NL8004599A

NL8004599A - Stelsels en werkwijzen voor het tijdens het boren meten in een boorgat.

Info

Publication number: NL8004599A
Application number: NL8004599A
Authority: NL
Original assignee: Scherbatskoy Serge Alexander
Priority date: 1979-08-21
Filing date: 1980-08-14
Publication date: 1981-02-24
Also published as: DE3031599C2; MX150151A; AU6112080A; DE3031599A1; GB2066989B; GB2066989A; CA1177948A; AU544112B2; FR2475111B1; NO162687B; NO802466L; FR2475111A1; BR8005132A; AU4616985A; NO162687C

Description

.>*

Stelsels en werkwijzen voor het tijdens het boren meten in een boorgat.

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op metingen tijdens het in de grond boren van een boorgat, en meer in het bijzonder op stelsels, inrichtingen en werkwijzen, waarbij gebruik wordt gemaakt van hydraulische schokgolven in de spoelingkolom voor het 5 naar het aardoppervlak overbrengen van signalen, die een of meer "downhole" parameters vertegenwoordigen. De uitvinding heeft eveneens betrekking op stelsels en werkwijzen voor het bij aanwezigheid van storende ruis waarnemen van deze signalen.

De uitvinding heeft betrekking op stelsels voor het vanaf 10 de bodem van een putboring naar het oppervlak overbrengen van gegevens tijdens het boren van de put.

Het is in de aardolieindustrie reeds lang onderkend, dat het "downhole" verkrijgen van gegevens gedurende het boren van een put, waardevolle informatie verschaft, die van belang kan zijn voor 15 de boormeester. Informatie, zoals het zuivere gewicht op de beitel, de helling en het verloop van het boorgat, het eindvlak van het gereedschap, de fluïdumdruk en de temperatuur bij de bodem van het gat, en de radioaktiviteit van stoffen, die de boorbeitel omgeven of door de boorbeitel worden aangetroffen, worden alle door van belang zijnde 20 grootheden verschaft aan de boormeester. Een aantal bekend voorstellen voor het meten van deze grootheden tijdens het boren, en het overbrengen van deze grootheden naar het grondoppervlak, is gedaan. Verschillende stelsels voor het overbrengen zijn in de stand van de techniek voorgesteld voor het uitvoeren hiervan. Voor een beschrijving 25 van de stand van de techniek wordt verwezen naar bijvoorbeeld de i 800 45 99 Λ* * 2

Amerikaanse octrooischriften 2.787.795, 2.887.298, 4.078.620, 4.001.773, 3.964.556, 3.983.948 en 3.791.043. Wellicht de veelbelo-vendste in een praktische zin van deze bekende voorstellen is die van het seinen door drukimpulsen in de spoeling. Verschillende werk-5 wijzen zijn in de stand van de techniek voorgesteld voor het produceren van dergelijke spoelingimpulsen door een geregelde beperking van de spoelingstromingskringloop door een de stroming beperkende klep, die op een passende plaats is aangebracht in de hoofdspoelingstroom of door middel van een omloopklep, aangebracht tussen de binnenzijde 10 van de boorkolom (hoge druk zijde) en de ringruimte rond de boorkolom (lage drukzijde).

In de stand van de techniek is voorgesteld spoelingdrukim-pulsen te produceren door middel van kleppen, die de spoelingstroming in de boorkolom beperken of een gedeelte van de stroming omleiden naar 15 het lagedrukgebied in de ringruimte rond de boorkolom. Dergelijke kleppen zijn noodzakelijkerwijze traag, omdat bij gebruik daarvan in de boorkolom, de klep zeer grote spoelingvolumes moet regelen, en bij gebruik daarvan voor het regelen van een omloop de klep op grond van de zeer grote drukverschillen, noodzakelijkerwijze tevens 20 een trage motorisch bedienbare klep is. Een dergelijke motorisch bedienbare klep, die bijvoorbeeld tussen de binnenzijde van de boorkolom en de ringruimte is aangebracht, produceert in aanspreking pp een putmeting, trage verlagingen en trage verhogingen van de spoeling-druk. Deze worden vervolgens op het grondoppervlak waargenomen.

25 Teneinde de werking van een langzaam werkende, motorisch bedienbare klep, zoals voorgesteld in de stand van de techniek, beter te begrijpen, wordt verwezen naar fig. IA, die het openen en sluiten van een dergelijke klep als functie van de tijd weergeeft. Onder het thans meer in het bijzonder verwijzen naar fig. IA, vertegenwoordigt 30 de X-as daarin de tijd t, waarbij de Y-as de mate van openen vertegenwoordigt van de klep R.

R = g— (1) o waarin Sq het totale gebied is van de opening, en S(t) het gebied is, 800 4 5 99 _ t. ( ' * p· 3 dat open is op het moment t gedurende het openen of sluiten van de klep. Wanneer dus R = 0 is de klep gesloten, waarbij wanneer R = 1 de klep volledig is geopend. De momenten met betrekking tot de bediening van de klep zijn alsvolgt: (v) 5 t = OA , het moment waarop de klep begint te openen, 5L Jl t^V^ = OB^, het moment waarop de klep volledig open is, - OCj, het moment waarop de klep begint te sluiten, en 10 t^ = OD^, het moment waarop de klep volledig is gesloten.

Het tijdsverloop: 15 T(V) = t/V) - t(v) = tjv) - t(v) (2) a o a d c (v) T& wordt aangeduid als het "moment van open of sluiten van de klep".

Het tijdsverloop: 20 - «W - ,3, T^V) wordt aangeduid als het "moment van open stroming". De totale tijdsduur van de bediening van de klep is dus: ,e T<V) = 2T(V) + T™ (4) 25 tab

Bij de voorgaande voorstellen is = ls, = 2s, zodat a (v) derhalve de totale tijdsduur van de bediening van de klep T = 4 s.

Dit betrekkelijk traag openen en sluiten van de klep produceert dien-2q overeenkomstig trage verlagingen en verhogingen van de spoelingdruk aan het grondoppervlak (zie fig. 1B).

Te zien is, dat de spoelingdruk afneemt van de gebruikelijke waarde van bijvoorbeeld 6,9 MPa (wanneer de klep is gesloten) tot de laagste waarde van 5,2 MPa (wanneer de klep is geopend). De op deze waargenomen drukveranderingen betrekking hebbende momenten 8004599 •Η- 4 zijn alsvolgt: (s) t^ = OE^, het moment waarop de spoelingdruk vanaf het gebruikelijke niveau van 6,9 MPa begint af te 5 nemen, (s) t„, = OF,, het moment waarop de spoelingdruk het laagste lb 1 niveau van 5,2 MPa bereikt, en op dit niveau (s) wordt gehouden tot aan het moment van t. =0G,, (s) 1C 1 t^c = OG^, het moment waarop de spoelingdruk begint toe 10 te nemen, en (s) tj^ = OH^, het moment waarop de spoelingdruk het gebruikelijke niveau van 6,9 MPa bereikt.

(s) (g) (s)

De druk neemt dus gedurende het tijdsverloop = t^ - t^a af, blijft dan gelijk gedurende het tijdsverloop (s) _ (s) (s) T2 Zlc " Clb 611 15 neemt dan toe vanaf de verlaagde waarde tot het gebruikelijke niveau (s) (s) (s) gedurende het tijdsverloop = t^ - t^ . De totale tijdsduur van de spoelingstroming door de omloopklep voor één enkele bediening van de klep is dus τω. t(s,+ t‘s)+ t's) (si 20 t 1 2 3

De grootheden in fig. IA zijn voorzien van het bovenschrift "v" om aan te geven dat deze grootheden betrekking hebben op de bediening van de klep, die zich beneden het oppervlak van de grond bevindt. Daarentegen zijn de grootheden in fig. 1B voorzien van het bovenschrift "s" om aan te geven, dat deze grootheden betrekking hebben op metingen aan het oppervlak van de grond. Dit onderscheid tussen de grootheden, voorzien van het bovenschrift "v" en die met het bovenschrift "s" is essentieel teneinde bepaalde van de bijzondere kenmerken van de uitvinding volledig te begrijpen. Het is in dit ver-2Q van essentieel onderscheid te maken tussen de oorzaak èn het gevolg of met andere woorden tussen de "downhole" optredende verschijnselen nabij de klep, en die bij de detector op het oppervlak van de grond.

Een essentieel kenmerk van de reeds voorgestelde inrichting is gegrond op de betrekkingen: 35 800 4 5 99 5 t ί if- T(S)= T(V) (6) 1 Sl T,(s)= T<v) (7)

Δ D

5 T<S,= T<V) (8) J d

Deze betrekkingen tonen aan, dat de tijdsduur van het afnemen of toenemen van de druk aan het oppervlak van de grond, dezelfde is als de bijbehorende tijdsduur van het openen en sluiten van de klep, 10 en dat de tijdsduur, gedurende welke de druk in hoofdzaak gelijkblijvend is (op een verlaagd niveau) dezelfde is als de tijdsduur, gedurende welke de klep volledig open is. Het afnemen en het daaropvolgend toeneiHi van de spoelingdruk aan het grondoppervlak is met andere woorden nauwkeurig in overeenstemming met het openen en sluiten van 15 de klep. Deze toestand, zoals uitgedrukt door de betrekkingen (6), (7) en (8) wordt in de beschrijving aangeduid als betrekking hebbende op een "regime van trage drukveranderingen".

Het regime van trage drukverandering, zoals in de stand van de techniek voorgesteld, is niet geschikt voor afstandmeting 20 tijdens het boren, in het bijzonder niet wanneer een aantal "downhole" parameters wordt gemeten. Op het moment, dat een eerste parameter is gemeten, gecodeerd, naar het oppervlak overge-bracht en dan gedecodeerd, kan de putboring zijn verdiept, en de tweede parameter niet langer beschikbaar zijn voor het meten. Betrekkelijk lange tijdsver-25 lopen zijn nodig voor het omzetten van de gemeten gegevens in een vorm, die geschikt is voor het waarnemen en registreren. Het verkrijgen van een profiel van de put is in zijn geheel langdurig en tijdrovend. Verder produceren verschillende storende gevolgen, zoals impulsen als gevolg van de spoelingpomp en storing, samenhangende met 30 verschillende boorwerkzaamheden, bijkomende moeilijkheden. Een langzaam werkzame, motorische bedienbare klep, zoals voorgesteld in de stand van de techniek, wordt geacht onvoldoende te zijn voor het bevredigen van de tegenwoordige praktijkeisen.

Een gedeelte van de doeleinden van de uitvinding worden 35 tot stand gebracht door het toepassen van hydraulische schokgolven 80 0 4 5 99 6 * 2 Μ ~ voor het afstand meten van putprofielinformatie tijdens het boren. Deze schokgolven worden geproduceerd door een zeer snel werkzame (voor alle praktische doeleinden vrijwel ogenblikkelijk werkzame) omloopklep, aangebracht tussen de binnenzijde van de boorkolom en de 5 ringruimte rond de boorkolom. Wanneer de omloopklep plotseling opent, valt de druk in de direkt omgeving van de klep, welke druk dan vrijwel ogenblikkelijk terugkeert naar normaal, en wordt een sterke negatieve impuls opgewekt, waarbij wanneer de omloopklep plotseling sluit, omgekeerd een sterke positieve impuls wordt opgewekt. De 10 veerkracht van de spoelingkolom wordt gebruikt om te helpen bij het opwekken en overbrengen van dergelijke schokgolven. Het verschijnsel is analoog aan de algemeen bekende waterslag, reeds ondervonden in hydraulische overbrengingsstelsels. Zie bijvoorbeeld John Parmakian over "Water Hammer Analysis", Prentice Hall, Inc., New York, N.Y.

15 1955 of V.L. Streeter en E.B. Wylie over "Hydraulic Transients"

McGraw-Hill Book Co., New York, N.Y.).

Belangrijke kenmerken van de uitvinding, zoals het opwekken en waarnemen van hydraulische schokgolven, zijn schematisch weergegeven in fig. 2A en 2B. De grafiek in fig. 2A toont het openen 20 en sluiten van een snel werkzame, schokgolfproducerende klep, waarbij de grafiek van fig. 2B drukveranderingen weergeeft, waargenomen aan het grondoppervlak, welke drukveranderingen het gevolg zijn van de werking van de klep, zoals in fig. 2A. De symbolen in fig. 2A

hebben een soortgelijke betekenis als de overeenkomstige symbolen 25 in fig. IA. De tijdschalen in de fig. IA, IB, 2A en 2B zijn echter in aanzienlijke mate vervormd teneinde de beschrijving te vergemakkelijken en ten behoeve van de duidelijkheid van de uiteenzetting.

Het eerste, dat moet worden opgemerkt bij het nauwkeurig bekijken van fig. 2A is, dat de tijden van het openen en sluiten van 30 de onderhavige klep met een aantal orden van grootten korter zijn dan de overeenkomstige tijden verkregen door middel van de motorisch bedienbare klep, zoals besproken in samenhang met fig. IA. In de (v) reeds voorgestelde constructie (zoals in fig. IA), is T = 1 s, a (v) waarbij overeenkomstig de uitvinding, zoals in fig. 2a, t =5 ms.

9.

35 Een soortgelijke toestand geldt voor het tijdsverloop gedurende welke 800 45 99 7 t *" & een klep open blijft. In de reeds voorgestelde constructie (zoals (v) (v) in fig. IA) is = 2 s, waarbij in fig. 2A, = 100 ms. Voor alle doeleinden kan het openen en sluiten van de klep in fig. 2A als ogenblikkelijk of nagenoeg ogenblikkelijk worden beschouwd.

5 Het snel of nagenoeg ogenblikkelijk openen en sluiten van de klep heeft een belangrijke en ver reikende invloed op het gedrag van een afstandmetingsstelsels bij het meten gedurende het boren. De aan het grondoppervlak overeenkomstig de uitvinding (fig. 2B) waargenomen drukveranderingen vertonen geen enkele overeenkomst met de 10 drukveranderingen, verkregen door middel van een langzaam werkende klep (fig. iB). Er is reeds gewezen op de aanwezigheid van de vergelijkingen (6), (7) en (8), die betrekkingen weergeven tussen de in fig.

IA weergegeven gebeurtenissen, en die, welke zijn weergegeven in fig. 1B. Analogen betrekkingen bestaan niet tussen de gebeurtenissen 15 in de fig. 2A en 2B.

Zoals is weergegeven in de fig. IA en 1B, produceert het openen van de klep een overeenkomstige verlaging van de spoelingdruk aan het grondoppervlak, waarbij omgekeerd het sluiten van de klep een overeenkomstige verhoging van de druk produceert.

20 Ter benadrukking wordt herhaald, dat het openen van de klep in de stand van de techniek één enkele gebeurtenis produceert, te weten een vermindering van de druk, waarbij het daaropvolgend sluiten van de klep een andere enkele gebeurtenis produceert, te weten een toename van de druk. Volgens de uitvinding daarentegen 25 produceert het snel openen van de klep, zoals in fig. 2A, twee gebeurtenissen: een snel afnemen en vervolgens toenemen van de druk (negatieve impuls M, zoals in fig. 2B). Dit is in tegenstelling tot het in fig. IA en fig. lB weergegeven geval, waarbij het openen en het daaropvolgend sluiten van de klep nodig is voor het produceren 30 van een vermindering en een daaropvolgende verhoging van de druk.

Verder produceert het snel sluiten van de klep, zoals in fig. 2A, een verhoging en een daaropvolgende verlaging van de spoelingdruk (positieve impuls N, zoals in fig. 2B). Een dergelijke verhoging en daaropvolgende verlaging van de druk vindt niet plaats bij de in de 35 stand van de techniek voorgestelde inrichtingen. Volgens de uitvinding 800 4 5 99 8 * 1 τ worden twee schokgolven geproduceerd door één enkele bediening van de klep. Een golfvorm, zoals is weergegeven in fig. 2B, die zowel een negatieve als een positieve impuls omvat, wordt in de beschijving aangeduid als een "klepgolfje". Met een klepgolfje samenhangende 5 drukimpulsen hebben een aanvangssnelheid van enkele tientallen MPa/s en een korte tijdsduur.

Het is van belang te wijzen op de snelheid van de verschijnselen, samenhangende met de waargenomen klepgolfjes. De op fig. 2B

betrekking hébbende momenten zijn alsvolgt: (s) 10 t^ = OK, het moment van het verschijnen van de negatieve impuls M, (s) t^ = OL, het moment waarop de negatieve impuls M vervalt, (g) t^ = OM, het moment van verschijnen van de positieve 15 impuls N, (s) t. = ON, het moment waarop de positieve impuls N vervalt.

4 (s)

Het tijdsverloop , dat de "lengte" vertegenwoordigt van de negatieve impuls M (of de positieve impuls N) is 100 ms, waarbij het tijds-(s) verloop vanaf het verschijnen van de negatieve impuls M tot het 20 verschijnen van de positieve impuls N, gelijk is aan 110 ms. De totale tijdsduur van de stroming, zoals is weergegeven in fig. 2B, dat wil zeggen: T(s)_ T(s)+ T(s) (9) u n m is dus 210 ms , waarbij de totale tijdsduur van de stroming, zoals (s) 25 is weergegeven in fig. 1B (zie vergelijking 5) , T = 4 s.

De grafieken in de fig. IA, IB, 2A en 2B zijn vereenvoudigd en geidealiseerd door het weglaten van rimpels en andere van buiten komende gevolgen. Ook moet worden opgemerkt (zie fig. 2b), dat de omloopklep althans gedeeltelijk open is gedurende het tijdsverloop (s) (s) 30 van t^ tot t^ . Gedurende dit tijdsverloop vindt een trage druk-afneming plaats, die op het waameempunt wordt opgeheven door een passende zeef. Een dergelijke drukafneming is in de grafiek van fig.

2B niet weergegeven.

Ook moet worden opgemerkt, dat de aan de fig. 2A en 2B 35 taegekende numerieke waarden slechts als een voorbeeld zijn gegeven.

800 45 99 9 τ *' if

Deze waarden mogen niet worden uitgelegd als een beperking van de uitvinding tot een bepaald gegeven voorbeeld.

De werking, zoals uiteengezet in verband met de fig. 2A en 2B wordt aangeduid als betrekking hebbende op een "regime van hydrau-5 lische schokgolven". Een onderscheid wordt dus gemaakt tussen het regime van hydraulische schokgolven, zoals in de fig. 2A en 2B, en het regime van trage drukveranderingen, zoals in de fig. IA en 1B.

Door het verschaffen van een regime van hydraulische schokgolven, wordt een afstandsmetingsstelsel verkregen, door middel waar-10 van grote hoeveelheden informatie per tijdseenheid kunnen worden overgebracht. Een dergelijk stelsel is aanzienlijk beter aangepast voor het bevredigen van de tegenwoordige praktijkeisen dan het stelsel, dat stoelt op het regime van trage drukveranderingen.

De onderhavige klep wordt bediend door de uitgang van 15 een of meer waameemorganen voor het waarnemen van een of meer "downhole" parameters in de ondergrond nabij de boorbeitel. Een enkele meting van elke parameter wordt vertegenwoordigt door een opeenvolging van klepgolfjes. Elk klepgolfje komt overeen met een enkelvoudig openen en sluiten van de klep.

20 De opeenvolging van klepgolfjes (die het nuttige signaal vertegenwoordigt) is bij waarneming aan het grondoppervlak gewoonlijk gemengd met verschillende storende signalen, zoals de signalen, geproduceerd door de werking van de pomp en door andere boorwerkzaam-heden. In een gebruikelijke boorinrichting wordt een op het oppervlak 25 zich bevindende grote pomp gebruikt voor het door de boorkolom naar beneden , door de beitel en terug naar het oppervlak pompen van spoeling via de ringruimte tussen de boorkolom en de putboring. De storende gevolgen, die het gevolg zijn van de pomp, worden volgens de uitvinding opgeheven door een verwerking, waarbij rekening wordt 30 gehouden met het met tussenpozen optreden van deze gevolgen. Andere gevolgen, samenhangende met boorwerkzaamheden, verschijnen gewoonlijk als een ruissignaal, dat een betrekkelijk breed frequentiespectrum omvat. Dit ruissignaal is in bepaalde gevallen een witte ruis en wijkt in andere gevallen aanzienlijk af van witte ruis . Een 35 digitaal zeefstelsel, dat een gelijkmakende zeef of een impulsvormende 800 4 5 99 10 -» Λ.

* zeef of een tot zwijgen brengende zeef kan zijn, wordt gebruikt voor het verwijden van het ruissignaal. De gelijkmakende zeeg brengt de verhouding tussen het signaal en de ruis tot een maximum op het ontvangstpunt, waarbij een impulsvormende zeef het middelbare verschil 5 tussen een gewenste uitgang en de feitelijke uitgang tot een minimum beperkt, en een tot zwijgen brengende zeef het nuttige signaal transformeert door het samentrekken daarvan tot een signaal, dat voldoende sterk is, zodat het tegen een achtergrondruis kan worden onderscheiden. Een bijzondere techniek wordt toegepast voor het aan de doeleinden 10 van de uitvinding aanpassen van deze zeven. Een dergelijke techniek vereist het opslaan en het vervolgens het weergeven van twee verge-lijkingssignalen. Het eerste vergelijkingssignaal is een golfje, geproduceerd door het openen en sluiten van de klep, waarbij het tweede vergelijkingssignaal ruis vertegenwoordigt als gevolg van de 15 boorwerkzaamheden. Waarnemen en opslaan van het eerste vergelijkingssignaal wordt verkregen door het verwijderen van gewicht op de beitel en het stilzetten van het feitelijke boren (maar het in het gebruikelijke werking houden van de spoelingpompen). Een signaal wordt dus verkregen, dat vrij is van de omgevingsruis. Waarneming 20 en opslag van het tweede vergelijkingssignaal wordt verkregen tijdens het boren gedurende een tijdsduur, dat de klep gesloten is. Een aangepast digitaal rekenstelsel is uitgevoerd voor het ontvangen van de gegevens, die een van de of beide vergelijkingssignalen vertegenwoordigen, en leidt uit de gegevens een geheugenwerking af voor de 25 gelijkmakende zeef, voor de impulsvormende zeef· of voor de tot zwijgen brengende zeef.

Eén aspect van de uitvinding heeft betrekking op verbeteringen in verband met de bi-stabiele werking van het klepsamenstel 40 van het bijzondere gereedschap 50 voor afstandmeting. Een ander 30 aspect van de uitvinding heeft betrekking op het verschaffen van een bijzondere, hydraulische bedienbare, mechanische inrichting, die met tussenpozen de klep 40 positief beweegt naar de gesloten stand. Bovendien is een elektrisch stelsel verschaft, dat de werking van de klep 40 uitsluit in het geval van een elektrische fout in de "downhole" 35 inrichting.

8 0 0 4 5 99 11 r. *

<P

Verdere aspecten van de uitvinding hebben betrekking op verbeteringen in samenhang met de energiebron 95 en de energiebestu-ring 104 van het bijzondere gereedschap 50 voor afstandmeting. Deze verbeteringen dienen voor het in belangrijke mate vergroten van het 5 aantal bevredigende klepwerkingen, dat kan worden bereikt zonder het opnieuw laden of vervangen van een "downhole"batterij.

Een ander aspect van de uitvinding heeft betrekking op verbeteringen in impulstijdcodes, waarbij slechts korte impulsen met een in hoofdzaak gelijke tijdsduur worden overgebracht,en de tijds-10 verlopen tussen opeenvolgende impulsen de metingen zijn van de grootte van de betrokken parameter. Bovendien wordt een stelsel beschreven voor het verbeteren van de juistheid en de nauwkeurigheid bij het overbrengen en waarnemen van spoelingdrukimpulsen, opgewekt bij de "downhole"uitrusting, welk stelsel het bij de "downhole"uitrusting 15 opwekken omvat, evenals het overbrengen van een groep van althans drie op onderling ongelijke afstanden liggende spoelingdrukimpulsen voor elke informatiedragende enkele impuls, en het verschaffen van de juiste uitrusting op het oppervlak voor het waarnemen en vertalen van de overgebrachte impulsgroepen.

20 De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: fig. IA schematisch de werking toont van een bekende langzaam werkende klep, fig. lB schematisch drukveranderingen toont, die op het 25 grondoppervlak worden waargenomen en het gevolg zijn van de werking van de in fig. IA weergegeven klep, fig. 2A schematisch de werking toont van de onderhavige snel werkzame klep, fig. 2B schematisch drukveranderingen toont, waargenomen 30 op het grondoppervlak en het gevolg van de werking van de in fig. 2A weergegeven klep, fig. 3 schematisch en in zijn algemeenheid een putboorstel-sel weergeeft, uitgerust voor het overeenkomstig bepaalde aspecten van de uitvinding gelijktijdig boren en uitvoeren van metingen, 35 fig. 4A schematisch een gedeelte toont van de putuitrusting, 800 45 99 12 -* l ï ‘ die het bijzondere onderhavige gereedschap bevat voor afstandmeting, fig. 4 schematisch een gedeelte toont van de uitrusting volgens fig. 4A, fig. 5 schematisch en gedetailleerder het electronische 5 verwerkingssamenstel toont, omvat door de onderbroken rechthoek in fig. 4A, fig. 5B schematisch een energiebron toont, die een inrichting bevat voor het laden en ontladen van een condensator voor het verschaffen van de vereiste energie voor het bedienen van de klep 10 van het bijzondere gereedschap voor afstandmeting, fig. 5C schematisch een electronische schakeling toont, die kan worden gebruikt voor het automatisch afsnijden van de energie-besturing voor de klep van het bijzondere gereedschap voor afstandmeting, 15 de fig. 5D en 5E grafieken zijn om te helpen bij het uit eenzetten van het automatisch afsnijden van de energiebesturing van de seinende klep, de fig. 6A, 6B en 6C schematisch de werking weergeven van het hydraulisch "automatisch sluiten" van de seinende klep, 20 fig. 6D de constructie toont van de in de fig. 6A, 6B en 6C weergegeven inrichting, fig. 6E schematisch een electronische "faalveilige" inrichting toont, die kan worden toegepast bij de seinende klep, fig. 7A schematisch de huisconstructie toont voor het 25 bijzondere gereedschap voor afstandmeting, fig. 7B schematisch de doorsnedegedaante toont van centreerorganen, die kunnen worden gebruikt met de constructie volgens fig. 7A, fig. 7C schematisch bijzondere verbindingsmiddelen toont, 30 die kunnen worden gebruikt voor het verbinden van de onderdelen van het huisgedeelte volgens fig. 7A, de fig. 8A-8E grafieken tonen, die drukveranderingen weergeven, zoals gemeten op het grondoppervlak en overeenkomende (v) (v) met verschillende waarden van T en van T, , a b 35 fig. 8F een nauwkeurige weergeving toont van het druksig- 800 4 5 99 13 r * * t naai, dat een klepgolfje weergeeft, zoals op het oppervlak ontvangen vanaf de diepte van 2940 meter in een in de praktijk geboorde aardolie-put.

fig. 9 schematisch een gebruikelijke bovengrondse uitrusting 5 toont, te gebruiken in samenhang met een "downhole"drukimpulsseinorgaan, welke uitrusting een gelijkmakende zeef omvat voor het opheffen van achtergrondruis wanneer deze wit is.

fig. 10A drie grafieken bevat, die drie componenten weergeven van een aan de bovenkant van het boorgat waargenomen signaal, welke 10 componenten respectievelijk een informatiedragend signaal, pompruis of in het geval van een aantal in tandem toegepaste pompen, de ruis van de groeppompen, en achtergrondruis vertegenwoordigen, fig. 10B drie grafieken bevat, die respectievelijk het vertraagde informatiedragende signaal, de vertraagde pompruis en de 15 vertraagde achtergrondruis vertegenwoordigen, fig. IOC twee grafieken bevat, die respectievelijk de verschillen weergeven van de bijbehorende grafieken in de fig. 10A en 10B, fig. 10D een functie toont, die de uitgang vertegenwoor-20 digt van een digitale zeef of een orgaan voor het in wederkerige betrekking brengen, welke functie in hoofdzaak soortgelijk is aan die, welke het informatiedragende signaal weergeeft in fig. IOC, fig. 10E een functie weergeeft, soortgelijk aan die volgens fig. 10D, maar met een passend tijdsverloop in tijd vertraagt, 25 fig. 10F een functie toont, zoals die in fig. 10E, maar in tijd omgekeerd, fig. 10G het gevolg is van een vergelijking van de grafieken volgens de fig. 10D en 10F, en momenten weergeeft, die overeenkomen met impulsen, die in deze grafieken samenvallend optreden, 30 fig. 11 schematisch bepaalde werkingen toont, uitgevoerd door een digitale zeef, fig. 12 schematisch een inrichting toont voor het opslaan van een informatiedragend signaal of het opslaan van een ruissignaal, fig. 13 schematisch een gedeelte van de bovengronde uitrus-35 ting, die een correlator omvat voor het opheffen van ruis, 800 4 5 99 14 -* * i ' fig. 14 schematisch een gedeelte toont van de bovengrondse uitrusting, die een gelijkmakende zeef omvat voor het opheffen van ruis wanneer deze niet wit is, fig. 15 schematisch een gedeelte van de bovengrondse uit-5 rusting toont, die een impulsvormende zeef bevat, fig. 16 schematisch bepaalde werkingen toont, uitgevoerd door de impulsvormende zeef, fig. 17 schematisch een gedeelte toont van de bovengrondse uitrusting, die een scherpmakende zeef omvat, gebruikt voor het 10 transformeren van een dubbel golfje in een bijbehorend paar scherpe samentrekkingen, de fig. 18A—18F zes mogelijke keuzen tonen voor een samentrekkingsnaloop voor een paar samentrekkingen, zoals geproduceerd door middel van de inrichting volgens fig. 17, 15 fig. 19 schematisch een gedeelte toont van de bovengrondse uitrusting, die een samentrekkende zeef omvat, gebruikt voor het transformeren van één enkel klepgolfje in een bijbehorende enkele samentrekking, de fig. 20A—20F zes mogelijke keuzen tonen voor een samen-20 trekkingsnaloop voor één enkele samentrekking, zoals geproduceerd door middel van de inrichting volgens fig. 19, de fig. 2lA—21C schematisch bepaalde werkingen tonen, samenhangende met een samentrekkende zeef voor verschillende tijd-vertragingen, waarbij fig. 21A overeenkomt met een gewenste samentrek-25 king bij de tijdindex 0, fig. 21B met een gewenste samentrekking bij de tijdindex 1 en fig. 21C met een gewenste samentrekking bij de tijdindex 2, fig. 22 schematisch een inrichting toont voor het vaststellen van de werklngsparameter P van een samentrekkende zeef, 30 fig. 23 een grafiek is, die weergeeft op welke wijze de werking van de zeef P met samentrekkingsnaloop kan veranderen voor een zeef met een vaste tijdsduur, fig. 24 een grafiek is, die weergeeft op welke wijze de werkingsparameter P van een samentrekkende zeef kan veranderen met 35 de zeeflengte (of geheugentijdsduur) voor een vaste samentrekkings- 800 4 5 99 15 t * * ί naloop, fig. 25 grafieken bevat, die weergeven op welke wijze de werkingsparameter P van een samentrekkende zeef kunnen veranderen met dafeeeflengte en de zeefnalooptijd, 5 fig. 26A schematisch een bekend impulstijd-codeerstelsel weergeeft, fig. 26B schematisch het onderhavige impulstijd-cpdeer-stelsel weergeeft,waarbij de grootte van de parameter, die wordt overgebracht, wordt weergegeven door het tijdsverloop tussen opeen-10 volgende enkele korte impulsen met een in hoofdzaak gelijkblijvende tijdsduur,

fig. 26C verder schematisch het stelsel volgens fig. 26B

weergeeft, fig. 26D schematisch het impulstijd-codeerstelsel van de 15 door de fig. 26B en 26C weergegeven soort toont, waarbij "driegroeps"-impulsen worden gebruikt, fig. 27 schematisch een blokschema toont van een codever-taler, die kan worden gébruikt teneinde het een stelsel mogelijk te maken signalen te ontvangen, die in de "driegroeps"-impulstijd-code-20 vorm zijn, fig. 28A schematisch een blokschema toont van de schakeling van het keuzeorgaan volgens fig. 27, de fig. 28B, 28C, 28D en 28e grafieken zijn voor het helpen uiteenzetten en begrijpen van de werking van de schakeling 25 volgens fig. 28A, fig. 29 schematisch een blokschema toont van de "downhole" schakeling voor het opwekken van de in fig. 26D weergegeven "driegroeps"-impulsen, en fig. 30 schematisch een schema toont van de schakelingbe-30 ginselen, waarmee de onderhavige impuls-tijdcode tot stand kan worden gebracht.

Fig. 3 toont een gebruikelijk opstelschema van een stelsel, waarin de onderhavige beginselen zijn verwezenlijkt. Het verwij-zingscijfer 20 duidt een gebruikelijke aardolieputboortoren aan met 35 een draaitafel 21, een meeneemstang 22, een slang 23 en standpijp 24, 800 4 5 99 16

-> L

* * een boorpi.jp 25 en zwaarstang 26. Een spoelingpomp of -ponpen 27 en grondbak 28 zijn op gebruikelijke wijze verbonden en verschaffen boorspoeling onder druk aan de standpijp. De hogedruk spoeling wordt door de boorkolom naar beneden gepompt door de boorpijp 25 en de 5 gebruikelijke zwaarstangen 26 en dan door het bijzondere gereedschap 50 voor afstandmeting en naar de boorbeitel 31. De boorbeitel 31 is voorzien van de gebruikelijke boorstraalorganen, schematisch weergegeven door 33. De diameters van de zwaarstangen 26 en van het gereedschap 50 voor afstandmeting zijn groot weergegeven en buiten 10 verhouding ten opzichte van die van de boorpijp 25 teneinde de mechanismen duidelijker te tonen. De boorspoeling circuleert naar beneden door de boorkolom, zoals is weergegeven door de pijlen, en dan naar boven door de ringruimte tussen de boorpijp en de wand van de putboring. Bij het bereiken van het oppervlak, wordt de 15 spoeling (door niet weergegeven pijpen) afgevoerd terug in de grondbak, waar boorgruis van gesteente en andere putafval kan uitzakken en verder wordt gefilterd voordat de spoeling weer wordt opgenomen en gehercirculeerd door de spoelingpomp.

Tussen de beitel 33 en de zwaarstang 26 is het bijzondere 20 gereedschap 50 voor afstandmeting aangebracht. Dit bijzondere samenstel 50 voor het overbrengen van afstandmetingen bevat een huis 250, dat een klepsamenstel bevat of eenvoudig een klep 40, verder een electronisch behandelingssamenstel 96 en waameemorganen 101. De klep 40 is ontworpen voor het tijdelijk omleiden van een gedeelte van de 25 spoeling vanuit het inwendige van de zwaarstang in de ringruimte 60. Gewoonlijk (wanneer de klep 40 is gesloten) moet alle boorspoeling door de stralen 33 worden gedreven, zodat dus een aanzienlijke spoelingdruk (in de orde van 13,8 tot 20,7 MPa) aanwezig is bij de standpijp 24. Wanneer de klep 40 wordt geopend door de instructie van 30 een waarneemorgaan 101 en het electronische behandelingssamenstel 96, wordt een gedeelte van de spoeling omgeleid, de totale stromingsweer-stand tijdelijk verlaagd en kan een drukverandering worden waargenomen bij de standpijp 24. Het electronische behandelingssamenstel 96 wekt een gecodeerde reeks electrische impulsen op, welke reeks de 35 parameter vertegenwoordigt, die wordt gemeten door een gekozen 800 4 5 99 I 1 * '< 17 waarneemorgaan 101, waarbij het bijbehorende openen en sluiten van de klep 40 wordt geproduceerd met daaruit voortvloeiende bijbehorende drukimpulsen bij de standpijp 24.

Het verwijzingsoijfer 51 duidt een drukoverdrager aan, 5 die een electrische spanning opwekt, die de drukveranderingen in de standpijp 24 vertegenwoordigt. Het signaal, dat deze drukveranderingen vertegenwoordigt, wordt door het electronische samenstel 53 behandeld, dat signalen opwekt, die kunnen worden geregistreerd op het regis-treertoestel 54 of een willekeurige andere weergeefinrichting. De 10 grafiek van het registreertoestel 54 wordt door algemeen bekende middelen (niet weergegeven) gestuurd door een stuursignaal, dat de diepte van de beitel vertegenwoordigt.

Fig. 4A toont bepaalde details van de bijzondere afstand-metingoverbrenger 50. Omdat fig. 4A schematisch van aard is, is in een 15 werkelijk gereedschap het huis 250, dat de klep 40, het electronische behandelingssamenstel 96 en de qaarneemorganen 101 bevat, verdeeld in twee gedeelten 250a en 250 b. Het bovenste gedeelte 250a (boven de onderbroken lijn 249) bevat het klepsamenstel 40 en bijbehorende mechanismen, en heeft, zoals hierna wordt beschreven, een aanzien-20 lijk grotere diameter dan het gedeelte 250b. Het onderste gedeelte 250b (beneden de ondebroken lijn 249) bevat het electronische behande-lingssamenstel 96, de waarneemorganen 101 en bijbehorende mechanismen, en heeft, zoals hierna wordt uiteengezet, een aanzienlijk kleinere diameter dan het bovenste gedeelte 250a. Zoals is weergegeven in 25 fig. 4a circuleert de boorspoeling langs het bijzondere gereedschap 250a, 250b naar beneden (zoals is weergegeven door de pijlen 65) door het beitelmondstuk 33 en dan terug (zoals is weergegeven door de pijlen 66) naar het oppervlak in de ringruimte 60 en naar de grond-bak 28 door niet weergegeven pijpmiddelen. Het klepsamenstel 40 30 omvat een klepsteel 68 en een klepzitting 69. De klepsteel en -zitting zijn zodanig uitgevoerd, dat het dwarsdoorsnedegebied van de afsluiting A iets groter is dan het dwarsdoorsnedegebied B van de vereffe-ningszuiger 70. Wanneer dus de druk in de kamer 77 groter is dan die in de kamer 78, wordt de klepsteel 68 naar beneden gedrukt, en neigt 35 de klep 40 tot steviger‘sluiten omdat een verhoogd drukverschil wordt 800 4 5 99 18

X I

X τ uitgeoefend.

De fluïdum (spoeling)druk in de kamer 77 is te allen tijde in hoofdzaak gelijk aan de fluïdum(spoeling)druk in de zwaar-stang, aangeduid als 26 in fig. 23 en 50 in fig. 4A, op grond van de 5 opening 77a in de wand van het samenstel 250. Een fluïdumfilter 77b is aangébracht in de doorgang 77a teneinde het in de kamer 77 komen te voorkomen van vaste deeltjes en afval. Wanneer de klep 40 is gesloten, is de fluïdum(spoeling) druk in de kamer 78 gelijk aan de fluïdum(spoeling)druk in de ringruimte 60. Wanneer de klep 40 open 10 is en de pompen lopen, vindt een spoelingsstroming plaats vanuit de kamer 77 naar de kamer 78 en door de opening 81 naar de ringruimte 60 met bijbehorende drukvallen.

Een dubbelwerkende electromagnetische solenoïde 79 is aangebracht voor het openen en sluiten van de klep 40 in aanspeking 15 op een electrische stroom, geleverd door electrische draadleidingen 90.

Aangenomen wordt, dat Pcn de spoelingdruk aangeeft in de

oU

ringruimte 60, P _ de druk in de kamer 77 en P de druk in de kamer / / 7 o 78. Wanneer dan de klep 40 wordt gesloten: P 0 = P . Wanneer de 20 pompen 27 lopen en de klep 40 is "gesloten" of nagenoeg gesloten en pjq' wordt de klepsteel 68 naar de klepzitting 69 gedrukt. Wanneer de klep 40 zich in de "open" toestand bevindt (dat wil zeggen naar boven bewogen in de tekening) is het gevolg daarvan een stroming van spoeling vanuit de kamer 77 naar de ringruimte 60, waarbij op 25 grond van de stromingsweerstand van de opening C (fig. 4B), het verband bestaat van P__> P—^' pm· kamers 83 en 84 zijn gevuld met 7 / ' /o 60 een olie met een zeer lage viscositeit.(bij voorkeur een viscositeit -2 2 van 5 x 10 m /s of minder) en onderling verbonden door een doorgang 86. Een vrijbeweegbare zuiger 82 doet de druk Pgg in de met olie 30 gevulde kamer 83 te allen tijde gelijk zijn aan P . Op alle momenten

/O

is dus P__ = PQ, = P . Wanneer derhalve de klep 40 "open" is, wordt de klep 40, omdat P^g = Pg^ en ρηη'7 pg^/ naar de "open" stand gedrukt door een kracht F = (gebied B) (P - P_.). De klep 40 kan derhalve 77 Ö4 bi-stabiel worden genoemd, dat wil zeggen dat wanneer de klep "open" 35 is deze neigt naar het "open" blijven en dat wanneer de klep is 800 4 5 99 19 r r

1 I

"gesloten" deze neigt tot het "gesloten" blijven. Verder neigt de klep, wanneer deze nagenoeg open is, tot het bewegen naar de open toestand, en wanneer deze nagenoeg gesloten is, tot het bewegen naar de gesloten toestand. De klep 40 kan derhalve vanuit één toestand 5 naar de andere met betrekkelijk weinig energie wordt "gewipt". De klepwerking kan het mechanisme equivalent worden geacht van de op het gebied van de electronica algemeen bekende electrische bi-stabiele wips chakelaar.

Fig. 4B toont de klep 40 in de open toestand, waarbij de 10 klep in fig. 4A is gesloten.

Onder het weer verwijzen naar fig. 4A, duidt het verwij-zingscijfer 91 een electrische "drukschakelaar" aan, die electrisch geleidend is, wanneer p7?> P^g (pomp loopt), en electrisch niet-gelei- dend wanneer P _ = P (pompen uitgeschakeld, niet lopend). Een draad 7 / 7o 15 92, die loopt vanaf de drukschakelaar 91 naar een energiebron 93, kan derhalve de energie in en uit schakelen. Door middel van een electronische teller 94 en een electromagnetische programmaschakelaar 95 kan tevens een van de vier waameemorganen 101 werkzaam worden verbonden met het electronische behandelingssamenstel 96 door het 20 in volgorde stilzetten en laten lopen van de spoelingpompen 27 of door het stilzetten en dan doen lopen van de pompen overeenkomstig een voorafbepaalde code, die door de schakeling in het element 94 kan worden geïnterpreteerd.

Tot nu toe is de werking beschreven van de bi-stabiele 25 klep 40 en de programmaschakelaar 95, die de gekozen electrische verbinding tot stand brengt van de verschillende waameemorganen 101 met het electronische behandelingssamenstel 96.

Voor verdere details van het electronische behandelingssamenstel 96 wordt verwezen naar fig. 5A, waar gelijke verwijzings-30 cijfers gelijke onderdelen aanduiden als in fig. 4A.

Verschillende soorten waameemorganen, die electrische signalen opwekken, die een "downhole" parameter vertegenwoordigen, zijn algemeen bekend. Voorbeelden zijn gammastraalwaameemorganen, teraperatuurwaameemorganen, drukwaarneemorganen, gasgehaltewaameem-35 organen, magnetische kompassen, hellingmeters met rekstrookje, magne- 800 45 99 * i * * 20 tometers, girokompassen en vele andere. Voor het In fig. 5A weergegeven voorbeeld, is een gammastraalwaameemorgaan gekozen, zoals een ionisatiekamer of geigerteller of scintillatieteller (met passende electronische schakeling). Deze kunnen alle zijn uitgevoerd door het 5 opwekken van een gelijkstroomspanning, evenredig aan de gammastraal-flux, die door het waameemorgaan wordt onderschept.

Het ligt voor de hand, dat het schakelen van één soort waameemorgaan naar een ander, zoals tot stand gebracht door het schakelmechanisme 95 van fig. 4A, binnen het bereik van een deskundige 10 ligt (electronisch schakelen in plaats van de weergegeven mechanische schakeling verdient in de meeste gevallen de voorkeur). Duidelijkheidshalve is derhalve in fig. 5A slechts één enkel waameemorgaan 101 weergegeven. De energiebron 93 en de door spoelingdruk bedienbare schakelaar 91 van fig. 4A zijn eveneens niet weergegeven in fig. 5A.

15 In fig. 5A is het waameemorgaan 101 in serie geschakeld met een A/D omzetter 101, een processor 103 en een energiebesturing 104. De energiebesturing 104 is verbonden met wikkelingen 105 en 106 van de dubbelwerkende solenoïde 79. De werking is alsvolgt. Het waameemorgaan 101 wekt een electrisch analoog uitgangssignaal op, 20 zoals vertegenwoordigt door de kromme 101a, weergegeven in de grafiek direkt boven de waameemorgaanrechthoek 101. De kromme toont de waameemorgaanuitgang als een functie van de diepte van de afstand-meter 50 iii het boorgat. De A/D omzetter zet het analoge signaal van 101 om in digitale vorm door het in volgorde meten van de grootte 25 van een groot aantal ordinaten van de kromme 101a en het vertalen van elke afzonderlijke ordinaat in een binair getal, vertegenwoordigt door een binair woord. Deze behandeling is op dit gebied algemeen bekend en behoeft geen uiteenzetting. Het is echter van belang te realiseren, dat hoewel de grafiek 101a in uren de verandering kan 30 weergeven van het signaal vanaf de overdrager, de grafiek 102a een enkele ordinaat vertegenwoordigt (bijvoorbeeld A/B van de kromme 101by. De tijdschaal van de X-as van de grafiek 102a is dus in seconde, waarbij de hele grafiek 102a een binair word van twaalf bit vertegenwoordigt, en in feite het decimale getal 2649. Elk woord 35 van 12 bit op de grafiek 102a vertegenwoordigt dus een enkele ordinaat, zoals de ordinaat AB op de grafiek 101a. Het gebruikelijke binair 8 0 0 4 5 99 t * * it 21 coderen omvat tijdrustpozen tussen elk binair woord. Na de rustpoze wordt een aanzet- of voorloopimpuls overgebracht om het begin aan te geven van het tijdsverloop, toegewezen voor het binaire woord.

Deze voorloopimpuls maakt geen deel uit van het binaire woord, maar 5 dient om aan te geven, dat een binair woord op het punt staat te beginnen. Het binaire woord wordt dan overgebracht, hetgeen een aanwijzing is van de waarde van een ordinaat op de grafiek 101a, dan een rustpoos, gevolgd door het volgende binaire woord, dat de grootte vertegenwoordigt van de volgende ordinaat, enzovoorts, volgens een 10 snelle opeenvolging. De doorlopende kromme van de grafiek 101a wordt dus vertegenwoordigd door een reeks binaire getallen of woorden, welke getallen of woorden één enkel punt of de grafiek 101a vertegenwoordigen. Het is hierbij van belang te begrijpen, dat tussen elk binair woord er altijd een rustpoos is. Deze rustpoos, (gedurende welke geen 15 signalen worden overgebracht) is veelal enkele binaire woorden lang, waarbij de rustpoos wordt gebruikt voor een belangrijk doel, dat hierna wordt beschreven. Teneinde het aan het oppervlak decoderen mogelijk te maken, moet de klok nr. 1 streng gelijk blijven (en in synchronisatie met de bijbehorende klok 212 of 309, die zich aan het 20 oppervlak bevindt), waarbij de klok een reeks op onderling gelijk gestuurde afstanden liggende impulsen opwekt op een op het gebied van de electronica algemeen bekende wijze.

De grafiek 103a vertegenwoordigt een enkel bit van het binaire woord 102a, waarbij de X-as hierbij weer totaal verschillend 25 is van de voorgaande grafieken. De tijd op de grafiek 103a is uitgedrukt in ms omdat de grafiek slechts één enkel bit vertegenwoordigt.

Elk enkelvoudig bit wordt vertaald in twee electrische inpulsen, elk met de tijdsduur van t^ en gescheiden door een tijdsverloop t^. De grafiek 104a is een kopie van 103a, die zeer sterk is versterkt door 30 de energiebesturing 104. De electrische impuls 104b wordt gelegd aan de solenoidewikkeling 105 (hetgeen de wikkeling is voor het "open" zijn van de klep), waarbij de electrische impuls 104c wordt gelegd aan de solenoide wikkeling 106 (hetgeen de wikkeling is voor het "gesloten" zijn van de klep). De klep 40 van fig. 4A wordt zodoende 35 geopend door de inpuls 104b en gesloten door de impuls 104c, zodat de klep 40 dus in de "open" toestand blijft gedurende ongeveer de 800 4 5 99 22 * i ï r tijd t^. De tijden worden ingesteld om juist te zijn voor een passend bedienen van de solenolde wikkelingen, waarbij de tijd t is bemeten voor het openen van de klep 40 gedurende de juiste tijd-lengte. Deze beide tijden worden bepaald en geregeld door de klok 5 102.

Bij het overbrengen van informatie vanaf waameemorgaan naar het grondoppervlak, worden passende tustpozen verschaft tussen het overbrengen van opeenvolgende binaire woorden. Op grond van deze rustpozen is het mogelijk om in een passend electronisch geheugen 10 bij de oppervlakteuitrusting, de ruis op te slaan, veroorzaakt door alleen het boren (zonder het golfje). De benodigde inrichtingen en handelingen voor het tot stand brengen hiervan worden hierna beschreven.

Zoals reeds opgemerkt, moet de klep 40 van fig. 4A zeer 15 snel werkzaam zijn, waarbij het snel sturen daarvan een aanzienlijke energie vereist. Als gevolg van een op juiste wijze beproeven is vastgesteld, dat een dergelijke klep ongeveer 0,37 tot 0,56 kW nodig heeft voor het met de vereiste snelheid werkzaam zijn.

Hoewel deze energie zeer aanzienlijk is, wordt deze 20 slechts zeer kortstondig aangelegd, en vereist deze derhalve slechts weinig energie per bediening.

Bij de feitelijke werking gedurende proeven bleek, dat 0,37 kW, aangelegd gedurende ongeveer 40 ms, de vereiste energie verschafte voor het produceren van een bevredigende enkelvoudige 25 klepbediening. Deze energie kan worden berekend op ongeveer 15 J.

Een batterijpak, dat voldoende klein is om te worden opgenomen in het huis 250b van fig. 7A kan ongeveer 4 MJ verschaffen zonder dat opnieuw laden of vervangen nodig is. Het stelsel kan derhalve 130.000 volledige klepbedieningen opwekken (openen plus sluiten).

30 In werkelijkheid is het energieverbruik minder dan 15 J per bediening. De inductantie, de Q en de bewegingsimpedantie van de solenolde wikkeling maken de stroomopbouw betrekkelijk traag en volgens een gekromde stijging, zoals is weergegeven in de kromme 272A van fig.

5C, en 300, 301 van fig. 6E. De totale energie per impuls is dus 35 aanzienlijk minder dan 15J, en is gemeten op 9J, waardoor dus een 800 45 99 \ 1 23 mogelijkheid wordt verschaft van 216.000 volledige klepbedieningen.

Een nog grotere mogelijkheid wordt bereikt door het gebruik van de hierna in samenhang met fig. 5C te beschrijven schakeling. Uit het voorgaande is het duidelijk, dat het verschaffen van de benodigde 5 "downhole"energie uit batterijen zeer goed mogelijk is voor een praktisch afstandmetinggereedschap. Het verschaffen van de benodigde zeer hoge energie (0,37 kW) geeft echter zware moeilijkheden.

Het is duidelijk, dat de oplossing van een dergelijke moeilijkheid, het opslaan omvat van energie in een mechanisme, dat 10 kan worden gedwongen deze plotseling vrij te geven (in een korte tijd) en dus de noodzakelijke korte stoten hoge energie te verschaffen. Een dergelijk mechanisme is "hamerslagwerking", dat is gebruikt maar soms onvoldoende bleek. Andere reeds beschouwde mechanismen zijn het gebruik van perslucht, persveren en andere. Condensator-15 energieopslagstelsels vereisen hoge capaciteitswaarden. De in een condensator opgeslagen energie is als de eerste macht van de capaciteit veranderlijk en als het quadraat van de opgeslagen spanning, waarbij aangezien solenoïde stuurwikkelingen nodig zijn met een lage inductantie en een snelle werking, de noodzaak voor lage span-20 ningsorganen duidelijk wordt, en een eerste berekening heeft aangetoond, dat bovenmatig grote condensatoren nodig zouden zijn.

Na verder onderzoek is gebleken,dat een werkzaam stelsel mogelijk zou kunnen zijn. Door een mathematische analyse en door onderzoekingen en proeven is vastgesteld, dat een stel optimale 25 ketenparameters alsvolgt moet zijn: 1. Inductantie van de solenoide wikkeling: 0,1 H in de bediende stand, en 0,07 H in de niet bediende stand (dat wil zeggen een solenoide met een taps anker).

30 2. Weerstand van de solenoide wikkeling: 4,5 Ω.

3. Spanning waaronder energie is opgeslagen: 50 V.

4. Grootte van de opslagcondensator: 10 F.

5. Stroomvermogen van de energiebesturing: 10 Amp.

Vastgesteld is dat voor het hebben van een snelle sole- 35 noide werking, wikkelingen met een lage inductantie gewenst zijn.

800 4 5 99 * i t * 24

Ook is vastgesteld, dat stroomvermogens van electronische stuurketens tot ver voorbij 10 Amp kunnen worden vergroot·. Een lage spanning vereist echter bovenmatig grote capaciteitswaarden.

Recente verbeteringen in zogenoemde gesmolten zoutbatte-5 rijen hebben energiebronnen geproduceerd met een zeer goede gedrongenheid. Dezelfde recente technologie heeft eveneens condensatoren ontwikkeld met buitengewoon hoge waarden, 10 F in een ruimte van niet meer dan 15,6 cnf*. Deze zijn onaanvaardbaar op grond van het vereiste verwamen tot een hoge temperatuur (500°C) hetgeen onpraktisch wordt 10 geacht, waarbij de kosten veel te hoog zijn. Dientengevolge waren nog verdere inspanningen nodig. Na een grondig en langdurig onderzoek werd tenslotte gevonden, dat een condensator met een stuk tanta-lium, vervaardigd overeenkomstig de laatste ontwikkelingen, voldoet aan de voorschriften indien de andere parameters en factoren, zoals 15 hiervoor geschetst, tot een optimum worden gebracht voor aanpassing aan de eigenschappen van dergelijke condensatoren.

Uit het voorgaande is het duidelijk, dat althans 216.000 volledige klepbedieningen kunnen worden gerealiseerd van één batterij-lading. Aannemende, dat het afstandmeetstelsel voldoende doorlopende 20 gegevens kan verschaffen door het overbrengen van 5 impulsen per minuut, kan het stelsel doorlopeid in een boorgat werkzaam zijn gedurende een tijdvak van 440 uur. Opgemerkt moet echter worden, dat een doorlopende werking veelal niet nodig is. Het gereedschap kan alleen met tussenpozen worden gebruikt bij instructie door de schakeling, 25 geregeld door de schakelaar 91 en de elementen 94 en 95 van fig. 4A.

Wanneer verder, zoals hierna wordt uiteengezet voordeel wordt genomen van de verbeterde schakeling van fig. 5C, kan een nog groter aantal klepbedieningen worden bereikt. Een bediening met een snelheid van één impuls per seconde wordt praktisch geacht.

30 Er is een andere te bepalen parameter: het op juiste wijze weer laden van de condensator na het ontladen. De condensator kan worden geladen door een weerstand, verbonden met de batterij (of een andere energiebron), maar dit blijkt soms te traag omdat wanneer de condensator gedeeltelijk geladen raakt, de stroom door de weerstand 35 afneemt, waarbij de laadstroom aan het einde van de laadkringloop, 80 0 4 5 99

Jt * * i 25 nul nadert. Indien de ohmse klep van de weerstand klein wordt gemaakt, moeten de batterijen een bovenmatige momentele stroom dragen, omdat de eerste stroomstoot gedurende de laadkringloop, de waarde overschrijdt voor een maximum batterijlevensduur. De beste werkwijze 5 bestaat uit het laden van de condensator door een orgaan met een gelijkblijvende stroom. De condensator wordt dan bij een optimale laadstroom geladen, overeenkomende met de optimale ontlaadstroom voor de bepaalde soort batterij voor een maximum energieopslag.

Bij het op juiste wijze vaststellen van de laadstroom, kan een aan-10 zienlijke vergroting (soms een factor 2 of 3) van de hoeveelheid energie, die beschikbaar is van een bepaalde batterijsoort, worden bereikt. Organen met een gelijkblijvende stroom zijn algemeen bekende en gemakkelijk beschikbare elctronische, geïntegreerde ketens, en zijn beschikbaar voor een wijd bereik van stroomwaarden.

15 Fog. 5 toont schematisch een energiebron, die kan zijn opgenomen in de energiebesturing 104 van fig. 4A, welke een inrichting bevat voor het laden en ontladen van de condensator voor het verschaffen van de vereiste energie voor de wikkelingen van de solenolden 79. In fig. 5B duidt 450 een batterij of turbogenerator 20 aan of een andere bron met een electrische gelijkstroompotentiaal, 451 het orgaan met de gelijkblijvende stroom en 452 de condensator.

De condensator wordt geladen door het orgaan 451 met de gelijkblijvende stroom en ontladen via de leiding 453. De leiding 454 verschaft de regelmatige, gelijkblijvende energie, nodig voor de rest van de 25 electronische "downhole" uitrusting.

Ook wordt een inrichting verschaft, die werkzaam is in het geval van een foute werking, die kan optreden wanneer de klep in een open stand gedurende een lange tijdsduur "vastzit". Een inrichting voor het automatisch sluiten van de klep in het geval 30 van een dergelijke foute werking (aangeduid door het verwijzings-cijfer 269 in fig. 4A) is schematisch weergegeven in samenhang met de fig. 6A, 6B en 6C.

Zoals reeds eerder in de beschrijving is opgemerkt, is de klep ontworpen om een hydraulische arreteer-of bi-stabiele werking 35 te hebben, dat wil zeggen na het openen daarvan door een impuls vanaf 800 45 99 I 1 t * 26 de solenoide wikkeling 105, neigt de klep tot het openblijven, en later bij het gesloten zijn door een impuls vanaf de solenoide wikkeling 106, neigt de klep tot het gesloten blijven. Het is mogelijk, dat als gevolg van een electrische of mechanische foute werking, 5 de klep in de open stand blijft "klemmen". Op te merken is, dat indien een dergelijke foute werking plaatsvindt, het boren verder kan gaan. Enige slijtage zal plaatsvinden bij de opening 81 van fig. 4A.De verstoring van de hydraulica van het speolingstelsel door het gedurende lange tijdsduren open hebben van de klep, is echter 10 niet gewenst, waarbij hoewel het boren kan doorgaan, het zeer voordelig is de klep gedurende het merendeel van de tijd gesloten te hébben en alleen geopend te hebben voor het produceren van de korte impulsen, nodig voor het opwekken van de hydraulische schokgolf.

In de schematische fig. 6A, 6B en 6C wordt de stang 100 15 gebruikt voor het gesloten drukken van de klep door het uitoefenen van een kracht naar beneden op de stang 80 van fig. 4B (de as van het solenoide anker).

Onder het thans verwijzen naar de fig. 6A, 6B, 6C en 6D, is het bovenste einde van het mechanisme blootgesteld aan "boorpijp-20 spoeling", dat wil zeggen speoling onder de hydrostatische druk plus het drukverschil over de beitel, dat wil zeggen het drukverschil tussen het inwendige van het gereedschap 50 en de ringruimte 60. Wanneer de ponpen niet werken, is de druk bij het gebied 111 alleen hydrostatisch, waarbij wanneer de ponpen werken, de druk hydrostatisch 25 is plus drukverschil. Omdat het drukverschil in de orde van 6,9 tot 13,8 MPa is,vindt een grote drukverandering plaats bij het gebied 111 wanneer de ponpen worden aangezet (dat wil zeggen een verhoging van 6.9 tot 13,8 MPa). Wanneer in fig. 6A de pompen niet werken, bevinden de gebieden 112, 113 zich op ringruimtedruk omdat de buis 114 is ver- 30 bonden met de kamer 84, die olie bevat onder ringruimtedruk (zie fig. 4A) en omdat de opening 115 de gebieden 112 en 113 verbindt.

Thans wordt aangenomen dat de pompen worden aangezet. De druk in het gebied 111 neemt dan aanzienlijk toe (dat wil zeggen met 6.9 tot 13,8 MPa), de zuiger 116 wordt naar beneden gedrukt,waardoor 35 de veer 107 wordt samengedrukt (niet weergegeven in fig. 6B), en de 800 4 5 99 I » 27 olie onder hoge druk in het gebied 112 drukt de zuiger 108 naar beneden en drukt de veer 110 samen (niet weergegeven). Wanneer dus de pompen worden aangezet, veranderen de onderdelen van fig, 6A naar de opstelling van fig. 6B, waarbij beide zuigers 116 en 108 zich 5 in de neerwaartse stand bevinden, en de stang 100 naar beneden is uitgedrukt, zoals is weergegeven.

Op grond van de opening 115 en de werking van de veer 110, wordt dan de zuiger 68 naar boven gedrukt met een snelheid, bepaald door de afmeting van de opening 115, de veerconstante van de veer 10 110 en de viscositeit van de olie in de gebieden 112,113. Deze snel heid kan gemakkelijk worden geregeld en gelijk gemaakt aan een willekeurige gewenste waarde, zoals bijvoorbeeld een zodanige snelheid, dat de zuiger 108 naar de oorspronkelijke opwaartse plaats daarvan in ongeveer 1 minuut terugkeert. Derhalve neemt na één minuut, de inrich-15 ting de opstelling van fig. 6C aan. Wanneer de pomp is stilgezet, doen om dezelfde redenen de werking van de veer 107 en de opening 115 de zuiger 116 terugstijgen naar de oorspronkelijke toestand van fig. 6A.

Het is derhalve duidelijk, dat telkens wanneer de spoeling-pomp wordt aangezet, de stang 100 naar beneden beweegt over de afstand 20 d, zoals is weergegeven in fig. 6B, en dan terugkeert naar de gebruikelijke ingetrokken stand. Omdat bij het gebruikelijke boren de pomp wordt stilgezet telkens wanneer een boorpijp (gewoonlijk 9 meter lang) wordt toegevoegd, maakt de stang 100 één enkele neerwaartse uitslag en keert dan terug naar de oorspronkelijke opwaartse stand.

25 Zoals reeds opgemerkt, is de stang 100 zodanig aange bracht, dat wanneer hij naar beneden is uitgedrukt, hij de solenoïde ankeras 80 van fig. 4A naar beneden drukt en de klep sluit. Het orgaan van fig. 6A, 6B, 6C en 6D is dus een "veiligheids"orgaan, dat wil zeggen dat indien de klep blijft steken in de open stand als 30 gevolg van een electrische of mechanische foute werking, de klep gedwongen wordt gesloten na een maximum van 9 meter boren.

Pig. 6D toont de constructie van het orgaan, dat schematisch is weergegeven in de fig. 6A, 6B en 6C. In het feitelijke gereedschap, wordt het in fig. 6D weergegeven orgaan aangebracht op de 35 plaats 269 van fig. 4A. Soortgelijke verwijzingscijfers in fig. 6D

800 4 5 99 28 t t l 1 vertegenwoordigen soortgelijke elementen in de fig. 6A, 6B, 6C en 4A.

Het in samenhang met de fig. 6A, 6B, 6C en 6D beschreven, hydraulische "automatisch sluitende" stelsel sluit de klep automatisch telkens wanneer de spoelingpompen worden stilgezet en weer aangezet, 5 zodat dus een mechanisch vastzitten van de klep kan worden opgeheven. Er is echter een geval, dat verdere aandacht behoeft. Indien de electrische "sluit"schakeling 103, 109 van fig. 5A om een of andere reden zou falen (bijvoorbeeld een doorgebrande solenoïde wikkeling), zou de klep electrisch weer openen korte tijd nadat het hydraulische 10 "automatisch sluitende"orgaan de klep had gesloten.

Fig. 6E toont een electrisch stelsel, dat de bediening van de klep voorkomt in het geval van een electrisch falen in de "downhole" inrichting. duidt de wikkeling aan van de solenoïde, die de klep "sluit", en de wikkeling van de solenoïde, die de 15 klep "opent". De weerstand R^ is in serie geschakeld met het gedeelte van de solenoïde besturing 104, welk gedeelte de "open" solenoïde wikkeling S2 bediend. Deze weerstanden hebben een zeer lage ohmse waarde (ongeveer 0,05 tot 0,2 Ω). Hte is duidelijk, dat de werking van het gedetailleerd met betrekking tot fig. 5A beschreven stelsel 20 als volgt is. De electrische "open" stroomimpuls wordt eerst opgewekt en is schematisch weergegeven in fig. 6E als de impuls 300, waarbij de electrische "sluit" stroomimpuls later wordt opgewekt (na een tijd t ) en schematisch is weergegeven als 301 in fig. 6E. Opgemerkt moet worden, dat deze electrische impulsen 300 en 301 de 25 stroom vertegenwoordigen, die wordt getrokken door de solenoïdewikke-lingen en niet de aangelegde spanning (de weerstanden Rj en Ej wekken spanningvallen R^i^ en waarkij i^/ i2 de stromen aanduiden door de betrokken solenoïdewikkelingen), zodat dus indien een van de wikkeleingen S en S is doorgebrand of opengeschakeld, geen stroom 1 2 30 loopt en geen bijbehorende inpuls wordt geproduceerd ( op soortgelijke wijze maakt een willekeurige andere electrische fout dat geen stroom door een of beide weerstanden R^, R2 gaat).

De grootte van de tijd t^ van fig. 6E en de lengte van de tijd t is in samenhang met fig. 5A reeds uiteengezet en bepaald.

35 · De vertraging van het vertragingselement 302 is gelijk 800 4 5 99 4 ' Ί 29 aan t^. Het blok 302 produceert aan de uitgang daarvan met andere woorden een impuls, gelijk aan de ingangsimpuls maar vertraagd met de tijd t . Dergelijke vertragingsstelsels zijn algemeen bekend en behoeven thans geen beschrijving.

5 Omdat de vertraging van het element 302 gelijk is aan ty, is de impuls, zoals is weergegeven door 303, in tijd samenvallend met de inpuls 301.

304 is een het samenvallen tegengaande keten (ook bekend als een OP-poort) en produceert aan zijn uitgang 305 alleen een 10 electrisch signaal, wanneer een van de impulsen 301, 303 daarop is gedrukt, maar produceert geen uitgang wanneer beide impulsen 301 en 303 aanwezig zijn. 306 is een relais, bediend door het signaal op de leiding 305, en uitgevoerd voor het verbreken van de verbinding van de energie naar het "downhole"gereedschap. Indien dus alleen een 15 "sluit"impuls aanwezig is (zonder de "open" impuls) of indien alleen een "open" impuls aanwezig (zonder de "sluit" impuls) wordt de energie naar de "downhole" energiebesturing uitgeschakeldfen de klep mechanisch gesloten door het in samenhang met fig. 6D beschreven "automatisch sluitende" hydraulische stelsels.

20 Als een andere uitvoering in fig. 6E, kan het relais 306 (dat natuurlijk een electronische schakelaar kan zijn, die transis-toren omvat), zijn uitgevoerd voor het uitschakelen van de energie naar alleen de schakeling voor de "openende" solenoide. Dit heeft bepaalde voordelen, omdat de "sluitende'? schakeling verder werkzaam 25 blijft, en een van de doeleinden het verzekeren is van het"sluiten" van de klep. Verder kan een electronische teller 314 zijn aangebracht tussen de OF-keten en de relaisketen 306, zodat een enkele electri-sche foute werking de energie niet uitschakelt. De enargie wordt dan alleen uitgeschakeld na bijvoorbeeld 2,4 of 8 opeenvolgende foute 30 werkingen.

Zoals reeds is opgemerkt, is een zeer snelle werking van de klep 40 van fig. 4A belangrijk. De vereiste schokgolf wordt niet geproduceerd indien de klepwerking traag is. Omdat de klep en zijn aandrijfmechanisme een aanzienlijke massa bevatten, is een aanzienlij-35 ke hoeveelheid energie nodig voor het openen en sluiten van de klep 800 45 99 30 1 1 X * in de tijd, die wenselijk wordt geacht. Deze energie is in de orde van 0,37 tot 0,56 kW en kan worden verschaft door een energiebron, die hiervoor is beschreven. Zoals bij alle ontwerpen van deze aard, is een energiemarge nodig om zeker te zijn, dat de klep bij instruc-5 tie altijd opent en sluit. De verschillende electronische "logische ketens" en "energiébesturingsketens", weergegeven in fig. 5A, zijn ontworpen voor het verschaffen van rechthoekige spanningsimpulsen 104b en 104c , die een tijdsduur hebben van ongeveer 40 tot 50 ms om te verzekeren, dat de solenoide wikkelingen 105 en 106 gedurende een 10 voldoende lange tijd worden bekrachtigd voor het verzekeren van de bediening van de klep. Fig. 5E toont de spanningsimpuls 104b van fig. 5A gedetailleerder. Op het moment 0 wordt de spanning plotseling aangelegd door de energiebesturing 104, welke spanning vrijwel ogenblikkelijk stijgt tot de waarde, weergegeven door het verwijzings-15 cijfer 270, op deze spanningswaarde gedurende 50ms blijft, en dan wordt uitgeschakeld en valt (weer vrijwel ogenblikkelijk) naar de waarde nul. Het is zeer informatief de beweging van de klep te bestuderen door het doen van metingen aan de electrische stroom in de solenoide stuurwikkeling, en het maken van een grafiek (zie fig. 5D). 20 üit een dergelijke grafiek kan het gedrag van de klep quantitatief worden bestudeerd. Fig. 5D toont een dergelijke grafiek in de vorm van een oscillogram van de stroom tegen de tijd. Deze stroom wordt bijvoorbeeld gemeten door de spanning over de weerstand of R2 van fig. 6Ξ.

25 Het is van belang te begrijpen, dat het de stroom door de solenoide wikkeling is, die de kracht bepaald op de klepsteel 68 van fig. 4A, omdat ampere-wikkelingen de electromagnetische trek bepalen. Omdat de wikkelingen van de solenoide inductantie hebben, wordt de stroom niet ogenblikkelijk opgebouwd wanneer een plotselinge 30 spanning wordt aangelegd, zoals in fig. 5E. Indien de solenoide zou bestaan uit een eenvoudige smoorspoel, zou de stroom worden opgebouwd overeenkomstig de eenvoudige exponentiële kromme 271 van fig. 5D, zoals is weergegeven door de onderbroken kromme. In werkelijkheid vindt iets totaal anders plaats. Wanneer de klep wordt bediend, 35 (geopend of gesloten) vindt er een plotselinge beweging plaats van 80 0 4 5 99 1 ► * "l 31 het anker van de solenoide 79 van fig. 4B, waarbij een tegen-electro-motorische kracht wordt ontwikkeld. Deze tegen-electromotorische kracht wordt veroorzaakt door de snelheid van het anker, dat snel de induc-tantie van de betrokken wikkeling van de solenoide 79 veranderd 5 (vergroot). In fig. 5D toont 271 de benaderde stroom tegen tijdkrom-me in de solenoide wikkeling wanneer het anker van de solenoide 79 en de klepsteel 68 in de "open" of "gesloten" toestand zijn "geblokkeerd".

De getrokken kromme272 in fig. 5D toont het feitelijk op-10 bouwen van stroom wanneer de klep niet is geblokkeerd, dat wil zeggen in de feitelijke werktoestand (openend of sluitend). De krommen 272 voor het openen en sluiten lijken veel op elkaar. Te zien is, dat de krommen 272 na het aanleggen van de spanning geleidelijk stijgt (omdat de betrokken solenoide wikkeling 105, 106 inductantie heeft) totdat 15 deze bij het weergegeven voorbeeld de waarde bereikt van 4 Amp op het moment T, hetgeen 20 ms is. Dan vindt er een plotselinge val van de stroom plaats, die de onderste waarde van 2,2 Amp bereikt op het moment , hetgeen 25 ms is. Na de T^ = 25 ms, neemt de stroom weer toe overeenkomstig de gebruikelijke "exponentiëel" totdat de stroom 20 asymphtotisch de waarde bereikt van ongeveer 10 Amp op het moment van ongeveer 60 ms (deze waarde wordt bepaald door de weerstand van de solenoide wikkeling, die bij het gegeven voorbeeld ongeveer 4,7 Ω is).

Uit een bestudering van de kromme 272 in fig. 5D wordt 25 duidelijk, dat de klep 40 begint te openen of te sluiten op het moment Tq = 20 ms en de beweging voltooid op het moment = 25 ms.

Zoals reeds opgemerkt, vindt een vrijwel gelijke toestand plaats gedurende het "openen" of het "sluiten" van de klep, waarbij de kromme 272 aangeeft, dat op het moment T^ = 20 ms, de klep zijn 30 beweging begint, en op het moment = 25 ms, de beweging is voltooid.

Het is van belang op te merken, dat het moment = 25 ms in fig. 5D is gegeven als een gebrukkelijk voorbeeld, waarbij van een aantal factoren afhankelijk is. Bij grote drukverschillen is Tj dus groter dan 25 ms, en kan oplopen tot 30, 35 of 40 ms. Voldoende 35 is te zeggen, dat het moment in fig. 5D het moment aangeeft, waarop 800 4 5 99 32

4 X

τ. 1 het bedienen van de klep is voltooid, waarbij de stroom tussen de momenten en 50 ms, in feite "verloren" gaat, omdat de bediening van de klep reeds is voltooid. Deze extra tijd is een "veiligheids-factor" om te verzekeren, dat zelfs onder de zwaarste omstandigheden, 5 de klep altijd wordt bediend wanneer de spanningsimpuls wordt aangelegd.

Overeenkomstig de uitvinding wordt gebruik gemaakt van het signaal op het moment voor het uitschakelen van verdere stroom naar de solenoïde 79. Dientengevolge wordt alle stroom tussen het 10 moment en 50 ms gespaard (waardoor dus de totale hoeveelheid energie, nodig voor het bedienen van de klep 40 zeer aanzienlijk wordt verminderd). Opgemerkt moet worden, dat de volle, hiervoor aangeduide, "veiligheidsfactor" wordt gehandhaafd, waarbij de stroom aangelegd blijft totdat de klep zijn werking (openen of sluiten) heeft voltooid. 15 De electronische schakeling, die wordt gebruikt voor het tot stand brengen van het voorgaande doeleinde , is weergegeven door fig. 5C, waarin 104 de energiebesturing aanduidt van fig. 4A. Tussen de energiebesturing 104 en aarde is een weerstand(R^ of R^) aangebracht met een lage waarde (in vergelijking met de weerstand van de 20 solenoïde), bijvoorbeeld 0,2 Ω. De spanning over deze weerstand is derhalve evenredig aan de stroom, toegevoerd aan de bepaalde solenoïde wikkeling 104,106. Twee ketens, zoals is weergegeven in fig. 5C, zijn nodig, te weten een voor het openen van de solenoïde energiebesturing en een tweede voor het sluiten van de solenoïde energiebestu-25 ring, waarbij echter ter vereenvoudiging slechts een keten is weergegeven in fig. 5C. 273 is een gebruikelijke versterker, waarbij aan zijn uitgang de spanningskromme 272a van fig. 5C een kopie is van de kromme 272 in fig. 5D. 274 is een afleidorgaan (algemeen bekend op het gebied van de electronica), dat een uitgangsspanning opwekt, 30 evenredig aan de eerste tijd afgeleide van zijn ingangsspanning.

De kromme 275 toont deze afgeleide spanning. Door het beschouwen van de kromme 272 of 272a is te zien, dat de afgeleide (helling) van de kromme altijd positief is, behalve gedurende de tijden tussen T^en T^, gedurende welke tijd de helling (afgeleide) negatief is.

35 Op de kromme 275 is alleen de impuls 276 negatief. 277 is een 800 4 5 99 33 r * i j gebruikelijke gelijkrichter, uitgevoerd voor het alleen doorlaten van de impuls 276, zoals is weergegeven in de grafiek 278. 279 is een electronische vertragingsketen (eveneens algemeen bekend op dit gebied), die een uitgangsimpuls 276b opwekt, die een kopie is van de 5 ingangsimpuls maar vertraagt met de tijd - T^. De impuls 276b, zoals is weergegeven in de grafiek 280, treedt dus iets later op dan het moment T^. Deze impuls 276b wordt gelegd aan een electronische schakelaar 281, die is uitgevoerd voor het uitschakelen van de energie naar de energiebesturing 104, waardoor de electrische stroom 10 vrijwel onmiddellijk wordt stilgezet nadat de klep 40 zijn werking heeft voltooid (geopend of gesloten). De electronische schakelaar 281 is uitgevoerd voor het herstellen van de werking van de energiebesturing 104 na een passend tijdsverloop. De werking wordt herhaald wanneer de volgende impuls 104a (of 104b) optreedt.

15 Het is van belang op te merken, dat de besparing op energie, die kan worden bereikt door toepassing van dit aspect van de uitvinding, zeer aanzienlijk kan zijn. Omdat zeer grote hoeveelheden energie nodig zijn voor het bedienen van de klepni40 met de vereiste hoge snelheid, is deze besparing zeer aanzienlijk, en kan 20 deze bij het weergegeven voorbeeld de batterijlevensduur verlengen met wel 5 maal.

Een belangrijke eigenschap van de onderhavige inrichting voor het meten tijdens het boren is het praktische daarvan, dat wil zeggen het voordeel en het gemak van de aanpasbaarheid aan 25 bestaande aardolieputboorinrichtingen en gereedschappen, en boor-kolommen. Bij bekende pogingen zijn grote, bijzondere stalen huizen met een lengte van 9 meter of meer en een diameter van 20 cm nodig voor het opnemen van de ingewikkelde instrumentatie, waarbij het transport daarvan van plaats tot plaats bijzonder geconstrueerde 30 voertuigen vereist. Omdat er in de onderhavige inrichting geen klepmechanisme is aangebracht in de hoofdspoelingstroming, is het mogelijk, het zware, zeer lange, kostbare, bijzonder huis (ongeveer 9 meter lang) te elimineren, waarbij slechts een kort stuk zwaarstang ('overgangsstuk" genoemd) nodig is. Bij de praktische uitvoeringsvorm 35 van de uitvinding, is dit overgangsstuk slechts 90 centimeter lang en 800 4 5 99 34

A T

* p 16,9 centimeter in diameter (in plaats van de 9 meter, die voorheen vereist was).

Een van de belangrijkste kenmerken van de uitvinding is derhalve, dat geen zware, lange, bijzondere huizen nodig zijn. Dit 5 is voordelig, in het bijzonder wanneer magnetische "downhole" metingen moeten worden uitgevoerd, zoals konpasaanwij zingen (bijvoorbeeld het sturen van het boren van een afwijkend gat), welke metingen het gebruik vereisen van niet-magnetische zwaarstangen. Niet-magnetische zwaarstangen zijn niet alleen zwaar (2-3 ton) maar ok zeer kostbaar, 10 omdat zij moeten worden vervaardigd van echt niet-magnetisch materiaal, zoals een metaal legering, die in hoofdzaak nikkel en koper bevat. Bij de constructie van de onderhavige inrichting worden genormaliseerde API-zwaarstangen met uitwendige diameters van 15 centimeter tot 22,5 centimeter (hetgeen de gebruikelijkste afmetingen zijn) 15 gebruikt. Alle genormaliseerde API-zwaarstangen hebben een binnen-diameter van 7,14 centimeter + 1,6 mm - Omm. De eenvoud, de kleine afmeting en de coaxiale constructie van het onderhavige klepstelsel met de bijbehorende onderdelen maken het verschaffen mogelijk van een bijzonder kenmerk. De gehele van belang zijnde energiebesturing 20 en bijbehorende uitrusting kan zich bevinden in een drukbestendige buis, die in diameter voldoende klein is om hem in de binnenboring (7,14 centimeter) te steken van een genormaliseerde API-zwaarstang zonder de spoelingstroom bovenmatig te belemmeren. Bepaalde waarneem-organen moeten zo dicht mogelijk bij de boorbeitel worden geplaatst.

25 In het bijzonder een "downhole" gammastraalwaarneemorgaan moet het in een bepaalde lithologische formatie dringen van de beitel kunnen waarnemen zodra dit plaatsvindt. Verder vereisen bepaalde waameem-organen, zoals een "downhole" kompas-hellingsmeter, het nauwkeurig plaatsen met betrekking tot het "gereedschapseindvlak", gebruikt bij 30 het gericht boren. Bovendien moet een kompas-hellingsmeter op een aanzienlijke afstand worden geplaatst van magnetisch of paramagnetisch materiaal. Wanneer verder een kompas-hellingsmeter wordt toegepast, moeten de huizen 250a en 250b in fig. 7A nauwkeurig onder een hoek worden geplaatst met betrekking tot het overgangsstuk 253, dat op 35 zijn beurt is geplaatst met betrekking tot het "gebogen overgangsstuk", 800 4 5 99 1 * * > 35 gebruikt bij het gericht boren.

Het "gebogen overgangsstuk" is uitgerust met een plaatsings-markering 253a, waarbij de hoek van deze plaatsingsmarkering een gelijkblijvend en gemeten hoekverband moet hebben met de plaatsings-5 markering 254a, die is aangebracht op het overgangsstuk 254. Deze bekend hoek (die de hoek vertegenwoordigt tussen de plaatsingsmarke-ringen 253a en 254a), wordt dan in de berekening gebracht voor het bepalen van de richting en de hoek met betrekking tot een vertikaal vlak van het "gebogen overgangsstuk".

10 Fig. 7A toont schematisch het bijzondere afstandmetings- gereedschap 50, waarbij de uitvoering is weergegeven, waarbij het "bijzonder lange gereedschap" is geëlimineerd, en alleen een kort stuk zwaarstangovergangsstuk nodig is, zoals hiervoor gesteld. In fig. 7A bestaat een huis 250 uit een bovenste gedeelte 250a en een 15 onderste gedeelte 250b, zoals hiervoor beschreven aan de hand van fig. 4A. Het bovenste gedeelte 250a is opgenomen in een kort overgangsstuk 254 (dat slechts ongeveer 90 centimeter lang is). Dit korte overgangsstuk is in het bijzonder uitgevoerd voor het verschaffen van een binnendiameter (bijvoorbeeld 11,4 cm), die voldoende is voor 20 het opnemen van het klepsamenstel 40 en tevens voor het toelaten van een onbelemmerde stroming van boorspoeling langs het bovenste gedeelte 250a door de doorgangen 61, die in fig. 4A eveneens zijn aangeduid door het verwijzingscijfer 61. Het huis 250a heeft een kleine diameter, bij voorkeur een uitwendige diameter van 6,83 cm of minder. Een zwaar-25 stand 255, verschaft door de gebruiker (de aardoliemaatschappij of de aannemer van grondboringen) is gewoonlijk 9 m lang met een groot gewicht en hoge kosten. De binnendiameter van een genormaliseerde API-zwaarstand, zoals reeds opgemerkt, is 7,14 cm - 0 cm + 1,6 mm. Centreerdelen 256 zijn voorzien voor het onderste huis 250b. Deze 30 zijn in diameter iets kleiner dan de binnendiameter van de genormaliseerde API-zwaarstang, bijvoorbeeld met een buitendiameter van 6,99 cm. Een kleine speling is zeer belangrijk voor het voorkomen van "trillen" wanneer het gereedschap tijdens het boren wordt getrild.

Een afvoerdoorgang 85 is dezelfde als weergegeven in fig. 4A. Het 35 huis 250b is in het overgangsstuk 254 opgehangen door niet-weergegeven vastzetmiddelen. De doorsnedegedaante van de centreerdelen 256, 800 4 5 99 36 1 i t » zoals aangegeven in fig. 7B , is zodanig, dat deze sleuven of doorgangen 258 verschaffen voor het mogelijk maken van de vrije stroming van de boorspoeling.

Het onderste huisgedeelte 250b bestaat in feite uit een 5 aantal tussengedeelten, die met elkaar zijn verbonden door bijzondere verbindingsmiddelen, weergegeven in fig. 7C. Zoals weergegeven in fig. 7C, is elk tussengedeelte aan zijn bovenste einde voorzien van een sleuf 260, en aan zijn onderste einde van een uitsteeksel of tand 261. Een uitsteeksel 261 van één tussengedeelte grijpt samenpas-10 send aan in een sleuf 260 van het aangrenzende tussengedeelte. De aangrenzende tussengedeelten worden vastgehouden door een verbindings-huls 262, die samenpassend wordt opgenomen door de eindgedeelten van de tussengedeelten. Cirkelvormige openingen 263 in de tussengedeelten liggen in lijn met bijbehorende schroefopeningen 264 in de verbindings-15 huls 262, waarbij de onderdelen worden vastgezet door schroeven 265.

De bijzonder verbindingsmiddelen van fig. 7C verschaffen een nauwkeurig plaatsen onder een hoek wanneer het overgangsstuk 253 een "gebogen overgangsstuk" is.

Zoals reeds opgemerkt, moet de hoek tussen de plaatsings-20 markeringen 253a en 254a bekend zijn voor het berekenen van de hoek met betrekking tot de vertikaal van het "gebogen overgangsstuk". Het is eveneens nodig, dat de hoekverplaatsing tussen de hartlijnen van een magnetometer-hellingsmeter en de markering 254a bekend en onveranderlijk is gedurende het boren (het verdient de voorkeur, hoewel 25 niet noodzakelijk, dat de hoek tussen één van de horizontale hartlijnen van de magnetometer-hellingsmeter en de plaatsingsmarkering 254a gelijk is aan nul). Voor dit doel is het gedeelte 250b uitgerust met een hoekplaatsingstand 261, zoals is weergegeven in fig. 7C en 7A.

30 Teneinde een doeltreffend afstandsmetingsstelsel te ontwer pen, moeten twee voorwaarden in overweging worden genomen. Een van deze heeft betrekking op optimale omstandigheden voor het verkrijgen van het regime van hydraulische schokgolven. De andere voorwaarde heeft betrekking op het verkrijgen van schokgolven met voldoende 35 sterkte voor het overheersen van vreemde ruisgevolgen.

800 45 99 37 i * * i

Teneinde de optimale omstandigheden voor het regime van hvdralische schokgolven vast te stellen, is een reeks onderzoekingen uitgevoerd.

Het optreden van een hydraulische schokgolf is analoog 5 aan dat van de waterslagwerking. Door het plotseling stilzetten van de stroming in een plaatselijk gebied in de stromingslijn, wordt de druk in dat gebied plotseling verhoogd. Deze in eerste instantie plaatselijke drukverhoging plant zich voort volgens de stromingslijn als "waterslag". Het is algemeen bekend, dat een plotselinge en 10 plaatselijke verandering (afneming of toeneming) in snelheid een bijbehorende plaatselijke verandering produceert (toeneming of afneming) van de druk, en dat omgekeerd een plotselinge en plaatselijke verandering in druk een plotselinge en plaatselijke verandering in snelheid produceert. Op grond van de veerkracht en de traagheid van 15 het fluïdum, wordt de verandering verder overgebracht vanaf het volume-element, waar deze ontstond, naar naburige volume-elementen met een snelheid, die de voortplantingssnelheid is van drukgolven.

Het vraagstuk van het voortplanten van schokgolven is uiterst ingewikkeld. Teneinde aan praktische eisen te voldoen, moet een parameter 20 worden vastgesteld, die het duidelijkst vertegenwoordigend is vanuit het gezichtspunt van het verkrijgen van een duidelijk bepaalde schokgolf. Twee parameters worden beschouwd, die worden aangeduid als parameter en parameter l·^. Wanneer een van deze parameters een passende waarde overschrijdt, wordt een duidelijk bepaalde schokgolf 25 geproduceerd.

De parameter is de gemiddelde veranderingssnelheid van de snelheid van de spoelingstroming door de omloopklep gedurende de tijdsduur van het openen (of sluiten) van de klep.

Aangenomen wordt, dat V(t) de snelheid is van de spoeling-30 stroming door de omloopklep, zoals deze met de tijd veranderlijk is (in cm/s). Op het moment t = 0, wanneer de klep begint te openen, is de snelheid 0, dat wil zeggen V(0) = 0. Op het moment t = T^, 9.

wanneer de klep volledig open is, bereikt de snelheid van de klep een bepaalde waarde Vf, die de omloopsnelheid is gedurende de tijdsduur 35 van volle stroming.

800 45 99 (v) 4 l 38

Dus: v or ') = v (ίο)

cl X

Dienovereenkomstig is de parameter K , die de gemiddelde veranderings-

* / V

5 snelheid is van de snelheid gedurende de tijdsduur Τ' : 3.

κ = vf (ID

τ(ν) a , 2 10 wordt gemeten in cm/s .

Aangenomen wordt, dat wanneer een passende drempel- waarde overschrijdt, dat wil zeggen wanneer Κχ M1 (12) 15 een duidelijk bepaalde schokgolf wordt verkregen. Bij de uitgevoerde onderzoekingen is vastgesteld, dat: M = 2 x 105 cm/s2 (13)

De parameter vertegenwoordigt de gemiddelde verandaingssnelheid van het gebied van de opening van de klep gedurende de tijdsduur 20 T(V).

a S(t) is reeds bepaald (zie vergelijking (1)) als het gebied van de klep, welk gebied open is op het moment t. Bij t = 0, is dus S(0) =0 en bij t = is (v) ^ s(rVJ)=s0 (14) 25 waarin de totale opening is van de klep. De parameter K2 is: S0 2 K2 = --- cm/s (15)

T

a

Aangenomen wordt, dat wanneer een passende drempelwaarde overschrijdt, dat wil zeggen wanneer K2 M2 (16) een duidelijk bepaalde schokgolfd wordt verkregen. Bij de uitgevoerde 2 onderzoekingen is vastgesteld, dat M - 100 cm /s.

Algemeen gesproken is evenredig aan K2> De parameter K2 is wellicht nuttiger, omdat deze direkt de wijze aangeeft voor het ontwerpen en bedienen van de klep.

800 4 5 99 * < 39

Er is ook een parameter (zie B , C., fig. 2A), die D 11 moet worden beschouwd bij de bespreking van de fig. 8A tot 8E. Elk dezer figuren komt overeen met een stel numerieke waarden van en T<v) of K en T<v). b 2 b 5 De fig. 8A tot 8E tonen het gevolg van het veranderen van K. en of K. en T, bij het tot stand brengen van de over- 1 b 2 b gang van het regime van een trage drukverandering naar het regime van hydraulische schokgolven. Meer in het bijzonder toont elk dezer figuren de wijze aan waarop de waargenomen druk en het grondopper- 10 vlak (ordinaat) met de tijd t (X-as) veranderlijk is. De afmeting 2 van de opening was bij deze onderzoekingen 0,5 cm . Experimentele gegevens werden bij een aantal putten verkregen. Bovendien werden enkele van de proeven uitgevoerd bij een "experimentele put", die uitsluitend werd geboord voor het uitvoeren van afstandsmetingonder-15 zoekingen.

Bij het uitvoeren van de voorgaande onderzoekingen, werd rekening gehouden met de grote verscheidenheid aan bestaande spoeling-pompinstallaties en aan verschillende storende gevolgen. Er bestaan vele soorten spoelingpompen: enkelvoudig tweedelig, dubbel tweedelig, 20 enkelvoudig driedelig, dubbel driedelig, waarbij de pompdrukverande-ringen voor een bepaalde gemiddelde spoelingdruk in sterke mate veranderlijk zijn van installatie tot installatie. Het opheffen van de sterke storende spoelingdruksignalen is ingewikkeld. De pompdruksigna-len van een enkelvoudig tweedlig stelsel kunnen tien of zelfs 25 twintig maal groter zijn dan die van een nauwkeurig ingestelde dubbele driedelige. Voor het vaststellen van de optimale waarden van K„ (of f \ ** ) en van ' , werd het boren stilgezet en een zeer goede (gelijkmatige) driedelige pomp gebruikt. De grafieken in de fig. 8A tot 8E zijn dus niet representatief voor een gébruikelijke toestand, maar 30 vertegenwoordigen een toestand, waarbij de verschillende soorten tuis (van de ponpen en andere bronnen) tot een minimum waren beperkt en vervolgens uitgemiddeld door berekening en ontwerpen teneinde optimale waarden te verkrijgen voor de parameters (of K^) en .

De bijbehorende waarden van (of K^) en voor elk der fig. 8A

35 tot 8E zijn gegeven in de volgende tabel.

800 4 5 99 r * 40

TABEL

K„ (in cm2/s) ( in s.)

2 D

5 Fig. 8A 0,5 2

Fig. 8B 2,5 1

Fig. 8C 8,5 0,5

Fig. 8D 2,5 0,25

Fig. 8E 100 0,1 10

De grafieken van de fig. 8A tot 8E vertegenwoordigen gemiddelde getallen, verkregen in een groot aantal proeven. Bij deze proeven was de gebruikelijke standpijpdruk gelijk aan 20,7 MPa, waarbij drukveranderingen in het bereik waren van 0,7 MPa. De voor-15 gaande proeven werden uitgevoerd onder gebruikmaking van verschillende soorten kleppen: motorisch gedreven, draaibare, steelkleppen, enz.

Fig. 8F is een nauwkeurige kopie van de registratietoestelgrafiek van de standpijpdruk, verkregen bij proeven, uitgevoerd op 2940 meter met een standpijpdruk van 19,3 MPa, en uitgevoerd bij het in de praktijk 20 boren van een aardolieput.

De grafiek in fig. 8A werd verkregen onder toepassing van een traag werkende klep. De numera&e waarden van de belangrijke parameters in fig. 8A zijn = 0,5 cm /s en = 2 s, dat wil zeggen dat deze soortgelijk waren aan die, voorgesteld in de stand 25 van de techniek, zoals in de fig. IA en lB. Dientengevolge vertegenwoordigen zowel fig. 8A als fig. 1B het regime van trage drukimpulsen. Daarentegen werd fig. 8E verkregen onder gebruikmaking van een snelwerkende klep, waarvoor K„ = 100 cm^/s en = 10 * s. Dientenge- 2 b volge vertegenwoordigt fig. 8E het regime van hydraulische schokgol-30 ven, waarbij het klepgolfje in fig. 8Ξ zeer veel lijkt op het klep-golfje in fig. 2B.

De fig. 8B, 8C en 8D, zoals in de voorgaande tabel bepaald, tonen de overgang van het regime van trage veranderingen van de druk naar het regime van hydraulische schokgolven.

35 Bij de in de fig. 8B, 8C en 8D weergegeven proeven, werden 800 45 99 41 f ï < * de omstandigheden zoveel mogelijk gelijk gehouden. Het gereedschap bevond zich nabij de bodem van boorgaten met een diepte van ongeveer 2400 meter, waarbij de spoelingviscositeit ongeveer 40 funnel was en het gewicht 1,4 kg per liter. De klep had in de "open" toestand een 2 5 werkzaam open gebied van 0,7 cm . De gebruikelijke standpijpdruk was 20,7 MPa, waarbij de in deze proeven gebruikte klep soortgelijk was aan de klep 40, hoewel gewijzigd voor het mogelijk maken van een tragere werking (zonder de bi-stabiele werking), dat wil zeggen dat de klep een eenvoudige drukontlaste klep was, waarbij de stromings-10 snelheid werd geregeld door een smoring bij de inlaatdoorgang. Opgemerkt moet worden, dat de klepwerking, die verantwoordelijk is voor fig. 8B, betrekkelijk snel was, maar niet het gewenste regime van hydraulische schokgolven produceerde. De scherpe aanvangen gaven echter aan, dat een snellere werking gewenst is. De afvoersnelheid 2 15 was in de orde van 19 1/s .

Door het aanpassen van de inlaatsmoring en de uitlaatsmo- ring, en de electrische nergie, geleverd aan de stuursolenoïden, werden verschillende klepwerkingssnelheden bereikt.

Uit het voorgaande is het duidelijk, dat geen schokgolven 2 20 worden geproduceerd wanneer K„ =0,5 cm /s, en een vrijwel ideale Δ 2 schokgolf wordt geproduceerd wanneer = 100 cm /s.

Thans wordt een andere parameter ingevoerd, die een voorwaarde uitdrukt met betrekking tot de sterkte van de schokgolf.

Twee verschillende benaderingen worden beschouwd. Een van deze stoelt 25 op een parameter KL, die de hoeveelheid spoeling vertegenwoordigt

3 J

(gemeten in cm of in 1), die door de klep gaat gedurende de tijdsuudr T^. (Deze hoeveelheid staat bekend als "vloeiing), engels fluence.

cl

De ander benadering stoelt op een parameter K^, die de gemiddelde stroming vertegenwoordigt van de spoelingstroom gedurende de tijdsduur (v) 30 · DuS' (v) K = k°eveellleid spoeling gedurende T^ 4- a

De tijdsduur van het openen van de klep, dat wil zeggen de tijdsduur T^ wordt beschouwd. Ter vereenvoudiging van het vraag-a 35 stuk, wordt aangenomen, dat de mate van verhoging van de snelheid (v) van de stroming gedurende de tijdsduur T gelijkblijvend is en d 800 45 99 42 X ι * ‘ gelijk is aan K^. Dus, V (t) = t in cm/s. (18)

Ook wordt aangenomen, dat de mate van toeneming van de opening van de klep gelijkblijvend is en gelijk is aan K„. Dus, 2 1 5 S(t) = in cm /s. (19)

Dientengevolge is het volume, dat door de klep gaat gedurende de (v) tijd T gelijk aan: a T(v) /a , (K K T (v) 3 3 K = /K K t2dt = ...........2 a }- Cm (20) J 0 W 3 10 3

De parameter K, is dus de hoeveelheid in cm van het fluïdum, dat 6 (v) door de klep gaat gedurende de tijdsduur T . Dit is de mate van vloeiing voor de tijdsduur van één enkelvoudig openen en sluiten van de klep. Een andere mogelijkheid is om inplaats van de parameter 15 K, een parameter K. te nemen, die de stroming vertegenwoordigt gedu- ó 4 (v) rende de tijdsduur T , dat wil zeggen 3.

K4 * “JJTt) (21) a 2q Thans wordt de algemene handelwijze beschouwd voor het decoderen van signalen vanaf de drukoverdrager 51. Fig. 9 toont de inrichtingsconstructie, waarbij de fig. 10A tot 10G bepaalde golf-vormen en impulsen tonen, die betrekking hebben op het decoderen van signalen door middel van de constructie volgens fig. 9.

22 Het van de drukoverdrager 51 verkregen signaal omvat een nuttige informatiedragend signaal samen met verstorende signalen, die neigen tot het vervagen of maskeren van het nuttige signaal.

Het nuttige informatiedragende signaal vertegenwoordigt de gecodeerde boodschap, verkregen door middel van de klep 40 in aanspreking qp 2Q een waameemorgaan. Er zijn verschillende verstorende signalen. Een hiervan, geproduceerd door de pomp 27, bevat een sterke, gelijkblijvende component van de spoelingdruk, geproduceerd door de pomp. Deze component is verantwoordelijk voor de circulatie van de spoeling door de booxpijp en terug door de ringruimte tussen de boorpijp en de „ wand van het boorgat. Daarop gesuperponeerd is een afwisselende

OD

800 4 5 99 43 t 1 ' > component, geproduceerd door de periodieke beweging van de heen en weer gaande zuigers in de pomp.

Voor het verbeteren van de ontvangst is het gewenst de gelijkblijvende component in de door de pomp 27 opgewekte druk te 5 verwijderen van de uitgang van de overdrager 51. Dienovereenkomstig is een frequentieselectieve zeef 140 verbonden met de overdrager 51 voor het overbrengen van frequenties in een bereik van 0,1 tot 10 Hz, en het dempen van frequenties buiten dit bereik. De in de gelijkblijvende drukcomponent vervatte frequenties liggen beneden 0,1 Hz.

10 In de voor de aanvrager gebruikte terminologie wordt een onderscheid gemaakt tussen de uitdrukking "zeef" , zoals gebruikt voor de frequentieselectieve zeef 150, en de uitdrukking "digitale zeef", die hierna in de beschrijving wordt gebruikt. In een "zeef", zoals de zeef 150, wordt een gebruikelijk zeven uitgevoerd door middel van 15 analoge electronische schakelingen, waarvan het gedrag gewoonlijk wordt behandeld in het frequentiegebied. De uitdrukking "zeef" kan worden gebruikt voor het aanduiden van wat wordt genoemd een "golf-zeef", een "Shea-zeef" (zie bijvoorbeeld "Transmission Networks and Wave Filters", door T,E. Shea, D. VanNostrand Co., New York, N.Y. 1929) 20 en andere zeven, zoals Tchebyshev en Butterworth zeven. Een digitale zeef daarentegen, zoals een gelijkmakende zeef, een impulsvormende zeef of een samentrekkende zeef, kan vruchtbaarder worden behandeld in het tijdgebied. De uitgang van een digitale zeef wordt verkregen door het verwerken van het digitale ingangsspoor met de weegcoëffi-25 ciënten van de zeef. Een digitale zeef is een computer.

Het aan de uitgangsaansluiting 151 van de zeef 150 geproduceerde signaal wordt uitgedrukt door een functie F(t) alsvolgt: F (t) — B (t) +P(t) + U(t) (22) waarin B(t) het nuttige informatiedragende signaal is, P(t) het versto-30 rende signaal is, veroorzaakt door de met tussenpozen optredende drukverandering van de pomp (porapruis), en U(t) achtergrondruis vertegenwoordigt. De achtergrondruis wordt geproduceerd door verschillende gevolgen, zoals de werking van tanden van een snijdende beitel (zoals een getande kernbeitel) gedurende het boren, door de tandwie-35 len in de mechanische boorkolom en door andere organen, betrekking 800 4 5 99 * X 1 ‘ 44 hebbende op roterieboorwerkingen. In bepaalde gevallen benadert U(t) witte ruis, hoewel de afwijking van U(t) van witte ruis in andere gevallen aanzienlijk kan zijn.

Het gecodeerde bericht, uitgedrukt door het informatiedra-5 gende signaal B(t) is een reeks binaire woorden, welke woorden elk een opeenvolging van bits bevatten. Een enkel bit in een binair woord wordt geproduceerd door één enkele "bediening" (dat wil zeggen door één enkelmalig openen en sluiten) van de klep 40. Een dergelijke enkelvoudige bediening wekt een hydraulische schokgolf op, die zich 10 aan het oppervlak van de grond vertoont als een enkel klepgolfje, zoals het klepgolfje in fig. 2B. Dientengevolge is het door B(t) uitgedrukte bericht in de vorm van een gecodeerde opeenvolging van klep-golfjes, waarbij elk der klepgolfjes van de in fig. 2B weergegeven soort is. De fig. 10A tot 10G tonen verschillende stappen, die tot 15 stand moeten worden gebracht voor het scheiden van het informatie- dragende signaal B(t) van de verstorende signalen. Voor het vergemakkelijken van de uiteenzetting is B(t) in fig. 10A uitgedrukt door één enkel klepgolfje in plaats van door een gecodeerde opeenvolging van klepgolfjes. Het klepgolfje in fig. 10A is dus van dezelfde soort 20 als één enkel klepgolfje in fig. 2B. Er is echter een kleine verandering in aanduiding. In fig. 10A is het bovenschrift "s" weggelaten, dat aanwezig is in fig. 2B. In de fig. 10A tot 10G zijn dus de verschillende tijden aangeduid als t^, ..........t^, t^g zonder boven schrift "s". De verschillende grafieken in de fig. 10A tot 10G zijn 25 pp passende wijze voorzien van een aanduiding in deze figuren. Duidelijkheidshalve en voor het vergemakkelijken van de uiteenzetting, zijn de tijdschalen, overeenkomende met deze grafieken, vervormd.

Voor het opheffen van de verstorende ruissignalen (pomp-ruis en achtergrondruis) en voor het produceren van een signaal, dat 30 het gecodeerde bericht vertegenwoordigt, zijn drie opeenvolgende behandelingsstappen verschaft, die alsvolgt kunnen worden geïdentificeerd.

In stap 1 wordt een signaal, voorzien van drie componenten, zoals is weergegeven in fig. 10A, getransformeerd in een signaal, 35 voorzien van twee componenten, zoals is weergegeven in fig. IOC. Het 800 4 5 99 45 s ‘ * l doel van deze stap is het opheffen van de pompruis P(t). Als gevolg van deze stap wordt een "klepgolfje" van de in fig. 10A weergegeven soort, getransformeerd in een "dubbel golfje". Een dergelijk dubbel golfje is weergegeven in fig. IOC.

5 Het doel van de stap 2 is het opheffen van het achter grondruissignaal .

In stap 3 wordt elk dubbel golfje, zoals is weergegeven in fig. 10D, getransformeerd in één enkele impuls, zoals is weergegeven in fig. 10G. Dientengevolge wordt een gecodeerde opeenvolging 10 van enkelvoudige impulsen verkregen, hetgeen in digitaal formaat de parameter vertegnwoordigt, gemeten door het waameemorgaan 101 op een passende diepte in het boorgat.

Thans wordt fig. 10A beschouwd. Deze figuur toont de drie componenten van het signaal F(t), zoals uitgedrukt door de vergelij-15 king (22). Deze zijn: het klepgolfje B(t), de pompruis P (t) en de achtergrondruis U(t). Zoals reeds opgemerkt, is het signaal F(t) verkregen door middel van de zeef 150. Deze zeef is verbonden met een vertragingselement 152, dat werkzaam is voor het vertragen van het ingangssignaal F(t) in de mate van T , hetgeen één periode is

P

20 in de oscillatie, geproduceerd door de pomp 27. Het aan de uitgangs- leiding 153 van het vertragingselement 152 verkregen signaal kan dus worden uitgedrukt als F(t) - T . De drie componenten van het signaal

P

F(t - T ) zijn weergegeven in fig. 10B. Deze zijn: het vertraagde P

klepgolfje B(t - T ), de vertraagde pompruis P(t - T ) en de P P

25 vertraagde achtergrondruis U(t-T ). Het tijdsverloop T is afhanke-

P P

lijk van de draaisnelheid van de pomp, waarbij omdat de draaisnelheid van de pomp niet gelijkblijvend is, de vertraging T een veranderlijke

P

vertraging is. Een passende regeling voor het vertragingselement 152 moet dus worden aangebracht in aanspreking op de draaisnelheid 30 van de pomp 27. Dienovereenkomstig is het vertragingselement 52 uitgevoerd voor het door de leiding 154 ontvangen van stuurimpulsen, verkregen van een impulsgenerator 155, die mechanisch wordt aangedreven door de pomp voor het produceren van een passend aantal impulsen per omwenteling van de pomp. Een kettingdrijfwerk 156 is voor dit 35 doel verschaft.

800 45 99 46 * l t

Aangenomen wordt, dat de pomp 27 slagen per seconde produceert. Dus is T = 1/N^. De impulsgenerator 155 produceert stuurimpulsen met een betrekkelijk hoge snelheid N^/ die een veelvoud is van N^. Dus is = KN^, waarin K een constante is, die 5 is gekozen op 512. Indien dus de slagen van de pomp bestaan uit een per seconde, vereist dit dat de signaalgenerator 512 impulsen per seconde produceert. Het is duidelijk, dat de snelheid van stoten van de spoelingpomp 27 met de tijd veranderlijk is, waarbij dienovereenkomstig veranderlijk is voor het zodoende verzekeren, dat de door 10 het vertragingselement 152 geproduceerde vertraging altijd gelijk is aan één periode van de spoelingdrukoscillaties, geproduceerd door de spoelingpomp 27.

Het signaal F(t-T^), verkregen van het vertragingselement 152, wordt gelegd aan een ingangsleiding 153 van een aftrekorgaan 160.

15 Het aftrekorgaan 160 ontvangt op zijn ingangsleiding 161 ook het signaal F(t), verkregen van de zeef 150, en produceert aan zijn uit- gangsleiding 162 een signaalverschil, dat gelijk is aan: x (t) = F(t) - F (t-T )

P

= B (t)-B (t-T )+P(t)-P(t-'Tj+U(t)-U(t-T ) (23) p b p 20 Omdat P(t) periodiek is en een periode heeft van T , is: P(t) - P(t - T ) =0 (24)

P

Op grond van het periodiek zijn van door de spoelingpomp 27 geproduceerde stoten, is dus de ruis als gevolg van de pomp opgeheven, waarbij het aan de uitgangsleiding 162 van het aftrekorgaan 160 25 verkregen signaal thans kan worden uitgedrukt: x(t) = b(t) + u(t) (25) waarin: b(t) = B(t) - B (t - T ) (26)

P

het informatiedragende signaal is, en 30 u(t) = U(t) - U(t - T ) (27)

P

een achtergrondruissignaal is.

Zowel het informatiedragende signaal b(t) als het ruissignaal u(t) zijn weergegeven in fig. 10C. Thans is te zien, dat door het uitvoeren van de stap 1, zoals hiervoor geschetst, het in-35 formatiedragende signaal B(t), zoals is weergegeven in fig. 10A en 800 4 5 99 r » 47 met de vorm van een klepgolfje, is getransformeerd in een ander in-formatiedragen signaal bit), zoals is weergegeven in fig. 10c. Het signaal b(t) wordt aangeduid als een "dubbel golfje" in tegenstelling tot het signaal B(t), dat een "klepgolfje" vertegenwoordigt. Een 5 dubbel golfje omvat twee klepgolfjes, zoals de klepgolfjes A en B in fig. IOC. Deze klepgolfjes zijn van elkaar gescheiden door het tijdsverloop T . Het klepgolje A is soortgelijk aan dat van fig. 10A,

P

waarbij het klepgolfje B de geïnverteerde vorm vertegenwoordigt van het klepgolfje A.

10 Het signaal x(t), vergelijking (25)m wordt verder gelegd aan de ingangsleiding 162 van een analoog-naar-digitaal (A/D) omzetter 163, die wordt geregeld door een klok 178. Aan de uitgangsleiding 164 van de A/D omzetter wordt een signaal verkregen, uitgedrukt als: x = b + u (28) t t t 15 waarin overeenkomstig de gebruikte symbolgen x^_, b^_ en u^ digitale versies zijn van respectievelijk de analoge signalen x(t), b(t) en u(t). De signalen xfc en u^ zijn in de vorm van tijdreeksen, zoals respectievelijk: xt = (. . . x_2, x_1 xQ, x1? . . ., xg, . . .) (29) 20 en u — (· · · u 2/ u j, u^, / · · · r , . . .) (30) waarbij, het signaal bt een golfje is met een eindige lengte: bt = (V bl' b2' ' " V (31)

De menging van een dubbel golfje bfc en het ruissignaal 25 u^wordt dan gelegd aan een digitale zeef 170 met een lengte van (n + 1), voorzien van een geheugenwerking: a. = (a_, a., a , . . . ., a ) (32) t 0 1 2 n

In deze uitvoeringsvorm wordt een digitale zeef gekozen, bekend als een gelijkmakende zeef, waarbij de geheugenwerking afc wordt gekozen 30 voor het optimaal maken van de werking van de zeef. Optimale omstandigheden worden bereikt wanneer de verhouding van het signaal tot de ruis aan de uitgang van de zeef 170 zij maximum waarde heeft.

Zie voor een beschrijving van gelijkmakende zeven bijvoorbeeld een publicatie door Sven Treitel en E.A. Robinson over "Optimum 35 Digital Filters for Signal-to-Noise Ratio Enhancement", Geophysical 8004599 48

Prospecting Vol. 17, No. 3, 1969, pp. 248-293, of een publicatie door E.A. Robinson over "Statustucal Communication and Detection with Special Reference to Digital Data Processing of Radar and Seismic Signals", Hafner Publishing Company, New York, N.Y. 1967, biz. 250-269). 5 De geheugenwerking afc van de gelijkmakende zeef 170 is uitgevoerd om te kunnen worden geregeld voor het zodoende te allen tijde gedurende de meethandelingen kunnen verzekeren van de optimale omstandigheden in de werking van de zeef. De regeling van de zeef wordt tot stand gebracht door middel van een computer 172, die op 10 een hierna te beschrijven wijze passende gegevens ontvangt van een opslag- en terugroepelement 173.

Een signaal y verkregen aan de uitgangsleiding 174 van de gelijkmakende zeef 1'70 kan worden uitgedrukt als een menging van de ingangswerking xfc en de geheugenwerking afc. Dus: 15 yt + xt\ = aQxt + + — + Vt-„ (33) waarin het sterretje een menging aanduidt. Door substitutie in (33) van x + b + u wordt verkregen: . t t t yt = ct + \ (34) waarin: 20 c = b * a (35) t t t de zeefaanspreking is op een zuivere signaalingang, en v = u * a (36) y t t de ruisuitgang is. Een blokschema, dat deze betrekkingen aangeeft, is weergegeven in fig. 11.

25 Teneinde de optimale omstandigheden te verzekeren in de werking van de gelijkmakende zeef 170, wordt een bepaald moment, bijvoorbeeld het moment t = t^ gekozen, waarbij het nodig is, dat de momentele energie in de zeefuitgang, die een signaal bevat op het moment t = t^, zo groot mogelijk is met betrekking tot de gemiddelde 30 energie in de gezeefde ruis op dat moment. Teneinde derhalve het signaal c in de gezeefde uitgang ufc waar te nemen, wordt gebruik gemaakt van de verhouding van het signaal tot de ruis, zoals bepaald door: 2 ^ _ (Waarde van het signaal op het moment t^) (37)

Energie van gezeefde ruis.

800 4 5 99 49 indien het signaal (b0, b,, ...... b ) met de lengte (n + 1) wordt 0 1 n gemengd met de zeef met de lengte (n + 1) wordt een uitgangsreeks (c_, c,,.....c ,....., c„ ., c„ ) met een lengte van (2n + 1) ver- U 1 η 2n-1 2n kregen, waarin Cn de middenwaarde is van deze uitgangsreeks. Op het 5 moment t. = t , wordt dus: 3 On 2 2 c (anb + a.b . + ... + a b.) u . n . ° n 1 _n ° (38) {Ev^} E{v^} 2 η n waarin E {v } de gemiddelde waarde is van de ruisuitgangsenergie. n

Hierbij wordt aangenomen, dat de achtergrondruis ufc witte ruis is. Dan kan worden aangetoond (zie bijvoorbeeld een publikatie door Sven Treitel en E.A. Robinson "Optimum Digital Filters for

Signal to Noise Ratio Enhancement”, Geoph. Prosp., Vol. XVII, Nr. 3, 1969, biz. 240-293), dat de maximum waarde van de verhouding μ van 1 ζ signaal tot ruis kan worden verkregen wanneer: (a_, a., . ··, a ) = (kb , kb ., ·.·, kb-) (39) 0 1 η η η-1 u waarin k op een is gekozen. Bij aanwezigheid van een in ruis gedompeld signaal, ktinnen dus, wanneer de ruis wit is, de optimale omstandigheden worden verkregen wanneer het geheugen van de zeef wordt 20 gegeven door het geïnverteerde signaal, te weten door de coëfficiënt- reeks (b , b b_).

n n-l u

Het geheugen van de zeef 170 wordt te allen tijde bepaald door middel van het geheugen 172, dat door een kanaal 175 is verbonden met de zeef. De uitdrukking "kanaal" heeft betrekking op passende 25 geleiders, verbindingen of overbrengingsmiddelen, zoals voor een bepaald geval nodig kan zijn. Een opslag- en terugroepelement 173 is verschaft voor het opslaan van de functie b^ voor een opvolgend overbrengen van b^ door het kanaal 176 naar de computer 172. De werking van de computer bestaat uit het inverteren van de ingangs-30 gegevens, uitgedrukt door een reeks (b^, b^, ..., bn) voor het zodoende aan zijn uitgangskanaal 175 verschaffen van een reeks 0t>n, _____ feg), die op zijn beurt wordt gelegd aan de gelijkmakende zeef via het kanaal 175 en daarin wordt opgeslagen als een geheugen van de zeef overeenkomstig de vergelijking (39).

35 De gezeefde uitgang y^, verkregen aan de uitgangsleiding 800 4 5 99 κ τ 50 174 van de gelijkmakende zeef 170 wordt verder gelegd aan een digi-taal-naar-analoog (D/A) omzetter 181. Omdat y een signaal vertegenwoordigt in gedigitaliseerde vorm, wordt de bijbehorende analoge functie, verkregen aan de uitgangsleiding 182 van de D/A omzetter 5 181, overeenkomstig de gebruikte symbolen uitgedrukt als y(t).

Opgemerkt moet worden, dat het tot een maximum opvoeren van de verhouding van het signaal tot de ruis in de gezeefde uitgang y equivalent is aan het tot een minimum beperken van het ruissignaal v (of de analoge equivalent v(t) daarvan) bij vergelij-10 king met het informatiedragende signahl c (of de analoge equivalent c(t) daarvan). Dus: v(t) ζζ c(t) (40) en y(t) sy, c(t) ,—<· b(t) (41) 15 De uitgangsfunctie y(t) van de gelijkmakende zeef, zoals is weergegeven in fig. 10D, lijkt dus sterk op de functie b(t), weergegeven in fig. IOC.

Een belangrijk kenmerk van de uitvinding omvat het opslaan (voor een daaropvolgend weergeven) van de functie b door middel van 20 het opslag- en terugroepelement 173. De vereiste handeling voor het opslaan van b wordt thans besproken in samenhang met fig. 12. De handeling bestaat uit een aantal stappen.

Stap (a). Het boren wordt stilgezet, dat wil zeggen de beitel 31 wordt over een korte afstand boven de bodem opgetild, de 25 roteriekraan wordt onbelast gehouden en de draaitafel 21 wordt stilgezet.

Stap (b). De pomp 27 blijft werken zoals gedurende het gebruikelijke boren, dat wil zeggen met een regelmatige pompsnelheid en een pompdruk, die representatief zijn voor die, gebruikt 30 gedurende het feitelijke meten tijdens het boren. Alle andere storings-bronnen, zoals electrische wisselstroomopneming van generatoren, de bediening van kranen, enz., worden stilgezet. "Zware" en andere bronnen van ruis worden in het geval van buitengaatse werkzaamheden zoveel mogelijk opgeheven (bijvoorbeeld door het kiezen van een 35 mistige dag).

800 4 5 99 'ï * 51 l.

Stap (c). Zoals reeds beschreven en weergegeven in samenhang met fig. 5A, wordt het ondergronds coderen bepaald door een "klok”, die in absolute synchronisatie is met de "kolk" bij de oppervlakteuitrusting. Dientengevolge is het aan het oppervlak moge-5 lijk een bepaling te maken van het moment, dat één enkele impuls wordt opgewekt in de ondergrond, bijvoorbeeld de voorloperimpuls, en door het weten van de overbrengingssnelheid door de spoelingkolom ook het nauwkeurige moment te weten, waarop de hydraulische impuls aan het oppervlak wordt ontvangen. Het is dus mogelijk een enkel"golfje" 10 aan het oppervlak te ontvangen en vantevoren te weten wanneer het golfje op tijd verschijnt, hoewel het door ruis kan zijn vervaagd.

In vele gevallen springt het enkele golfje uit boven de ruis, zodat het visueel waarnemen op een oscilloscoop praktisch is. De momentele hydraulische toestand, opgewekt door de klep 40, wordt dus door de 15 overdrager 51 op een bekend moment ontvangen.

Stap (d). Het signaal, verkregen door de overdrager 51, wordt door de zeef 150 overgebracht voor het selectief overbrengen van frequenties in het bereik van 0,1 tot 10 Hz. Omdat het boren is stilgezet (zoals geschetst in de stap (a) hiervoor), is de achter-20 grondmis U(t) verwaarloosbaar, als gevolg waarvan het signaal, verkregen aan de uitgang van de zeef 150 in de vorm is van F(t) = B (t) + P(t).

Stap (e). Het signaal F(t), verkregen van de zeef 150, wordt geleid door het vertragingselement 152, het aftrekorgaan 160 en de 25 A/D-omzetter 163 op de hiervoor uiteengezette wijze. Tijdens het boren is het signaal, verkregen aan de uitgang van de A/D-omzetter 163 gewoonlijk in de vorm van x^ = + u^, waarin u^ verantwoorde lijk is voor de ruis, die het gevolg is van het boren. Omdat ook hier weer het boren is stilgezet, is het achtergrondruissignaal ufc 30 verwaarloosbaar. Onder deze omstandigheden is . Het signaal xfc vertegenwoordigt zoveel als praktisch mogelijk is een "ruisloos signaal", dat overeenkomt met een golfje, dat het in^ormatiedragende signaal vertegenwoordigt.

Stap (f). De functie x. ^b^ wordt opgeslagen.

t t 35 De handelingsstappen (a), (b), (c), (d), (e), en (f), 800 45 99 52 * * J ( zoals hiervoor geschetst, worden uitgevoerd door middel van de bedieningsinrichting, zoals is weergegeven in fig. 12. In deze inrichting wordt de uitgang van de A/D-omzetter 163 gelegd aan de ingang van het opslag- en terugroepelement 173, voor het registreren 5 van x.rs/b .

t t

Opgemerkt moet worden, dat in het frequentiegebied de geheugenfunctie van de gelijkmakende zeef 170 kan worden uitgedrukt als: A(f) = e “2irvfn B*(f) (42) 10 waarin f de frequentie is en B (f) de complex-geconjugeerde is van de Fourier-transformering van het signaal bfc.

Het opheffen van achtergrondruis wanneer de ruis wit is kan in bepaalde gevallen tot stand worden gebracht door middel van een automatisch werkzaam correleerorgaan in plaats van door middel 15 van een gelijkmakende zeef, zoals de gelijkmakende zeef 170 in fig.

9. Voor het tot stand brengen hiervan moet het schema van fig. 9 worden gewijzigd door het verwijderen van de gelijkmakende zeef 174, de computer 172 en het opslag- en terugroepelement 173. Inplaats daarvan wordt een automatisch werkzaam correleerorgaan gebruikt. De 20 ingangsaansluitingen van het automatisch werkzame correleerorgaan worden verbonden met de uitgangsleidingen 164 van de A/D-omzetter 163. Tegelijkertijd worden de uitgangsleidingen van het automatisch werkzame correleerorgaan verbonden met de ingangsleidingen 174 van de D/A-omzetter 181. De uitgang van de D/A-omzetter kan worden behan-25 deld door middel van het vertragingselement 190, het de polaritiet omkerende element 192, de EN-poort 193, enz, zoals is weergegeven in fig. 9. In bepaalde gevallen kan de uitgang van de D/A-omzetter echter direkt worden gelegd aan een registreertoestel.

Verwezen wordt weer naar de bedieningsinrichting van 30 fig. 9. Thans is aan de uitgangsleiding 182 van de D/A-omzetter 181 een signaal verkregen, vertegenwoordigt door een functie y(t), die is weergegeven in fig. 10D, en die een gedaante heeft, die gelijk is aan die van het dubbele golfje b(t), dat wil zeggen y(t)yb(t).

De functie y(t)>^b(t) vertegenwoordigt één enkel bit in 35 het gedigitaliseerde signaal, welk bit de klep 40 bedient. Het is 800 4 5 99 53 ΐ * * i duidelijk, dat een dergelijke functie niet erg gemakkelijk is voor het weergeven van een zeer kort tijdsverloop, overeenkomende met een enkelvoudig openen en sluiten van de klep 40. Het is derhalve, zoals in stap nr. 3 uiteengezet, nodig een dubbel golfje te transfor-5 meren in een enkele korte impuls, samenvallende met de bediening van de klep. Dit doeleinde wordt tot stand gebracht door middel van een vertragingselement 190, geregeld door een klok 191 in samenhang met het de polariteit omkerende element 192 en de EN-poort 193 (samen-vallingsschakeling), opgesteld zoals is weergegeven in fig. 9.

10 Het vertragingselement ontvangt via de leiding 182 het signaal y(t) van de D/A-omzetter 181. Dit vertragingselement wordt geregeld door de klok 191 voor het zodoende aan de uitgangsleiding 195 verkrijgen van een vertraging, die gelijk is aan het tijdsverloop T^. De vertraagde functie b(t - T ) zoals is weergegeven in fig. 10E, wordt m 15 verder gelegd via de leiding 195 aan het de polariteit omkerende element 192 voor het aan de uitgangsleiding 197 van het element 192 produceren van een geïnverteerd, vertraagd, dubbel golfje, uitgedrukt als -b(t - T ), en weergegeven in fig. 10F. m

Het signaal -b(t - T ) wordt via de leiding 197 gelegd aan 20 de EN-poort 193. Tegelijkertijd wordt het signaal b(t) verkregen van de D/A-omzetter 181, door de leidingen 182 en 200 gelegd aan de EN-poort 193. Elk der signaln b(t) en -b(t - T ) bevat impulsen, die een positief en negatief gaande polariteit hebben. Door het vergelijken van het signaal b(t), zoals in fig. 10D, met het signaal -b(t -T ), m 25 zoals in fig. 10F, is te zien, dat er slechts één impuls is in fig.

10D, die in tijd samenvalt met de impuls in fig. 10F. Deze impuls treedt op in het tijdsverloop van tg tot t4 in fig. 10D en van tg tot tjg in fig. 1ÖF. Op te merken is, dat de momenten tg en tg samenvallen omdat t_ = t, + T en t_ = t, + T . Op soortgelijke 3 l m alm

30 wijze vallen de momenten t^ en t^ samen, omdat t^ = t^ + Tn + T

en t,n = t, + T + T . Dientengevolge wordt één enkele samenvallende 10 1 n m impuls verkregen uit het dubbele golfje b(t), weergegeven in fig.

10G. Dienovereenkomstig wekt de EN-poort 193, die aan zijn ingangs-leidingen 200 en 197 signalen ontvangt, die respectievelijk de 35 functie b(t) en -b(t - T^) vertegenwoordigen, aan zijn uitgangsleiding 800 4 5 99

i. I

54 210 één enkele impuls op, zoals is weergegeven in fig. 10G.

Er wordt aan herinnerd, dat in deze uitvoeringsvorm eenvoudigheidshalve een enkele impuls is weergegeven, die wordt geproduceerd en in hoofdzaak samenvallend is met een enkelvoudig 5 openen en sluiten van de klep. In gedachte moet worden gehouden, dat bij het feitelijke boren en het gelijktijdig meten, aan de uit-gangsleiding 210 een gecodeerde opeenvolging wordt verkregen van enkelvoudige impulsen, welke opeenvolging een meting vertegenwoordigt, uitgevoerd door een gekozen waameemorgaan van een gekozen 10 parameter.

De gecodeerde opeenvolging van enkele impulsen, verkregen aan de uitgangsleiding 210 van de EN-poort 193 wordt gelegd aan een D/A-omzetter 211, die wordt geregeld door een klok 212. Aan de uitgangsleiding 214 van de D/A-omzetter 211 wordt in analoge vorm een 15 signaal verkregen, dat de meting van de gekozen parameter vertegen^ woordigt. Dit signaal wordt geregistreerd door middel van het regis-treertoestel 54.

Bij een andere uitvoeringsvorm kan een kruiscorreleerorgaan worden gebruikt inplaats van een gelijkmakende zeef voor het 20 opheffen van ruis. Er bestaat een sterke analogie tussen het mengen van twee functies, zoals is weergegeven door middel van de vergelijking (20a) en het kruiscorreleren. Het kruiscorreleren van één functie met een andere produceert hetzelfde resultaat als zou worden geproduceerd van één functie met een andere produceert hetzelfde re-25 sultaat als zou worden geproduceerd door het leiden van de eerste functie door een zeef (gelijkmakende zeef), waarvan de geheugenwerking het omgekeerde is van de tweede functie.(Zie bijvoorbeeld een publikatie door N.A. Anstey, "Correlation Techniques —A Review", Geoph. Prosp. Vol. 12, 1964, biz. 355-382, of een publikatie door 30 Y.W. Lee over "Statistical Theory of Communucation ," John Wiley and Sons., New York, N.Y. 1960, biz. 45.).

In fig. 13 is weergegeven op welke wijze de handelingen, die kunnen worden uitgevoerd door een gelijkmakende zeef, eveneens kunnen worden uitgevoerd door een kruiscorreleerorgaan 200. Het 35 kruiscorreleerorgaan 200 is voorzien van twee ingangsaansluitingen 800 4 5 99 55 f 4.

i 1 201 en 202, en van een aangangsaansluiting 203. Het signaal x^, verkregen van de A/D-omzetter 163, wordt gelegd aan de ingangsaansluiting 201, waarbij het signaal b^, verkregen van het opslag- en terugroep-element 173, wordt gelegd aan de ingangsaansluiting 202. Zodoende 5 wordt dus een signaal, dat de kruiscorrelatie vertegenwoordigt van en b^ verkregen aan de uitgangsleiding 203. Het is gemakkelijk duidelijk, dat het kruiscorrelatiesignaal, verkregen aan de uitgangsleiding 203, gelijk is aan het mengingssignaal y^, zoals uitgedrukt door de vergelijking (33) en in fig. 9 geproduceerd door de gelijkma-^ kende zeef 170. Het kruiscorrelatiesignaal wordt verder behandeld, zoals is weergegeven in fig. 13, op dezelfde wijze als het signaal, verkregen door middel van de gelijkmakende zeef 170 werd behandeld in de inrichting van fig. 9.

Wanneer de achtergrondruis witte ruis is, is de automatische 1 ζ 13 correlatie q van de ruisfunctie gelijk aan nul voor t φ 0. Thans wordt het geval beschouwd, dat de ongewenste ruis u een bekende automatisch correlerende functie q^ heeft, waarin de coëfficiënten t q niet noodzakelijkerwijze nul zijn voor t φ 0. Dit is het geval van "automatisch gecorreleerde ruis" in tegenstelling tot zuivere 20 witte ruis, waarvan de enige niet verdwijnende automatische corre- latiecoëfficiënt qQ is. Een passende vorm van een gelijkmakende zeef met bijbehorende onderdelen is weergegeven in fig. 14. In dit geval is het nodig niet alleen het informatiedragende signaal bfc op te slaan (bijvoorbeeld door middel van het element 173) maar ook het 25 ruissignaal u^. Dienovereenkomstig bevat de inrichting van fig. 14 twee opslag- en terugroepelementen 173 en 224. Het opslag- en terugroepelement 173 voert een werking uit, die gelijk is aan die van het element, dat door hetzelfde verwijzingscijfer is aangeduid in de fig. 9 en 12. Het dient voor het opslaan en vervolgens opwekken 30 van de functie b^. Daarentegen bestaat de werking van het opslag- en terugroepelement 224 uit het opslaan en vervolgens weergeven van de ruisfunctie u^. De gegevens, die de functies b^ en ufc vertegenwoordigen, verkregen uit respectievelijk de opslagelementen 173 en 224, worden door de respectievelijke kanalen 225 en 226 gelegd aan een 35 computer 228. De werking van de computer 228 is het transformeren finn k5 99

* J

56 van de ingang, ontvangen van de ingangskanalen 225 en 226, in gegevens, nodig voor het bepalen van de geheugenwerking van de gelijkmakende zeef 220. Deze laatste gegevens worden gelegd aan de gelijkmakende zeef 220 via het kanaal 230.

5 De aanduiding is dezelfde als hiervoor, behalve dat in gedachte moet worden gehouden, dat de ruis u^_ niet langer witte ruis is. De gelijkmakende zeven, die hier worden besproken, zijn onbepaald in de zin van een willekeurige versterkingsfactor k, die gemakshalve gelijk aan eenheid wordt ingesteld.

10 Dezelfde definitie μ van de verhouding van signaal tot ruis wordt gebruikt. Dus: 2 c μ --V (43)

Eiv } n

Het is gewenst μ tot een maximum op te voeren onder aanneming, dat de ingangsruis u^ van de automatisch gecorreleerde soort is. Het is gemakkelijk op dit punt een matrixaanduiding in te voeren. Laat a = (a , a , ..., a ) (44) ui η 2Q de (η + 1) rij vector aanduiden, die het geheugen kenmerkt van de gelijkmakende zeef 220. Laat verder, b = (b , b ..., bj (45) n n-1 0 de (n + 1) rij vector zijn, die de tijdomgekeerde bepaald van het signaal bfc en laat 25 p0 * ’ * qn • · • · q = • · • * q · · . ςτΛ _/n ^o_ de (n + 1) bij (n + 1) automatische correlatiematrix zijn van de ruis. Dan kan worden geschreven: 30 (ab*) (ba') μ=- (46) aqa' waarin het accent de matrixoverbrenging aanduidt.

Voor het tot een maximum opvoeren van een μ moet de groot-35 heid (46) wordt gedifferentieerd met betrekking tot de zeefvector a, 800 4 5 99 * ' 1 57 waarbij het resultaat wordt ingesteld gelijk aan nul.

Een verband wordt verkregen: qa' = b' (47) dat kan worden uitgeschreven in de vorm: 5 p0 · · · ζ- ^o" Ά ~ h Vi . = . (48) • · · 10 q qn ; bn hi *0 n ! 0

_ „J L J L J

Dit is de matrixformule van een stel van (n + 1) lineaire gelijktijdige vergelijking in de (n + 1) onbekende zeefcoëfficiënten (a , a,,..., a ). De oplossing hiervan geeft de gewenste optimaal 15 ü 1 n gelijkgemaakte zeef bij aanwezigheid van automatisch gecorreleerde ruis. De vergelijking (48) kan worden opgelost door de Wiener-Levinson repeteertechniek (zie N. Levinson "Thë Wiener RMS error criterion in Filter Design and Prediction," Jour. of Mat. and Phys., 1947, vol. 25, blz. 261-278 en S. Treitel en E_.A. Robinson, "Seismic Wave 20

Propagation in Terms of Communication Theory", Geophysics, 1966,

Vol. 31, blz. 17-32). Deze repeteerwerkwijze is zeer doelmatig, zodat het dus mogelijk is gelijkmakende zeven te berekenen met een grote lengte door middel van de computer 228. De bekende grootheden in deze berekening zijn de automatische correlatiematrix van de ruis q 25 en de tijdomgekeerde van het signaalgolfje b^ waarbij de onbekende grootheden de zeefcoëfficiënten a^_ zijn. Deze zeefgrootheden vertegenwoordigen de geheugenwerking van de gelijkmakende zeef 220. De berekeningen, die nodig zijn om de geheugenwerking te bepalen van de gelijkmakende zeef 220 worden uitgevoerd door de computer 228. De 30 computer ontvangt van de opslag- en terugroepelementen 173 en 224, gegevens met betrekking tot respectievelijk de functies b^ en u^.

Bij ontvangst van q. wordt de automatische correlatiematrix van de t ruis berekend, waarbij bij ontvangst van b^, de tijdomgekeerde van dit sognaal wordt bepaald. Vervolgens worden de onbekende zeefcoëffi-35 ciënten afc berekend en dan via het uitgangskanaal 230 overgebracht 800 4 5 99 58 * Λ Τ ν naar de gelijkmakende zeef 220.

De uitgang van de zeef 220 wordt gelegd aan de D/A-omzet-ter 181 en verder op dezelfde wijze behandeld zoals de uitgang van de gelijkmakende zeef 170 werd behandeld in de - inrichting van fig. 59. In het frequentiegebied, kan de geheugenwerking van de gelijkmakende zeef 220 worden uitgedrukt als A(f) = e -2ïïfn -—(49) Q(f) waarin B (f) de Fourier transformering is van de tijdomgekeerde van het signaal b = (b^, b^, ..., b^) en Q(f) het energiespectrum van de ruis in het tijdsverloop (f + df). De physische betekenis van de uitdrukking (49) is eenvoudig. Hoe groter het amplitudespec-trum |B(f)| van het signaal is en hoe kleiner het energiedichtheids-spectrum Q(f) van de ruis in het tijdsverloop (f, f + df) is, hoe meer de gelijkmakende zeef frequenties in dat tijdsverloop overbrengt. Indien dus de energiespectrumdichtheid Q(f) van de ruis klein is in een tijdsverloop van de frequentieband, ingenomen door het signaal, is de gelijkmakende zeef in hoofdzaak doorlatend (dempt 2Q zeer weinig) in dit tijdsverloop.

Thans worden de signaalopslag- en terugroepelementen 173 en 224 beschouwd. De handelingen, nodig voor het opslaan van het signaal b^ door middel van het element 173 zijn hiervoor beschreven in samenhang met de stappen (a) tot (f), zoals uitgevoerd door mid-del van de inrichting van fig. 12.

Een andere benadering is nodig voor het opslaan van het ruissignaal u^_ door middel van het element 224. Zoals hiervoor opgemerkt in samenhang met fig. 12, is het mogelijk een "ruisloos signaal" te ontvangen en op te slaan. Op grond van de synchronisatie tussen de ondergrondse en oppervlakte "klokken" is het op soortgelijke wijze mogelijk "signaalloze ruis" te ontvangen en op te slaan, dat wil zeggen het signaal, ontvangen door de overdrager 51 gedurende het gebruikelijke boren (welk signaal alle soorten met dit boren samenvallende ruis bevat, maar geen informatiedragend signaal). In 35 dit geval kan de inrichting van fig. 12 ook worden gebruikt voor het verduidelijken van de vereiste handelingen. De stappen voor het 800 4 5 99 59 * * * l verkrijgen van een registratie van de functie u(t) kunnen alsvolgt worden gesteld.

Stap (a). Gewicht wordt op de beitel geplaatst en het gebruikelijke boren wordt uitgevoerd.

5 Stap (g). Een moment wordt gekozen wanneer geen informa- tiedragend signaal aanwezig is, dat wil zeggen een rustpoos tussen binaire woorden.

Stap (γ). Aan de overdrager 51 wordt een signaal verkregen, dat een drukverandering vertegenwoordigt van de boorspoeling. Dit 10 signaal wordt door de zeef 150 over gebracht. Als gevolg van het in de voorgaande stap (β) gekozen moment, is het signaal b(t) niet bestaand, zodat dus het van de uitgang van de zeef 150 verkregen signaal de vorm F(t) = P(t) + U(t) heeft.

Stap (5). Pompruissignaal P(t) wordt geëlimineerd. Dit 15 wordt tot stand gebracht door middel van het vertragingselement 152 en het aftrekorgaan 160. Dan wordt het verkregen signaal gelegd aan de A/D-omzetter 163. Omdat geen informatiedragend signaal aanwezig is, bt = 0, en heeft dientengevolge het van de uitgang van de A/D-omzetter 163 verkregen signaal de vorm = ufc.

20 Stap (ε). Een registratie van de functie x = ufc wordt verkregen door het gebruikmaken van het opslag- en terugroepelement 224 aan de uitgang van de A/D-omzetter 163, zoals is weergegeven in fig. 12.

Het hiervoor vermelde samenvattende, is het duidelijk, 25 dat indien de ruis wit is, de gelijkmakende zeef 170 en samenhangende onderdelen, zoals is weergegeven in fig. 9, dan de optimale waarde garanderen van de verhouding μ van signaal tot ruis. Indien de ruis niet wit is maar een bekende automatische correleerwerking heeft, garanderen de gelijkmakende zeef 220 en bijbehorende onderdelen, 30 zoals is weergegeven in fig. 14, dan de optimum waarde van μ.

Fig. 15 toont een gedeelte van de oppervlakteufrusting, die een zeef omvat, die werkzaam is op een beginsel, dat verschilt van dat van de gelijkmakende zeef van fig. 9 of in fig. 14. De gelijkmakende zeef in fig. 9 of fig. 14 is optimaal in de zin, dat 35 het een lineaire zeef is, die de verhouding van signaal tot ruis 8004599 » * 60 optimaal maakt. Aan de andere kant is de zeef 240 in fig. 15, aangeduid als een impulsvormende zeef of Wiener-zeef, optimaal in de zin, dat het een lineaire zeef is, die het middelbare verschil tussen een gewenste uitgang en een feitelijke uitgang tot een mini-5 mum berperkt. Zie voor een beschrijving van een dergelijke zeef bijvoorbeeld de publikatie door E.A. Robinson en Sven Treitel over "Principals of Digital Wiener Filtering", Geophysical Prospecting 15, 1967, biz. 312-333 of een publikatie foor Sven Treitel en E.A. Robinson over "The Design of High-Resolution Digital Filters", 10 IEEE Transactions on Geoscience Electronics, Vol. GE-4, Nr. 1, 1966, biz. 25-38.

De impulsvormende zeef 240 in fig. 15 ontvangt via zijn ingangskanaal gegevens met betrekking tot de functie xfc = b^ + ufc, verkregen van de A/D-omzetter 163. De impulsvormende zeef is een zeef 15 met een (m + 1) lengte, voorzien van een geheugen: f = (f , f,, ..., f ) (50) t o i m die de (n + 1) lengteingang - (x^, x^, ..., xn) in de energiezin van de kleinste foutomzet in een (m + n + 1) lengteuitgang z = (z„. z,, ..., z ). Een model voor een dergelijke zeef is weer- t 01 m+n 20 gegeven in fig. 16. In dit model zijn drie signalen aanwezig, te weten (1) het ingangssignaal xfc, (2) het feitelijke uitgangssignaal z en (3) het gewenste uitgangssignaal b . Het signaal b is een dubbel golfje, zoals in fig. 10C.

Het uitgangssignaal z^ is een menging van de zeefgeheugen-25 functie ft met de ingangsfunctie xfc, dat wil zeggen: zt ft * xt (51)

De moeilijkheid is de geheugenfunctie f^ zodanig te bepalen,dat de feitelijke uitgang z^_ (in de energiezin van de kleinste fout) zo dicht mogelijk bij de gewenste uitgang b^_ is. Voor het 30 kiezen van de geheugenfunctie wordt de volgende grootheid tot een minimum beperkt: I = som van de quadraten van de fouten tussen de gewenste uitgang en het gezeefde signaalgolfje + μ (energie van de gezeefde ruis), 35 waarin y een voorafbepaalde weegparameter is.

De berekeningen, die nodig zijn voor het tot een minimum 800 45 99 61 1 · ' t beperken van I worden uitgevoerd door de computer 245, die is voorzien van respectievelijk drie ingangskanalen 246, 247 en 248. Een opslag- en terugroepelement 173 brengt door het kanaal 246 naar de computer 245 gegevens over met betrekking tot de functie b^. Op 5 soortgelijke wijze brengt het opslag- en terugroepelement 224 door het kanaal 247 naar de computer 245 gegevens over, die betrekking hebben op de functie u^. Het kanaal 248 wordt gebruikt voor het naar de computer 245 overbrengen van gegevens met betrekking tot de functie x^, welke gegevens ook worden gelegd aan de ingangsleiding 10 241 van de inpulsvormende zeef 240.

Bij ontvangst van de ingangssignalen bfc, u^_ en x^_, die respectievelijk door de kanalen 246, 247 en 248 zijn aangelegd, kan de computer 245 bepaalde berekeningen, die hierna worden beschreven, uitvoeren en door het uitgangskanaal 251 naar de impuls-15 vormende zeef 249 de vereiste gegevens met betrekking tot de geheugenfunctie van de zeef 240 overbrengen. De feitelijke zeefuitgang z^ is dus in de energiezin van de kleinste fout zo dicht mogelijk bij de gewenste uitgang b^. Met andere woorden: 8t bt (52) 20 zoals is weergegeven in fig. 10D.

Thans worden gedetailleerder de handelingen beschouwd, die worden uitgevoerd door middel van de computer 245. In symbolen is de grootheid I, die tot een minimum moet worden beperkt, gelijk aan: 25 m + n I = y (bfc - zt>2 + v E{v2} (53) t = o waarin de notatie E {} het samenstel gemiddelde aanduidt, en m _ 30 Tt =4rr Vs de gezeefde ruis vertegenwoordigt. Door het vereenvoudigen van de uitdrukking voor I, wordt verkregen: β Λ Λ L c no 35 1 ' » 62

Jfcfcn-. , m v 2 m m 1V ibt -/. fsxt-s) +v T_ y fsqt-sft (54> t=Q s-0 / s5> èö

Hierin 5 q = E {u u } (55) 3 t-s τ-s τ-t waarin τ een schijntijdindex is, en q de automatische correlatie

w S

is van de ontvangen ruis. Het differentiëren van de uitdrukking voor I met betrekking tot elk der zeefcoëfficiënten en het gelijk aan nul stellen van de afgeleiden, heeft een stel gelijktijdige vergelijkin-10 gen, die —JB— \ f r, + v q. = g. (56) /_ s t-s t-s 3t s=0 zijn voor t = 1,2,..., m. In de voorgaande vergelijkingen, zijn de 15 grootheden r , q en g bekend, waarbij de grootheden f onbekend

t*" S u S

zijn. Berekeningen, uitgevoerd door de computer 245, dienen voor het bepalen van de parameters r , q en g van de ingangsfuncties, * t S u S w gelegd aan respectievelijk de kanalen 248, 247 en 246, en het dan oplossen van de vergelijkingen (56) voor de onbekende grootheden 20 f · De parameters r , q, , v , en g worden alsvolgt bepaald.

S t** S u™ S t

De parameter r, is de automatische correlatie van het ingangssig-t-s naai xfc, dat door het kanaal 248 aan de computer 245 wordt gelegd.

De parameter q is de automatische correlatie van het ruissignaal u> * s

Uj_, dat door het kanaal 247 wordt gelegd aan de computer 245. De 25 parameters gfc worden bepaald als de dwarsproduktcoëfficiënten tussen de gewenste uitgang b en de ingang x . Dus, g. = / b x (57) 3t f_ s s-t s=0 30 voor t = 0, 1, 2, m. In de uitdrukking voor gfc, wordt de gewenste uitgang b door het kanaal 246 gelegd aan de computer 245, 5 waarbij de ingang x^ door het kanaal 248 wordt aangelegd. De parameter v is een weegparameter, waaraan een passende waarde is toegemeten, zoals hierna besproken.

35 De parameters r^ g, qt_g en gfc worden dus bepaald door 800 45 99 63

t I

( ( de computer 245, waarna de computer de vergelijkingen oplost voor het zodoende aan het uitgangssignaal 251 produceren van de grootheden f . Deze grootheden worden gelegd aan het geheugen van de impulsvor-mende zeef 240. De feitelijke uitgang z^ van de zeef 240 is in de 5 energiezin van de kleinste fout zo dicht mogelijk bij de gewenste uitgang b^.

Omdat de matrix van de vergelijking, te weten de matrix fr, + vq^ 1 in de vorm is van een automatische correlatiematrix,

t t-s ^t-sJ

kunnen deze vergelijkingen doeltreffend worden opgelost door de 10 repeteerwerkwijze. Deze repeteerwerkwijze is beschreven in de volgende twee publikaties: N. Levinson, "The Wiener RMS (root mean square criterion) in Filter Design and Prediction", Appendix B van N. Wiener, "Extrapolation, Interpolation, and Smoothing of Stationary Time Series", John Wiley, New York, N.Y. 1949, en Enders A. Robinson 15 over "Statistical Communication en Detection with Special Reference on Digital Data Processing of Radar and Seismic Signals", biz. 274-279, Hafner Publishing Company, New York, N.Y. 1967.

Opgemerkt moet worden, dat detijd, die de inrichting nodig heeft voor het oplossen van de voorgaande gelijktijdige 20 vergelijkingen voor een zeef met m-coëfficiënten evenredig is aan 2 3 m voor de repeteerwerkwijze in vergelijking met m voor de gebruikelijke werkwijze van het oplossen van gelijktijdige vergelijkingen.

Een ander voordeel van het gebruiken van deze repeteerwerkwijze is, dat het slechts een computeropslagruimte vereist, die evenredig is 2 25 aan m inplaats van aan m , zoals in het geval van gebruikelijke werkwijzen.

Bij het ontwerpen van een impulsvormende zeef moeten twee voorwaarden worden beschouwd, te wetem (a) de functie zfc zo dicht mogelijk in de gewenste 30 functie b^_ te vormen, en (b) zo weinig mogelijke uitgangsenergie te produceren wanneer de niet gewenste vaste ruis de enige ingang daarvan is.

In vele praktijkomstandigheden is een zeef nodig voor het gelijktijdig uitvoeren van beide voornoemde voorwaarden, zo dat 35 het vraagstuk aanwezig is van het vinden van een of ander passend ennlς Q9 64 * 1 I * compromis tussen deze twee voorwaarden. Derhalve wordt een passende waarde gekozen voor de parameter v, die het onderling wegen tussen deze twee voorwaarden bepaalt.

Er zijn omstandigheden, waarbij de waarde nul wordt toege-5 wezen aan v. In een dergelijk geval krijgt de uitdrukking (53) een eenvoudiger vorm, te weten m+n I 0>t-zt)2 (58) t=0 10 waarbij de computer 245 de gegevens, die u^_ vertegenwoordigen, niet behoeft. In een dergelijk geval wordt het opslag- en terugroepele-ment 224, waargegeven in fig. 15, verwijderd, zodat de computer 245 dus is voorzien van slechts twee ingangskanalen, te weten het kanaal 246 en het kanaal 248.

15 Thans moet worden opgemerkt, dat de werking van een impulsvormende zeef en die van een gelijkmakende zeef niet precies gelijk zijn, dat wil zeggen dat de uitgangen van deze zeven voor een bepaalde ingang niet gelijk zijn. De uitdrukking die geldt voor een gelijkmakende zeef, is hiervoor gebruikt om aan te 20 geven, dat het signaal, uitgedrukt door y (hetgeen de uitgang weergeeft van een gelijkmakende zeef) dicht het dubbele golfje b^_ benadert. Dienovereenkomstig is opgemerkt, dat dezelfde grafiek in fig. 10D de functies y(t) alsmede de functies b(t) vertegenwoordigt. Ook moet worden opgemerkt, dat de uitdrukking z^/v-* b^, die geldt 25 voor een impulsvormende zeef, hiervoor is gebruikt om aan te geven, dat het signaal, uitgedrukt door zfc (hetgeen de uitgang vertegenwoordigt van een impulsvormende zeef) dicht het dubbele golfje b^ benadert. Dienovereenkomstig is opgemerkt, dat dezelfde grafiek in fig. 10D de functie z(t) alsmede de functie b(t) vertegenwoordigt.

30 Strikt genomen zou dezelfde grafiek in fig. 10D niet mogen worden gebruikt voor het vertegenwoordigen van de functies b(t), y(t) en z(t). Omdat echter zowel y(t) als z(t) dicht b(t) benadert, wordt het voor de uiteenzetting juist geacht dezelfde grafiek van fig.

10D te gébruiken voor het bespreken van de werking van een gelijkma-35 kende zeef en die van een impulsvormende zeef.

800 4 5 99 1 7 l 65

Thans wordt de werkingsinrichting, weergegeven in fig. 17, beschouwd. Aan de uitgangsleiding 162 van het aftrekorgaan 160 zijn zowel het informatiedragende signaal b(t) als het ruissignaal u(t) verkregen. Het signaal b(t) is het dubbele golfje, zoals is weerge-5 geven in fig. IOC. De menging van de signalen b(t) en u(t) wordt gelegd aan de A/D-omzetter 163, waardoor aan de uitgangsleiding 164 van de omzetter gedigitaliseerde signalen bfc en ufc worden geproduceerd, welke signalen overeenkomen met respectievelijk de analoge signalen bfc en u^. De menging van deze twee signalen bfc en u^ wordt op zijn 10 beurt gelegd aan de ingangsleiding 300 van een samentrekkingszeef 351.

De samentrekkingszeef is een bijzonder geval van een Wiener impuls-vormende zeef, waarbij de gewenste vorm eenvoudig een samentrekking is. Zie voor een beschrijving van een samentrekkingszeef bijvoorbeeld de publikatie door S. Treiel en E.A. Robinson over "The Design of 15 High-Resolution Digital Filter", IEEE Transactions on Geoscience Electrnics, Vol. ¢$-4, No. 1, 1966 blz. 25-38.

Thans moet er-aan worden herinnerd, dat een dubbel golfje b(t) zoals weergegeven in fig. IOC, bestaat uit twee klepgolfjes, dat wil zeggen een klepgolfje A en een klepgolfje B. Het klepgolfje 20 B volgt het klepgolfje A na een tijd T . De werking van de samen-

P

trekkingszeef, die moet worden gebruikt bij de uitvoeringsvorm van fig. 17, bestaat uit het transformeren van het klepgolfje A alsmede het klepgolfje B in een bijbehorende, duidelijk opgeloste samentrekking. Een dubbel klepgolfje bfc wordt dus door middel van de samen-25 trekkingszeef 351 omgezet in een paar samentrekkingen.

De fig. 18A tot 18F tonen respectievelijk zes mogelijke plaatsen van een paar samentrekkingen (zoals en N^) met betrekking tot het dubbele golfje, gelegd aan de ingangsaansluiting 300 van de samentrekkingszeef 351. Aangenomen wordt, dat T het tijds-

JC

30 verloop is tussen de samentekkingen en , welk tijdsverloop gelijk is in alle figuren 18A tot 18F. Aangenomen wordt, dat H^ het snijpunt is van de samentrekking met de X-as (uitgedrukt in ms). De afstand OH^ (in ms) vertegenwoordigt dus de tijdsvertraging van de samentrekkingen met betrekking tot het dubbele golfje. Dien-35 overeenkomstig geldt voor de tijdsvertraging in fig. 18A dat OH^ = 0, 800 4 5 99 66 t ί l ' dat wil zeggen dat de eerste samentrekking bij het allereerste begin van het dubbele golfje is geplaatst. De vijf in de fig. 18B tot 18F weergegeven gevallen komen overeen met toenemende waarden van de tijdsvertraging OH^. Een van deze figuren vertegenwoordigt 5 de optimale waarde van de tijdsvertraging, waarvoor de oplossing van de samentrekkingszeef het hoogst is. Voor een dergelijke optimale tijdsvertraging, is het uitgangssignaal, verkregen van de samen-trekkingszeef, opmerkelijk scherper dan voor een willekeurige andere tijdsvertraging. Een manier voor het verkrijgen van de optimale 10 waarde van de tijdsvertraging, de optimale lengte van het geheugen van de zeef en de optimale waarde van het tijdsverloop T^, wordt hierna beschreven.

Een dubbele samentrekking, verkregen aan de uitgangsaan-sluiting van de samentrekkingszeef 351, vertegenwoordigt één enkel 15 bit in het gedigitaliseerde signaal, dat de klep 40 bedient. Het is, zoals opgemerkt in samenhang met fig. 9 gewenst een dubbel samentrekking te transformeren in een enkele samentrekking of inpuls. Hierbij wordt een behandelingsstelsel toegepast, soortgelijk aan dat in fig. 9. Dienovereenkomstig is een vertragingselement 303 verschaft, 20 geregeld door een klok 304 in samenhang met een de polariteit omkerend element 306 en een EN-poort (samenvallingsschakeling) 307. Deze zijn op een soortgelijke wijze aangebracht als weergegeven in fig. 9. De mate van vertraging in fig. 17 verschilt echter in die van fig. 9.

Met name moet het vertragingselement 303 in fig. 17 een uitgangssignaal 25 produceren, dat in de mate van is vertraagd met betrekking tot het ingangssignaal, waarbij in fig. 9 de door het overeenkomstige vertragingselement 193 geproduceerde vertraging T bedraagt.

Een gecodeerde opeenvolging van enkelvoudige impulsen, verkregen aan de uitgangsleiding van de EN-poort 307, wordt gelegd 30 aan een D/A-omzetter 308, geregeld door een klok 309. Aan de uit-gangsleiding van de D/A-omzetter 308 wordt in analoge vorm een signaal verkregen, dat de meting vertegenwoordigt van een gekozen parameter in het boorgat. Dit signaal wordt geregistreerd door middel van het registratietoestel 54.

35 Opgemerkt moet worden, dat in bepaalde gevallen in afhan- 800 4 5 99 * t 67 kelijkheid van de bepaalde electronische schakeling, gekozen voor de verschillende in fig. 17 weergegeven blokken, het de polariteit omkerende element 306 niet nodig behoeft te zijn omdat de werking daarvan kan worden uitgevoerd door een passend ontwerp van de EN -5 poort.

Fig. 19 toont een andere uitvoering voor het opheffen van ruis door middel van een samentrekkingszeef. In fig. 17 is een bijzonder middel verschaft voor het opheffen van de pompruis (dat wil zeggen het vertragingselement 152 in samenhang met het aftrekorgaan 10 160). In fig. 19 daarentegen is de behandeling voor het opheffen van ruis vereenvoudigd. Het signaal behandelen onder gebruikmaking van een vertragingselement 152 en een aftrekorgaan 160 is dus opgeheven. Dienovereenkomstig wordt het in fig. 19 aan de uitgangsaansluiting 151 van de zeef 150 verkregen signaal F (t) gedigitaliseerd door 15 middel van een A/D-omzetter 350 en dan gelegd aan een samentrekkingszeef 351a. De samentrekkingszeef 351a is anders ontworpen dan de samentrekkingszeef 351 van fig. 17. In fig. 17 is de samentrekkingszeef 351 ontworpen voor het omzetten van een dubbel golfje, zoals is weergegeven in de fig. ISA tot 18F, in een paar samentrekkingen, 20 van elkaar gescheiden door een tijdsverloop T^. Daarentegen is de samentrekkingszeef 351a in fig. 19 ontworpen voor het omzetten van één enkel klepgolfje in één enkele samentrekking. Verschillende plaatsen van één enkele samentrekking met betrekking tot êën enkel klepgolfje zijn weergegeven in de fig. 20A tot 2OP.

25 Thans moet in herinnering worden gebracht, dat elk enkel voudig klepgolfje, gelegd aan de ingangsaansluiting van de zeef 351a en elke enkelvoudige samentrekking, verkregen van de uitgangsaansluiting van de zeef 351a, één enkel bit vertegenwoordigt in de gedigitaliseerde signalen, die de klep 40 bedienen. De gecodeerde opeenvol-30 ging van de samentrekkingen in het gedigitaliseerde formaat, verkregen van de uitgangsaansluiting van de samentrekkingszeef 351a, wordt dan gelegd aan een D/A-omzetter 352, waar deze wordt getransformeerd in een gecodeerde opeenvolging van samentrekkingen, waarbij elke samentrekking een enkel bit vertegenwoordigt van de informatie, die 35 bij de ondergrondse meetinstrumenten is gecodeerd. De opeenvolging 800 4 5 99 68 t t t * van deze bits vertegenwoordigt in een digitaal formaat de meting van de gekozen parameter. Het is echter ten behoeve van registreer- en/ of weergeefdoeleinden nodig deze meting in een analoge vorm te vertegenwoordigen. Dienovereenkomstig wordt het van de D/A-omzetter 352 5 verkregen signaal gelegd aan een D/A-omzetter 362 voor het aan de uitgang van de omzetter 362 produceren van een signaal, voorzien van een grootte,die de meting vertegenwoordigt van de gekozen parameter. Dit signaal wordt geregistreerd door middel van het registreertoes-tel 54.

10 Opgemerkt moet worden, dat het omzetten van een dubbel golfje in twee samentrekkingen door middel van de samentrekkingszeef 351, zoals in fig. 17, of het omzetten van één enkel klepgolfje in één enkele samentrekking door middel van de samentrekkingszeef 351a, zoals in fig. 19, slechts kan worden benaderd. Een zuivere samen-15 trekking, dat wil zeggen een deltafunctie, kan niet worden verkregen. Het doeleinde van de uitvinding is echter het verhogen van de oplossing, dat wil zeggen een uitgangssignaal te verkrijgen, dat aanzienlijk scherper is dan het ingangssignaal.

Thans wordt de wijze beschouwd waarop een samentrekkings-20 zeef moet worden ontworpen. In theorie kan dit doel nauwkeurig worden bereikt, indien een zeef zou kunnen worden gebruikt, waarvan de geheugenfunctie oneindig lang kan worden. Voor een nauwkeurige zeef-werking is het in het algemeen eveneens nodig de gewenste samentrekkingen te vertragen met een oneindige hoeveelheid tijd met betrekking 25 tot het ingangsgolfje. Zie de publikatie door J.C. Claerbout en E.A. Robinson over "The Error in Least Squares Inverse Filtering", Geophysics, Vol. 29, 1964, blz. 118-120. In de praktijk is het nodig een digitale zeef te ontwerpen, waarvan de geheugenfunctie een eindige duur heeft, zodat dus op zijn best het doeleinde slechts bij benade-30 ring kan worden bereikt.

Verondersteld wordt, dat het om praktische redenen gewenst is een zeef te overwegen, die een geheugenfunctie heeft in de orde van de tijdsduur van een ingangsgolfje. Aangenomen wordt, dat de gewenste samentrekking vrij op een willekeurige te kiezen plaats 35 kan worden geplaatst. De fig. 18A tot en met 18F tonen bijvoorbeeld 800 4 5 99 * t 69 zes mogelijke plaatsen van samentrekkingen voor een samentrekkings-zeef 301 van fig. 17. Op soortgelijke wijze tonen de fig. 20A tot en met 20F zes mogelijke plaatsen van samentrekkingen voor de samen-trekkingszeef 351 van fig. 19. De optimale plaats van samentrekkingen 5 is voor elk dezer gevallen bepaald. Opgemerkt moet worden, dat de plaats van de samentrekking een belangrijke factor is, die de getrouwheid beheerst waarmee de feitelijke uitgang lijkt op de gewenste samentrekking.

Een samentrekkingszeef is een bijzonder geval van een 10 Wiener impulsvormende zeef, zoals hiervoor beschreven. Dientengevolge zijn de vereiste handelingen voor het ontwerpen van een dergelijke zeef analoog aan die, welke hiervoor zijn beschreven. Van belang is de bepaling van de kleinste foutenergie voor een zeef, waarvan de uitgang een samentrekking is.

15 Teneinde de optimale waarde te bepalen van de tijdsver traging en de optimale lengte van de geheugenfunctie voor de samentrekkingszeef 301 in fig. 17 is het nodig een registratie te verkrijgen van een dubbel golfje b^ ( hetgeen een digitale versie van b(t)). De noodzakelijke stappen voor het verkrijgen van een derge-20 lijke registratie, dat wil zeggen de stappen (a), (b), (c), (d), (e) en (f) zijn reeds beschreven aan de hand van fig. 12. Registratie ban bfc wordt dus opgeslagen in het element 173 in de inrichting van fig. 12. Teneinde de optimale waarde vast te stellen van de tijdsvertraging en de optimale lengte van de geheugenfunctie voor de 25 samentrekkingszeef 351a is het op soortgelijke wijze nodig een registratie te verkrijgen van êén enkel klepgolfje (hetgeen een digital versie van B(t) is).

Thans wordt de samentrekkingszeef 351a in fig. 19 beschouwd. Verschillende plaatsen van een samentrekking, overeenkomende 30 met verschillende vertragingen (fig. 20A tot 20F) kunnen worden uitgedrukt als (1,0,0,......0,0) : Samentrekking op tijdindex nul of samentrekkings zeef met nulvertraging.

(0,1,0,......1,0) : Samentrekking op tijdindex (m+n-1) of samentrek- 35 kingszeef met (m+n-1)vertraging.

«nfU599 > ’ · 70 (0,0,.........0,1) : Samentrekking op tijdindex ( m + n) of samen- trekkingszeef met (m + n) vertraging.

De werking van een samentrekkingszeef, overeenkomende met de verschillende vertragingen, is schematisch weergegeven in de fig. 21A, 21B en 5 21C. In al deze figuren is het ingangsgolfje hetzelfde, dat wil zeggen het klepgolfje Bt, dat op de hiervoor uiteengezette wijze is geregistreerd en opgeslagen. De gewenste uitgang in fig. 21A is een samentrekking (1,0,0,) dat wil zeggen een samentrekking met een nul-vertraging. De overeenkomstige geheugenfunctie voor een samentrek-10 kingszeef met nulvertraging is F° = F°, F°, F°, .......F°) waarbij de feitelijke uitgang is „o /r,o „o o.

t 1 2 n

Een soortgelijke notatie, die toepasbaar is voor de fig. 21B en 21C, is in deze figuren weergegeven. Met elke plaats van de samentrekking komt een energiefout E overeen. De genormaliseerde minimale energie-fout E vertegenwoordigt een zeer gemakkelijke manier voor het meten van de werking van een Wiener impulsvormende zeef, en meer in het bijzonder van een samentrekkingszeef. Wanneer de zeef volkomen werkzaam is, is E = 0, hetgeen betekent, dat de gewenste en feitelijke zeefuitgangen voor alle waarden van de tijd, overeenkomen. Daarem- 20 tegen komt het geval E = 1 overeen met het slechtst mogelijke geval, dat wil zeggen dat er absoluut geen overeenkomst is tussen de gewenste en feitelijke uitgangen. Inplaats van de grootheid E is het gewenst het complement van E ten opzichte van 1 te beschouwen, hetgeen de zeefwerkingsparameter P wordt genoemd.

25 P = 1 - E (46)

Een volkomen zeefwerking vindt plaats wanneer P = 1, waarbij de slechtst mogelijke toestand ontstaat wanneer P = 0.

Fig, 22 toont schematisch de werkwijze voor het meten van de werkingsparameter P. Een computer 400 is voorzien van drie 30 ingangskanalen 401, 402 en 404. Het ingangskanaal 4ol ontvangt van het opslag- en terugroepelement 403, gegevens, die een klepgolfje vertegenwoordigen, waarbij het ingangskanaal 402 van de tijdvertra-gingsregeling 405, gegevens ontvangt met betrekking tot samentrekkingen voor verschillende tijdsvertragingen, en het ingangskanaal 35 404 gegevens ontvangt van de geheugenduurregeling 406 met betrekking 800 4 5 99 t t 71 tot samentrekkingen voor verschillende geheugenduren. De uitgang bij 410 van de computer 400 verschaft door middel van een meter 411 een meting van de werkingsparameter P.

Voor een gelijkblijvende zeefduur zou kunnen worden ver-5 wacht, dat er althans één waarde van de vertragingstijd aanwezig zou moeten zijn, waarbij P zo groot mogelijk is. In fig. 23 is een grafiek van P weergegeven, uitgezet tegen de vertragingstijd van uitgangssamentrekkingen voor een familie zeven met een vaste tijdsduur. Waar te nemen is, dat het hoogste punt van de kromme (punt M^) 10 overeenkomt met een tijdsvertraging ON^, waarbij de keuze van deze tijd naar een zeef leidt met een optimale tijdsvertraging. Heg moet in herinnering worden gebracht, dat de kromme in fig. 23 betrekking heeft op een zeef met een vaste duur.

Ook is te zien wat gebeurt wanneer de zeefgeheugenduur 15 bij een gelijkblijvende tijdsvertraging, wordt verlengd. Fig. 24 toont een grafiek van P uitgezet tegen de zeeflengte voor een gewenste en een vaste samentrekkingstijdsvertraging. Waar te nemen is, dat deze kromme monotoon is, en asymptotisch de grootste waarde van P nadert wanneer de zeeflengte steeds groter wordt. De grafieken, 20 zoals is weergegeven in de fig. 23 en 24 worden verkregen door middel van de schematisch in fig. 22 weergegeven inrichting.

De twee belangrijke ontwerpcriteria, die zijn besproken, zijn de zeeftijdsvertraging en de zeefgeheugenduur. De werking kan altijd worden verbeterd door het verlengen van de geheugenfunctie-25 duur, waarbij echter fysische overwegingen het oneindig lang maken van deze duur voorkomen. Aan de andere kant kan worden gezocht naar de gewenste uitgangstijdsvertraging, die voert naar de hoogste P-waarde voor een gegeven gekozen zeefduur. Deze tijdsvertraging in de zeefuitgang benadeelt de zeefuitgang op geen enkele wijze en kan 30 deze drastisch verbeteren.

De zeefwerkingsparameter P als een functie van de tijdsvertraging en een gelijkblijvende duur (fig. 23) of de parameter P als een functie van de geheugenduur van de zeef voor een gelijkblijvende tijdsvertraging (fig. 24) zijn nuttig maar vertellen niet 35 het gehele verhaal. In het ideale geval zou de afhankelijkheid van 800 4 5 99 72 ·* Λ i ' Ρ moeten worden onderzocht van de tijdsvertraging en de geheugen-duur voor alle fysisch redelijke waarden van deze veranderlijken.

Een manier om dit te doen is het uitzetten van P door het als ordinaten nemen van de zeeftijdsvertraging en als X-as de zeefgeheugen-5 duur. De reeks P-waarden kan dan worden voorzien van hoogtelijnen, zodat het met één oogopslag mogelijk is te zien welke combinatie van tijdsvertraging en geheugenduur een optimale zeefwerking geeft. Een dergelijke hoogtelijnenkaart is weergegeven in fig. 25. De kaart toont alleen de hoogtelijn voor P^, P^ en P^. Natuurlijk wordt het 10 meeste belang gesteld in de grotere P-waarden, omdat het in dat gebied is, dat de beste zeefwerking wordt verkregen. Deze weergeving maakt het door onderzoek mogelijk de beste combinatie te kiezen van zeeftijdsvertraging en geheugenduur.

Hoewel bij de weergegeven voorbeelden, afstandmetingsstel-15 seis zijn beschreven, waarbij gebruik wordt gemaakt van een binair codestelsel, zijn andere coden soms geschikter. Voor een gammastraal-waameemorgaan of een electronische kompas-hellingsmeter, kan bijvoorbeeld een inpuls-tijdcode de voorkeur verdienen. In bepaalde gevallen, in het bijzonder wanneer het opeenvolgend overbrengen nodig 20 is van een aantal getallen, heeft een impuls-tijdcode voordelen.

Voor bepaalde inrichtingen van een electronisch kompas is het nodig opeenvolgend vijf getallen over te brengen teneinde de magnetische strekking te meten. Doot het toepassen van een afstandmetingsstelsel, dat stoelt op een impuls-tijdcode, kan een aanzienlijke besparing 25 worden bereikt in zowel de energie, nodig van de batterij, als de tijd, nodig voor het overbrengen van de gegevens.

Een gebruikelijk stelsel voor het overbrengen van een impuls-tijdcode, is weergegeven in fig. 26A (bijvoorbeeld voor het overbrengen van de waarden van drie parameters). Een reeks spanning-30 impulsen wordt overgedragen, waarbij de tijdsduur (t , t , t ) van 1 « j elke impuls a, b, c, representatief (bijvoorbeeld evenredig of omgekeerd evenredig) voor de grootte van de parameter, die wordt overgebracht. Opgemerkt wordt, dat tussen elke impuls een rustpoos nodig is voor het scheiden van het einde van één impuls ten opzichte 35 van het begin van het volgende. In fig. 26A zijn de impulsen a, b, c 800 4 5 99 73 ί * *» * dus enigszins analoog aan drie binaire "woorden", elk gescheiden van de volgende door een tijdsverloop T . Deze rustpozen zijn natuurlijk een nadeel voor het snel overbrengen van gegevens, omdat de rustpoos zelf geen informatie draagt. Verder zijn impulsen met een 5 lange tijdsduur strijdig met het onderhavige afstandmetingstelsel.

Voorgesteld wordt de impuls-tijdcode, zoals is weergegeven in fig. 26B. In dit stelsel is het niet de duur van de impuls, die een maat is voor de parameter, maar de tijd tussen opeenvolgende zeer korte impulsen. In plaats van het overbrengen van lange impulsen met 10 een veranderlijke duur, worden alleen korte impulsen met in hoofdzaak een gelijkblijvende duur (in het onderhavige afstandmetingstelsel impulsen, die enkele ms duren) overgebracht, waarbij de tijd tussen de impulsen de maat is voor de grootte van de parameter. Er is dus geen tijd nodig voor het scheiden van één tijdsverloop (dat een para-15 meter weergeeft) van het volgende. In fig. 26B wordt de parameter Nr. 1 vertegenwoordigd door de tijd (t^) tussen de impuls PQ en de impuls P^. De aparameter Nr. 2 wordt vertegenwoordigd door de tijd (t^) tussen de impuls P^en de impuls P^ en de parameter Nr. 3 door de tijd (t3) tussen de impuls P^ en de impuls P^. Te zien is, dat in het 20 voorgaande voorbeeld de impuls P^ het einde vertegenwoordigt van het tijdsverloop t^ en ook het begin van het tijdsverloop t^r en de impuls P3 het einde van het tijdsverloop t^ vertegenwoordigt en ook het begin van het tijdsverloop t^, enz. Er gaat dus geen tijd verloren tussen elk significant tijdsverloop (dat wil zeggen T: van fig. 26A is 25 nul).

Het is duidelijk, dat door het toepassen van de impulsen P , P2/ ?3 voor zowel het aangeven van het einde van één tijdsverloop alsmede het begin van het volgende tijdsverloop, de verloren tijd (niet gebruikte tijd) nul is, waarbij alle tijd, gebruikt voor 30 het overbrengen van gegevens (dat wil zeggen identificatie van de tijdsverlopen t^, t^, t^) nuttige tijd is. Uitgedrukt in een binaire code, wordt elk "woord" (dat een getal identificeert) direkt gevolgd door het volgen* "woord", enz. Slechts aan het einde van een reeks overbrengingen is een rustpoos T aanwezig, waarna de reeks wordt 35 herhaald. In de volgend reeks zijn de tijdsverlopen tussen Pq, P^, P^t 800 4 5 99 1 · 74 P3 gewoonlijk natuurlijk enigszins anders, omdat de gegevens, weergegeven door de tijden t^, t^, t^ gewoonlijk met de tijd veranderlijk zijn, waarbij elke nieuwe overgebrachte lading gegevens bijvoorbeeld een nieuwe toestand in het boorgat vertegenwoordigt.

5 Pig. 30 toont de beginselen van de schakeling, die de onderhavige impuks-tijdcode tot stand kan brengen. In het in de praktijk toegepaste boorgatgereedschap worden natuurlijk moderne electronische geïntegreerde ketens gebruikt (zie eveneens fig. 29).

Ter vereenvoudiging wordt een eenvoudige mechanische stapschakelaar 10 en een eenvoudig mechanisch relais beschreven, zodat de beginselen van de logica van het stelsel eenvoudig kunnen worden verduidelijkt.

In fig. 30 zijn waarneemorganen verbonden met de aansluitingen 1, 2, 3 van de stapschakelaar 285, die een electromagnetische stuurwikkeling 286 heeft, zoals weergegeven. Aangenomen wordt, dat de 15 reeks wordt begonnen met de stapschakelaar in de stand "0", zoals is weergegeven in fig. 30. De batterij 288 wekt een gelijkstroomver-gelijkingsspanning op. Deze gelijkstroomspanning verschijnt over de weerstand 289 en laat de condensator 290 met een voorafbepaalde snelheid, bepaald door de waarde van de weerstand 289, de afmeting van de 20 condensator 290 en de spanning van de batterij 288. 291 is een trekker-keten, die één enkele scherpre electrische inpuls opwekt wanneer de aan zijn ingang gelegde spanning een voorafbepaalde waarde overschrijdt (trekkerspanning). De uitgang van de trekkerketen 291 aktiveert de wikkeling 286, waarbij de arm 287 van de stapschakelaar 285 beweegt 25 naar het volgende contact (nr. 1 in dit geval). Gelijktijdig bedient de trekkerketen 291 momenteel het relais 292, dat de condensator 290 ontlaadt naar aarde.

Wanneer de arm 287 wordt bewogen van de stand "0" naar de stand "1" worden de handelingen herhaald, behalve dat de spannings- 30 uitgang van het waameemorgaan nr. 1 met de keten is verbonden in plaats van de vergelijkingsspaning van de batterij 288, waarbij de impuls wordt opgewekt op het moment, dat de condensator weer de trekkerspanning bereikt van de trekkerketen 291. Dit moment is even-

RC

redig aan de waarde ( — ) waarin R dè ohmse waarde is van de weer- s 35 stand 289, C de capaciteit van de condensator 290 en Vg de uitgangs- 800 4 5 99 '75 i >

» I

spanning van het waarneemorgaan. De tijd is dus omgekeerd evenredig aai de uitgangsspanning van het waarneemorgaan.

Na het activeren van de trekkerketen 291 door de spanning van het waarneemorgaan nr. 1, wordt de werking herhaald, waarbij weer 5 wanneer de spanning op de condensator 290 de trekkerspanning bereikt, de trekkerketen 291 een scherpe inpuls opwekt, die het relais 292 bediend, de condensator 290 ontlaad en de stapschakelaar 285 bekrachtigd en de arm 287 beweegt naar het volgend contact.

De stapschakelaar 285 stapt dus in volgorde en verbindt 10 de waameemorganen 1, 2, 3 achterelkaar met de weerstand 289. De impuls, opgewekt door de trekkerketen 291 wanneer de arm 287 zich in de stand "0" bevindt, komt overeen met de imouls P^ (van fig. 26B), waarbij de inpulsen, opgewekt door de trekkerketen wanneer de arm 287 zich in de betrokken standen "1", "2", "3" bevindt, overeenkomen 15 met de betrokken inpulsen P^, en P3 (van fig. 26B). De overeenkomstige tijdverlopen t^, tg zijn representatief (omgekeerd evenredig) aan de spanningsuitgangen van de waameemorganen nr. 1, nr. 2, nr. 3.

De voorgaande alinea's beschrijven het beginsel van het 20 inpuls-tijdcodeerorgaan, dat kan worden toegepast in de "downhole" uitrusting in plaats van de A/D omzetter 102 in fig. 4A. Het aan het oppervlak decoderen kan tot stand worden gebracht door een gebruikelijke inpuls-tijddecodeerschakeling en behoeft hier niet gedetailleerd te worden besproken.

25 In fig. 26C vertegenwoordigen TPQ, TP^ TP2, TPg enz, °P~ eenvolgende inpulsen, ontvangen aan het waarneenpunt aan het oppervlak.

Deze inpulsen vinden respectievelijk plaats op de tijden T^, ,

Tg, enz. In de impuls-tijdcode, zoals beschreven in samenhang met fig. 26B wordt de tijd tussen opeenvolgende inpulsen gebruikt voor 30 het aan ge ven van de grootte van een parameter. Indien dus drie parameters op afstand moeten worden gemeten, kan de code zijn zoals weergegeven in fig. 26c, waarbij - Tq een tijdsverloop is, dat de parameter nr. 1 vertegenwoordigt.

35 800 4 5 99 76 Τ2 ~ T1 een dsverloop is, dat de parameter nr. 2 vertegenwoordigt, T3 - een tijdsverloop is, dat de parameter nr. 3 vertegenwoordigt.

5 Bij het meten van impulsen in de spoeling tijdens het boren is in het bepaalde gevallen nodig, dat de metingen met grote nauwkeurigheid worden uitgevoerd. Omdat de geluidssnelheden in de spoelingkolom niet altijd gelijk zijn, en ruis- en denpingsomstandig-heden veranderlijk zijn, is het tijdsverloop tussen impuls, ontvangen 10 aan het oppervlak, niet altijd nauwkeurig in overeenstemming met het tijdsverloop tussen de overeenkomstige inpulsen, opgewekt bij de "downhole" uitrusting. Er is met andere woorden aan het oppervlak veelal onzekerheid voor wat betreft het nauwkeurige moment, waarop een bepaalde inpuls aankomt.

15 Aangenomen wordt, dat de absolute onzekerheid van de aankomsttijd van elke inpuls plus of min 0,2 s is, of een totaal van 0,4 s. Voor het bereiken van een nauwkeurigheid van + 1% voor met een totale absolute fout van 0,4 s, moet de tijd tussen inpulsen althans 0,4 x 100 of 40 s zijn. Omdat verder de inrichting soms kan 20 falen bij het ontwikkelen van een duidelijke scherpe inpuls, zijn althans twee waarneem(tijdbases) nodig. Indien beide tijdbases hetzelfde antwoord geven, zijn de gegevens (geverifieërd). Voor het bereiken van de gewenste nauwkeurigheid en zekerheid (voor een praktisch geval een nauwkeurigheid van + 1%) zijn derhalve ongeveer 80 tot 25 120 s nodig per gemeten parameter (dat wil zeggen ongeveer 2 min. per parameter).

In de verbeterde inpuls-tijdcode wordt een toevoeging voorgesteld, die in vele gevallen een veel grotere nauwkeurigheid tot gevolg kan hebben, Voorgesteld wordt om voor elke overgebrachte im-30 puls Ρ^, P^, $2' P3 niet één enkel spoelingdrukinpuls te gebruiken maar een groep van althans drie op onderling ongelijke afstand liggende spoelingdrukinpulsen, zoals is weergegeven in fig. 26D (hierna aangeduid als een drieledige groep).

De tijdafstanden in elke drieledige groep zijn gesteld op 35 De tijd vanaf de eerste impuls naar de tweede = t^.

800 4 5 99 1 ' * 77

De tijd vanaf de tweede impuls naar de derde = t^.

De tijd vanaf de eerste impuls naar de derde = t^.

In deze toestand vertegenwoordigt weer de aankomsttijd van de drieledige groep TP^, de aankomsttijd van de drieledige 5 groep TP^, de aankomsttijd van de drieledige groep TP2, en T3 aankomsttijd van de drieledige groep waarbij - Tq een tijdsverloop is, dat de parameter nr. 1 vertegenwoordigt.

T2 - T1 een tijdsverloop is, dat de parameter nr. 2 10 vertegenwoordigt, en een tijdsverloop is, dat de parameter nr. 3. vertegenwoordigt.

Het voordeel van dit stelsel is, dat in het geval van een momenteel falen, waardoor één impuls in de groep niet wordt ontvangen, 15 het falen onmiddëllijk kan worden onderkend, omdat een drieledige groep twee impulsen bevat in plaats van drie. Omdat verder de tijden t^, , t^ ongelijk en bekend zijn, kan worden vastgesteld welke impuls in de groep mist, en omdat verder ook nog t^, t2, t^ bekend zijn, de juiste correctie kan worden uitgevoerd en de tijden - T^, 20 - T2, T2 - kunnen worden bepaald met dezelfde nauwkeurigheid als in het geval, waarin alle impulsen aanwezig zijn in de drieledige groep. Het stelsel met drieledige groepen heeft een verder voordeel.

Omdat het moeilijk is de nauwkeurige aankomsttijd van een bepaalde impuls vast te stellen, maakt de drieledige groep een aanzienlijk 25 nauwkeuriger vaststelling mogelijk van de aankomsttijd. Bijvoorbeeld kan het rekenkundig gemiddelde worden genomen van de aankomsttijden van elke impuls in de drieledige groep of kan door het gebruik van moderne computertechnieken een nog grotere nauwkeurigheid worden verkregen van de aankomsttijd.

30 Fig. 29 toont een blokschema van een electronisch "downhole" logisch stelsel, dat de in fig. 26D weergegeven drieledige groepimpulsen opwekt.

Het verwijzingscijfer 101 is een waameemorgaan (zie fig.

4A), dat een electrische spanning opwekt, die een aanwijzing vormt 35 voor de grootte van een "downhole" parameter. 601, 602 en 603 zijn 800 4 5 99 % I “ 78 respectievelijk een in spanning geregelde oscillator, een schaalor-gaan en een trekkerketen, die op een algemeen bekende wijze een reeks electrische impulsen opwekt, gescheiden door tijdsverlopen, die een aanwijzing vormen voor de grootte van de spanningsuitgang 5 van het waameemorgaan 101 en derhalve van de "downhole" parameter, die wordt gemeten. Het tijdverloop tussen de impulsen en , zoals is weergegeven in fig. 26B, is derhalve een maat van één parameter, gemeten door een van de waameemorganen 101 van fig. 4A.

Het gedeelte van fig. 29, dat is omsloten in de onderbro-10 ken rechthoek toont de details van de schakeling voor het opwekken van de hiervoor aangeduide drieledige groepinpulsen. 607, 608 en 609 zijn electronische "eenstoot" univibratoren, die in aanspreking op de impuls van de trekkerketen 603 elk een enkele uitgangsimpuls produceren met respectievelijk een duur van D^, D^, D^, zoals is weergegeven 15 in fig. 29. De blokken 610 zijn electronische afleidorganen, dat wil zeggen dat zij elk aan de uitgang een signaal produceren, dat evenredig is aan de eerste tijdafgeleide van het ingangssignaal (dergelijke electronische organen zijn algemeen bekend in de techniek).

De uitgangen daarvan zijn dus, zoals is weergegeven in fig. 29 als 20 G, Η, I, dat wil zeggen twee inpulsen met tegengestelde polariteit, gescheiden door de betrokken tijdsverlopen D^, D^ en D^. De blokken 611 zijn gelijkrichters en brengen alleen de positieve inpulsen over, die verschijnen aan de uitgangen van de afleidorganen 610. De uitgangen van de gelijkrichters 611 zijn bij 612 parallel geschakeld en 25 produceren het signaal J, hetgeen het gewenste signaal is (eveneens weergegeven in fig. 26D). Elke eenvoudige inpuls, opgewekt door de trekkerketen 603, wekt derhalve drie inpulsen op, gescheiden door békende en ongelijke tijdsverlopen (drieledige groep), zoals is weergegeven door J. In de praktijk is het tijdsverloop zeer klein 30 uitgevoerd in vergelijking met D^ en D^, en slechts enkele ms, waarbij D^ en D^ tijdsverlopen zijn van enkele ms tot enkele honderden ms. Bij de analyse van de werking kan derhalve worden aangenomen, dat D. = 0.

In de als J in fig. 29 weergegeven uitgang, duidt dus de 35 impuls het einde aan van de uitgangsimpuls van 607 ( die, zoals 800 4 5 99 * l 79 hiervoor opgemerkt, voor alle praktische doeleinden tevens het begin is van de uitgangsimpuls, omdat de lengte daarvan wordt aangenomen nul te zijn), is de impuls p2 het einde van de uitgangsimpuls van 608 en is de impuls p^ het einde van de uitgangsimpuls van 609.

5 Derhalve (omdat van D^ is aangenomen, dat deze nul is) is het tijdsverloop t1 = d2' het tijdsverloop t^ = en het tijdsverloop t2 = D^ -D2· Het gedeelte van fig. 29 binnen de onderbroken rechthoek wekt dus de drieledige groep aan zijn uitgang bij 612 op (weergegeven als J in fig. 29) in aanspreking op één enkelvoudige impuls, gedrukt op 10 zijn ingang.

De in fig. 29 weergegeven schakeling kan in fig. 4A zijn aan gebracht tussen een gekozen waameemorgaan 101 en de energiebe-sturing 104. Wanneer met andere woorden het impuls-tijdcodestelsel van fig. 29 wordt toegepast, worden de A/D omzetter 102 en de processor 15 103 geëlimineerd (omdat zij zijn aangepast voor het binair coderen), waarbij de energiebesturing 104 direkt wordt gestuurd door de uitgang van de versterker 613 van fig. 29.

Wanneer de drieledige groepimpuls-tij dcode wordt gebruikt in plaats van de binaire code, is het nodig de drieledige groepsigna-20 len aan het oppervlak te decoderen. In de fig. 9, 12, 13, 17 en 19, wordt van de signalen, die de "downhole" parameter vertegenwoordigen, aangenomen, dat zij in binaire codevorm zijn. Voor het veranderen van het stelsel voor het ontvangen van signalen in de drieledige-groepimpuls-tijdcodevorm, zoals beschreven in samenhang met de fig.

25 29 en 26D, is het nodig tussen de zeef 150 en de daaropvolgende in richting aan het oppervlak een bijzondere codevertaalorgaan aan te brengen, zoals is weergegeven in fig. 27. Voor dit doel wordt de draad 151 in de fig. 9, 12, 13, 17 en 19 onderbroken en wordt het codevertaalorgaan daartussen geplaatst. In bepaalde gevallen is het 30 wenselijker het codevertaalorgaan aan te brengen tussen het aftrek-orgaan 160 en de A/D-omzetter 163 bij de leiding 162 van de fig. 9, 12, 13, 17, waarbij de voorkeursplaats voor het aanbrengen voor deskundigen duidelijk is.

Onder verwijzing naar fig. 27, is 316 een keuzeorgaan, 35 dat is ontworpen voor het opwekken van één enkele uitgangsimpuls 800 4 5 99 80

i I

t I

in aanspreking op de drieledige groep, beschreven in samenhang met fig. 29. Het verwijzingscijfer 317 duidt een tijd-naar-amplitudeom-zetter aan, dat wil zeggen een electronische keten, die een gelijk-stroomspanningsuitgang opwekt aan de draad 319, welke uitgang een 5 voorafbepaalde functie is van de tijd tussen twee ingangsimpulsen, gedrukt op zijn ingang door de draad 318. Dergelijke organen zijn algemeen bekend op het gebied van de electronica en behoeven hier niet gedetailleerd te worden beschreven. 320 is een analoog-naar-digi-taal omzetter en is eveneens algemeen bekend.

10 Fig. 28A toont het keuzeorgaan 316 gedetailleerder. 321, 322, 323 zijn eenstootunivibratoren, ontworpen voor het opwekken van één enkele uitgangsimpuls met een gekozen voorafbepaalde tijdsduur in aanspreking op een ingangsimpuls. 321 wekt een lange inpuls op met een tijdsduur 1^, waarbij 322 een kortere inpuls met een tijdsduur 15 I2 opwekt en 323 een nog kortere uitgangsimpuls met een tijdsduur van 1^, zoals is weergegeven boven elk blok 321, 322 en 323. De blokken 324 zijn afleidorganen, dat wil zeggen electronische ketens, die een uitgang opwekken evenredig aan de eerste tijdsafgeleide van een signaal, gedrukt op de ingang. Dergelijke eenheden zijn eveneens 20 algemeen bekend en wekken uitgangssignalen op, zoals is weergegeven door de kromme boven elk afleidorgaanblok. De blokken 325 zijn in-verteerorganen, dat wil zeggen dat zij een uitgangssignaal opwekken, dat een kopie is van het ingangssignaal maar in teken geïnverteerd, zoals weergegeven door de kromme direkt boven elk inverteerorgaan.

25 De blokken 326 bevatten elk een gelijkrichter en wekken aan de uitgang één enkele positieve electrische impuls op, 326a, 326b, 326c, zoals weergegeven. De blokken 327 zijn samenvallingsketens of EN-poorten, algemeen bekend. Elk blok 327 produceert een uitgangsimpuls aan zijn aansluiting c alleen wanneer er een impuls aan de 30 ingang a is, en een impuls aan de ingang b, welke inpulsen in tijd samenvallen. De uitgangen van alle drie samenvallingsketens 327 zijn bij de draad 329 parallel geschakeld en worden gelegd aan de ingang van de tijd-naar-amplitude omzetter 317. De tijd-naar-amplitude omzetter 317 produceert een gelijkspanningsuitgang, die een vooraf-35 bepaalde functie is van de tijd tussen twee opeenvolgende ingangs- 800 45 99 81 ί ι ' » impulsen. De uitgang van de tijd-naar-amplitude omzetter 317 is verbonden met de A/D-omzetter 320, die de gelijkstroomsingang dan vertaald in binair gecodeerde impulsen op een in de techniek algemeen bekende wijze.

5 De schakeling volgens de fig. 27 en 28A bestaat uit ge bruikelijke electronische geïntegreerde ketenonderdelen, die algemeen bekeidzijn. De algemene werking van het keuzeorgaan behoeft een gedetailleerdere beschrijving.

De impulsen P^, P^, Py opgewekt door de versterker 613 10 van fig. 29 worden gedrukt op de energiebesturing 104 van fig. 4A. en worden naar het oppervlak overgebracht als spoelingdrukimpulsen door de klep 40. Aan het oppervlak worden deze spoelingdrukimpulsen opgenomen door bijvoorbeeld de elementen van fig. 9, die de overdrager 51, de zeef 150, het vertragingselement 152 en het aftrekorgaan 160 15 omvatten. De impulsen, die verschijnen op de leiding 162 van fig. 9 (of fig. 12, fig. 13 of fig. 17) worden aangeduid als TP^, TP^ e*1 (en komen overeen met de impulsen P^, P£ en P^, opgewekt door de "downhole" schakeling van fig. 29.

De fig. 28b, 28C, 28D, 28E tonen het aanspreken van de 20 keten van fig. 28 op de impulsen TP^, TP^/ TP^. Wanneer de impuls TP^ aankomt en wordt gedrukt op de draad 152 (of de draad 162) van fig. 28A, worden alle drie eenstoontunivibratoren 321, 322, en 323 geactiveerd, waarbij zij elk een betrokken uitgangsimpuls opwekken, voorzien van zijn eigen karakteristiek en voorafbepaalde en vaste 25 lengte van respectievelijk 1^, ^ en 1^. Wanneer dus de impuls TP^ de univibratoren activeert, wekken deze de uitgangsspanningen (impulsen) Aj, B^, op, zoals is weergegeven in fig. 28B.

Wanneer de impuls TP^ aankomt, kan deze de univibrator 321 niet acti-veren, omdat deze zich al in de IN toestand bevindt.

30 De impuls TP^ activeert echter wel de univibratoren 322 en 323, omdat deze zijn teruggekeerd naar de ÜIT toestand waarbij zij uit-gangsimpulsen B^ en opwekken, zoals is weergegeven in fig. 28B.

Wanneer de impuls TP^ aankomt, kan deze de univibrator 321 of 322 niet activeren, omdat deze reeds in de IN toestand is. De impuls TP3 35 activeert echter wel de univibrator 323, omdat deze is teruggekeerd 80 0 4 5 99 * 1 1 82 naar de UIT toestand, waarbij deze een uitgangsimpuls opwekt, zoals is weergegeven in fig. 28B.

De tijdsverlopen 1^, ^ en 1^ van de univibratoren 321, 322 en 323 in fig. 28A, zijn zodanig bemeten, dat zij overeenkomen met 5 de tijdsvertragingen, veroorzaakt door de werking van de univibratoren 609, 608, 607 van fig. 29, zodat dus de einden van de groep uni-vibratorimpulsen van fig. 28B samenvallen en de EN poorten van fig.

28A activeren.

Fig. 28B toont de bedieningstoestanden wanneer alle im-1 n pulsen TP^, TP^/ aanwezig zijn.

Fig. 28C toont dezelfde toestanden als in fig. 28B, waarbij echter een van de impulsen (bijvoorbeeld TP^) mist.

Fig. 28D toont dezelfde toestanden met echter één impuls TP2 missende, waarbij fig. 28E de toestanden toont wanneer de impuls ^ TP3 mist. Opgemerkt moet worden, dat ongeacht welke impuls (TP^, TP^ of TP^) mist, twee univibratoruitgangsimpulsen altijd eindigen op het moment T. Deze eigenschap van de keten van fig. 28A wordt gebruikt voor het altijd opwekken van althans twee in tijd samenvallende impulsen op het moment T ongeacht welke impuls TP^, TP^ of TP^ 20 mist. Zolang er althans twee van de groep impulsen worden waargenomen, is het moment van optreden van de ui tgangs impuls bij 329 van fig. 28A hetzelfde. De enkele impuls 328a in fig. 28A wordt opgewekt wanneer een groep impulsen is ontvangen door de inrichting aan het oppervlak, waarbij de impuls 328a aanwezig is, wanneer twee willekeurige impul-25 sen in de groep aan het oppervlak worden waargenomen.

Onder het weer verwijzen naar fig. 28A, is het blok 317 een gebruikelijke tijd-naar-amplitude omzetter, die een gelijkspannings-uitgang opwekt, die een voorafbepaald functieverband heeft met de tijd tussen opeenvolgende impulsen 328 a. 320 is een gebruikelijke 30 A/D-omzetter, en vertaalt de grootte van deze gelijkstroomspannings-uitgang in een binair woord. De binaire woorden volgen in snelle opeenvolging achterelkaar, zoals bepaald door de eigenschappen van 320 en zijn bijbehorende klok.

Het is derhalve duidelijk, dat de inrichting van fig. 28A 35 de impuls-tijdcode vertaalt onder gebruikmaking van de drieledige 800 45 99 ' ' r 83 groep tot in een binaire code, waarbij de op de inrichting volgens de draad 151 of 162 van de fig. 9, 12, 13 en 17 op nauwkeurig dezelfde wijze werkzaam is alsof de gegevens in eerste instantie in binaire codevorm vanuit de ondergrond waren overgebracht.

5 Teneinde de eerder in de beschrijving besproken schokgol ven te verkrijgen, zijn er bepaalde grenzen gesteld aan K. (gemid- 1 (v) delde veranderingssnelheid van het openen van de klep)en een (het moment van open stroming). Onderzoekingen hebben aangetoond, 2 dat K2 althans 5 cm /s moet zijn en bij voorkeur binnen het bereik 10 moet liggen van 20 cm^/s en 150 cm^/s. mag ten hoogste 500 ms zijn en ligt bij voorkeur in het bereik van 50 ms tot 150 ms.

Opgemerkt moet worden, dat hoewel de synchronisatie-impul-sen (klok 155) in de weergegeven voorbeelden worden opgewekt door de met de pompas verbonden generator of door een in fase gegrendelde 15 lus, andere middelen kunnen worden aangebracht voor het verschaffen van de klokfrequentie, die zich synchroon is met de pompwerking. De algemeen bekende pompslagteller, die gewoonlijk wordt gebruikt op de verbindingsstang van de pomp, kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor het opwekken van één electrische impuls per pompslag. De tijds-20 duur tussen elk van dergelijke opeenvolgende inpulsen kan worden verdeeld in een passend getal (bijvoorbeeld 512 of 1024) met gelijke tijdsverlopen door een microprocessor of door een in fase gegrendelde lus of door andere op het gebied van computers en de electronica algemeen bekende middelen. In een dergelijke inrichting is geen toe-25 gang nodig tot de pompdrijfas, waaarbij de klokfrequentie, gelijk aan die van de generator 155, kan worden opgewekt door de microprocessor en de pompslagtellerschakelaar.

In het eerste deel van de onderhavige beschijving zijn gedetailleerd de omstandigheden beschreven voor het optreden van 30 hydraulische schokgolven en bijbehorende klepgolfjes. Op bepaalde diepten, bijvoorbeeld kleine diepte, kunnen omstandigheden optreden dat het klepgolfje, zoals hiervoor beschreven, niet goed wordt gevormd.

Voor een dergelijk klepgolfje is het nodig, dat een voldoende volume spoeling in de boorpijp stroomt, en dat voldoende hydrostatische druk 35 aanwezig is aan het gereedschapseinde. Er wordt met nadruk op gewezen, 800 4 5 99 84

« I

l * dat de uitvinding niet beperkt is tot het bepaalde weergegeven golfje en kan worden toegepast bij andere vormen van drukimpulsen, die aan het oppervlak van de grond kunnen worden waargenomen als gevolg van de bediening van de klep 40.

5 Verschillende digitale zeven, zoals gelijkmakende zeven, impulsvormende zeven en samentrekkingszeven zijn hiervoor gedetailleerd beschreven. In het bijzonder is de werking van elke digitale zeef duidelijk uiteengzet door het verschaffen van een gedetailleerde volgorde van handelingen, die moet worden uitgevoerd. Deze handelingen 10 zijn uiteengezet en gespecifiveerd door passende mathematische formules. Het is duidelijk, dat door het toepassen van moderne computertechnieken, een deskundige de noodzakelijke programma's kan verschaffen op grond van de in de beschrijving verschafte leer, waarbij de in samenhang met de fig. 9, 12, 13, 14, 16, 17, 19, 21 beschreven 15 handelingen door een passende software kunnen worden uitgevoerd.

Verschillende digitale zeven, zoals beschreven, kunnen ook worden toegepast bij andere vormen van het overbrengen van metingen door spoelingimpulsen door andere middelen dan de omloopklep van de beschreven soort. Deze andere vormen kunnen de werkwijze be-20 vatten op grond van een geregelde beperking van de speolingsstroom-kringloop door een de stroming beperkende klep, die op een juiste plaats is aangebracht in de hoofdspeolingsstroom, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 2.787.795. In het algemeen kunnen de beschreven digitale zeefstelsels worden toegepast bij willekeurige 25 vormen van een afstandmetingsstelsel bij het meten tijdens het boren en andere vormen van meten, waarbij de booruitrusting is verwijderd teneinde de meetuitrusting in het boorgat neer te laten. De zeefstelsels kunnen worden toegepast bij afstandmetingstelsels waarbij gebruik wordt gemaakt van impulsen, die willekeurige vormen van 30 energie vertegenwoordigen, zoals electrische, electromagnetische, acoustische en andere impulsen.

De impuls-tijdcode, waarbij gebruik wordt gemaakt van de drieledige impulsgroep, zoals hiervoor beschreven, kan ook worden toegepast bij het acoustisch meten in putten teneinde het behandelen 35 te vergemakkelijken van acoustische putmeetsignalen, en een zeer 800 4 5 99 I' , 85 doeltreffende werkwijze te verkrijgen, die het automatisch corrigeren mogelijk maakt van fouten als gevolg van het overslaan van impulsen bij het meten van de doorgangstijd van acoustische golven. Acousti-sche putmeetwerkwijzen en inrichtingen zijn gewoonlijk ontworpen voor 5 het meten van de doorgangstijd van een acoustische golf tussen een eerste en een tweede impuls. In het Amerikaanse octrooischrift 3.900.824 is voorgesteld het overspringen van een impuls te voorkomen door de meting, uitgevoerd gedurende een volgorde N-l, opgeslagen in een hulpgeheugen en het vergelijken van deze meting met de volgende 10 meting (volgorde N). De andere onderhavige voorgestelde werkwijze, stoelende op de impuls-tijdcode is op een doeltreffender en betrouwbaarder wijze werkzaam voor het corrigeren van meetfouten als gevolg van het overslaan van een kringloop.

De drieledige impulsgroep-tijdcode heeft een zeer breed 15 veld toepassingen buiten het meten tijdens het boren. Deze code kan in een willekeurig communicatiestelsel worden gebruikt voor het overbrengen van berichten vanaf een zendstation naar een ontvangstation, alsmede bij verschillende soorten putmetingen (niet noodzakelijkerwijze bij het meten tijdens het boren), zoals acoustische me-20 tingen.

Het is duidelijk, dat voor het vangen en opslaan van een golfje voor later gebruik in de digitale, beschreven zeven, ter plaatse bepaalde stappen moeten worden ondernomen, zoals beschreven, Het is soms gewenst een enkel golfje te vangen,(inplaats van een dubbel 25 golfje), zoals nodig is bij de uitvoeringsvorm van fig. 19, die de samentrekkingszeef 351 A omvat. Voor het vangen van een enkel golfje is het voordelig het opwekken van het signaal, geproduceerd door de ondergrondse uitrusting te synchroniseren met de waameemuitrusting op het oppervlak. Dit kan worden gedaan door het vervangen van een 30 van de waameemorganen 1, 2, 3 en 4 bij de ondergrondse uitrusting in fig. 4A door een orgaan, zoals een klok of door een op een gelijkblijvende tijd geregelde signaalgenerator, die op onderling in tijd regelmatige afstanden liggende bedieningen tot stand brengt van de klep 40 van fig. 4A. De bediening is als volgt: 35 (a) Door het stilzetten en aanzetten van de speolingpompen op het oppervlak volgens een passende volgorde, kan de schakelaar 91 800 4 5 99 86 * * » ( γ van fig. 4A worden gedwongen het gewijzigde waameemorgaan (dat wil zeggen de generator van op onderling regelmatige afstanden liggende impulsen) te verbinden. Zodoende wordt een volgorde impulsen opgewekt door de klep op bekende momenten, (correctie van de baan moet 5 worden aangebracht voor de reistijd van de impuls vanaf de ondergrond naar het oppervlak, hetgeen door algemeen bekende werkwijzen voorafis bepaald).

(b) De oppervlakteuitrusting wordt geregeld door zijn eigen klok, die in tijd en in fase in synchronisatie is met de ondergrondse 10 signaalzender.

(c) Door het op passende wijze schakeüm op het oppervlak, kan het vangen en opslaan van het dubbele golfje worden onderbroken, zodat de opslagketen alleen is verbonden gedurende de tijd van één golfje, en automatisch wordt uitgeschakeld gedurende het optreden 15 van het tweede golfje.

Natuurlijk kan dezelfde handeling met de hand worden gedaan (door de boormeester). Dit kan gemakkelijk worden gedaan wanneer het golfje duidelijk is en duidelijk de ruis overheerst. Wanneer het golfje in ruis is gedompeld, wordt het automatisch werkzame stelsel, 20 zoals beschreven, gebruikt.

Er zijn twee verstorende ruissignalen, die neigen tot het vervagen van de ontvangst van het nuttige signaal B(t) (zie vergelijking 22). Een van deze vertegenwoordigt de pompruis P(t), waarbij de andere de ruis U(t) vertegenwoordigt, die samenhangt met ver-25 schillende boorwerkzaamheden anders dan de werking van de pomp. Teneinde deze verstorende signalen te elimineren, zijn volgens de aanvrage drie zeefstelsels verschaft, aangeduid als zeefstels nr. 1, nr. 2 en nr. 3.

Zeefstelsel nr. 1 is de analoge zeef 150. Het doel van deze 30 zeef is het onderdrukken van de gelijkblijvende component van de overdrageruitgang, welke component de druk vertegenwoordigt, opgewekt door de pomp 27 en andere frequenties buiten het van belang zijnde bereik.

Zeefstelsel nr. 2 omvat het vertraglngselement 152 en het 35 aftrekorgaan 160. Het doel van dit stelsel is het onderdrukken of elimineren van de pompruis P(t).

800 45 99 87 i* » t

Het zeefstelsel nr. 3 omvat een correleerorgaan of een digitale zeef, die kan bestaan uit een gelijkmakende zeef, een impuls-vormende zeef of een samentrekkingszeef, en ook verschillende samenhangende elementen omvat, zoals opslag- en terugroepelementen, en 5 computers voor het bepalen van de optimale waarden van de geheugen-elementen voor de bijbehorende digitale zeven (zie fig. 9, 12, 13, 14 en 15). Het doel van het stelsel nr. 3 is het opheffen of onderdrukken van de ruis U(t).

De zeefstelsels nr. 1, nr. 2 en nr. 3 zijn in serie ver-10 bonden. Bij de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen is het zeefstelsel nr. 1 verbonden met de drukoverdrager 51, is het stelsel nr.2 verbonden met de uitgangsleiding 151 en het stelsel nr. 3 met de uitgangsleiding 164 van het stels nr. 2.

Elk der voorgaande zeefstelsels is een lineair stelsel.

15 De werking van deze stelsels kan derhalve onderling worden verwisseld of omgekeerd. Eerst kan met het zeefstelsel nr. 1 worden gewerkt, waarna de volgorde van de zeefstelsels nr. 2 en nr. 3 wordt omgekeerd.

Ook kan het in bepaalde gevallen niet noodzakelijk zijn alle drie zeefstelsels te gebruiken. Twee willekeurige kunnen voldoende zijn, 20 en in bepaalde gevallen slechts een. Ook kan het stelsel tussen de draad 182 en de draad 210 soms worden weggelaten, en kan de D/A -omzetter 211 zijn uitgevoerd voor het ontvangen van dubbele golfjes.

Wanneer het door de in de stappen (a) tot (f) beschreven werkwijze geproduceerde signaal wordt gevangen en opgeslagen, kan 25 het worden gecorreleerd met het ruwe signaal, zoals opgewekt door de overdrager 51 of met het voorgeconditioneerde signaal aan de draad 162 van de fig. 9-19. In het geval van het kruiscorreleren met het ruwe signaal bij de overdrager 51, moet het tweede golfje in het dubbele golfje worden geëlimineerd door passende middelen, die in de 30 techniek algemeen bekend zijn teneinde zodoende het kruiscorreleren mogelijk te maken met het enkele golfje aan de uitgang van de overdrager 51.

800 45 99

Claims

1. Werkwijze voor het uitvoeren van meetwerkzaamheden in een boorgat gelijktijdig met de werkzaamheden van het boren van het gat, welke meetwerkzaamheden worden uitgevoerd door het waarnemen 5 van een gekozen parameter op een passende diepte in het gat, en de stap omvatten van het door een overbrengkanaal naar de bovenkant van het boorgat overbrengen van een waardevol meetgevolg, voorzien van althans twee kenmerken, waarvan de eerste een aanduiding is van de waarde van de parameter, en de tweede onafhankelijk is van de waarde 10 van de parameter, gekenmerkt door het produceren van een eerste signaal, dat een superponeren vertegenwoordigt van het waardevolle meetgevolg en een storend meetgevolg, dat in het kanaal wordt opgewekt en samenhangt met althans bepaalde boorwerkzaamheden, verder het produceren van een tweede signaal, dat de tweede eigenschap of het 15 storende meetgevolg vertegenwoordigt, en het gebruiken van dit tweede signaal voor het uit het eerste signaal afleiden van een daaruit voortvloeiend signaal, dat het waardevolle meetgevolg vertegenwoordigt.

2. Werkwijze voor het uitvoeren van meetwerkzaamheden in 20 een boorgat gelijktijdig met de werkzaamheden van het boren van het gat, welke meetwerkzaamheden worden uitgevoerd door het waarnemen van een gekozen parameter op een passende diepte in het gat, en de stap omvatten van het door een overbrengkanaal naar de bovenkant van het boorgat overbrengen van een waardevol meetgevolg voor het 25 zodoende in het kanaal produceren van een superponeren van het waardevolle meetgevolg en een storend meetgevolg, welk storende meetgevolg samenhangt met althans bepaalde boorwerkzaamheden, gekenmerkt door het produceren van een eerste signaal, dat het superponeren vertegenwoordigt van het waardevolle meetgevolg en het storende meet-30 gevolg, welk storende meetgevolg samenhangt met althans bepaalde boorwerkzaamheden, verder het produceren van een tweede signaal, dat het storende gevolg vertegenwoordigt, en het toepassen van het tweede signaal voor het uit het eerste signaal afleiden van een daaruit voortvloeiend signaal, dat het waardevolle meetgevolg ver-35 tegenwoordigt. 800 45 99 k > 4 *

3. Werkwijze voor het uitvoeren van meetwerkzaamheden in een boorgat gelijktijdig met de werkzaamheden voor het boren van het gat, welke meetwerkzaamheden worden uitgevoerd door het waarnemen van een gekozen parameter op een passende diepte in het gat, en de 5 stap omvatten van het door een overbrengkanaal naar de bovenkant van het boorgat overbrengen van een waardevol meetgevolg, voorzien van althans twee eigenschappen, waarvan de eerste aanduiding is van de waarde van de parameter, en de tweede onafhankelijk is van de waarde van de parameter, gekenmerkt door het produceren van een eerste 10 signaal, dat een superponeren vertegenwoordigt van het waardevolle meetgevolg en een storend meetgevolg, dat in het kanaal wordt opgewekt en samenhangt met althans bepaalde boorwerkzaamheden, verder het produceren van het tweede signaal, dat de tweede eigenschap vertegenwoordigt, en het gebruiken van het tweede signaal voor het uit 15 het eerste signaal afleiden van een daaruit voortvloeiend signaal, dat het waardevolle meetgevolg vertegenwoordigt.

4. Werkwijze voor het uitvoeren van boorwerkzaamheden in een boorgat door middel van een spoelingcirculatiestelsel gelijktijdig met het uitvoeren van metingen in het gat door het op gekozen 20 momenten waarnemen van parameters op verschillende diepten in het gat, en het in het stelsel op de gekozen momenten opwekken van schommelingen van de spoelingdruk als aanduiding van de grootten van de parameters, gekenmerkt door het produceren van eerste signalen op momenten dat de boorwerkzaamheden samenvallen met het uitvoeren van metingen 25 in het gat, welke eerste signalen een superponeren vertegenwoordigen van de schommelingen van de spoelingdruk en storende druksdhomme-lingen, die het gevolg zijn van althans bepaalde boorwerkzaamheden, verder het met tussenpozen, die de gekozen momenten niet bevatten, produceren van tweede signalen, die de storende drukschommelingen 30 vertegenwoordigen, en het gebruiken van de tweede signalen voor het uit de eerste signalen afleiden van daaruit voortvloeiende signalen, die aanduidingen zijn van de grootten van de parameters.

5. Werkwijze voor het uitvoeren van boorwerkzaamheden in een boorgat door middel van een spoelingcirculatiestelsel gelijktij- 35 dig met het uitvoeren van metingen in het gat door het waarnemen van 800 4 5 99 Γ ' 1 een gekozen parameter op een passende diepte in het gat en het in het stelsel opwekken van een schommeling van de spoelingdruk, welke schommeling twee eigenschappen heeft, waarvan de eerste een aanduiding is van de waarde van de parameter, en de tweede onafhankelijk is van de 5 waarde van de parameter, gekenmerkt door het produceren van een eerste signaal, dat een superponeren vertegenwoordigt van de schommeling van de spoelingdruk en van storende veranderingen van de spoelingdruk, welke storende veranderingen samenhangen met althans bepaalde boor-werkzaamheden, verder het produceren van een tweede signaal, dat de 10 tweede eigenschap vertegenwoordigt, en het gebruiken van het tweede signaal voor het uit het eerste signaal afleiden van een daaruit voortvloeiend signaal, dat een aanduiding is van de grootte van de parameter.

6. Werkwijze voor het uitvoeren van boorwerkzaamheden in 15 een boorgat door middel van een spoelingcirculatiestelsel gelijktijdig met het uitvoeren van metingen in het gat door het waarnemen van gekozen parameters op verschillende diepten in het gat en het in het stelsel op gekozen momenten opwekken van een volgorde drukimpulsen in overeenkomst met een patroon, dat een aanduiding is van de waarden 20 van de parameters, gekenmerkt door het produceren van eerste signalen op momenten dat de boorwerkzaamheden samenvallen met de meetwerkzaam-heden, welke eerste signalen een superponeren vertegenwoordigen van de volgorde drukimpulsen en storende druks choramelingen die het gevolg zijn van althans bepaalde boorwerkzaamheden, verder het met tussen-25 pozen, die de gekozen momenten niet bevatten, produceren van tweede signalen, die de storende drukschommelingen vertegenwoordigen, en het gebruiken van de tweede signalen voor het uit de eerste signalen afleiden van daaruit voortvloeiende signalen, die een aanduiding zijn van de grootten van de parameters.

7. Werkwijze voor het uitvoeren van boorwerkzaamheden in een boorgat door middel van een spoelingcirculatiestelsel gelijktijdig met het uitvoeren van metingen in het gat door het waarnemen van gekozen parameters op verschillende diepten in het gat en het in het stelsel opwekken van een volgorde drukimpulsen, voorzien van een pa-35 troon, dat een aanduiding is van de grootten van de parameters, 800 4 5 99 * t 91 gekenmerkt door het op momenten dat de boorwerkzaamheden samenvallen met de meetwerkzaamheden in het gat, produceren van een eerste signaal, dat een superponeren vertegenwoordigt van de volgorde impulsen en vein storende drukschommelingen die het gevolg zijn van althans bepaalde 5 boorwerkzaamheden, verder het produceren van een tweede signal, dat althans een van de drukimpulsen vertegenwoordigt, en het gebruiken van het tweede signaal voor het uit het eerste signaal afleiden van daaruit voortvloeiende signalen, die de grootten aanduiden van de parameters.

8. Werkwijze voor het uitvoeren van meetwerkzaamheden gelijktijdig met boorwerkzaamheden, waarbij de boorwerkzaamheden worden uitgevoerd door toepassing van een boorsamenstel, dat een boorkolom omvat, voorzien van een spoelingdoorgang, verder een pomp voor het door de doorgang persen van boorspoeling, en een boorbeitel 15 voor het vergruizen van gesteente in het boorgat, waarbij drukschommelingen worden geproduceerd in de boorspoeling als gevolg van de werkzaamheden van het boorsamenstel, en de meetwerkzaamheden worden uitgevoerd door het waarnemen van downhole parameters nabij de onderkant van de kolom en het opwekken van een volgorde drukimpulsen over-20 eenkomstig een patroon, dat de grootten vertegenwoordigt van de parameters, gekenmerkt door het produceren van eerste signalen op momenten dat de boorwerkzaamheden samenvallen met de meetwerkzaamheden, welke eerste signalen een superponeren vertegenwoordigen van de volgorde drukimpulsen en de drukschommelingen, het met gekozen tussenpozen 25 onderbreken van althans bepaalde boorwerkzaamheden, het met de gekozen tussenpozen produceren van tweede signalen, die althans een van de drukimpulsen vertegenwoordigen, en het combineren van de eerste signalen met de tweede signalen voor het verkrijgen van daaruit voortvloeiende signalen, die de volgorde drukimpulsen vertegenwoordigen.

9. Werkwijze voor het uitvoeren van meetwerkzaamheden gelijktijdig met boorwerkzaamheden, welke boorwerkzaamheden worden uitgevoerd door middel van een boorkolom, voorzien van een spoelingdoorgang, een pomp voor het door de doorgang persen van spoeling en terug naar het oppervlak door een ringruimte, waardoor een aanzien-35 lijke spoelingdrukval wordt geproduceerd tussen het inwendige van de 800 4 5 99 -1 i kolom en de ringruimte, en een boorbeitel voor het vergruizen van gesteente in het boorgat, waarbij de meetwerkzaamheden het op gekozen momenten waarnemen omvatten van downhole parameters nabij de onderkant van de kolom en het opwekken van volgorden electrische impulsen, 5 welke volgorden de grootten vertegenwoordigen van de parameters, gekenmerkt door de stappen van het omleiden van een gedeelte van de spoeling vanuit het inwendige van de kolom naar de ringruimte in aanspreking op de electrische impulsen voor het zodoende op de gekozen momenten produceren van volgorden spoelingdrukimpulsen, die de groot-10 ten vertegenwoordigen van de parameters, verder het produceren van eerste signalen op momenten dat de boorwerkzaamheden samenvallen met de meetwerkzaamheden, welke eerste signalen een superponeren vertegenwoordigen van de volgorden spoelingdrukimpulsen en van storende druk-schommelingen die het gevolg zijn van althans bepaalde boorwerkzaam-15 heden, het met tussenpozen, die de gekozen momenten niet bevatten, produceren van tweede signalen, die een storende drukschommeling vertegenwoordigen, en het combineren van eerste signalen met de tweede signalen voor het verkrijgen van daaruit voortvloeiende signalen, die de volgorden spoelingdrukimpulsen vertegenwoordigen. 20

10.Werkwijze voor het uitvoeren van meetwerkzaamheden gelijktijdig met boorwerkzaamheden, welke boorwerkzaamheden worden uitgevoerd door middel van een boorkolom, voorzien van een spoeling-doorgang, een pomp voor het door de doorgang persen van spoeling en terug naar het oppervlak door een ringruimte, waardoor een aanzien-25 lijke speolingdrukval wordt geproduceerd tussen het inwendige van de kolom en de ringruimte, en een boorbeitel voor het vergruizen van gesteente in het boorgat, waarbij de meetwerkzaamheden het waarnemen omvatten van downhole parameters nabij de onderkant van de kolom en het opwekken van volgorden electrische impulsen, welke volgorden de 30 grootten vertegenwoordigen van de parameters, gekenmerkt door het omleiden van een gedeelte van de spoeling vanuit het inwendige van de kolom naar de ringruimte in aanspreking op de electrische impulsen voor het zodoende produceren van volgorden spoelingdrukimpulsen, die de grootten vertegenwoordigen van de parameters, verder het produceren 35 van eerste signalen, die een superponeren vertegenwoordigen van de volgorden spoelingdrukimpulsen en van storende drukschommelingen die 800 4 5 99 k » het gevolg zijn van althans bepaalde boorwerkzaamheden, het produceren van tweede signalen, die althans een van de drukimpulsen vertegenwoordigen, en het combineren van de eerste signalen met de tweede signalen voor het verkrijgen van daaruit voortvloeiende signalen, 5 die de opeenvolging impulsen vertegenwoordigen.

11. Werkwijze voor het uitvoeren van meetwerkzaamheden gelijktijdig met boorwerkzaamheden, welke boorwerkzaamheden worden uitgevoerd door middel van een boorkolom, voorzien van een spoeling-doorgang, een pomp voor het door de doorgang persen van spoeling en 10 terug naar het oppervlak door een ringruimte, waardoor een aanzienlijke spoelingdrukval wordt geproduceerd tussen het inwendige van de kolom en de ringruimte, en een boorbeitel voor het vergruizen van gesteente in het boorgat, waarbij de meetwerkzaamheden het waarnemen omvatten van downhole parameters nabij de onderkant van de kolom en 15 het opwekken van volgorden electrische impulsen, welke volgorden de grootten vertegenwoordigen van de parameters, gekenmerkt door het omleiden van een gedeelte van de spoeling vanuit het inwendige van de kolom naar de ringruimte in aanspreking op de electrische impulsen voor het zodoende produceren van volgorden spoelingdrukimpulsen, die 20 de grootten vertegenwoordigen van de parameters, verder het produceren van eerste signalen op momenten dat de boorwerkzaamheden samenvallen met de meetwerkzaamheden, welke eerste signalen een superponeren vertegenwoordigen van de volgorden spoelingdrukimpulsen en van storende drukschommelingen die het gevolg zijn van althans bepaalde boorwerk-25 zaamheden, het met gekozen tussenpozen onderbreken van althans bepaalde boorwerkzaamheden, het met deze tussenpozen produceren van tweede signalen, die althans een van de drukimpulsen vertegenwoordigen, en het combineren van de eerste signalen met de tweede signalen voor het verkrijgen van daaruit voortvloeiende signalen, die de volg-30 orden spoelingdrukimpulsen vertegenwoordigen.

12. Stelsel voor het uitvoeren van meetwerkzaamheden gelijktijdig met boorwerkzaamheden, welke boorwerkzaamheden worden uitgevoerd door middel van een boorsamenstel, dat een boorkolom omvat, voorzien van een spoelingdoorgang, waardoor boorspoeling wordt 35 gedwongen naar beneden te stromen in een spoelingcirculatiestelsel, 80045 99 » 1 en een boorbeitel voor het vergruizen van gesteente in het boorgat, waarbij de meetwerkzaamheden worden uitgevoerd door middel van een meetsamenstel, dat een taster omvat, aangebracht nabij de onderkant van de kolom voor het opwekken van electrische signalen, die de 5 grootte vertegenwoordigen van downhole parameters, een te regelen middel voor het produceren van drukveranderingen in het spoelingcir-culatiestelsel, en een regelelement dat aanspreekt op de electrische signalen voor het aan het te regelen middel leggen van een opeenvolging bekrachtigende impulsen overeenkomstig een volgorde, die de 10 grootte vertegenwoordigt van de parameters voor het zodoende in het circulatiestelsel aan de bovenkant van het boorgat produceren van een opeenvolging drukimpulsen, overeenkomende met de bekrachtigende impulsen, waarbij de volgorde drukimpulsen de waarden vertegenwoordigt van de parameters, met het kenmerk, dat een eerste middel is verschaft 15 voor het produceren van eerste signalen, die een superponeren vertegenwoordigen van de drukimpulsen en van storende drukschommelingen die het gevolg zijn van althans bepaalde boorwerkzaamheden, evenals een tweede middel voor het produceren van tweede signalen, die althans een van de drukimpulsen vertegenwoordigen, en een derde middel voor het 20 combineren van de eerste en tweede signalen voor hét produceren van derde signalen, die de opeenvolging drukimpulsen vertegenwoordigen.

13. Stelsel volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het derde middel een correlator is, waarbij het combineren van de eerste en tweede signalen het correleren betekent van deze signalen.

14. Stelsel volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het derde middel een zeef is met een regelbare selectiviteit, welke selectiviteit wordt geregeld door de tweede signalen.

15. Stelsel volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de zeef bestaat uit een impulsvormende zeef.

16. Stelsel voor het uitvoeren van meetwerkzaamheden gelijktijdig met boorwerkzaamheden, welke boorwerkzaamheden worden uitgevoerd door middel van een boorsamenstel, dat een boorkolom omvat, voorzien van een spoelingdoorgang, door welke doorgang boorspoeling naar beneden wordt gedwongen te stromen in een spoelingcirculatie-35 stelsel, en een boorbeitel voor het vergruizen van gesteente in het 800 45 99 r boorgat, waarbij de meetwerkzaamheden worden uitgevoerd door middel van een meetsamenstel, dat een taster omvat, aangebracht nabij de onderkant van de kolom voor het opwekken van electrische signalen, die de grootte vertegenwoordigen van downhole parameters, een te re-5 gelen middel voor het produceren van drukveranderingen in het spoeling-circulatiestelsel, en een regelelement, aansprekende op de electrische signalen voor het aan het te regelen middel leggen van een opeenvolging bekrachtigende impulsen overeenkomstig een volgorde, die de grootte vertegenwoordigt van de parameters voor het zodoende in het 10 circulatiestelsel aan de bovenkant van het boorgat produceren van een opeenvolging drukimpulsen met een korte tijdsduur, overeenkomende met de bekrachtigende impulsen, waarbij de volgorde drukimpulsen de waarde vertegenwoordigt van de parameter, met het kenmerk, dat een eerste middel is verschaft voor het produceren van eerste signalen, 15 die een superponeren vertegenwoordigen van de drukimpulsen met de korte tijdsduur en storende drukschommelingen, evenals een piekvormende zeef voor het van het eerste signaal aftrekken van de drukimpulsen met korte tijdsduur.

17. Werkwijze voor het uitvoeren van metingen in een boor-20 gat gedurende het boren onder toepassing van een boorkolom, voorzien van een spoelingdoorgang, waardoor boorspoeling wordt gedwongen onder druk naar beneden te stromen, en een vernauwing, die een drukval veroorzaakt, waarin de stroming wordt gesmoord voor het produceren van een drukval en als gevolg daarvan opwekken van een hoge druk gebied en 25 een lage druk gebied met een daaruit voortvloeiend drukverschil daartussen, waarbij tussen deze gebieden een klep is aangebracht voor het produceren en regelen van een stroming van de boorspoeling vanuit het hoge druk gebied naar het lage druk gebied, welke werkwijze de stappen omvat van het waarnemen van een downhole parameter 30 nabij de bodem van de kolom, en het geregeld bedienen van de klep voor het geregeld verhogen en verlagen van de stroming overeenkomstig een patroon, dat de grootte vertegenwoordigt van de parameter, met het kenmerk, dat de mate van elke verhoging van de stroming is ingesteld voor het overschrijden van een passende waarde voor het 35 zodoende aan de bovenkant van het boorgat produceren van een verlaging 800 4 5 99 i l I * en een daaropvolgende verhoging van de druk volgende op de verhoging van de stromingsnelheid, waarbij de mate van elke verlaging van de stroming is ingesteld voor het overschrijden van een passende waarde voor het zodoende aan de bovenkant van het boorgat produceren van 5 een verhoging en een daaropvolgende verlaging van de druk volgende op de verlaging van de stromingssnelheid.

18. Werkwijze voor het uitvoeren van metingen in een boorgat gedurende het boren onder toepassing van een boorkolom, voorzien van een spoelingdoorgang, waardoor boorspoeling wordt gedwongen onder 10 druk naar beneden te stromen,en een vernauwing, die een drukval veroorzaakt, waarin de stroming wordt gesmoord voor het produceren van een drukval en als gevolg daarvan opwekken van een hoge druk gebied en een lage druk gebied met een daaruit voortvloeiend drukverschil daartussen, waarbij tussen deze gebieden een klep is aangebracht voor het 15 produceren en regelen van een stroming van de boorspoeling vanuit het hoge druk gebied naar het lage druk gebied, welke werkwijze de stappen omvat van het waarnemen van een downhole parameter nabij de onderkant van de kolom, en het geregeld bedienen van de klep teneinde de stroming geregeld te verhogen en te verlagen overeenkomstig een 20 patroon, dat de grootte vertegenwoordigt van de parameter, met het kenmerk, dat de mate van elke verhoging alsmede de mate van elke verlaging van de stroming is ingesteld voor het in absolute grootte overschrijden van een passende waarde waardoor een schokgolf wordt geproduceerd nabij de onderkant van de kolom voor elke verhoging 25 van de stroming en een schokgolf wordt geproduceerd voor elke verlaging van de stroming, waarbij aan het oppervlak van de grond opeenvolgende schokgolven, geproduceerd door de geregelde verhogingen en verlagingen van de stroming, worden waargenomen.

19. Werkwijze voor het uitvoeren van metingen in een boor-30 gat gedurende het boren onder toepassing van een boorkolom, voorzien van een spoelingdoorgang, waardoor boorspoeling wordt gedwongen onder druk naar beneden te stromen, en een vernauwing, die een drukval veroorzaakt, waarin de stroming wordt gesmoord voor het produceren van een drukval en als gevolg daarvan opwekken van een hoge druk gebied 35 en een lage druk gebied met een daaruit voortvloeiend drukverschil 800 4 5 99 ‘ ' 1 97 daartussen, waarbij tussen deze gebieden een klep is aangebracht voor het produceren en regelen van een stroming van de boorspoeling vanuit het hoge druk gebied naar het lage druk gebied, welke werkwijze de stappen omvat van het waarnemen van een downhole parameter 5 nabij de onderkant van de kolom, en het geregeld bedienen van de klep teneinde de stroming geregeld te verhogen en te verlagen overeenkomstig een patroon, dat de grootte vertegenwoordigt van de parameter, met het kenmerk, dat de mate van elke verhoging alsmede de mate van elke verlaging van de stroming is ingesteld voor het in absolute 5 2 10 grootte overschrijden van 2 x 10 cm/s .

20.Spoelingcirculatiestelsel bij het uitvoeren van metingen tijdens het boren, waarbij spoelingdrukimpulsen worden opgewekt door het openen en sluiten van een klep, gekenmerkt door een taster voor het waarnemen van de waarde van een parameter in een boorgat, 15 verder door een eerste middel voor het binnen betrekkelijk lange tijdsduren in een open of in een gesloten toestand houden van de klep, en door een tweede middel, dat aanspreekt op de taster voor het geregeld openen van de klep binnen een betrekkelijk korte tijdsduur en sluiten van de klep binnen een betrekkelijk korte tijdsduur voor 20 het zodoende produceren van sterke drukimpulsen in een volgorde, die de waarde vertegenwoordigt van de parameter.

21. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de mate K van elk openen van de klep, alsmede de mate K van elk sluiten 2 (v) van de klep de waarde overschrijdt van 100 cm/s, waarbij K = S T , O 3, 25. het gebied is van de opening van de klep in de volldig open toe-o 2 stand, uitgedruk in cm , en T de tijdsduur is van het openen of 3 het sluiten van de klep, uitgedruk in sec.

22. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat het eerste middel is uitgevoerd voor het in een open of gesloten toe- 30 stand handhaven van de stabiliteit van de klep.

23. Stelsel volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de klep een electrisch regelbare klep is, waarbij het tweede middel een middel is voor het opwekken van een electrische stroom en het produceren van korte stroomimpulsen voor het openen en sluiten van de klep.

24. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de tijd van het openen van de klep voldoende kort is voor het aan de 800 4 5 99 4 1 r ' bovenkant van het boorgat produceren van een verlaging en daaropvolgende verhoging van de druk volgende op het openen van de klep, waarbij de tijd van het sluiten van de klep voldoende kort is voor het aan de bovenkant van het boorgat produceren van een verhoging en 5 daaropvolgende verlaging van de druk volgende op het sluiten van de klep.

25. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de tijd van het openen van de klep of de tijd van het sluiten van de klep voldoende kort is voor het in het spoelingcirculatiestelsel pro- 10 duceren van een hydraulische schokgolf volgende op het openen van de klep, en een hydraulische schokgolf volgende op het sluiten van de klep.

26. Stelsel volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de tijd van het openen van de klep voldoende kort is voor het aan de 15 bovenkant van het boorgat prpduceren van een verlaging en een daaropvolgende verhoging van de druk volgende op het opnene van de klep, waarbij de tijd van het sluiten van de klep voldoende kort is voor het aan de bovenkant van het boorgat produceren van een verhoging en daaropvolgende verlaging van de druk volgende op het sluiten van de 20 klep.

27. Stelsel volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de tijd van het openen van de klep of de tijd van het sluiten van de klep voldoende kort is voor het in het spoelingcirculatiestelsel produceren van een hydraulische schokgolf volgende op het openen van 25 de klep, en een hydraulische schokgolf volgende op het sluiten van de klep.

28. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de snelheid van het openen van de klep alsmede de snelheid van het sluiten van de klep is ingesteld voor het in het spoelingcirculatie- 30 stelsel produceren van een mate van verhoging of een mate van verla- 5 2 ging van de spoelingstroming, die in absolute grootte 2 x 10 cm/s overschrijdt.

29. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de (v) / betrekkelijk korte tijdsduur T = 20 ms. ct

30. Werkwijze volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de 800 4 5 99 (v) ✓ betrekkelijk korte tijdsduur T ·== = 5 ms. cl

31. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de (v) y betrekkelijk lange tijdsduur = 0,25 s.

32. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de (v) y 5 betrekkelijk lange tijdsduur - 0,1 s.

33. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de totale tijdsduur van de bediening van de klep T - 270 ms.

34. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de totale tijdsduur van de bediening van de klep ^' = 110 ms.

35. Stelsel voor het uitvoeren van metingen in een boorgat gedurende het boren onder toepassing van een boorkolom, voorzien van een spoelingdoorgang, waardoor boorspoeling wordt gedwongen onder druk naar beneden te stromen, en een vernauwing, die een drukval veroorzaakt, waarin de stroming wordt gesmoord voor het produceren van een 15 drukval en als gevolg daarvan opwekken van een hoge druk gebied en een lage druk gebied met een daaruit voortvloeiend drukverschil daartussen, waarbij tussen deze gebieden een klep is aangebracht voor het produceren en regelen van een stroming van de boorspoeling vanuit het hoge druk gebied naar het lage druk gebied, eerste middelen voor het 20 opwekken van een kracht voor het openen van de klep, middelen voor het opwekken van een kracht voor het in de open toestand houden van de klep, tweede middelen voor het opwekken van een kracht voor het sluiten van de klep, middelen voor het opwekken van een kracht voor het in de gesloten toestand houden van de klep, en middelen voor het waarnemen 25 van een downhole parameter nabij de onderkant van de kolom en het geregeld bedienen van de klep teneinde de stroming geregeld te verhogen en te verlagen overeenkomstig een patroon, dat de grootte vertegenwoordigt van de parameter, gekenmerkt door het aanbrengen van hulpmiddelen voor het uitoefenen van een kracht in de sluitrichting van de 30 klep voor het zodoende naar de gesloten toestand drukken van de klep ondanks een falen van de tweede middelen.

36. Stelsel voor het uitvoeren van metingen in een boorgat gedurende het boren onder toepsssing van een boorkolom, voorzien van een spoelingdoorgang, waardoor boorspoeling wordt gedwongen onder 35 druk naar beneden te stromen, en een vernauwing, die een drukval 800 4 5 99 t X - J ) veroorzaakt, waarin de stroming wordt gesmoord voor het produceren van een drukval en als gevolg daarvan opwekken van een hoge druk gebied en een lage druk gebied met een daaruit voortvloeiend drukverschil daartussen, waarbij tussen de gebieden een klep is aange-5 bracht voor het produceren en regelen van een stroming van de boor-spoeling vanuit het hoge druk gebied naar het lage druk gebied, en middelen voor het waarnemen van een downhole parameter nabij de onderkant van de kolom, gekenmerkt door middelen voor het opwekken van een volgorde electrische signalen met een onderlinge tussenpoos, 10 die de grootte vertegenwoordigt van de parameter, en het overeenkomstig deze signalen bedienen van de klep.

37. Stelsel voor het uitvoeren van metingen in een boorgat gedurende het boren onder toepassing van een boorkolom, voorzien van een spoelingdoorgang, waardoor boorspoeling wordt gedwongen onder 15 druk naar beneden te stromen, en een vernauwing, die een drukval veroorzaakt, waarin de stroming wordt gesmoord voor het produceren van een drukval en als gevolg daarvan opwekken van een hoge druk gebied en een lage druk gebied met een daaruit voortvloeiend drukverschil daartussen, waarbij tussen de gebieden een klep is aangebracht voor 20 het produceren en regelen van een stroming van de boorspoeling vanuit het hoge druk gebied naar het lage druk gebied, en middelen voor het waarnemen van een aantal downhole parameters nabij de onderkant van de kolom, gekenmerkt door middelen voor het opwekken van een volgorde electrische signalen met onderlinge tussenpozen, die elk de grootte 25 vertegenwoordigen van een van de parameters, en het overeenkomstig deze signalen bedienen van de klep.

38. Stelsel voor afstandmeting, waarbij gebruik wordt gemaakt van een reeks afzonderlijke impulsen, op passende wijze gecodeerd voor het overbrengen van gegevens vanaf een zendstation naar 30 een ontvangststation, gekenmerkt door het in het zendstation vertalen van elke afzonderlijke impuls in een groep van drie componentimpulsen op onderling ongelijke tijdsafstanden, verder het als drie verschillende getallen uitdrukken van de tijdsafstanden van de componentimpulsen in elke groep, het naar het ontvangststation overbrengen 35 van de groepen, overeenkomende met de afzonderlijke impulsen, het in 800 4 5 99 1 ι * ί het ontvangststation waarnemen van groepen impulsen, overeenkomende met elk der overgebrachte groepen, die elk componentimpulsen omvatten op passende onderlinge tijdsafstanden, het uitdrukken van de tijdsafstanden van de componentimpulsen in de waargenomen groepen als ge-5 tallen, en het vergelijken van de getallen, overeenkomende met de waargenomen groepen, met de getallen, overeenkomende met de overgebrachte groepen voor het zodoende verbeteren van de werking van het stelsel voor afstandmeting.

39. Werkwijze voor het tijdens het in de grond boren van 10 een put uitvoeren van metingen, gekenmerkt door het door een boorkolom pompen van boorspoeling met een pomp, die drukschommelingen produceert in de boorspoeling, verder het nabij de onderkant van de kolom waarnemen van een downhole parameter en het opwekken van signalen, die de grootte van deze parameter vertegenwoordigen, het produceren van drukveranderingimpulsen in de boorspoeling overeenkomstig een 15 programma, dat een voorafbepaald verband heeft met de signalen, welke drukveranderingimpulsen worden gesuperponeerd op de drukschommelingen, het aan het oppervlak van de grond produceren van eerste electrische signalen, die de gesuperponeerde drukschommelingen en drukveranderingimpulsen vertegenwoordigen, en een signaal omvatten, 20 dat nuttige informatie draagt, en verschillende storende signalen, die een component met een gelijkblijvende sterkte bevatten van de spoelingdruk, veroorzaakt door de pomp, verder een afwisselende component, geproduceerd door de terugkerende beweging van onderdelen van de pomp, en willekeurige ruis, het leggen van het eerste signaal 25 aan de ingang van een passende frequentieselective zeef voor het uit het eerste signaal verwijderen van de component met gelijkblijvende sterkte en het aan de uitgang van de zeef produceren van het tweede signaal, dat het signaal bevat, dat de nuttige informatie draagt, verder de afwisselende component en de willekeurige ruis, het leggen 30 van het tweede signaal aan een vertragingselement voor het aan de uitgang van het vertragingselement produceren van een derde signaal, dat gelijk is aan het tweede signaal maar vertraagd met een tijd, die gelijk is aan één tijdsduur van de afwisselende component, het leggen * van de tweede en derde signalen aan een aftrekorgaan voor het uit het 35 800 4 5 99 s I 1 ' I derde signaal verwijderen van de afwisselende component en het aan de uitgang van het aftrekorgaan produceren van een vierde signaal, dat het signaal voor het dragen van informatie bevat en de willekeurige ruis, het leggen van het vierde signaal aan een analoog-naar-5 digitaal omzetter voor het verkrijgen van een vijfde signaal, dat de digitale vorm is van het vierde signaal, het leggen van het vijfde signaal als een ingang aan een aangepaste zeef, voorzien van een geheugenwerking met regelmiddelen daarvoor, die computermiddelen omvatten, ingericht voor het ontvangen van gegevens van een opslag- en 10 terugroepelement, het produceren en in het opslag- en terugroepelement opslaan van een "ruisloos signaal", dat wordt verkregen door het bedienen van de pomp wanneer de boorwerkzaamheden alsmede andere bronnen van storing zijn stilgezet, en een gedeelte vertegenwoordigt van het signaal voor het dragen van informatie, geproduceerd door één enkele 15 drukveranderingimpuls, en het aan de uitgang van de aangepaste zeef verkrijgen van een zesde signaal, dat overheersend het informatiedra-gende signaal is, waarbij de willekeurige ruis in hoofdzaak is opgeheven.

40. Stelsel voor het uitvoeren van metingen in een put, 20 die in de grond wordt geboord, gekenmerkt door een in het boorgat opgehangen boorkolom, verder door een met het bovenste einde van de kolom verbonden spoelingpomp voor het daardoorheen doen circuleren van boorspoeling, door een stromingsvemauwingsmiddel, dat zich nabij de onderkant van de kolom bevindt en een drukval veroorzaakt 25 en als gevolg daarvan een hoge druk gebied en een lage druk gebied opwekt met een daaruit voortvloeiend drukverschil daartussen, door tastermiddelen nabij de onderkant van de kolom voor het opwekken van electrische signalen, die de grootte vertegenwoordigen van een downhole parameter, door stotermiddelen voor het produceren van 30 drukimpulsschommelingen in de boorspoeling-in aanspreking op de electrische signalen, en door een bijzonder overgangsstuk met een betrekkelijk korte lengte, opgenomen in de boorkolom, welke overgangsstuk een huis draagt, dat de stotermiddelen bevat, welk huis middelen bevat voor het naar beneden hangend dragen van een buisvor-35 mig deel, dat de tastermiddelen bevat, evenals instrumentatiemiddelen 800 4 5 99 < 4 , 103 en krach tbronmiddelen, welk buisvormige deel is voorzien van een buitendiameter, bemeten voor het mogelijk maken van het aanbrengen in een gebruikele zwaarstang zonder waarneembaar de gebruikelijke spoelingstroming te beïnvloeden.

41. Stelsel volgens conclusie 40, met het kenmerk, dat het buisvormige deel is voorzien van centreemiddelen voor het voorkomen van een zijdelingse beweging van het buisvormige deel ten opzichte van de zwaarstang.

42. Stelsel voor het uitvoeren van metingen in een put, 10 die in de grond wordt geboord, gekenmerkt door een in het boorgat opgehangen boorkolom, door een met het bovenste einde van de kolom verbonden spoelingpomp voor het daardoorheen doen circuleren van boorspoeling, door een stromingsvemauwingsmiddel, dat zich bevindt nabij de onderkant van de kolom en een drukval veroorzaakt en als 15 gevolg daarvan een hoge druk gebied en een lage druk gebied opwekt met een daaruit voortvloeiend drukverschil daartussen, door een electrisch bedienbare klep, die zich bevindt tussen de gebieden en geregeld de spoelingstroming tussen deze gebieden kan toelaten en stilzetten, door middelen voor het uitoefenen en handhaven van een 20 overheersende kracht met een voorafbepaalde grootte in de "open" richting wanneer de klep zich binnen het gebied van nagenoeg open tot volledig open bevindt, door middelen voor het uitoefenen en handhaven van een overheersende kracht met een voorafbepaalde grootte in de "sluif'richting wanneer de klep zich binnen het gebied van 25 nagenoeg gesloten tot volledig gesloten bevindt, door tastermiddelen nabij de onderkant van de kolom voor het opwekken van electrische signalen, die de grootte vertegenwoordigen van een downhole parameter, door electrische middelen voor het bedienen van de klep in aanspreking op de electrische signalen, welke electrisch bedienbare klep 30 is voorzien van een "open" solenoïde wikkeling en een "sluit" sole-noïde wikkeling, waarbij de electrische middelen voor het bedienen van de klep middelen omvatten voor het aan de "open" of de "sluit" solenoïde wikkeling leggen van een bedieningspanning, door middelen voor het verkrijgen van een regelimpuls uit het optreden van een 35 tijdelijke vermindering van de stroom, getrokken door de betrokken 800 45 99 * ' Jl < * r solenoxde wikkeling en direct volgende op het voltooien van een bediening van de klep, en door middelen, die aanspreken op het aanleggen van de regelimpuls voor het uitschakelen van de toevoer van energie aan de betrokken solenoide wikkeling.

43. Spoelingcirculatiestelsel bij het uitvoeren van me tingen tijdens het boren, waarbij spoelingdrukimpulsen worden opgewekt door het terugkerend bedienen van een klep, welk stelsel een taster omvat voor het waarnemen van een waarde van een parameter in een boorgat, en middelen die aanspreken op de taster voor het le-10 veren van een electrische stroom voor het bedienen van de klep, gekenmerkt,door middelen voor het regelen van de stroom door aanspreken op de beweging van de klep, die het gevolg is van de bediening.

44. Stelsel voor het uitvoeren van metingen in een put, die in de grond wordt geboord, gekenmerkt door een boorkolom, opge-15 hangen in het boorgat, verder door een met het bovenste einde van de kolom verbonden spoelingpomp voor het daardoorheen doen circuleren van boorspoeling, door een stromingsvemauwingsffiiddel, dat zich nabij de onderkant van de kolom bevindt en een drukval veroorzaakt en als gevolg daarvan een hoge druk gebied en een lage druk gebied 20 opwekt met een daaruit voortvloeiend drukverschil daartussen, door een electrisch te bedienen klep, aangebracht tussen deze gebieden en uitgevoerd voor het opeenvolgend toelaten of stilzetten van een spoelingstroming tussen de gebieden, door middelen voor het uitoefenen en handhaven van een overheersende kracht met een voorafbepaalde 25 grootte in de "open" richting wanneer de klep zich binnen het gebied van nagenoeg open tot volledig open bevindt, door middelen voor het uitoefenen en handhaven van een overheersende kracht met een voorafbepaalde grootte in de "sluit" richting wanneer de klep zich bevindt in het gebied van nagenoeg gesloten tot volledig gesloten, door 30 hydraulisch bedienbare middelen, die beweegbaar zijn in aanspreking op elk inschakelen van de spoelingpomp voor het uitoefenen van een tijdelijke mechanische kracht op de klep voor het doen sluiten daarvan, door tastermiddelen nabij de onderkant van de kolom voor het / opwekken van electrische signalen, die de grootte vertegenwoordigen 35 van een downhole parameter, en door electrische middelen voor het 800 4 5 99 ' * ‘ , ’ bedienen van de klep in aanspreking op de electrische signalen.

45. Stelsel volgens conclusie 44, met het kenmerk, dat de hydraulisch bedienbare middelen worden gevormd door een eerste cilinder, die een vrije zuiger bevat, die op zijn buitenvlak is 5 blootgesteld aan boorspoelingdruk en onder veerspanning staat naar een ruststand wanneer hij alleen onder statische boorspoelingdruk staat wanneer de spoelingpompen niet lopen, en snel naar binnen beweegbaar is tegen de veerkracht naar een tweede stand in aanspreking op een verhoging van de boorspoelingdruk als gevolg van het inschakelen 10 van de spoelingpompen teneinde in deze tweede stand te blijven totdat de spoelingpompen zijn stilgezet, op welk moment de vrije zuiger wordt teruggebracht door de veerkracht naar de ruststand, door een tweede cilinder, die een tweede zuiger bevat, die op zijn buitenvlak is blootgesteld aan de vrije stroming van hydraulisch fluïdum vanuit 15 de eerste cilinder en gewoonlijk door veerkracht naar een ruststand wordt gedrukt maar wordt gedwongen naar binnen te bewegen naar een tweede stand in aanspreking op een snelle binnenwaartse beweging van de vrije zuiger, door eerste doorstroomopeningsmiddelen in de tweede zuiger, die het terugkeren daarvan mogelijk maken on öfer de 20 veerkracht naar zijn ruststand nadat de vrije zuiger zijn tweede stand heeft bereikt, door tweede doorstroomopeningsmiddelen in verbinding vanaf het binnenwaartse eindgedeelte van de tweede cilinder met een in volume regelbare hydraulische fluïdumbron, die op de spoelingdruk in de ringruimte wordt gehouden, en door mechanische 25 middelen, verbonden met de tweede zuiger voor het uitoefenen van de tijdelijke mechanische kracht op de klep voor het gesloten doen zijn daarvan wanneer de tweede zuiger vanuit zijn ruststand beweegt naar zijn tweede stand.

46. Stelsel voor het uitvoeren van metingen in een put, 30 die in de grond wordt geboord, gekenmerkt door een in het boorgat opgehangen boorkolom, door een met het bovenste einde van de kolom verbonden speolingpompivoor het daardoorheen doen circuleren van boorspoeling, door een stromingsvemauwingsmiddel, dat zich nabij de onderkant van de kolom bevindt en een drukval veroorzaakt en als 35 gevolg daarvan een hoge druk gebied en een lage druk gebied opwekt 800 45 99 . ·· , < a ' met een daaruit voortvloeiend drukverschil daartussen, door een electrisch bedienbare klep, aangebracht tussen deze gebieden en uitgevoerd voor het opeenvolgend mogelijk maken en stilzetten van de spoelingstroming tussen de gebieden, door middelen voor het uitoefenen 5 en handhaven van een overheersende kracht met een voorafbepaalde grootte in de "open" richting wanneer de klep zich in het gebied van nagenoeg open tot volledig open bevindt, door middelen voor het uitoefenen en handhaven van een overheersende kracht met een voorafbepaalde grootte in de "sluit" richting wanneer de klep zich be-10 vindt in het gebied van nagenoeg gesloten tot volledig gesloten, door tastermiddelen nabij de onderkant van de kolom voor het opwekken van electrische signalen, die de grootte vertegenwoordigen van een downhole parameter, door electrische middelen voor het bedienen van de klep in aanspreking op de electrische signalen, welke electrisch 15 bedienbare klep een "open" solenoïde wikkeling en een "sluit" sole-noide wikkeling heeft, door middelen voor het opwekken van een eerste impuls in aanspreking op het bekrachtigen van de "open" solenoïde wikkeling, door middelen voor het opwekken van een tweede impuls in aanspreking op het bekrachtigen van de "sluit" solenoïde wikkeling, 20 door middelen voor het vertragen van de eerste impuls, zodat deze in tijd samenvallend is met de tweede impuls, door middelen voor het leggen van de vertraagde eerste impuls aan de ingangen van een het samenvallen tegengaand of OF-poortorgaan, en door schakelmiddelen, die werkzaam zijn in aanspreking op een uitgangssignaal van het 25 OF-poortorgaan voor het onderbreken van de toevoer van energie aan de "open" solenoïde wikkeling, zodat de klep niet wordt bediend naar de open stand wanneer er een electrische foute werking is qpgetreden zoals bewezen door de afwezigheid van samenvallende impulsen aan de ingangen naar het OF-poortorgaan. 30

47.Stelsel volgens conclusie 46, met het kenmerk, dat de schakelmiddelen eveneens werkzaam zijn voor het onderbreken van de toevoer van energie aan de "sluit" solenoïde wikkeling.

48. Stelsel volgens conclusie 46 of 47, met het kenmerk, dat een electronisch telorgaan is aangebracht tussen de uitgang van 35 het OF-poortorgaan en de schakelmiddelen, zodat de schakelmiddelen 800 45 99 *· * * 4 · alleen werkzaam zijn wanneer een voorafbepaald aantal opeenvolgende electrische foute werkingen is opgetreden.

49. Spoelingcirculatiestelsel bij het uitvoeren van metingen tijdens het boren, waarbij spoelingdrukimpulsen worden opge- 5 wekt door het openen en sluiten van een kiep, gekenmerkt door een taster voor het meten van de waarde van een parameter in een boorgat, verder door solenoide middelen voor het bedienen van de klep, door een regelbaar tweede middel, dat condensatormiddelen omvat, een energiebron voor het opwekken van een electrische stroom voor het laden 10 van de condensatormiddelen en weerstandsmiddelen, aangebracht tussen de bron en de condensatormiddelen, welke weerstandsmiddelen zijn uitgevoerd voor het op een in hoofdzaak gelijkblijvende waarde houden van de stroom gedurende het laden van de condensatormiddelen, door een derde middel, dat aanspreekt op de taster voor het regelen van 15 de tweede middelen voor het tot stand brengen van geregelde ontladingen van de condensatormiddelen en het leggen van stroomimpulsen, die het gevolg zijn van deze ontladingen, aan de eerste middelen voor het geregeld bedienen van de klep voor het zodoende produceren van drukimpulsen met een volgorde, die de waarde vertegenwoordigt van de 20 parameter.

50. Stelsel volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het eerste middel is ingericht voor het in een open of in een gesloten toestand handhaven van de stabiliteit van de klep. 800 4 5 99