NO761414L - - Google Patents

Info

Publication number
NO761414L
NO761414L NO761414A NO761414A NO761414L NO 761414 L NO761414 L NO 761414L NO 761414 A NO761414 A NO 761414A NO 761414 A NO761414 A NO 761414A NO 761414 L NO761414 L NO 761414L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
signal
output signal
gravity
drill string
devices
Prior art date
Application number
NO761414A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
D S Grosso
E Asmundsson
Original Assignee
Teleco Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/576,628 external-priority patent/US3982431A/en
Priority claimed from US05/576,623 external-priority patent/US4013945A/en
Application filed by Teleco Inc filed Critical Teleco Inc
Publication of NO761414L publication Critical patent/NO761414L/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02Determining slope or direction
    • E21B47/022Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/14Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
    • E21B47/18Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/14Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
    • E21B47/18Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
    • E21B47/24Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry by positive mud pulses using a flow restricting valve within the drill pipe

Description

"Føler for apparater til boring av borehull"."Sensor for devices for drilling boreholes".

Den foreliggende oppfinnelse angår anordninger som tjener til boring av borehull, og som innbefatter føle- og telemetri-organer til periodisk avføling av retningsparametre for en borstreng i borehullet og til frembringelse av utgangssignaler som overføres til overflaten. The present invention relates to devices which serve for drilling boreholes, and which include sensing and telemetry means for periodically sensing directional parameters for a drill string in the borehole and for generating output signals which are transmitted to the surface.

Innen området boring av borehull, spesielt olje- og gassbrønn-boring, har nytten av et system som er istand til å detektere visse parametre ved bunnen av en borestreng og til å overføre slike data til overflaten under boreoperasjonen, lenge vært anerkjent. In the field of well drilling, especially oil and gas well drilling, the utility of a system capable of detecting certain parameters at the bottom of a drill string and of transmitting such data to the surface during the drilling operation has long been recognized.

Mens noen forslag og systemer til borehull-telemetri har innbefattet arrangementer hvor sensorpakker periodisk senkes ned i og heves fra et brønnhull, skal langt de fleste foretrukne arrangementer ha sine parameteravfølende apparater permanent anordnet på bunnen av brønnen, fortrinnsvis i et nedre segment av borstrengen, og overføre data til overflaten. Der er foreslått en rekke systemer til utførelse av slik avføling og dataoverføring. En av hovedtypene av slike systemer er mudder-puls-telemetrisystemet hvor pulser frembringes i muddersøylen i borstrengen for over-føring av data til overflaten. While some proposals and systems for borehole telemetry have included arrangements where sensor packages are periodically lowered into and raised from a wellbore, the vast majority of preferred arrangements will have their parameter sensing devices permanently located at the bottom of the well, preferably in a lower segment of the drill string, and transfer data to the surface. A number of systems have been proposed for carrying out such sensing and data transmission. One of the main types of such systems is the mud-pulse telemetry system where pulses are generated in the mud column in the drill string to transmit data to the surface.

Den permanente nedre hullposisjon av parametersensoreneThe permanent lower hole position of the parameter sensors

gjør imidlertid faktorene pålitelighet, nøyaktighet og repeter-barhet av parameterbestemmelsen desto viktigere. Ellers vil boreren ikke ha noen virkelig nøyaktig indikasjon på retningen av brønnhullet med mindre parametersensorene er meget nøyaktige, eller der kan inntre alvorlig tidstap og omkostninger dersom det blir nødvendig å fjerne borstrengen utenfor tur. however, makes the factors of reliability, accuracy and repeatability of the parameter determination all the more important. Otherwise, the driller will have no really accurate indication of the direction of the wellbore unless the parameter sensors are very accurate, or serious loss of time and costs can occur if it becomes necessary to remove the drill string out of turn.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffeOne purpose of the present invention is to provide

nye og forbedrede føleorganer for en anordning til boring av new and improved sensing means for a device for drilling of

borehull og organer til å styre driften av den, hvormed de nevnte ulemper blir eliminert eller betydelig redusert og der fås meget nøyaktige, pålitelige og repeterbare målinger av retningsparametre i et borehull. borehole and organs to control its operation, with which the aforementioned disadvantages are eliminated or significantly reduced and very accurate, reliable and repeatable measurements of directional parameters in a borehole are obtained.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er der skaffet et føleorgan til periodisk avføling av retningsparametre for en borstreng i et borehull og til frembringelse av utgangssignaler som er i samsvar med de målte parametre, og som skal overføres til overflaten, og det karakteristiske ved føleorganet ifølge oppfinnelsen er at føleorganet omfatter en tre-akse-slingrebøyle med organer som reagerer på tyngdekraften og tjener til å bestemme et vertikalplan og et horisontalplan, og med andre organer som reagerer på magnetisme og tjener til å bestemme innstillingen i forhold til retningen av jordens magnetfelt, en motor-drivinnretning til å flytte de første og andre organer fra første forhåndsbestemte posisjoner til andre forhåndsbestemte posisjoner, som har hver sin forhåndsbestemte innstilling med hensyn til retningen av tyngdekraften og jordens magnetfelt, samt en styreinnretning til styring av driften av motor-drivinnretningen og til måling av den totale forskyvning av hvert av de første og andre organer mellom de første og andre posisjoner. According to the present invention, a sensor has been provided for periodically sensing directional parameters for a drill string in a borehole and for producing output signals which are in accordance with the measured parameters, and which are to be transmitted to the surface, and the characteristic of the sensor according to the invention is that the sensing means comprises a three-axis pendulum with means that respond to gravity and serve to determine a vertical plane and a horizontal plane, and with other means that respond to magnetism and serve to determine the setting relative to the direction of the Earth's magnetic field, a motor- drive means for moving the first and second members from first predetermined positions to second predetermined positions, each having a predetermined setting with respect to the direction of gravity and the earth's magnetic field, and a control means for controlling the operation of the motor-drive means and for measuring the total displacement of each of the first and a change bodies between the first and second positions.

Ifølge en foretrukken utførelsesform innbefatter de første organer, som reagerer på tyngdekraften, feilomformings-akselerometre som hvert har en akse som er følsom for tyngdekraftens retning, mens de andre organer, som reagerer på magnetisme, omfatter et magnetometer med en akse som er følsom for retningen av jordens magnetfelt. According to a preferred embodiment, the first means responsive to gravity include error conversion accelerometers each having an axis sensitive to the direction of gravity, while the second means responsive to magnetism include a magnetometer with an axis sensitive to direction of the earth's magnetic field.

En ytre slingrebøyle, kjent som referanse-slingrebøylen, måler referansevinkelen mellom et referansemerke på borstrengen og det vertikalplan som inneholder boreaksen. En mellomliggende slingrebøyle, eller inklinasjons-slingrebøylen, måler boreaksens inklinasjonsvinkel i forhold til vertikalen. En indre eller magnetometer-slingrebøyle måler vinkelen mellom horisontalprojeksjonen av boreaksen og magnetisk nord i horisontalplanet. Føler-pakken er utformet for å inneholdes i borstrengen, og konstruk-sjonen er således sammenlignbar med en sylindrisk form hvor diameteren er begrenset av borstrengens diameter, men hvor der for lengdens vedkommende ikke foreligger noen begrensning av betydning. An outer wobble hoop, known as the reference wobble hoop, measures the reference angle between a reference mark on the drill string and the vertical plane containing the drill axis. An intermediate wobble bar, or the inclination wobble bar, measures the angle of inclination of the drill axis in relation to the vertical. An internal or magnetometer oscillating bar measures the angle between the horizontal projection of the bore axis and magnetic north in the horizontal plane. The sensor package is designed to be contained in the drill string, and the construction is thus comparable to a cylindrical shape where the diameter is limited by the diameter of the drill string, but where there is no significant limitation in terms of length.

Referanse-slingrebøylen består av en rørformet oppbygging som fritt kan dreie seg koaksialt med borstrengen inne i et stasjonært rør i denne. Et akselerometer er anordnet på referanse-slingrebøylen med sin følsomme akse vinkelrett på referanse-slingrebøylens dreieakse. Referansevinkelen måles ved bestemmelse av den bevegelse som er nødvendig for å,bevege akselerometeret fra en "hjemmestilling" til en stilling hvor utgangssignalet fra akselerometeret er null. Referansevinkelen måles fortrinnsvis ved telling av det antall skritt som en skrittmotor må tilbakelegge fra en kjent hjemmestilling til en stilling hvor utgangssignalet-fra referanse-akselerometeret er null. The reference slinger consists of a tubular structure which can freely rotate coaxially with the drill string inside a stationary pipe in it. An accelerometer is arranged on the reference wobbler with its sensitive axis perpendicular to the axis of rotation of the reference wobbler. The reference angle is measured by determining the movement necessary to move the accelerometer from a "home position" to a position where the output signal from the accelerometer is zero. The reference angle is preferably measured by counting the number of steps that a stepping motor must cover from a known home position to a position where the output signal from the reference accelerometer is zero.

Inklinasjons-slingrebøylen til måling av inklinasjonsvinkelen er anordnet, inne i referanse-slingrebøylen. Inklinasjons-slingrebøylen har også et akselerometer hvormed inklinasjonsvinkelen måles ved .bestemmelse av den bevegelse som skal til for å bringe akselerometeret fra en hjemmestilling til en stilling hvor utgangssignalet fra akselerometeret er null. Inklinasjonsvinkelen måles fortrinnsvis ved telling av det antall skritt som en skrittmotor må tilbakelegge for å bevege inklinasjons-slingre-bøylen fra en kjent hjemmestilling til en stilling hvor utgangssignalet fra akselerometeret er null. The inclination-sling bracket for measuring the inclination angle is arranged, inside the reference-sling bracket. The inclination swing bracket also has an accelerometer with which the angle of inclination is measured by determining the movement required to bring the accelerometer from a home position to a position where the output signal from the accelerometer is zero. The angle of inclination is preferably measured by counting the number of steps that a stepper motor must travel to move the inclination-wobbling bracket from a known home position to a position where the output signal from the accelerometer is zero.

En annen slingrebøyle inne i referanse-slingrebøylen er anordnet parallelt med inklinasjons-slingrebøylen og slavefor-bundet med denne. Denne tredje slingrebøyle, som bærer magnetometeret, bæres av denne ytterligere slaveforbundne slingrebøyle. Asimutvinkelen måles også ved bestemmelse av den bevegelse som skal til for å bringe magnetometeret fra en hjemmestilling til en stilling hvor utgangssignalet fra magnetometeret. er null. Asimutvinkelen måles fortrinnsvis ved telling av det antall Another wobble bar inside the reference wobble bar is arranged parallel to the inclination wobble bar and slave-connected to this. This third wobble bar, which carries the magnetometer, is carried by this further slaved wobble bar. The azimuth angle is also measured by determining the movement required to bring the magnetometer from a home position to a position where the output signal from the magnetometer. is zero. The azimuth angle is preferably measured by counting that number

skritt som en skrittmotor må utføre for å bringe magnetometeret til en kjent nullstilling i forhold til jordens magnetfelt. steps that a stepping motor must perform to bring the magnetometer to a known zero position relative to the Earth's magnetic field.

Ved mottagelse av et initieringssignal som er i samsvarUpon receipt of an initiation signal that is compliant

med en tilstand av ingen dreining av borstrengen, startes driften av styreinnretningen, som tidligere hadde vært uvirksom. Styreinnretningen arbeider først i en "hjemme"-modus hvor utgangssignalet fra en pulsgenerator overføres til hver skrittmotor for å drive slingrebøylene og feilomformerne til en forhåndsbestemt hjemmestilling. Når der opptrer signaler som indikerer at hjemmestillingen er nådd for alle féilomformere, avsluttes "hjemme"- with a state of no rotation of the drill string, the operation of the control device, which had previously been inactive, is started. The controller first operates in a "home" mode where the output signal from a pulse generator is transmitted to each stepper motor to drive the wobblers and error transducers to a predetermined home position. When signals appear indicating that the home position has been reached for all fault inverters, the "home"-

modusen og en "måle"-driftmodus innledes.mode and a "measure" mode of operation is initiated.

I "måle"-modus undersøkes feilsignaler fra hver feil-omformer (i samsvar med avvikelsen fra en ønsket nullstilling) In "measure" mode, error signals from each error converter are examined (in accordance with the deviation from a desired zero position)

i fortegns- og størrelsesdetekterende kretser for å bestemme størrelsen av feilen og den bevegelsesretning av transduceren som behøves for å redusere feilen, og pulsgeneratoren gjøres virksom for å frembringe skrittpulser for skrittmotorene. Netto antall og retning av de skritt trinnmotoren må utføre for å bringe en omformer til dens nullstilling, telles og lagres i en teller og utgjør et mål for, den vinkelinformasjon som søkes fra innretningen. Driften av hver pulsgenerator avsluttes for å stoppe motoren når omformerens nullstilling er nådd. Når driften av pulsgeneratorer og skrittmotorer forbundet med alle feilomformerne, er avsluttet, blir der frembragt et "ferdig"-signal, hvorved informasjonen i telleren innføres et skiftregister og sluttelig overføres til overflaten. in sign and magnitude detecting circuits to determine the magnitude of the error and the direction of movement of the transducer needed to reduce the error, and the pulse generator is actuated to produce step pulses for the step motors. The net number and direction of the steps the stepper motor must perform to bring a converter to its zero position are counted and stored in a counter and constitute a measure of the angular information sought from the device. The operation of each pulse generator is terminated to stop the motor when the inverter zero position is reached. When the operation of the pulse generators and stepper motors connected to all the error converters has ended, a "done" signal is produced, whereby the information in the counter is entered into a shift register and finally transferred to the surface.

Drift i rekkefølgen "hjemme"-modus-"måle"-modus gjentar seg inntil der mottas et signal i samsvar med en gjenoppnådd dreiningstilstand, hvoretter driften av styreinnretningen avsluttes. Operation in the sequence "home" mode-"measure" mode repeats until a signal is received consistent with a regained rotation state, after which operation of the control device is terminated.

I tilfellet av flere klasser av data er det helt unødvendig å få avlesninger oftere enn en gang for. hver tiende meter eller så av brønndybden. Dette svarer til avlesninger fra hvert kvarter til hver halvannen time ved typiske borehastigheter på In the case of several classes of data, it is completely unnecessary to take readings more often than once. every ten meters or so of the well depth. This corresponds to readings from every fifteen minutes to every hour and a half at typical drilling speeds of

ca. 4 0 - 6,5 m/h. Det er derfor ønskelig å slå av bunnhull-parameter-avfølingsutstyret under lange tidsrom av boringen for sterkt å redusere den slitasje som ellers ville ha resultert av kontinuerlig drift av parameterfølerne. about. 4 0 - 6.5 m/h. It is therefore desirable to switch off the downhole parameter sensing equipment during long periods of drilling to greatly reduce the wear and tear that would otherwise have resulted from continuous operation of the parameter sensors.

For å bestemme tilstanden ingen dreining av borstrengen, er der i henhold til den foreliggende oppfinnelse anordnet en dreieføler til å avføle fravær eller forekomst av dreiningen av en dreibar del i et omgivende magnetisk felttog til i fravær av dreining av delen å aktivisere en styremekanisme. Dreieføleren omfatter et fluksport-magnetometer som tjener til å frembringe et utgangssignal som funksjon av magnetometerets vinkelstilling i forhold til retningen av det omgivende magnetfelt og innrettet til å anbringes i et borstrengsegment, organer til å frembringe og overføre et inngangssignal til fluksport-magnetometeret, som har et første utgangssignal som er en likeharmonisk av inngangs signalet, en første detektor til å motta det første utgangssignal, organer til å frembringe et referansesignal som har det første utgangssignals frekvens og tilføres den første detektor, som sammenligner faseforskjellen mellom det første utgangssignal og referansesignalet og frembringer et annet utgangssignal hvis frekvens er i samsvar med borstrengens dreiehastighet, andre detektororganer til å motta det annet utgangssignal og å frembringe et tredje utgangssignal hver gang det annet utgangssignal krysser et referansenivå, og signalfrembringende organer til å motta det tredje utgangssignal og til å frembringe et fjerde utgangssignal når det tredje utgangssignal tilsvarer fravær av dreining. In order to determine the state of no rotation of the drill string, according to the present invention, a rotation sensor is arranged to sense the absence or presence of the rotation of a rotatable part in a surrounding magnetic field to activate a control mechanism in the absence of rotation of the part. The rotary sensor comprises a fluxgate magnetometer which serves to produce an output signal as a function of the angular position of the magnetometer with respect to the direction of the surrounding magnetic field and adapted to be placed in a drill string segment, means for producing and transmitting an input signal to the fluxgate magnetometer, having a first output signal which is a harmonic of the input signal, a first detector for receiving the first output signal, means for producing a reference signal having the frequency of the first output signal and applied to the first detector, which compares the phase difference between the first output signal and the reference signal and produces a second output signal whose frequency is in accordance with the rotational speed of the drill string, second detector means for receiving the second output signal and for generating a third output signal each time the second output signal crosses a reference level, and signal generating means for receiving the third output signal and for producing a fourth output signal when the third output signal corresponds to absence of rotation.

Den foreliggende oppfinnelse vil bli bedre forstått og dens tallrike hensikter og fordeler bli tydeligere for fagfplk i lys av tegningen, som anskueliggjør oppfinnelsen ved eksempler. The present invention will be better understood and its numerous purposes and advantages will become clearer to those skilled in the art in light of the drawing, which illustrates the invention by way of examples.

Fig. 1 er en skjematisk oversiktstegning av et borehullFig. 1 is a schematic overview drawing of a borehole

og et boretårn og anskueliggjør oppfinnelsens bruksmiljø.and a derrick and visualizes the application environment of the invention.

Fig. 2 er et riss, delvis i aksialsnitt, av en seksjon av borstrengen på fig. 1, og viser de deler av borstrengen som rommer oppfinnelsesgjenstanden. Fig. 3 er et perspektivriss, delvis i snitt, av en detalj på fig. 2. Fig. 4 er et perspektivriss av fluks-magnetometeret i dreieføleren. Fig. 2 is a view, partly in axial section, of a section of the drill string in fig. 1, and shows the parts of the drill string that accommodate the object of the invention. Fig. 3 is a perspective view, partly in section, of a detail in fig. 2. Fig. 4 is a perspective view of the flux magnetometer in the rotation sensor.

Fig. 5 er et blokkskjema over dreieføleren.Fig. 5 is a block diagram of the rotation sensor.

Fig. 5A er et skjema over digitalfilteret på fig. 10B. Fig. 6A, 6B og 6C viser kurver for utgangssignaler i forskjellige stillinger av dreieføleren på fig. 5. Fig. 7 er et isometrisk riss av føleorganet til bestemmelse av inklinasjons-, referanse- og asimutvinkler. Fig. 8 er en representativ kurve for utgangssignalet fra et av akselerometrene på fig. 7. Fig. 9 er en representativ kurve for utgangssignalet fra magnetometeret på fig. 7. Fig. 10A og 10B utgjør et blokkskjema over styreinnretningen. Fig. 11A, 11B og 11C er et koblingsskjerna for styreinnretningen på fig. 10A og 10B. Fig. 12 er et skjema over initieringsstyringen på fig. 10B. Fig. 5A is a diagram of the digital filter of fig. 10B. Figs. 6A, 6B and 6C show curves for output signals in different positions of the rotation sensor in Fig. 5. Fig. 7 is an isometric view of the sensor for determining inclination, reference and azimuth angles. Fig. 8 is a representative curve for the output signal from one of the accelerometers in fig. 7. Fig. 9 is a representative curve for the output signal from the magnetometer in fig. 7. Fig. 10A and 10B constitute a block diagram of the control device. Figs. 11A, 11B and 11C are a connection core for the control device of fig. 10A and 10B. Fig. 12 is a diagram of the initiation control in fig. 10B.

Fig. 13 er et skjema over hovedklokken på fig. 10B.Fig. 13 is a diagram of the main clock in fig. 10B.

Fig. 13A viser utgangspulsene fra hovedklokken og frekvens-delerkretsen. Fig. 14A viser et signal som summeringsenheten på fig. 10A leverer til fortegns- og størrelsesdetektoren. Figs. 14B, 14C, 14D og 14E viser utgangssignaler fra for-tegnsdetektoren på fig. 10A. Fig. 13A shows the output pulses from the main clock and frequency divider circuit. Fig. 14A shows a signal which the summing unit in fig. 10A supplies the sign and magnitude detector. Figs. 14B, 14C, 14D and 14E show output signals from the sign detector of FIG. 10A.

På fig. 1 er vist de generelle omgivelser hvori den foreliggende oppfinnelse benyttes. Det skal imidlertid forstås at den generelle avbildning på fig. 1 bare skal tjene til å vise representative omgivelser hvor den foreliggende oppfinnelse kan benyttes, og det ikke er meningen å begrense anvendelsen av den foreliggende oppfinnelse til den spesielle oppbygging på fig. 1. In fig. 1 shows the general environment in which the present invention is used. However, it should be understood that the general depiction in fig. 1 should only serve to show representative environments where the present invention can be used, and it is not intended to limit the application of the present invention to the particular structure in fig. 1.

Boreapparatet på fig. 1 har et boretårn 10 som bærer en borstreng eller borstamme 12 som avsluttes i et drillbor 14. Som det er vel kjent på dette område, kan strengen dreie seg, eller borstrengen kan holdes stasjonær og bare drillboret dreies. Borstrengen 12 er sammensatt av en rekke sammenkoblede segmenter, idet nye segmenter tilføyes når dybden av brønnen øker. Borstrengen henger ned fra en bevegelig blokk 16 opphengt i en vinsj 18, og hele borstrengen bringes til dreining ved hjelp av en firkantet holder 20 som er ført glidbart gjennom, men tas med i rotasjon av en dreieskive 22 ved foten av boretårnet. En motoranordning 24 er koblet for både å drive vinsjen 18 og å dreie dreieskiven The drilling apparatus in fig. 1 has a derrick 10 carrying a drill string or drill stem 12 which terminates in a drill bit 14. As is well known in the art, the string may rotate, or the drill string may be held stationary and only the drill bit rotated. The drill string 12 is composed of a number of interconnected segments, new segments being added as the depth of the well increases. The drill string hangs down from a movable block 16 suspended in a winch 18, and the entire drill string is brought into rotation by means of a square holder 20 which is guided slidingly through, but is taken into rotation by a turntable 22 at the foot of the derrick. A motor device 24 is connected to both drive the winch 18 and to turn the turntable

22. Den nedre del av borstrengen kan inneholde et eller flere segmenter 26 med større diameter enn andre segmenter av borstrengen. Som det er vel kjent innen denne teknikk, kan disse tykkere segmenter inneholde sensorer, elektroniske kretser for disse og kraftkilder, f.eks. mudderdrevne turbiner som driver generatorer for å levere elektrisk energi til følerelementene. Et typisk eksempel på et system hvor en mudderturbin, en generator og føler-elementer inneholdes i et nedre segment 26, er vist i US-PS 3 693 428. 22. The lower part of the drill string may contain one or more segments 26 with a larger diameter than other segments of the drill string. As is well known in the art, these thicker segments may contain sensors, electronic circuits therefor and power sources, e.g. mud-driven turbines that drive generators to supply electrical energy to the sensing elements. A typical example of a system where a mud turbine, a generator and sensor elements are contained in a lower segment 26 is shown in US-PS 3,693,428.

Boregods frembragt ved driften av drillboret 14, føresDrilling material produced during the operation of the drill bit 14 is carried

vekk ved hjelp av en kraftig mudderstrøm som stiger opp gjennom det frie ringformede mellomrom 28 mellom borstrengen og veggen 30 av brønnen. Mudderet avleveres via et rør 32 til et filtrerings-og dekanteringssystem, skjematisk vist som en tank 34. Det filtrerte mudder suges deretter vekk ved hjelp av en pumpe 36 forsynt med en pulsasjons-absorbator 38, og leveres under trykk via ledningen 40 til et dreibart injeksjonshode 42 og derfra til det indre av borstrengen 12 for å tilføres drillboret 14 og mudder-turbinen dersom en mudderturbin er innbefattet i systemet. away by means of a powerful mud flow that rises up through the free annular space 28 between the drill string and the wall 30 of the well. The mud is delivered via a pipe 32 to a filtration and decanting system, schematically shown as a tank 34. The filtered mud is then sucked away using a pump 36 equipped with a pulsation absorber 38, and delivered under pressure via the line 40 to a rotatable injection head 42 and from there to the interior of the drill string 12 to supply the drill bit 14 and the mud turbine if a mud turbine is included in the system.

Muddersøylen i borstrengen 12 tjener også som overførings-medium til å lede signaler vedrørende boreparametre som forekommer langsetter brønnen, til overflaten. Denne signalover-føring utføres ved hjelp av deri velkente teknikk med mudder-pulsgenerering hvor der i muddersøylen i borstrengen 12 frembringes trykkpulser som representerer de avfølte parametre langs brønnen. Boreparametrene avføles i en følerenhet 44 (se også fig. 2) i en borkraveenhet 26 nær eller grensende til drillboret. Der opprettes trykkpulser i mudderstrømmen i borstrengen 12, og disse trykkpulser mottas av en trykkomformer 4 6 og overføres derfra til en signalmottagerenhet 48 som kan registrere, vise og/eller utføre beregninger på grunnlag av signalene for å gi informasjon om forskjellige tilstander nedover langs brønnen. The mud column in the drill string 12 also serves as a transmission medium to conduct signals regarding drilling parameters that occur along the well to the surface. This signal transmission is carried out by means of the well-known technique of mud pulse generation where pressure pulses representing the sensed parameters along the well are produced in the mud column in the drill string 12. The drilling parameters are sensed in a sensor unit 44 (see also fig. 2) in a drill collar unit 26 close to or adjacent to the drill bit. There, pressure pulses are created in the mud flow in the drill string 12, and these pressure pulses are received by a pressure transducer 4 6 and transferred from there to a signal receiver unit 48 which can record, display and/or perform calculations on the basis of the signals to provide information about different conditions down the well.

Idet der kort skal henvises til fig. 2, så viser denne skjematisk et system i et borstrengelement 26 hvor mudderpulsene frembringes. Mudderet strømmer gjennom en variabel åpning 50 og avgis for å drive en turbin 52. Turbinen gir kraft til en generator 54 som leverer elektrisk energi til følerne i følerenheten 44. Utgangssignalet fra følerenheten - i form av elektriske eller hydrauliske eller lignende signaler - driver stempel 56 som endrer størrelsen av en variabel åpning 50, idet stempelet har en ventil-driver 57 som kan manøvreres hydraulisk eller elektrisk. Varia-sjoner i størrelsen av åpningen 50 skaper trykkpulser i mudder-strømmen, som overfører disse til overflaten, hvor de avføles for å gi indikasjoner om forskjellige betingelser avfølt av føleren-heten 44. Mudderstrøm er vist ved pilene. Whereas brief reference should be made to fig. 2, this schematically shows a system in a drill string element 26 where the mud pulses are generated. The mud flows through a variable orifice 50 and is discharged to drive a turbine 52. The turbine provides power to a generator 54 which supplies electrical energy to the sensors in the sensor unit 44. The output signal from the sensor unit - in the form of electrical or hydraulic or similar signals - drives piston 56 which changes the size of a variable opening 50, the piston having a valve driver 57 which can be maneuvered hydraulically or electrically. Variations in the size of the opening 50 create pressure pulses in the mud flow, which transmit these to the surface, where they are sensed to give indications of different conditions sensed by the sensor unit 44. Mud flow is shown by the arrows.

For mange klasser av data eller parametre som skal avføles ved bunnen av brønnen, er det helt unødvendig å avføle data og få avlesninger oftere enn én gang for hver tiende meter dybde eller deromkring. Dette svarer til avlesninger fra hvert kvarter til hver halvannen time ved typiske borehastigheter på ca. For many classes of data or parameters to be sensed at the bottom of the well, it is completely unnecessary to sense data and take readings more often than once every ten meters of depth or thereabouts. This corresponds to readings from every fifteen minutes to every hour and a half at typical drilling speeds of approx.

40 - 6,5 m/h. Det blir derfor ønskelig å slå av hele følerutstyret under lange boretidsrom for mest mulig å redusere den slitasje på følere, sendere og andre deler av telemetrisystemet som ellers ville ha resultert av kontinuerlig drift. Oppfinnelsen slik den er illustrert på figs. 3-6, er rettet på dette trekk som går ut på å slå av parameter-følerutstyret ved avføling av og sondring mellom tidsrom med dreining og fravær av dreining av borstrengen. Oppfinnelsen krever en dreiesensor til å detektere dreining av borstrengen og avbryte leveransen av elektrisk energi til brønn-parameter-følerne når borstrengen dreies, og omvendt å tillate levering av energi til brønnparameter-følerne når borstrengen ikke dreies. Et magnetisk detekteringsorgan som avføler jordens magnetiske fluks, brukes som en dreiesensor til å detektere til-stedeværelse eller fravær av dreining av borstrengen. Denne dreieføler inneholder ingen bevegelige deler og gir derfor, i motsetning til andre bevegelsesfølere, som kan inneholde bevegelige elementer, høy pålitelighet uansett om den utsettes for mekaniske støt og vibrasjoner. 40 - 6.5 m/h. It is therefore desirable to switch off the entire sensor equipment during long periods of drilling in order to reduce as much as possible the wear and tear on sensors, transmitters and other parts of the telemetry system that would otherwise have resulted from continuous operation. The invention as illustrated in Figs. 3-6, is aimed at this move, which involves turning off the parameter sensor equipment when sensing and distinguishing between periods of rotation and absence of rotation of the drill string. The invention requires a rotation sensor to detect rotation of the drill string and interrupt the delivery of electrical energy to the well parameter sensors when the drill string is rotated, and conversely to allow the delivery of energy to the well parameter sensors when the drill string is not rotated. A magnetic detection means which senses the earth's magnetic flux is used as a rotation sensor to detect the presence or absence of rotation of the drill string. This rotary sensor contains no moving parts and therefore, unlike other motion sensors, which may contain moving elements, provides high reliability regardless of whether it is exposed to mechanical shocks and vibrations.

På fig. 2 og 3 er der vist noen detaljer ved det borstrengsegment 26 som rommer dreieføleren 58 ifølge den foreliggende oppfinnelse. Da både dreieføleren og en eller flere andre følere i følerenheten 4.4 er magnetisk følsomme, må det spesielle borstrengsegment 26A som rommer dreieføleren ifølge oppfinnelsen og de. andre følerelementer, være en umagnetisk seksjon av borstrengen, fortrinnsvis av rustfritt stål eller mo.nell. Dreieføleren 58 In fig. 2 and 3 show some details of the drill string segment 26 which houses the rotation sensor 58 according to the present invention. As both the rotation sensor and one or more other sensors in the sensor unit 4.4 are magnetically sensitive, the special drill string segment 26A which accommodates the rotation sensor according to the invention and the other sensor elements, be a non-magnetic section of the drill string, preferably made of stainless steel or mo.nell. The rotation sensor 58

kan være innbefattet i følerenheten 44 eller være utført som en separat pakke, og for enkelthets skyld er den vist som del av følerenheten 44 på fig. 3. Følerenheten 44 er videre innebygget i en umagnetisk trykkbeholder 60 som tjener til å beskytte og isolere følerenheten mot trykk som forekommer nedover i brønnen. can be included in the sensor unit 44 or be made as a separate package, and for the sake of simplicity it is shown as part of the sensor unit 44 in fig. 3. The sensor unit 44 is further built into a non-magnetic pressure vessel 60 which serves to protect and insulate the sensor unit against pressure occurring down in the well.

På fig. 4 er dreieføleren 58 vist som et ringkjerne-fluksport-magnetometer som benyttes til å bestemme retningen av jordens magnetfelt. Skjønt der teoretisk kan benyttes mange andre typer av fluksdetektorer, brukes ringkjerne-fluksport-magnetometeret på grunn av sitt lave energiforbruk og sin solide fysiske opp- _ bygging. Driften av ringkjerne-fluksport-magnetometeret er basert på de ikke-lineære eller asymmetriske karakteristikker for de magnetisk mettbare transformatorer som brukes i følerelementet. In fig. 4, the rotation sensor 58 is shown as a toroidal flux gate magnetometer which is used to determine the direction of the earth's magnetic field. Although many other types of flux detectors can theoretically be used, the ring core flux gate magnetometer is used because of its low energy consumption and its solid physical structure. The operation of the toroidal fluxgate magnetometer is based on the non-linear or asymmetric characteristics of the magnetically saturable transformers used in the sensing element.

Som det ses på fig. 4, har organet en ringformet kjerne 62 som er passende beviklet (vikledetaljer ikke vist), en inngangs- eller primær-vikling 64 og en utgangs-, sekundær- eller følervikling 66. Kjernen 62 er laget av et materiale med en firkantet B-H-hys- teresekurve, f.eks. permalloy. Karakteristikken for dette organ er slik at utgangssignalet fra sekundærviklingene, dvs. den spenning som induseres i sekundærvindingene når kjernen er mettet ved passende vekselstrøms-energisering av primærviklingen i fravær av et ytre magnetfelt, vil være symmetrisk, dvs. bare inneholder ulike harmoniske av drivstrømmens grunnsvingning. I nærvær av et ytre magnetfelt, f.eks. jordens magnetfelt, vil imidlertid utgangs-spenningen fra sekundærviklingen bli asymmetrisk, idet der på utgangen fra sekundærviklingen opptrer annen ordens og andre like harmoniske av primærfrekvensen. Denne asymmetri står i størrelse og retning i forhold til signalfeltet og kan detekteres ved flere kjente teknikker. Omtaler av slike fluksport-magnetometre kan finnes i en artikkel av Gordon and Brown, IEEE Transactions on Magnetics, bind Mag-8, nr. 1, mars 1972, en artikkel av Geyger, Electronics, 1. juni 1962 og en artikkel av R. Munoz, AA-3.3, As seen in fig. 4, the device has an annular core 62 suitably wound (winding details not shown), an input or primary winding 64 and an output, secondary or sense winding 66. The core 62 is made of a material having a square B-H housing - Terese curve, e.g. permalloy. The characteristic of this device is such that the output signal from the secondary windings, i.e. the voltage induced in the secondary windings when the core is saturated by suitable alternating current energization of the primary winding in the absence of an external magnetic field, will be symmetrical, i.e. containing only various harmonics of the fundamental oscillation of the driving current . In the presence of an external magnetic field, e.g. the earth's magnetic field, the output voltage from the secondary winding will, however, become asymmetric, since second-order and other equal harmonics of the primary frequency appear on the output from the secondary winding. This asymmetry is in size and direction in relation to the signal field and can be detected by several known techniques. Reviews of such fluxgate magnetometers can be found in an article by Gordon and Brown, IEEE Transactions on Magnetics, Volume Mag-8, No. 1, March 1972, an article by Geyger, Electronics, June 1, 1962, and an article by R. Munoz, AA-3.3,

1966, National Telemetering Conference Proceedings, som alle gir en mer detaljert beskrivelse av oppbygging og driftsteori for magnetometeret. 1966, National Telemetering Conference Proceedings, all of which provide a more detailed description of the structure and theory of operation of the magnetometer.

For anvendelsen ved den foreliggende oppfinnelse vil inngangssignalet til primærviklingen 64 bringe kjernen 62 til metning to ganger for hver periode av primærviklingens inngangssignal. Tidspunktet da kjernen blir mettet, har sammenheng med det omgivende ytre magnetfelt som overlagres drivfeltet i kjernen. Dvs. at metning av kjernen varierer som funksjon av styrke og retning av jordens magnetfelt, hvilket er vist skjematisk ved flukslinjene på fig. 4. For the application of the present invention, the input signal to the primary winding 64 will saturate the core 62 twice for each period of the primary winding input signal. The time when the core becomes saturated is related to the surrounding external magnetic field which is superimposed on the drive field in the core. That is that saturation of the core varies as a function of the strength and direction of the earth's magnetic field, which is shown schematically by the flux lines in fig. 4.

Føleren 58 er fysisk anbragt på en aksel 68 som er fastholdt i et borstrengsegment 26A og ligger i eller parallelt med dettes dreieakse. Når borstrengen dreies, dreies også dreieføleren 58 i det omgivende jord-magnetfelt. Når dreieføleren 58 dreies, vil den kombinerte virkning av inngangssignalet til primærviklingen 64 og det omgivende jord-magnetfelt resultere i en varierende faseforskyvning hos det annen harmoniske utgangssignal på sekundærviklingen 66. The sensor 58 is physically placed on a shaft 68 which is held in a drill string segment 26A and lies in or parallel to its axis of rotation. When the drill string is rotated, the rotation sensor 58 is also rotated in the surrounding earth magnetic field. When the rotary sensor 58 is rotated, the combined effect of the input signal to the primary winding 64 and the surrounding earth magnetic field will result in a varying phase shift of the second harmonic output signal on the secondary winding 66.

På fig. 5 er der vist et blokkdiagram for behandling av ut-gangssignalet fra dreieføleren. Inngangssignalet til primærviklingen 64 kommer fra en oscillator 61, idet dennes svingefrekvens halveres ved frekvensdeleren 63, og det resulterende signal over-føres til forsterkeren 65 og deretter til primærviklingen 64. Ut gangssignalet fra sekundærviklingen 66, som ved hjelp av en kon-densator 67 er avstemt på den annen harmoniske av inngangssignalet til primærviklingen, overføres til en bufferforsterker 69 og deretter til en faseføler 70A i en detektor 70. Detektoren 70 innbefatter også et lavpassfilter 70B og en forsterker 70A. Utgangssignalet fra oscillatoren 61 (med samme frekvens som det annen harmoniske utgangssignal fra sekundærviklingen) blir likeledes overført til faseføleren.70A. Fasevinkelen av det annen harmoniske utgangssignal fra sekundærviklingen 66 er en funksjon av rota-sjonshastigheten av magnetometeret 58 og varierer dermed som funksjon av endringene i magnetometerets rotasjonshastighet. Utgangssignalet fra sekundærviklingen 66 sammenlignes med utgangssignalet fra oscillatoren 61 i faseføleren 70A, hvor fasedifferansen mellom de to signaler avføles og overføres til lavpassfilteret 70B. Utgangssignalet fra filteret 70B (når borstrengen dreier seg) er et vekselspenningssignal som varierer i frekvens som funksjon av graden av endring av fasevinkelen for det annen harmoniske utgangssignal fra sekundærviklingen 66, dvs. utgangssignalet fra filteret 70B varierer i frekvens som funksjon av endringene i borstrengens rotasjonshastighet. Utgangssignalet fra filteret 70B forsterkes i forsterkeren 70C og overføres deretter til en nullgjennomgangsdetektor 72 som avgir en utgangspuls hver gang vekselstrømssignalet fra detektoren 70 passerer null. Pulsene som frembringes ved nullgjennomgangsdetektoren 72 (som også er en In fig. 5 shows a block diagram for processing the output signal from the rotation sensor. The input signal to the primary winding 64 comes from an oscillator 61, its oscillation frequency being halved by the frequency divider 63, and the resulting signal is transferred to the amplifier 65 and then to the primary winding 64. The output signal from the secondary winding 66, which by means of a capacitor 67 is tuned to the second harmonic of the input signal to the primary winding, is transmitted to a buffer amplifier 69 and then to a phase sensor 70A in a detector 70. The detector 70 also includes a low-pass filter 70B and an amplifier 70A. The output signal from the oscillator 61 (with the same frequency as the second harmonic output signal from the secondary winding) is likewise transmitted to the phase sensor.70A. The phase angle of the second harmonic output signal from the secondary winding 66 is a function of the rotational speed of the magnetometer 58 and thus varies as a function of the changes in the magnetometer's rotational speed. The output signal from the secondary winding 66 is compared with the output signal from the oscillator 61 in the phase sensor 70A, where the phase difference between the two signals is sensed and transferred to the low-pass filter 70B. The output signal from the filter 70B (when the drill string rotates) is an alternating voltage signal which varies in frequency as a function of the degree of change of the phase angle of the second harmonic output signal from the secondary winding 66, i.e. the output signal from the filter 70B varies in frequency as a function of the changes in the rotational speed of the drill string . The output signal from the filter 70B is amplified in the amplifier 70C and then transmitted to a zero crossing detector 72 which emits an output pulse each time the alternating current signal from the detector 70 passes zero. The pulses produced by the zero crossing detector 72 (which is also a

funksjon av borstrengens rotasjonshastighet), overføres til et digitalfilter 74 som fremskaffer utgangssignaler svarende til tilstandene dreining eller ingen dreining. function of the rotation speed of the drill string), is transmitted to a digital filter 74 which provides output signals corresponding to the states of rotation or no rotation.

Som vist på fig. 5A, innbefatter filteret 74 en frekvens-delende teller 75, en vippe 76 av S-R type, vipper 77 og 78 av J-K type og en OG-port 79 forbundet som vist. Utgangspulsene fra nullgjennomgangsdetektoren 72 overføres til inngangen C hos deler-telleren 75. Antas det at borstrengen normalt dreier, seg, - bevir= ker pulsene som overføres til telleren 75, at denne overskrider sin maksimalverdi før den tilbakestilles ved en klokkepuls CPN (som kan være et vilkårlig valgt helt mål for en klokkepulskommensurabelt med en forhåndsbestemt minimal rotasjonshastighet), hvorved Q-utgangssignalet fra telleren 75 antar et høyt nivå. Q-utgangssignalet fra telleren 75 er forbundet med S-inngangen As shown in fig. 5A, the filter 74 includes a frequency-dividing counter 75, an S-R type flip-flop 76, J-K type flip-flops 77 and 78 and an AND gate 79 connected as shown. The output pulses from the zero crossing detector 72 are transmitted to the input C of the divider counter 75. Assuming that the drill string normally rotates, - the pulses transmitted to the counter 75 cause it to exceed its maximum value before it is reset by a clock pulse CPN (which can be an arbitrarily chosen whole measure of a clock pulse commensurable with a predetermined minimum rotation speed), whereby the Q output of the counter 75 assumes a high level. The Q output signal from counter 75 is connected to the S input

til vippen 76 slik at det høye nivå av Q-utgangssignalet fra to the flip-flop 76 so that the high level of the Q output signal from

telleren 75 setter vippen 76, hvorved Q-utgangssignalet fra vippen 76 antar et høyt nivå og Q-utgangssignalet antar et lavt nivå. Q-utgangssignalet fra vippen 76 er forbundet med J-inngangen til• vippen 77. Vippen 77 er til å begynne med satt i utgangsstilling ved en tilbakestillingspuls IKLARER som kan avledes fra et hvilket som helst passende sted når strømmen til styreinnretningen slås på. J-inngangssignalet til vippen 77 undersøkes ved forkanten av hver puls CPN som overføres til C-inngangen til vippen 77, hvorved J-inngangssignalet overføres til Q-utgangen. Når borstrengen normalt dreier seg, vil telleren 75 stadig overskride sin maksimale verdi og blir deretter tilbakestilt ved klokkepulsene CPN, vippen 76 blir til stadighet innstilt ved Q-utgangssignalet fra telleren 76 og tilbakestilt ved det øvre nivå av klokkepulsene CPN, og J-inngangssignalet til vippen 77 befinner seg på et lavt nivå hver gang det blir undersøkt ved forkanten av CPN-pulsen ved C-inngangen til vippen 77. Således er også Q-utgangssignalet fra vippen 77 på et lavt nivå når borstrengen normalt dreier seg, og et første utgangsnivå som indikerer dreining, overføres fra filteret 74 (se nivå X, fig. 6C). the counter 75 sets the flip-flop 76, whereby the Q output signal from the flip-flop 76 assumes a high level and the Q output signal assumes a low level. The Q output of flip-flop 76 is connected to the J input of • flip-flop 77. Flip-flop 77 is initially set to the output position by a reset pulse CLEAR which can be diverted from any convenient location when power to the control device is turned on. The J input signal to the flip-flop 77 is examined at the leading edge of each pulse CPN which is transferred to the C input of the flip-flop 77, whereby the J input signal is transferred to the Q output. When the drill string is normally rotating, the counter 75 will continuously exceed its maximum value and is then reset by the clock pulses CPN, the flip-flop 76 is continuously set by the Q output signal from the counter 76 and reset by the upper level of the clock pulses CPN, and the J input signal to flip-flop 77 is at a low level whenever it is probed at the leading edge of the CPN pulse at the C input of flip-flop 77. Thus, the Q output from flip-flop 77 is also at a low level when the drill string is normally rotating, and a first output level indicating rotation, is transmitted from filter 74 (see level X, Fig. 6C).

På fig. 6 er de forskjellige signaler som er omtalt ovenfor, vist skjematisk. Abscissen representerer for hver kurve tiden, og ordinaten for hver kurve representerer signalamplituden. Fig. 6A viser det annen harmoniske<*>utgangssignal fra detektoren 70, fig. 6B viser puls-utgangssignalet fra nullgjennomgangsdetektoren 72, og fig. 6C viser utgangssignalene fra digitalfilteret 74. Fra tidspunktet T. til T_ i alle kurvene dreier borstrengen seg med konstant hastighet. Når borstrengen retarderer og nærmer seg tilstanden av ingen dreining (etter tidspunktet T^), avtar frekvensen av utgangs-vekselspenningssignalet fra detektoren 70 og fører dermed til et utgangssignal med lavere frekvens fra nullgjennomgangsdetektoren 72. In fig. 6, the various signals discussed above are shown schematically. The abscissa represents for each curve the time, and the ordinate for each curve represents the signal amplitude. Fig. 6A shows the second harmonic<*> output signal from the detector 70, Fig. 6B shows the pulse output from the zero crossing detector 72, and FIG. 6C shows the output signals from the digital filter 74. From time T. to T_ in all the curves, the drill string rotates at a constant speed. As the drill string decelerates and approaches the no-turn condition (after time T^), the frequency of the output AC voltage signal from detector 70 decreases and thus leads to a lower frequency output signal from zero-crossing detector 72.

Når borstrengens dreining opphører- eller-omdreini-ngstallet—— synker til et meget lavt nivå på veien til en tilstand av ingen dreining, vil pulsene fra. nullgjennomgangsdetektoren 72 synke under en forhåndsbestemt minimal frekvens svarende til en forhåndsbestemt lav dreiehastighet på borstrengen. Siden vinkelhastigheten av borstrengen må passere synkende nivåer på veien fra normal til null dreining, kan et på forhånd bestemt lavt omdreiningstall When the drill string stops turning or the rpm drops to a very low level on the way to a no-turn state, the pulses will stop. the zero crossing detector 72 drops below a predetermined minimum frequency corresponding to a predetermined low rotational speed of the drill string. Since the angular velocity of the drill string must pass decreasing levels on the way from normal to zero rotation, a predetermined low rotation rate can

(i størrelsesorden 3 o/min eller mindre) bli benyttet som et sig- (of the order of 3 rpm or less) be used as a sig-

nal for ingen dreining, idet dreiningen er på nippet til å opp-høre og vil ha opphørt innen den tid som kreves for å initiere drift av ønskede sensorer som virker når dreiningen har opphørt. nal for no rotation, as the rotation is about to cease and will have ceased within the time required to initiate operation of desired sensors that operate when the rotation has ceased.

Når dreiningen opphører eller synker under den forhåndsbestemte lave hastighet, noe som gir signal om den nær fore-stående tilstand av ingen dreining, vil telleren 75.ikke overskride sin maksimale verdi før den tilbakestilles ved klokkepulsen CPN. Q-utgangssignalet fra telleren 75 forblir således på et When the rotation ceases or drops below the predetermined low speed, which signals the imminent condition of no rotation, the counter 75 will not exceed its maximum value until it is reset by the clock pulse CPN. The Q output signal from the counter 75 thus remains at a

lavt nivå og vippen 76 vil ikke bli satt. Fordi vippen 76low level and the flip-flop 76 will not be set. Because the rocker 76

ikke blir satt, vil Q-utgangssignalet fra vippen 76 være på høyt nivå, og likeledes J-inngangssignalet til vippen 77. Forkanten av klokkepulsen CPN setter deretter vippen 77, hvorved Q-utgangssignalet fra vippen 77 kommer på et høyt nivå (se nivå Y på fig. 6), noe som indikerer tilstanden av ingen dreining. Når utgangssignalet fra nullgjennomgangsdetektoren 72 med den forhåndsbestemte minimale frekvens således bibeholdes for en gitt tids-periode fra T2til T3(f.eks. 10 s), vil digitalfilter-utgangssignalet (dvs. Q-nivået for vippen 77) som vist på fig. 6C, bli skiftet til et annet nivå, som indikerer en tilstand av ingen dreining (se nivå Y på fig. 6C). Dette annet utgangsnivå, svarende til en tilstand av ingen dreining, benyttes deretter som et styresignal til aktivering eller energiforsyning av de andre følerelementer i følerenheten 44. - Før frembringelsen av dette styresignal har de andre følerelementer i enheten 44 ingen energiforsyning. Styresignalet (dvs. det annet utgangsnivå fra digitalfilteret 74) benyttes som et signal til å armere eller overføre energien fra generatoren 54 til ventildriveren 57 og til de andre følerelementer, f.eks. ved påvirkning av vipper eller armerings-porter for å muliggjøre at energi leveres til andre følerelementer i følerenheten 44, eller på hvilke som helst andre ønskede måter til dette formål. is not set, the Q output signal from the flip-flop 76 will be at a high level, and likewise the J input signal to the flip-flop 77. The leading edge of the clock pulse CPN then sets the flip-flop 77, whereby the Q output signal from the flip-flop 77 will be at a high level (see level Y in Fig. 6), indicating the condition of no rotation. When the output signal from the zero-crossing detector 72 with the predetermined minimum frequency is thus maintained for a given time period from T2 to T3 (eg 10 s), the digital filter output signal (ie the Q level of the flip-flop 77) as shown in fig. 6C, be shifted to another level, indicating a state of no rotation (see level Y in Fig. 6C). This second output level, corresponding to a state of no rotation, is then used as a control signal for activation or energy supply of the other sensor elements in the sensor unit 44. - Before the generation of this control signal, the other sensor elements in the unit 44 have no energy supply. The control signal (ie the second output level from the digital filter 74) is used as a signal to arm or transfer the energy from the generator 54 to the valve driver 57 and to the other sensor elements, e.g. by the action of flip-flops or arming gates to enable energy to be delivered to other sensing elements in the sensing unit 44, or in any other desired manner for this purpose.

Fig. 7 viser hvorledes følerelementene i følerenheten 44Fig. 7 shows how the sensor elements in the sensor unit 44

er anordnet og drives i henhold til oppfinnelsen. Det dreier seg her om følerenhetene til avføling av forskjellige parametre som forekommer langs brønnen, og som skal avføles etter at dreining har opphørt, og overføres periodisk til overflaten for å gi et mål og en indikasjon på visse retningsparametre ved bunnen av brønnen. is arranged and operated according to the invention. This concerns the sensor units for sensing various parameters that occur along the well, and which are to be sensed after rotation has ceased, and periodically transferred to the surface to provide a measure and an indication of certain directional parameters at the bottom of the well.

De parametre som skal måles og bestemmes ifølge oppfinnel sen, er retningsparametre for boreledningen, spesielt en bore-ledning som går på skrå enten fra det opprinnelige utgangspunkt eller fra et mellomliggende punkt i brønnen. Som det er kjent fra den eksisterende teknikk, (se f.eks. US-PS 3 657 637), må parametrene for inklinasjonsvinkel, asimutvinkel og referansevinkel være kjent for at man kan ha fullstendig informasjon om stillingen og retningen av boreledningen. For oversiktens skyld presen-teres følgende definisjoner av de forskjellige vinkler: 1. Inklinasjonsvinkel (I) er inklinasjonsvinkelen for boreaksen i forhold til en vertikal linje (V) i boreaksens vertikalplan. På fig. 7 er boreaksen betegnet med X<1>X og The parameters to be measured and determined according to the invention are directional parameters for the drill pipe, in particular a drill pipe that runs at an angle either from the original starting point or from an intermediate point in the well. As is known from the existing art (see, for example, US-PS 3,657,637), the parameters for inclination angle, azimuth angle and reference angle must be known in order to have complete information about the position and direction of the drill string. For the sake of overview, the following definitions of the different angles are presented: 1. Inclination angle (I) is the angle of inclination for the drilling axis in relation to a vertical line (V) in the vertical plane of the drilling axis. In fig. 7, the bore axis is denoted by X<1>X and

I = XOV.I = XOV.

2. Asimut (A) er magnetisk asimut. Den er definert som en vinkel mellom to plan, nemlig det vertikalplan som inneholder horisontalprojeksjonen av boreaksen, og det vertikalplan som inneholder horisontalprosjeksjonen av det lokale jord-magnetfelt. På fig. 7 er vinkelen A den som er vist i forbindelse med ringkjerne-fluksport-magnetometeret. 3. Referansevinkelen R er likeledes en vinkel mellom to plan, nemlig et første plan som inneholder boreaksen og en linje (vanligvis kalt skriver-linjen) på borstrengen parallell med boreaksen, og et annet plan som inneholder boreaksen og dennes vertikalprojeksjon. Referansevinkelen R er vist ved toppen av enheten på fig. 7. 2. Azimuth (A) is magnetic azimuth. It is defined as an angle between two planes, namely the vertical plane containing the horizontal projection of the bore axis, and the vertical plane containing the horizontal projection of the local earth magnetic field. In fig. 7, the angle A is that shown in connection with the toroidal fluxgate magnetometer. 3. The reference angle R is likewise an angle between two planes, namely a first plane containing the drilling axis and a line (usually called the scribe line) on the drill string parallel to the drilling axis, and a second plane containing the drilling axis and its vertical projection. The reference angle R is shown at the top of the unit in fig. 7.

Sagt generelt innbefatter følerinnretningen på fig. 7:Generally speaking, the sensor device of fig. 7:

1. Et mekanisk organ med tre akser til å bestemme:1. A mechanical device with three axes to determine:

a) et vertikalplan under bruk av tyngdekraften som referanse, b) et horisontalplan under bruk av tyngdekraften som referanse, og c) nord-retningen under bruk av jordens magnetfelt som referanse. a) a vertical plane using gravity as a reference, b) a horizontal plane using gravity as a reference, and c) the north direction using the earth's magnetic field as a reference.

2. En motor-drivinnretning til å bevege deler av meka-2. A motor-drive device for moving parts of mecha-

nismen til ønskede stillinger om aksen.nism to desired positions about the axis.

3. Feil-omformere til å bestemme avvik fra de ønskede stil-linger om aksen og til å skaffe tilbakekobling til motor-drivinnretningen. 4. Styre- og måleinnretninger til å måle den totale bevegelse signal når dets følsomme akse er parallell med tyngdekraften (se fig. 8, hvor ordinaten er akselerometer-utgangssignalet og abscissen er vinkelen mellom akselerometerets følsomme akse og tyngdekraftretningen). En spesielt nøyaktig og ønskelig type av et slikt organ er kjent for fagfolk som et kraftbalanserende akselerometer, som er å få i forskjellige utgaver. Utgangssignalet fra akselerometeret 116 overføres via en motor-driftstyring. 120 3. Error converters to determine deviations from the desired positions about the axis and to provide feedback to the motor-drive device. 4. Control and measuring devices to measure the total motion signal when its sensitive axis is parallel to gravity (see Fig. 8, where the ordinate is the accelerometer output signal and the abscissa is the angle between the accelerometer's sensitive axis and the direction of gravity). A particularly accurate and desirable type of such a device is known to those skilled in the art as a force-balancing accelerometer, which is available in various versions. The output signal from the accelerometer 116 is transmitted via a motor operation control. 120

i styreseksjonen 121 til en skritt-servomotor 122 som dreier rammen 100 inntil akselerometeret 116 når en nullstilling. in the control section 121 to a step servo motor 122 which rotates the frame 100 until the accelerometer 116 reaches a zero position.

Akselerometeret 116 benyttes til å bestemme referanse-vinkelen R og vil derfor bli betegnet som referanseakselerometeret. I betraktning av den tidligere angitte definisjon av referanse-vinkelen R må der først opprettes en referanselinje parallell med aksen 102, og denne referanselinje må fikseres i forhold til borstrengen eller borkravesegmentet 26A. Referanselinjen er identifisert som en skriverlinje 124 og er plasert vilkårlig parallelt med aksen 102. Vinkelen R er således lik vinkelen mellom skriverlinjen 124 og det vertikalplan som inneholder boreaksen 102, dvs. at vinkelen R er vinkelen mellom skriverlinjen og den "høye side" av hullet slik dette uttrykk forstås i boreterminologi. Skriverlinjen 124 kan altså ved den foreliggende oppfinnelse representeres ved en lysvei. The accelerometer 116 is used to determine the reference angle R and will therefore be referred to as the reference accelerometer. In consideration of the previously stated definition of the reference angle R, a reference line must first be created parallel to the axis 102, and this reference line must be fixed in relation to the drill string or drill collar segment 26A. The reference line is identified as a scribe line 124 and is placed arbitrarily parallel to the axis 102. The angle R is thus equal to the angle between the scribe line 124 and the vertical plane containing the bore axis 102, i.e. the angle R is the angle between the scribe line and the "high side" of the hole as this expression is understood in drilling terminology. In the present invention, the printer line 124 can thus be represented by a light path.

For å bestemme vinkelen R ifølge den foreliggende oppfinnelse vil motoren 122 på et signal fra styreenheten 121 først drive rammen 100 og akselerometeren 116 til en "start"- eller "hjemme"- stilling hvor der finnes kjente vinkelforhold til skriverlinjen 124. Denne hjemmestilling er hensiktsmessig valgt som sammenfallende med selve skriverlinjen 124, og oppnåelsen av denne koinsidens bestemmes fotoelektrisk ved bruk av en lyskilde 126 og en fotocelle 128. Lyskilden 126 og fotocellen 128 In order to determine the angle R according to the present invention, the motor 122 on a signal from the control unit 121 will first drive the frame 100 and the accelerometer 116 to a "start" or "home" position where there are known angular relationships to the printer line 124. This home position is appropriate selected as coincident with the printer line 124 itself, and the achievement of this coincidence is determined photoelectrically using a light source 126 and a photocell 128. The light source 126 and the photocell 128

er vist montert direkte eller indirekte på støtten 114, men det skal forstås at de kan monteres på en hvilken som helst fiksert måte i forhold til borstrengsegmentet 26A. Lysveien 130 fra kilden 126 til fotocellen 128 er i planet definert ved skriverlinjen 124 og dreieaksen 102 (veien 130 er således ensbe-tydende med skriverlinjen 124). To dreibare skiver 132 og 134 befinner seg i lysveien 130. Hver av disse skiver har en åpning 136 resp. 138, og lysstrålen 130 avbrytes bortsett unntagen når åpningene 136 og 138 samtidig står på linje med lysstrålen for are shown mounted directly or indirectly on the support 114, but it should be understood that they can be mounted in any fixed manner relative to the drill string segment 26A. The light path 130 from the source 126 to the photocell 128 is defined in the plane by the printer line 124 and the axis of rotation 102 (the path 130 is thus equivalent to the printer line 124). Two rotatable disks 132 and 134 are located in the light path 130. Each of these disks has an opening 136 or 138, and the light beam 130 is interrupted except when the openings 136 and 138 are simultaneously aligned with the light beam for

å tillate lys å nå fotocellen 128. Skiven 132 er anordnet direkte på akselen 106 (og er således direkte montert på den første slingrebøyle) og skiven 134 er montert separat på en aksel 140 (støtten for denne er for oversiktens skyld ikke vist) og drives direkte ved en giret forbindelse med skiven 132. Skiven 132 tillater lyset å passere en gang for hver omdreining av rammen 100 og er dimensjonert for å tillate lyset å passere over en bue på tilnærmet 12°. Skiven 134 utfører en omdreining for hver 30°'s dreining av rammen 100 og er dimensjonert for å la lyset passere over mindre enn 1 buegrad. Lyset fra lyskilden 126 kan således bare nå fotocellen 128 en gang for hver fullstendig omdreining av rammen 100, og da bare i et bånd som er mindre enn 1° bredt. Når hjemmestillingen nås, er et første plan definert ved skriverlinjen 124 (eller lysstrålen 130) og aksen 102. to allow light to reach the photocell 128. The disk 132 is arranged directly on the shaft 106 (and is thus directly mounted on the first sway bar) and the disk 134 is mounted separately on a shaft 140 (the support for this is not shown for the sake of clarity) and is driven directly by a geared connection with the disk 132. The disk 132 allows the light to pass once for each revolution of the frame 100 and is dimensioned to allow the light to pass over an arc of approximately 12°. The disk 134 makes one revolution for every 30° of rotation of the frame 100 and is dimensioned to allow the light to pass over less than 1 degree of arc. The light from the light source 126 can thus only reach the photocell 128 once for each complete revolution of the frame 100, and then only in a band that is less than 1° wide. When the home position is reached, a first plane is defined by the printer line 124 (or light beam 130) and the axis 102.

Når der ved styresignal fra digitalfilteret 74 initieres drift av følerinnretningen, overføres et signal fra motordrift-styringen 120 til skrittmotoren 122, som har drivforbindelse med akselen 106 via girutvekslingen 142, og motoren 122 driver rammen 100 i en første dreieretning (antas mot urviserne) inntil lyset treffer fotocellen 128. Utgangssignalet fra fotocellen 128 over-føres til styreenheten 121 for å avslutte driften av motoren 122. Derved etableres start- eller hjemmestillingen for referanseakselerometeret 116 til måling av referansevinkelen. Antas det at akselerometeret 116 nå befinner seg i en hvilken som helst posi-sjon forskjellig fra sin nullstilling, vil akselerometeret, som kan betraktes som en feil-omformer, avgi et utgangssignal til motordriftstyreenheten 120 i styreseksjonen 121. Motordriftstyreenheten 120 vil da tre i Virksomhet for å levere drivpulser til motoren 122 for å bevirke dreining av rammen eller slingrebøylen 100 (med eller mot urviserne) inntil den følsomme akse hos akselerometeret 116 har nådd en horisontal stilling, nemlig vinkelrett på tyngdekraften, hvoretter utgangssignalet fra akselerometeret 116 når en nullverdi og bringer driftstyreenheten 120 til å avslutte dreiningen av slingrebøylen 100. Den følsomme akse hos akselerometeret 116 definerer i denne nullstilling et vertikalplan (et annen plan) som innbefatter aksen 102. Dette annet plan og det første plan, som er definert ved skriverlinjen og aksen 102, When operation of the sensor device is initiated by a control signal from the digital filter 74, a signal is transmitted from the motor operation control 120 to the stepping motor 122, which has a driving connection with the shaft 106 via the gear exchange 142, and the motor 122 drives the frame 100 in a first direction of rotation (assumed to be counter-clockwise) until the light hits the photocell 128. The output signal from the photocell 128 is transferred to the control unit 121 to terminate the operation of the motor 122. This establishes the starting or home position for the reference accelerometer 116 for measuring the reference angle. Assuming that the accelerometer 116 is now in any position other than its zero position, the accelerometer, which can be considered as an error converter, will issue an output signal to the engine operation control unit 120 in the control section 121. The engine operation control unit 120 will then enter into operation to supply drive pulses to the motor 122 to cause rotation of the frame or sway bar 100 (clockwise or counter-clockwise) until the sensitive axis of the accelerometer 116 has reached a horizontal position, i.e. perpendicular to gravity, after which the output signal from the accelerometer 116 reaches a zero value and brings the operating control unit 120 to end the rotation of the wobble bracket 100. The sensitive axis of the accelerometer 116 defines in this zero position a vertical plane (another plane) which includes the axis 102. This second plane and the first plane, which is defined by the printer line and the axis 102,

er de plan som referansevinkelen R måles imellom. Følgelig vil are the planes between which the reference angle R is measured. Consequently, will

netto antall og fortegn (svarende til dreieretningen) av like lange skritt som kreves for å bringe skrittm<p>toren 122 til å drive akselerometeret 116 fra dets hjemmestilling til en nullstilling, og således netto antall pulser som leveres fra motor-styreenheten 120, være et mål for referansevinkelen R. Det pulsformede utgangssignal fra motorstyreenheten 120 overføres også til en binær opp-ned-teller 144. Antallet av pulser som telles av telleren 144, utgjør data eller informasjon i samsvar med referansevinkelen R, og disse data blir sluttelig overført til overflaten av brønnen ved hjelp av mudder-puls-teknikker, slik at vinkelen R blir kjent ved overflaten av brønnen. the net number and sign (corresponding to the direction of rotation) of equally long steps required to bring the step meter 122 to drive the accelerometer 116 from its home position to a zero position, and thus the net number of pulses delivered from the motor control unit 120, be a measure of the reference angle R. The pulse-shaped output signal from the motor control unit 120 is also transmitted to a binary up-down counter 144. The number of pulses counted by the counter 144 constitutes data or information corresponding to the reference angle R, and this data is finally transmitted to the surface of the well using mud-pulse techniques, so that the angle R is known at the surface of the well.

Et annet feilomformende akselerometer 148 er stasjonært anordnet på en annen slingrebøyle som har form av en aksel 150 (med rotasjonsakse 151) som er dreibart lagret på den første slingrebøyle 100 ved lagre 152. Dette annet akselerometer vil av og til bli omtalt som inklinasjons-akselerometeret. Den føl-somme akse hos inklinasjons-akselerometeret 148 er anordnet ortogonalt med hensyn til den. følsomme akse hos referanse-akselerometeret 116. Inklinasjons-akselerometeret 148 etablerer et vertikalplan vinkelrett på det plan som etableres av referanse-akselerometeret 116, og det tjener i samvirkning med referanse-akselerometeret 116 til å definere et horisontalplan og å bestemme inklinasjonsvinkelen I for boreaksen 102. Another error-transforming accelerometer 148 is stationary mounted on another wobble bar having the form of a shaft 150 (with axis of rotation 151) which is rotatably supported on the first wobble bar 100 by bearings 152. This second accelerometer will occasionally be referred to as the inclination accelerometer . The sensitive axis of the inclination accelerometer 148 is arranged orthogonally with respect to it. sensitive axis of the reference accelerometer 116. The inclination accelerometer 148 establishes a vertical plane perpendicular to the plane established by the reference accelerometer 116, and it serves in cooperation with the reference accelerometer 116 to define a horizontal plane and to determine the inclination angle I of the drill axis 102 .

Under drift av inklinasjons-akselerometeret 148 føres dette først til en start- eller hjemmestilling, som er en vilkårlig på forhånd valgt og kjent stilling av akselerometeret og akselen 150 med hensyn på rammen 100. Akselerometerets hjemmestilling detekteres ved hjelp- av et optisk system i likhet med det system som brukes til å detektere hjemmestillingen for akselerometeret 116. Dette optiske system innbefatter en lyskilde 154, en fotocelle 156, en lysvei 158 og dreibare skiver 160, 162 og 164 som har åpninger henholdsvis 166, 168 og 170. Skiven 164 er fast montert på en aksel 171, og skiven 160 har drivforbindelse med en skritt-servomotor 174 via en girutveksling som vist. De tre skiver er også drivbart forbundet med hverandre ved en girutveksling som vist. Girutvekslingen er dimensjonert slik at skivene løper med litt forskjellige dreiehastigheter i forhold til dreiningen av slingrebøylen 150. Et foretrukket arrangement går ut på at skiven 160 utfører en full omdreining for hver 10°'s dreining av slingrebøylen 150, mens skivene 162 og 164 hver ut-fører en fullstendig omdreining for henholdsvis hver 9°<*>s og 8°"s dreining av slingrebøylen 150. Åpningene 166, 168 og 170 kommer på linje bare en gang for hver 360°'s dreining av slingrebøylen 150, idet overensstemmelse alltid vil opptre langs lysveien 158 en gang for hver hele 360O,s omdreining av slingrebøylen 150, for å tillate lysstrålen å nå fotocellen 156. During operation of the inclination accelerometer 148, this is first brought to a starting or home position, which is an arbitrarily pre-selected and known position of the accelerometer and the shaft 150 with respect to the frame 100. The home position of the accelerometer is detected by means of an optical system similar to with the system used to detect the home position of the accelerometer 116. This optical system includes a light source 154, a photocell 156, a light path 158 and rotatable disks 160, 162 and 164 having openings 166, 168 and 170 respectively. The disk 164 is fixed mounted on a shaft 171, and the disc 160 has drive connection with a stepper servo motor 174 via a gear exchange as shown. The three discs are also drivably connected to each other by a gear exchange as shown. The gear exchange is dimensioned so that the disks run at slightly different rotational speeds in relation to the rotation of the wobble bracket 150. A preferred arrangement is that the disk 160 performs a full revolution for every 10° of rotation of the wobble bracket 150, while the disks 162 and 164 each -makes a complete revolution for each 9°<*>s and 8°"s of rotation of the wobble hoop 150, respectively. The openings 166, 168 and 170 line up only once for every 360° of rotation of the wobble hoop 150, always conforming will appear along the light path 158 once for every full 360° revolution of the wobble hoop 150, to allow the light beam to reach the photocell 156.

Anvendelsen av tre skiver 160, 162 og 164 med noe forskjellige omdreiningstall skyldes det forhold at det er upraktisk å feste en av skivene direkte på slingrebøylen 150 for inklinasjons-måleinnretningen. Hadde en. av skivene vært festet direkte på slingrebøylen 150, kunne der ha vært brukt et to-skivesystem likedan som i tilfellet av referansevinkel-systemet, hvor en av skivene er festet direkte på slingrebøylen 100. The use of three disks 160, 162 and 164 with slightly different revolutions is due to the fact that it is impractical to attach one of the disks directly to the wobble bracket 150 for the inclination measuring device. Had a. of the disks had been attached directly to the wobble bracket 150, a two-disk system could have been used as in the case of the reference angle system, where one of the disks is attached directly to the wobble bracket 100.

Når der ønskes drift av inklinasjons-akselerometeret, leverer dens motor-drivstyreenhet 172 et signal til skrittmotoren 174 for å drive motoren i en første retning. Dermed dreies skivene 160, 162 og 164 og akselen 171, og akselen 171 driver via en spindel og tannhjul 174 slingrebøylen 150 for å dreie den om dens akse i en første retning (antatt mot urviserne). Når de tre åpninger 166, 168 og 170 når den sammenfallende stilling som tillater lysstrålen å overføres til fotocellen 156, er hjemmestillingen av akselerometeret 148 nådd, og utgangssignalet fra fotocellen 156 overføres til styreseksjonen 121 for å avslutte driften av motoren 174. Akselerometeret 148 befinner seg dermed i en kjent stilling i forhold til rammen eller slingrebøylen 100. When operation of the tilt accelerometer is desired, its motor drive controller 172 supplies a signal to the stepper motor 174 to drive the motor in a first direction. Thus, the discs 160, 162 and 164 and the shaft 171 are rotated, and the shaft 171 drives via a spindle and gear 174 the wobble bracket 150 to rotate it about its axis in a first direction (presumably counter-clockwise). When the three openings 166, 168 and 170 reach the coincident position which allows the light beam to be transmitted to the photocell 156, the home position of the accelerometer 148 is reached, and the output signal from the photocell 156 is transmitted to the control section 121 to terminate the operation of the motor 174. The accelerometer 148 is located thus in a known position in relation to the frame or the sway bar 100.

Antas akselerometeret 148 å befinne seg i en vilkårlig stilling forskjellig fra den stilling hvor den følsomme akse er vinkelrett på tyngdekraftens retning, vil akselerometeret 148 virke som en feil-omformer, og feilsignaler vil bli overført til motor-driftstyreenheten 172 i styreseksjonen 121. Motor-driftstyreenheten 172 virker til a frembringe utgangspulser som leveres til en skrittmotor 174 for å drive denne skritt for skitt i den retning som reduserer feilsignalet. Slingrebøylen 150 og akselerometeret 148 drives således i en rekke skritt inntil den føl-somme akse hos akselerometeret 148 blir vinkelrett på tyngdekraftens retning, dvs. inntil den følsomme akse blir en horisontal linje, som definerer et annet vertikalplan etablert av referanse- akselerometeret. Da akselerometeret 148 befinner seg i nullstilling, bringes ytterligere drift av skrittmotoren til opphør. Assuming the accelerometer 148 to be in an arbitrary position other than the position where the sensitive axis is perpendicular to the direction of gravity, the accelerometer 148 will act as an error converter, and error signals will be transmitted to the engine operation control unit 172 in the control section 121. the operating control unit 172 acts to generate output pulses which are delivered to a stepper motor 174 to drive this stepper for dirt in the direction that reduces the error signal. The swing arm 150 and the accelerometer 148 are thus driven in a series of steps until the sensitive axis of the accelerometer 148 becomes perpendicular to the direction of gravity, i.e. until the sensitive axis becomes a horizontal line, which defines another vertical plane established by the reference accelerometer. When the accelerometer 148 is in the zero position, further operation of the stepping motor is terminated.

I og med at nullstillingen av referanse-akselerometeret 116 definerer en første horisontal linje (den følsomme akse hos akselerometeret 116), og at nullstillingen av inklinasjons-akselerometeret 148 definerer en annen, likeledes horisontal linje (den følsomme akse hos akselerometeret 148) som er ortogonal med hensyn på den første, definerer disse to ortogonale horisontale linjer til sammen et horisontalplan, siden et plan kan defineres ved to ortogonale linjer eller ved en linje og en retning. Slik dette forhold utnyttes ved den foreliggende oppfinnelse, In that the zero setting of the reference accelerometer 116 defines a first horizontal line (the sensitive axis of the accelerometer 116), and that the zero setting of the inclination accelerometer 148 defines another, likewise horizontal line (the sensitive axis of the accelerometer 148) which is orthogonal with respect to the first, these two orthogonal horizontal lines together define a horizontal plane, since a plane can be defined by two orthogonal lines or by a line and a direction. As this relationship is utilized in the present invention,

vil den horisontale linje som defineres ved den følsomme akse hos en av de to akselerometre, definere retningen av et plan som innbefatter den horisontale linje hos det annet akselerometer. Således kombinerer dog samvirker de to følsomme4 akser hos akselerometrene 116 og 148 for å definere et horisontalplan. the horizontal line defined by the sensitive axis of one of the two accelerometers will define the direction of a plane that includes the horizontal line of the other accelerometer. Thus, however, the two sensitive 4 axes of the accelerometers 116 and 148 combine to define a horizontal plane.

Skjæringslinjen mellom det første vertikalplan (opprettet ved den følsomme akse hos akselerometeret 116) og det annet vertikalplan (opprettet ved den følsomme akse hos akselerometeret 148) blir en vertikal linje som skjærer boreaksen 102, og definerer således inklinasjonsvinkelen I. The line of intersection between the first vertical plane (created at the sensitive axis of the accelerometer 116) and the second vertical plane (created at the sensitive axis of the accelerometer 148) becomes a vertical line that intersects the bore axis 102, and thus defines the angle of inclination I.

Som i forbindelse med målingen av referansevinkelen R, overføres utgangspulsene fra motor-drivstyreenheten 172 til en binær opp-ned-teller 176. Netto antall av skritt for skrittmotoren 174 og dermed netto antall pulser som overføres til telleren 176 og behøves for å drive akselerometeret 148 til en nullstilling fra hjemmestillingen, har direkte sammenheng med og er et mål for inklinasjonsvinkelen I for boreaksen 102 i forhold til vertikalen. De pulser som telles av telleren 176, blir sluttelig overført til overflaten ved mudderpuls-puls-telemetri-teknikk slik at inklinasjonsvinkelen I blir kjent ved overflaten. As in connection with the measurement of the reference angle R, the output pulses from the motor drive controller 172 are transmitted to a binary up-down counter 176. The net number of steps for the stepping motor 174 and thus the net number of pulses transmitted to the counter 176 and required to drive the accelerometer 148 to a zero position from the home position, is directly related to and is a measure of the inclination angle I of the drill axis 102 in relation to the vertical. The pulses counted by the counter 176 are finally transferred to the surface by the mud pulse-pulse-telemetry technique so that the angle of inclination I is known at the surface.

Følerinnretningen innbefatter også en asimutføler i form av et ringkjerne-fluksport-magnetometer 178. Magnetometeret 178 er av samme slag som magnetometeret 58 som ble beskrevet og omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 4 for dreiefølerens vedkommende. Der behøves derfor ikke noen detaljert omtale av egen-skapene hos eller oppbyggingen av magnetometeret 178. Magnetometeret 178 er fiksert på en aksel 180 som utgjør en dreieslingre-bøyle-i-følerinnretningen.— Slingrebøyleakselen__L8.0_er dreibart anordnet i et lager 182 for rotasjon om aksen 183 for akselen 180, og lageret 182 er fastholdt.til en dreibar aksel 184. Akselen 184 er parallell med akselen 150 og dreibart anordnet på rammen 100 ved hjelp av lagre 186 og dreies om sin akse ved akselen 171 via et snekkedrev 188. Således er akselen 184 slavefor-bundet med slingrebøylen 150, som virker som en fører for den. Ringkjernen hos magnetometeret 178 er anordnet vinkelrett på akselen 183 hos slingrebøylen 180, og dennes akse er anordnet vinkelrett på den følsomme akse hos inklinasjons-akselerometeret 148. Når referanse-akselerometerét 116 og inklinasjons-akselerometeret 148 således når sine horisontale eller null-stillinger, befinner slingrebøylen 180 seg i en vertikalstilling, og ringkjernen hos magnetometeret 178 befinner seg i et horisontalplan. The sensor device also includes an azimuth sensor in the form of a ring core fluxgate magnetometer 178. The magnetometer 178 is of the same type as the magnetometer 58 which was described and discussed above in connection with fig. 4 for the rotation sensor. There is therefore no need for a detailed description of the properties of or the structure of the magnetometer 178. The magnetometer 178 is fixed on a shaft 180 which forms a rotating pendulum bracket in the sensor device. the shaft 183 for the shaft 180, and the bearing 182 is fixed to a rotatable shaft 184. The shaft 184 is parallel to the shaft 150 and rotatably arranged on the frame 100 by means of bearings 186 and is rotated about its axis by the shaft 171 via a worm gear 188. Thus the shaft 184 is slave-connected to the wobble bracket 150, which acts as a guide for it. The ring core of the magnetometer 178 is arranged perpendicular to the shaft 183 of the wobble bracket 180, and its axis is arranged perpendicular to the sensitive axis of the inclination accelerometer 148. When the reference accelerometer 116 and the inclination accelerometer 148 thus reach their horizontal or zero positions, the sway bar 180 is in a vertical position, and the ring core of the magnetometer 178 is in a horizontal plane.

Slingrebøylen 180 dreies om sin akse via et par koniske tannhjul 190 og et snekkedrev 192. Snekkehjulet i snekkedrevet 192 og ett av de koniske tannhjul 190 er forbundet med hverandre ved en hylse 191 dreibart anordnet på akselen 184. Snekkedrevet drives i sin tur av en aksel 194 som er forbundet med en asimut-servomotor 196. En fotoelektrisk detekteringsinnretning maken til den som er beskrevet ovenfor med hensyn til inklinasjons-følerinnretningen, er anordnet for å virke som vist mellom asimut-servomotor en 196 og akselen 194."Da dette optiske system er maken til det ovenfor beskrevne for inklinasjonsføleren, er ytterligere omtale av det unødvendig, og komponentene av denne optiske asimutinnretning, er forsynt med tallhenvisninger svarende til dem i den optiske inklinasjons-innretning, med tilføyelsen av tegnet Den optiske innretning som er forbundet med asimutføleren, benyttes også til å bestemme start- eller hjemmestillingen for asimutføleren 178. The swing bracket 180 is turned about its axis via a pair of conical gears 190 and a worm drive 192. The worm wheel in the worm drive 192 and one of the conical gears 190 are connected to each other by a sleeve 191 rotatably arranged on the shaft 184. The worm drive is in turn driven by a shaft 194 which is connected to an azimuth servo motor 196. A photoelectric detection device similar to that described above with respect to the inclination sensor device is arranged to operate as shown between the azimuth servo motor 196 and the shaft 194. When this optical system is similar to that described above for the inclination sensor, further mention of it is unnecessary, and the components of this optical azimuth device are provided with numerical references corresponding to those in the optical inclination device, with the addition of the sign The optical device connected to the azimuth sensor, is also used to determine the starting or home position for the azimuth sensor 178.

Asimutføleren benyttes til å bestemme nord-retningen ved avføling av den lokale horisontalkomponent av jordens magnetiske felt. På tilsvarende måte som referanse- og inklinasjonsfølerne drives først asimutføleren til en start-eller hjemmestilling som er en på forhånd bestemt og kjent stilling, med aksen 183 vinkelrett på borstrengens akse 102 og med den følsomme akse hos magnetometeret ortogonalt til borstrengens akse 102 samt med den nord-søkende akse hos magnetometeret (den nord-søkende akse er vinkelrett på den følsomme akse) pekende i retning mot borkronen (dvs. nedover - -i- brønnhullet) .- Asimutf øleren-forflyttes- til sin hjemme- — The azimuth sensor is used to determine the north direction by sensing the local horizontal component of the earth's magnetic field. In a similar way to the reference and inclination sensors, the azimuth sensor is first driven to a start or home position which is a predetermined and known position, with the axis 183 perpendicular to the axis 102 of the drill string and with the sensitive axis of the magnetometer orthogonal to the axis 102 of the drill string as well as with the north-seeking axis of the magnetometer (the north-seeking axis is perpendicular to the sensitive axis) pointing in the direction of the drill bit (i.e. down - -in- the wellbore).

stilling ved et signal som avgig av motor-drivstyreenheten 198position by a signal emitted by the engine-drive control unit 198

og overføres til asimut-servomotoren 196 for å dreie slingrebøylen 180 om dens akse i retning mot urviseren inntil hjemmeposisjonen nås. Oppnåelsen av hjemmestillingen blir selvfølgelig bestemt ved at lysstrålen 158<*>treffer fotocellen 156', hvoretter utgangssignalet fra denne overføres til styreseksjonen 121 for å avslutte denne første operasjon av motoren 196. and is transmitted to the azimuth servo motor 196 to turn the rocker arm 180 about its axis in a counter-clockwise direction until the home position is reached. The achievement of the home position is of course determined by the light beam 158<*>hitting the photocell 156', after which the output signal from this is transmitted to the control section 121 to end this first operation of the motor 196.

Antas magnetometeret 178 å befinne seg i en,vilkårlig stilling forskjellig fra dets nullstilling, blir der frembragt et feilsignal som resulterer i driftssignaler fra motor-drivstyreenheten 198 til skrittmotoren 196 for å redusere det ved magnetometeret frembragte feilsignal. Magnetometeret 178 virker som en feil-omformer, idet fasevinkelen for den annen harmoniske i utgangssignalet vil øke og avta avhengig av retningen på den følsomme akse i forhold til jordens magnetfelt.. Det karakteristiske ved denne omformer er at denne fasevinkelendring varierer som funksjon av den følsomme akses orientering i forhold til jordens magnetfelt, idet variasjonene foreligger som et maksimalt eller minimalt utgangssignal når den følsomme akse faller sammen med jordens.magnetfelt, og faller, til null når den følsomme akse er vinkelrett på jordens magnetfelt. Dette forhold er vist på fig. 9. Magnetometeret 178 virker sorrren f eil-omf ormer, idet utgangssignalet vil falle til null når magnetometeret føres til en stilling hvor den følsomme akse er vinkelrett på jordens magnetfelt. If the magnetometer 178 is assumed to be in an arbitrary position different from its zero position, an error signal is generated which results in operating signals from the motor drive control unit 198 to the stepper motor 196 to reduce the error signal generated by the magnetometer. The magnetometer 178 acts as an error converter, as the phase angle for the second harmonic in the output signal will increase and decrease depending on the direction of the sensitive axis in relation to the earth's magnetic field. The characteristic of this converter is that this phase angle change varies as a function of the sensitive axis orientation in relation to the earth's magnetic field, the variations being present as a maximum or minimum output signal when the sensitive axis coincides with the earth's magnetic field, and falls to zero when the sensitive axis is perpendicular to the earth's magnetic field. This relationship is shown in fig. 9. The magnetometer 178 acts as an error converter, in that the output signal will drop to zero when the magnetometer is moved to a position where the sensitive axis is perpendicular to the earth's magnetic field.

Det feilsignal som frembringes ved magnetometeret 178, dvs. det utgangssignal som frembringes når magnetometeret er i en stilling forskjellig fra nullstillingen, overføres til motor-drivenheten 198 i styreseksjonen.121. Ved mottagelse av disse feilsignaler fra magnetometeret 178 frembringer motor-drivenheten 198 utgangspulser som tilføres skrittmotoren 196 for å drive denne skritt for skritt, slik at magnetometeret 178 dreies til sin stilling med null utgangssignal, altså nullstillingen. Magnetometeret 178 og dets slingrebøyle 180 drives således i en rekke skritt inntil den følsomme akse hos magnetometeret 178befinner seg vinkelrett på retningen av jordens magnetfelt, og videre drift av skrittmotoren avsluttes. The error signal produced by the magnetometer 178, i.e. the output signal produced when the magnetometer is in a position different from the zero position, is transmitted to the motor drive unit 198 in the control section.121. On receipt of these error signals from the magnetometer 178, the motor drive unit 198 produces output pulses which are supplied to the stepping motor 196 to drive it step by step, so that the magnetometer 178 is turned to its position with a zero output signal, i.e. the zero position. The magnetometer 178 and its wobble bar 180 are thus operated in a series of steps until the sensitive axis of the magnetometer 178 is perpendicular to the direction of the earth's magnetic field, and further operation of the stepper motor is terminated.

Den algebraiske sum av utgangspulsene fra motoren 198 og motor-drivstyreenheten 172 overføres via en ELLER-portanordning 199 til en binær opp-ned-teller 200 i styreseksjonen 121. ELLER-portanordningen 199 består av en ELLER-port 199a for fortegns-signaler og en ELLER-port 199b for siffer-signaler. Nettosifferet og fortegnet på den nevnte algebraiske sum av pulser som er overført til telleren 200, og som er nødvendig for å drive magnetometeret til nullstillingen fra hjemmestillingen, er et direkte mål på brønnaksens retning med hensyn på magnetisk nord, dvs. vinkelen A. Pulsene fra motoren 198 og 172 må summeres algebraisk fordi slingrebøylen 183 både drives av sin egen motor 196 og også dreies ett skritt for hvert skritt av motoren 174, idet akselen 171 driver akselerometeret 148 til dets nullstilling på grunn av drivforbindelsen mellom akslene 171 og 184 tannhjuls-paret 190. De pulser som telles av telleren 200, blir til slutt overført til overflaten ved mudder-pulstelemetriteknikk slik at asimutvinkelen A blir kjent ved overflaten.. The algebraic sum of the output pulses from the motor 198 and the motor drive control unit 172 is transferred via an OR gate device 199 to a binary up-down counter 200 in the control section 121. The OR gate device 199 consists of an OR gate 199a for sign signals and a OR gate 199b for digit signals. The net figure and sign of the aforementioned algebraic sum of pulses transmitted to the counter 200, and which is necessary to drive the magnetometer to the zero position from the home position, is a direct measure of the direction of the well axis with respect to magnetic north, i.e. the angle A. The pulses from the motors 198 and 172 must be added algebraically because the wobble bar 183 is both driven by its own motor 196 and also rotated one step for each step by the motor 174, the shaft 171 driving the accelerometer 148 to its zero position due to the drive connection between the shafts 171 and 184 gear pair 190. The pulses that are counted by the counter 200 are finally transferred to the surface by mud pulse telemetry technique so that the azimuth angle A is known at the surface.

Den ovenfor beskrevne følerinnretning består således av tre slingrébøyler som servostyres ved hjelp av to feil-omformende akselerometre og et feil-omformende magnetometer. Akselerometrene benyttes til å opprette horisontal- og vertikalplan ved å søke stillinger med null tyngdekraft langs to ortogonale akser, og magnetometeret benyttes, til å bestemme retningen magnetisk nord i horisontalplanet. Innretningen måler referanse-vinkelen R, inklinasjonsvinkelen I og asimutvinkelen A, idet disse tre former for vinkelinformasjon er tilstrekkelige til å definere stillingen og retningen av borstrengen ved bunnen av brønnen. The sensor device described above thus consists of three sway bars that are servo-controlled by means of two error-converting accelerometers and an error-converting magnetometer. The accelerometers are used to create horizontal and vertical planes by searching for positions with zero gravity along two orthogonal axes, and the magnetometer is used to determine the direction magnetic north in the horizontal plane. The device measures the reference angle R, the inclination angle I and the azimuth angle A, these three forms of angular information being sufficient to define the position and direction of the drill string at the bottom of the well.

Det skal selvsagt forstås at der for hver av de tre følere, nemlig akselerometeret 116, akselerometeret 148 og magnetometeret 178, behøves elektriske inngangssignaler, slik at disse sensorer kan virke som feil-omformere til å frembringe utgangssignaler som overføres til deres respektive motor-drivstyreenheter. Disse elektriske inngangssignaler kan tilføres på en hvilken som helst kjent og ønsket måte (herunder med sleperinger) fra en generator 65, og på fig. 7 er de bare vist skjematisk som VQ. It should of course be understood that for each of the three sensors, namely the accelerometer 116, the accelerometer 148 and the magnetometer 178, electrical input signals are needed, so that these sensors can act as error converters to produce output signals which are transmitted to their respective motor drive control units. These electrical input signals can be supplied in any known and desired manner (including slip rings) from a generator 65, and in fig. 7, they are only shown schematically as VQ.

En spesiell fordel ved følerinnretningen ifølge den foreliggende oppfinnelse er at den eliminerer behovet for separate vinkel-omformere og de tilhørende mekaniske og pålitelighets-messige problemer som slike vinkel-omformere typisk oppviser. Istedenfor med slike vinkel-omformere blir vinkelmålinger ifølge den foreliggende oppfinnelse bare utført ved telling av netto antall skritt hos skrittmotoren eller netto antall pulser over-ført til skrittmotoren for utførelse av de enkelte skritt. Driv-transmisjonene fra med skrittmotor er meget nøyaktige, så hvert skritt av en skrittmotor resulterer i en kjent vinkelforskyvning av dens tilhørende slingrebøyle. Således er vinkelmåling redusert til en enkel prosess med algebraisk telling av pulser levert til eller skritt utført av skrittmotoren. A particular advantage of the sensor device according to the present invention is that it eliminates the need for separate angle converters and the associated mechanical and reliability problems that such angle converters typically exhibit. Instead of such angle converters, angle measurements according to the present invention are only carried out by counting the net number of steps at the step motor or the net number of pulses transferred to the step motor for the execution of the individual steps. The drive transmissions from stepper motors are very precise, so each step of a stepper motor results in a known angular displacement of its associated wobble bar. Thus angle measurement is reduced to a simple process of algebraic counting of pulses delivered to or steps performed by the stepping motor.

Hele følermekanismen på fig. 7 kan neddykkes i en tykt-flytende silikonolje som helt fyller følerhuset 44. Oljen tjener både til å beskytte følermekanismen mot å skades av vibrasjoner og støt og til å smøre lagre og transmisjoner, samtidig som den også virker som varmeoverføringsmedium for motorene. The entire sensor mechanism in fig. 7 can be immersed in a thick liquid silicone oil which completely fills the sensor housing 44. The oil serves both to protect the sensor mechanism from being damaged by vibrations and shocks and to lubricate bearings and transmissions, while also acting as a heat transfer medium for the motors.

For å beskytte de følsomme presisjons-tannhjulsett som driver slingrebøylene 150 og 180 i akselen 184 mot virkningene av forskjeller i varmeutvidelse, er snekkene i transmisjonsleddene 174, 188 og 192 isolert ved hjelp av ekspansjonsbelger 202 og symmetrisk understøttet i hengere 204 utført i ett stykke. Således er akslene 171 og 194 i virkeligheten akselseksjoner som To protect the sensitive precision gear sets that drive the wobble rings 150 and 180 in the shaft 184 from the effects of differences in thermal expansion, the worms in the transmission links 174, 188 and 192 are isolated by means of expansion bellows 202 and symmetrically supported in hangers 204 made in one piece. Thus, shafts 171 and 194 are in reality shaft sections which

er skjøtt sammen ved hjelp av ekspansjonsbelgene 202, som pålite-lig overfører dreiebevegelsen av akslene, mens de opptar anhver varmeutvidelse av akslene i begge retninger, så der ikke vil forekomme noen forskyvning av berøringspunktene mellom samvirkende hjul i transmisjonsleddene. are joined together by means of the expansion bellows 202, which reliably transmit the turning movement of the axles, while they absorb any thermal expansion of the axles in both directions, so there will be no displacement of the contact points between cooperating wheels in the transmission joints.

Dersom der benyttes ledninger for de elektriske inngangs-og/eller utgangssignaler for akselerometrene, er det nødvendig å benytte sikkerhets-grensebrytere. Således vil der i forbindelse med slingrebøylen 150 være anordnet et mekanisk stopporgan 206 If cables are used for the electrical input and/or output signals for the accelerometers, it is necessary to use safety limit switches. Thus, a mechanical stop device 206 will be arranged in connection with the sway bar 150

som strekker seg fra slingrebøylen 100 og er plasert slik at den blir berørt av en finger 208 fastholdt til slingrebøylen 150. Fingeren 208 og stopporganet 206 i kombinasjon begrenser dreiningen av slingrebøylen 150 til mindre enn 360° i hvilken which extends from the wobble bar 100 and is positioned so that it is touched by a finger 208 secured to the wobble bar 150. The finger 208 and the stop means 206 in combination limit the rotation of the wobble bar 150 to less than 360° in which

som helst retning og forhindrer således ødeleggelse av de elektriske ledninger. Lignende foranstaltninger kunne også bli benyttet for de andre slingrebøyler dersom omstendighetene berettiger til dette. any direction and thus prevents damage to the electrical cables. Similar measures could also be used for the other sway bars if the circumstances warrant this.

Der skal nå henvises til figurene 10 og 11, som viser henholdsvis et blokkskjema og et koblingsskjema over styreinnretningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 10 er et blokkskjema over hele styreinnretningen, som innbefatter dreie-følerkretsen på fig. 5 og motor-driftstyreenhetene 120, 172 og 198 for henholdsvis målekretsen for referansevinkelen, målekretsen for inklinasjonsvinkelen og målekretsen for asimutvinkelen. Motor-driftstyreenhetene 120 og 172 er like, mens motor-styreenheten 198 bare adskiller seg forsåvidt som noen av komponentene ved begynnelsen av kretsen er forskjellige fordi asimut-feilsignalene avledes fra magnetometeret 178, mens referanse- og inklinasjonssignalene avledes fra de feil-omformende akselerometre 116 og 148. Skjemaet på Reference should now be made to figures 10 and 11, which respectively show a block diagram and a connection diagram of the control device according to the invention. Fig. 10 is a block diagram of the entire control device, which includes the rotation sensor circuit of Fig. 5 and the motor operation control units 120, 172 and 198 for the measuring circuit for the reference angle, the measuring circuit for the inclination angle and the measuring circuit for the azimuth angle, respectively. The motor operation controllers 120 and 172 are similar, while the motor controller 198 differs only in that some of the components at the beginning of the circuit are different because the azimuth error signals are derived from the magnetometer 178, while the reference and inclination signals are derived from the error-transforming accelerometers 116 and 148. The form on

fig. 11 viser en av de to like motor-driftstyreenhetene 120 og 127, og den avvikende oppbygging som forekommer i motor-driftstyreenheten 198, vil bli påpekt i det følgende. fig. 11 shows one of the two identical engine operation control units 120 and 127, and the deviating structure that occurs in the engine operation control unit 198 will be pointed out in the following.

På fig. 10 ses dreieføleren, som" innbefatter magnetometeret 58 , detektoren 70 (sammensatt av fasedetektoren 70A, lav-passf ilteret 70B og forsterkeren 70C), nullnivå-detektoren 72 og digitalfilteret 74 (sammensatt av klokken 76, komparatoren 78 og vippen 77, se fig. 5A). In fig. 10, the rotation sensor is seen, which includes the magnetometer 58, the detector 70 (composed of the phase detector 70A, the low-pass filter 70B and the amplifier 70C), the zero level detector 72 and the digital filter 74 (composed of the clock 76, the comparator 78 and the rocker 77, see fig. 5A).

Som beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 5 og 6, vil avfølingen av betingelsen ingen dreining (eller en forhåndsbestemt lav dreiehastighet) av borstrengen resultere i at vippen 77 innstilles. Den stigende flanke på Q-utgangssignalet fra vippen 77 overføres til en initierende styrekrets 210 for å betingelsestilpasse og starte driften av styreenheten 121. Den initierende styreenhet 210 (se fig. 12) er bygget opp av to énpuls-multivibra-torer 212 og 214. Den stigende flanke av Q-utgangssignalet fra vippen 77 trigger multivibratoren 212 for å frembringe en puls med varighet 1 ms ved Q-utgangen fra multivibratoren 212. As described above in connection with fig. 5 and 6, the sensing of the condition of no rotation (or a predetermined low rotation rate) of the drill string will result in the toggle 77 being set. The rising edge of the Q output signal from the flip-flop 77 is transferred to an initiating control circuit 210 to conditionally adapt and start the operation of the control unit 121. The initiating control unit 210 (see Fig. 12) is built up of two single-pulse multivibrators 212 and 214. The rising edge of the Q output signal from the flip-flop 77 triggers the multivibrator 212 to produce a pulse of duration 1 ms at the Q output of the multivibrator 212.

Denne utgangspuls ved Q-utgangen fra multivibratoren 212 er en klargjøringspuls (KLARGJ.P) som, slik det vil bli beskrevet i det følgende, overføres til tilbakestillingssiden hos flere organer i styresystemet for å sikre at hele styresystemet 121 This output pulse at the Q output of the multivibrator 212 is a ready pulse (READY.P) which, as will be described below, is transmitted to the reset side of several organs in the control system to ensure that the entire control system 121

er forberedt på en startkommando. Q-utgangen fra multivibratoren 212 er forbundet med inngangen til multivibratoren 214 slik at multivibratoren 214 trigges ved bakre kant av pulsen fra multivibratoren 212 for å frembringe en puls med varighet 1 ms, som tjener som startkommando (STARTP) for innretningen. Som det is prepared for a start command. The Q output from the multivibrator 212 is connected to the input of the multivibrator 214 so that the multivibrator 214 is triggered at the trailing edge of the pulse from the multivibrator 212 to produce a pulse with a duration of 1 ms, which serves as a start command (STARTP) for the device. Like that

også vil bli beskrevet i det følgende, overføres startkommandoen til forskjellige komponenter i styresystemet for å initiere driften av dette. will also be described in the following, the start command is transmitted to various components of the control system to initiate its operation.

I tillegg til startpulsen som overføres til forskjellige komponenter i systemet, leverer også en hovedklokke 216 tidsstyrepulser eller tidsstyresignaler til styresystemet. Som vist på fig. 13 innbefatter hovedklokken 216 en frittløpende astabil multivibrator 218, hvis utgangssignaler overføres til en frekvens-delende teller 220 som dividerer multivibrator-utgangssignalets frekvens for å skaffe referanse-tidsstyrepulser for overføring til forskjellige komponenter i systemet. Fig. 13A viser multivibrator-utgangssignalet eller.. frekvensen (f) og utgangspulsene CP1-CP10 fra hovedklokken 216 som overføres til forskjellige komponenter i systemet for tidsstyreformål. In addition to the start pulse that is transmitted to various components of the system, a master clock also supplies 216 timing pulses or timing signals to the control system. As shown in fig. 13, the master clock 216 includes a free-running astable multivibrator 218, whose output signals are transmitted to a frequency-dividing counter 220 which divides the frequency of the multivibrator output signal to provide reference timing pulses for transmission to various components of the system. Fig. 13A shows the multivibrator output signal or.. frequency (f) and output pulses CP1-CP10 from master clock 216 which are transmitted to various components of the system for timing purposes.

Styreinnretningen vil nå bli beskrevet i forbindelse med bestemmelsen av referansevinkelen R. Det skal forstås at den samme beskrivelse kan benyttes for inklinasjonsvinkelen I og, The control device will now be described in connection with the determination of the reference angle R. It should be understood that the same description can be used for the inclination angle I and,

med unntagelser som ellers vil bli anført, også i forbindelse med asimutvinkelen A. Beskrivelsen vil bli presentert med felles referanse til fig. 10 og 11. Betegnelsene til "høy", "opp" og "logisk 1", som betegner tilstander for systemkomponentene, skal forstås å være ekvivalente på samme måte som uttrykkene "lav", "ned" og "logisk 0". with exceptions that will otherwise be stated, also in connection with the azimuth angle A. The description will be presented with common reference to fig. 10 and 11. The terms "high", "up" and "logic 1", which denote states of the system components, shall be understood to be equivalent in the same way as the terms "low", "down" and "logic 0".

HJEMME- MODUS- DRIFTHOME- MODE- OPERATION

Når den initierende styrekrets 210 er trigget, vil klareringspulsen (KLARERP) overføres til flere komponenter i start/stopp/kjør-kretsen hos pulsgeneratoren og styreenheten 222. Pulsgeneratoren og styreenheten 222 innbefatter en startkrets When the initiating control circuit 210 is triggered, the clearance pulse (CLARERP) will be transmitted to several components in the start/stop/run circuit of the pulse generator and control unit 222. The pulse generator and control unit 222 includes a start circuit

224 (fug. 11B) - som har en hjemme-underkrets 226 og en måle-underkrets 228 - en kjør-krets 230, en ferdig-krets 232 og en stopp-krets 234 (fig. 11C). 224 (fig. 11B) - which has a home subcircuit 226 and a measure subcircuit 228 - a run circuit 230, a finish circuit 232 and a stop circuit 234 (fig. 11C).

Der henvises først til startkretsen 224 på fig. 11. En klareringspuls (KLARERP) fra den initierende styreenhet 210 Reference is first made to the starting circuit 224 in fig. 11. A clearance pulse (CLARERP) from the initiating control unit 210

(fig. 10B) overføres til en ELLER-port 236 (fig. 11B) og passerer gjennom ELLER-porten til en vippe 238 av D-type for å stille den tilbake. Vippen 238 kan også av og til bli betegnet som "hjemme"-vippen fordi den er av betydning ved bestemmelsen av "hjemme"-stillingen som referanse-akselerometeret 116 først drives til, som beskrevet ovenfor. Startpulsen (STARTP) fra styreenheten210 overføres deretter til en ELLER-port 240 (fig. 11B) og passerer gjennom ELLER-porten 240 til vippen 238, og overføres (Fig. 10B) is transferred to an OR gate 236 (Fig. 11B) and passes through the OR gate to a D-type flip-flop 238 to reset it. The rocker 238 may also sometimes be referred to as the "home" rocker because it is important in determining the "home" position to which the reference accelerometer 116 is first driven, as described above. The start pulse (STARTP) from the control unit 210 is then transferred to an OR gate 240 (Fig. 11B) and passes through the OR gate 240 to the flip-flop 238, and is transferred

også til en annen ELLER-port 244. Startpulsen inverteres ved ankomsten til vippen 238, og den bakre kant. av startpulsen vil derfor innstille vippen 238, da en vippe av D-type krever et stigende signal for å innstilles. Når vippen 238 er innstilt, vil Q-utgangen anta et høyt nivå og utgjøre et signal som tildels vil bli betegnet som HJEMMEF. Den innstilte tilstand av vippen 238 utgjør hjemme-modus. Q-funksjonen (HJEMMEF) av vippen 238 leveres til forskjellige steder i innretningen. For det første leveres HJEMMEF-signalet til en énpuls-multivibrator 242 i hjemmekretsen 226, men det trigger ikke multivibratoren 242 før den bakre kant av hjemmesignalet opptrer, noe som skjer senere i driften av innretningen når akselerometeret 116 er ført til sin hjemmestilling. Pulsen HJEMMEF leveres også til en størrelse-detektrende krets 246 i en fortegn- og størrelsefølende detektor 245, og mer spesielt til en ELLER-port 247 i en størrelsedetek-terende krets 246 (fig. 11A). Dette HJEMMEF-signal har forrang fremfor et hvilket som helst annet signal til ELLER-kretsen 247, og det overføres til en OG-port 249 for å utgjøre det ene av to inngangssignaler til denne. Når det annet inngangssignal an-kommer til OG-porten 249 sammen med HJEMMEF-signalet, vil der frembringes pulser for å drive referanseakselerometeret til dets hjemmestilling. also to another OR gate 244. The start pulse is inverted on arrival at the flip-flop 238, and the trailing edge. of the start pulse will therefore set flip-flop 238, as a D-type flip-flop requires a rising signal to set. When the flip-flop 238 is set, the Q output will assume a high level and constitute a signal which will be designated in part as HOME MEF. The set state of the toggle 238 constitutes the home mode. The Q function (HOME MEF) of the rocker 238 is delivered to various locations in the device. First, the HOME MEF signal is supplied to a one-pulse multivibrator 242 in the home circuit 226, but it does not trigger the multivibrator 242 until the trailing edge of the home signal occurs, which occurs later in the operation of the device when the accelerometer 116 is brought to its home position. The pulse HOME is also supplied to a magnitude-detecting circuit 246 in a sign- and magnitude-sensing detector 245, and more particularly to an OR gate 247 in a magnitude-detecting circuit 246 (Fig. 11A). This HOME MEF signal takes precedence over any other signal to the OR circuit 247 and is passed to an AND gate 249 to form one of two inputs to it. When the second input signal arrives at the AND gate 249 together with the HOME signal, pulses will be generated to drive the reference accelerometer to its home position.

Det annet inngangssignal til OG-porten 249 leveres fra kjørkretsen 230 (fig. 11C) som har mottatt et inngangssignal fra ELLER-porten 244 (fig. 11B). Inngangssignalet fra ELLER-porten 244 skyldes pulsen STARTP som passerer gjennom porten 244, og fremkommer på utgangen fra porten 244 som et kjør-signal (KJØRP), som så overføres til S-inngangen til en vippe 248 av JK-type i kjør-kretsen 230. Vippen 248 (tildels betegnet som "kjør"-vippen) ble tidligere tilbakestilt ved klareringspulsen KLARERP fra den initierende styreenhet 210, slik at KJØRP-signalet ved S-klemmen hos vippen 248 uten betingelsestilpasning innstiller . vippen 248 slik at Q-utgangssignalet vil befinne seg på et høyt nivå og bli overført til OG-porten 24 9 som det annet inngangssignal til denne. Ved forekomsten av de nødvendige to inngangssig-naler til OG-porten 249 blir der fra OG-porten 249 levert et utgangssignal til D-inngangen hos en vippe 250 av D-type i pulsgeneratorkretsen 252. C-inngangen til vippen 250 mottar klokkepulser CP1 fra hovedklokken 216, og vippen 250 innstilles The second input signal to the AND gate 249 is supplied from the drive circuit 230 (Fig. 11C) which has received an input signal from the OR gate 244 (Fig. 11B). The input signal from the OR gate 244 is due to the pulse STARTP which passes through the gate 244, and appears at the output of the gate 244 as a drive signal (RUN), which is then transferred to the S input of a JK-type flip-flop 248 in the drive circuit 230. The flip-flop 248 (partially referred to as the "run" flip-flop) was previously reset by the clearance pulse CLARERP from the initiating control unit 210, so that the RUN signal at the S-terminal of the flip-flop 248 without condition adaptation sets . the flip-flop 248 so that the Q output signal will be at a high level and will be transferred to the AND gate 249 as the second input signal thereto. When the necessary two input signals to the AND gate 249 are present, an output signal is supplied from the AND gate 249 to the D input of a D-type flip-flop 250 in the pulse generator circuit 252. The C input of the flip-flop 250 receives clock pulses CP1 from the main clock 216, and the rocker 250 are set

(D-inngangssignal overført til Q) når signal på D-inngangen befinner seg på logisk nivå "1" (inngangssignal fra porten 24 9) (D input signal transferred to Q) when the signal on the D input is at logic level "1" (input signal from port 24 9)

i nærvær av klokkepulsene CP1. Således innstilles vippen 250in the presence of the clock pulses CP1. Thus the rocker is set to 250

med en frekvens bestemt av klokkepulsene CP1 når inngangen D befinner seg på logisk nivå "1". Ved hver innstilling av vippen 250 overføres Q-utgangssignalet til en OG-port 254 i pulsgeneratoren 2 52, hvor det portstyres med et annet signal CP3 fra hovedklokken 216. De to inngangssignaler til OG-porten 254 resulterer i et pulsformet utgangssignal fra denne. Dette pulsformede utgangssignal overføres til forskjellige steder i innretningen, deriblant motorsekvenskretsen 256 til drivmotoren 122. Utgangssignalet fra OG-porten 254, og dermed utgangssignalet fra pulsgeneratoren 252 blir således et tog av skrittpulser overført til motorsekvenskretsen.. with a frequency determined by the clock pulses CP1 when the input D is at logic level "1". At each setting of the flip-flop 250, the Q output signal is transferred to an AND gate 254 in the pulse generator 2 52, where it is gate-controlled with another signal CP3 from the main clock 216. The two input signals to the AND gate 254 result in a pulse-shaped output signal from it. This pulse-shaped output signal is transmitted to various places in the device, including the motor sequence circuit 256 of the drive motor 122. The output signal from the AND gate 254, and thus the output signal from the pulse generator 252 is thus a train of step pulses transmitted to the motor sequence circuit..

HJEMMEF-signalet (som opptrer når Q-utgangssignalet fra vippen 238 (fig. 11B) befinner seg på høyt nivå) overføres også til S-inngangen til en vippe 258 av JK-type i fortegn- og størrelse-detektoren 245. HJEMMEF-signalet på S-inngangen til vippen 258 innstiller denne slik at Q-utgangssignalet blir høyt. Det høye Q-utgangssignal fra vippen 258 overføres også til motorsekvenskretsen 256, hvor det utgjør og tjener som en fortegns-og retningsmelding for å bevirke motordreining i en forhåndsbestemt retning (forutsettes mot urviseren) for å drive referanse-akselerometeret 116 til dets hjemmestilling. The HOME MEF signal (which occurs when the Q output from flip-flop 238 (FIG. 11B) is high) is also transferred to the S input of a JK-type flip-flop 258 in the sign and magnitude detector 245. The HOME MEF signal on the S input of flip-flop 258 sets this so that the Q output signal becomes high. The high Q output signal from the flip-flop 258 is also transmitted to the motor sequencer circuit 256, where it constitutes and serves as a sign and direction message to cause motor rotation in a predetermined direction (presumably counter-clockwise) to drive the reference accelerometer 116 to its home position.

Fra det foregående kan det ses at to separate signaler overføres til motorsekvenskretsen 256. Det ene av disse signaler er skrittpulsene fra pulsgeneratoren 252, og det annet er fortegns- og retningssignalene fra vippen 258 i fortegns- og størrelse-detektoren 24 5. From the foregoing, it can be seen that two separate signals are transmitted to the motor sequence circuit 256. One of these signals is the step pulses from the pulse generator 252, and the other is the sign and direction signals from the flip-flop 258 in the sign and magnitude detector 24 5.

Motorsekvenskretsen 256 er en to-bits opp/ned teller 260. Den mottar skrittpulsene fra pulsgeneratoren 252 og fortegns-informasjon fra vippen 258 i fortegn/størrelses-detektoren 245 _ og omformer disse inngangssignaler til et fire-faset signal. Dvs. motorfrekvenskretsen er en fasegenerator for en firefasemotor. Firefasesignalet overføres på separate linjer til en motordriv-forsterker 262 som har forskjellige forsterkere og nivåomformere for omformning av de fire fasesignaler fra sekvenskretsen 256 The motor sequencer 256 is a two-bit up/down counter 260. It receives the step pulses from the pulse generator 252 and sign information from the flip-flop 258 in the sign/magnitude detector 245 and converts these input signals into a four-phase signal. That is the motor frequency circuit is a phase generator for a four-phase motor. The four phase signal is transmitted on separate lines to a motor drive amplifier 262 which has various amplifiers and level converters for converting the four phase signals from the sequence circuit 256

til et passende effektnivå for drift av firefase-skrittmotoren 122. Før de enkelte faser leveres til separate forsterkere'i to a suitable power level for operation of the four-phase stepper motor 122. Before the individual phases are supplied to separate amplifiers'i

drivmotorforsterkeren 262, blir hver fase for seg overført til en OG-port 261, hvis annet eller aktiverende inngangssignal er Q-utgangenssignalet fra vippen 77 hos digitalfilteret 74 the drive motor amplifier 262, each phase is separately transferred to an AND gate 261, whose other or activating input signal is the Q output signal from the flip-flop 77 of the digital filter 74

(fig. 10B). Således vil drivmotoren 122 ikke bli satt i drift uten at der foreligger både et signal for ingen rotasjon fra digitalfilteret 74 og pulser fra pulsgeneratoren 252. Ved forekomsten av begge signaler til hver OG-port 261, blir referanse-akselerometeret drevet mot sin hjemmestilling og det skal gjøres oppmerksom på at dreieretningen mot hjemmestillingen alltid er den samme (antas mot urviseren), da fortegns- eller retnings-informasjonen fra vippen 258 alltid befinner seg på samme nivå hjemme-modus-drift. (Fig. 10B). Thus, the drive motor 122 will not be put into operation unless there is both a signal for no rotation from the digital filter 74 and pulses from the pulse generator 252. In the presence of both signals to each AND port 261, the reference accelerometer is driven towards its home position and the attention should be drawn to the fact that the direction of rotation towards the home position is always the same (assumed to be anti-clockwise), as the sign or direction information from the rocker 258 is always at the same level home mode operation.

Motoren 122 løper inntil hjemmedetektoren 128 mottar lys fra lyskilden 126. Lys som faller på hjemmedetektoren 128, forsterkes og omformes til logikknivåer i en forsterker- og rektangelformerkrets 264 (fig. 11C), hvis utgangssignal overføres til den annen inngang til en OG-port 266 i stoppkretsen 234. Det første inngangssignal til OG-porten 266 foreligger allerede i form av HJEMMEF-signaler fra vippen 238 i startkretsen 224. Utgangssignalet fra OG-porten 266 antar et høyt nivå ved overførin-gen av signalet fra forsterker- og rektangelformerkretsen 264, og dette utgangssignal overføres til og passerer gjennom en ELLER-port 268 som bevirker at utgangssignalet fra ELLER-porten 268 antar et høyt nivå. Dette resulterende signal fra ELLER-porten 268 overføres til en OG-port 270 i kjørkretsen 230, hvor det portstyres med klokkesignalet CP9. Utgangssignalet fra OG-porten 270 inverteres og overføres til C-inngangen til vippen 248 av JK-type for å tilbakestille denne ved den bakre kant av signalet CP9 og derved bevirke at Q-utgangssignalet fra vippen 248 antar et lavt nivå. Denne tilbakestilling av vippen 248 fjerner et av de to inngangssignaler til OG-porten 249 i størrelse-detekteringskretsen 246, hvorved D-inngangssignalet til vippen 250 fjernes slik at denne tilbakestilles og ingen flere pulser frembringes fra pulsgeneratoren 252, hvorved motoren 122 stopper fordi den forhåndsbestemte hjemmestilling er nådd. The motor 122 runs until the home detector 128 receives light from the light source 126. Light falling on the home detector 128 is amplified and converted to logic levels in an amplifier and rectangle shaper circuit 264 (FIG. 11C), the output of which is transferred to the other input of an AND gate 266 in the stop circuit 234. The first input signal to the AND gate 266 is already present in the form of HJEMMEF signals from the flip-flop 238 in the start circuit 224. The output signal from the AND gate 266 assumes a high level during the transfer of the signal from the amplifier and rectangle shaper circuit 264, and this output signal is transferred to and passes through an OR gate 268 which causes the output signal from the OR gate 268 to assume a high level. This resulting signal from the OR gate 268 is transferred to an AND gate 270 in the drive circuit 230, where the gate is controlled with the clock signal CP9. The output signal from AND gate 270 is inverted and transferred to the C input of JK-type flip-flop 248 to reset it at the trailing edge of signal CP9 and thereby cause the Q output signal from flip-flop 248 to assume a low level. This resetting of the flip-flop 248 removes one of the two input signals to the AND gate 249 of the magnitude detection circuit 246, whereby the D input signal to the flip-flop 250 is removed so that it is reset and no more pulses are generated from the pulse generator 252, whereby the motor 122 stops because the predetermined home position has been reached.

Den overfor beskrevne hjemme-modus-drift finner sted samtidig for alle tre akser, dvs. for referanse, inklinasjon og asimut. Hver av motorstyrekretsene 120, 172 og 198 har en kjør- vippe 248. Q-utgangssignalet fra hver kjørvippe 248 er forbundet med en OG-port 272 med tre innganger i en felles "ferdig"-krets 232. Når en av de tre kjørvipper 248 tilbakestilles, vil dens Q-utgangssignal anta et høyt nivå. Når Q-utgangssignalet fra hver av de tre vipper 248 befinner seg på et høyt nivå, vil utgangssignalet fra OG-porten 272 anta et høyt nivå for å utgjøre et ferdig-signal som indikerer at akselerometrene 116 og 148 The home mode operation described above takes place simultaneously for all three axes, i.e. for reference, inclination and azimuth. Each of the motor control circuits 120, 172 and 198 has a drive flip-flop 248. The Q output signal from each drive flip-flop 248 is connected to an AND gate 272 with three inputs in a common "done" circuit 232. When one of the three drive flip-flops 248 is reset, its Q output will assume a high level. When the Q output signal from each of the three flip-flops 248 is at a high level, the output signal from the AND gate 272 will assume a high level to constitute a done signal indicating that the accelerometers 116 and 148

og magnetometeret 178 alle er blitt ført til sine respektive hjemmestillinger. Dette ferdig-signal på utgangen fra porten 272 overføres som det ene av inngangssignalene til en OG-port 274 i hjemme-underkretsen 226 i startkretsen 224 (fig. 11B). Det annet inngangssignal til OG-porten 274 fremskaffes ved HJEMMEF-signalet, og når begge signaler opptrer, passerer således et signal gjennom OG-porten 274 og overføres til OG-porten 236. Signalet passerer gjennom OG-porten 236 og tilføres R-inngangen til vippen 238 for å tilbakestille denne. Når vippen 238 er tilbakestilt, antar dens Q-utgangssignal et logisk "0" og bevirker at énpuls-multivibratoren 24 2 blir virksom 1 ms, dvs. multivibratoren 24 2 trigges ved den bakre flanke av HJEMMEF-signalet. Utgangspulsen med 1 ms varighet fra multivibratoren 242 tilføres en opp/ned-teller 144 for å tilbakestille denne slik at telleren"144 nå gjøres klar til å motta målepulser. Det pulsformede and the magnetometer 178 have all been moved to their respective home positions. This completion signal at the output from gate 272 is transmitted as one of the input signals to an AND gate 274 in the home sub-circuit 226 in the start circuit 224 (Fig. 11B). The other input signal to the AND gate 274 is provided by the HJEMMEF signal, and when both signals occur, a signal thus passes through the AND gate 274 and is transmitted to the AND gate 236. The signal passes through the AND gate 236 and is applied to the R input of rocker switch 238 to reset this. When the flip-flop 238 is reset, its Q output assumes a logic "0" and causes the one-pulse multivibrator 24 2 to be active for 1 ms, ie, the multivibrator 24 2 is triggered on the trailing edge of the HJEMMEF signal. The output pulse with a duration of 1 ms from the multivibrator 242 is supplied to an up/down counter 144 to reset it so that the counter 144 is now made ready to receive measuring pulses. The pulse-shaped

•utgangssignal fra multivibratoren 24 2 bevirker også at en puls kan passere gjennom ELLER-porten 244, hvorved KJØRP-pulsen igjen forekommer på utgangen fra porten 244 og overføres for påny å innstille vippen 248 i kjørkretsen 230 (fig. 11C) på samme måte som vippen 248 ble innstilt under hjemme-modus-driften. Når vippen 248 er innstilt, vil Q-utgangssignalet anta en høy verdi og igjen overføres til OG-porten 249 i størrelse-detektorkretsen 246 for å betingelsestilpasse OG-porten 249 (fig. 11A). Imidlertid skal det gjøres oppmerksom på at HJEMMEF-signalet er fjernet i denne driftsmodus, og således ikke passerer noe signal gjennom OG-porten 249 før ELLER-porten 247 mottar et inngangssignal fra en eller annen del av kretsen i fortegn- og størrelse-detektoren 245. Overføringen av ferdig-signalet fra porten 272 bringer så-ledes HJEMMEF-signalet til opphør i hver av motorstyrekretsene 120, 172 og 198, hvorved pulsgenerator-utgangssignalet midlertidig oppheves for å avvente ytterligere aktivisering selv om Q-utgangssignalet fra kjørvippen 248 befinner seg på høyt nivå og er • output signal from the multivibrator 24 2 also causes a pulse to pass through the OR gate 244, whereby the DRIVE pulse again occurs at the output of the gate 244 and is transmitted to reset the flip-flop 248 in the drive circuit 230 (Fig. 11C) in the same way as flip 248 was set during home mode operation. When the flip-flop 248 is set, the Q output signal will assume a high value and again be transferred to the AND gate 249 of the magnitude detector circuit 246 to condition the AND gate 249 (Fig. 11A). However, it should be noted that the HOME MEF signal is removed in this mode of operation, and thus no signal passes through the AND gate 249 until the OR gate 247 receives an input signal from some part of the circuit in the sign and magnitude detector 245 The transmission of the done signal from gate 272 thus terminates the HOME signal in each of the motor control circuits 120, 172 and 198, whereby the pulse generator output signal is temporarily suspended to await further activation even though the Q output signal from the drive flip-flop 248 is at high level and is

overført som et av inngangssignalene til OG-porten 24 9. Hjemme-modus-drif ten er således fullført. transmitted as one of the input signals to the AND gate 24 9. Home mode operation is thus completed.

MÅLE- MODUS- DRIFTMEASUREMENT - MODE - OPERATION

Pulsen fra énpuls-multivibratoren 24 2 blir også invertert og tilført C-inngangen til en vippe.276 av D-type, som innstilles ved den bakre kant av denne puls. Q-utgangen fra vippen 276 The pulse from the single-pulse multivibrator 24 2 is also inverted and applied to the C input of a D-type flip-flop 276, which is set at the trailing edge of this pulse. The Q output from the flip-flop 276

antar da et høyt nivå, som utgjør et målesignal og overføres bl.a. som første inngangssignal til en OG-port 278 i stoppkretsen 234 (fig. 11C). Portene 278 og 266 og 268 i stoppkretsen 234 then assumes a high level, which constitutes a measurement signal and is transmitted i.a. as the first input signal to an AND gate 278 in the stop circuit 234 (Fig. 11C). The gates 278 and 266 and 268 of the stop circuit 234

er forbundet for å danne en OG/ELLER-portanordning. Målesignalet overføres også til D-inngangen til en vippe 310 av D-type for å innstille denne. Innretningen er nå innstilt for drift i en målemodus som bestemt ved feilsignaler fra akselerometeret 116. are connected to form an AND/OR gate device. The measurement signal is also transferred to the D input of a D-type flip-flop 310 to set it. The device is now set for operation in a measurement mode as determined by error signals from the accelerometer 116.

Antas det nå at referanse-akselerometeret 116 befinner segIt is now assumed that the reference accelerometer 116 is located

i en vilkårlig stilling forskjellig fra nullstillingen, vil der frembringes et feilsignal som overføres til forsterkeren 280 in an arbitrary position different from the zero position, an error signal will be produced which is transmitted to the amplifier 280

(fig. 11A). Som vist på fig. 8 er dette signal en strøm med en form av en cosinus-funksjon av vinkelen mellom akselerometerets følsomme akse og gravitasjonskraftens retning. Forsterkeren 280 er en kraftforsterker av typen LM107, og forsterkerkoblingen (Fig. 11A). As shown in fig. 8, this signal is a current with a form of a cosine function of the angle between the sensitive axis of the accelerometer and the direction of the gravitational force. The amplifier 280 is a power amplifier of the LM107 type, and the amplifier coupling

kan finnes beskrevet i Linear Applications Handbook, 1973, av M. K. Vånder Kooi,. National Semiconductor Application Note AN20-5, februar 1969, fig. 13. I denne forsterkerkrets blir strømmen forsterket og omformet til en spenning for ytterligere bruk i innretningen. can be found described in the Linear Applications Handbook, 1973, by M. K. Vånder Kooi,. National Semiconductor Application Note AN20-5, February 1969, fig. 13. In this amplifier circuit, the current is amplified and transformed into a voltage for further use in the device.

Det forsterkede signal fra forsterkerkretsen 280 tilføres deretter en filterkrets 282 for fjernelse av høyfrekvenskomponeriter som kan være kommet inn i signalet fra skrittmotoren og vibrasjoner i omgivelsene. Filteret er et topols-filter med grense-frekvens på 3 Hz og med en forsterker av typen LM107, og kan finnes beskrevet i Linear Applications Handbook, 1973, av M. K. Vånder Kooi, National Semiconductor, Inc. Note AN5-10, april 19 68, fig. 25. The amplified signal from the amplifier circuit 280 is then supplied to a filter circuit 282 for removing high frequency components that may have entered the signal from the stepping motor and vibrations in the surroundings. The filter is a two-pole filter with a cut-off frequency of 3 Hz and with an amplifier of the type LM107, and can be found described in the Linear Applications Handbook, 1973, by M. K. Vånder Kooi, National Semiconductor, Inc. Note AN5-10, April 19 68 , fig. 25.

Det filtrerte signal fra filterkretsen 282 tilføres og integreres i en integratorkrets 284. Forsterkeren i integrator-kretsen 284 er av typen LM107, bryterne S1 og er halvleder-brytere, f.eks. RCA CD4016, og for ytterligere detaljer vedrørende slike integratorkretser kan der henvises til Operational Amplifiers, Design and Applications, av Tobey, Graeme og Hunlsman, fig. 6.15, McGraw-Hill, 1971. Integratoren virker slik at den forstørrer feilen fra akselerometeret 116 som funksjon av tiden for å undersøke og viderebehandle små feil. Integratoren tilbakestilles ved at utgangssignalet fra pulsgeneratoren 252 føres tilbake til halvlederbryterne og S~for å tilbakestille integratoren til null ved vekselvis å lukke og åpne bryterne og S 2 med sig- The filtered signal from the filter circuit 282 is supplied and integrated in an integrator circuit 284. The amplifier in the integrator circuit 284 is of the type LM107, the switches S1 and are semiconductor switches, e.g. RCA CD4016, and for further details regarding such integrator circuits reference may be made to Operational Amplifiers, Design and Applications, by Tobey, Graeme and Hunlsman, fig. 6.15, McGraw-Hill, 1971. The integrator operates to magnify the error from the accelerometer 116 as a function of time to investigate and process small errors. The integrator is reset by feeding the output signal from the pulse generator 252 back to the semiconductor switches and S~ to reset the integrator to zero by alternately closing and opening the switches and S 2 with sig-

nalet fra pulsgeneratoren hver gang skrittmotoren 122 går et skritt, idet den ene bryter åpnes når den annen lukkes. nal from the pulse generator each time the stepping motor 122 takes a step, one switch being opened when the other is closed.

Det filtrerte signal fra filteret 282 og det integrerte signal fra integratoren 284 blir begge tilført en summeringskrets 286, hvor de adderes algebraisk. Selv om feilsignalet fra filteret 282 er lite, vil således det integrerte feilsignal være til-gjengelig for bearbeidelse i resten av innretningen. For ytterligere opplysning om summeringskretsen vises der til National Semiconductor, Inc. Note A og 20-3, februar 1969, fig. 3 (Linear Applications Handbook, 1973 utgitt av M. K. Vånder Kooi). Utgangssignalet fra summeringskretsen 286 tilføres deretter fortegns- og størrelse-detektorkretsen 245 for å undersøkes med hensyn til både fortegn og størrelse. Størrelsen er i samsvar med graden eller størrelsen av avviket mellom den målte stilling av referanse-akselerometeret og nullstillingen, og fortegnet er i samsvar med den dreieretning som er påkrevet for å bevege referanse-akselerometeret.til nullstilling. The filtered signal from the filter 282 and the integrated signal from the integrator 284 are both supplied to a summing circuit 286, where they are added algebraically. Even if the error signal from the filter 282 is small, the integrated error signal will thus be available for processing in the rest of the device. For further information on the summing circuit, reference is made to National Semiconductor, Inc. Note A and 20-3, February 1969, fig. 3 (Linear Applications Handbook, 1973 published by M. K. Vånder Kooi). The output signal from the summing circuit 286 is then applied to the sign and magnitude detector circuit 245 to be examined for both sign and magnitude. The magnitude corresponds to the degree or magnitude of the deviation between the measured position of the reference accelerometer and the zero position, and the sign corresponds to the direction of rotation required to move the reference accelerometer to the zero position.

Fortegn- og størrelse-detektorkretsen 245 har en første sammenligningskrets 288A og en annen sammenligningskrets 288B. Sammenligningskretsen 288A har en spenningsdeler 290 sammensatt av motstandere RIA og R2A, forbundet som vist med en forsterker 292, og sammenligningskretsen 288B har en lignende spenningsdeler 294 som utgjøres av motstandene R1B og R2B, forbundet som vist med en forsterker 296. Forsterkerne 292 og 296 er begge kraft-differansialforsterkere. Utgangssignalet fra summasjonskretsen 286 tilføres forsterkeren 292, og samme utgangssignal tilføres også forsterkeren 296. Spenningsdeleren 290 oppretter en første referansespenning, referanse A, for differansialforsterkeren 292, og spenningsdeleren 294 oppretter en annen referansespenning, referanse B, for differensialforsterkeren 296. Sammenligningskretsen virker for å sammenligne utgangssignalet fra summasjons-forsterkeren 286 med referansespenningene. Som det vil ses av fig. 14A, 14B og 14C, vil utgangssignalet (UT A) fra forsterkeren 292 være negativt når utgangssignalet fra summasjonskretsen 286 er mer negativt enn referansespenningen A. På lignende måte vil utgangssignalet (UT B) fra forsterkeren 296 være positivt når utgangssignalet fra summeringsforsterkeren 286 er mer negativt enn spenningsnivået hos referansen B. Som et resultat av denne operasjon av sammenligningskretsene 288A og 288B fremkommer signaler UT A og UT B , slik det er vist på fig. 14B og 14C. The sign and magnitude detector circuit 245 has a first comparison circuit 288A and a second comparison circuit 288B. Comparator circuit 288A has a voltage divider 290 composed of resistors RIA and R2A, connected as shown to an amplifier 292, and comparator circuit 288B has a similar voltage divider 294 composed of resistors R1B and R2B, connected as shown to an amplifier 296. Amplifiers 292 and 296 are both power-differential amplifiers. The output signal from the summing circuit 286 is applied to the amplifier 292, and the same output signal is also applied to the amplifier 296. The voltage divider 290 creates a first reference voltage, reference A, for the differential amplifier 292, and the voltage divider 294 creates a second reference voltage, reference B, for the differential amplifier 296. The comparison circuit works to compare the output signal from the summing amplifier 286 with the reference voltages. As will be seen from fig. 14A, 14B and 14C, the output signal (UT A) from the amplifier 292 will be negative when the output signal from the summing circuit 286 is more negative than the reference voltage A. Similarly, the output signal (UT B) from the amplifier 296 will be positive when the output signal from the summing amplifier 286 is more negative than the voltage level of the reference B. As a result of this operation of the comparison circuits 288A and 288B, signals UT A and UT B appear, as shown in FIG. 14B and 14C.

Utgangssignalene fra sammenligningskretsene 288A og 288B tilføres henholdsvis en iverteringsbuffer 298 og en ikke-inverteringsbuffer 300. Bufferne tjener til å skifte nivået som spenningene fra sammenligningskretsene har til et spenningsnivå som er forenlig med vippen 258 som bufferutgangssignalene til-føres. Signalet UT A (vist på fig. 14D) tilføres J-klemmen hos vippen 258, mens signalet UT B tilføres K-klemmen hos samme vippe. Utgangssignalet fra bufferne 298 og 300 tilføres også ELLER-porten 247, idet denne befinner seg i størrelses-detektorkretsen 246. Således blir signalene UT B og UT A (se fig. 14E) levert til ELLER-kretsen 247. The output signals from the comparison circuits 288A and 288B are supplied respectively to an inverting buffer 298 and a non-inverting buffer 300. The buffers serve to change the level that the voltages from the comparison circuits have to a voltage level compatible with the flip-flop 258 to which the buffer output signals are applied. The signal UT A (shown in Fig. 14D) is supplied to the J terminal of the flip-flop 258, while the signal UT B is supplied to the K terminal of the same flip-flop. The output signal from the buffers 298 and 300 is also supplied to the OR gate 247, as this is located in the size detector circuit 246. Thus, the signals UT B and UT A (see Fig. 14E) are supplied to the OR circuit 247.

Der henvises igjen til vippen 258. Tidsstyrepulsene CP1 overføres fra hovedklokken 216 til C-inngangen, hvorved det av signalene UT A på J-inngangen og UT B på K-inngangen som foreligger når en tidsstyrepuls CP1 mottas, vil bli tilført vippen. Fra signaldiagrammene 14B-14E kan det således ses at vippen 258 Reference is again made to the flip-flop 258. The time control pulses CP1 are transferred from the main clock 216 to the C input, whereby the signals UT A on the J input and UT B on the K input that are present when a time control pulse CP1 is received will be supplied to the flip-flop. From the signal diagrams 14B-14E, it can thus be seen that the rocker 258

i nærvær av av klokkepulser CP1 vil bli innstilt (Q-utgangen på høyt nivå) når UT A er negativ (UT A positiv), og bli tilbakestilt (Q-utgang lav) når UT B er positiv. Når det tas i betraktning at Q-utgangssignalet fra vippen 258 tilføres motorsekvenskretsen 256 for å styre dreieretningen av motoren 122 i avhengighet av nivået på Q-utgangsignalet fra vippen 258, kan det ses at motoren 122 vil drives enten med eller mot urviseren avhengig av utgangssignalene fra sammenligningskretsene 288A og 288B. Således drives referanse-akselerometeret 116 i den riktige retning for å redusere sitt avgitte feilsignal og bringes til sin nullstilling. in the presence of off clock pulses CP1 will be set (Q output high) when UT A is negative (UT A positive), and will be reset (Q output low) when UT B is positive. Considering that the Q output signal from the flip-flop 258 is applied to the motor sequencer circuit 256 to control the direction of rotation of the motor 122 depending on the level of the Q output signal from the flip-flop 258, it can be seen that the motor 122 will be driven either clockwise or counterclockwise depending on the output signals from comparator circuits 288A and 288B. Thus, the reference accelerometer 116 is driven in the correct direction to reduce its emitted error signal and is brought to its zero position.

UT A-signalet (invertert til UT A) og UT B-signalet til-ført ELLER-kretsen 247 i størrelse-detektorkretsen 246 tjener til å bestemme størrelsen av signalet fra akselerometeret 116. Som anskueliggjort ved signaldiagrammene 14A-14E vil signalet frå summeringskretsen 286, når UT B eller UT A befinner seg på høyt nivå, være utenfor de grenser som er angitt på fig. 14A, dvs. under referansen A og over referansen B. S.åledes vil arealet under referansen A og over referansen B på fig. 14A definere et nullbånd, og når feilen overskrider dette nullbånd, dvs. kommer over referansen A eller under referansen B, vil et signal bli ført gjennom ELLER-porten 247 og tilført OG-porten 24 9 som det annet inngangssignal til denne. Det første inngangssignal til OG-porten 24 9 foreligger allerede i form av det høye Q-utgangssignal fra kjør-vippen 248 (fig. 11C). På den måte som er beskrevet ovenfor, vil således et signal bli sluppet igjennom av OG-porten 249 for å innstille vippen 250, idet vippen innstilles når D-inngangssignalet befinner seg på logisk "1" i nærvær av klokkepulser CP1. Som beskrevet tidligere i forbindelse med hjemme-modus-driften, blir den innstilte Q-utgang hos vippen 250 da portstyrt med klokkepulser CP3 i OG-porten 254, hvorved der tilføres motorsekvenskretsen 256 skrittpulser for portstyring med det høye Q-utgangssignal fra vippen 77 ved porten 261 for å drive motoren 122. Motoren 122 vil fortsette å dreie seg så lenge den mottar skrittpulser fra pulsgeneratoren 252, dvs. inntil akselerometeret 116 er ført til sin nullstilling, hvor utgangssignalet fra summeringskretsen 282 svarer til nullsignalet som beskrevet ovenfor. The OUT A signal (inverted to OUT A) and the OUT B signal applied to the OR circuit 247 in the magnitude detector circuit 246 serve to determine the magnitude of the signal from the accelerometer 116. As illustrated by the signal diagrams 14A-14E, the signal from the summing circuit 286 , when UT B or UT A is at a high level, be outside the limits indicated in fig. 14A, i.e. below the reference A and above the reference B. Thus, the area below the reference A and above the reference B in fig. 14A define a zero band, and when the error exceeds this zero band, i.e. comes above the reference A or below the reference B, a signal will be passed through the OR gate 247 and supplied to the AND gate 24 9 as the second input signal thereto. The first input signal to the AND gate 249 is already present in the form of the high Q output signal from the drive flip-flop 248 (Fig. 11C). Thus, in the manner described above, a signal will be passed through the AND gate 249 to set the flip-flop 250, the flip-flop being set when the D input signal is at logic "1" in the presence of clock pulses CP1. As described earlier in connection with the home mode operation, the set Q output of the flip-flop 250 is then gate controlled with clock pulses CP3 in the AND gate 254, whereby the motor sequence circuit 256 is supplied with step pulses for gate control with the high Q output signal from the flip-flop 77 at the gate 261 to drive the motor 122. The motor 122 will continue to rotate as long as it receives step pulses from the pulse generator 252, i.e. until the accelerometer 116 is brought to its zero position, where the output signal from the summing circuit 282 corresponds to the zero signal as described above.

Utgangssignalene fra vippen 258 i fortegn- og størrelse-detektorkretsen 245 og de pulsformede utgangssignaler fra pulsgeneratoren. 252 blir også begge tilført opp/ned-telleren 144 (fig. 11B) for algebraisk summering for å bestemme det netto antall skrittpulser som er tilført motoren 122 for å drive akselerometeret 116 til sin nullstilling. The output signals from the flip-flop 258 in the sign and magnitude detector circuit 245 and the pulse-shaped output signals from the pulse generator. 252 are also both applied to the up/down counter 144 (FIG. 11B) for algebraic summation to determine the net number of step pulses applied to the motor 122 to drive the accelerometer 116 to its zero position.

Som det vil fremgå, er signaldiagrammene på fig. 14A-14E bare vist som illustrasjon. De gir et tilnærmet bilde av en tilstand hvor akselerometeret 116 i virkeligheten ville svinge eller oscillere frem og tilbake om sin nullstilling. For andre tilstander med opptredende feil vil der foreligge et UT A- eller UT B-signal, men dette ville ikke opptre på regelmessige tidspunk-ter. As will be seen, the signal diagrams of fig. 14A-14E shown by way of illustration only. They provide an approximate picture of a condition where the accelerometer 116 would actually swing or oscillate back and forth about its zero position. For other conditions with occurring errors, there will be an UT A or UT B signal, but this would not occur at regular time points.

Som beskrevet ovenfor ble kjørvippen 248 (fig. 11C) tilbakestilt ved overføring av et signal fra stoppkretsen 234 til kjør-krets-porten 270 i nærvær av klokkepuls CP9 ved porten 270. Som det også har vært beskrevet tidligere, opptrådte signalet fra stoppkretsen 234 når der samtidig ble tilført porten et signal fra hjemmedetektoren 128 (gjennom forsterker- og rektangelformerkretsen 264) og HJEMMEF-signalet fra vippen 238. I måle-modusen er signalet HJEMMEF bragt til opphør, og signalet fra stoppkretsen 234, som tjener til å tilbakestille kjørvippen 248, må derfor frembringes på en annen måte. I måle-modusen er vippen 276 i målekretsen 228 innstilt slik at signalet MÅLEF tilføres som et første inngangssignal til OG-porten 278 i stoppkretsen 234. Når der også foreligger et annet inngangssignal til OG-porten 278, vil et signal bli overført gjennom OG-porten 278 og gjennom ELLER-porten 268 for å tilføres OG-porten 270, hvorved kjørvippen 248 vil bli tilbakestilt når der samtidig opptrer en klokkepuls CP9. Dette annet inngangssignal til OG-porten 278 leveres fra en teller 302 som avgir et signal til OG-porten 278 når den har overskredet sin kapasitet. As described above, the drive flip-flop 248 (Fig. 11C) was reset by the transfer of a signal from the stop circuit 234 to the drive circuit gate 270 in the presence of clock pulse CP9 at the gate 270. As also previously described, the signal from the stop circuit 234 occurred when where at the same time a signal from the home detector 128 (through the amplifier and rectangle shaper circuit 264) and the HJEMMEF signal from the flip-flop 238 were supplied to the gate. In the measurement mode, the signal HJEMMEF is brought to an end, and the signal from the stop circuit 234, which serves to reset the drive flip-flop 248 , must therefore be produced in another way. In the measuring mode, the flip-flop 276 in the measuring circuit 228 is set so that the signal MEASURE is supplied as a first input signal to the AND gate 278 in the stop circuit 234. When there is also another input signal to the AND gate 278, a signal will be transmitted through the AND- gate 278 and through the OR gate 268 to be supplied to the AND gate 270, whereby the drive flip-flop 248 will be reset when a clock pulse CP9 occurs at the same time. This second input signal to the AND gate 278 is supplied from a counter 302 which emits a signal to the AND gate 278 when it has exceeded its capacity.

Der finnes to måter til å innføre pulser i telleren 302. For det første vil Q-utgangssignalet fra vippen 258 skifte mellom høyt og "lavt" dersom der forekommer et fortegnsskift i fortegns-og størrelse-detektorkretsen. Q-utgangen fra vippen 258 er koblet som en av inngangene til en OG-port 304, hvis annen inngang er forbundet med Q-utgangen fra en vippe 306. Vippen 306 er blitt tilbakestilt ved kjørpulsen, slik at dens Q-utgang befinner seg på høyt nivå, og der vil således passere et signal gjennom OG-porten 304 hver gang Q-utgangssignalet fra vippen 258 antar et høyt nivå i samsvar med en fortegnsendring. Utgangssignalet fra porten 304 passerer gjennom en ELLER-port 308 og tilføres telleren 302. Når telleren 302 overskrider sin kapasitet, blir der fra telleren 302 til OG-porten 278 levert et signal som faller sammen med MÅLEF-signalet til porten 278, hvorved denne slipper et signal frem til ELLER-porten 268 dermed til porten 270. Det signal som på denne måte tilføres porten 270, vil i nærvær av klokkepulsene CP9 tilbakestille vippen 248, hvorved Q-inngangssignalet fra vippen 248 til porten 249 i størrelsesdetektorkretsen fjernes. Fjernelse av inngangssignalet til porten 249 bringer driften av pulsgeneratoren 252 til opphør, hvorved skrittkoblingen av motoren 122 brytes. Således kan Skrittkoblingen av motoren 122 avbrytes There are two ways to introduce pulses into the counter 302. First, the Q output signal from the flip-flop 258 will change between high and "low" if a sign change occurs in the sign and magnitude detector circuit. The Q output of the flip-flop 258 is connected as one of the inputs to an AND gate 304, the other input of which is connected to the Q output of a flip-flop 306. The flip-flop 306 has been reset by the drive pulse, so that its Q output is at high level, and there will thus pass a signal through the AND gate 304 every time the Q output signal from the flip-flop 258 assumes a high level in accordance with a sign change. The output signal from the gate 304 passes through an OR gate 308 and is supplied to the counter 302. When the counter 302 exceeds its capacity, a signal is delivered from the counter 302 to the AND gate 278 which coincides with the TARGET signal to the gate 278, whereby it releases a signal to the OR gate 268 and hence to gate 270. The signal which is thus supplied to gate 270 will, in the presence of the clock pulses CP9, reset flip-flop 248, whereby the Q input signal from flip-flop 248 to gate 249 in the size detector circuit is removed. Removal of the input signal to gate 249 terminates the operation of pulse generator 252, thereby breaking the step coupling of motor 122. Thus, the step coupling of the motor 122 can be interrupted

i en "fortegnstvunget" stoppe-modus når fortegnet av feilsignalet fra akselerometeret 116 endrer seg et fastlagt antall ganger. Dette ville selvfølgelig inntre når akselerometeret 116 har nådd sin nullstilling og svinger frem og tilbake om denne. in a "sign forced" stop mode when the sign of the error signal from the accelerometer 116 changes a set number of times. This would of course occur when the accelerometer 116 has reached its zero position and swings back and forth about it.

Vippen 248 kan også tilbakestilles for å avbryte skrittkoblingen av motoren 122 dersom der i et fastlagt tidsintervall ikke frembringes noen pulser av pulsgeneratoren 252. Denne tilstand, som kan betegnes som en "tidstvunget" stoppe-modus, utføres ved hjelp av vippen 306 av typen D (beskrevet ovenfor) og vippen 310 av type D. MÅLEF-signalet fra vippen 276 tilføres D-inngangen til vippen 310 for å betingelsestilpasse denne. Også et tidsstyre-stoppsignal CPN (et derivat av hovedklokke-utgangssignalet) til-føres C-inngangen til vippen 310 for å tidsstyre denne, og R-klemmen hos vippen 310 forbindes for å motta utgangspulsene fra pulsgeneratoren 252. Vippen 310 vil bli innstilt hver gang der mottas en overføring fra "null" til "en" på klokke-inngangsklemmen C, og bli tilbakestilt hver gang der mottas en puls på klemmen R fra pulsgeneratoren 252.. Ledsagervippen 306 tilbakestilles én gang ved begynnelsen av måle-modusen ved hjelp av det til R-klemmen leverte kjør-signal. C-klemmen hos vippen 306 er også forbundet for å motta CPN-signalet fra hovedklokken, og vippen 306 vil bli innstilt ved forkanten av signalet CPN dersom den betingelsestilpassende D-inngang til vippen 306 befinner seg på høyt nivå, en tilstand som forekommer dersom vippen 310 er innstilt når vippen 306 mottar forkanten av signalet CPN. Når vippen 306 er innstilt, leverer den ett av inngangssignalene til en OG-port 312, hvis annet inngangssignal utgjøres av pulser CP1 The flip-flop 248 can also be reset to interrupt the step coupling of the motor 122 if no pulses are generated by the pulse generator 252 for a fixed time interval. This condition, which can be termed a "time-forced" stop mode, is carried out by means of the D-type flip-flop 306 (described above) and flip-flop 310 of type D. The TARGET signal from flip-flop 276 is applied to the D input of flip-flop 310 to condition it. Also, a timing stop signal CPN (a derivative of the master clock output signal) is applied to the C input of the flip-flop 310 to time it, and the R terminal of the flip-flop 310 is connected to receive the output pulses from the pulse generator 252. The flip-flop 310 will be set every each time a "zero" to "one" transfer is received on clock input terminal C, and be reset each time a pulse is received on terminal R from pulse generator 252. Companion flip-flop 306 is reset once at the beginning of the measure mode by the run signal supplied to the R terminal. The C terminal of flip-flop 306 is also connected to receive the CPN signal from the master clock, and flip-flop 306 will be set at the leading edge of the signal CPN if the conditional D input of flip-flop 306 is high, a condition which occurs if the flip-flop 310 is set when the flip-flop 306 receives the leading edge of the signal CPN. When the flip-flop 306 is set, it supplies one of the input signals to an AND gate 312, the other input signal of which is constituted by pulses CP1

fra hovedklokken. Pulsene CP1 blir således ført gjennom porten 312 og gjennom porten 308 til telleren 302. Et tog av pulser blir således tilført telleren 302 for å bringe denne til å overskride sin kapasitet, hvorved et signal blir ført gjennom porten 278 og gjennom porten 268 for å leveres til porten 270. Det signal som på denne måte tilføres porten 270, faller sammen med klokke-inngangssignalet CP9 for å tilbakestille vippen 248, hvorved porten 24 9 bringes i sperretilstand og utgangssignalet fra pulsgeneratoren 252 avbrytes. Således avsluttes skrittkoblingen av motoren 122 fordi akselerometeret 116 befinner seg i sin nullstilling. from the main clock. The pulses CP1 are thus passed through gate 312 and through gate 308 to counter 302. A train of pulses is thus fed to counter 302 to cause it to exceed its capacity, whereby a signal is passed through gate 278 and through gate 268 to be delivered to gate 270. The signal thus supplied to gate 270 coincides with the clock input signal CP9 to reset the flip-flop 248, whereby the gate 249 is brought into the blocking state and the output signal from the pulse generator 252 is interrupted. Thus, the stepping coupling of the motor 122 is terminated because the accelerometer 116 is in its zero position.

Q-utgangen fra vippen 248 er forbundet med porten 272 i "ferdig"-kretsen 23 2. Når vippen 248 er tilbakestilt ved opphør The Q output of the flip-flop 248 is connected to the gate 272 of the "done" circuit 23 2. When the flip-flop 248 is reset on termination

av driften av motoren 122, vil Q-signalet bli tilført portenof the operation of the motor 122, the Q signal will be applied to the gate

272. Når Q-signalene på samme måte er tilført porten 272 fra alle tre akser (dvs. de samsvarende "kjør"-vipper) og alle tre vipper 272. When the Q signals are similarly applied to port 272 from all three axes (ie the corresponding "drive" flip-flops) and all three flip-flops

er tilbakestilt for å avslutte driften av sine respektive motorer, vil et "ferdig"-signal bli sendt gjennom porten 272 og avgitt til porten 274 i hjemme-seksjonskretsen 226 og også til en tredje inngangsklemme hos OG-porten 314 i måle-seksjonskretsen 228. En av de tre klemmer hos OG-porten 314 mottar også MÅLEF-signalet, slik at porten mottar to av de tre inngangssignaler som skal til for å slippe et signal igjennom. En første gjennomslipnings- are reset to terminate operation of their respective motors, a "done" signal will be sent through gate 272 and output to gate 274 of home section circuit 226 and also to a third input terminal at AND gate 314 of measure section circuit 228. One of the three terminals of the AND gate 314 also receives the TARGET signal, so that the gate receives two of the three input signals needed to let a signal through. A first pass through

vippe 316 av JK-typen i målekretsen 228 er tidligere blitt innstilt ved signalet KLARERP, så Q-utgangssignalet fra vippen 316 befinner seg på høyt nivå. Q-utgangen fra vippen 316 er koblet som den tredje inngang til porten 314, hvorved "ferdig"-signalet fra porten 272 vil slippe gjennom porten 314 hvis dette er første gang ferdig-signalet opptrer siden mottagelsen av startpulsen STARTP. Det gjennom OG-porten 314 fremsluppede signal passerer gjennom ELLER-porten 318 og tilføres R-inngangen hos vippen 276 flip-flop 316 of the JK type in measuring circuit 228 has previously been set by the signal CLARERP, so the Q output signal from flip-flop 316 is at a high level. The Q output from the flip-flop 316 is connected as the third input to the gate 314, whereby the "done" signal from the gate 272 will pass through the gate 314 if this is the first time the done signal occurs since the reception of the start pulse STARTP. The signal released through the AND gate 314 passes through the OR gate 318 and is supplied to the R input of the flip-flop 276

for å tilbakestille denne og dermed avbryte MÅLEF-signalet. Ved tilbakestilling av vippen 276 trigger den bakre kant av MÅLEF-signalet en monostabil lade-multivibrator 320 slik at denne frembringer en puls av varighet 1 ms, betegnet LOADP. LOADP-signalet tilføres et skiftregister 331 for å paratstille stuvningsinn-gangene til skiftregisteret i virksomhet, hvorved den informasjon som er lagret i hver av opp/ned-tellerne 144, 176 og 200, blir parallelt overført til skiftregisteret. Pulsen LOADP tilføres også vippen 316 for å tilbakestille denne og slippes dessuten gjennom ELLER-porten 240 for å innstille vippen 238. LOADP-pulsen som slipper gjennom ELLER-porten 240, tilføres også ELLER-porten 244 for å frembringe en. annen kjør-puls. Denne kjør-puls innstiller igjen kjør-vippen 248 for å bringe innretningen til påny å innta hjemme-modusen som beskrevet tidligere. to reset this and thus interrupt the TARGET signal. When flip-flop 276 is reset, the trailing edge of the TARGET signal triggers a monostable charge multivibrator 320 so that it produces a pulse of duration 1 ms, denoted LOADP. The LOADP signal is supplied to a shift register 331 to prepare the stowage inputs of the shift register in operation, whereby the information stored in each of the up/down counters 144, 176 and 200 is transferred in parallel to the shift register. The pulse LOADP is also applied to flip-flop 316 to reset it and is also passed through OR gate 240 to set flip-flop 238. The LOADP pulse passing through OR gate 240 is also applied to OR gate 244 to produce a . other drive pulse. This run pulse again sets the run flip-flop 248 to bring the device back into the home mode as described earlier.

Således vil styreinnretningen gjentatte ganger gjennom-Thus, the control device will repeatedly

løpe sykluser av hjemme-modus- og måle-modus-drift inntil driften av styreinnretningen avsluttes når dreining av borstrengen igjen tar til. Det gjentatte gjennomløp av hjemme-modus- og måle-modus-drif t vil være som beskrevet ovenfor, når unntas at vippen 276 run cycles of home-mode and measure-mode operation until operation of the control device ends when rotation of the drill string resumes. The repeated cycle of home mode and measurement mode operation will be as described above, except that the rocker 276

ikke vil bli tilbakestilt ved den etterfølgende gjennomkjøring av systemet ved "ferdig"-signalet fra porten 272, da pulsen LOADP vil ha tilbakestilt vippen 316 for å frembringe et logisk will not be reset on the subsequent run-through of the system at the "done" signal from gate 272, as the pulse LOADP will have reset flip-flop 316 to produce a logic

"0" på Q-utgangen fra porten 316 for dermed å fjerne et av de nødvendige inngangssignaler til porten 314. Ved disse etterføl- "0" on the Q output from gate 316 to thereby remove one of the necessary input signals to gate 314. In these subsequent

gende gjennomkjøringer av systemet vil vippen 216 bli tilbakestilt bare ved mottagelse av et ferdig-signal (FERDIG P) som kommer fra en skiftpulsgenerator 330 og tilføres ELLER-porten 318. Drift av skiftpulsgeneratoren innledes av LOADP-pulsen. ing run-throughs of the system, the flip-flop 216 will be reset only on receipt of a done signal (DONE P) which comes from a shift pulse generator 330 and is applied to the OR gate 318. Operation of the shift pulse generator is initiated by the LOADP pulse.

Den første gjennomslipningsvippe 316 er nødvendig i innretningen fordi skiftpulsgeneratoren 330 ikke blir virksom før første systemsyklus er fullført. Der behøves derfor en engangs-tidspuls for å gjennomkjøre systemet pånytt, slik at der kan tas et nytt sett av målinger mens de første informasjoner som ble innført i skiftregisteret ved det første LOADP-signal, blir over-ført til overflaten. Denne skiftpulsgenerator, som bare er en frekvensdeler til frekvensdeling av hovedklokke-pulsene, frembringer pulser som tjener til å flytte informasjonen ut av skiftregisteret 331 til ventildriveren 57 som virker på stempelet 56. FERDIFP-signalet frembringes hver gang etter hvert n antall pulser fra pulsgeneratoren, svarende til lagringskapasiteten av skiftregisteret 331. The first grind-through flip-flop 316 is necessary in the device because the shift pulse generator 330 does not become active until the first system cycle is completed. A one-off time pulse is therefore needed to run the system through again, so that a new set of measurements can be taken while the first information entered into the shift register at the first LOADP signal is transferred to the surface. This shift pulse generator, which is only a frequency divider for frequency division of the main clock pulses, generates pulses that serve to move the information out of the shift register 331 to the valve driver 57 which acts on the piston 56. The FERDIFP signal is generated each time after every n number of pulses from the pulse generator, corresponding to the storage capacity of the shift register 331.

Som angitt tidligere gjaldt den ovenstående beskrivelse motordrivstyringen 120, og den samme beskrivelse vil også gjelde for den tilsvarende enhet 172. Motordrift-styreenheten 198 av-viker bare ved at forsterkeren 280 og filteret 282 er erstattet med en enhet maken til detektoren 70 (omfattende fasedetektoren 70A, filter 70B og forsterker 70C) for å motta og behandle utgangssignalet fra magnetometeret 178. Utgangssignalet fra detektoren 70 i motordrift-styreenheten 198 tilføres den tilhørende integrator, og hele resten av enheten 198 er maken til og drives på samme måte som motordrift-styreenheten 120. Et forskjellig sett av klokkepulser tilføres og brukes i hver av de tre motor-styreenheter 120, 172 og 198 slik at disse blir drevet etter tur i sin måle-modus for å drives samtidig, noe som kunne resultere i krysstale eller interferens i signaler fra de tre enheter. Dvs. at referansemotoren 122 bringes frem et skritt, hvoretter inklinasjonsmotoren 174 bringes frem et skritt, og deretter asimutmotoren 196 et tilsvarende skritt, og at denne sekvens av skritt gjentas inntil alle tre sensorer har nådd sine nullstillin-ger. As stated previously, the above description applied to the motor drive control 120, and the same description will also apply to the corresponding unit 172. The motor drive control unit 198 differs only in that the amplifier 280 and the filter 282 have been replaced with a unit similar to the detector 70 (including the phase detector 70A, filter 70B and amplifier 70C) to receive and process the output signal from the magnetometer 178. The output signal from the detector 70 in the engine operation control unit 198 is fed to the associated integrator, and the entire rest of the unit 198 is matched to and operated in the same manner as the engine operation control unit 120. A different set of clock pulses is supplied and used in each of the three motor control units 120, 172 and 198 so that these are driven in turn in their measurement mode to be driven simultaneously, which could result in crosstalk or interference in signals from the three units. That is that the reference motor 122 is brought forward one step, after which the inclination motor 174 is brought forward one step, and then the azimuth motor 196 a corresponding step, and that this sequence of steps is repeated until all three sensors have reached their zero positions.

Hver LOADP-puls tilføres også S-inngangen til vippen 78 (se fig. 5A) for å innstille denne, hvorved Q-utgangssignalet fra vippen 78 antar en høy verdi og utgjør ett av de nødvendige inngangssignaler for OG-porten 79. Det annet inngangssignal for OG-porten 79 er det inverterte Q-utgangssignal fra vippen 76. Således vil OG-porten 79 slippe frem et signal når vippen 76 Each LOADP pulse is also applied to the S input of the flip-flop 78 (see Fig. 5A) to set it, whereby the Q output signal from the flip-flop 78 assumes a high value and constitutes one of the necessary input signals for the AND gate 79. The other input signal for the AND gate 79 is the inverted Q output signal from the flip-flop 76. Thus, the AND gate 79 will release a signal when the flip-flop 76

er innstilt (i samsvar med en gjenopprettet dreietilstand) og LOADP-signalet er frembragt. Dette signal som slippes igjennom is set (corresponding to a restored turning condition) and the LOADP signal is generated. This signal is passed through

ved OG-porten 79, bringer OG-inngangen til vippen 77 på et høyt nivå, hvorved en stigende flanke av klokkepulsen CPN vil tilbakestille vippen 77 slik at Q-utgangssignalet fra denne antar en lav verdi (nivå X på fig. 6C) for å melde tilbakegang til dreietil-standen. Gjentagelsen av denne lave tilstand av Q-utgangssignalet fra vippen 77 avbryter da driften av skrittmotorene 122, 174 og 196 ved å fjerne ett av inngangssignalene til OG-porten 261 i hver motordrivkrets 256 og også ved aktivering av stempeldriveren 57. at AND gate 79, brings the AND input to flip-flop 77 high, whereby a rising edge of the clock pulse CPN will reset flip-flop 77 so that the Q output thereof assumes a low value (level X in Fig. 6C) to report a return to the turning mode. The repetition of this low state of the Q output signal from the flip-flop 77 then interrupts the operation of the stepper motors 122, 174 and 196 by removing one of the input signals to the AND gate 261 of each motor driver circuit 256 and also by activating the piston driver 57.

Det ovenfor beskrevne gjennomløp av hjemme- og måle-modiThe above-described run-through of home and measurement modes

vil deretter fortsette for hvert av referanse-, inklinasjons- og asimut-magnetometrene henholdsvis 1116, 148 og 178 inntil dreie-følerlogikken avføler borstrengbevegelse eller energitilførselen fjernes fra systemet i mangel av generatoreffekt, noe som f.eks. kan forekomme når mudderstrømmen stoppes. will then continue for each of the reference, inclination and azimuth magnetometers 1116, 148 and 178 respectively until the rotary sensor logic senses drill string movement or the energy supply is removed from the system in the absence of generator power, which e.g. can occur when the mud flow is stopped.

Skjønt der er vist og beskrevet foretrukne utførelses-former, skal det forstås at forskjellige modifikasjoner og ut-skiftninger kan foretas ved disse uten at oppfinnelsens ide og ramme fravikes. Beskrivelsen av den foreliggende oppfinnelse skal således tjene til å belyse denne og er ikke å oppfatte som begrensende. Although preferred embodiments have been shown and described, it should be understood that various modifications and replacements can be made to these without deviating from the idea and scope of the invention. The description of the present invention shall thus serve to illuminate it and is not to be understood as limiting.

Claims (36)

1. Føleorgan.til periodevis avføling av retningsparametre for en borstreng i et borehull, og til frembringelse av utgangssignaler som er i samsvar med de målte parametre, og som skal overføres til overflaten, karakterisert ved at føleorganet omfatter en tre-akse-slingrebøyle med første organer som reagerer på tyngdekraften for å bestemme et vertikalplan og et horisontalplan og med andre organer som reagerer på magnetisme for å bestemme innstillingen i forhold til retningen på jordens magnetfelt, en motor-drivinnretning til å bevege de1. Sensing device for periodically sensing directional parameters for a drill string in a borehole, and for generating output signals that are in accordance with the measured parameters, and which are to be transmitted to the surface, characterized in that the sensing device comprises a three-axis oscillating hoop with first organs that respond to gravity to determine a vertical plane and a horizontal plane and with other organs that respond to magnetism to determine the setting relative to the direction of the earth's magnetic field, a motor-drive device to move the første og andre organer fra første forhåndsbestemte stillinger til andre forhåndsbestemte stillinger, idet hver av de andre stillinger har en forhåndsbestemt innstilling med hensyn til henholdsvis retningen av tyngdekraften og retningen av jordens magnetfelt, en styreinnretning til styring av driften av motor-drivinnretningen og til måling av den totale bevegelse av hvert av de første og andre organer mellom de første og andre stillinger. first and second members from first predetermined positions to second predetermined positions, each of the other positions having a predetermined setting with respect to the direction of gravity and the direction of the earth's magnetic field respectively, a control device for controlling the operation of the motor-drive device and for measuring the total movement of each of the first and second bodies between the first and second positions. 2. Føleorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at tre-akse-slingrebøylen er montert i et segment av borstrengen og omfatter en første slingrebøyle som er dreibar om borstrengsegmentets akse eller en akse parallell med denne, en annen slingrebøyle som er dreibar om en akse vinkelrett på den første slingrebøyles rotasjonsakse, og en tredje slingrebøyle som er dreibar om en akse vinkelrett på den annen slingrebøyles rotasjonsakse. 2. Sensing device as specified in claim 1, characterized in that the three-axis wobble hoop is mounted in a segment of the drill string and comprises a first wobble hoop which is rotatable about the axis of the drill string segment or an axis parallel to this, a second wobble hoop which is rotatable about a axis perpendicular to the rotation axis of the first wobble bar, and a third wobble bar which is rotatable about an axis perpendicular to the rotation axis of the second wobble bar. 3. Føleorgan som angitt i krav 2, karakterisert ved at den annen slingrebøyle er dreibart anordnet i den første slingrebøyle og at den tredje slingrebøyle er dreibart anordnet på en aksel som på sin side er dreibart anordnet i den første slingrebøyle, idet den tredje slingrebøyles rotasjonsakse er vinkelrett på akselens rotasjonsakse, samtidig som den sist-nevnte rotasjonsakse er parallell med den annen slingrebøyles rotasjonsakse. 3. Sensing device as stated in claim 2, characterized in that the second wobble hoop is rotatably arranged in the first wobble hoop and that the third wobble hoop is rotatably arranged on a shaft which in turn is rotatably arranged in the first wobble hoop, the rotation axis of the third wobble hoop is perpendicular to the axis of rotation of the shaft, while the last-mentioned axis of rotation is parallel to the axis of rotation of the other sway bar. 4. Føleorgan som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert ved at de første organer som reagerer på tyngdekraften, omfatter et første feil-omformingsakselerometer anordnet på den første slingrebøyle og et annet feil-omformingsakselerometer anordnet på den annen slingrebøyle, idet hvert av feil-omformingsakselerometrene har en følsom akse med hensyn til tyngdekraftens retning, og at feil-omformingsakselerometrene er anordnet på en slik måte at den følsomme akse hos det første akselerometer er vinkelrett på borstrenges akse i den annen stilling, og at den følsomme akse hos det annet akselerometer er vinkelrett på den følsomme akse hos det første akselerometer i den annen stilling av hvert akselerometer. 4. Sensing device as set forth in one of claims 1-3, characterized in that the first organs that react to the force of gravity comprise a first error-transformation accelerometer arranged on the first wobble bar and a second error-transformation accelerometer arranged on the second wobble bar, each of the misalignment accelerometers have a sensitive axis with respect to the direction of gravity, and that the misalignment accelerometers are arranged in such a way that the sensitive axis of the first accelerometer is perpendicular to the axis of the drill string in the second position, and that the sensitive axis of the second accelerometer is perpendicular to the sensitive axis of the first accelerometer in the second position of each accelerometer. 5. Føleorgan som angitt i et av kravene 1-3, karakte risert ved at de andre organer som reagerer på magnetisme, er et fluksport-magnetometer anordnet på den tredje slingrebøyle og utført med en følsom akse med hensyn til retningen av jordens magnetfelt, idet magnetometeret er anordnet på en slik måte at dens følsomme.akse er vinkelrett på retningen av jordens magnetfelt i den annen stilling av magnetometeret. 5. Sensing device as set forth in one of claims 1-3, characterized in that the other devices that respond to magnetism are a flux gate magnetometer arranged on the third wobble bar and made with a sensitive axis with respect to the direction of the earth's magnetic field, the magnetometer is arranged in such a way that its sensitive axis is perpendicular to the direction of the earth's magnetic field in the second position of the magnetometer. 6. Føleorgan som angitt i krav 1, 4 eller 5, karakterisert ved at bevegelsen av det første akselerometer svarer til en referansevinkel dannet mellom et første plan som inneholder borstrengens akse og en kjent referanse på borstrengen, og et annet plan som inneholder boreaksen og en vertikal projeksjon av denne, at forskyvningen av det annet akselerometer svarer til inklinasjonsvinkelen for borstrengens akse med hensyn til vertikalen i et felles plan, og hvor bevegelsen av magnetometeret svarer tii asimutvinkelen mellom et vertikalplan som inneholder den horisontale projeksjon av borstrengens akse, og vertikalplanet som inneholder horisontalprojeksjonen av retningen av det lokale jord-magnetfelt. 6. Sensor as specified in claim 1, 4 or 5, characterized in that the movement of the first accelerometer corresponds to a reference angle formed between a first plane containing the axis of the drill string and a known reference on the drill string, and another plane containing the drill axis and a vertical projection of this, that the displacement of the second accelerometer corresponds to the angle of inclination of the axis of the drill string with respect to the vertical in a common plane, and where the movement of the magnetometer corresponds to the azimuth angle between a vertical plane containing the horizontal projection of the axis of the drill string, and the vertical plane containing the horizontal projection of the direction of the local earth magnetic field. 7. Føleorgan som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at hvert av de organer som reagerer på tyngdekraft og magnetisme, har knyttet til seg en lyskilde, en fotoelektrisk mottager og lys-styreorganer til overføring av lys fra lyskilden til den fotoelektriske mottager når de respektive organer som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, befinner seg i sin første forhåndsbestemte stilling. 7. Sensory organ as specified in one of the preceding claims, characterized in that each of the organs that react to gravity and magnetism has a light source attached to it, a photoelectric receiver and light control means for transmitting light from the light source to the photoelectric receiver when the respective means responsive to gravity or magnetism are in their first predetermined position. 8. Føleorgan som angitt i krav 7, karakterisert ved at lys-styreorganet innbefatter en perforert skive som er anordnet mellom lyskilden og lysmottageren, og som er drivbart forbundet med drivmotor-innretningen knyttet til de respektive organer som reagerer på tyngdekraft og magnetisme. 8. Sensing device as specified in claim 7, characterized in that the light control device includes a perforated disc which is arranged between the light source and the light receiver, and which is drivably connected to the drive motor device connected to the respective organs which react to gravity and magnetism. 9. Føleorgan som angitt i krav 1, 3 eller 8, karakterisert ved at drivmotor-innretningen innbefatter en første skrittmotor som er anordnet på borstrengen og er drivbart forbundet med den første slingrebø yle, en annen skrittmotor som er anordnet på den første slingrebøyle og er drivbart forbundet med den annen slingrebøyle og den dreibare aksel, og en tredje skrittmotor som er anordnet på den første slingrebøyle og er drivbart forbundet med den tredje slingrebøyle. 9. Sensing device as specified in claim 1, 3 or 8, characterized in that the drive motor device includes a first stepper motor which is arranged on the drill string and is drivably connected to the first wobble bracket, another stepper motor which is arranged on the first wobble hoop and is drivably connected to the second wobble hoop and the rotatable shaft, and a third stepping motor which is arranged on the first wobble hoop and is drivably connected to the third wobble hoop. 10. Føleorgan som angitt i et av kravene 1-9, karakterisert ved at styreinnretningen omfatter aktiviseringsorganer til drift av hver Skrittmotor for å bringe hvert av organene som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, til den første forhåndsbestemte stilling, et første stopporgan som tjener til å motta et stillingssignal når hvert organ som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, har nådd sin første forhåndsbestemte stilling og til å frembringe et stoppsignal til å .avbryte driften av de tilhørende aktiviseringsorganer, avslutningsorganer som tjener til å motta første signaler når hvert organ som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, befinner seg i sin første for^ håndsbestemte stilling og til å generere et første avslutningssignal når alle organer som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, befinner seg i sine første forhåndsbestemte stillinger, signaldetekteringsorganer som tjener til å motta signaler fra hvert av de nevnte organerb g til å generer.e et utgangssignal, organer som reagerer på utgangssignalet fra signaldetekterings-organet og forekomsten av avslutningssignalet, og som tjener til gjenaktivisering. av aktiviseringsorganene for å bringe posisjoneringsorganene i virksomhet til å bevege hvert av organene som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, fra sin første stilling til den annen stilling, andre stopporganer til å bestemme når hvert organ som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, har nådd sin annen stilling og til å frembringe et annet stoppsignal for å avslutte driften av de tilhørende virksom-hetsorganer, og måleorganer til måling av gjennomløpt bevegelse av hvert av organene som reagerer på tyngdekraft eller' magnetisme, fra sin første stilling til sin annen stilling og til å frembringe informasjoner i samsvar med målingene. 10. Sensing device as stated in one of claims 1-9, characterized in that the control device comprises activation means for operating each stepper motor to bring each of the means that reacts to gravity or magnetism to the first predetermined position, a first stop means that serves to receiving a position signal when each gravity or magnetism responsive member has reached its first predetermined position and to produce a stop signal to interrupt the operation of the associated actuating means, terminating means serving to receive first signals when each gravity responsive member or magnetism, is in its first predetermined position and to generate a first termination signal when all means responsive to gravity or magnetism are in their first predetermined positions, signal detecting means serving to receive signals from each of said means g to generate an output signal, org sense which responds to the output signal from the signal detection means and the occurrence of the termination signal, and which serves for reactivation. of the actuating means to actuate the positioning means to move each of the gravity or magnetism responsive members from its first position to the second position, other stop means to determine when each gravity or magnetism responsive member has reached its second position and to produce another stop signal to terminate the operation of the associated operating organs, and measuring organs for measuring the elapsed movement of each of the organs that react to gravity or magnetism, from its first position to its second position and to produce information in accordance with the measurements. 11. Føleorgan som angitt i krav 10, karakterisert ved at aktiviseringsorganene innbefatter pulsgenererende organer til frembringelse av pulser som tjener til å drive posisjoneringsorganene, og at hvert av de første- og andre stopporganer innbefatter en port som tjener til å avbryte driften av det puls-frembringende organ. 11. Sensing device as stated in claim 10, characterized in that the activation devices include pulse-generating devices for generating pulses that serve to drive the positioning devices, and that each of the first and second stop devices includes a gate that serves to interrupt the operation of the pulse- generative organ. 12. Føleorgan som angitt i krav 10, karakterisert ved at det ytterligere innbefatter organer til frembringelse av et initieringssignal som tjener til å tilrettelegge en første operasjonsmodus av styreinnretningen, organer til frembringelse av første modus-driftssignaler som tjener til å drive styreinnretningen i en første driftmodus, og organer som reagerer på samtidig opptreden av initieringssignalet og driftssignalet for den første operasjonsmodus, for å initiere drift av aktiviseringsorganene. 12. Sensor as stated in claim 10, characterized in that it further includes means for generating an initiation signal which serves to facilitate a first operating mode of the control device, means for generating first mode operating signals which serves to drive the control device in a first operating mode , and means responsive to simultaneous occurrence of the initiation signal and the operation signal for the first mode of operation, to initiate operation of the activation means. 13. Føleorgan som angitt i et av kravene 10-12, karakterisert ved at de første stopporganer omfatter organer som reagerer på samtidig opptreden av initieringssignalet og posisjoneringssignalet tilført de første stopporganer, for å avslutte driften av aktiviseringsorganene. 13. Sensing device as stated in one of claims 10-12, characterized in that the first stop means comprise means which react to the simultaneous occurrence of the initiation signal and the positioning signal supplied to the first stop means, in order to terminate the operation of the activation means. 14. Føleorgan som angitt i et av kravene 10-13, karakterisert ved at hvert av organene som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, innbefatter organer til frembringelse av et feilsignal i samsvar med deres avvik fra en ønsket stilling, og at signaldetekteringsorganene omfatter organer til avføling av størrelsen av feilsignalet, og organer til avføling av fortegnet på feilsignalet. 14. Sensing device as set forth in one of claims 10-13, characterized in that each of the devices that react to gravity or magnetism includes devices for producing an error signal in accordance with their deviation from a desired position, and that the signal detection devices include devices for sensing of the size of the error signal, and means for sensing the sign of the error signal. 15. Føleorgan som angitt i et av kravene 12-14, karakterisert ved at det ytterligere omfatter organer til frembringelse av driftsignaler for en annen- modus, og at signaldetekteringsorganene omfatter organer til frembringelse av et fortegnssignal som tjener til å bevege hvert av organene som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, i den retning hvor feilsignalet reduseres, og organer til frembringelse av et størrelses-signal som tjener til å aktivisere aktiviseringsorganene når driftssignalene for en annen modus samtidig opptrer. 15. Sensing device as set forth in one of claims 12-14, characterized in that it further comprises devices for generating operating signals for another mode, and that the signal detection devices include devices for generating a sign signal which serves to move each of the devices that react on gravity or magnetism, in the direction where the error signal is reduced, and means for producing a magnitude signal which serves to activate the activation means when the operating signals for another mode appear at the same time. 16. Føleorgan som angitt i krav 15, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en første port som tjener til å motta størrelsessignalet og driftssignalet for den annen modus, idet den første port ved samtidig opptreden av størrelsessignalet og driftssignalene for den annen modus, frembringer et inngangssignal som tjener til å operere aktiveringsorganene, samtidig som driften av aktiveringsorganene opphører ved fravær av et av de nevnte signaler. 16. Sensing device as stated in claim 15, characterized in that it further comprises a first port which serves to receive the size signal and the operating signal for the second mode, the first port producing an input signal upon simultaneous occurrence of the size signal and the operating signals for the second mode which serves to operate the activation means, while the operation of the activation means ceases in the absence of one of the aforementioned signals. 17. Føleorgan som angitt i et av kravene 14-16, karakterisert ved at stopporganet innbefatter organer som reagerer på et forhåndsbestemt antall endringer i avfølingen av fortegnssignalene, for å avbryte driften av aktiveringsorganene ved fjerning av driftssignalet for den annen modus fra nevnte port. 17. Sensing device as stated in one of claims 14-16, characterized in that the stopping device includes devices which react to a predetermined number of changes in the sensing of the sign signals, in order to interrupt the operation of the activation devices when the operating signal for the second mode is removed from said gate. 18. Føleorgan som angitt i et av kravene 14-16, karakterisert ved at det annet stopporgan omfatter organer som reagerer på fraværet av feilsignaler fra organene som reagerer på tyngekraft eller magnetisme under en forhåndsbestemt tids-periode, for å avslutte driften av aktiveringsorganene ved fjerning av driftssignalet for den annen modus fra nevnte port. 18. Sensing device as stated in one of claims 14-16, characterized in that the second stop device comprises devices that respond to the absence of error signals from the devices that respond to gravity or magnetism during a predetermined time period, in order to terminate the operation of the activation devices upon removal of the operating signal for the second mode from said port. 19. Føleorgan som angitt i krav 10, karakterisert ved at avslutningsorganene mottar et annet signal når hvert organ som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, befinner seg ved sin annen stilling, og frembringer et annet avslutningssignal når alle organer som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, befinner seg i deres andre stillinger. 19. Sensing device as specified in claim 10, characterized in that the termination devices receive a different signal when each device that reacts to gravity or magnetism is at its different position, and produces a different termination signal when all devices that react to gravity or magnetism are located themselves in their other positions. 20. Føleorgan som angitt i krav 19, karakterisert ved at det omfatter organer som reagerer på opptreden av det annet avslutningssignal, for repeterende å gjennomløpe styreinnretningen for å bringe hvert av de organer som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, til sin første forhåndsbestemte stilling og deretter til den annen stilling. 20. Sensing device as set forth in claim 19, characterized in that it comprises devices that respond to the appearance of the second termination signal, for repetitively running through the control device to bring each of the devices that respond to gravity or magnetism to its first predetermined position and then to the other position. 21. Føleorgan som angitt i krav 10, karakterisert ved at det ytterligere innbefatter lagringsorganer som tjener til å motta måleinformasjon fra måleorganene og til lagring av denne informasjon for senere bruk. 21. Sensing device as specified in claim 10, characterized in that it further includes storage devices which serve to receive measurement information from the measurement devices and to store this information for later use. 22. Føleorgan som angitt i krav 20 og 21, karakterisert ved at det omfatter organer som reagerer på opptreden av det annet avslutningssignal, for overføring av informasjon fra måleorganene til lagringsorganet. 22. Sensing device as specified in claims 20 and 21, characterized in that it comprises devices that react to the occurrence of the second termination signal, for the transmission of information from the measuring devices to the storage device. 23. Føleorgan som angitt i krav 10, karakterisert ved at virksomhetsorganene er en pulsgenerator og at måle-organet er en teller til telling av netto antall pulser som avgis fra hver pulsgenerator, og som tjener til å drive hvert posisjoner ingsorgan. 23. Sensing organ as specified in claim 10, characterized in that the operating organs are a pulse generator and that the measuring organ is a counter for counting the net number of pulses emitted from each pulse generator, and which serves to drive each positioning organ. 24. Føleorgan som angitt i et av kravene 10-14, karakte risert ved at det ytterligere innbefatter én integrator som tjener til å motta feilsignaler fra de tilhørende organer som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, idet integratoren blir tilbakestilt ved utgangssignalet fra aktiveringsorganet. 24. Sensing device as specified in one of claims 10-14, characterized in that it further includes one integrator which serves to receive error signals from the associated devices which react to gravity or magnetism, the integrator being reset by the output signal from the activation device. 25. Føleorgan som angitt i krav 24, karakterisert ved at det ytterligere omfatter summasjonsorganer til summasjon av utgangssignalet fra integratoren og feilsignalet og tilførsel av det summerte signal til tilhørende signaldetektéringsorganer. 25. Sensor as specified in claim 24, characterized in that it further comprises summation means for summation of the output signal from the integrator and the error signal and supply of the summed signal to associated signal detection means. 26. Føleorgan som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det omfatter organer til frembringelse av trykkpulser i samsvar med måleinformasjonen i en mudderstrøm i borstrengen, idet trykkpulsene overføres via mudderstrømmen til overflaten. 26. Sensing device as stated in one of the preceding claims, characterized in that it comprises devices for generating pressure pulses in accordance with the measurement information in a mud stream in the drill string, the pressure pulses being transmitted via the mud stream to the surface. 27. En dreieføler til avføling av fraværet eller tilstede-værelsen av dreiebevegelsen hos en dreibar .del i et omgivende magnetisk felt og til aktivisering av en styremekanisme ved fraværet av delens rotasjon, karakterisert ved at dreieføleren omfatter et fluksport-magnetometer til frembringelse av et utgangssignal som en funksjon av vinkelforholdet mellom magnetometeret og retningen av det omgivende magnetfelt, idet fluksport-magnetometeret er innrettet til å monteres i et borstrengsegment, organer til frembringelse og til overføring av et inngangssignal til fluksport-magnetometeret, idet magnetometeret har et første utgangssignal som er en jevntallig harmonisk av det nevnte inngangssignal, en første detektor som tjener til å motta det første inngangssignal, organer til frembringelse av et referansesignal med samme frekvens som det første utgangssignal, idet referansesignalet tilføres den første detektor, og idet detektoren sammenligner faseforskjellen mellom det første utgangssignal og referansesignalet og frembringer et annet utgangssignal med en frekvens som er i samsvar med borstrengens dreiehastighet, andre detektororganer til å motta det annet utgangssignal og til å frembringe et tredje utgangssignal hver gang det annet utgangssignal krysser et referansenivå, og signalfrembringende organer som tjener til å motta det tredje utgangssignal og til å frembringe et fjerde utgangssignal når det tredje utgangssignal er i samsvar med fraværet av dreiebevegelse. 27. A rotary sensor for sensing the absence or presence of the rotary movement of a rotatable part in an ambient magnetic field and for activating a control mechanism in the absence of the part's rotation, characterized in that the rotary sensor comprises a flux gate magnetometer for generating an output signal as a function of the angular relationship between the magnetometer and the direction of the surrounding magnetic field, ie the fluxgate magnetometer is arranged to be mounted in a drill string segment, means for generating and for transmitting an input signal to the fluxgate magnetometer, the magnetometer having a first output signal which is an even-numbered harmonic of said input signal, a first detector which serves to receive the first input signal, means for generating a reference signal with the same frequency as the first output signal, as the reference signal is supplied to the first detector, and as the detector compares the phase difference between the first output signal and the reference signal and produces another output signal with a frequency that is consistent with the rotational speed of the drill string, second detector means for receiving the second output signal and for producing a third output signal whenever the second output signal crosses a reference level, and signal producing means for receiving the third output signal and for producing a fourth output signal when the third output signal is in accordance with the absence of turning motion. 28. Organ som angitt i krav 27, karakterisert ved at fluksport-magnetometeret er et ringkjerne-magnetometer. 28. Organ as stated in claim 27, characterized in that the flux gate magnetometer is a ring core magnetometer. 29. Organ som angitt i krav 27, karakterisert ved at det første utgangssignal er den annen-harmoniske av inngangssignalet. 29. Organ as stated in claim 27, characterized in that the first output signal is the second harmonic of the input signal. 30. Organ som angitt i krav 27 eller 29, karakterisert ved at referansen er et signal som har en frekvens lik to ganger frekvensen av inngangssignalet til magnetometeret og har samme fase som dette. 30. Organ as stated in claim 27 or 29, characterized in that the reference is a signal which has a frequency equal to twice the frequency of the input signal to the magnetometer and has the same phase as this. 31. Organ som angitt i krav 27, karakterisert ved at den annen detektor er en nullgjennomgangsdetektor til frembringelse av pulsformede signaler. 31. Organ as stated in claim 27, characterized in that the second detector is a zero crossing detector for producing pulse-shaped signals. 32. Organ som angitt i et av kravene 27-31, karakterisert ved at de signalfrembringende organer omfatter en teller til telling av pulsene i det tredje utgangssignal,' idet telleren tilbakestilles ved forhåndsbestemte intervaller, og logikkorganer slik sammenkoblet at de mottar utgangssignalet fra telleren for å frembringe det fjerde utgangssignal i avhengighet av tilstanden av telleren i det forhåndsbestemte tidsintervall. 32. Organ as specified in one of claims 27-31, characterized in that the signal-producing organs comprise a counter for counting the pulses in the third output signal, the counter being reset at predetermined intervals, and logic organs connected in such a way that they receive the output signal from the counter for to produce the fourth output signal in dependence of the state of the counter in the predetermined time interval. 33. Dreieføler som angitt i et av kravene 27-32, karakterisert ved at det er innrettet til å avføle fraværet av dreiebevegelsen hos en borstreng i jordens magnetfelt. 33. Rotation sensor as specified in one of claims 27-32, characterized in that it is designed to sense the absence of the rotation movement of a drill string in the earth's magnetic field. 34. Fremgangsmåte til måling av retningsparametere for en borstreng med føleorganer som angitt i et av kravene 1-9, karakterisert ved trinnene at én drivmotor forbundet til den første slingrebøyle settes i drift for å føre de første organer som reagerer på tyngdekraften, til en første forhåndsbestemt stilling og deretter til en annen stilling som har en forhåndsbestemt innstilling med hensyn til gravitasjons-kraften, som bestemt ved første innstillingssignaler, at der når de første organer som reagerer på tyngdekraften, befinner seg i sin første forhåndsbestemte stilling, detekteres og frembringes et første hjemmesignal, at forflytningen av de første organer til den første stilling avsluttes ved mottagelse av. det første hjemmesignal, at de første organer som reagerer på tyngdekraften, føres til den annen stilling etter at den første forhåndsbestemte stilling er nådd, at netto bevegelse av de første organer som reagerer på tyngdekraft, måles fra den første forhåndsbestemte stilling til den annen stilling av organet for å bestemme et første retningsparameter av borstrengen, at en annen drivmotor forbundet med den annen slingrebøyle settes i drift for å føre de andre organer som reagerer på tyngdekraft, til en første forhåndsbestemt stilling og deretter til en annen stilling som har en forhåndsbestemt innstilling med hensyn til gravitasjons-kraften, som bestemt ved de andre innstillingssignaler, og at der når de andre organer som reagerer på tyngdekraft, befinner seg i sin første forhåndsbestemte stilling, detekteres og frembringes et første hjemmesignal, at forflytningen av de andre organer som reagerer på tyngdekraft, til den første stilling avsluttes ved mottagelsen av det første hjemmesignal, at de andre organer som reagerer på tyngdekraft,.føres til sin annen stilling etter at den første forhåndsbestemte stilling er nådd, at netto bevegelse av de andre organer som reagerer på tyngdekraft, måles fra den første forhåndsbestemte stilling til den annen stilling for å bestemme en annen retningsparameter av borstrengen, at en drivmotor forbundet med den tredje slingrebøyle operereres for å føre organene som reagerer på magnetisme, til en første forhåndsbestemt stilling og dereter til en annen stilling med en forhåndsbestemt innstilling med hensyn til jordens magnetfelt som bestemt ved tredje innstillingssignaler, at der når organene som reagerer på magnetisme, befinner seg i sin første forhåndsbestemte stilling, detekteres og frembringes et første hjemmesignal, at forflytningen av organene som reagerer på magnetisme, den første stilling avsluttes ved mottagelse av det første hjemmesignal, at organene som reagerer på magnetisme føres til sin annen stilling etter at den første forhåndsbestemt stilling er nådd, og at netto bevegelse av organene som reagerer på magnetisme, fra den første forhåndsbestemte stilling til den annen stilling måles for å bestemme en tredje retningsparameter for borstrengen. 34. Method for measuring directional parameters for a drill string with sensing means as stated in one of claims 1-9, characterized by the steps that one drive motor connected to the first wobble bracket is put into operation to lead the first means that react to gravity to a first predetermined position and then to another position having a predetermined setting with respect to the gravitational force, as determined by first setting signals, that when the first organs responsive to gravity are in their first predetermined position, a first is detected and produced home signal, that the movement of the first bodies to the first position ends on receipt of. the first home signal, that the first gravity-responsive organs are moved to the second position after the first predetermined position is reached, that the net movement of the first gravity-responsive organs is measured from the first predetermined position to the second position by the means for determining a first directional parameter of the drill string, that a second drive motor connected to the second rocker arm is actuated to drive the other means responsive to gravity to a first predetermined position and then to a second position having a predetermined setting with consideration of the gravitational force, as determined by the other setting signals, and that when the other organs that respond to gravity are in their first predetermined position, a first home signal is detected and produced, that the movement of the other organs that respond to gravity , until the first position ends on receipt of the first home sign al, that the other organs that respond to gravity are moved to their second position after the first predetermined position is reached, that the net movement of the other organs that respond to gravity is measured from the first predetermined position to the second position in order to determining another directional parameter of the drill string, that a drive motor connected to the third wobble bar is operated to move the means responsive to magnetism to a first predetermined position and then to a second position having a predetermined setting with respect to the earth's magnetic field as determined by third setting signals , that when the organs that respond to magnetism are in their first predetermined position, a first home signal is detected and produced, that the movement of the organs that respond to magnetism, the first position ends upon receiving the first home signal, that the organs that respond to magnetism is carried to its second position after the first the predetermined position is reached, and that net movement of the means responsive to magnetism from the first predetermined position to the second position is measured to determine a third directional parameter of the drill string. 35. Fremgangsmåte til styring av driften av føleorganer for borehull-boreorganer som har en flerhet av bevegelige sensorer som tjener til frembringelse av borehull-parametersignaler, og posisjoneringsorganer knyttet til hver parameterføler for posi- sjonering av parameterfølerne til måling av parametere for et borehull, karakterisert ved følgende trinn at hvert posisjoneringsorgan drives for å posisjonere hver parameter-føler i en første forhåndsbestemt stilling, at der frembringes et første stoppsignal som tjener til å avslutte driften av hvert posisjoneringsorgan ved mottagelse av et posisjoneringssignal fra den tilhørende parameterfø ler når den tilhørende parameter-føler har nådd sin første forhåndsbestemte stilling, at der frembringes et første avslutningssignal når alle parameterfølerne befinner seg i sine første forhåndsbestemte stillinger, at der detekteres signaler fra.hver parameterfø ler og fremskaffes et utgangssignal, at posisjoneringsorganene igjen bringes i drift for å føre hver parameterføler fra sin første stilling til en annen stilling som reaksjon på utgangssignalet fra den tilhørende parameterføler når avslutningssignalet foreligger, at der bestemmes når hver parameterføler har nådd sin annen stilling og der frembringes et annet stoppsignal som tjener til å avslutte driften av de tilhørende aktiviseringsorganer, og at bevegelsen av hver parameterføler frå dens første stilling til dens annen stilling måles, samtidig som der frembringes informasjon overensstemmende med bevegelsene. 35. Method for controlling the operation of sensing means for boreholes-drilling means having a plurality of movable sensors which serve to produce borehole parameter signals, and positioning means associated with each parameter sensor for posi- sioning of the parameter sensors for measuring parameters for a borehole, characterized by the following step that each positioning means is operated to position each parameter sensor in a first predetermined position, that a first stop signal is generated which serves to terminate the operation of each positioning means upon receipt of a positioning signal from the associated parameter sensor when the associated parameter sensor has reached its first predetermined position, that a first termination signal is produced when all the parameter sensors are in their first predetermined positions, that signals from each parameter sensor are detected and a output signal, that the positioning means are brought into operation again to move each parameter sensor from its first position to another position in response to the output signal from the associated parameter sensor when the termination signal is present, that it is determined when each parameter sensor has reached its second position and another stop signal is generated which serves to end the operation of the associated activation means, and that the movement of each parameter sensor from its first position to its second position is measured, while at the same time producing information consistent with the movements. 36. Fremgangsmåte til avføling av fraværet av en borstrengs dreiebevegelse i jordens magnetfelt og til aktivisering av para-meteravfølende organer i fravær av borstrengens dreining, karakterisert ved at fremgangsmåten innbefatter følgende trinn, at fluksport-magnetometerorganer dreies i jordens magnetfelt for å frembringe et utgangssignal som en funksjon av vinkelforholdet mellom magnetometerorganet og retningen av jordens magnetfelt, at et inngangssignal tilføres fluksport-magnetometerorganet, idet fluksport-magnetometerorganet har et første utgangssignal som er en jevntallig harmonisk av inngangssignalet, at der frembringes et referanseseignal med samme frekvens som det første utgangssignal, at faseforskjellen mellom det første utgangssignal og referansesignal sammenlignes, samtidig som der frembringes et annet utgangssignal med en frekvens samsvarende med borstrengens dreiehastighet, at der fremskaffes et tredje utgangssignal hver gang det annet utgangssignal krysser et referansenivå, og at der fremskaffes et fjerde utgangssignal når det tredje utgangssignal er overensstemmende med fraværet av dreiebevegelse.36. Method for sensing the absence of a drill string's rotating movement in the earth's magnetic field and for activating parameter sensing devices in the absence of the drill string's rotation, characterized in that the method includes the following step, that flux gate magnetometer devices are rotated in the earth's magnetic field to produce an output signal which a function of the angular relationship between the magnetometer element and the direction of the earth's magnetic field, that an input signal is supplied to the fluxgate magnetometer element, the fluxgate magnetometer element having a first output signal which is an even-numbered harmonic of the input signal, that a reference signal is produced with the same frequency as the first output signal, that the phase difference between the first output signal and reference signal is compared, while another output signal is produced with a frequency corresponding to the rotation speed of the drill string, so that a third output signal is produced every time the second output signal crosses a reference level and that a fourth output signal is provided when the third output signal is consistent with the absence of rotary motion.
NO761414A 1975-05-12 1976-04-23 NO761414L (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US57662775A 1975-05-12 1975-05-12
US05/576,628 US3982431A (en) 1975-05-12 1975-05-12 Control system for borehole sensor
US05/576,623 US4013945A (en) 1975-05-12 1975-05-12 Rotation sensor for borehole telemetry

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO761414L true NO761414L (en) 1976-11-15

Family

ID=27416248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO761414A NO761414L (en) 1975-05-12 1976-04-23

Country Status (9)

Country Link
JP (1) JPS6015799B2 (en)
AU (1) AU1363876A (en)
CH (1) CH606761A5 (en)
DE (1) DE2620801C2 (en)
FR (2) FR2319765A1 (en)
IT (1) IT1060427B (en)
NL (1) NL7605083A (en)
NO (1) NO761414L (en)
SE (1) SE410117B (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2410725A1 (en) * 1977-12-02 1979-06-29 Sagem IMPROVEMENTS MADE TO DEVICES FOR MEASURING THE AZIMUT AND THE INCLINATION OF A DRILL LINE
FR2410724A1 (en) * 1977-12-02 1979-06-29 Sagem IMPROVEMENTS MADE TO DEVICES FOR EXPLORATION, IN AZIMUT AND INCLINATION, OF A DRILLING LINE
FR2451063A1 (en) * 1979-03-09 1980-10-03 Crouzet Sa DEVICE FOR DETERMINING THE DIRECTION OF A SIGHTLINE
DE3604270C1 (en) * 1986-02-12 1987-07-02 Christensen Inc Norton Drilling tool for deep drilling
EP0317605A1 (en) * 1987-06-16 1989-05-31 Preussag AG Device for guiding a drilling tool and/or pipe string

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE952611C (en) * 1955-10-20 1956-11-22 Askania Werke Ag Method and device for measuring the deviation of boreholes from the vertical as a function of the depth
US3297948A (en) * 1963-06-03 1967-01-10 Hans W Kohler Satellite spin measurement
DE1448598C3 (en) * 1963-07-15 1973-11-22 Askania Gmbh, 1000 Berlin Device with a vertical pendulum inclinometer
FR1412788A (en) * 1963-10-29 1965-10-01 Thiokol Chemical Corp Magnetic angular speed indicator
US3316768A (en) * 1963-10-29 1967-05-02 Thiokol Chemical Corp Magnetic angular velocity indicating system
US3400327A (en) * 1966-02-23 1968-09-03 Mobil Oil Corp Borehole tool rotational switching system controlled by detector of earth's magnetic field
FR1540477A (en) * 1967-08-17 1968-09-27 Drilling control device
US3587175A (en) * 1968-04-30 1971-06-28 Texaco Inc Method and apparatus for borehole directional logging
FR2068829A5 (en) * 1969-06-19 1971-09-03 Sagem
GB1302070A (en) * 1969-11-21 1973-01-04
FR2088204A2 (en) * 1970-05-27 1972-01-07 Sagem Measuring instrument for borehole alignment - determining inclination and azimuth to very fine limits, and simple and reliable under all working conditions
US3791043A (en) * 1971-06-09 1974-02-12 Scient Drilling Controls Indicating instruments
US3731752A (en) * 1971-06-25 1973-05-08 Kalium Chemicals Ltd Magnetic detection and magnetometer system therefor
US3825823A (en) * 1972-01-21 1974-07-23 L Rovner Apparatus for detecting the direction of a magnetic field relative to a marker direction by sequentially scanning plural stationary sensors
US3908453A (en) * 1973-10-24 1975-09-30 John D Jeter Apparatus and method for indicating at the surface the measurement of a downhole condition

Also Published As

Publication number Publication date
DE2620801C2 (en) 1986-02-13
FR2319765A1 (en) 1977-02-25
AU1363876A (en) 1977-11-10
FR2319904B1 (en) 1983-05-27
JPS6015799B2 (en) 1985-04-22
DE2620801A1 (en) 1976-12-09
NL7605083A (en) 1976-11-16
SE410117B (en) 1979-09-24
FR2319765B1 (en) 1983-01-07
IT1060427B (en) 1982-08-20
SE7605303L (en) 1976-11-13
FR2319904A1 (en) 1977-02-25
CH606761A5 (en) 1978-11-15
JPS51137601A (en) 1976-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4021774A (en) Borehole sensor
US4013945A (en) Rotation sensor for borehole telemetry
US3982431A (en) Control system for borehole sensor
US5034929A (en) Means for varying MWD tool operating modes from the surface
US6816788B2 (en) Inertially-stabilized magnetometer measuring apparatus for use in a borehole rotary environment
US4647853A (en) Mud turbine tachometer
CN105089611B (en) A kind of bottom drill tool spatial attitude continuous measuring device
GB2352743A (en) Communicating with downhole equipment by using gyroscopic sensors to determine a change in drill string rotation angle or speed
CN105804127B (en) Automated intelligent pit inclinometer system
NO832792L (en) TRANSFUSES FOR SENSING AN ANGLE POSITION OR MOVING OF AN INSTRUMENT HOUSE FOR BOREHOLE MEASUREMENT
CN109891191A (en) Chance sensor fusion algorithm for independently being guided with brill
NO761414L (en)
US3037295A (en) Process and means for determining hole direction in drilling
NO853472L (en) PROCEDURE FOR AA DETERMINING ASIMUT POSITION FOR SLEEPING DRILL.
US3883788A (en) Gyroscope orientation controller
AU592699B2 (en) Ultrasonic mine survey probe
CN103983259B (en) Comprehensive north finding method based on pendulum type gyroscope maximum precessional evlocity rough north-seeking principle
US3810387A (en) Apparatus for recording borehole conditions at the surface
CN104237947A (en) Well locking device for seismic apparatus in well
US3407508A (en) Downhole detector for determining magnetic north
RU2459951C1 (en) Device for measurement of inclination and drift angles of wells
CN103994759B (en) A kind of quick amplitude limit method of pendulum type gyroscope north searching instrument
CA1065597A (en) Borehole sensor with motor driven direction-sensing gimbals
RU2488834C2 (en) Device for determining direction and speed of underground water flow
US2572332A (en) Apparatus for determining the angular positions of objects in wells