NL9100772A

NL9100772A - Verbeteringen in of met betrekking tot het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan.

Info

Publication number: NL9100772A
Application number: NL9100772A
Authority: NL
Original assignee: Baroid Technology Inc
Priority date: 1990-05-04
Filing date: 1991-05-03
Publication date: 1991-12-02
Also published as: GB2243693A; NO911740L; CA2041622A1; IT1248782B; GB9010096D0; FR2661712A1; ITMI911219A0; GB9109116D0; DE4114784A1; NO911740D0; ITMI911219A1

Description

UITTREKSEL

Voor het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan 6 dicht bij het oppervlak, zoals vereist wordt voor het kruisen van bijvoorbeeld een rivier, bevat het gereedschap een magnetische detector en een zenderlus 10, 12 is geplaatst als een referentie voor het gereedschap aan het oppervlak. In één meetfase wordt een gelijkstroom opgewekt te stromen in één richting in de lias 10, 12 en het resulterende magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap wordt gedecteerd door middel van de magnetische detector. In een andere meetfase wordt een gelijkstroom opgewekt te stresten in de tegengestelde richting in de lus 10, 12 en het resulterende magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap wordt gedetecteerd door middel van de magnetische detector. Verwerkingstechnieken worden gébruikt cm positionele informatie te bepalen, door gébruik te maken van de gedetecteerde magnetische veldwaarden en de gereedschap oriëntatiegegevens, en het sturen van het gereedschap kan verwezenlijkt worden, zoals vereist op basis van dergelijke positionele informatie. De techniek maakt geleiding van een gereedschap langs een ondergrondse baan met hoge nauwkeurigheid en zonder de eis van niet-standaard detectie en bewer-kingsschakelingen mogelijk.

(figuur 2)

Titel: Verbeteringen in of met betrekking tot het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan dichtbij het aardoppervlak, bijvoorbeeld voor het boren van een ondergrondse doorgang onder een rivier of ander obstakel.

Het is bekend cm een doorgang onder een rivier te boren door gébruik te maken van een een boorkop bevattend magnetisch stuurgereed-schap, waarbij de boorkop zodanig georiënteerd is, dat de boorrichting afhankelijk is van de gereedschap fronthoek, dat wil zeggen afhankelijk van de hoge-zijdehoek of rolhoek van het gereedschap rond zijn as ten opzichte van een referentie. Het sturen van het gereedschap wordt bestuurd door het variëren van de gereedschap fronthoek, in het algemeen onder controle van een bedieningspersoon, in afhankelijkheid van door middel van magnetische of gravitatiedetectoren op het gereedschap uitgevoerde metingen, die een indicatie zijn van de boorrichting ten opzichte van het aardmagnetische veld en de stand van het gereedschap. Voorbeelden van dergelijke magnetische stuurgereedschappen zijn vervat in het Britse octrooi 1342475 en het ü.S. octrooi 3791043.

In de nabijheid van een kruisende rivier zijn er echter vele bronnen van magnetische interferentie, zoals ondergrondse pijpen, hetgeen zal leiden tot misleidende magnetische metingen, die resulteren in onnauwkeurige bepaling van de azimuthhoek en een onnauwkeurige sturing van het gereedschap. Bovendien dienen de magnetische en gravitatiedetectoren zich dichtbij de boorkop te bevinden voor het vaststellen van de vereiste richting (azimuth en inclinatie) besturing en de magnetische metingen zullen daardoor beïnvloed worden door het magnetische materiaal van de boorkop. Bovendien heeft de praktijk uitgewezen dat, wanneer de te boren doorgang dichtbij een bepaald trefpunt dient uit te komen, het essentieel is dat het mogelijk is om nauwkeurig de actuele positie van het gereedschap te bepalen en nauwkeurig de vereiste richting (azimuth en inclinatie) naar het trefpunt te programmeren tijdens het boren.

Het is bekend uit het U.S. octrooi 4.710.708 om de positie van een probe, waarin een speciale ontvanger opgenomen is, te volgen door gébruik te maken van de ontvanger voor het detecteren van het door een op afstand geplaatste zender uitgezonden wisselend magnetisch veld. Het is echter niet mogelijk om een dergelijke techniek toe te passen bij gébruik van bestaande stuurgereedschappen.

Verder is het uit het U.S. octrooi 4.875.014 bekend cm de positie van een magnetisch stuurgereedschap te volgen door het via een magnetische detector van het gereedschap detecteren van een magnetisch veld, dat gegenereerd wordt door een in een geleidende lus lopende stroom, welke lus opgebouwd is uit op het grondoppervlak boven de verwachte baan van het boorgat geplaatste rechte segmenten. Nauwkeurige positionering van dergelijke rechte segmenten kan echter moeilijk blijken te zijn, in het bijzonder op oneffen grond, en kan complexe onderzoektechnieken met zich meebrengen.

Het is een doel van de uitvinding een techniek te verschaffen voor het nauwkeurig geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan met een hoge nauwkeurigheid en zonder de eis van niet-stan-daard detectie- en bewerkingsschakelingen.

Volgens de uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan dicht bij het aardoppervlak, waarbij het gereedschap een magnetische detector bevat en waarbij een zenderlus aan het oppervlak geplaatst is als een referentie voor het gereedschap, gekenmerkt door het in één meetfase doen' stromen van een gelijkstroom in één richting in de lus en het detecteren van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap in de ene meetfase door middel van de magnetische detector, en het in een andere meetfase doen stromen van een gelijkstroom in de tegengestelde richting in de lus en het detecteren van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap in de andere meetfase door middel van de magnetische detector en het sturen van het gereedschap in afhankelijkheid van de resultaten van deze metingen.

De stroom in de lus in één richting zal een magnetisch veld genereren in één richting in aanvulling op het aardmagnetische veld, zoals gedetecteerd door de magnetische detector en de stroom in de lus in de andere richting zal een magnetisch veld genereren in aanvulling op het aardmagnetische veld in de tegengestelde richting, zodat het verschil tussen de in de twee meetfasen uitgevoerde magnetische metingen een indicatie van het magnetische veld als gevolg van de stroom in de lus (waaruit het aardmagnetische veld geëlimineerd is) zal verschaffen. Eenvoudige bewerkingstechnieken kunnen gébruikt worden voor het bepalen van positionele informatie uit de gedetecteerde magnetische veldwaarden.

In deze werkwijze verdient het de voorkeur, dat tenminste een deel van de zenderlus de vorm van een regelmatige kromme heeft. Dit maakt het eenvoudiger de lus op oneffen grond te leggen, dan het geval zou zijn wanneer de lus zou bestaan uit een reeks van rechte segmenten. Als de lus bijvoorbeeld tenminste één deel in de vorm van een boog of een cirkel bevat, zal het dus duidelijk zijn dat het of elk gebogen deel nauwkeurig gepositioneerd kan worden door gébruik van een aan een met het middelpunt van de cirkel corresponderende punt bevestigd geleidingselement. Passenderwijs bevat de lus een halfcirkelvormig deel en een verder, langs de diameter van de halve cirkel liggend rechtlijnig deel.

Andere uitvoeringen van de lus zijn mogelijk binnen de ontvang van de uitvinding. Bijvoorbeeld kan de lus de vorm van een ellips, een cirkel, een parabool of hyperbool of een deel daarvan hébben. Een ellips kan uitgelegd worden cp békende wijze door gébruik te maken van een geleidingselement van een voorafbepaalde lengte, met zijn twee einden bevestigd aan de brandpunten van de ellips.

In een voorkeurswerkwijze, loopt in een verdere meet fase, bij voorkeur uitgevoerd tussen de twee hiervoor genoemde meetfasen, geen stroom in de lus en het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap in deze verdere meetfase wordt gedetecteerd door middel van de magnetische detector.

Verder verdient het de voorkeur, dat het gereedschap een gravi-tatiedetector bevat, die het aardgravitatieveld in de nabijheid van het gereedschap detecteert, en dat gegevens omtrent de gereedschaps-oriëntatie, zoals bijvoorbeeld de hoge-zijdehoek, de hellingshoek en de azimuthhoék, bepaald worden uit door middel van de magnetische detector en de gravitatiedetector in de verdere meetfase uitgevoerde metingen. Deze metingen zullen in het algemeen magnetische en gravita-tieveldcoirponenten langs drie onderling loodrechte assen, waarvan één de gereedschapsas is, bevatten.

Een indicatie van de gereedschapspositie ten opzichte van de lus kan verkregen worden door middel van een berekeningsmethode, gebaseerd op het in verband brengen van de in de ene en de andere meetfase uitgevoerde magnetische metingen met het verwachte magnetische veld in de gereedschapspositie als gevolg van de stroom in de lus door middel van transformatievergelijkingen gebruikmakend van de hoge-zijdehoek, de hellingshoek en de azimuthhoék. Positionele informatie met betrekking tot de actuele positie van het gereedschap en de positie van het tref-doel van het gereedschap kunnen dan gébruikt worden om een gereed-schapsoriënteringssignaal te produceren voor' het sturen van het ge- reedschap.

De uitvinding verschaft ook een inrichting voor het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan dicht bij het oppervlak, waarbij het gereedschap een magnetische detector bevat, de inrichting een zenderlus bevat, die als een referentie voor het gereedschap aan het oppervlak geplaatst wordt, stroom-voedingsmiddelen voor het teweegbrengen van een gelijkstroom in één richting in de lus in één meetfase en voor het teweegbrengen van een gelijkstroom in de andere richting in de lus in een andere meetfase, en besturingsmiddelen voor het detecteren van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap door middel van de magnetische detector in elk van de meet-fasen en voor het sturen van het gereedschap in afhankelijkheid van de resultaten van deze metingen.

De uitvinding zal hieronder aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader toegelicht worden.

Fig. 1 is een diagram, dat een techniek volgens de uitvinding illustreert; fig. 2 is een diagram, dat de practische uitvoering van-een. ontwikkeling van de techniek toont; en fig. 3 is een verder toelichtings diagram.

Een techniek voor het geleiden van een conventioneel stuurge-reedschap, zoals beschreven is in Ü.S. octrooi 3.791.043, langs een ondergrondse baan 5 dichtbij het aardoppervlak, zal nu beschreven worden met verwijzing naar het toelichtingsdiagram van fig. 1. Deze techniek gebruikt een rechthoekige draadlus of rooster 1 van bekende afmetingen, namelijk lengte 21 en breedte 2w, welke lus geplaatst wordt rond of nabij het vereiste uittreepunt 2 als het doel voor het gereedschap, en wordt allereerst beschreven bij wijze van algemene toelichting van de benaderingswijze van de uitvinding, aangezien het gébruik van een rechthoekig rooster het eenvoudigst te beschrijven is.

Het rechthoekige rooster 1 is tenminste in zijn hoekpunten ondersteund door steunpalen (niet-weergegeven), om het rooster 1 in een nagenoeg horizontaal vlak boven het grondoppervlak te brengen. Verder is een d.c. electrische vermogensbron (niet-weergegeven) aangesloten op het rooster 1 door middel van een omschakelaar en de volgende reeks metingen wordt uitgevoerd met intervallen van ongeveer 10 m langs de door het stuurgereedschap gevolgde baan 5 tijdens het boren, welke baan zich van een intreepunt 3 tot het uittreepunt 2 uitstrékt.

Bij elk meetstation wordt het gereedschap stilgezet, zodat me- tingen uitgevoerd kunnen worden door middel van drie-assige fluxpoor-ten en drie-assige versnellingsmeters in drie meetfasen, als volgt: 1. De cmischakelaar wordt in werking gesteld om een gelijkstroom van een voorafbepaalde waarde door het rooster 1 in een door de positie van de amschakelaar in een eerste meetfase bepaalde richting te doen lopen en magnetische veldmetingen worden uitgevoerd langs drie onderling loodrechte gereedschap-vaste assen door middel van de flux-poorten.

2. De amschakelaar wordt dan zodanig gepositioneerd, dat in een tweede meetfase geen stroom loopt door het rooster 1 en magnetische en gravitatieveld metingen worden uitgevoerd langs de drie onderling loodrechte gereedschap-vaste assen door middel van de fluxpoorten en de versnellingsmeters.

3. De amschakelaar wordt daarna zodanig gepositioneerd, dat een gelijkstroom van dezelfde voorafbepaalde waarde door het rooster 1 in de tegengestelde richting loopt in een derde meetfase en magnetische veldmetingen uitgevoerd worden langs de drie onderling loodrechte gereedschap-vaste assen door middel van de fluxpoorten.

Elk van de drie meetfasen vindt slechts eenmaal plaats terwijl het gereedschap in stationaire toestand gehouden wordt op een rneet-plaats en elke meetfase wordt in werking gesteld door het op de-juiste wijze positioneren van de amschakelaar, zodat er drie afzonderlijke stroomniveaus in het rooster 1 optreden in de drie fasen. Verder -zal het duidelijk zijn, dat het achtergrond magnetische veld, dat wil zeggen het aardmagnetische veld, geëlimineerd kan worden door de in de derde meetfase uitgevoerde magnetische veldmetingen af te trekken van de in de eerste meetfase uitgevoerde magnetische veldmetingen, om alleen de als gevolg van de stroom in de lus optredende componenten van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap te bepalen. Dit heeft het extra voordeel van het afvlakken van een deel van de ruis in de fluxpoortmetingen en het benadrukken van duidelijke fouten in de metingen. Wanneer er een significant verschil tussen de waarden van de magnetische veldmetingen in de eerste meetfase en de derde meetfase optreedt, kan het noodzakelijk zijn om aanvullende flujpoort-metingen uit te voeren.

De positie van het gereedschap op de meetplaats kan bepaald worden door middel van een techniek, die de door de fluxpoorten uitgevoerde magnetische metingen, en in het bijzonder de uitlezingen als gevolg van de stroom in de lus (waaruit de invloed van het aardmagne- tische veld geëlimineerd is), in verband brengt met de berekende waarden van het magnetische veld op de meetplaats als gevolg van de uit de roosterafmetingen, de stroomwaarde en de positie van de meetplaats ten opzichte van het rooster bepaalde stroom in de lus. Dit wordt gedaan door het omzetten van de aan gereedschap-vaste assen gerelateerde magnetische velduitlezingen in aan rooster-vaste assen gerelateerde waarden door middel van ontbinding via de hoge zijdéhoek J, de hellings-hoek Θ en de azirrtuthhoek Θ, d.w.z. de hoeken waarover de gereedschap-vaste assen roteren naar de rooster-vaste assen, zoals bijvoorbeeld beschreven in het G.B. octrooi 1.578.053. De hoge-zijde-, helling- en azimuthhoeken worden op bekende wijze bepaald uit de in de tweede meetfase uitgevoerde magnetische veld en gravitatieveldmetingen, zoals bijvoorbeeld beschreven in het U.S. octrooi 3.791.043. Elke fout in deze hoeken zal resulteren in een corresponderende fout in de uiteindelijke berekende gereedschapspositie.

De uiteindelijke gereedschapspositie op de meetplaats wordt berekend uit de magnetische uitlezingen omgezet naar rooster-vaste assen door middel van een itérât iemethode, welke methode een beginschatting van de gereedschapspositie vereist, zoals hieronder in detail beschreven wordt met verwijzing naar de mathematische grondslag van de methode.

Omzetting van magnetische uitlezingen naar rooster-vaste assen

De magnetische uitlezingen als gevolg van de stroom in de lus langs de gereedschap-vaste assen (xt, yt, zt) kunnen getransformeerd worden naar de rooster-vaste assen (xg, yg, zg), waarbij de zg-as loodrecht staat op het xg, yg roostervlak van fig. 1, door gebruik te maken van de volgende vergelijkingen: bjjg = bjjj-. (sinYcosGcos^t-cosTsin^i) - byt· (sinYcos9sin|-cosYcos|) + b^.sinysinö ... (1) byg = bjct* (cosYcosecos|-sinysinf ) - byt-. (cosy cos9sin|+sinY cosijj) + b^. cos Y sine ... (2) bZg = bxj-.sinecosijj + by^.sinesinf + b^.cose ... (3) waarin: y = Yt - "Yg, bjjj-, by^, bz-(- de magnetische uitlezingen langs de gereedschap-vaste assen zijn als gevolg van het effect van de stroom in de lus, bxg, byg, bZg dezelfde magnetische uitlezingen getransformeerd naar de rooster-vaste assen zijn, γ t is de gereedschap-azimuth, Y g is de rooster-azimuth,

In deze vergelijkingen wordt ervan uitgegaan, dat de lus zich in het horizontale vlak bevindt. Roosterassen voor een lus in een hellend vlak worden bepaald door extra ontbindingen via de lushelling.

Berekinq van de gereedschaospositie

De richting en waarde van het magnetische veld als gevolg van de stroom in de lus is een functie van de gereedschapspositie (x, y, z) langs rooster-vaste assen ten opzichte van het midden van het rooster. Verwezen wordt naar fig. 3 en gebruikmakend van de Bio-Savart wet

(3a) waarin μ de relatieve permeabiliteit van de aarde is dl een stroomelement is rQp de afstand van dl tot de meetplaats is Ïqp de eeriheidsvector in de richting QP is wanneer 2w de breedte van het rooster is 21 de lengte van het rooster is I de stroomwaarde en de parameters, a, b, c, d, m^, m.2, m3, m4, 105, mg, m7, m8, μ gedefinieerd worden door de volgende vergelijkingen: a = w + x b = w - x c = 1 + y d = 1 - y

waarin alle afstanden uitgedrukt zijn in meters, wordt het magnetische veld (Βχ, By, Bz) qp de meetplaats (x, y, z) met betrekking tot de roosterassen gedefinieerd door de vergelijkingen:

Om de gereedschapspositie te kunnen bepalen dienen bovenstaande vergelijkingen opgelost te worden voor x, y en z.

Aangezien deze vergelijkingen niet-lineair zijn dient een iteratie methode toegepast te worden. Een dergelijke methode is gebaseerd op de tot drie variabelen uitgebreide Taylor reeks:

Door middel van deze methode

(7) (8) (9) waarin Βχ, By, Bz verkregen worden door het substitueren van (x, y, z) in vergelijking (4), (5) and (6).

Deze vergelijkingen worden iteratief opgelost voor (<$ x, 5y, <5 z) totdat de waarden van (x, y, z) convergeren (dat wil zeggen & x, £ y, £ z) —> 0) gebruikmakend van een standaardmethode voor het oplossen van lineaire vergelijkingen.

Door gébruik te maken van deze iteratietechniék convergeert de oplossing in het algemeen snel, dat wil zeggen binnen vier tot acht iteraties.

De totale differentiële matrix wordt verkregen door middel van het differentiëren van vergelijkingen (4), (5) en (6) met betrekking tot X, y en z. Dit kan ofwel numeriek of analytisch gedaan worden. Numerieke differentatie, kan gevoelig zijn voor onnauwkeurigheden, aangezien het in het algemeen deling door een klein getal met zich meebrengt. Het analytisch differentiëren van de vergelijkingen is niet zo complex als het in eerste instantie zou lijken, aangezien de vergelijkingen allen fundamenteel van gelijke vorm zijn, dat wil zeggen

Een beginonderzoek van de twee methoden van differentiatie produceerde echter geen significante verschillen tussen de twee technieken.

De berekende waarden voor x, y, z zijn gebaseerd op het midden van het rooster. Afstanden vanaf het intreepunt 3 kunnen ook bepaald worden, mits de roosterpositie ten opzichte van het intreepunt 3 bekend is.

Fig. 2 toont een practische uitvoering van de techniek voor het boren van een ondergrondse doorgang 6 onder een rivier 7 vanaf een intreepunt 8 tot een uittreepunt 9. In deze techniek is een eerste horizontaal halfcirkelvormig rooster 10 gepositioneerd aan de intree-zijde van de rivier 7 tussen het intreepunt 8 en de rivier 7, met zijn longitudinale as 11 gericht naar het doel. Verder is een tweede horizontaal halfcirkelvormig rooster 12 geplaatst aan de uittreezijde van de rivier 7 tussen de rivier 7 en het uittreepunt 9, met zijn longitudinale as 13 gericht naar het uittreepunt 9. Desgewenst kunnen twee of meer roosters verschaft worden aan beide zijden van de rivier op intervallen langs de verwachte baan van de ondergrondse doorgang. Elk rooster 10, 12 is voorzien van een bijbehorende gelijkstroamvoeding 14, 15 en een bijbehorende amschakelaar 16, 17. In deze techniek wordt het magnetische stuurgereedschap geleid langs de verwachte baan van de ondergrondse doorgang vanaf het intreepunt 8 naar een doel in de nabijheid van het verwachte uittreepunt 9 door middel van het stilzetten van het gereedschap elke 10 meter en het uitvoeren van de hierboven beschreven metingen op elke meetplaats. Voor elke reeks van drie meet-fasen op een bepaalde meetplaats worden de geschikte stromen opgewekt om in het juiste rooster 10 of 12 te stromen. Wanneer dus het gedeelte van de doorgang aan de intreezijde van de rivier 7 geboord wordt, wor den de stromen opgewekt csm in het rooster 10 te lopen, terwijl bij het boren van het gedeelte van de doorgang aan de uittreezijde van de rivier 7 de stromen opgewekt worden can in het rooster 12 te Iepen.

Elke reeks van metingen kan in het algemeen toegepast worden op de reeds beschreven wijze voor het bepalen van een aangepaste positie voor het gereedschap en deze positie kan gébruikt worden door de boor-opziener can de gereedschapskop te besturen volgens de boorrichting, bepaald door de actuele gereedschapspositie ten opzichte van het bestemde doel.

Echter zullen in elk geval de relevante vergelijkingen voor het bepalen van de gereedschapspositie (x, y, z) verschillen cm de halfcirkelvormige vorm van het relevante rooster in rekening te brengen, in tegenstelling tot de eerder beschreven rechthoekige vorm.

Gebruikmakend van vergelijking (3a), kan het magnetische veld in de positie P (x, y, z) berekend worden uit

In een andere uitvoering heeft het of elk rooster de vorm van een ellips, in welk geval het magnetische veld in de positie P berekend kan worden uit

waarin E de ellips aanduidt met halve assen a en b, en waarin

De bovenbeschreven technieken verschaffen een nauwkeurige bepaling van de gereedschapspositie met overeenkomstige fijne besturing van de gereedschapsoriëntatie en -sturing door gébruik te maken van conventionele magnetische stuurgereedschappen, waarbij het detectie- circuit behuisd is in een korte niet-magnetische boorstang dicht bij de boorkop. Bovendien kan een dergelijke bepaling van de gereedschaps-positie zelfs uitgevoerd worden wanneer het gereedschap buiten de projectie van het oppervlak van de lus op het vlak van het gereedschap ligt.

Het kan in bepaalde omstandigheden ook voordelig zijn om de hierboven met verwijzing naar de tekeningen beschreven technieken te wijzigen. Aldus kan in plaats van het aan de zenderlus leveren van een nagenoeg constante gelijkstroom, een stroom geleverd worden, die op een voorafbepaalde wijze varieert in de tijd, ofwel cyclisch of op een constant toenemende of afnemende wijze. Wanneer een wisselstroom geleverd wordt aan de lus, bestaat er niet de noodzaak om de stroom in tegengestelde richtingen in twee afzonderlijke meetfasen te leveren door middel van de werking van een cmschakelaar.

De werkwijze van de uitvinding maakt het mogelijk een grote verscheidenheid van krammen belichamende vormen te gebruiken als zender-lussen op voorwaarde dat door toepassing van een reeks van eenvoudige lineaire metingen het mogelijk is om een de kromme definiërende vergelijking te berekenen. Dit kan eenvoudig uitgevoerd worden in een veld-systeem gebruikmakend van berékeningstechnieken en is kostprijs effectiever dan langdurige traditionele onderzoeksmethoden. De techniek maakt een snelle berekening van de x, y en z coördinaten mogelijk, terwijl het een cross-check mogelijk maakt met de door middel van conventionele technieken gemeten boorkopdiepte.

In de techniek volgens de uitvinding behoeft de zenderlus niet geplaatst te worden in een horizontaal vlak, aangezien een aanvang-instelprocedure gébruikt wordt met het gereedschap gepositioneerd aan het oppervlak binnen of boven de lus om de rolhoek en inclinatie van de lus, alsmede de giering ten opzichte van het magnetische noorden te bepalen. Met het gereedschap aanvankelijk gepositioneerd in het midden van de lus op een bekende afstand van het vlak van de lus, worden magnetische uitlezingen als gevolg van de stroom in de lus uitgevoerd op de reeds beschreven wijze en de schaalfactor, die het gemeten magnetische veld als gevolg van de lusstroam relateert aan het verwachte magnetische veld, wordt bepaald uit de bekende gereedschapspositie. Het gereedschap wordt daarna gepositioneerd in twee of meer bekende posities binnen of boven de lus en verdere magnetische uitlezingen worden uitgevoerd, die, door toepassing van de de gereedschapspositie aan de gemeten uitlezingen relaterende vergelijkingen, gébruikt kunnen worden cm de inclinatie en rolhoek van de lus te bepalen in een iteratiepro-ces. De giering van de lus kan bepaald worden door het uitlijnen van het gereedschap evenwijdig aan het vlak van de lus en langs de centrale as van de lus en het wederom relateren van de magnetische uitlezin-gen aan de bekende gereedschapspositie voor vier op gelijke hoekaf-standen van elkaar gelegen rolhoekposities van het gereedschap. Er is geen directe meting van de stroom in de lus noodzakelijk.

Claims

1. Werkwijze voor het geleiden van een gereedschap" langs een ondergrondse baan dicht bij het aardoppervlak, waarbij, het gereedschap een magnetische detector bevat en waarbij een zenderlus (10, 12) aan het oppervlak geplaatst is als een referentie voor het gereedschap, gekenmerkt door het in één meetfase doen stromen van een gelijkstroom in één richting in de lus (10, 12) en het detecteren van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap in de ene meetfase door middel van de magnetische detector, en het in een andere meetfase doen stromen van een gelijkstroom in de tegengestelde richting in de lus (10, 12) en het detecteren van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap in de andere meetfase door middel van de magnetische detector en het sturen van het gereedschap in afhankelijkheid van de resultaten van deze metingen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zenderlus (10, 12) tenminste één deel bevat in de vorm van een kromme.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de zenderlus (10, 12) een deel bevat nagenoeg in de vorm van een halve cirkel en een verder langs een diameter van de halve cirkel liggend rechtlijnig deel.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de zenderlus (10, 12) een deel bevat nagenoeg in de vorm van een ellips.

5. Werkwijze volgens elk der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in een verdere meetfase geen stroom loopt in de lus (10, 12) en het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap in de verdere meetfase gedetecteerd wordt door middel van de magnetische detector.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de verdere meetfase ligt tussen de ene en de andere meetfase.

7. Werkwijze volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat het gereedschap een gravitatiedetector bevat, die het aardgravitatieveld in de nabijheid van het gereedschap detecteert, en waarin gereedschap oriëntatiegegevens uit de door de magnetische detector en de gravitatiedetector in de verdere meetfase uitgevoerde metingen bepaald worden.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat een indicatie van de gereedschapspositie ten opzichte van de lus (10, 12) verkregen wordt door een berekening gebaseerd op het relateren van de in de ene en de: andere meetfase uitgevoerde magnetische metingen aan het verwachte magnetische veld in de gereedschapspositie als gevolg van de stroom in de lus door middel van transfomatievergelijkingen gebruikmakend van gereedschap oriëntatie gegevens, zoals de hoge-zijdehoek.

9. Werkwijze volgens elk der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat positionele informatie met betrekking tot de actuele positie van het gereedschap en de doelpositie van het gereedschap gébruikt wordt voor het produceren van een gereedschap-oriëntatiesignaal voor het sturen van het gereedschap.

10. Inrichting voor het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan dicht bij het oppervlak, waarbij het gereedschap een magnetische detector bevat, de inrichting een zenderlus (10, 12) bevat, cm gepositioneerd te worden als een referentie voor het gereedschap aan het oppervlak, met het kenmerk, dat de inrichting verder strocmvoedingsmiddelen bevat voor het doen lopen van een gelijkstroom in één richting in de lus (10, 12) in één meetfase en voor het doen lopen van een gelijkstroom in de andere richting in de lus (10, 12) in een andere meetfase, en stuurmiddelen voor het detecteren van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap door middel van de magnetische detector in elk van de meetfasen en voor het sturen van het gereedschap in afhankelijkheid van de resultaten van deze metingen.