NO853632L - Foelerverktoey for borehull. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og apparat for geofysiske undersøkelser, og nærmere bestemt å avføle den momentane orientering (attitude) av et verktøy i et brønn-borehull.

Nøyaktige vinkelmålinger i borehull trengs for å utøve under-søkelser for retningskontroll, særlig under en styremotorkjør-ing og for inklinasjonsundersøkelser (diplog) i åpne hull. I hull uten foringsrør, blir slike målinger ofte gjort ved å senke en følerenhet inn i hullet. En slik føleroppstilling registrerer faktisk orientering ved å måle lokale magnetiske-og gravitasjonsfelter hvilke beskriver den momentane orientering av føleren ettersom den passerer gjennom borehullet. Nyttig informasjon, slik som inklinasjon (drift), assimut (borehullretning), og verktøyflatevinkel (rotasjon) kan fast-legges på denne måte. Det er også ofte nyttig å fastlegge den faktiske stilling til et brønnloggeapparat senket ned i et borehull for å tillate korrelasjon av konduktivitetsmplinger o.l. med følerorientering.

Magnetometere og inklinasjonsmetere blir vanligvis brukt for

å bestemme momentan orientering av et verktøy senket ned i en borehull. Magnetometere er innretninger som måler intensiteten til jordens magnetfelt i forskjellige retninger i forhold til verktøyet. Konvensjonelle treaksede fluxgate-manometere (det vil si magnometere som måler magnetisk feltstyrke i hver av tre, vanligvis ortogonale retninger) kan brukes for å bestemme orienteringen av et verktøy i forhold til retningen av jordens magnetfelt. Magnetometere utviser imidlertid feil på grunn av et antall forskjellige kilder, hvor det mest viktige er effektene av rulling av stamping av verktøyet etter hvert som det senkes ned i borehullet og virkningen av det ferro-magnetiske materiale i selve verktøyet. Andre faktorer slik som magnetometerets forspenningsfeil, skalafaktorfeil, tem-peraturpåvirkning og monteringsfeil, er mindre signifikante, men kan likevel føre til unøyaktighet i orienteringsfastleg-gelsen.

Inklinasjonsmetere måler orientering i forhold til gravita-sjonsfeltet til jorden. Vanligvis blir toaksede inklinasjonsmetere (det vil si de med måleorientering i forhold til to retninger) brukt i vertikal brønnboring, selv om treaksede innretninger trengs for horisontale brønnapplikasjoner (slik som f.eks. gruvedrift og kullgassutvikling/metandrenering).

Et toakset inklinasjonsmeter begynner å avta i ytelse etter hvert som inklinasjonsmetere nærmer seg horisonten, slik at maksimal inklinasjonsvinkel bør begrenses til 70° for å sikre nøyaktighet. Mens bruken av en tredje inklinasjonsmeter-akse sikrer likt seil over alle verktøyvinkler, skapes noe immunitet for skalafakturtemperatur-svingninger (hvilke er vanlig i alle akser), og hjelper også å redusere feil introdusert ved signalprosesskretser på grunn av effekter av tempera-turskiftninger, forblir slike inklinasjonsmetere fortsatt ut satt for andre feil (slik som de som introduseres ved skala-faktor, forspenning, temperatur og uoppretthet).

Kalibrering av verktøyet (det vil si målinger ved verktøyet med kjente betingelser) for endringer i temperaturen tillater reduksjonen, men ikke eliminasjonen av de fleste feil iboende verktøyet selv. Noen feil frembragt av verktøyet kan også fjernes ved geometrisk kalibrering (rotasjonsprøving i en prøvebenk). Dessverre kan iboende seil ikke fullstendig elimineres og deres påvirkning.kan resultere i betydelige måleunøy-aktigheter. Videre er kalibrering ueffektiv til å redusere feil på grunn av ytre effekter slik som nærhet til ferromagnet-iske materialer.

Optiske rotasjonsfølere som bruker Sagnac-effekten for å måle rotasjonshastigheten til en lysbane er generelt kjent. De følgende referanser beskriver eksempler på slike optiske rota-sjonsfølere: US-patent nr. 4,299,490 med tittel "Phase Nulling Optical Gyro", US-patent nr. 4,375,680 med tittel "Optical Acoustic Sensor", US-patent nr. 4,372,685 med tittel "Method and Arrrangement for the Measurement of Rotations", US-patent nr. 4,342,517 med tittel "Method and Arrangement for the Measurement of Rotations by the Sagnac Effect", R.Cahill &

E. Udd, "Phase-Nulling Fiber-Optic Laser Gyro", 4 Optics Letters No. 3, 93-95, Davis,J.L. og Ezekiel, S., "Techiques for Shot-Noise-Limited Inertial Rotation Measurement Using a Multiturn Fiber Sagnac Interferometer", Proceeding of the Society of Photo-Optical Instrumentation Engineeres (entitled "Laser Inertial Rotation Sensors" 131-134 (1978), og Ahmed, M.J. and L. Young, "Comparatorless Electrooptic ADC", vol.19, no.18, page 3050-51 of Applied Optics (September 15,1980).

Den foreliggende oppfinnelse frembringer målinger av retningen til et borehull med en høy grad av nøyaktighet. Et hus til-rettelagt for passering gjennom et underjordisk borehull senkes ned i borehullet. En optisk rotasjonsføler fremkaller indikasjoner nyttige for bestemmelse av stillingen til huset. Et signal som indikerer husets stilling blir overført til overflaten.

Apparatet innbefatter fortrinnsvis videre et aksellerometer som produserer indikasjoner på stillingen til huset i forhold til jordens gravitasjonsfelt. Indikasjonene på aksellerasjonen blir også overført til overflaten.

Den optiske rotasjonsføler innbefatter fortrinnsvis en fiberoptisk innretning som åvføler rotasjonshastigheten til huset. ' Den fiber-optiske innretning innbefatter fortrinnsvis et fler-tall optiske fiberspoler. De optiske fiberspolker er fortrinnsvis fast anordnet på en ramme i en stilling slik at planet til en spole er forskjøvet en forutbestemt vinkel fra planet til en annen spole. Rammen blir selektivt rotert i forhold til huset og målinger gjøres ved forskjellige rota-sjonsmessige posisjoner av rammen for å redusere effektene av iboende forspenning.

Disse og andre trekk og fordeler med foreliggende oppfinnelse kan enklere forstås fra den følgende mer detaljerte beskriv-else i forbindelse med de vedlagte tegninger hvor: Fig.l er et blokkskjema av den for tiden foretrukkede eksemplifiserte utførelse av et system

i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, fig.2 er et sideriss i snitt av systemet 10, og fig.3 er et sideriss i perspektiv av den optiske fibers lysbane av den optiske rotasjonsføler dreid 90° fra posisjonen vist i fig.2.

Fig.l er et blokkskjema av den for tiden foretrukkede eksemplifiserte utførelse av et følersystem 10 for brønnretninger i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Systemet 10 innbefatter et verktøy for hullet og en dataakkvisisjonsenhet 100 på overflaten. Verktøyet 50 senkes ned i borehullet 200 på en vaierledning 150 og kommuniserer signaler som indikerer målingene tatt i borehullet til overflateenheten 100 via vaierledningen.

Verktøyet 50 innbefatter en optisk rotasjonsføler ("OpticalGyro") 52, en mekanisk "flipper" oscillator 54, en prosessor 56, et treakset aksellerometer 58, en datatransmitter 60, og en kraftkilde 62. Den;optiske gyro 52 måler orienteringen- av to ortogonale akser av et hus 51 (se fig.2) av verktøyet 50 normalt til husets lengdeakse i forhold til jordens rotasjonsakse og tilfører resultatene av målingene til prosessoren 56. Det treaksede aksellerometer 58 måler de tre ortogonale kompo-nenter av gravitasjonsvektoren ettersom verktøyet passerer gjennom borehullet 200, og tilfører resultatene av de utførte målinger til prosessoren 56. Prosessoren 56 utfører analyser og redigering av den mottatte informasjon fra den optiske gyro 52 og aksellerometeret 58. Prosessoren 56 kontrollerer også driften av flipperen 54, hvilke mekanisk endrer den fysiske posisjon av den optiske bane til den optiske gyro 52, hvilket vil bli forklart. Datatransmitteren 60 mottar redigert data fra prosessoren 56 representativt for målingene utført av gyroen 52 og aksellerometerne 58, og overfører data til overflateenheten 100 via ledningen 150.

Gyroen 52 måler stillingen til verktøyet 50 i forhold til jordens rotasjonsakse. Gyroen 52 innbefatter en fiberoptisk rotasjonsføler 62, innretninger for å tilveiebringe laser-generert stråling til føleren 64 (drivorgan, en superstrålediode, innretninger for å avkjøle dioden, og en piezo-elektrisk transduktor (PZT) er vist i blokken 66), en demodulator 68, fotodektorer 70 og filter 72.

Den optiske gyro 52 måler rotasjon i forhold til de to akser til hvilke den er følsom ved bruk av Sagnac-effekten på en velkjent måte (slik som beskrevet i US-patent nr.4,299,490). En superstrålediode (blokk 66) fremstiller energi og retter energien til en stråleoppdeler eller strålesplitter (del av sensoren 64). En del av strålen kan reflektere på en foto-detektor som registrerer amplitudefluktuasjoner av laserut-gangen og formidler denne informasjon til et elektronisk til-bakeføringssystem (ikke vist), hvilke virker til å normali-sere utgangen av gyroen 52 såvel som regulere utgangen til dioden. Den andre del av. strålen blir. avskåret ved en annen strålesplitter og deles og rettes mot hver ende av to fiber-optiske spoler (føler 64), slik at to motutbredelsesstråler er tilstede i hver.

For hver av to optiske fiberspoler av føleren 64 (hvor utform-ingen av denne vil bli forklart i nærmere detalj), vil de relative banelengder av de motutbredelsende stråler endret under rotasjon av spolen omkring en akse normal til planet i hvilke spolene ligger. F.eks. ved dreining av spolen med urviseren, forlenges banelengden av strålen som beveger seg i en retning med urviseren, mens banelengden til strålen mot forkortes. Følgelig beveger de to stråler seg ut av fase med hverandre og faseskifte registreres som en intensitetsendring av fotodetektoren 70 så snart de to stråler kombineres ved den andre strålesplitter.

Intensitetsendringen avfølt ved fotodetektoren 70 er svært

liten, og kan ikke straks bli detektert av seg selv. PZT-detektoren (plassert ved én ende av føleren 64) introduserer en ytterligere, periodisk fasemodulering på begge de motroter-ende stråler, slik at intensitetsendringen avfølt av fotodetektoren 70 viser en periodisk bølgeform med en grunnfrekvens lik med den av fasemoduleringen. Amplityden til hver odde harmoniske komponent av den intensitets.endrede bølgeform er direkte proporsjonal med fiberspolens rotasjonshastighet.

Fotodetektoren 70 omformer intensivitetsendringene den av-

føler til et elektrisk signal, og filteret 70 velger kun én av de odde harmoniske svingninger (hvor den tredje harmoniske i den foretrukkede utførelse) for tilføring til demodulatoren 68.Demodulatoren 68 bestemmer amplityden til det tredje harmoniske signal, hvilke er proporsjonal med rotasjonen av føleren 64 bevirket ved rotasjon av verktøyet 50 pluss mulig forspenning.

Selv om den foretrukkede utførelse anvender en direktemålende, åpensløyfet rotasjonshåstighetsmplekrets som beskrevet oven-

for skal det forstås at en faseutjevnende type med lukket kretssløyfe kan brukes isteden dersom det ønskes. Denne type av kretsform er beskrevet i US-patent nr. 4,299,490. Se også

Davis et al, "Fiberoptic Sensors Technology Handbook, sidene

5-14, gjennom 5-23 (Dynamic Systems). Fordi rotasjonshastighetene som skal måles er relativt lave, er responstiden gitt av arrangementet med åpen sløyfe tilstrekkelig for å måle rotasjonshastigheten til verktøyet 50. Uansett kan det være ønskelig basert på andre betraktninger, å bruke en krets med lukket sløyfe. I et slikt arrangement med lukket sløyfe,

virker PZT-transduktoren (inntatt i blokk 66) som frekvens-skifter. PZT-transduktoren er plassert ved en ende av føleren

64, slik at både strålene med urviseren og mot urviseren derved blir frekvensmodulert. Størrelsen på frekvensskiftet in--trodusert ved PZT-transduktoren kan kontrolleres, slik at en ikke-resiproserbar faseveksling blir introdusert, hvilke for-skyver enhver faseveksling generert ved rotasjon av føleren 64. Fotodetektoren 70 kan bestemme når den ikke-resiproserende faseforskyvning utligner faseforskyvningen introdusert på grunn av rotasjonen til føleren 64, og størrelsen av frekvens-forskyvningen som trengs for å oppnå en slik utligning er et mål på rotasjonen av verktøyet 50.

Fig.3 er et sideriss av føleren 64. Fiberoptiske rotasjons-følere 64 innbefatter en første optisk.fiberspole 74 og en andre optisk fiberspole 76. Spolene 74 og 76 er festet sammen på en felles monteringsramme 78 i posisjoner dreid 90° i forhold til hverandre. Følgelig er rotasjonsretningen til hvilke spolen 74 er følsom ved rette vinkler til rotasjonsretningen til hvilke spolen 76 er følsom (hver av spolene er følsomme for rotasjon omkring en akse normalt til planet i hvilke spolen ligger). I det geometriske forhold mellom de viste spoler, kan således gyroen 52 måle rotasjonene til verktøyet 50 omkring akser normalt til lengdeaksen av verktøyet 50.

Som vist i fig.2, på grunn av den relativt lille diameter av de fleste borehull 200, er huset 51 til verktøyet 50 mest hensiktsmessig formet som en sylindeV med en relativt liten diameter. Som kjent imidlertid, er følsomheten til føleren 64 proporsjonal med arealet omsluttet av spolene (såvel som antallet viklinger). I den foretrukkede utførelse, er hver av spolene 74 og 76 utformet i form av en "travbane", det vil si hver spole har relativt lange, parallelle utstrekninger 809 som er forbundet ved endedeler 82 med relativt liten rad-ius) slik at spolene kan fysisk passe i huset 51 av verktøyet 50 (og således i borehullet 200). Spolene 74 og 76 er til-virket ved omhylling av en tilstrekkelig lengde av optisk fiber rundt en egnet form.

Den minimale krumningsradius for hver endedel 82 er begrenset ved egenskapene til de bestemte optiske fibre som brukes. Dersom krumningsradien til endedelene 82 er for liten, vil fibre brekke. Foruten brekking kan de lysledende egenskaper til fibre forringes dersom krumningsradien til endedelen 82 er for liten. Særlig kan fibrenes mikropåkjenninger, hvilke kan oppstå når en optisk fiber bøyes til en svært liten krum-ningsradie, minske den totale indre refleksevne til veggene i fibre, og derved øke fibertapet. Etter hvert som krumningsradien avtar ytterligere, utvikles mikrosprekker i fibrene. Hver slik mikrosprekk vil utgjøre en refleksjonskilde i fibre, hvilket bevirker at lys i fibre blir reflektert tilbake med fibre i den retning fra hvilke det kom. Derfor er det en minimums akseptabel krumningsradius for et gitt fiber (av-hengig av egenskapene til fibre selv). Krumningsradien til endedelene 82 til spolene 72 og 74 må overstige denne mini-mumsradie.

Hver av spolene 74 og 76 er montert på en felles monteringsramme 78. Oscillatoren 54 mekanisk og selektivt dreier rammen 78 resiproserende (det vil si frem og tilbake) omkring en akse som er aksiell med huset 51 av verktøyet 50 (det vil si omkring lengdeaksen av verktøyet). For en opereringsmåte roterer oscillatoren først rammen 78 med urviseren (i forhold til omkretsen av det sylindriske verktøy 50) og deretter roterer rammen 180° mot urviseren (det vil si i en andre retning motsatt av den første rotasjonsretning). Rammen 78 forblir i en ytterposisjon (det vil si fullt ut med utviseren eller fullt ut mot urviseren) for en forutbestemt tidsperiode før- den blir dreid den andre vei tilstrekkelig til å tillate at en måling gjøres ved hver ytterposisjon.

Som nevnt tidligere kan nøyaktigheten til den optiske gyro

52 forringes ved måleforspenninger iboende i gyroen selv. I den foretrukkede utførelse, brukes en mekanisk "flipper" oscillator 54 som en innretning for å redusere effektene av denne iboende forspenning. Den optiske gyro 52 introduserer en måleforspenning som er uavhengig av orienteringen av den optiske gyro. Således vil enhver måling fremstilt ved gyroen 52 innbefatte et forspenningsuttrykk b.

Målinger utføres ved den optiske gyro 52 når spolene 74 og 76 er stasjonære i forhold til huset 51 (det vil si dreid fullt ut med urviseren eller fullt ut mot urviseren ved "flipper"-oscillatoren 54). Oscillatoren 54 dreier spolene 74 og 75

(på passende måte ved en forutbestemt fastsatt hastighet)

først i én retning og så i en reversert retning i forhold til verktøyet 50. Ved ytterposisjonen med urviseren, skjer en første måling x-^ (f.eks. ved spolen 74) og lagres i prosessoren 56:

(hvor x er rotasjonshastigheten av verktøyet 50 målt ved den optiske gyro 52 og b er forspenningen introdusert ved gyroen). Ved ytterposisjonen mot urviseren skjermen andre målingX£også ved spolen 74):

Uttrykket "x" i den andre måling er negativ fordi orienteringen av den optiske gyro 52 ved tidspunktet for den andre måling er forskjøvet eksakt 180° fra orienteringen til gyroen ved tidspunktet for den første måling. Prosessoren 56 trekker hå den andre måling fra den første måling for å oppnå en endelig måleverdi x„:

r

Forspenningsyttrykket blir således eliminert fra den endelige måleverdi xp. Målinger tas samtidig på en lignende måte ved å bruke spolen 76 for å oppnå informasjon om rotasjonen normalt til planet av spolen 76.

"Flipper"-oscillatoren 54 må dreie den optiske gyro 52 hurtig i forhold til rotasjonshastighetene som måles for å sikre at x-faktorene i ligningene (1) og (2) ovenfor er i hovedsak like. "Flipper"-oscillatoren 54 må også være istand til å stoppe rotasjonen av den optiske gyro 52 ved posisjoner pre-sist 180° i avstand fra den andre med en høy grad av repeter-barhet. Dette ytelseskriteriet møtes av de fleste preisjons-tynnmotorer for tiden tilgjengelige, særlig med hensyn til de relativt lave rotasjonshastigheter som måles.

Mens vinkelen som oscillatoren 54 dreier rammen 78 er 180° i hver retning for en operasjonsmåte av den foretrukkede ut-førelse, kan andre rotasjonsvinkler brukes isteden dersom dette ønskes. F.eks. i en annen operasjonsmåte av en foretruk-ket utførelse dreier "flipper"-oscillatoren 54 rammen 78

fullt ut 360°, og stopper rammedreiningen etter hver 120° dreining for å tillate utøvelse av en måling. Ved å beregne den endelige måling xD fra tre målinger tatt med 120° mellom-rom, kan effektene av både forspenningen og den første deri-verte av den iboende forspenning b introdusert ved den optiske gyro 52 elimineres.

Aksellerometeret 58 bestemmer intensiteten av .gravitasjons-feltet til jorden i hver av de tre ortogonale retninger. Aksellerometere 58 er nødvendig fordi den optiske gyro 52 måler kun rotasjonen omkring en akse' normalt til lengdeaksen av verktøyet 50 (det vil si gyroen produserer informasjon fra hvilke verktøyets stilling i forhold til jordens rotasjonsakse kan oppnås), men er ikke istand til å måle den vertikale stilling til verktøyet. Aksellerometeret 58 brukes for å frem-bringe signaler som indikerer verktøyets vertikale stilling.

Prosessoren 56 kontrollerer tidssamstemningen mellom opera-sjonen av "flipper"-oscillatoren 54 og synkroniserer målingene med slik samstemming (slik at målingene utføres kun under de tidspunkter hvor rammen 78 er stasjonær). Prosessoren 56 kan innbefatte en konvensjonell enkelt-chip mikroprosessor integrert krets med en indre lesehukommelse (ROM) som lagrer et sett mikroinstruksjoner som skal utføres av prosessoren. Prosessoren 56 innbefatter også indre registre, en indre klokkegenerator, og et indre direkte lager (RAM). Prosessoren 56 mottar målingene fremskaffet ved den optiske gyro 52 og aksellerometeret 58 (etter mulig nødvendig omdannelse fra analog til digital) ved sin indata inngang, og behandler denne informasjon i samsvar med mikroinstruksjonene lagret i sin indre ROM. Prosessoren 56 redigerer måleinformasjonen og koder den til en form forståelig for overflateenheten 100. Prosessoren 56 skal også utføre andre konvensjonelle proses-ser av dataene, slik som feilkorrigeringer o.l. hvis ønskelig. Prosessoren 56 genererer en sekvensiell datastrøm repre-sentativ for dataene som den mottar, og overfører datastrøm-men til datasenderen eller datatransmitteren 60.

Datasenderen 60 omformer datastrømmens utgang ved prosessoren 56 til signaler egnede for overføring over ledningen 150 til overflateenheten 100. Datasenderen 60 kan kondisjonere datasignalet, motdulere datasignalet til et bæresignal (på en konvensjonell måte), og forsterke det modulerte signal til et nivå tilstrekkelig for overføring til overflaten. Kraft til datasenderen 60 (såvel som til de forskjellige andre blokker i redskapet 50) fremskaffes med krafttilførselen 62 (hvilke kan innbefatte<f>en batteri-kraftkilde om ønskelig.

Dataakkvisisjonsenheten 100 er lokalisert ved overflaten (vanligvis ved brønnhodet nær åpningen til borehullet 200). Overflateenheten 100 mottar dataene som overføres til senderen 60 over ledningen 150, demodulerer de mottatte data, behandler dataene for å bestemme stillingen til verktøyet 50, og viser frem den beregnede informasjon. Prosessoren 106 kan bestemme stillingen ved å bruke konvensjonelle gyrokompass i eller andre konvensjonelle datareduksjonsteknikker slik som de beskrevet i G.W. Uttecht and J.P. deWardt, "Application of Small Diameter Inertial Grade Gyroscopes Significantly Reduces Borehole Position Uncertainty", IADC/SPE 11358, pre-sentert på 1983 International Association of Drilling Contractors/Society of Petroleum Engineers Drilling Conference. Overflateenheten 100 innbefatter en mottager 102, en demodulator 104, en prosessor 106 og et display 108. Mottageren 102 er en konvensjonell mottagerenhet som mottar signalene som overfores over ledningen 150 ved senderen 60. Mottageren 102 og senderen 60 kan operere i radiofrekvensområdet hvis ønskelig (naturligvis kan hvilket som helst egnet innretning for å overføre informasjon fra verktøyet 50 til overflateenheten 100 anvendes). Demodulatoren 104 demodulerer signalet produ-sert av mottageren 102 slik at utgangen til demodulatoren er en reproduksjon av datautgangsstrømmen fra prosessoren 56 av verktøyet 50. Utgangen til demodulatoren 104 tilføres inngang-en til prosessoren 106 (etter passende signalkondisjonering og omforming dersom nødvendig).

Prosessoren 106 omformer den sekvensielle datastrøm til paral-lellformat, og utfører analyser på de omformede data på en konvensjonell måte. F.eks. analyserer prosessoren 106 dataene representative for utgangene for hver av de tre akser til akselerometeret 58 for bestemme stillingen i forhold til jordens gravitasjonsfelt. Likeledes analyserer prosessoren 106 dataene representative for utgangen av.gyroen 52 og bestemmer assimut til verktøyet 50 ogfsåledes retningen på borehullet) fra rotasjonshastigheten til verktøyet 50 indikert ved gyroutgangen. Alternativt kunne prosessoren 106 bli brukt ganske enkelt til å omforme de mottatte data til en menneske-forståelig form, og dataene kunne lagres (slik som på et ikke-flyktig lager eller som et trykt eksemplar på en skriver eller lignende) for senere alaysering. Prosessoren 106 leverer sin utgang til en konvensjonell displayinnretning, hvilke fremstiller et display for tolkning av en bruker. Prosessoren 56 kan innbefatte en konvensjonell mikroprosessor, minicomputer, mikrocomputer osv. som utøver software helt ut

konvensjonelt i innhold og funksjon.

Selv om denne oppfinnelse er forklart med henvisning til kun et fåtall eksemplifiserte utførelser, vil fagmannen forstå at mange modifikasjoner for disse utførelser er mulig uten å avvike fra de nye og fordelaktige trekk av oppfinnelsen som definert i de vedlagte krav.

Claims (8)

1. Apparat for å måle retningen til et underjordisk borehull, karakterisert ved at det innbefatter et hus anordnet for bevegelse i et underjordisk borehull, en optisk rotasjonsføler for å fremstille et første signal som indikerer stillingen til nevnte hus i forhold til jordens rotasjonsakse og innretninger for å sende nevnte første signal til overflaten.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte apparat videre innbefatter akselero-meterinnretninger for å fremstille et andre signal som indikerer stillingen til nevnte hus i forhold til jordens gravita-sjonskrefter og hvor nevnte senderinnretninger også sender nevnte andre signal til overflaten.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte optiske rotasjonsføler innbefatter lyskildeinnretninger for å fremstille første og andre lys-stråler, optiske fiberinnretninger kobles til nevnte lyskildeinnretning for motutbredelse av nevnte første og andre lys-stråle, fremstilt ved nevnte lyskildeinnretning i forskjellige retninger langs en bane, og innretninger for å føle rotasjonen av nevnte hus omkring i det minste en forutbestemt akse i respons til en forskyvning i fasen ay nevnte første motut-; bredende stråle i forhold til nevnte andre motutbredende stråle.

4. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at nevnte optiske fiberinnretning innbefatter en ramme, og første og andre optiske fiberspoler fast anordnet på nevnte ramme, hvor planet til nevnte første spole er fast i en stilling dreid ved en forutbestemt vinkel i forhold til planet til nevnte andre spole.

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte optiske rotasjonsføler-innretning innbefatter en ramme, og første og andre optiske fiberspoler fast anordnet på nevnte ramme, hvor nevnte plan av nevnte første spole er fast i én posisjon dreid ved en forutbestemt vinkel i forhold til planet til nevnte andre spole.

6. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre innbefatter vippe- eller flipper-innretninger, operativt koblet til den første optiske rotasjonsføler for å eliminere måleforspenning fra nevnte første signal som indikerer stillingen.

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at flipper-innretningen innbefatter innretninger for rotasjon av rotasjonsføleren mellom flere posisjoner fastlagt i forhold til huset.

8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at nevnte flere posisjoner innbefatter tre diskrete posisjoner bragt i avstand fra hverandre med 120°.