NO326611B1 - Fremgangsmate og system for retningsmaling under boring av borehull ved hjelp av et dreibart gyroskop - Google Patents

Description

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Foreliggende oppfinnelse gjelder generelt bunnhulls-sammenstillinger for utboring av borebrønner i oljefelt og nærmere bestemt bruk av gyroskopiske og andre følere for å fastlegge borebrønnens retning under utboringen av borebrøn-nene samt for å korrigere data fra slike følere.

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

For å utvinne hydrokarboner slik som olje og gass blir det utboret borebrøn-ner (også betegnet som borehull) ved rotasjon av en borkrone som er festet på ytterenden av en boresammenstilling som vanligvis betegnes som "bunnhulls-sammenstillingen" eller "boresammenstillingen". En stor andel av den løpende boreaktivitet omfatter utboring av sterkt avvikende og hovedsakelig horisontale borebrønner for å øke hydrokarbon-produksjonen og/eller for å trekke ut ytterligere hydrokarboner fra jordformasjonene. Utboringsbanen for slike brønner er om-sorgsfullt planlagt forut for utboringen av slike borebrønner ved anvendelse av seismiske kart av underjordiske områder samt brønndata fra tidligere utborede borebrønner i vedkommende oljefelt. På grunn av de meget høye omkostninger ved utboring av slike borebrønner og behovet for nøyaktig plassering av slike borebrønner i reservoarene, er det vesentlig å kontinuerlig bestemme posisjon og retning for bore-sammenstillingen og således borkronen under utboringen av borebrønnene.

Slik informasjon utnyttes blant annet for å overvåke og justere utboringsret-ningen for borebrønner.

I de vanligvis benyttede boresammenstillinger omfatter retningspakken vanligvis et sett av akselerometere og et sett av magnetometere, som henholdsvis måler jordens tyngdekraft og dens magnetiske felt. Boresammenstillingen holdes stasjonær under opptak av disse målinger fra akselerometrene og magnetometrene. Redskapsfronten og helningsvinkelen fastlegges ut i fra akselerometermål-ingene. Asimut blir da fastlagt ut i fra magnetometer-målingene i sammenheng med redskapsfronten og helningsvinkelen.

Jordens magnetiske felt varierer fra dag til dag og dette forårsaker tilsvarende forandringer i magnetisk asimut. Den varierende magnetiske asimut gjør posisjonsmålingenes nøyaktighet usikker når magnetometere anvendes. I tillegg er det ikke hensiktsmessig å måle jordens magnetiske felt i nærvær av jernholdige materialer, slik som i foring og borerør. Gyroskoper måler jordens omdreiningstakt som ikke forandres med tiden, og heller ikke påvirkes gyroskopene på uheldig måte av nærvær av jernholdige materialer. I nærvær av jernholdige materialer kan således gyroskopmålinger gi mere nøyaktige asimutmålinger enn det som er mulig ved hjelp av magnetometermålinger.

US-patent nr. 5,657,547 angir en fremgangsmåte for oppmåling av et borehull som avviker fra vertikalen. Fremgangsmåten innbefatter bruk av en gyro og akselerometere, og brønnasimut og inklinasjon bestemmes på bakgrunn av målingene.

US-patent nr. 5,432,699 angir en fremgangsmåte og et apparat som er i stand til å måle bevegelsessignaler fra gyroskoper i nedhullsinstrumenter som brukes til å fastlegge retningen av et borehull. Akselerometer- og magnetometerdata langs tre akser som står vinkelrett på hverandre i en målesubb anvendes for å utlede enhetssektorer for gravitasjon og magnetfelt. Gyroskopmålingene anvendes for å korrigere de målinger med hensyn til magnetfelt og gravitasjon som utføres av henholdsvis magnetometere og akselometere. De beregninger som utføres ved dette under korreksjonsprosessen, samt andre tidligere kjente optimaliseringsopp-legg basert på minste kvadrat-metoder, er gyldige når målingene forstyrres av tilfeldig tilleggsstøy. Som det vil være kjent av fagkyndige på området vil slike minste-kvadrat optimaliseringsmetoder være upålitelige i nærvær av systematiske målefeil.

Vanlige tilgjengelige gyroskoper er beheftet med systematiske feil eller avvik som i høy grad kan bryte ned gyroskopmålingenes nøyaktighet og således deres asimutbestemmelse. Gyroskoper er blitt utnyttet i anvendelser ved trådlednings-undersøkelser, men er ikke blitt godkjent kommersielt i utstyr for måling-under-utboring, slik i som i bunnhulls-sammenstillinger.

I trådledningsanvendelser blir undersøkelsesredskapet ført inn i borebrøn-ner) etter at borebrønnen er blitt utboret, i motsetning til MWD-redskaper hvor målingen utføres mens borebrønnene utbores. Trådledningsmetoder er ikke praktiske når det gjelder å bestemme bore-sammenstillingens posisjon under utboring av borebrønnene. Ved trådlednings-anvendelser anvendes gyroskopene enten i kontinuerlig modus eller under atskilte undersøkelsesintervaller. Undersøkelsesmeto-der ved hjelp av trådledning gjør det ofte unødvendig å utnytte teknikker for å kompensere for den foreliggende verdi av gyroskop-awikene. Ved anvendelse av trådledning kan gyroskopene settes i gang på jordoverflaten og tillates å stabilise-res (termisk og dynamisk) under en forholdsvis lang tidsperiode. Typisk anvendes en oppvarmingsperiode på ti (10) minutter eller mer. Effekttilførselen til gyroskopet finner sted kontinuerlig fra begynnelsen på jordoverflaten, under den faktiske borebrønnsbesiktigelse og under den endelige kontroll av undersøkelsesred-skapet på overflaten ved slutten av undersøkelsen. Referanseinnstillinger kan da gjøres på overflaten før borebrønnsundersøkelsen settes i gang for derved å justere eller bekrefte innrettingsnøyaktigheten for det nord-søkende gyroskop. Denne innledende uavhengige referanse kan så utnyttes ved slutten av trådlednings-undersøkelsen. Ethvert avvik for gyroskopet i et trådledningsredskap kan måles på overflaten ved å ta opp forskjellen mellom gyroskopinnrettingen mellom begynnelsen og slutten av undersøkelses-kjøringen. Videre kan trådledningsredskapet som bærer gyroskopet lett dreies på jordoverflaten til flere forskjellige redskapsfront (rullevinkel)-posisjoner for å bestemme den misvisning som foreligger på hver av de innbyrdes tverrstilte gyroskoper (nemlig langs x-aksen og y-aksen for redskapet) mens redskapet befinner seg på overflaten. Denne misvisning kan da anvendes for å bekrefte nøyaktigheten eller for å korrigere gyroskopmålingene.

Under MWD-forhold foreligger ikke de ovenfor angitte ulemper ved trådlednings-utstyret. MWD-undersøkelser gjøres vanligvis under de tider borerørskoplin-ger finner sted under utboringen av borebrønnen, og disse intervaller er forholdsvis korte og er vanligvis på ett eller to minutter. Effekten til MWD-redskapene genereres nede i borehullet og/eller tilføres fra batterier. For å spare effekt, er det ønskelig å slå av gyroskopene når de ikke er i bruk, da gyroskopene forbruker be-traktelig effekt. Ved MWD-redskaper som utnytter turbin-vekselstrømgenerator genereres effekten ved strømningen av borefluid ("slam") og som avbrytes ved hver rørkopling. Selv om effekt kunne tilføres kontinuerlig, så vil forskjellen mellom avvik som måles henholdsvis på jordoverflaten før utboringen og etter utboringen

.£ 1 _j

per mellom boresammenstillingens borehull-tripper, og som typisk ligger mellom 30 og 300 timer.

Avviks- eller misvisningsstabilitet fra omgang til omgang utgjør en vesentlig feilkomponent ved de løpende tilgjengelige gyroskoper for taktisk anvendelse. Fjerning av misvisning ved dreining av gyroskopene om en vertikal akse (lengdeakse) har vært anvendt ved andre anvendelser enn brønnboring. Posisjonsinnstilling av en bunnhullssammenstilling for redskapsfront-orientering under utboring av borebrønnene er ofte ikke en reguleringsvariabel som kan forandres etter ønske. Dybden, hullvinkelen, redskaps-awiket, samt borehullstilstanden begrenser ofte mulighetene for å ta opp føler-data i forskjellige rulle-vinkler av bunnhullssammen-stillingen i borehullet. Det er således viktig å sikre at gyroskoper som anvendes for MWD-målinger er misvisnings-kompensert i sanntid innvendig før målingene tas i hvert intervall. Dette kan oppnås ved å fastlegge og fjerne avvikene i gyroskopet i transversalplanet ved bruk av en indre indekserings-mekanisme under den pro-sess som går ut på å ta målinger nedhulls under hvert utborings-opphold. Avvikene kan også være tilstede i andre målinger, nemlig de som utføres av magnetometere og akselerometere, av samme grunn som omtalt ovenfor under henvisning til gyroskoper. Det er ønskelig å fjerne også disse avvik for derved å kunne oppnå nøyaktig informasjon fra undersøkelsene.

Foreliggende oppfinnelse gjelder bunnhulls-sammenstillinger som utnytter gyroskoper, akselerometere og magnetometere for å fastlegge posisjon og beveg-elsesretning for borehulls-sammenstillingen, og hvor avvikene i gyroskopet, magnetometeret og akselerometeret bestemmes i transversalplanet og fjernes nedhulls under utboringsarbeidene. Så snart disse avvik er fjernet, kan det anvendes fremgangsmåter for å korrigere de målte data på grunnlag av det forhold at det foreligger en overlappende overtallighet i de observasjoner som utføres ved bruk av disse tre følertyper.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Foreliggende oppfinnelse gjelder en sammenstilling for måling under utboring (MWD) og for bruk under utboring av borehuller og som utnytter gyroskoper og akselerometere for å bestemme borehullets helning og asimut under utboringen av borehullet. Denne nedhulls-sammenstilling omfatter minst ett gyroskop som er dreibart montert i et redskapshus for å utlede signaler som gjelder jordens omdreining. En innretning i redskapet kan dreie gyroskopet inne i redskapet i en hvilken som helst ønsket grad.

I et første aspekt tilveiebringer følgelig oppfinnelsen en fremgangsmåte for å utføre målinger ved hjelp av minst én føler innbefattet et gyroskop, hvor føleren er dreibart montert i en sammenstilling for måling-under-utboring ("MWD") ved boring av et borehull, idet fremgangsmåten er kjennetegnet ved trinnene: (a) å anbringe MWD-sammenstillingen i borehullet ved en forutbestemt dybde, (b) å utføre en måling ved hjelp av den minst ene føleren ved minst tre rotasjonsposisjoner ved den forutbestemte dybden, (c) å anvende en trinnmotor for å rotere den minst ene føleren en forutbestemt vinkel i forhold til den første orienteringen om en kjent akse til minst to ytterligere posisjoner ved den forhåndsbestemte dybde, for så å utføre en måling ved hjelp av den minst ene føleren ved de minst to ytterligere posisjoner, og (d) å kombinere den første måling med de minst to ytterligere målingene for å bestemme et avvik i målingene utført ved hjelp av den minst ene føleren, hvor det å kombinere målingene omfatter det å tilpasse en sinuskurve til målingene.

I et andre aspekt tilveiebringer oppfinnelsen en nedhulls-sammenstilling for måling-under-utboring (MWD) og som brukes under utboring av borehuller, der sammenstillingen innbefatter et gyroskop, idet sammenstillingen er kjennetegnet ved: (a) et hus; (b) minst én føler anordnet i huset for å tilveiebringe målinger som angir en parameter av interesse, (c) en innretning for å dreie den minst ene føler om en rotasjonsakse, og (d) en prosessor i sammenstillingen, der prosessoren kombinerer signaler fra den minst ene føleren tatt ved en første og minst to ytterligere rotasjonsposisjoner ved samme dybde i borehullet for å bestemme et avvik i målingene som er utført av den minst ene føleren under boring av borehullet, hvor kombinasjonen av signalene omfatter det å tilpasse en sinuskurve til målingene.

I en utførelse av oppfinnelsen omfatter redskapet magnetometere og akselerometere, slik at avvik i målingene utført av disse instrumenter også kan fastlegges. Ved i tillegg å anvende flere magnetometere i innbyrdes aksial avstand, kan den magnetiske gradient også bestemmes, hvilket gjør det mulig å korrigere for lokale magnetiske kilder. I en ytterligere utførelse av oppfinnelsen kombinerer prosessoren målinger tatt av akselerometrene i MWD-redskapet for å utlede gravitasjonsmålinger som redskapsfronten og helningen kan bestemmes ut i fra. Gyroskopmålinger befridd for avvik anvendes i sammenheng med redskapsfront- og helningsmålinger for å bestemme asimut og sann nordvendt redskapsfront.

Det beskrives også en fremgangsmåte for å eliminere systematiske avvik som foreligger i et undersøkelses-instrument som er lagt ut i et verktøy for måling-under-utboring ved boring av et borehull. Denne fremgangsmåte omfatter utboring av borehullet under utnyttelse av MWD-redskapet frem til en viss dybde, fulgt av dreining av instrumentet over flere vinkelstillinger samtidig som målinger tas ved hjelp av instrumentet i hver posisjon, idet avviket anslås ut i fra disse flere målinger.

Eksempler på de viktigste særtrekk ved oppfinnelsesgjenstanden er blitt oppsummert ganske bredt for at den mer detaljerte beskrivelse av disse i det følg-ende kan bli bedre forstått, og slik at bidragene til teknikkens fremskritt kan erkjen-nes. Det foreligger naturligvis ytterligere særtrekk ved oppfinnelsen og som vil bli beskrevet i det følgende samt vil være gjenstand for de etterfølgende patentkrav.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

For detaljert forståelse av foreliggende oppfinnelse skal det henvises til føl-gende detaljerte beskrivelse av den foretrukne utførelse, sett i sammenheng med de vedføyde tegninger, hvor tilsvarende elementer er blitt gitt like tallbetegnelser, og hvor: fig. 1 viser en skjematisk skisse av et utboringsanlegg som utnytter appara-tur i henhold til foreliggende oppfinnelse i en utførelse for måling-under-utboring,

fig. 2A viser skjematisk en skisse av et parti av bunnhulls-sammenstillingen med et sett av gyroskoper og et tilsvarende sett av akselerometere i henhold til en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse,

fig. 2B viser skjematisk en skisse som angir bruk av et andre to-akset gyroskop i den bunnhulls-sammenstilling som er vist i fig. 2A,

fig. 2C og 2D er grafiske fremstillinger som viser sinuslignende utgangsverdier fra et to-akset gyroskop,

fig. 3 viser et funksjonelt blokkskjema for de viktigste nedhullselementer i utstyret i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig. 4 viser en utførelse av oppfinnelsen hvor det anvendes to motorer for å drive to gyroer, hvorav den ene er koplet til magnetometrene og akselerometrene, og

fig. 5 viser en utførelse av oppfinnelsen hvor det er brukt en enkelt motor for å drive to gyroer, hvorav den ene er koplet til magnetometrene og akselerometrene.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DE FORTRUKNE UTFØRELSER

Fig. 1 viser en skjematisk skisse av utboringsutstyr 10 med en bunnhulls-sammenstilling (BHA) eller bore-sammenstilling 90 som omfatter ett eller flere gyroskoper i henhold til foreliggende oppfinnelse. BHA 90 føres inn i et borehull 26. Boreutstyret 10 omfatter en vanlig derrik 11 som er reist opp på et gulv 12 som understøtter et rotasjonsbor 14 som dreies av et primært drivverk, slik som en elektrisk motor (ikke vist) i en ønsket rotasjonshastighet. Borestrengen 20 omfatter en rørledning (borerør eller kveil-rør eller kveilet rørledning) 22 som strekker seg nedover fra jordoverflaten inn i borehullet 26. En borkrone 50, som er festet til ytterenden av borestrengen 20 nedbryter de geologiske formasjoner når den roteres for utboring av borehullet 26. Borstrengen 20 er koplet til et trekkverk 30 over en drivrørs-skjøt 21, svivel 28 og line 29 over en trinse (ikke vist). Trekkverket 30 drives for å regulere vekten på borkronen ("WOB"), hvilket er en viktig parameter

i

som påvirker gjennomtrengningstakten ("ROP"). En rørlednings-innfører 14a og en spole (ikke vist) anvendes i stedet for rotasjonsboret 14 for å føre inn BHA i borebrønnen når det anvendes en kveilet rørledning som overføringsredskap 22. Arbeidsfunksjonene for trekkverket 30 og rørlednings-innføreren 14a er kjent innenfor fagområdet og vil således ikke bli nærmere beskrevet her.

Under utboring blir et passende borefluid 31 fra en slamgrop (kilde) 32 sir-kulert under trykk gjennom borestrengen 20 ved hjelp av en slampumpe 34. Borefluidet passerer fra slampumpen 34 inn i borestrengen 20 ved hjelp av en opp-suger 36 og fluidledningen 38. Borefluidet 31 avgis ved borehullets bunn 51 gjennom åpninger i borkronen 50. Borefluidet 31 strømmer så opphulls gjennom det ringformede rom 27 mellom borestrengen 20 og borehullet 26 samt returnerer til slamgropen 32 gjennom en returledning 35 og borespon-skjermen 85 som fjerner boresponene 86 fra det returnerende borefluid 31b. En føler Si i ledningen 38 gir informasjon om fluidets mengdestrøm. En dreiemomentføler S2 på overflaten og en føler S3 som er tilordnet borestrengen 20 gir informasjon om henholdsvis dreiemoment og rotasjonshastighet for borestrengen 20. Rørledningens innføringshas-tighet bestemmes av føleren S5, mens føleren S6 angir krokbelastningen på borestrengen 20..

Ved visse anvendelser blir borkronen 50 rotert bare ved å rotere borerøret 22.1 mange andre anvendelser er imidlertid en nedhullsmotor 55 (slammotor) anordnet i boresammenstillingen 90 for å rotere borkronen 50, mens borerøret 22 vanligvis roteres for å bidra med rotasjonskraft, hvis dette er påkrevet, samt for å frembringe forandringer i boreretningen. I begge tilfeller er ROP for en gitt BHA i høy grad avhengig av WOB eller skyvekraften på borkronen 50 og dens rotasjonshastighet.

Slammotoren 55 er koplet til borkronen 50 over en drivenhet anordnet i en lager-sammenstilling 57. Slammotoren 55 dreier borkronen 50 når borefluidet 31 passerer gjennom slammotoren 55 under trykk. Lager-sammenstillingen 57 opptar den radiale og den aksiale kraft fra borkronen 50, den nedoverrettede skyvekraft fra slammotoren 55 samt den oppoverrettede reaksjonskraft fra den påførte vekt på borkronen. En nedre stabilisator 58a som er koplet til lager-sammenstillingen 57 gjør tjeneste som en sentraliseringsinnretning for det nederste parti av borestrengen 20.

En reguleringsenhet eller prosessor 40 på jordoverflaten mottar signaler fra nedhulls-føleme og -innretningene over en føler 43 som er anbrakt i fluidledningen 38 samt signaler fra følerne SrS6 samt andre følere som anvendes i anlegget 10, samt behandler slike signaler i samsvar med programmerte instruksjoner som er avgitt til reguleringsenheten 40 på jordoverflaten. Denne overflate-reguleringsenhet 40 angir ønskede boreparametere og annen informasjon på en fremviser/ monitor 42 som utnyttes av en operatør for å regulere borearbeidene. Overflate-reguleringsenheten 40 inneholder en datamaskin, lagringsutstyr for å lagre data, opptaker for å registrere data samt andre periferiske innretninger. Reguleringsenheten 40 på jordoverflaten inneholder også en simuleringsmodell samt pro-sessdata i samsvar med programmerte instruksjoner. Reguleringsenheten 40 er fortrinnsvis innrettet for å aktivere alarmer 44 når visse usikre eller uønskede driftstilstander inntreffer.

BHA kan også inneholde formasjons-evalueringsfølere eller innretninger for å fastlegge resistivitet, densitet og porøsitet for den formasjon som omgir BHA. En gammastråle-innretning for å måle gammastråle-intensiteten samt andre nukleære og ikke-nukleære innretninger som anvendes for måling-under-utboring, er hensiktsmessig inkludert i BHA 90. Som et eksempel, viser fig. 1 en resistivitets-måle-innretning 64. Denne avgir signaler som resistivitet for formasjonen nær eller foran borkronen 50 kan utledes fra. Resistivitets-innretningen 64 har senderantenner 66a og 66b i innbyrdes avstand fra mottakerantennene 68a og 68b. I drift blir de utsendte elektromagnetiske bølger forandret mens de vandrer gjennom den formasjon som omgir resistivitets-innretningen 64. Mottakerantennene 68a og 68b detekterer de forandrede bølger. Formasjonsresistiviteten utledes fra fase og amplitude for de detekterte signaler. Disse detekterte signaler behandles av en nedhulls-datamaskin 70 for å bestemme resistivitetsverdier og dielektriske verdier.

En helningsmåler 74 og en gammastråle-innretning 76 er hensiktsmessig plassert sammen med resistivitets-måleinnretningen 64 for henholdsvis å bestemme helningen av det parti av borestrengen som ligger i nærheten av borkronen 50, samt formasjonens gammastråleintensitet. En hvilken som helst egnet helningsmåler og gammastråle-innretning kan imidlertid anvendes for oppfinnelsens formål. I tillegg kan posisjonsfølere, slik som akselerometere, magnetometere eller gyroskopinnretninger være anordnet i BHA for å bestemme borestrengens asimut, sanne koordinater og retning i borebrønnen 26. Slike innretninger er kjent innenfor fagområdet og behøver ikke å bli beskrevet i detalj her.

I den ovenfor beskrevne konfigurasjon overfører slammotoren 55 effekt til borkronen 50 over én eller flere hule aksler som løper gjennom resistivitets-måleinnretningen 64. Denne hule aksel gjør det mulig for borefluidet å passere fra slammotoren 55 til borkronen 50.1 en alternativ utførelse av borestrengen 20 kan slammotoren 55 være innkoplet på undersiden av resistivitets-måleinnretningen 64 eller på et hvilket som helst annet egnet sted. Den ovenfor beskrevne resistivitets-innretning, gammastråle-innretning og helningsmåler er fortrinnsvis anbrakt i et felles hus som kan være koplet til motoren. Innretningene for måling av formasjonens porøsitet, gjennomtrengelighet og densitet (samlet angitt ved henvisningstaller 78) er fortrinnsvis anbrakt på oversiden av slammotoren 55. Slike innretninger er kjent innenfor fagområdet og behøver således ikke å beskrives i detalj.

Som angitt tidligere, utnytter en stor del av de foreliggende boreanlegg, særlig anlegg for utboring av sterkt avvikende og horisontale borebrønner, kveilet rørledning forføring av bore-sammenstillingen ned i borehullet. Med en slik anvendelse er en skyver 71 innlagt i borestrengen 90 for å utøve den påkrevde kraft på borkronen. For foreliggende oppfinnelses formål anvendes uttrykket vekt på borkrone for å angi den kraft på borkronen som utøves på denne under utboringsar-beidet, enten kraften påføres ved å justere vekten på borestrengen eller ved hjelp av skyvere. Når kveilet rørledning anvendes blir denne rørledning ikke dreiet av et rotasjonsbor, men den blir i stedet ført inn i borebrønnen ved hjelp av en egnet innfører 17a mens nedhullsmotoren 55 roterer borkronen 50.

Et antall følere er også plassert i forskjellige enkeltstående innretninger i bore-sammenstillingen. Flere forskjellige følere er f.eks. plassert i slammotorens kraftoverføringsseksjon, lager-sammenstillingen, boreakselen, rørledningen og borkronen for å fastlegge disse elementers tilstand under utboringen og bestemme borehullets parametere. Den foretrukne måte for å legge ut visse følere i borestrengen 90 vil nå bli beskrevet. Den faktiske BHA som utnyttes for en spesiell anvendelse kan inneholde noen eller samtlige av de ovenfor beskrevne følere. For denne oppfinnelses formål kan en hvilken som helst slik BHA inneholde én eller flere gyroskoper samt et sett akeselerometere (samlet angitt her med henvisnings-tallet 88) på et passende sted i BHA 90. En foretrukket konfigurasjon av slike føl-ere er vist i fig. 2A.

Fig. 2A er en skjematisk skisse som viser en følerseksjon 200 som inneholder et gyroskop 202 samt et sett av tre akselerometere 204x, 204y og 204z anordnet på et passende sted i bunnhulls-sammenstillingen (90 i fig. 1) i henhold til en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse. Gyroskopet 202 kan være et en-akset gyroskop eller et to-akset gyroskop. I vertikale borebrønner eller bore-brønner med lav helning anses et x-akse-gyroskop eller et y-akse-gyroskop tilstrekkelig for å fastlegge asimut og redskapsfronten i forhold til sann nord. Den konfigurasjon som er vist i fig. 2A anvender et enkelt to-akset (x-akse og y-akse) gyroskop som avgir utgangsverdier i samsvar med jordens omdreiningstakt i de to akser (x-aksen og y-aksen) vinkelrett på borehullets akse eller bunnhulls-sammenstillingens lengdeakse, som her vil bli henvist til som z-aksen. Føleren 202 måler således jordens omdreiningskomponent langs x-aksen og langs y-aksen. Akselerometerne 204x, 204y og 204z måler jordens gravitasjonskomponenter henholdsvis langs x-aksen, y-aksen og z-aksen for bunnhulls-sammenstillingen 90.

Gyroskopet 202 og akselerometerne 204x-204z er anordnet i en roterende apparatramme 210 som dreies om de radiale lagre 212a-212b i et faststående eller ikke-dreibart hus 214. En indekserende drivmotor 216 som er koplet til den roterbare apparatramme 210 over en aksel 218 kan da dreie apparatrammen 210

i bunnhulls-sammenstillingen 90 om z-aksen, således at gyroskopene 202 dreies fra én mekanisk posisjon til en annen over en hvilken som helst ønsket dreievin-kel. En trinnmotor foretrekkes som indekserende drivmotor 216 fordi trinnmotorer er presisjonsinnretninger og gir positiv tilbakekopling angående dreiningsgraden. En hvilken som helst annen mekanisme, enten den er elektrisk drevet, hydraulisk drevet eller drevet på en hvilken som helst annen måte, kan anvendes for å dreie gyroskopene inne i bunnhulls-sammenstillingen 90. Gyroskopene 202 kan dreies fra en vilkårlig begynnelsesposisjon til et mekanisk stopp (ikke vist) i redskapet eller mellom to mekaniske stopp, eventuelt fra en innledende topp-angivelse til en andre posisjon, slik det vil bli beskrevet senere. Rotasjonsvinkelen tilsvarende en bestemt akse er valgbar.

Skjønt fig. 2A viser et enkelt to-akset gyroskop, kan et separat gyroskop anvendes for hver akse. En skjermet ledningsføring 226 tilfører effekt til gyroskopet 202 og akselerometrene 204x, 204y, 204z. Den skjermede ledning 226 overfører signaler fra gyroskopet og akselerometrene til prosessoren i bunnhulls-sammenstillingen 90. På lignende måte sørger en egnet skjermet ledningsføring 220 for effekttilførsel og signalforbindelse til trinnmotoren 216 og ytterligere nedhullsutstyr. En fjærbelastet dreiemoment-begrenser 240 kan anvendes for å hindre innledende overbelastning frembrakt av borestrengens rotasjon fra å skade utvekslings-boksen for trinnmotoren 216.

I tillegg kan et andre to-akset (x-akse og z-akse) gyroskop 230 være dreibart montert i bunnhulls-sammenstillingen 90 i en dreibar apparatramme eller på en hvilken som helst annen måte for å måle omdreiningstakten for z-aksen og x-aksen, slik som vist i fig. 2B. Føleren 230 kan være roterbar om y-aksen ved bruk av konisk tannhjul 242 og en aksel-forbindelse 244 til den roterbare apparatramme 210, slik at behovet for en ytterligere motor elimineres. Den skjermede ledning 244 for y-aksens gyro 230 må vikles omkring gyroen for å utnytte den tilgjengelige plass i et hus med liten diameter.

Som angitt ovenfor, krever et MWD-gyroskop optimalisering og/eller kom-pensering for flere parametere for å kunne gi den påkrevde ytelse ut i fra løpende tilgjengelige gyroskopfølere.

Én av feilparametrene som i visse tilfeller vil være for stor for tilstrekkelig nøyaktig adferd i en typisk tilpasning av et MWD-gyroskop er avviket ved gyroskopets utgangssignal. Visse gyroskoper har små feilverdier for "tilfeldig vandrings-awik", samt relativt stabile awiksverdier etter en innledende oppvarmingsperiode, men har en stor ustabilitet i avviket sett fra påslag til påslag. Avviket og avvikets vilkårlige vandring vil i høy grad bestemme nøyaktigheten av en gyroskop-føler som anvendes i gyrokompasset (nord-søkende)-arbeidsmodus. Et apparat og en fremgangsmåte for å korrigere awiksfeil som påvises etter effekt er tilført under utboring, er da ønskelig.

Én utførelse av foreliggende oppfinnelse oppnår kompensasjon for den systematiske awiksfeil i et gyroskop i et MWD-redskap ved å indeksere gyroskopet til to posisjoner med innbyrdes vinkelavstand på 180 grader, samt ved å utnytte data fra disse posisjoner for å bestemme avviket. Addering av de to målinger fører til

en kansellering av det positivt-rettede og det negativt-rettede signal samt en dob-ling av awiksfeilen. Hvis det er kompensert for alle øvrige parametere ved en kali-breringsprosess som utføres før bedriften av nedhullssammenstillingen, blir den gjenværende feil i gyroskopet (misvisningen) fjernet etter en beregning på følg-ende måte: Misvisning = Vfe (fnulP-avlesning) + ("180"-avlesning)) (1)

Mekaniske stoppere kan anvendes for å frembringe dreining av gyroskopet til en vilkårlig "nuN"-posisjon og derpå til "180"-posisjonen. For et en-akset gyroskop, kan denne teknikk fastlegge avvik eller misvisning, som så anvendes for å kompensere påfølgende målinger fra gyroskopet, i tillegg til tidligere fastlagte kali-breringsparametere. For et to-akset gyroskop kan denne teknikk for indeksering fra "nuH"-posisjonen til "180"-posisjonen frembringe en måling av avviket for hver av de to (X og Y) tverrakse-gyroskopene. Alternativt kan en trinnmotor eller en drivmotor med en vinkelinnstiller anvendes for å indeksere 180 grader fra en vilkårlig begynnelsesposisjon på dreieaksen.

Denne teknikk anskueliggjøres ved den grafiske fremstilling som er vist i fig. 2C ved hjelp av de små kvadratiske symboler er betegnet med "innledende målepunkt". Denne posisjon er vist ved 62 grader på opptegningens horisontalak-se, tilsvarende en relativ rullevinkel eller redskapsfront-vinkel) på 62 grader. En andre måling kan da oppnås ved 62 + 180, eller 242 grader, og det avvik som beregnes for gyroskop X eller gyroskop Y eller begge ut i fra målingene ved disse to posisjoner.

Men denne teknikk som går ut på å ta den første måling ved en vilkårlig rullevinkel-posisjon på den grafiske opptegning kan imidlertid resultere i en gyroskop-utgang som finner sted nær null (nullpunktet på den vertikale akse). I et slikt tilfelle vil utgangsverdien fra gyroskopet ha en bratt helning, og vil da være meget følsomt for variasjoner i posisjonen langs horisontalaksen. For å få gode resultate-ter bør indekseringen fra "nuH"-punktet til "180"-punktet utføres med stor presisjon, og en stram toleranse med hensyn til bevegelsen over 180 grader må da opprett-holdes. En slik tett toleranse på et mekanisk indekseringsapparat kan være vans-kelig å oppnå i en MWD-anordning på grunn av de barske omgivelser, samt behovet for å opprette vibrasjons- og sjokkdempende montering av de følsomme deler. Elastiske monteringer er da ofte påkrevet, med tilstrekkelig spillerom for utbøyning under dynamiske belastninger, og mekaniske stoppere kan da bli skadet ved kon-tinuerlige anslag.

Det skal fremdeles henvises til fig. 2C, hvor det er angitt hvorledes foreliggende oppfinnelse angir en fremgangsmåte for å opprette den innledende "null"-re-feranseposisjon for å nedsette målefeilene på grunn av misvisning til et minimum, samtidig som et mindre nøyaktig mekanisk indekserings-apparat kan tillates. I

fig. 2C er det klart vist at utgangen fra gyroskopet er mindre følsomt for vinkelposi-sjonsfeil nær den positive (250) og negative (252) topposisjon på den sinuslignende bølge 255. De runde punkter 254a og 254b som er opptegnet nær sinusbøl-gens nullverdi ved 85 og 90 grader har vesentlig større innbyrdes vertikal forskyv-ning enn trekantpunktene 250a og 250b som er inntegnet nær toppen av sinusbøl-

gen 255. Det er da ønskelig å måle "null"-posisjonsverdien for gyroskopet nær den positive og negative topp, og "180"-graders posisjonen er den andre topp, for det formål å nedsette til et minimum feilen i den resulterende awiksmåling. Dette kan oppnås ved å overvåke gyroskopets utgangssignal under dreiningen. Fastleggelse av toppen kan utføres ved å ettersøke den posisjon hvor utgangssignalets helning går fra stigende til fallende verdi (eller vice versa) med økende vinkelposisjon. De innledende "nuH"-posisjonsmålinger kan utføres i denne posisjonsinnstilling og oppbevares for påfølgende beregning. Drivmotor-apparatet kan så beordres til fremføring 180 grader, og de andre "180"-posisjonsmålinger kan da utføres. Alternativt kan "toppbestemmelses"-teknikken anvendes for "180"-posisjonen.

For et to-akset gyroskop kan toppbestemmelse-teknikken anvendes for å fastlegge "null"-posisjonen for X-gyroskopet, hvorpå tre ytterligere posisjoner anvendes, nemlig 90 grader fra hverandre, for derved å utføre målinger for å beregne avviket på både x-aksen og y-aksen. I den ovenfor omtalte grafiske fremstilling benyttes de inntegnede trekantpunkter nær toppene av de sinuslignende ut-gangssignaler ved 90,180, 270 og 360 grader for å beregne avvik for X og Y.

Etter å ha bestemt avviket på de to akser ved denne nedhulls-kalibrerings-teknikk, kan utgangssignalene for henholdsvis X-aksen og Y-aksen korrigeres med hensyn på dette avvik i en hvilken som helst posisjon langs vinkelskalaen (den horisontale skala). Vinkelparametere av interesse for den nedhulls MWD-sammenstilling (asimut og redskapsfront) kan da beregnes ved bruk av verdier for alle fire eller hvilke som helst av de tidligere registrerte eller påfølgende indekserte posisjoner. Middelverdien av de parametere som beregnes ved de fire indekserte posisjoner blir da vanligvis brukt.

Sammenfattet anvendes trekantpunktene som er inntegnet nær toppene på sinuskurvene for å beregne avvikene, og etter kompensasjon anvendes da disse målinger sammen med målingene som gjøres ved de runde punkter som er inntegnet nær sinuskurvenes null-verdier for å beregne de vinkelparametere som er av interesse.

Det skal nå henvises tilbake til fig. 2A, i forbindelse med at utboringen avbrytes eller stoppes under drift for å bestemme redskapsfront, helningsvinkel og

asimut for bunnhulls-sammenstillingen 90. Gyroskopet effektforsynes og målinger av jordomdreiningstakten utføres fra gyroskopet 202 og gravitasjonsmålinger utfø-res fra hver av akselerometerne 204x-204z. Som angitt ovenfor, inneholder gyroskopets omdreiningstakt-målinger systematiske avvik eller feil. For å eliminere disse systematiske feil, utføres et annet sett av omdreiningstakt-målinger etter at gyroskopet 202 er dreiet 180 grader i samme borebrønnsdybde og posisjon av bunnhulls-sammenstillingen samt uten avslått effekt til gyroskopet 202.

Målingene i forbindelse med hver akse fra gyroskopet utføres i hver posisjon og blir så differensiert for å bestemme de respektive avvik. Avvikene tilsvarende hver akse blir fortrinnsvis lagret i et hensiktsmessig datalager i prosessoren for senere bruk. Avvikene anvendes for å korrigere gyroskop-målingene forut for at asimut eller redskapsfront bestemmes i forhold til sann nord på den måte som er beskrevet ovenfor. Disse metoder fjerner stort sett de systematiske uavhengige redskapsfront-feil. De gjenværende feil fjernes ved å utnytte forutbestemte modeller som er utledet fra laboratorie-målinger som er utført på jordoverflaten.

Fig. 2D anskueliggjør en annen fremgangsmåte for å korrigere gyro-utgangen. Redskapet dreies i rekkefølge over vinkler 261a, 261b,... og ved hver drein-ingsvinkel registreres gyro-utgangen for gyroene for henholdsvis X-aksen og Y-aksen. Hvis målingene ved hjelp av X-gyroen ved en vinkel Øj angis ved Uxj, kan målingene i nærvær av tilfeldige målefeil q samt et avvik bx angis ved:

hvor $ er en fasevinkel og A er sinuskurvens amplitude. I denne ligning må tre parametere anslås, nemlig A, ø og bx. Hvis målingene utføres ved tre drei-ningsvinkler for redskapet, kan disse parametere bestemmes entydig. Hvis ytterligere målinger utføres, så vil ligningene være overbestemt og en løsning kan oppnås ved bestemmelse av minste kvadrater ved bruk av fremgangsmåter som er kjent innenfor fagområdet. Den samme prosedyre kan også anvendes for de målinger som utføres ved Y-aksegyroen. Når gyromålingene for både X-aksen og Y-akspn flnvpnrips så vil ript vil uærc pn \/ttorlinoro fnrririnn at fasoi ittrvk leat f nr y.rpt-

ningen og y-retningen avviker innbyrdes med 90 grader. Også dette kan gjøres til en del av minimiserings-prosedyren i forbindelse med minste kvadratverdier.

De ovenfor beskrevne metoder for fjerning av avvik i sanntid nedhulls under utboring av borebrønner, vil heretter bli henvist til som "mekaniske indekserings-metoder", og anvendt for gyroskoper vil de tillate stor fleksibilitet i bruk, minimali-sering av undersøkelsestiden og effektforbruket. De vil muliggjøre bestemmelse av systematiske awiksfeil som vanligvis forekommer i konvensjonelt tilgjengelige gyroskoper, i stedet for å lite på awikets stabilitet ved slike gyroskoper. Dette mul-iggjør videre bruk av gyroskoper som ellers er uegnet for bruk i gyrokompass-modus under MWD-forhold på grunn av deres dårlige stabilitet eller store awiks-ustabilitet fra påslag til påslag. Den andre størrelse som påvirker nøyaktigheten ved gyroskopmåling, nemlig den vilkårlige vandring, kan minimaliseres ved (a) å velge gyroskoper med forholdsvis lav verdi med hensyn til vilkårlig vandring ved å utføre prøver på jordoverflaten før deres bruk i bunnhulls-sammenstillingen og (b) middelverdibestemmelse av gyroskopenes målinger under tilstrekkelig lange tids-perioder til å kunne fjerne statistiske variasjoner av slike feil.

Fig. 3 viser et funksjonelt blokkskjema over de viktigste elementer i bunnhulls-sammenstillingen 90 og viser videre ved hjelp av piler forbindelsesbaner for samvirke mellom disse elementer. Det bør forstås at fig. 3 bare angir ett eneste arrangement av elementene samt ett opplegg for samarbeide mellom slike elementer. Andre like effektive arrangementer kan anvendes for å praktisere oppfinnelsen. Et forutbestemt antall atskilte datapunkt-utganger fra følerne 352 (SrSj) lagres i en buffer, som i fig. 3 inngår som en avdelt del av lagringskapasiteten i den datamaskin 350. Datamaskinen 350 omfatter fortrinnsvis kommersielt tilgjengelige faststoff-innretninger som kan anvendes i borehull-omgivelser. Alternativt kan buffer-lagringsmidlene omfatte et separat minne-element (ikke vist). Interak-tive modeller er lagret inne i datalageret 348.1 tillegg er andre referansedata slik

som kalibrerings-kompensasjonsmodeller og forutbestemt borebane også lagret i datalageret 348. En toveis kommunikasjonslinje foreligger mellom datalageret 348 og datamaskinen 350. Resultatene fra følerne 352 overføres til datamaskinen 350 eller overflate-datamaskinen 40, hvor de omformes til parametere av interesse ved bruk av fremgangsmåter som vil bli detaljert forklart i et påfølgende avsnitt.

Datamaskinen 350 er også driftsmessig koplet til visse styrbare nedhulls-innretninger d1-dm, slik som en skyver, justerbare stabilisatorer og en avsparks-underenhet for geostyring samt en strømningsregulator-innretning for å regulere fluidstrømningen gjennom boremotoren med henblikk på å styre borkronens rotasjonshastighet.

Effektkilden 344 avgir effekt til telemetrielementet 342, datamaskinen 350, lagringsmodulene 346 og 348 samt tilhørende reguleringskretser (ikke vist), og føl-erne 352 samt tilhørende reguleringskretser (ikke vist). Informasjon fra overflaten overføres over den nedlinjes telemetribane som er vist ved stiplet linje 329 til det mottakende nedhullselement i nedhulls-telemetrienheten 342, og overføres derpå til lagringsinnretningen 348. Data fra nedhullskomponentene overføres opphulls over forbindelseslinjen 327.1 henhold til foreliggende oppfinnelse blir parameterne av interesse, slik som redskapsfront, helning og asimut fortrinnsvis beregnet nedhulls og bare beregningsresultatene overføres til jordoverflaten.

Fig. 4 viser en følerseksjon 400 som inneholder gyroskoper 404, 412, et sett på tre akselerometere 414x, 414y og 414z anordnet på et passende sted i bunnhulls-sammenstillingen 90 i henhold til en annen utførelse av foreliggende oppfinnelse. Gyroskopene 404, 412 er fortrinnsvis to-aksede gyroskoper. Føler-seksjonen inneholder også tre tre-aksede magnetometere 426a, 426b og 426c. Disse instrumenter er innkapslet i et hus 430 med en nedhullskopler 432 og en opphullskopler 402. En trinnmotor 408b driver følerne 404, 412, 414x, 414y, 414z, 426a, 426b og 426c nedhulls for trinnmotoren 408b ved hjelp av en fleksibel kop-ling 410, slik at følerne kan trinnforskyves gjennom en rekke asimut-posisjoner i forhold til redskapsaksen. De magnetiske følere 426a, 426b og 426c samt magnetometerpanelet 420 er understøttet på en apparatramme 420 av ikke-magnetiske lagre 424. Etterhvert som gyroskopet 412 trinnforskyves gjennom et antall vinkelstillinger for å bestemme dets avvik, blir i dette arrangement magnetometerne og akselerometerne trinnforskjøvet sammen med gyroskopet. Ved anvendelse av de fremgangsmåter som er beskrevet ovenfor under henvisning til gyroskopet, kan også avviket i akselerometerne 414x og 414y samt magnetometerne 426a, 426b og 426c fastlegges og påfølgende kartleggende målinger kan da kompenseres for dette avvik.

I fravær av lokale magnetiske påvirkninger, av den art som forårsakes av stålgjenstander i føler-sammenstillingen eller i nærheten av denne sammenstilling, bør det ikke foreligge noen z-gradient i det magnetiske felt, hvilket vil si at lengde-akselkomponentene ved de magnetiske følere 426a, 426b og 426c bør ha samme verdi. Hvis de faktiske målinger ikke tilfredsstiller denne betingelse, så angir dette at det foreligger lokal magnetisk forstyrrelse. Den magnetiske feltforstyrrelse som forårsakes av en magnetisk gjenstand i borehullet eller i nærheten av borehullet følger den velkjente inverse kvadrat-lov, og ved å anvende kjent modelleringstek-nikk, kan beliggenheten og styrken av denne forstyrrelse fastlegges ut i fra et antall magnetiske målinger. Dette gjør det mulig å korrigere magnetometermålingene for vedkommende forstyrrelse samt også å fastlegge en aksial avstand langs borehullet hvor z-gradienten er hovedsakelig lik null og det magnetiske felt Z er uforstyrret.

Det skal fremdeles henvises til fig. 4, hvor det er vist at følersammenstillin-gen også omfatter et andre gyroskop 404 som deles av en andre trinnmotor 408a over en konisk tannhjulsutveksling 406. Ved bruk av de metoder som er beskrevet ovenfor, kan også avviket for denne gyro fastlegges under loggings-operasjoner, og forskjellen i dette tilfelle er at y- og z-komponentene av avviket fastlegges ved å dreie gyroen 412 gjennom et antall forskjellige vinkelstillinger hvor målinger utfø-res i hver stilling.

Så snart observasjonene er blitt korrigert for avvik, kan de tre sett målinger som er basert på tre følertyper anvendes for oppnå forbedrede anslåtte verdier med hensyn til redskapets orientering. Som angitt i US-patent nr. 5,432,699, er den vinkelhastighet Q9 som måles av gyroskopene lik summen av jordens vinkel-hastighetsvektor Q° og redskapets vinkelhastighet Q<p> i forhold til jorden.

Magnetometermålingen og akselerometermålingen gir hver sin uavhengige måleverdi av redskapets bevegelse i forhold til jorden. De ligninger som er angitt ved (4) er overbestemt og kan løses for å utlede en forbedret verdi når det gjelder redskapets faktiske orientering i forhold til jorden, idet det anvendes metoder i henhold til kjent teknikk. Da magnetometeret angir en orientering i forhold til jordens magnetisk felt, så vil fremgangsmåtene umiddelbart i et mål på den magnetiske misvisning (vinkel mellom geografisk og magnetisk nord).

Fig. 5 viser en annen utførelse av oppfinnelsen hvor det brukes to gyroskoper. Følerseksjonen 500 inneholder gyroskoper 504, 512 samt et sett på tre akselerometere 514x, 514y og 514z som er anordnet på et egnet sted i bunnhulls-sammenstillingen 90. Gyroskopene 504,512 er fortrinnsvis to-aksede gyroskoper. Føl-erseksjonen inneholder også tre tre-aksede magnetometere 526a, 526b og 526c. Instrumentene er innelukket i et hus 530 med nedhullskopler 532 og en opphullskopler 502. En trinnmotor 508 driver transversal-gyroskopet 504 ved hjelp av en konisk tannhjulsutveksling 506a, idet trinnmotorens bevegelse videreføres gjennom den koniske tannhjulsutveksling 506b til en aksel 518. Følerne 512, 514x, 514y, 514z, 526a, 526b og 526c drives i synkronisme med den gyroskopiske føler 504. De magnetiske følere 526a, 526b og 526c samt magnetometerpanelet 520 understøttes på en apparatramme 522 ved hjelp av ikke-magnetiske lagre 524. Ved bruk av de metoder som er beskrevet ovenfor under henvisning til gyroskopet, kan avviket bestemmes for gyroskopene 504, 512, akselerometerne 514x, 514y og 514z samt magnetometerne 526a, 526b og 526c og påfølgende kartlegg-ingsmålinger kan kompenseres for dette avvik. De awikskorrigerte måleverdier utnyttes derpå for å oppnå en forbedret anslått verdi med hensyn til redskapets posisjon og orientering ved bruk av den fremgangsmåte som er omtalt ovenfor under henvisning til fig. 4.

Claims (23)

1. Fremgangsmåte for å utføre målinger ved hjelp av minst én føler innbefattet et gyroskop (202), hvor føleren er dreibart montert i en sammenstilling (90) for måling-under-utboring ("MWD") ved boring av et borehull (26), idet fremgangsmåten er karakterisert ved de trinn: (a) å anbringe MWD-sammenstillingen (90) i borehullet (26) ved en forutbestemt dybde, (b) å utføre en måling ved hjelp av den minst ene føleren (88, 202, 204, 426) ved minst tre rotasjonsposisjoner ved den forutbestemte dybden, (c) å anvende en trinnmotor (216, 408, 508) for å rotere den minst ene føle-ren en forutbestemt vinkel i forhold til den første orienteringen om en kjent akse til minst to ytterligere posisjoner ved den forhåndsbestemte dybde, for så å utføre en måling ved hjelp av den minst ene føleren ved de minst to ytterligere posisjoner, og (d) å kombinere den første måling med de minst to ytterligere målingene for å bestemme et avvik i målingene utført ved hjelp av den minst ene føleren, hvor det å kombinere målingene omfatter det å tilpasse en sinuskurve til målingene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved det å korrigere minst én av den første målingen og den minst ene ytterligere målingen ved hjelp av det bestemte avviket.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved det å velge den minst ene føler fra en følergruppe bestående av: (i) et akselerometer (88, 204, 414, 514), (ii) et magnetometer (426, 526) og (iii) et to-akset gyroskop (202, 230).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved det å bestemme en parameter av interesse ut i fra den korrigerte målingen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den minst ene føler er et to-akset gyroskop (202) og parameteren av interesse velges fra en gruppe bestående av (i) en asimut i forhold til sann nord, (ii) redskapsfrontens orientering i forhold til sann nord, (iii) den målte amplitudeverdien av jordens omdreiningsvektor ved hjelp av et to-akset gyroskop, og (iv) den målte amplituden av jordens omdreiningsvektor ved hjelp av et tre-akset gyroskop.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at den minst ene føler er et to-akset gyroskop (202), idet fremgangsmåten videre omfatter det å korrigere målinger som gyroskopet tar i andre borehullsdybder enn den forutbestemte borehullsdybden, for å overvåke forandringer i parameteren av interesse.

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den minst ene føler videre omfatter tre tre-aksede magnetiske følere (426, 526) i innbyrdes aksial avstand på MWD-redskapet, idet fremgangsmåten videre omfatter det å bestemme en posisjon og styrke av en lokal magnetisk forstyrrelse.

8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den minst ene føler videre omfatter et magnetometer, et gyroskop og et akselerometer, der fremgangsmåten videre omfatter det å bestemme en parameter av interesse ved bruk av de målinger som utføres av magnetometeret, gyroskopet og akselerometeret, idet minst én av nevnte målinger er blitt korrigert ved bruk av det bestemte avviket.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at parameteren av interesse velges fra en gruppe bestående av (i) en asimut i forhold til sann nord, (ii) redskapsfrontens orientering i forhold til sann nord, (iii) amplitudeverdien av målingene av jordens omdreiningsvektor ved et to-akset gyroskop, (iv) amplitudeverdien av målingene av jordens omdreiningsvektor ved et tre-akset gyroskop, og (v) magnetisk avvik ved borehullet.

10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den minste ene føler videre omfatter tre tre-aksede magnetiske følere (426, 526) i innbyrdes aksial avstand på MWD-redskapet, idet fremgangsmåten videre omfatter bestemmelse av en posisjon hvor en gradient av det magnetiske feltet er hovedsakelig lik null.

11. Nedhulls-sammenstilling for måling-under-utboring (MWD) og som brukes under utboring av borehuller, der sammenstillingen innbefatter et gyroskop (202), idet sammenstillingen er karakterisert ved: (a) et hus (214, 430, 530), (b) minst én føler (88, 202, 204, 426) anordnet i huset for å tilveiebringe målinger som angir en parameter av interesse, (c) en innretning (216, 408, 508) for å dreie den minst ene føler om en rotasjonsakse, og (d) en prosessor i sammenstillingen, der prosessoren kombinerer signaler fra den minst ene føleren tatt ved en første og minst to ytterligere rotasjonsposisjoner ved samme dybde i borehullet for å bestemme et avvik i målingene som er utført av den minst ene føleren under boring av borehullet, hvor kombinasjonen av signalene omfatter det å tilpasse en sinuskurve til målingene.

12. MWD-sammenstilling ifølge krav 11, karakterisert ved at prosessoren korrigerer minst én måling som er ut-ført av den minst ene føleren ved hjelp av det bestemte avviket.

13. MWD-sammenstilling ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at den minste ene føleren velges fra en gruppe bestående av (i) et akselerometer (88, 204,414, 514), (ii) et magnetometer (426, 526) og (iii) et gyroskop (202, 230).

14. MWD-sammenstilling ifølge krav 12 eller 13, karakterisert ved at prosessoren videre bestemmer en parameter av interesse ved hjelp av den korrigerte målingen.

15. MWD-sammenstilling ifølge krav 14, karakterisert ved at den minst ene føleren er et gyroskop og parameteren av interesse velges fra en gruppe bestående av (i) en asimutverdi i forhold til sann nord, (ii) en redskapsfront-orientering i forhold til sann nord, (iii) en amplitudeverdi av målingene av jordens omdreiningsvektor ved et to-akset gyroskop, (iv) en amplitude av målingene av jordens omdreiningsvektor ved et tre-akset gyroskop og (v) en lokal tilsynelatende breddegrad ved et tre-akset gyroskop.

16. MWD-sammenstilling ifølge ett av kravene 12 til 15, karakterisert ved at prosessoren videre korrigerer gyroskopmålinger som er tatt i en borehullsdybde som er forskjellig fra den forutbestemte dybden for derved å overvåke forandringer i parameteren av interesse.

17. MWD-sammenstilling ifølge ett av kravene 11 til 16, karakterisert ved at den minst ene føleren videre omfatter tre magnetiske følere (426, 526) i innbyrdes aksial avstand på MWD-redskapet, idet prosessoren videre kombinerer signaler fra de tre magnetiske følere for å bestemme en posisjon og styrke av en lokal magnetisk forstyrrelse.

18. MWD-sammenstilling ifølge krav 11, karakterisert ved at den minst ene føler videre omfatter et gyroskop samt minst én ytterligere føler valgt fra en gruppe bestående av (i) et magnetometer og (ii) et akselerometer.

19. MWD-sammenstilling ifølge krav 18, karakterisert ved at prosessoren videre bestemmer en parameter av interesse ved å utnytte en måling fra gyroskopet som er korrigert med hensyn til avviket, samt en måling fra minst én ytterligere føler.

20. MWD-sammenstilling ifølge krav 19, karakterisert ved at parameteren av interesse er valgt fra en gruppe bestående av (i) en asimutverdi i forhold til sann nord, (ii) en redskapsfront-orientering i forhold til sann nord, (iii) en amplitudeverdi fra målingene av jordens omdreiningsvektor ved et to-akset gyroskop, (iv) en amplitudeverdi fra målinger av jordens omdreiningsvektor ved et tre-akset gyroskop, og (v) en lokal tilsynelatende breddegrad ved et tre-akset gyroskop og (vi) magnetisk misvisning i borehullet.

21. MWD-sammenstilling ifølge krav 11, karakterisert ved at den minst ene føler omfatter et første to-akset gyroskop med sin rotasjonsakse parallelt med en akse for sammenstillingen, samt et andre to-akset gyroskop med sin rotasjonsakse vinkelrett på rotasjonsaksen av det første gyroskopet.

22. MWD-sammenstilling ifølge krav 21, karakterisert ved at den videre omfatter en første trinnmotor for dreining av det første gyroskopet og en andre trinnmotor (408a) for dreining av det andre gyroskopet.

23. MWD-sammenstilling ifølge krav 21, karakterisert ved at den videre omfatter en enkelt trinnmotor for samtidig dreining av det første gyroskopet og det andre gyroskopet.