NO300399B1 - Loggefremgangsmåte og apparat med anvendelse av roterende sensor - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en loggefremgangsmåte med anvendelse av roterende sensor, så som en sonisk eller ultrasonisk sensor, for perifer avsøkning av veggene i et borehull. Oppfinnelsen angår også et apparat for implementering av fremgangsmåten.

For å utføre målinger, for eksempel for å evaluere kvali-teten av sementbindingen til foringsrøret i brønnen, er det utviklet forskjellige typer måleapparater.

En første tidligere løsning, beskrevet i US patent 4,524,433, består i bruke et apparat med minst en målesensor som peker radielt i forhold til apparatets lengdeakse, og som blir drevet til å rotere rundt den nevnte akse for å avsøke veggen i borehullet perifert på sensorens nivå. Ved å kombinere sensorens roterende bevegelse med en regulær translasjosbevegelse av apparatet langs borehullet, blir borehull-veggen avsøkt langs en spiralbane som gjør det mulig å inspisere hele veggen.

Også fra GB 2 094 473 er kjent en loggesonde med en roterende sensor som roterer i en retning for å utføre en omkretsvis avsøkning av borehull-veggen.

I måleapparater konstruert på denne måten, gis det ingen mulighet for å omkalibrere målingssensoren på stedet mens den avsøker borehullet. Driftsforholdene for apparatet, så som temperatur og trykk som er ekstremt strenge, varierer langs borehullet, hvilket ofte resulterer i endringer av målingene som utføres. I fravær av omkalibrering, kan dette føre til feil som ofte kan være betydningsfulle.

US patent 4,685,092 beskriver et måleapparat av en annen konstruksjon, hvor et flertall faste målesensorer blir rettet radielt mot borehullveggen. Disse målings-sensorene er plassert på apparatet langs en spiralbane slik at forskyv-ningen av apparatet parallelt med sin egen akse inne i borehullet har den virkning at man avsøker størstedelen av borehull-veggen. Sammenlignet med det ovenfor beskrevne apparat, gir ikke dette apparatet en total azimutdekning av veggen i borehullet, men det omfatter en kalibreringsanordning bestående av en kalibreringssensor som er distinkt fra målings-sensoren, og som peker nedover langs apparatets lengdeakse, mot et kalibrerings-mål som vender mot denne sensoren.

Ved å anordne i vesentlig samme avstand mellom målet og kalibrerings-sensoren som oppstår mellom måle-sensorene og borehull-veggen, kan sensorene bli kalibrert fra tid til annen mens borehullet blir avsøkt.

Denne løsningen er imidlertid bare delvis tilfredsstillende, spesielt på grunn av at kalibrerings-sensoren er adskilt fra måle-sensorene. Resultatet er at kalibreringen ikke tar i betraktning noen sprednings-fenomener som kan finnes mellom målesensorene. I tillegg peker kalibrerings-sensoren i en annen retning enn måle-sensorene, slik at bevegelsen i borehullets fluidum i forhold til kalibrerings-sensoren ikke representerer bevegelsen av samme fluidum i forhold til måle-sensorene. Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en loggefremgangsmåte og apparat i hvilket et mål kan plasseres foran en sensor som peker mot borehull-veggen for å tillate kalibrering av sensoren under forhold som er nær de som hersker under måling.

Ifølge oppfinnelsen er dette resultat oppnådd ved en loggefremgangsmåte som benytter en sensor tilpasset utstyr som egner seg for bruk i et borehull, hvor fremgangsmåten omfatter et måletrinn hvor sensoren bringes til å rotere i en retning for å utføre en perifer avsøkning av borehull-veggen. Fremgangsmåten kjennetegnes ved et kalibrerings-trinn hvor sensoren og et kalibrerings-mål bringes ansikt til ansikt ved å reversere sensorens rotasjonsretning, slik at man oppnår en referansemåling for kalibrering av sensoren.

Avstanden mellom sensoren og målet under kalibreringstrinnet er fortrinnsvis i det vesentlige lik avstanden mellom sensoren og veggen i borehullet under målingstrinnet.

I tillegg, når rotasjon av sensoren foregår rundt en akse som er i det vesentlige parallell med borehullets lengderetning under måletrinnet, blir sensoren og målet brakt ansikt til ansikt i det vesentlige perpendikulært med denne lengderetning

under kalibreringstrinnet

Det er en fordel at målet som blir brukt har begrenset tapt vinkelbevegelse i forhold til sensoren, slik at under måletrinnet, blir sensorens rotasjon i den nevnte ene retning overført til målet som okkuperer en første vinkelstilling, forskjøvet i forhold til sensoren, og når sensorens rotasjonsretning blir reversert, blir denne rotasjonsbevegelse overført til målet som okkuperer en annen vinkelstilling vendt mot sensoren, etter at den tapte vinkelbevegelse er tatt opp.

Oppfinnelsen frembringer også et loggeapparat for bruk i et borehull, hvilket apparat består av et hus, en sensor som kan rotere rundt husets lengdeakse, og en drivanordning for å rotere sensoren rundt den nevnte akse i en retning for å avsøke veggen i borehullet. Apparatet kjennetegnes ved at det videre omfatter:

et kalibrerings-mål; og

en forskyvningsanordning som er følsom for sensorens rotasjonsretning for å forskyve sensoren og kalibrerings-målet i forhold til hverandre fra en målestilling hvor sensoren er orientert mot borehullveggen til en kalibreringsstilling hvor sensoren er ansikt til ansikt med kalibrerings-målet, hver gang rotasjonsretningen blir reversert.

En annen fordel er at forsyningsanordningen omfatter en bevegelses-overføringsanordning som definerer begrenset tapt vinkelbevegelse, slik at når sensoren blir rotert i den nevnte ene retning, okkuperer målet en målestilling som er vinkel-forskjøvet i forhold til sensoren, og når sensoren blir rotert i motsatt retning, okkuperer målet kalibrerings-stillingen.

Apparatet omfatter fortrinnsvis et roterende hode som bærer en mål-understøttelsesanordning og som er roterbar rundt husets lengdeakse, og sensoren er roterbart understøttet av mål-støtteanordningen rundt den første akse som er parallell med og forskjøvet fra husets lengdeakse.

For å tillate tilpasning av apparatet til borehullets dimensjoner, er det en fordel å anordne en utskiftbar mål-støtteanordning på det roterende hodet.

I tillegg er sensoren fortrinnsvis fjernbart festet på en sensor-bæreplate som selv er roterbar på målets støtte-anordning, slik at samme sensoren kan brukes med forskjellige mål-støtteanordninger.

I en første foretrukken utførelse av oppfinnelsen, egnet for bruk med små sensorer, er mål-støtteanordningen festet på det roterende hodet, og bevegelses-overføringsanordningen som definerer det nevnte begrensede tapte vinkelbevegelse er plassert mellom sensoren og mål-støtteanordningen. Den roterende drivanordning for sensoren omfatter så en drivaksel montert på den nevnte lengdeakse inne i det roterende hodet, og en mekanisme for å overføre akselens rotasjonsbevegelse til sensoren.

I en annen foretrukken utførelse av oppfinnelsen, egnet for bruk med større sensorer, er mål-støtteanordningen understøttet på det roterende hodet rundt en annen akse som er parallell med og forskjøvet fra den første akse og husets lengdeakse, hvor den nevnte andre aksen befinner seg mellom den første akse og lengdeaksen når sensoren roterer i måleretningen, og anordningen som overfører bevegelse og definerer den begrensede tapte bevegelse er plassert mellom det roterende hodet og mål-støtteanordningen.

I dette tilfellet består anordningen for rotering av sensoren av det roterende hodet og en mekanisme for overføring av rotasjons-bevegelsen fra hodet til sensoren.

To foretrukne utførelser av oppfinnelsen skal id et følgende beskrives gjennom ikke-begrensende eksempler, og under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et lengdesnitt av den nedre ende av måleutstyret plassert i et borehull, og omfattende et apparat ifølge en første utførelse av oppfinnelsen; Fig. 2A-2D er snitt langs linjen II-II på figur 1, og viser forskjellige relative vinkelstillinger av sensoren og mål-støtten i utstyret; Fig. 3A og 3B er diagrammatiske lengdesnitt i likhet med figur 1, og viser hvordan utstyret kan tilpasses borehull med forskjellige diametere på grunn av at målstøtten er utskiftbar; Fig. 4A og 4B er lengdesnitt gjennom måleutstyret, omfattende et apparat ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen, med forskjellige deler av apparatet vist i de respektive stillinger de innehar under måling og under kalibrering; og Fig. 5A-5C er diagrammatiske snitt langs en linje V-V på figur 4A, og viser tre relative stillinger for utstyrets sensor, målstøtten og det roterende hodet.

På figur 1 betegner henvisning 10 den nedre ende av måleutstyr for for eksempel å inspisere sementering av foringsrøret 12 i et borehull som nominelt er sylinderformet, så som et borehull for hydrokarbonproduksjon.

Måleutstyret 10 omfatter en sensor 14 så som en ultralyd-sensor som normalt er rettet radielt mot borehull-veggen, d.v.s. mot foringsrøret 12, i forhold til utstyrets lengdeakse XX, og utfører derved måling i en avstand.

En anordning, beskrevet i mer detalj nedenfor, for å rotere sensoren 14 rundt utstyrets lengdeakse XX, muliggjør total avsøkning av borehull-veggen i azimut, når roteringen finner sted i klokkeretningen som vist på figur 2A. Samtidig blir hele utstyret 10 hevet med konstant translasjonshastighet langs lengdeaksen ved en konvensjonell anordning (ikke vist) på overflaten. Dette bevirker at sensoren avsøker borehullveggen i spiralform.

For å sikre at avstanden mellom sensoren 14 og borehull-veggen forblir praktisk konstant under denne avsøknings-bevegelsen, er måleutstyret 10 utstyrt på konvensjonell måte med en sentrerings-anordning, for eksempel ved utstrekkbare armer (ikke vist) som bringes i kontakt med borehullveggen. Utstyrets lengdeakse XX faller da i hovedsak sammen med borehullets akse.

For å kalibrere sensoren 14 inne i borehullet, omfatter utstyret 10 ifølge oppfinnelsen også et kalibreringsmål 16 anbrakt parallelt med utstyrets lengdeakse XX, og plassert på samme nivå som sensoren 14. Dette målet 16 og sensoren 14 er montert på utstyret på en slik måte at reversering av sensorens rotasjonsretning rundt utstyrets lengdeakse XX bringer målet 16 automatisk foran sensoren 14 under forhold som er nærmest mulig de forhold under hvilke målinger blir utført av sensoren.

For dette formål har målet 16 karakteristikker som ligger nærmest mulig karakteristikkene til foringsrøret 12 under inspeksjon. Avstanden mellom sensoren og målet i kalibrerings-stilling er så nær som mulig avstanden mellom sensoren og foringsrøret 12 under måling. Og de fluida som finnes i borehullet har også relativt sammenlignbare karakteristikker i begge stillinger.

I den utførelsen som er vist på figurene 1 til 3, er sensoren 14 tilstrekkelig liten til at de ovennevnte forhold blir oppnådd bare ved å rotere sensoren 14 rundt en akse YY som er parallell med, og forskjøvet fra utstyrets lengdeakse

XX.

Som vist i mer detalj på figur l, er dette resultat oppnådd i praksis ved hjelp av et måleutstyr 10 omfattende et ikke-roterbart rørformet ytre hus 18 i hvilket en hul aksel 20 er roterbart montert ved hjelp av to lagre 22. Denne hule utvendige aksel 20 utgjør et roterende hode som strekker seg nedover forbi den nedre ende av huset 18, for å bære en mål-støtte 24 som målet 16 er festet på.

Mer presist er mål-støtteanordningen 24 fjernbart festet på en rørformet bunndel 20a av det hule skaftet 20, for eksempel ved hjelp av en ring 26 som er skrudd på en gjenget rørformet toppdel 24a av støtteanordningen 24, for å holde en flens 20b festet til akselen 20 mot toppkantet av den gjengede rørformede del 24a. En tapp 28 som er montert på den gjengede toppende -24a av støtteanordningen 24 stikker radielt innover i et langsgående spor 30 som er utformet i den rørformede bunndel 20a av akselen 20, for å hindre relativ rotasjon mellom akselen og støtte-anordningen 24.

Enheten som består av den ytre hule aksel 20 og mål-støtteanordningen 24 er således fri til å rotere i forhold til utstyrets utvendige hus 18, rundt dettes lengdeakse XX. Uansett denne enhetens vinkelstilling, er målet 16 festet på støtteanordningen 24 på en slik måte at den er fast anbrakt parallelt med utstyrets lengdeakse XX, og plassert i en konstant avstand fra den nevnte akse.

På et sted som er diametralt motsatt målet 16 rundt utstyrets lengdeakse XX, omfatter mål-støtteanordningen 24 en blokk 24b nær den gjengede rørformede del 24a, i hvilken det er utformet en utboring 32 rundt en akse YY som er parallell med og forskjøvet fra utstyrets lengdeakse XX. En sylindrisk stav 34 er montert til å rotere i den nevnte utboring 32, og blir hindret i translasjonsbevegelse ved en skrue 2 6 som er festet i blokken 24b og har en ende i et spor i den sylinderformede stav 34.

Den nedre ende av den sylinderformede stav 34 er festet til en bæreplate 38 som strekker seg radielt i forhold til aksene XX og YY, og som danner en støtte for sensoren 14. Sensoren 14 er fjernbart festet på den nevnte bæreplate 38 med en festeanordning så som skruer (ikke vist).

Det skal bemerkes at avstanden d mellom sensoren 14 og borehullets innvendige vegg når sensoren er rettet radielt mot borehullet i forhold til aksen XX, er tilnærmet lik avstanden mellom den samme sensor og målet 16 når sensoren er rotert 180° rundt aksen YY, som vist i prikk/strek -linjer på figur 1.

Mens målinger blir utført, må sensoren 14 være permanent rettet mot veggen i borehullet, og avstanden d mellom sensoren og veggen må holdes konstant. Roterende drev på sensoren må derfor overføres til hele mål-støtteanordningen 24, slik at sensoren ikke roterer rundt aksen YY, og slik at sensoren roterer sammen med støtte-anordningen 24 rundt utstyrets akse

XX.

I tillegg, anordningen for overføring av sensorens roterende bevegelse i måleretningen til mål-støtteanordningen 24, definerer tapt vinkelbevegelse, slik at når sensorens rotasjonsretning reverseres, er sensoren fri til å rotere rundt aksen YY gjennom en vinkel nær 180° for å komme ansikt til ansikt med målet 16. Når en slik rotasjon av sensoren 14

i motsatt retning fortsetter forbi 180°, blir rotasjonen igjen overført til støtte-anordningen 24 som bærer målet 16, slik at

sensoren 14 forblir ansikt til ansikt med målet. Sensoren kan bli omkalibrert, eller en analog operasjon kan blir utført, under forhold som er tilnærmet lik måleforholdene, både når det gjelder sensor/mål-avstand, og når det gjelder retning og hastighet av væskestrøm i borehullet mellom sensoren og målet.

I utførelsene på figur 1 og figurene 2A-2D består i praksis anordningen for overføring av sensorens rotasjons-bevegelse til målet, med tapt vinkelbevegelse begrenset til ca 180°, av to fremspring 40a og 40b som stikker opp fra bæreflaten 38 fra samme side som den sylinderformede stav 34, og er egnet til å komme i kontakt med motsatte overflater 41a og 41b på blokken 24b. De to ytterstillingene tilsvarer henholdsvis fremspring 40a med anlegg mot flaten 41a og fremspring 40b med anlegg mot flaten 41b, og disse stillingene er vist på henholdsvis figur 2A og 2D. De blir adskilt ved at sensor-bæreplaten 38 roterer mot klokkeretningen rundt aksen YY i forhold til mål-støtteanordningen 24, og gjennom ca 180°.

Måleutstyret 10 vist på figur 1 omfatter også en anordning for å rotere sensoren 14 enten i en første retning for å utføre de ønskede målinger inne i borehullet eller i den motsatte retning for å omkalibrere sensoren.

Disse drivanordningene omfatter for det første en indre, hul aksel 42 som er montert for å rotere inne i den ytre hule aksel 20. Akselen 42 har sin øvre ende forbundet med en motor for overføring av roterende drev (ikke vist), og en tilhørende anordning for å reversere akselens rotasjonsretning. En sylinderformet drivanordning 44 er anbrakt i den nedre ende av den hule aksel 42. Denne drivanordning omfatter en kile 45 på dens ytre overflate, som går inn i et aksielt spor 46 inne i akselen 42. Drivanordningen 44 er således begrenset til å rotere sammen med akselen 42, mens den fremdeles kan skilles fra denne ved å beveges nedover, som beskrevet nedenfor.

Den nedre ende av drivanordningen 44 omfatter en flens 44a som blir holdt med liten klarering mellom to skiver 47 montert i to perifere spor inne i den rørformede toppdelen 24a av mål-støtteanordningen 24. Denne konstruksjonen gjør det mulig å hindre at delen 44 beveger seg i translasjon i forhold til den hule drivakselen 42, mens den tillater delen 44 å bli fjernet sammen med mål-støtteanordningen 44 når ringen 2 6 skrues av.

Den nedre overflate av flensen 44 bærer to sylinderformede staver 48a og 48b som er orientert parallelt med utstyrets akse XX, og som er anbrakt i lik avstand fra denne aksen. Den øvre overflate av bæreflaten 38 bærer også to sylindriske staver 50a og 50b som er orientert parallelt med aksen YY og i lik avstand fra denne. Avstanden mellom aksene 48a og 48b er den samme som avstanden mellom askene 50a og 50b, som man kan se på figurene 2A til 2dD.

To parallelle ledd 52a og 52b som ligger i et plan som

strekker seg radielt i forhold til aksene XX og YY er hengslet med sine ender til endene på de sylinderformede stavene 48a og 50a, og 48b og 50b. Systemet som er konstruert på denne måten danner et deformerbart parallellogram med to av sine sider

bestående av leddene 52a og 52d for identisk overføring av enhver rotasjon av drivakselen 42 og delen 44 til bæreplaten 38 for sensoren 14.

Det er fordelaktig, men ikke kritisk, at fremspringene 40a og 40b er utformet med områder av større diameter ved basene for de sylinderformede stavene 50a og 50b, som vist på figurene 1 og 2.

Gjennom den ovenfor beskrevne anordning, når drivakselen 42 roterer i klokkeretningene (som vist på figur 2a) vil frem-springet 40a normalt ligge an mot sideoverflaten 41a på blokken 24b av støtteanordningen 24, slik at sensoren 14 ikke kan rotere rundt aksen YY, og enheten som består av sensoren 14 og støtteanordningen 24 for målet 16 roterer sammen mot aksen XX. -Sensoren 14 blir så orientert radielt mot borehull-veggen. Med å bevirke at hele utstyret 10 samtidig beveger seg oppover i translasjon parallelt med aksen XX, vil sensoren utføre en spiralbevegelse, og dermed gjøre det mulig å utføre målinger.

Når det på et tidspunkt før, etter eller under måling er ønskelig å kalibrere sensoren 14, er det tilstrekkelig ifølge oppfinnelsen å reversere rotasjonsretningen for drivakselen 42 .

Som vist på figurene 2B og 2C, vil drivakselen 20 da rotere de to sylindriske stavene 48a og 48b mot klokkeretningen rundt aksen XX. Denne roterende bevegelse blir som før overført til platen 38 som bærer sensoren 14 ved hjelp av leddene 52a og 52b og via de sylindriske stavene 50a og 50b. Når imidlertid rotasjonsretningen er reversert, vil frem-springet 40a som var presset mot overflaten 41a på blokken 24b bevege seg bort fra denne blokken, slik at rotasjon av platen 38 ikke blir overført til mål-støtteanordningen 24. Derfor, under påvirkning av treghet og friksjon, oppstår det relativ rotasjonsbevegelse mellom platen 38 som bærer sensoren 14 og støtteanordningen 24 som bærer målet 16, rundt aksen YY og som vist suksessivt på figurene 2B og 2C.

Som vist på figur 2D fortsetter denne rotasjonsbevegelse av sensoren 14 rundt aksen XX til det andre fremspring 40b ligger an mot den andre overflaten 41b på blokken 24b. Denne kontakten skjer med fordel når sensoren 14 har rotert gjennom 180° rundt sin akse YY, slik at den da ligger ansikt til ansikt med målet 16.

Sensoren kan så bli omkalibrert under forhold som er nærmest mulig måleforholdene, siden avstanden mellom sensoren og målet er tilnærmet lik avstanden mellom sensoren og borehull-veggen under måling, og siden strømmer av væske i borehullet mellom sensoren og målet er en strøm som foregår med praktisk talt samme hastighet og i samme retning som strømmen av væske mellom sensoren og veggen under måling. Den egentlige kalibrering finner sted mens enheten som består av sensoren og målet roterer sammen rundt utstyrets akse XX med samme hastighet som den roterer under måling, men i motsatt retning. Bare utstyrets translasjonsbevegelse parallelt med aksen XX blir i alminnelighet stoppet. Gitt at kalibreringen finner sted på plass, er det klart at miljømessige forhold så som temperatur og trykk er de samme som hersker under måling.

For å avslutte beskrivelsen av utstyret 10, er det spesi-fisert (under henvisning til figur 1) at elektriske ledere 54 er plassert inne i den indre drivaksel 42 og går gjennom delen 44 for å ha en ende forbundet med platen 38 som bærer sensoren 14. De øvre ender av de elektriske lederne 54 er forbundet med en konvensjonell elektrisk modul av utstyret (ikke vist) som samtidig tjener til å gi sensoren det elektriske signal det trenger for å operere, og også å utføre preliminær behandling av signalene som leveres av sensoren.

De elektriske lederne 54 roterer sammen med akselen 42 og delen 44, og de omfatter (i den øvre del av delen 44) et koplingsstykke som gjør det mulig å fjerne støtteanordningen 24 som bærer både målet 16 og sensoren 14 (koplingsstykket er ikke vist). Elektrisk forbindelse mellom endene på de elektriske lederne 54 forbundet med flaten 38 og sensoren 14 er anordnet ved kontakter som automatisk forbindes elektrisk når sensoren 14 festes til bæreplaten 38, mens de samtidig tillater fjerning av sensoren.

På en måte som er konvensjonell for utstyr brukt i borehull, omfatter måleutstyret 10 som vist på figur l også en anordning for å forsegle fra borehull-mediene den del av utstyret som finnes inne i huset 18 ovenfor delen 44. Denne anordningen omfatter spesielt to enderinger 55 og 56 som er tettende forbundet med huset 18 og den ytre hule aksel 20, og en endering 57 som er forbundet med ringen 55 ved en utvidbar belg 58, og som er glidbar på ringen 55. Figurene 3A og 3B viser at den endre del av måleutstyret 10 som beskrevet under henvisning til figur 1 er utskiftbart, og det samme utstyret kan således brukes for å utføre målinger i borehull med forskjellige diametere. Figurene 3A og 3B viser således at den enheten som består av mål-støtteanordningen 24, drivanordningen 44, målet 16 festet på støtteanordningen 24, flaten 38 som bærer sensoren 14, og mekanismen for å overføre roterende bevegelse fra delen 44 til platen 38, og spesielt omfattende leddende 52a og 52b, utgjør en utskiftbar modul. Denne modulen kan fjernes bare ved å skru av ringen 2 6.

Hver modul er en forskjellig størrelse, egnet for å utføre målinger i borehull av forskjellige diametere, mer presist, mål-støtteanordningen 24 definerer avstanden mellom utstyrets lengdeakse XX og sensorens rotasjonsakse YY. Gitt at dimensjonene av sensorene 14 er i praksis alltid det samme, øker denne avstanden med økende borehulldiameter for å sikre at avstanden d (figur 1) mellom sensoren og borehullveggen mens målingen pågår at det ligger innenfor gitte grenser, som avhenger av karakteristikkene til sensoren, og uansett borehullets diameter.

Drivanordningen 44 og platen 38 som bærer sensoren 14 er identiske i hver modul, slik at endringer i avstanden som skiller aksene XX og YY bare bevirker endringer i lengden og om ønsket formen av leddene 52.

Videre, for å sikre at avstanden mellom sensoren 14 og målet 16 i sensor-kalibreringsstilling alltid ligger innenfor de bestemte grenser, slik at avstanden er tilnærmet lik avstanden mellom sensoren og veggen i borehullet i målestilling, er målet 16 montert på støtteanordningen 24 på en slik måte at avstanden mellom det nevnte målet og aksen YY alltid er praktisk talt den samme, som man kan se på figurene 3A og 3B.

Det skal bemerkes at støtteanordningen 24 danner et lukket bur under sensoren og målet, og bak målet omfatter det en del i form av en sirkelbue sentrert på aksen XX og hvis avstand fra borehullveggen er tilnærmet konstant, uansett borehullets diameter.

Endelig, for å sikre at utstyret kan sentreres inne i borehullet uten for store vanskeligheter, er de forskjellige deler som utgjør utstyret, og spesielt den roterende delen, konstruert til å holde enheten best mulig balansert på permanent basis rundt utstyrets akse XX.

I den utførelsen som er beskrevet ovenfor under henvisning til figurene 1 til 3, er sensoren 14 liten nok til at den kan bringes ansikt til ansikt med målet 16 bare ved å roteres rundt aksen YY, og uten noen konflikt mellom sensoren og borehullveggen. Når en større sensor blir brukt, kan det imidlertid være nødvendig å kombinere sensorens roterende bevegelse rundt sin akse med en ytterligere bevegelse for å resentrere enheten som dannes av sensoren og målet i forhold

til utstyrets akse XX.

En annen utførelse av oppfinnelsen skal beskrives under henvisning til figurene 4 og 5.

I denne utførelsen benyttes samme henvisningstallene pluss 100 for å betegne komponenter med samme funksjoner.

Måleutstyret 110 som vist på figur 4A omfatter en sensor 114 som er utskiftbar montert på en sensor-bæreplate 138, hengslet via to innrettede dreiepunkter 134 rundt aksen YY til en mål-støtteanordning 124. Et mål 116 er festet på mål-støtteanordningen 124 på en slik måte at rotasjon av sensoren 114 gjennom omkring 180° rundt aksen YY gjør det mulig å bringe sensoren ansikt til ansikt med målet. Toppflaten må mål-støtteanordningen 124 omfatter en hul sylindrisk stav 125 som er satt inn i en utboring 124 utformet i et roterende hode 142 som selv er roterbart inne i utstyrets rørformede hus 118.

Mer presist, aksen ZZ for utboring 120 i hvilken staven 125 er montert, ligger parallelt med og er forskjøvet fra lengdeaksen XX for målehodet 110, hvilken akse XX utgjør rotasjonsaksen for hodet 142.

For å tillate sensoren 114 å drives i rotasjon når det roterende hodet 142 roterer rundt aksen XX, er et U-formet ledd 152 (best synlig på figurene 5A-5C) er montert med en av sine ender på enden av den øvre dreiepunkt 134, og bærer en tapp 153 på sin motsatte ende, hvilken tapp går inn i et radielt spor 155 utformet i bunnoverflaten på det roterende hodet 142. Dette leddet 152, som er plassert i et radielt plan i forhold til utstyrets lengdeakse XX mellom det roterende hodet 142 og mål-støtteanordningen 124 tjener således til å overføre all roterende bevegelse i begge retninger fra det roterende hodet 142 til sensoren 114.

I tillegg, aksen til det radielle spor 155 skjærer aksene XX og ZZ og dette sporet er plassert på motsatte side av aksen XX fra aksen ZZ. I tillegg ligger observasjonsaksen for sensoren 114 i et radielt plan i forhold til aksen YY i hvilket aksen til tappen 153 er plassert slik, at når sensoren orienteres radielt mot veggen i borehullet hvor utstyret er plassert, ligger rotasjonsaksen ZZ for mål-støtteanordningen 124 mellom utstyrets lengdeakse XX og sensorens rotasjonsakse YY (se figurene 4A og 5A). Denne stillingen, som er målestillingen, blir normalt opprettholdt under rotasjon av hodet 142 i klokkeretningen, som vist på figur 5A, ved at et fremspring 140a som er festet på undersiden av hodet blir liggende an mot et tilsvarende fremspring 141 som er festet på oversiden av mål-støtteanordningen (på figurene 5A til 5C, er omrissene av det roterende hodet 142 og mål-støtteanordningen 124 tegnet henholdsvis med prikkede linjer og heltrukne linjer) .

Under rotasjon av hodet 142 i klokkeretningen under styring av en passende anordning (ikke vist) i den øverste del av utstyret, blir enheten som består av mål-støtteanordningen 124, målet 116, sensor-bæreplaten 138 og sensoren 114 rotert sammen rundt utstyrets lengdeakse XX. Denne rotasjonen tillater sensoren 114 å utføre de ønskede målinger.

Ifølge oppfinnelsen, når det er ønsket å bringe sensoren ansikt til ansikt med målet, for eksempel for å kalibrere sensoren inne i borehullet, er det tilstrekkelig å reversere rotasjonsretningen for hodet 142. Som vist suksessivt på figurene 5B og 5C blir rotasjonen av hodet 142 overført bare til sensoren 114 via leddet 152. Under påvirkning av treghet og friksjon, har mål-støtteanordningen 124 en tendens til å stoppe sin bevegelse, slik at dens orientering gjennom dette trinnet antas å holde seg uendret på figurene 5A og 5C.

Når enheten som består av det roterende hodet 142 og sensoren 114 således har rotert gjennom omkring 180° rundt henholdsvis aksene XX og YY, ligger aksen ZZ rundt hvilken mål-støtteanordningen 124 roterer i forhold til hodet 142, igjen i samme plan som aksene XX og YY, men denne gang ligger aksen XX mellom aksene YY og ZZ (som vist på figur 5C). Som man kan se på figurene 4B og 4C vender sensoren 114 nå mot målet 116, og enheten som består av disse to komponentene blir automatisk resentrert i forhold til utstyrets akse XX, slik at målet 116 stikker frem fra en side, og sensoren 114 stikker frem fra den motsatte side av hodet 142, med omtrent samme mengde. Sensoren og målet blir holdt i denne relative stilling under hvilken sensoren kan kalibreres, ved at frem-springet 141 på oversiden av mål-støtteanordningen 124 ligger an mot et annet fremspring 140b som er plassert på undersiden av det roterende hodet 142, som best kan sees på figur 5C.

Som i den først beskrevne utførelse, er avstanden som nå eksisterer mellom sensoren 114 og målet 116 konstruert til å være tilnærmet lik avstanden mellom sensoren og borehull-veggen under måling.

Måleutstyret 110 som vist på figurene 4A og 4B omfatter, som før, med fordel en utskiftbar nedre del som gjør at utstyret kan tilpasses borehull med forskjellige diametere.

På lignende måte er sensoren 114 montert på sin bæreplate 138 på en slik måte at den kan fjernes for utskifting.

Strømtilførsel til sensoren 114 samt de signalene den leverer blir sendt over elektriske ledninger (ikke vist) som går gjennom det roterende hodet 142, inne i dne hule sylindriske stav 125, og som er forbundet med sensoren via bæreplaten 138.

Endelig er det anordnet en tetningsanordning i likhet med den som ble brukt i den første utførelse av oppfinnelsen.

Oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til de ut-førelsene som er beskrevet ovenfor gjennom eksempel, men strekker seg til enhver variant av disse.

I den utførelsen som er vist på figurene 4 og 5, kunne det roterende hodet 142 være fritt montert inne i utstyrets hus 116, og sensoren 114 kunne roteres direkte på mål-støttestaven 125 via en mekanisme aktivert av en roterende aksel plassert inne i hodet 142. Denne mekanismen kan være en leddmekanisme som i den første utførelsen. Disse mekanismene kan også erstattes med andre tilsvarende mekanismer, for eksempel av typen universal-ledd.

I tillegg kan det lett forstås at den vinkel gjennom hvilken revers rotasjon kan finne sted for å bringe sensoren ansikt til ansikt med målet ikke trenger å være 180°, idet den eneste betingelsen som må tilfredsstilles er at vinkelen må være tilstrekkelig til å sikre at målet er skjult fra sensoren mens sensoren roterer i måleretningen.

Endelig, anordningen for overføring av sensorens rotasjons-bevegelse til målet sammen med begrenset tapt vinkelbevegelse kan erstattes med hvilken som helst annen anordning for å styre relativ forskyvning mellom målet og sensoren når rotasjons-retningen reverseres.

Claims (21)

1. Loggefremgangsmåte som benytter en sensor tilpasset utstyr som egner seg for bruk i et borehull, hvilken fremgangsmåte omfatter et måletrinn hvor sensoren bringes til å rotere i en retning for å utføre en perifer avsøkning av borehullveggen, karakterisert ved et kalibrerings-trinn i hvilket sensoren og et kalibrerings-mål bringes ansikt til ansikt ved å reversere sensorens rotasjonsretning, slik at man oppnår en referansemåling for kalibrering av sensoren.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at avstanden mellom sensoren og kalibrerings-målet under kalibrerings-trinnet er i det vesentlige lik avstanden mellom sensoren og borehullveggen under måletrinnet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at sensoren under måletrinnet blir rotert rundt en akse som er i det vesentlige parallell med borehullets lengderetning, og ved at sensoren og kalibrerings-målet under kalibrerings-trinnet blir brakt ansikt til ansikt i det vesentlige perpendikulært med den nevnte lengderetning.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at kalibrerings-målet som brukes, har begrenset tapt vinkelbevegelse i forhold til sensoren, slik at rotasjonen av sensoren under måletrinnet, i den nevnte ene retning, blir overført til kalibrerings-målet i en første vinkelstilling som er vinkelforskjøvet i forhold til sensoren, og ved at når sensorens rotasjonsretning blir reversert, blir denne bevegelse overført til kalibrerings-målet i en annen vinkelstilling som vender mot sensoren etter at den nevnte tapte vinkelbevegelse er tatt opp.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at sensoren er montert til å rotere på en støtteanordning som bærer kalibrerings-målet ved hjelp av en første akse YY som er parallell med og forskjøvet fra utstyrets lengdeakse XX, slik at når sensorens roterende bevegelse blir overført til kalibrerings-målet i en første retning og i motsatt retning, vil den enheten som dannes av sensoren, støtteanordningen og kalibrerings-målet rotere sammen rundt den nevnte lengdeakse XX, og at når den nevnte tapte vinkelbevegelse er tatt opp, vil sensoren rotere rundt den første akse YY i forhold til støtteanordningen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at støtteanordningen som bærer kalibrerings-målet er roterbart montert på et hode for å rotere rundt en annen akse ZZ, parallelt med og forskjøvet fra den første akse YY og utstyrets lengdeakse XX, ved at hodet selv er rotertbart rundt den nevnte lengdeakse XX, slik at mens den tapte vinkelbevegelse blir tatt opp, blir sensorens rotasjon rundt den første akse YY kombinert med resentrering av enheten som består av kalibrerings-målet og sensoren, i forhold til den nevnte lengdeakse XX.

7. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 4 til 6, karakterisert ved at rotasjonsdrift blir tilført direkte til sensoren.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at rotasjonsdrift blir tilført direkte til hodet.

9. Loggeapparat for bruk i et borehull, bestående av et hus, en sensor som kan rotere rundt husets lengdeakse XX, og en drivanordning for å rotere sensoren rundt den nevnte akse i en retning for å avsøke veggen i borehullet, karakterisert ved at det videre omfatter: et kalibrerings-mål; og en forskyvningsanordning som er følsom for sensorens rotasjonsretning for å forskyve sensoren og kalibrerings-målet i forhold til hverandre fra en målestilling hvor sensoren er orientert mot borehullveggen til en kalibrerings-stilling hvor sensoren er ansikt til ansikt med kalibrerings-målet, hver gang rotasjonsretningen blir reversert.

10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved at forskyvningsanordningen omfatter en bevegelsesoverførings-anordning som definerer begrenset tapt vinkelbevegelse, slik at når sensoren roterer i den nevnte ene retning, befinner kalibrerings-målet seg i en målestilling som er vinkelmessig forskjøvet i forhold til sensoren, og når sensoren roterer i motsatt retning, inntar kalibrerings-målet kalibrerings-stillingen.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at den begrensede tapte vinkelbevegelse tilsvarer rotasjon gjennom omkring 180°.

12. Apparat ifølge krav 10 eller 11, karakterisert ved det omfatter et roterende hode som bærer en mål-støtteanordning og er roterbart rundt husets lengdeakse XX, og ved at sensoren er båret av målstøtte-anordningen for å rotere rundt en første akse YY som er parallell med og forskjøvet fra den nevnte lengdeakse XX.

13. Apparat ifølge krav 12, karakterisert ved at mål-støtteanordningen er utskiftbart montert på det roterende hodet slik at avstanden mellom den første akse YY og den nevnte lengdeakse XX kan velges som en funksjon av borehullets diameter, for å sikre at avstanden d mellom sensoren og borehullveggen ligger innenfor bestemte grenser når sensoren roterer i måleretningen.

14. Apparat ifølge krav 13, karakterisert ved at kalibrerings-målet er festet på mål-støtteanordningen på en slik måte at avstanden mellom sensoren og kalibrerings-målet ligger mellom de nevnte forutbestemte grenser når sensoren blir rotert i den nevnte motsatte retning.

15. Apparat ifølge, ett eller flere av kravene 12 til 14, karakterisert ved at sensoren er fjernbart montert på en sensor-bæreplate, og kan roteres på målstøtte-anordningen rundt den første akse YY.

16. Apparat ifølge ett eller flere av kravene 12 til 15, karakterisert ved at mål-støtteanordningen er festet på det roterende hodet, mens bevegelses-overføringsanordningen er plassert mellom sensoren og mål-støtteanordningen .

17. Apparat ifølge krav 16, karakterisert ved at drivanordningen for å rotere sensoren omfatter en drivaksel montert langs den nevnte lengdeakse XX inne i det roterende hodet, og ved en overføringsmekanisme for overføring av akselens roterende bevegelse til sensoren.

18. Apparat ifølge krav 17, karakterisert ved at den nevnte overføringsmekanisme omfatter to ledd som er parallelle med hverandre og hvis ender er hengslet for to par tapper som er festet på henholdsvis drivakselen og sensoren.

19. Apparat ifølge ett eller flere av kravene 12 til 15, karakterisert ved at mål-støtteanordningen er understøttet av det roterende hodet for å rotere rundt en andre akse ZZ som er parallell med og forskjøvet fra både den første akse YY og den nevnte lengdeakse XX, hvor den nevnte andre aksen er plassert mellom den første akse og lengdeaksen når sensoren roterer i måleretningen, mens den nevnte bevegelses-overføringsanordning er plassert mellom det roterende hodet og mål-støtteanordningen.

20. Apparat ifølge krav 19, karakterisert ved at drivanordningen for å rotere sensoren omfatter det roterende hodet og en overføringsmekanisme for å overføre den roterende bevegelse fra det roterende hodet til sensoren.

21. Apparat ifølge krav 20, karakterisert ved at den nevnte overføringsmekanisme omfatter et ledd med en ende festet til en drivaksel for sensoren som utgjør den første akse YY, og hvis motsatte ende bærer en tapp som går inn i et radielt spor utformet i det roterende hodet.