NO169624B - Induksjonsloggesonde - Google Patents

Abstract

Induksjonsloggesonde omfattende sender- og mottagerspoler montert på en understøttelse og aksialt adskilt fra hverandre. Understøttelsen er laget av ledende materiale og omfatter minst en første langsgående del for montering av spolene og andre langsgående deler på hver side av den første del. I det minste den første del har en hovedsakelig kontinuerlig og aksesymmetrisk ytre overflate for å lette strømningen av eddy-strømmer rundt overflaten, hvorved det elektriske felt på overflaten blir hovedsakelig kansellert.

Description

Den foreligqende oppfinnelse vedrører brønnloggeanordninger for undersøkelse av egenskapene ved undergrunnsformasjoner som gjennomtrenges av et borehull, og mer spesielt en induksjonsloggesonde.

En induksjonsloggeanordning omfatter hovedsakelig en senderspole og en mottagerspole montert på en understøttelse og aksialt adskilt fra hverandre i borehullets retning. Senderspolen blir energisert av en vekselstrøm ved en frekvens som typisk er 20 kHz og genererer et magnetisk felt som i de omgivende formasjoner induserer virvelstrømmer som flyter koaksialt med borehullet og hvis intensitet er proporsjonal med formasjonens konduktivitet. Det felt som genereres av disse strømmene induserer en elektromotorisk kraft i mottagerspolen- Ved passende behandling av signalet fra mottagerspolen oppnås en måling av formasjonens konduktivitet.

I konvensjonelle induksjonsloggesonder er spolenes under-støttelse i form av en rørformet kjerne av ikke-ledende materiale, slik som epoxy-harpiks forsterket med fiberglass (se f.eks. U.S. patentene nr. 3.179.879, 3.147.429 og 3.706.025). Oppfatningen har alltid vært den at på grunn av det meget lave nivået til signalet fra mottagerspolen, er det kritisk å minimalisere ethvert nærvær av ledende materiale i nærheten av spolene for å unngå at falske strømmer flyter nær spolene og skaper en falsk komponent ("sondefeil"), se f.eks. publikasjonen S.P.E. 12 167 (Society of Petroleum Engineers) "The Electromagnetic Wave Resi-stivity MWD Tool" av P.F. Rodney m.fl., som ble presentert ved The 58th Annual Technical Conference and Exhibition, San Fran-cisco, 5.-8. oktober 1983, side 1, venstre spalte, annet avsnitt. En opplagt ulempe ved å bruke understøttelser av kunstharpiks,

er at de er meget skjøre i bruk og blant de forskjellige typer loggeanordninger, blir induksjonssondene betraktet som de skjør-este. Siden anordninger for måling under boring dessuten må bygges rundt en hylse av stål (eller et annet materiale med høy styrke) som boreslammet kan sirkulere inne i, har det blitt an-tatt at induksjonssonder ikke kan brukes i forbindelse med måling under boring, som påtenkt i den ovenfor nevnte S.P.E.-publikasjon.

Det skal påpekes at total utelatelse av metalliske deler

nær spolene er umulig fordi elektriske ledere er nødvendige for å energisere senderspolen og føre signalet fra mottagerspolen.

I konvensjonelle induksjonssonder er lederne iform av stive, trykkbestandige flerlags koaksialkabler, disse kablene har koaksiale "metali-lag" som er isolert fra hverandre, idet de indre lag virker som ledere for signaler mens de ytre lag tilveie-bringer den mekaniske styrke og virker som et skjold for lederne. Disse kablene og diskontinuitetene ved forbindelsen med spolene gir i nærvær av senderfeltet opphav til virvelstrømmer som frembringer en feil i utgangssignalene. I tilfelle av formasjoner med lav konduktivitet kan denne feilen være av samme størrelses-orden som det nyttige signal. I tillegg er denne feilen sterkt utsatt for temperaturdrift og dens verdi ved romtemperatur er vesentlig forskjellig fra dens verdi i borehullet hvor tempera-turen kan være over 150°C. Feilen kan videre variere med ut-styrets alder, f.eks. på grunn av aldring av kunstharpiksen og den bøyning som kan påvirke understøttelsen.

I U.S. patent nr. 3.249.858 ble det foreslått å bruke en understøttelse av metall med det formål å øke den mekaniske styrke. Dette patentet lærer at for å minimalisere genereringen av falske strømmer i den metalliske understøttelse, bør denne omfatte en diametral sliss som trekker seg over hovedsakelig hele lengden av understøttelsen. Patentet antyder også at spolene bør lages av sirkulære vindinger som er forbundet med hverandre ved hjelp av lineære ledende segmenter hvis midtpunkt-er er lokalisert i slissens diametrale plan. Det skal imidlertid bemerkes at forbedringen av den mekaniske styrke er be-grenset av den slissen som strekker seg tvers over understøttel-sen og også at de problemer som oppstår på grunn av de elektriske ledere, ikke er omtalt.

Fra US Patent nr. 3,3 05,771 og 3,408,561 er kjent utstyr for induktiv logging som omfatter metallunderstøttelser med kontinuerlige og aksesymmetriske ytre overflater. I disse utstyrene benyttes imidlertid korroidale spoler. Fra US patent 3,417,325 er kjent en induktiv kaliper med understøttelse som er påmontert aksiale spoler. Imidlertid er denne kaliper innrettet for å måle foringstykkelse, ikke egenskaper ved selve undergrunnsformasjonene.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en induksjonsloggesonde som har en utmerket mekanisk styrke og robusthet.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en induksjonsloggesonde som oppviser en lav, stabil og forutsibar sondefeil.

Enda et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en induksjonsloggesonde i hvilken bruken av flerlags koaksialkabler for forbindelsene til og fra spolene, blir unngått.

Ytterligere et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en induksjonsloggesonde som kan innsettes i en kombinasjon av loggeapparater ved enhver posisjon innenfor kombinasjonen.

Nok et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en induksjonsloggesonde egnet for måling under boring.

Oppfinnelsen defineres i sin mest generelle form i det vedføyde patentkrav 1. I hovedsak er det således tilveiebrakt en induksjonsloggesonde omfattende en langstrakt understøttelse av elektrisk ledende metall med hovedsakelig sylindrisk form, minst én solenoid-formet senderspole og minst én solenoid-formet mottagerspole anordnet koaksialt og adskilt i forhold til under-støttelsen. Senderspolen arbeider ved en slik frekvens at den frembringer et elektromagnetisk felt hovedsakelig fritt for dé elektriske virkninger, idet et passende frekvensområde er mellom omkring 10 og 400 kHz med en foretrukket nedre grense for frekvensområdet omkring 20 kHz og en foretrukket øvre grense er omkring 200 kHz. Understøttelsen har i det minste ved de partier som ligger i nærheten av spolene, en hovedsakelig kontinuerlig, fortrinnsvis aksesymmetrisk ytre overflate for å lette strømmen av virvelstrømmer sirkulært omkring overflaten.

Understøttelsen omfatter fortrinnsvis en ytre hylse laget av et metall med høy elektrisk konduktivitet, slik som kobber, og en indre kjerne av et materiale med mindre konduktivitet, men med høyere styrke, slik som rustfritt stål.

Oppfinnelsen kan lett forstås ved å lese den følgende be-skrivelse under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor: Figur 1 skjematisk viser en utførelsesform av en induksjonsloggesonde i samsvar med oppfinnelsen og det overflateutstyr som er forbundet med den; Figur 2 er en forstørret detalj skisse av en spole-enhet i apparatet på figur 1 i en første utførelsesform; Figur 3 illustrerer en modifisert utførslsesform av spole-enheten; Figur 4 viser en induksjonsloggesonde i henhold til oppfinnelsen tilpasset for måling under boring; Figur 5 viser en foretrukket utførelsesform av induksjonsloggesonden i et delvis langsgående snitt; og

Figur 6 er et snitt langs linjen V-V på figur 5.

Figur 1 viser en induksjonsloggesonde 10 for undersøkelse

av de geologiske formasjonene 11 som gjennomtrenges av et borehull 12. Borehullet er fylt med boreslam 13. Apparatet henger i en flerlederkabel 14 som går over en skive 15 og blir viklet på en vinsj 16 som er en del av overflateutstyret forbundet med loggesonden nede i hullet. Overflateutstyret forsyner apparatet 10 nede i hullet med elektrisk kraft og signaler for styring av dets drift og mottar målesignaler fra apparatet 10 via kabelen 14. Overflateutstyret omfatter en anordning 17 for behandling og registrering av disse signalene. En sensor 17a for detek-tering av kabelens bevegelse er tilveiebragt. Signalene fra sensoren 17a indikerer apparatets øyeblikkelige dybde og blir matet til behandlingsanordningen for dybdetilpasning av måle-signalene.

Apparatet 10 nede i hullet omfatter en elektronisk modul 18 som er koblet til kabelen 14 gjennom kabelhodet 19. Modulen 18 omfatter en telemetri-modul 20 som omformer signalene fra overflateutstyret som frembringes av apparatet nede i borehullet,

til et format egnet for overføring over kabelen.

Apparatet 10 nede i borehullet omfatter også en langstrakt understøttelse 30 hvis øvre ende er festet til modulen 18. Under-støttelsen 30 bærår et spolesystem som omfatter en senderspole 31 og en mottagerspole 32 koaksialt med og adskilt fra hverandre i understøttelsens 30 langsgående retning. Senderspolen 31 blir energisert for å frembringe et magnetisk felt som induserer virvelstrømmer i formasjonen, idet disse strømmene flyter koaksialt med understøttelsens akse. Mottagerspolen genererer som reaksjon på det felt som skapes av disse strømmene, et utgangs-signal som er representativt for formasjonens konduktivitet. Senderspolens arbeidsfrekvens er slik at det felt som settes opp i formasjonene, kan klassifiseres som et "kvasistatisk" elektromagnetisk felt. Med andre ord er arbeidsfrekvensen slik at forskyvningsstrømmene er neglisjerbare, idet konduksjons-strømmene er fremherskende. Frekvensen ligger fortrinnsvis mellom omkring 10 og omkring 400 kHz. Over 400 kHz blir for-skyvningsstrømmene signifikante og utgangssignalet ville ikke bare være en funksjon av formasjonens konduktivitet, men også av dens dielektrisitetskonstant, noe som ville være uønsket for formålet med den foreliggende oppfinnelsen. En foretrukket øvre grense av frekvensområdet er omkring 200 kHz. En foretrukket nedre grense av frekvensområdet er omkring 20 kHz.

I den skjematiske skissen på figur 1 er sonden vist å ha bare én senderspole og én mottagerspole, men det er klart at hvert spolesystem kan omfatte fler enn to spoler, f.eks. én eller flere sendere, flere mottagerspoler og motkoblingsspoler som hver er tilordnet mottagerspolene for å kansellere virkningen av direkte kobling mellom senderspolen og mottagerspolene. Sonden kan videre omfatte flere spolesystemer fordelt over dens lengde.

Understøttelsen 30 har en generelt rørformet form og er laget av et metall, fortrinnsvis et ikke-magnetisk metall med en utmerket elektrisk konduktivitet. Egnede materialer omfatter kobber og kobberlegeringer, og rustfritt stål.

Understøttelsen omfatter sylindriske langsgående partier 33 hvis ytre vegg 34 er i kontakt med utsiden, dvs. med boreslammet, og sylindriske langsgående partier 35 med en ytre diameter mindre enn partiene 33. Partiene eller delene 35 danner således fordypninger 3 5a for mottagelse av spolene 31 og 32 som er koaksiale med og elektrisk isolert fra de respektive partier 35. Den utførelsesform som er vist på figur 1, omfatter en slik fordypning for hver spole, men man vil forstå at et parti 35 likeså godt kan romme et helt spolesystem, dvs. en fordypning 35a kan oppta en rekke aksialt adskilte spoler. De mellomliggende partier 33 har fortrinnsvis en indre diameter som er større enn den for partiene 3 5 og danner indre rom 36, og i den utførelses-form som er vist på figur 1, er partiene 33 og 35 forbundet ved hjelp av tverrpartier 37. Veggene i partiene 33 har en til-strekkelig tykkelse til å motstå borehullsfluidets hydrostatiske trykk.

Respektive ledere 38 som er lagt inne i understøttelsen, forbinder spolene 31 og 32 til den elektroniske modulen 18.

Siden understøttelsen i partiene ved siden av spolene er laget av et godt ledende materiale og har en kontinuerlig aksesymmetrisk ytre overflate, er den nesten ekvivalent med en perfekt leder. Dette begunstiger genereringen av virvelstrømmer

i nærvær av det elektromgnetiske felt som frembringes av senderspolen, hvilke strømmer flyter rundt overflaten av understøttel-sen. Som et resultat blir det tangensiale elektriske felt tvunget til null ved understøttelsens overflate og ikke noe elektromagnetisk felt blir generert i det lukkede rom som avgrenses av understøttelsens indre. Understøttelsen utgjør derfor en meget effektiv elektromagnetisk skjerm. F.eks. med en arbeidsfrekvens på 20 kHz og en konduktivitet på 5,8 x 10^ S/m (kobber), representerer en tykkelse på 5 mm 10 skinndybder.

Den falske virkningen av direkte koblinger mellom lederne og spolene blir således eliminert og det er mulig å bruke enkle ledningstråder istedenfor de vanlig brukte flerlags koaksial-kablene.

Siden dessuten det tangensiale elektriske felt i det vesent lige er kansellert ved overflaten av understøttelsen, er den sondefeilen som tilveiebringes av de virvelstrømmer som flyter omkring understøttelsen, lav. Man har funnet at sondefeilen med en perfekt aksesymmetrisk metallisk understøttelse er en avtag-ende funksjon av den elektriske konduktiviteten til materialet i understøttelsen og av frekvensen. Det matematiske uttrykk for denne variasjonen er

hvor E står for sondefeilen, p for konduktiviteten, f for frekvensen og k er en koeffisient. Sondefeilen blir følgelig minimalisert hvis et metall med høy konduktivitet blir brukt. En typisk verdi for understøttelsens sondefeil, målt i luft, er 2 millisiemens som er av samme størrelsesorden som det utgangs-signal som oppnås i tilfelle av de mest resistive formasjoner. En meget betydelig fordel med oppfinnelsen er i tillegg at denne sondefeilen viser en meget lav temperaturdrift og kan forut-sies meget godt. Det er således lett å korrigere utgangssignalet for virkningen av metallunderstøttelsen ved å subtrahere den veldefinerte sondefeil fra utgangssignalet.

Det faktum at spolene er montert rundt metalliske partier virker til å redusere det tverrsnittsareal som er tilgjengelig for den magnetiske fluks som utsendes av spole 31 og mottas av spolen 32, idet overflatearealet er avhengig av avstanden mellom spolane og den ytre overflaten av partiene 35. Dette medfører en reduksjon i målingens følsomhet, men denne reduksjon kan lett kompenseres for ved en passende konstruksjon av spolene, dvs. antall vindinger i spolene blir øket i forhold til det konvensjonelle arrangement med en ikke-ledende understøttelse.

Det skal bemerkes at den aksiale avstand e mellom endene av en spole og de tilstøtende veggene i tverrpartiene 37 fortrinnsvis blir holdt over en forutbestemt verdi. Sondens vertikale respons målt langs sondens ytre overflate, viser skarpe topper overfor spolene, idet toppenes gjennomsnittsbredder er lik omkring 1 diameter av den respektive spole. For å unngå enhver betydelig endring av sonderasponsen, blir avstanden mellom endene av spolene og de tilstøtende tverrpartier valgt lik minst én diameter av den respektive spola. Hvis flere spoler er opptatt inne i en fordypning 3 5a, så bør avstanden mellom hvert tverr-parti og enden av den spole som befinner seg nærmest dette tverrpartiet, være minst lik omkring 1 diameter av vedkommende spole. Med andre ord må det sylindriske parti av understøttelsen som opptar en enkelt spole eller et helt spolesystem ha en aksial dimensjon som overstiger spolens aksiale dimensjon (henholdsvis spolesystemets aksiale dimensjon) på hver side av spolen (henholdsvis av spolesystemet) med minst omkring 1 diameter av spolen (henholdsvis en diameter av spolesystemets endespoler).

I betraktning av det foregående er en understøttelse med

en perfekt aksesymmetrisk og kontinuerlig ytre overflate i de partier som befinner seg ved spolene, det optimale, men konstruk-sjoner som avviker svakt fra dette optimale, er innenfor opp-finnelsens ramme forutsatt at strømmen av virvelstrømmer rundt understøttelsen ikke påvirkes i vesentlig grad. F.eks. et tverrsnitt hovedsakelig lik men forskjellig fra et sirkulært tverrsnitt, f.eks. polygoner, kan brukes. Også små hull anordnet gjennom understøttelsen, f.eks. for føring av ledere til spolene, vil ikke i vesentlig grad endre strømningen av virvelstrømmer. Derimot vil langsgående slisser gjennom understøttelsen motvirke strømmen av virvelstrømmer og virke ødeleggende på understøttel-sens skjermende virkning.

En ytterligere fordel med metallunderstøttelsen er at den forsyner sonden med en forbedret mekanisk styrke og robusthet,

og partiene 33 i understøttelsen er trykkbestandige i seg selv.

Rommene 36 som avgrenses inne i partiene 33, kan fortrinnsvis benyttes til å romme noen av sondens elektriske kretser. I dette tilfelle vil det istedenfor å gruppere alle kretsene i modulen 18 som vist på figur 1, være en transmisjonsblokk forbundet med senderspolen 31 og anordnet i et rom 3 6 i nærheten av denne spolen, og en mottagerblokk forbundet med utgangen av mottagerspolen og likeledes montert i et rom 36 i nærheten av mottagerspolen.

Det skal også bemerkes at på grunn av understøttelsens 30 mekaniske styrke og muligheten for å føre ledningstråder inne i understøttelsen, kan den ovenfor beskrevne induksjonssonde kombi-neres med én (eller flere) loggeanordninger av forskjellig type (soniske, nukleære) som er festet til den nedre ende av induksjonssonden. En slik anordning er vist med prikkede linjer på figur 1 med henvisningstall 40. De ledere som forbinder dette apparatet med telemetrimodulen 20 via det indre rom i understøt-telsen 30, er også vist med prikkede linjer med henvisningstall 41. Induksjonssonden ifølge oppfinnelsen kan således innsettes på ethvert sted i en kombinasjon av loggesonder, mens de konvensjonelle induksjonssonder med en ikke-metallisk understøttelse bare kan plasseres ved bunnen av kombinasjonen.

Figur 2 viser mer detaljert en egnet utførelsesform av spolen 31 og 32. Hver spole er i form av en spole-enhet 50. Spole-enheten er isolert fra understøttelsens parti 35 ved hjelp av en isolerende hylse 51, f.eks av keramikk. Hylsen 51 er festet til partiet 35 ved hjelp av f.eks. en tapp 52. Hylsen 51 bærer flere ringer 53, og flere ringer 54 som er skrudd til de respektive ender av den rørformede del 51 på begge sider av spole-enheten for å holde denne i stilling.

Spole-enheten omfatter en spoleform laget av to hovedsakelig ringformede bæredeler 56, 57 av isolerende materiale, f.eks. keramikk, som sammen har et rektangulært tverrsnitt og avgrenser et ringformet indre rom 58. Rommet 58 mottar spolens vindinger 60, hvilke vindinger er anordnet koaksialt med understøttelsens 3 0 akse. En rekke ledende tråder 61 er viklet omkring bære-delene 56, 57 på en toroidal måte. Hver tråd er kuttet for å forhindre dem fra å danne en lukket sløyfe og alle trådene er koblet til en jordingsring, ikke vist, og er således på det samme jordpotensial. Trådene 61 utgjør en elektrostatisk skjerm som forhindrer enhver elektrostatisk kobling av den respektive spole med den andre spolen eller spolene eller med boreslammet. Dette arrangementet er beskrevet mer detaljert i en U.S. patent-søknad med nr. 551.239.

En væsketett hylse 62 av ikke-ledende materiale, f.eks. av fiberglass-forsterket epoxy, er montert omkring spole-enheten for å beskytte spole-enheten fra kontakt med slammet, med trykk-tetninger 62a ved begge ender. Ringene 53, 54 bærer hylsen 62 på dens indre overflate for å tillate den å motstå trykket fra slammet. Hull slik som 63 er anordnet i understøttelsens del 37 for føring av elektriske ledere som er koblet til spolen.

I det ovenfor nevnte tilfelle med flere spoler montert på samme parti 35, vil det være anordnet ytterligere ringer maken til ringene 53 i rommene mellom spolene for å holde disse i stilling og understøtte hylsen 62 som lukker fordypningen 35a mellom spolene.

Figur 2 viser videre partiene 35 og 33 som spesielle deler, med gjenger 64 ved begge ender av partiene 35 for å feste dem til tverrpartiene 37, og understøttelsen blir sammensatt etter at spole-enhetene er blitt montert på partiene 35.

Med hensyn til materialet i en understøttelse skal det også bemerkes at partiene 3 3 og 3 5 kan være laget av forskjellige materialer, f.eks. rustfritt stål i partiene 33 og kobber eller kobberlegeringer i partiene 35.

En modifisert utførelsesform er vist på figur 3. Spolen 70 er innesluttet i en spoleform 71 maken til den som utgjøres av delene 56, 57 på figur 2. Spolen er elektrostatisk skjermet ved hjelp av et slisset sylindrisk organ 72 laget av ledende materiale, med isolerende materiale til å fylle slissene 73. Som i den ovenfor beskrevne utførelsesform blir spoleformen holdt i stilling ved hjelp av ringer som er skrudd til en rørformet del, hvilke ringer også er i kontakt med den indre veggen i det slis-sede organ for å understøtte det mot trykket i borehullsfluidet.

En modifikasjon av de ovenfor nevnte utførelsesformer ville være å sette det indre av fordypningene som rommer spole-enhetene under det samme trykk som borehullsfluidet. Trykkledninger kan føres inne i understøttelsen 30 for å forbinde disse fordyp-

ningene med en konvensjonell trykk-kompenserende anordning.

I det tilfelle vil det være anordnet fluidumtette elektriske gjennomføringer for å tilveiebringe de elektriske forbindelser gjennom fordypningenes vegg.

Figur 4 viser en induksjonssonde i samsvar med oppfinnelsen anordnet for måling under boring.

Sonden 80 er anordnet over borkrone-enheten 82. Under-støttelsen for spolene utgjøres av en seksjon av vektrøret 83,

et rørformet organ av stål som vanligvis er forbundet med den nedre ende av borestrengen og over borkronen. Boreslammet blir sirkulert under boreoperasjonen gjennom den sentrale boring 84

i vektrøret. Vektrøret har en større tykkelse for å påføre borkronen en egnet vekt for boreformål.

Figur 4 viser bare to spoler, en senderspole 85 og en mottagerspole 86, men man vil forstå at en motkoblingsspole, ikke vist, er anordnet i forbindelse med mottagerspolen som forklart ovenfor, og sonden kan omfatte flere spoleoppstillinger med forskjellige avtander fra senderspolen. Alle disse spolene vil være anordnet på samme måte som spolene 85 og 86.

Vektrørseksjonen 83 har partier med redusert ytre diameter som avgrenser sirkulære fordypninger 87 i hvilke spolene blir opptatt, idet hver spole er innstøpt i en hylse 88 av gummi e.l. materiale som fyller fordypningen. Gummifyllingen er slik at den ytre overflate av hylsen 88 hovedsakelig er i flukt med den sylindriske ytre overflate av partiene 89 av vektrørseksjonen 83 som er eksponert for borehullsfluider. Hver fordypning 87 har et sentralt sylindrisk parti 90 med ytre diameter D, som er mindre enn den ytre diameter av partiene 89, idet den respektive spole er montert omkring det sentrale parti, og partier 91 med form av avkortede kjegler som forbinder det sentrale parti 90

med partiene 89 i vektrøret. Den aksiale dimensjon av partiene med form av avkortede kjegler er fortrinnsvis lik omkring 1 diameter av den respektive spole.

Signaler som tilføres senderspolen og blir mottatt fra mottagerspolene føres ved hjelp av ledere, ikke vist, som fortrinnsvis er ført i langsgående riller dannet på vektrørets ytre overflate og er fylt med et egnet isolerende og beskyttende materiale. Disse lederne er forbundet med en elektronisk modul, ikke vist, som er anordnet inne i vektrøret ved toppen av induksjonssonden.

I en foretrukket utførelsesform er et lag 92 av kobber eller et annet meget godt ledende materiale anordnet i det minste på den sentrale del 90 av hver fordypning for å tilveiebringe en overflate med høy konduktivitet i nærheten av spolene, idet vektrørseksjonen 83 ellers er av stål som nevnt ovenfor.

Figur 5 viser i delvis snitt, en foretrukket utførelses-form av induksjonssonden ifølge oppfinnelsen.

I utførelsesformen på figur 5 er det vist en senderspole-enhet ved 100 og en rekke grupper med solenoidspoler er tilveiebragt, idet hver spolegruppe omfatter en mottagerspole og en motkoblingsspole konstruert og anbragt for å kansellere virkningen av den direkte kobling mellom senderspolen og den respektive mottagerspole. Mottagerspoler med forskjellige avstander fra senderen er vist ved 101, 102, og motkoblingsspolene som henholdsvis er tilordnet mottagerspolene er vist ved 101', 102'. Alle spolene er montert omkring en sentral understøttelse 105 med en ytre sylindrisk overflate med sirkulært tverrsnitt, som det fremgår.av snittet på figur 6. Endedeler 106, 107 med for-størret diameter er festet til understøttelsen 105 ved begge ender av denne. En rørformet hylse 108 av fiberglass-epoxy er montert omkring spolene for å forhindre kontakt med borehullsfluidene. Hylsen blir holdt på plass mellom endedelene 106, 107 idet hylsen har den samme ytre diameter som endedelene 106, 107. De frie rom i det ringformede rom 110 som avgrenses mellom den sentrale understøttelse 105 og hylsen 108, er fylt med olje under trykk og for dette formål er de i forbindelse med en trykk-kompenserende anordning, vist ved 111 ved siden av den nedre endedel 107. Den kompenserende anordning 111, et konvensjonelt organ i forbindelse med brønnloggesonder, virker til å bringe oljen i det ringformede rom 110 til et trykk som er litt større enn trykket i borehullsfluidene, slik at det differensielle trykk på hylsen 108 er lite.

Tverrsnittet på figur 6 viser en foretrukket utførelsesform av den sentrale understøttelse 105. Understøttelsen omfatter to deler, en ytre hylse 115 fortrinnsvis av meget godt ledende metall, slik som kobber eller en kobberlegering, og en indre kjerne 116, fortrinnsvis av et metall med høyere styrke, slik som rustfritt stål. Den ytre hylsen er montert over den indre kjernen med en løs pasning for å ta i betraktning forskjellen mellom kobber og stål med hensyn til varmeutvidelse. Den indre kjerne 116 har en rekke langsgående spor 117 dannet i dens ytre peri-feri for føring av ledninger. Som vist på figur 6 opptar sporene ledninger 118 som er tredd inne i en rørformet skjerm 119. Selv om hvert spor kan oppta et par ledninger inne i en skjerm, er bare én skjerm med ledere innenfor vist på figur 6. Formålet med skjermen 119 er å minimalisere interferenser mellom lederne som befinner seg i tilstøtende spor. Skjermen kan fortrinnsvis være laget av ferromagnetisk materiale slik som my-metall. I tillegg til sporene 117, har den indre kjerne en sentral, langsgående boring 120 som blir brukt til å føre en kraft-ledning og muligens ledere forbundet med andre loggeanordninger som henger ned fra induksjonsloggesonden ifølge oppfinnelsen. Sporene 117 og den sentrale boring 120 er i fluidumforbindelse med det ringformede rom 110 gjennom radiale hull, ikke vist, og er derfor fylt med olje med samme trykk som i det ringformede rom 110. En egnet metode for å fremstille den indre kjerne er ekstrusjon gjennom en dyse av passende konstruksjon.

Spolene kan være i form av de samme spole-enheter som er beskrevet under henvisning til figur 2. Mottagerspolen og den tilhørende motkoblingsspole kan være montert på den samme isolerende hylse av keramikk, som vist for spolene 101 og 101', idet den respektive hylse er vist ved 122, eller de kan være montert på separate, isolerende hylser som vist for spolene 102, 102'. Radielle hull er dannet gjennom den ytre hylse 115 i understøtt-elsen for å føre ledere 123 som er forbundet med mottager- og motkoblings-spolene, mens en annen leder 124 forbinder spolene i hvert par med hverandre.

Fyllstoffelementer 125 av f.eks. epoxy, er anordnet i det ringformede rom 110 mellom spolene for å redusere mengden av olje som må settes under trykk ved hjelp av den kompenserende anordning 111 og derved lengden av denne anordningen.

Den elektroniske modul som er nødvendig for drift av senderen er skjematisk vist ved 130 i nærheten av sondens nedre ende, med en trykkvegg 131 anbragt mellom den kompenserende anordning 111 og modulen 130. Den elektroniske modul 132 som er forbundet med mottagerspolene, er montert i nærheten av den øvre ende av sonden, likeledes med en trykkvegg 133 mellom modulen 132 og sondens spoleseksjon. Figur 5 viser også en utførelsesform av de øvre og nedre endepartier av spoleseksjonen til sonden. I det nedre endeparti er to halvringer 135, 136 spent over enden av den indre kjerne, som har en omkretsmessig fordypning 137 for inngrep med en indre krave 138 på halvringene. Halvringene støt-er mot enden av kobberhylsen og er festet til hverandre ved hjelp av bolter som ikke er vist, slik at de danner en hylse som kan dreies omkring enden av understøttelsens kjerne. En hylse 140 er gjenget over halvringene og holdes tilbake mot dreining i forhold til kjernen 116 ved hjelp av en kile 141 som ligger i kilespor dannet i understøttelsen og hylsen 140. Hylsen 140 har en del 142 med redusert ytre diameter over hvilken den ytre hylse 108 passer. Huset 145 for den kompenserende anordning er forbundet med hylsen 140 ved hjelp av en mutter 148 som er anordnet mellom hylsen 140 og husets 145 endeparti og er i gjenget forbindelse med sistnevnte, idet mutteren 148 er sikret mot aksial forskyvning i forhold til hylsen 140 ved hjelp av en støtteanordning 14 9. Ved å dreie mutteren ved hjelp av en spe-siell skrunøkkel, blir huset forskjøvet aksialt i forhold til hylsen 140 og dermed i forhold til spolenes understøttelse. I tillegg er sporene 117 ved sine ender forbundet med skråttstilte kanaler 121 som er åpne mot den sentrale boring 120.

Arrangementet ved den øvre ende av spoleseksjonen omfatter en hylse 160 med gjenger 161 som er i inngrep med gjenger dannet på understøttelsens kjerne 116 ved dens ende. Hylsen har et parti 163 med redusert ytre diameter over hvilken den ytre hylse 108 passer. Hylsen 160 er forbundet med huset 165 for trykkveggen 133 ved hjelp av en mutter 166 maken til mutteren 148,

i gjenget inngrep med hylsen 160 og tilbakeholdt mot aksial forskyvning i forhold til huset 165.

Selve trykkveggen som er skjematisk vist ved 170 er en konvensjonell utstyrsdel i loggesonder og har aksialt orienterte kanaler, ikke vist, som opptar trykkbestandige gjennomføringer til hvilke ledere er forbundet på begge sider. Et mellomliggende rørformet organ 171 er anordnet mellom trykkveggen 170 på den ene side og hylsen 160 og enden 172 av spoleunderstøttel-sen på den andre side. Enden 172 av understøttelsens kjerne 116 har en redusert ytre diameter og er i inngrep med en ringformet fordypning i det mellomliggende, rørformede organ 171. En spi-ralformet trykkfjær 173 er montert mellom det mellomliggende organ 171 og enden av understøttelsen 172 for å påføre trykkveggen en fjærende kraft. Aksialt orienterte kanaler 175, 176 er dannet henholdsvis i det mellomliggende organ 171 og hylsen 160 for lederne som er forbundet til spolene. Kanalene 176 kommuniserer med de respektive spor 117 i understøttelsen gjennom en del 178 som er festet til understøttelsen og har en til-svarende rekke radiale slisser for føring av ledere.

Claims (5)

1. Induksjonsloggesonde innrettet til å beveges i et fluidum-fylt borehull for undersøkelse av formasjoner som gjennomtrenges av borehullet, hvilken sonde omfatter minst én senderspole av solenoid-type for å generere et elektromagnetisk felt, hvilket felt induserer strømmer i formasjonen, minst en mottakerspole av solenoid-type aksialt adskilt fra senderspolen for som reaksjon på det felt som induseres av disse strømmene, å frembringe et signal som indikerer formasjonens konduktivitet, og en langstrakt understøttelse med minst en første langsgående del for montering av spolene i koaksialt og adskilt forhold til denne, og andre langsgående deler på begge sider av den første del, hvilken understøttelse er laget av elektrisk ledende materiale, karakterisert ved at senderspolen er innrettet for å sende ved en frekvens i området 10-400 kHz for å generere et elektromagnetisk felt som er hovedsakelig uten dielektrisk innvirkning på de omgivende formasjoner, og at i det minste den nevnte første del har en hovedsakelig kontinuerlig ytre overflate for å lette strømningen av virvelstrømmer som oppstår på grunn av det elektromagnetiske feltet sirkulært omkring overflaten, idet de nevnte andre deler utsettes for trykket av borehullsfluidet.

2. Sonde ifølge krav 1, karakterisert ved at de nevnte andre deler av understøttelsen har en ytre diameter som er større enn diameteren til nevnte første del.

3. Sonde ifølge krav 2, karakterisert ved at de første og andre deler av understøttelsen er forbundet med tverrgående deler som befinner seg i avstand fra enden av den tilstøtende spole, hvilken avstand er lik minst spolens diameter.

4. Sonde ifølge krav 2, karakterisert ved at de andre delene av understøttelsen har en indre diameter som er større enn den til de første delene.

5. Sonde ifølge krav 1, karakterisert ved at understøttelsen er laget av kopper eller kopperlegering.