niet alleen in 20 additionele kosten, maar soms ook in (bijna) milieurampen. Dergelijke rampen kunnen optreden als het boren plaatsvindt in de nabijheid van ondergrondse electrische kabels of olie- en gaspijpen.
De boven gegeven beschrijving heeft ook betrekking op het opmeten van geboorde boorgaten. Bij het opmeten wordt een opmeeteen-25 heid getrokken of geduwd door een bestaand boorgat en een dergelijke opmeeteenheid heeft een aantal sensoren, zoals de sensoren welke hiervoor zijn beschreven. Bij het opmeten zijn dezelfde nadelen aanwezig als hiervoor beschreven met betrekking tot de sensoren gebruikt voor geleiding tijdens het boren.
30 In het licht van de bovengenoemde nadelen van de hedendaag se systemen is er behoefte aan het verbeteren van de nauwkeurigheid in de geleiding en het opmeten van horizontaal en verticaal gerichte boringen opdat die betrouwbaarder, nauwkeuriger, gemakkelijker te gebruiken, immuun voor magnetische interferentie worden en om meetge-35 gevens te hebben, welke continu beschikbaar zijn zelfs tijdens het boren.
4
SAMENVATTING VAN DE UITVINDING
Het is een doel van de uitvinding om een opmeetsysteem te verschaffen voor een gericht boorsysteem dat sensoren omvat in een opmeeteenheid en middelen voor het bewegen van genoemde opmeeteenheid 5 door een boorgat, waarbij de sensoren tenminste één van de sensoren: fiber-optische gyroscoop, ringlasergyroscoop, micro-electro-mechanisch systeem, tempo sensor omvat.
Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem dat verder een microcontroller omvat voor het 10 ontvangen en bewerken van gegevens van sensoren bij het verre uiteinde van de boorpijp.
Nog een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem waarin de microcontroller neurale vage besturingslogica omvat voor het bewerken van de gegevens van de 15 sensoren aan het verre uiteinde van de boorpijp.
Nog een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem waarin de microcontroller verdere middelen omvat voor het toepassen van model gebaseerde deterministische, resp. stochastische fi1tertechnieken op de gegevens van de sensoren bij de 20 boorkop. Daardoor wordt een adaptief filter verkregen dat magnetische interferentie teniet doet.
Nog een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem waarin de sensoren verder tenminste één van een magnetometer en een versnel 1ingsmeter omvatten en tenminste één 25 temposensor en middelen voor het integreren van een signaal afgegeven door de temposensor.
Verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem dat de magnetometer en een temposensor, welke het veranderingstempo van het azimuth meet, en verder middelen omvat voor 30 het integreren van de tempoverandering van het azimuthsignaal als een magnetische interferentie aanwezig is.
Een nog verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem dat tenminste één versnel 1ingsmeter en tenminste één temposensor omvat voor het meten van een veranderings-35 tempo van dezelfde grootheid die wordt gemeten door tenminste één versnel 1ingsmeter, welke tenminste ene temposensor een veranderings- 5 temposignaal als uitgangssignaal afgeeft, welk systeem verder middelen omvat om van tijd tot tijd de temposensor en/of een geïntegreerd veranderingstemposignaal te resetten.
Het is ook een doel van de uitvinding om een dergelijk 5 systeem te verschaffen dat verder zendmiddelen omvat voor het zenden van gegevens vanaf een uitgang van de microcontroller naar een inrichting aan het oppervlak, welke inrichting aan het oppervlak een computer omvat en een weergeefinrichting en welke computer is geprogrammeerd met een gebruikersinterface om tenminste één van azimuth, 10 kanteling en inclinatiehoek vanaf het verre uiteinde van de boorpijp op de weergeefinrichting weer te geven.
Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem dat verder tenminste één temposensor omvat en het verzenden van procesgegevens van een uitgang van de microcontrol-15 Ier naar een inrichting aan het oppervlak, middelen om een betrouwbaarheidsei jfer te bepalen voor gegevens welke afhankelijk zijn van geïntegreerde signalen van de temposensor, welke inrichting aan het oppervlak een computer met een weergeefinrichting omvat en welke computer is geprogrammeerd met een gebruikersinterface om het betrouw-20 baarheidscijfer weer te geven.
Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijk systeem waarin de computer verder geprogrammeerd is om instructies weer te geven in geval het betrouwbaarheidseijfer kleiner is dan een vooraf bepaald minimum.
25 Het is nog een verder doel van de uitvinding om een werkwijze te verschaffen voor het opmeten van een boorgat tussen van elkaar gescheiden eerste en tweede plaatsen van het boorgat, welke werkwijze omvat het nemen van DGPS (RTK)aflezingen van de eerste en tweede locatie, het bewegen van een opmeeteenheid, welke een optische 30 gyroscoop omvat, van de eerste naar de tweede locatie, het bepalen van posities van locaties tussen de eerste en tweede locatie door middel van gegist bestek gebaseerd op signalen opgewekt door de optische gyroscoop, het bepalen door middel van gegist bestek van een positie van de tweede locatie, het bepalen van een verschil tussen de DGPS 35 (RTK)-aflezing en genoemde positie, bepaald door middel van gegist bestek, van de tweede locatie en gebaseerd op het bepaalde verschil 6 het maken van correcties voor posities, bepaald door gegist bestek op de locaties tussen de eerste en tweede locatie.
KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN
5 De uitvinding zal hieronder nu in meer detail worden beschreven onder verwijzing naar de tekeningen waarin:
Figuur 1 schematisch een probe toont onderin een boorgat nabij een ver uiteinde van een boorpijp met verschillende elementen van een opmeetsysteem volgens de uitvinding; 10 Figuur 2 een vector toont welke bij wijze van voorbeeld de richting van het aardmagnetische veld ten opzichte van het aardoppervlak toont;
Figuur 3 een eerste uitvoeringsvorm van een sensoreenheid toont; 15 Figuur 4 een tweede uitvoeringsvorm van een sensoreenheid toont;
Figuur 5 een derde uitvoeringsvorm van een sensoreenheid toont;
Figuur 6 een vierde uitvoeringsvorm van een sensoreenheid 20 toont;
Figuur 7 een vijfde uitvoeringsvorm van een sensoreenheid toont;
Figuur 8 een boorgat toont dat wordt opgemeten;
Figuur 9 schematisch een opmeeteenheid toont.
25
GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING
Onder verwijzing naar figuur 1 is een aardoppervlak 1 getoond. Onder het oppervlak 1 en in de aarde 2 is een boorgat. Een opmeeteenheid welke deel uitmaakt van een opmeetsysteem is aangebracht 30 met een probe, schematisch aangeduid door het verwijzingscijfer 3. Aan het aardoppervlak 1 omvat het geleidingssysteem een computer 4 met een toetsenbord 5 en een monitor 6. De probe 3 omvat een voedingsbron 7, een zender 8, een microcontroller 9 en een sensoreenheid 10, welke één of meer sensoren omvat. De voedingsbron 7 kan een batterij en/of 35 electrische gelijkspanning voedingsbronnen omvatten. Vermogen wordt toegevoerd aan de zender 8, de microcontroller 9 en de sensoreenheid 7 10. Signalen van sensoreenheid 10 worden ingevoerd bij microcontroller 9 zoals aangegeven door pijl 11. Uitgangssignalen van microcontroller 9 worden ingevoerd in zender 8 zoals aangeduid door pijl 12. Pijl 13 geeft een verbinding aan tussen zender 8 en computer 4. De verbinding 5 tussen zender 8 en computer 4 kan een draadverbinding zijn maar is bij voorkeur een radiogolfverbinding. Computer 4 berekent, gebaseerd op signalen verzonden door zender 8, signalen, welke gegevens en andere informatie zijn opgewekt door microcontroller 9, voor het opmeetsys-teem waarvan de probe 3 deel uitmaakt.
10 Zoals hiervoor beschreven omvatten traditionele gerichte boorsystemen 14 als sensoren een magnetometer 16 en een versnel!ings-meter 17 voor het meten van de kantel hoek en een versnel lingsmeter 18 voor het meten van de inclinatiehoek (zie Figuur 3), alles binnen gatprobe 3.
15 Teneinde de doelstellingen van de onderhavige uitvinding te bereiken wordt gebruik gemaakt van verschillende elementen, waarvan sommigen op zich al bekend zijn, maar nooit zijn gebruikt of voorgesteld voor gebruik in opmeetsystemen. Dergelijke elementen bevatten fiber-optische gyroscopen, ringlasergyroscopen, micro-electro-mechani-20 sche systemen, temposensoren en vage logica (fuzzy logic). Die elementen zijn, hetzij alleen, hetzij in combinatie met elkaar en/of in combinatie met magnetometers en/of versnel 1ingsmeters in staat om een opmeetsysteem de hiervoor genoemde vereisten te doen bereiken met betrekking tot betrouwbaarheid, nauwkeurigheid, gebruiksgemak, immuni-25 teit voor interferentie van magnetische velden en continuïteit van beschikbaarheid van meetgegevens, zelfs tijdens het boren.
Fiber-optische gyroscopen en ringl asergyroscopen, beiden optische gyroscopen, zijn elementen waarin twee lichtbundels in tegengestelde richting langs een gemeenschappelijk pad reizen. Als het 30 vlak van het pad roteert zal een relatieve faseverschuiving optreden tussen de twee lichtbundels welke in tegengestelde richting reizen. In een ringlasergyroscoop wordt de faseverschuiving gemeten welke het gevolg is van een inherente verandering in oscillatie-frequentie. In een fiber-optische gyroscoop wordt de faseverschuiving gemeten met 35 interferentietechnieken. Beide typen optische gyroscoop maken dat mogelijk om het giertempo, het stamptempo en het kantel tempo te meten.
* . Λ; — O .
δ
Als dergelijke gyroscopen integratieschakelingen omvatten leveren uitgangssignalen van dergelijke gyroscopen uitgangssignalen af, die representatief zijn voor bij voorbeeld een azimuth-hoek, een kantel-hoek of een incl inatiehoek. Externe afmetingen van fiber-optische 5 gyroscopen en ringlasergyroscopen zijn substantieel kleiner dan overeenkomstige afmetingen van mechanische gyroscopen. Ringlasergyroscopen en fiber-optische gyroscopen zijn voldoende klein om te worden geïntegreerd in sensorpakket 10. Ze hebben ook als voordeel boven mechanische gyroscopen, dat ze geen opwarmtijd hebben, een hogere 10 nauwkeurigheid en veel hogere betrouwbaarheid. Ringlasergyroscopen en fiber-optische gyroscopen zijn zelfs in staat om in een roterend ver uiteinde van een boorpijp te werken terwijl mechanische gyroscopen niet geschikt zijn voor dergelijke ruwe omgevingen. De nauwkeurigheid van een fiber-optische gyroscoop kan in de ordegrootte van 0,01 graad 15 liggen voor omgevingstemperatuurbereiken van -40 tot +80 graad Celsius, Zoals te verwachten valt zijn fiber-optische gyroscopea en ringlasergyroscopen ongevoelig voor magnetische interferentie.
Temposensoren als zodanig zijn in de markt beschikbaar en zijn gebaseerd op principes die uiteenlopen van Coriolis fork gyro tot 20 hybride oplossingen. Temposensoren zijn sensoren die uitgangssignalen afleveren die representatief zijn voor veranderingen van een gemeten grootheid per tijdseenheid. Teneinde een geïntegreerde waarde te verkrijgen moeten dergelijke uitgangssignalen over de tijd worden geïntegreerd. Als bijvoorbeeld een temposensor wordt gebruikt om het 25 tempo te bepalen waarmee een inclinatiehoek verandert met de tijd dan wordt de inclinatiehoek op een zeker tijdstip verkregen door het temposignaal te integreren. In het algemeen zal het geïntegreerde signaal langzaam verlopen, afhankelijk van resolutie, temperatuurge-voeligheid enzovoort van de betreffende temposensor. Typisch bereikba-30 re resoluties met temposensoren liggen in de orde van 0,01 graad per sec tot 1 graad per uur. De externe afmetingen van temposensoren zijn in het algemeen voldoende klein voor het integreren van dergelijke temposensoren in een probe van een opmeetsysteem.
De richting van een longitudinale as van een boorgat kan 35 worden berekend uit de signalen afgeleverd door hiervoor genoemde magnetometers, versnel 1 ingsmeters, fiber-optische gyroscopen, ringla- •«w .
9 sergyroscopen, micro-electro-mechanische systemen en temposensoren. Gegevens van al deze sensoren moeten op intelligente wijze worden gecombineerd om een betrouwbaar uitgangssignaal voor de betreffende hoeken te verkrijgen, onafhankelijk van magnetische interferentie, of 5 andere verstorende omstandigheden. Al deze berekeningen kunnen zeer gecompliceerd zijn. Goede resultaten kunnen worden verkregen als deze berekeningen worden uitgevoerd door gebruik te maken van zogeheten neurale vage besturingsmethoden (neural fuzzy control methods). Bij voorkeur worden deze berekeningen uitgevoerd door een microcontroller 10 9 welke onderdeel is van de probe onderin het boorgat. In dat geval zijn de verbindingen tussen de sensoren en de rekenlogica zeer kort en zijn de kansen minimaal dat de sensorsignalen vervuild raken met ruissignalen uit andere bronnen. Door de berekeningen uit te voeren op de signalen afgeleverd door de sensoren aan de microcontroller 9 via 15 lijn 11 en door deterministische respectievelijk stochastische filter-technieken toe te passen wordt een adaptief filter verkregen dat magnetische interferentie teniet doet.
Verschillende combinaties van sensoren in de sensoreenheid 10 zullen nu worden beschreven.
20 Figuur 4 toont een sensoreenheid 10 welke drie fiber- optische gyroscopen 19, 20 en 21 omvat. Er dient te worden opgemerkt dat in plaats van fiber-optische gyroscopen de gyroscopen 19, 20 en 21 ook ringlasergyroscopen kunnen zijn, waarbij het enige verschil is de fysische wijze waarop de faseverschuiving wordt gemeten. Tenzij anders 25 gesteld, dient te worden opgemerkt dat telkens als een fiber-optische gyroscoop wordt genoemd in plaats van een fiber-optische gyroscoop een ringlasergyroscoop zou kunnen worden gebruikt op die zelfde plaats. De fiber-optische gyroscoop 19, 20 en 21 zijn elk in een vak geplaatst van waaruit de azimuth-hoek, de kantelhoek, resp. de incl inatiehoek 30 kan worden gemeten. Bijvoorbeeld kan fiber-optische gyroscoop 19 de azimuth-hoek meten, fiber-optische gyroscoop 20 kan de kantelhoek meten en fiber-optische gyroscoop 21 kan de incl inatiehoek meten. Daar fiber-optische gyroscopen hoeken meten door hoekveranderingstempo te integreren moet een startwaarde worden ingevoerd in het systeem. Nadat 35 de starthoeken zijn ingevoerd in het systeem leveren de fiber-optische gyroscopen 19, 20 en 21 de vereiste hoekwaarden. Die hoekwaarden 10 worden over lijn 11 verzonden, welke natuurlijk een meervoudige lijn kan zijn, naar de microcontroller 9 voor rekendoeleinden. Daarna worden berekende waarden over lijn 12 naar zender 8 verzonden. De berekende waarden welke worden ingevoerd in zender 8 via lijn 12 5 worden bijvoorbeeld door radiosignalen over lijn 13 naar computer 4 verzonden. Computer 4 kan een reguliere personal computer zijn met een toetsenbord 5 en een monitor 6. Als gevolg van de nauwkeurigheid van fiber-optische gyroscopen heeft de sensoreenheid 10 in principe niet meer sensoren nodig dan de drie fiber-optische gyroscopen 19, 20 en 10 21.
Figuur 5 toont een verdere uitvoeringsvorm van de sensoreenheid 10. De sensoreenheid 10 omvat wederom drie fiber-optische gyroscopen 19, 20 en 21 en in aanvulling daarop versnel!ingsmeters 22 en 23. Versnel!ingsmeter 22 meet een kantel hoek en versnel 1ingsmeter 15 23 meet een incl inatiehoek van het boorgat. De signalen van de ver snel! ingsmeters 22 en 23 kunnen in de microcontroller 9 worden gebruikt om startwaarden te bepalen voor de fiber-optische gyroscopen, bijvoorbeeld fiber-optische gyroscopen 20 en 21 die kantelhoek resp. inclinatiehoek meten.
20 Figuur 6 toont een verdere uitvoeringsvorm van sensoreen heid 10. De sensoreenheid 10, getoond in figuur 6, omvat de magnetometer 24, een giertemposensor 25, een kanteltemposensor 26 en een stamptemposensor 27. Hij omvat ook een versnel 1 ingsmeter 22 en een versnel 1ingsmeter 23. Magnetometer 24 en giertemposensor 25 werken 25 samen. Als er geen magnetische interferentie is kan magnetometer 24 de azimuth-hoek bepalen. Als er echter magnetische interferentie is zal het uitgangssignaal van de magnetometer verlopen. Een dergelijk verlopen zal worden gecommuniceerd via lijn 11 aan microcontroller 9 en van microcontroller 9 naar lijn 12 naar zender 8 en van zender 8 30 naar lijn 13 naar computer 4. Computer 4 zal de data opgewekt door microcontroller 9 gebruiken en gebaseerd op uitgangssignalen van de magnetometer 24, welke uitgangssignalen verlopen zijn om positie- en richtingssignalen op te wekken. Het verloop in uitgangssignaal van de magnetometer zal resulteren in het verlopen van de aangegeven positie 35 en richting van het verre uiteinde van de boorpijp 16. Een dergelijk verlopen zal worden opgemerkt door temposensor 25. Microcontroller 9 11 zal bepalen dat temposensor 25 een signaal opwekt terwijl het geen signaal zou moeten opwekken en geeft deze informatie door aan computer 4. Die zal bepalen dat temposensor 25 een doorlopende verandering in azimuth-hoek waarneemt terwijl magnetometer 24 een dergelijke verande-5 ring niet heeft waargenomen en computer 4 zal bepalen dat verloop aanwezig is in het uitgangssignaal van de magnetometer welke niet in de overeenstemming is met de verandering in de azimuth-hoek van het boorgat. De meeste ondergrondse magnetische interferentie is te wijten aan verschillende materialen. Deze verschillende materialen hebben 10 normaliter invloed op de opmeeteenheid en de sensoren ervan gedurende een beperkte tijdsperiode. Die magnetische interferentie is daarom zeer sterk locaal. Gedurende die perioden van magnetische interferentie zal de positie en richting van de opmeeteenheid niet zijn zoals getoond door uitgangssignalen van de magnetometer 24, maar zoals 15 getoond door geïntegreerde uitgangssignalen van giertemposensor 25.
Niettemin zal het integreren van de signalen van de giertemposensor 25 leiden tot het langzaam verlopen van de geïntegreerde signalen, afhankelijk van de resolutie, temperatuurgevoelig-20 heid enz. van de temposensor 25. Daarom dient op de positie en richting van het boorgat getoond door signalen van giertemposensor 25 slechts te worden vertrouwd gedurende een beperkte tijdsperiode. Huidige giertemposensoren beperken zo’n periode tot een maximum van ongeveer een halfuur als de resolutie van de temposensor op 1 graad 25 per uur ligt. Startpuntvaststelling van de giertemposensor, welke plaatsvindt bijvoorbeeld in de microcontroller 9 kan bijvoorbeeld worden gebaseerd op de aflezing van de magnetometer op het tijdstip dat wordt besloten om de positie en richtingsaflezingen van de signalen van de magnetometer 24 over te nemen naar de signalen van de 30 giertemposensor 25.
De temposignalen opgewekt door de temposensoren 26 en 27 kunnen worden geïntegreerd om inclinatiehoek en kantelhoek van het boorgat te verschaffen. Net zoals met temposensor 25 vullen de geïntegreerde signalen van de temposensoren 26 en 27, welke integratie 35 plaats kan vinden in de microcontroller 9, langzaam verlopen afhankelijk van de resolutie, temperatuurgevoeligheid, enz. Deze verloopef- 1017 :23 - 12 fecten kunnen worden gecompenseerd door gebruik te maken van de versnellingsmeters 22 en 23. De versnellingsmeters zullen nauwkeurige waarden voor de kantel- en inclinatiehoek geven. De resultaten van deze metingen van kantel- en inclinatiehoek kunnen worden gebruikt om 5 automatisch de temposensoren 26 en 27 start-instellingen te geven.
Hiervoor is aangenomen dat op een zekere locatie in het boorgat bekend is dat magnetische interferentie aanwezig is op die locatie. Het bestaan van dergelijke magnetische interferentie wordt niet gedetecteerd door de magnetometer 24 zelf. Echter zullen hierna 10 twee methoden worden beschreven om de aanwezigheid van magnetische interferentie te bepalen, d.i. de aanwezigheid van een magnetisch veld van voldoende sterkte om de magnetometer een waarde en richting van een magnetisch veld te doen meten die niet identiek is aan de waarde en richting van het aardmagnetische veld op die locatie.
15 Figuur 2 toont een coördinatensysteem waarin het verre uiteinde van de boorpijp wordt geacht te zijn in de oorsprong en het aardmagnetische veld wordt uitgedrukt als een vector 28. Eén van de assen, aangeduid met de letter N, is gericht op het ware Noorden. Hoek ó geeft de afwijking aan van het magnetische Noorden MN van het ware 20 Noorden N en hoek 29 geeft de dip-hoeken aan van het aardmagnetische veld ten opzichte van het aardoppervlak dat overeenkomt met het x-y vlak van het coördinatensysteem getoond in figuur 2.
Een eerste inrichting voor het bepalen van de aanwezigheid van magnetische interferentie omvat twee magnetometers op een paar 25 meter afstand van elkaar in de probe 3. Bij voorkeur zijn die magnetometers 3-assen-magnetometers welke componenten van het aardmagnetische veld in drie onderling loodrechte richtingen meten, maar dat is geen noodzaak in deze eerste uitvoeringsvorm. In eerste instantie bepalen beide magnetometers de azimuth-hoek op hun locaties een paar meter uit 30 elkaar. In het geval dat de magnetometers hetzelfde uitgangssignaal geven kan worden aangenomen dat er geen magnetische interferentie op die locatie is. In geval de magnetometers verschillende uitgangssignalen geven bevindt tenminste één van de twee magnetometers zich op een locatie waar magnetische interferentie is. Een tweede inrichting voor 35 het bepalen van de aanwezigheid van magnetische interferentie omvat één of zelfs twee 3-assen-magnetometers. 3-assen-magnetometers zijn in 13 staat om niet alleen de richting van het magnetische Noorden te bepalen, d.i. de azimuth-hoek, maar ook de dip-hoek 29. De dip-hoek 29 is bekend voor alle locaties ter wereld. Een enkele meting met een 3-assen-magnetometer kan voldoende zijn om de dip-hoek te bepalen. Als 5 de dip-hoek gemeten door een enkele magnetometer verschilt van de dip-hoek die aanwezig zou zijn als gevolg van de locatie op aarde waar het boren plaatsvindt, is dat een indicatie dat er een magnetische interferentie is. In geval twee 3-assen-magnetometers worden gebruikt kan een vergelijking worden gemaakt tussen de ware richtingen van de 10 vectoren 28, één gemeten door elke magnetometer. In geval er een verschil in richting bestaat tussen de vector 28 zoals gemeten door een eerste 3-assen-magnetometer met de vector 28 zoals gemeten door een tweede 3-assen-magnetometer is dat een zeer sterke indicatie dat magnetische interferentie op die locatie aanwezig is.
15 Een sensoreenheid 10 die kan worden gebruikt om de aanwezigheid van magnetische interferentie te bepalen is getoond in figuur 7 en omvat twee magnetometers 24a en 24b. Zoals hiervoor omvat de sensoreenheid 10 ook temposensoren 25, 26 en 27 en versnel1ingsme-ters 22 en 23 voor de doeleinden beschreven met betrekking tot figuur 20 6. Als geen magnetische interferentie aanwezig is kan elk van de magnetometers 24a of 24b op dezelfde wijze worden gebruikt als magnetometer 24 werd gebruikt in een systeem beschreven met betrekking tot figuur 6. Beide uitvoeringsvormen getoond in figuren 6 en 7 hebben de mogelijkheid dat de giertemposensor 25 automatisch van tijd tot tijd 25 door de magnetometer 24 resp. 24a, 24b op een startpuntinstelling wordt gezet. Op deze wijze kan het signaal van de giertemposensor 25 betrouwbaar worden gebruikt als een magnetische interferentie opkomt en bepaling van de positie en richting van het boorgat moet worden gebaseerd op integratie van het signaal van de giertemposensor 25. De 30 betrouwbaarheid van het signaal van de giertemposensor 25 neemt af met toenemende tijdsperioden sinds het laatste tijdstip dat hij op nul was gesteld door het signaal van magnetometer 24 of één van de magnetometer 24a en 24b.
Zoals hiervoor beschreven hebben temposensoren startpuntin-35 stellingen en kunnen na integratie verloop vertonen in hun uitgangssignaal. Daarentegen tonen versnellingsmeters een stabiel uitgangssig- 14 naai als functie van de tijd. Een zwaartekrachtshoek bepaald door een versnellingsmeter kan daarom worden gebruikt om een temposensor te compenseren. Dat resulteert in een verloopvrije tempometing. Een dergelijke verloopvrije tempometing kan weer worden gebruikt om een 5 uitgangssignaal van een magnetometer te corrigeren in het geval van magnetische interferentie. Echter kunnen traditionele versnel 1ingsme-ters niet onder alle omstandigheden worden gebruikt om dit resultaat te bereiken.
Traditionele versnellingsmeters hebben resoluties in de 10 orde van 5 micro g en temperatuurcoëfficienten in de orde van 75 micro g per graad Celsius. Een typische tijdconstante van een traditionele versnel!ingsmeter is 0,13 seconde. Een rotatiesnelheid van een boor-pijp is typisch ongeveer 20 omwentelingen per minuut, hetgeen overeenkomt met 120 graden per seconde. Daarom hebben typisch traditionele 15 versnell ingsmeters een tijdconstante die te groot is om te worden gebruikt bij de compensatie van een magnetometer in geval van magnetische interferentie. Hedendaagse micro-electro-mechanische systemensensoren vertonen tijdconstanten in de orde van 1 milliseconde. Derhalve kunnen deze sensoren worden gebruikt om de magnetometer-20 respons en nauwkeurigheid te verhogen.
Het is extreem moeilijk om vaardig personeel in dienst te hebben dat voldoende kennis heeft over meettechnieken en hun onderlinge relaties met de aflezingen van het boorgat. Gebruikersinterfaces, d.i. computerprogramma’s op de computer 4, die een bedieningspersoon 25 in staat stellen om correcte commando’s in te geven via het toetsenbord of ander gegevens-invoerelementen zoals een muis, moeten daarom simpel en gemakkelijk te begrijpen zijn.
Bijvoorbeeld moet in een abnormale situatie, zoals magnetische interferentie, een gemakkelijk te begrijpen begeleiding worden gegeven aan de bedieningspersoon.
Ruwe gegevens worden door microcontroller 9 naar computer 4 5 eens in de zoveel seconden verzonden. Een programma in computer 4 vertaalt die ruwe gegevens in signalen voor de monitor 6 om de azimuth-, kantel- en inclinatiehoek weer te geven. In het algemeen vereisen deze presentaties van gegevens verschillende vakkundige personeelsleden voor de interpretatie. Verbetering is vereist.
101 7 : ':) * 15
J
Bijvoorbeeld bij het toepassen van fiber-optische gyroscopen als sensoren is het gemakkelijk als gevolg van een hoge nauwkeurigheid om betrouwbare gegevens met betrekking tot het ware Noorden weer te geven en door gegist bestek de precieze positie van het verre uiteinde van 5 de boorpijp te berekenen. Het is dan ook mogelijk om op de monitor 6 door middel van een geschikt programma het werkelijke spoor te tonen.
Dit kan in het bijzonder van belang zijn als ondergrondse bochten aanwezig zijn. Met de hiervoor beschreven nauwkeurige sensorsystemen voor gebruik in een opmeetsysteem is het mogelijk om op gewenste 10 locaties ondergronds op te meten.
In een aantal van de boven beschreven uitvoeringsvormen werden temposensoren toegepast. Het is bekend dat geïntegreerde temposensorsignalen langzaam verlopen afhankelijk van resolutie, temperatuurgevoeligheid enzovoort. Daarom hoe meer tijd is verlopen 15 tussen het laatste tijdstip dat de geïntegreerde waarde van een temposensor op nul werd gesteld des te minder betrouwbaar is een huidige waarde van het geïntegreerde signaal. Een programma dat geïntegreerde signalen van temposensoren toont of van andere signalen die afhankelijk zijn van geïntegreerde signalen van temposensoren, zal 20 daarom op monitor 6 worden weergegeven samen met een betrouwbaarheidseijfer. Het betrouwbaarheidseijfer informeert een bedieningspersoon van de mate van betrouwbaarheid van de weergegeven cijfers. In een situatie waarin één of meer van de cijfers weergegeven op monitor 5 worden weergegeven met een betrouwbaarheidseijfer dat 25 buiten bereik is, d.i. het betrouwbaarheidseijfer toont dat de betrouwbaarheid onder een zeker minimum-betrouwbaarheidscijfer is dan dient de bedieningspersoon naar een ander werkwijze over te schakelen welke de positie en richting van het verre uiteinde van de boorpijp bepaalt, bijvoorbeeld door het volgen van instructies opgewekt door 30 het computerprogramma en weergegeven op het scherm van monitor 6.
Figuur 8 toont een boorgat 30 dat wordt opgemeten met een opmeeteenheid 31. In het geval getoond in figuur 8 is het boorgat 30 geboord volgens een horizontaal gerichte boortechniek. Dat maakt het mogelijk om de opmeeteenheid 31 door het boorgat 30 te bewegen van een 35 eerste locatie 32 naar een tweede locatie 33. Eerste en tweede locaties 32, resp. 33 vormen een ingang en een uitgang van het boorgat l. ’ · C . - 16 30 door de aarde 34. Nabij opening 32 en 33 zijn lieren 35, resp. 36 geplaatst. Kabels 37 en 38 zijn verbonden met opmeeteenheid 31 en worden strak gehouden door de lieren 35, resp. 36. Door samenwerking van de lieren 35 en 36 beweegt de opmeeteenheid 31 door het boorgat 30 5 van opening 32 naar opening 33 of andersom. Ook getoond in figuur 8 zijn middelen 39 en 40 voor het nemen van DGPS (RTK)-aflezingen. DGPS staat voor Differential Global Positioning System en RTK staat voor Real Time Kinematic. Met dergelijke middelen kan in principe een nauwkeurigheid in de orde van 1 cm worden verkregen. Zoals getoond in 10 figuur 9 omvat de opmeeteenheid 31 zowel middelen voor het nemen van DGPS (RTK)-aflezingen 41, als de sensoren welke hiervoor zijn beschreven met betrekking tot figuur 1 tot 7 in sensoreenheid 10. In dat geval zijn geen separate middelen 39 en 40 nodig nabij de openingen 32 en 33.
15 De werkwijze voor het opmeten van het boorgat 30 tussen openingen 32 en 33 zal nu worden beschreven. Op zeker tijdstip gedurende het opmeten worden DGPS (RTK)-aflezingen genomen van de openingen 32 en 33. Dergelijke aflezingen kunnen worden genomen, hetzij met separate middelen 39 en 40 of door middel 41 geïntegreerd 20 in de opmeeteenheid 31. Dan wordt de opmeeteenheid 31 bewogen door het boorgat 30 van opening 32 naar opening 33. De sensoreenheid 10 omvat tenminste één optische gyroscoop zoals hiervoor beschreven. Er is gevonden dat dergelijke optische gyroscopen een verloop vertonen met een systematisch karakter en min of meer lineair met de tijd. Een 25 positie van de opmeeteenheid 31 langs de lengte van het boorgat 30 wordt bepaald door een wiel 42 aangedreven door de kabel 37. Een magnetische snelheid-oppik-inrichting 43 bepaalt de draaisnelheid van het wiel 42 en daardoor de lineaire snelheid van kabel 37. Gebaseerd op de lineaire snelheid van de kabel 37 en op hoekmetingen door de 30 sensoren in sensoreenheid 10, welke tenminste één optische gyroscoop omvatten, hetzij een fiber-optische gyroscoop, hetzij een ringlasergyroscoop, is het mogelijk om door middel van gegist bestek posities op verschillende locaties A, B, C, ... te bepalen langs het boorgat 30 ten opzichte van de openingen 32 en 33. Zoals hierna 35 getoond kunnen de locaties A, B, C, ... in de orde van 1 cm van elkaar zijn. Aannemend dat de opmeeteenheid 31 begonnen is bij opening 32 dan 17 is tenminste één optische gyroscoop in sensoreenheid 10 van opmeeteenheid 31 gestart met het opwekken van signalen toen de opmeeteenheid 31 startte met bewegen bij opening 32 in boorgat 30.
Omdat er tijd nodig is voor de opmeeteenheid 31 om langs de 5 lengte van het boorgat 30 te bewegen zal er verloop binnensluipen in de signalen opgewekt door de optische gyroscoop. Dientengevolge zal het resultaat van gegist bestek van de positie van de opening 33 ten opzichte van opening 32 tot op zekere hoogte incorrect zijn afhankelijk van het verlooptempo en afhankelijk van de tijd die nodig 10 is voor de opmeeteenheid 31 om te bewegen van opening 32 naar opening 33. Alhoewel het resultaat van gegist bestek niet volledig juist hoeft te zijn is de positie van de opening 33 bekend met de nauwkeurigheid van ongeveer 1 cm als resultaat van de DGPS (RTK)-aflezingen die zijn gedaan. Het verschil tussen de DGPS (RTK)-aflezingen van de positie 15 van de opening 33 en de positie van de opening 33 bepaald door gegist bestek kan natuurlijk gemakkelijk worden bepaald.
De lineaire snelheid van opmeeteenheid 31 is op elk tijdstip bekend. Het tijdstip waarop de positie van een zekere locatie is bepaald door gegist bestek is ook bekend. Het verloop in de 20 signalen gebruikt voor het bepalen van de posities met gegist bestek neemt lineair toe met de tijd. Daar is op elk tijdstip tijdens de beweging van opmeeteenheid 31 door het boorgat 30 de hoeveelheid verloop evenredig met de tijd die de opmeeteenheid 31 onderweg was beginnend bij opening 32. Daardoor is het gemakkelijk om correcties te 25 maken op de posities van de locaties A, B, C, ... van het boorgat 30 door correcties te maken voor de posities bepaald door gegist bestek welke correcties evenredig zijn met het verschil bepaald tussen de DGPS (RTK)-aflezingen van opening 33 en de positie bepaald door gegist bestek van opening 33, 30 Meer precies is voor een bepaalde locatie de correctie in positie bepaald door gegist bestek evenredig met de verhouding tussen enerzijds een tijdspanne tussen een begin van het opwekken van signalen door de optische gyroscoop 44 gebruikt in het bepalen van posities met gegist bestek en een tijdstip waarop signalen, gebruikt 35 voor het bepalen van die positie werden opgewekt door de optische gyroscoop en anderszijds een tijdspanne tussen het hiervoor genoemde 18 starten en een tijdstip waarop signalen worden opgewekt die werden gebruikt voor het bepalen met gegist bestek van de positie van opening 33.
Daar de onderhavige methode gebruik maakt van DGPS (RTK)-5 metingen van de posities van de openingen 32 en 33 zijn de absolute lengte, breedte en diepte van het boorgat-traject 30 bekend en dat met de nauwkeurigheid van de orde van 1 cm.
Na de bovenstaande beschrijving zijn verscheidene modificaties en wijzigingen duidelijk voor de vakman. Dergelijke 10 modificaties en wijzigingen worden beschouwd te zijn binnen de omvang van de aangehechte conclusies.
t

Claims (29)

1. Opmeetsysteem voor een systeem voor gericht boren omvattend sensoren in een opmeeteenheid en middelen voor het bewegen van de 5 opmeeteenheid door een boorgat, welke sensors tenminste één van de sensoren: fiber-optische gyroscoop, ringlasergyroscoop, micro-electro-mechanisch systeem, temposensor omvatten.
2. Systeem volgens conclusie 1 verder omvattend een microcontroller voor het ontvangen en bewerken van gegevens van de 10 sensoren aan het verre uiteinde.
3. Systeem volgens conclusie 2 waarin de microcontroller vage besturingslogica omvat voor het bewerken van de gegevens van de sensoren aan het verre uiteinde.
4. Systeem volgens conclusie 3 waarin de microcontroller 15 verder middelen omvat voor het toepassen van deterministische benaderingen en filtertechnieken op de gegevens van de sensoren aan het verre uiteinde van de boorpijp.
5. Systeem volgens conclusie 2 omvattend zendmiddelen voor het verzenden van bewerkte gegevens van een uitgangssignaal van de 20 microcontroller naar een oppervlakte-inrichting.
6. Systeem volgens conclusie 5 waarin het verzenden plaatsvindt door middel van draadloze communicatie.
7. Systeem volgens conclusie 5 waarin de oppervlakte- inrichting een computer omvat.
8. Systeem volgens conclusie 7 waarin de oppervlakte- inrichting een weergeefinrichting omvat.
9. Systeem volgens conclusie 7 waarin de oppervlakte- inrichting gegevens-invoermiddelen omvat.
10. Systeem volgens conclusie 9 waarin de gegevens- 30 invoermiddelen een toetsenbord omvatten.
11. Systeem volgens conclusie 1 waarin de sensoren verder tenminste één van een magnetometer en een versnel 1 ingsmeter omvatten.
12. Systeem volgens conclusie 11 omvattend tenminste één temposensor en middelen voor het integreren van een signaal van de 35 temposensor. 0
13. Systeem volgens conclusie 12 omvattend een magnetometer en een temposensor welke het veranderingstempo van azimuth meet, welke temposensor een azimuth-signaal als uitgangssignaal afgeeft, terwijl het systeem verder middelen omvat voor het integreren van het 5 veranderingstempo van het azimuth-signaal als er magnetische interferentie aanwezig is.
14. Systeem volgens conclusie 12 omvattend tenminste één versnel 1ingsmeter en tenminste één temposensor voor het meten van een veranderingstempo van de zelfde eenheid die werd gemeten door 10 tenminste één versnel!ingsmeter, welke tenminste één temposensor een veranderingstemposignaal als uitgangssignaal afgeeft, welk systeem verder middelen omvat voor het van tijd tot tijd op nul stellen van de temposensor en/of een geïntegreerd veranderingstemposignaal.
15. Systeem volgens conclusie 2 verder omvattend zendmiddelen 15 voor het verzenden van gegevens vanaf een uitgang van de microcontroller naar een oppervlakte-inrichting, welke oppervlakte-inrichting een computer omvat en een weergeef-inrichting en welke computer is geprogrammeerd met een gebruikers-interface om tenminste één van azimuth-, kantel- en inclinatiehoek van het verre uiteinde van 20 de boorpijp op de weergeefinrichting weer te geven.
16. Systeem volgens conclusie 15 welk systeem tenminste één fiber-optische gyroscoop omvat of tenminste één ringlasergyroscoop en middelen voor het weergeven op de weergeef-inrichting van het ware Noorden.
17. Systeem volgens conclusie 15 welk systeem tenminste één fiber-optische gyroscoop omvat of tenminste één ringlasergyroscoop en middelen voor het weergeven op de weergeef-inrichting van een actueel en gewenst spoor.
18. Systeem volgens conclusie 2 verder omvattend tenminste één 30 temposensor en voor het verzenden van bewerkte gegevens van een uitgang van de microcontroller naar een oppervlakte-inrichting, middelen voor het bepalen van een betrouwbaarheidseijfer voor gegevens afhankelijk van een geïntregeerd signaal van de temposensor, welke oppervlakte-inrichting een computer en een weergeef-inrichting omvat 35 en welke computer is geprogrammeerd met een gebruikers-interface om het betrouwbaarheidseijfer weer te geven.
19. Systeem volgens conclusie 18 waarin de computer verder is geprogrammeerd om instructies weer te geven in geval het betrouwbaarheidseijfer kleiner is dan een vooraf bepaald minimum.
20. Systeem volgens conclusie 1 omvattend twee magnetometers, 5 tenminste één versnellingsmeter en tenminste één temposensor.
21. Systeem volgens conclusie 20 verder omvattend een microcontroller voor het ontvangen en bewerken van gegevens van de twee magnetometers, de tenminste ene versnellingsmeter en de tenminste ene temposensor, waarin de twee magnetometers uit elkaar staan over een 10 zekere afstand en eerste, resp. tweede uitgangssignalen opwekken en de microcontroller middelen omvat voor het bepalen van een verschil tussen het eerste en tweede uitgangssignaal van de twee magnetometers.
22. Systeem volgens conclusie 21 verder omvattend middelen voor het integreren van uitgangssignalen van tenminste één temposensor en voor 15 het van tijd van tijd op nul stellen van geïntegreerde uitgangssignalen van tenminste één temposensor gebaseerd op uitgangssignalen van tenminste één versnellingsmeter.
23. Systeem volgens conclusie 1 verder omvattend middelen voor het nemen van D6SP (RTK)-aflezingen.
24. Systeem volgens conclusie 23 waarin de opmeeteenheid de middelen voor het nemen van DGSP (RTK)-aflezingen omvat.
25. Systeem volgens één of meer van de voorgaande conclusies, ingericht voor gebruik bij horizontaal boren.
26. Systeem volgens één of meer van de conclusies 1 t/m 24, 25 ingericht voor gebruik bij verticaal boren.
27. Werkwijze voor het opmeten van een boorgat tussen op afstand van elkaar zijnde eerste en tweede locaties van het boorgat, welke werkwijze omvat: het nemen van DGPS (RTK)-aflezingen van de eerste en tweede 30 locatie; het bewegen van een opmeet-eenheid, omvattend een optische gyroscoop, van de eerste naar de tweede locatie; het bepalen van posities van locaties tussen de eerste en tweede locatie door middel van gegist bestek gebaseerd op signalen 35 opgewekt door de optische gyroscoop; 1017128 het bepalen door middel van gegist bestek van een positie van de tweede locatie; het bepalen van een verschil tussen de DGPS (RTK)-aflezing en de positie, bepaald door middel van gegist bestek, van de tweede locatie; 5. het maken van correcties, gebaseerd op het bepaalde verschil, op posities, bepaald door middel van gegist bestek, van de locaties tussen eerste en tweede locaties.
28. Werkwijze volgens conclusie 27 waarin de correcties evenredig zijn aan het bepaalde verschil.
29. Werkwijze volgens conclusie 28 waarin de evenredigheid voor een zekere positie, bepaald door middel van gegist bestek, een verhouding is tussen enerzijds een tijdspanne tussen een start van het opwekken van signalen door de optische gyroscoop gebruikt in het bepalen van de positie door middel van gegist bestek en het tijdstip waarop signalen, 15 gebruikt voor het bepalen van die bepaalde positie, werden opgewekt en anderzijds een tijdspanne tussen de start en bet tijdstip waarop signalen werden opgewekt gebruikt voor het bepalen door middel van gegist bestek van een positie van de tweede locatie. 1017128
NL1017128A 2001-01-16 2001-01-16 Boring-opmeetsysteem NL1017128C2 (nl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1017128A NL1017128C2 (nl) 2001-01-16 2001-01-16 Boring-opmeetsysteem

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1017128 2001-01-16
NL1017128A NL1017128C2 (nl) 2001-01-16 2001-01-16 Boring-opmeetsysteem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1017128C2 true NL1017128C2 (nl) 2002-07-17

Family

ID=19772747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1017128A NL1017128C2 (nl) 2001-01-16 2001-01-16 Boring-opmeetsysteem

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1017128C2 (nl)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2270429A2 (en) 2002-11-22 2011-01-05 Reduct Method for determining a track of a geographical trajectory
CN105507874A (zh) * 2014-09-27 2016-04-20 中国石油化工集团公司 一种八棱翻转测试装置
CN107228664A (zh) * 2017-05-02 2017-10-03 太原理工大学 矿用陀螺测斜仪捷联惯导系统姿态解算及零速校正方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4945775A (en) * 1988-12-30 1990-08-07 Pulsearch Consolidated Technology Ltd. Inertial based pipeline monitoring system
EP0646696A1 (en) * 1993-10-04 1995-04-05 Anadrill International SA Motion compensation apparatus and method for determining heading of a borehole
WO1998043062A1 (en) * 1997-03-24 1998-10-01 Bj Services Company Inspection with global positioning and inertial navigation
GB2339813A (en) * 1998-07-25 2000-02-09 Fugro Limited Improvements in or relating to borehole logging
WO2000017487A1 (de) * 1998-09-23 2000-03-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Steuerung für ein horizontalbohrgerät
CA2300550A1 (en) * 1999-03-11 2000-09-11 Gyrodata, Inc. Method for drilling under rivers and other obstacles

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4945775A (en) * 1988-12-30 1990-08-07 Pulsearch Consolidated Technology Ltd. Inertial based pipeline monitoring system
US4945775B1 (en) * 1988-12-30 2000-05-02 Nowsco Well Service Ltd Inertial based pipeline monitoring system
EP0646696A1 (en) * 1993-10-04 1995-04-05 Anadrill International SA Motion compensation apparatus and method for determining heading of a borehole
WO1998043062A1 (en) * 1997-03-24 1998-10-01 Bj Services Company Inspection with global positioning and inertial navigation
GB2339813A (en) * 1998-07-25 2000-02-09 Fugro Limited Improvements in or relating to borehole logging
WO2000017487A1 (de) * 1998-09-23 2000-03-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Steuerung für ein horizontalbohrgerät
CA2300550A1 (en) * 1999-03-11 2000-09-11 Gyrodata, Inc. Method for drilling under rivers and other obstacles

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2270429A2 (en) 2002-11-22 2011-01-05 Reduct Method for determining a track of a geographical trajectory
CN105507874A (zh) * 2014-09-27 2016-04-20 中国石油化工集团公司 一种八棱翻转测试装置
CN105507874B (zh) * 2014-09-27 2019-01-01 中国石油化工集团公司 一种八棱翻转测试装置
CN107228664A (zh) * 2017-05-02 2017-10-03 太原理工大学 矿用陀螺测斜仪捷联惯导系统姿态解算及零速校正方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2909579B1 (en) Surveying system and method
US8830477B2 (en) Method for determining loads on a mechanical structure and the resultant damage
CN100489459C (zh) 适用于全光纤数字测斜仪的捷联惯性组合测量控制装置
EP2270429B1 (en) Method for determining a track of a geographical trajectory
US20100299031A1 (en) Semiautomatic Control of Earthmoving Machine Based on Attitude Measurement
CA2098321A1 (en) Method and an apparatus for measuring curvature and crossfall of ground surfaces
Noureldin New measurement-while-drilling surveying technique utilizing sets of fiber optic rotation sensors
JP2007536499A (ja) 測定及び記憶された重力傾度を用いて慣性航法測定値の精度を改善する方法及びシステム
CN103335647A (zh) 一种盾构机姿态测量系统及其测量方法
EP0295297A1 (en) Apparatus and method for gravity correction in borehole survey systems
Vydhyanathan et al. The next generation Xsens motion trackers for industrial applications
Han et al. An orientation navigation approach based on INS and odometer integration for underground unmanned excavating machine
CN109882157A (zh) 井下多分量测量仪器的光纤惯导系统及其数据处理方法
NL1017128C2 (nl) Boring-opmeetsysteem
EP1126129A1 (en) Guidance system for horizontal drilling
Li Moving base INS/GPS vector gravimetry on a land vehicle
NL8400558A (nl) Boorgat traagheidsgeleidingssysteem.
US20020059734A1 (en) Borehole survey method and apparatus
EP0175298A2 (en) Borehole sensing tool with optical rotation sensor
RU2320963C2 (ru) Способ выставки осей подвижного объекта
Narayanan Performance analysis of attitude determination algorithms for low cost attitude heading reference systems
Chao et al. An innovative MEMS-based MWD method for directional drilling
Niu et al. Return of inertial surveying—Trend or illusion?
Ou et al. INS/odometer land navigation by accurate measurement modeling
Zhang et al. Gravity disturbance compensation for dual-axis rotary modulation inertial navigation system

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20110801