NO855092L - Inklinasjonsmaaleapparat. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et inklinasjonsmåleapparat

for et borehull og fremgangsmåte for å måle inklinasjonen og asimut til et borehull. Nærmere bestemt forhindrer oppfinnelsen skade på de mekaniske komponenter av et inklinasjonsmåleapparat for borehull ved å fastholde komponentene etter hvert som inklinasjonsmåleapparatet transporteres i et borehull.

Inklinasjonsmåleverktøy for borehull blir ofte brukt i boreoperasjoner for å registrere inklinasjonen og asimut til et borebrønnparti. Lokaliseringen av borebrønnen og dets kompass-retning kan bestemmes under boreoperasjoner ved periodisk å måle inklinasjonen og asimut av bunnen til borehullet, slike målinger kan tas ved intervaller på ca. 150 m i en hovedsakelig vertikal borebrønn og kan tas ved om lag hver 9-15 m i en av-viksbrønn.

Et antall verktøy har blitt utviklet for å registere inklinasjonen og asimut til en brønnboring. US-patent nr. 1.786.184 beskriver et brønnboringsverktøy som har en holder som er rot-erbar omkring en vertikal akse definert ved to dreietapper.

Et pendellegeme støttet ved en indre ramme dreier omkring en horisontal akse definert ved to svingtapper. Pendellegemet har en lengdeakse som er opprettet med vertikalen. Den nedre ende av pendellegemet beveger seg langs en bue med et senter definert ved den horisontale akse gjennom svingetappene. Etter hvert som lengdeaksen til verktøyet forskyves fra en vertikal ori-entering, forblir pendellegemet i en vertikal stilling siden massesenteret av pendellegemet dreier seg omkring svingetappene og bevirker at holderen dreier seg omkring de vertikale dreietapper. Under boreoperasjoner senkes verktøyet inn i brønn-boringen og en stålkule slippes inn i boreslammet for å utløse en mekanisk lås. Låsen senker pendellegemet til kontakt med en sadel inntil en bremseskive kontakter den nedre ende av holderen. Inklinasjonen til verktøyet fastlegges ved å måle vinkelen mellom lengdeaksen til pendellegemet og lengdeaksen til verktøyet. Asimut til verktøyet registreres ved posisjonen til en kompassnål som mekanisk låses som følge av kontakten mellom pendellegemet og sadelen.

Verktøyet beskrevet i US-patent nr. 2.770.887 anvender en pen-delindikatorenhet som er oppstilt over den øvre ende av en stamme. En merkespiss er forbundet til det øvre parti av indikatorenheten. Stammen er fjærbelastet ved sin nedre ende for å dempe vekten av indikatorenheten. Ettersom lengdeaksen til verktøyet forskyves fra vertikalen, dreier indikatorenheten seg omkring stammen slik at merkehodet peker vertikalt oppad. Samtidig orienterer en magnet dreibart merkehodet for å indikere asimut på verktøyet. Ved et forutbestemt tidspunkt akti-viserer en tidsanordning en mekanisme til å senke et metall eller papirmerkediagram i kontakt med merkehodet. Diagrammet trekkes så bort fra kontakt med merkehodet for å forhindre skade på diagrammet etter hvert som verktøyet fjernes fra borehullet. US-patent 2.770.887 beskriver en annen utførelse som har et merkediagram støttet på den konvekse flate av en indre pendelslingrebøyle. Den indre slingrebøyle er dreibart forbundet til en ytre slingrebøyle som er festet til verktøyet langs en akse definert ved to dreietapper. Diagrammet markeres ved å senke et indikeringshode i kontakt med diagrammet. Indi-keringshodet trekkes så tilbake fra kontakt med diagrammet som beskrevet tidligere.

I US-patent nr. 2.879.443 settes et merkediagram i den konkave flate av et kompakthode som roterer omkring en dreietapp. En merkestift er lokalisert ved den nedre ende av en pendel opphengt av en modifisert slingrebøyle. For å merke diagrammet hever en tidsanordningsmekanisme kompasshodet inntil merke-stiften penetrerer diagrammet. Tidsanordningen senker deretter kompasshodet for å forhindre skade på diagrammet og på pendelen .

For å øke nøyaktigheten til inklinasjonsmåleapparat slik som de omtalt ovenfor, anvender vanligvis inklinasjonsmåleverktøy- ene sine opphengssystemer slik som slingrebøyler montert på lagre for å støtte et pendelmerkehode. Imidlertid kan det fine opphengssystem lett skades ved støtsjokk og vibrasjoner etter som verktøyene senkes inn i og gjenvinnes fra borehullet. Vid-ere kan alvorlig skade oppstå på vertøyet på grunn av skjødes-løs håndtering på et borerigg-gulv. Skade på inklinasjonsmåle-utstyr kan øke muligheten for feil i målingene og kan til slutt, gjøre verktøyene defekte.

Et annet inklinasjonsmåleverktøy ikke omtalt ovenfor anvender

et brønnhullkamera for å fotografere forskjellige følere i verktøyet som indikerer inklinasjonen og asimut av borehullet. Etter at verktøyet er. hevet til.:.overflaten ved tripping av borerøret eller ved å spole inn en vaierledning, fjernes filmen fra verktøyet og fremkalles. Selv om filmen skaper en permanent måleregistrering, er dette verktøy ikke anvendelig i borehull med høye temperaturer hvilket kan skade eller ødelegge filmen. Følgelig eksisterer det et behov for et inklinasjons-måleverktøy som nøyaktig måler inklinasjonen og asimut til et borehull mens det motstår skade for fine komponenter i verktøyet. Verktøyet bør være opererbart under høye temperaturer og må være effektivt avtettet fra operasjonsmiljøene.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et apparat og

metode for å forhindre skade på komponentene til et inklinasjonsmåleapparat til et borehull ved å fastholde visse komponenter av inklinasjonsmåleapparatet etter hvert som det transporteres i et borehull. I en foretrukken utførelse av oppfinnelsen er en linse som har en konkav overflate forbundet til et hus. En pendelstøtte har en øvre konveks overflate i kontakt med den konkave overflate av linsen. Den nedre overflate av pendel-støtten kontakter den konkave overflate av en aktuator forbundet til huset. Et kompass er forbundet til støtten for å dreie støtten omkring sin lengdeakse.

Aktuatoren kan manipuleres til å senke støtten fra kontakt med nevnte linse og til å heve støtten til kontakt med linsen. Etter hvert som aktuatoren senker støtten samvirker en fjær og en dreietapp lokalisert mellom aktuatoren og støtten for å tvinge støtten bort fra aktuatoren. Støtten kan så dreibart bevege seg omkring dreietappen pga. gravitasjonskraften og kan dreibart bevege seg omkring sin lengdeakse pga. moment-et som utøves ved jordens magnetiske felt på kompasset. Etter at støtten har nådd en likevektstilling og hverken svinger seg eller dreier, hever aktuatoren støtten i kontakt med linsen hvor aktuatoren kontakter støtten og apparatet gjeninnhentes fra borehullet.

I en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse er en pendelstøtte i glidende samvirke med huset. Den konvekse overflate av et kompass dreibart forbundet til støtten kontakter den konkave overflate av en linse som er forbundet til huset. En første overflate av støtten kontakter også kompasset for

å tvinge kompasset mot huset. En aktuator i kontakt med en andre overflate av støtten trekkes tilbake fra en slik kontakt for å tillate en andre fjær å tvinge støtten og kompasset bort fra linsen og for å tillate en første fjær å tvinge kompasset bort fra kontakt med støtten. Støtten oppretter så sin lengdeakse med vertikalen, kompasset dreier for å måle asimut til brønnen, og aktuatoren gjenengasjerer støtten inntil støtten kontakter kompasset og kompasset kontakter linsen. Apparatet gjeninnhentes så fra borehullet etter at støtten og kompasset har blitt klemt og holdt mot aktuatoren og linsen.

Fig. 1 viser et lengdesnitt av den foreliggende oppfinnelse, fig. 2 viser en snittskisse av oppfinnelsen tatt langs linje

A-A,

fig. 3 viser et lengdesnitt av oppfinnelsen i sin normale,

fastholdte stilling,

fig. 4 viser en snittskisse av en pendelstøtte og innfestet kompass som er opphengt ved en aksel, og

fig. 5 viser en modifisert indre pendelslingrebøyle som har

et variabelt massesenter.

Fig. 1 viser en magnetisk enkeltmålings inklinasjonsmåler i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Det ytre hus 10 er vist som en avlang sylinder med en lengdeakse gjennom senteret av sylinderen. Huset 10 er plassert i en trykkbeholder (ikke vist) som beskytter huset 10 fra trykket i borehullet. En ytre slingrebøyle 12 er dreibart forbundet til huset 10 ved akslene 14 som tillater den ytre slingrebøyle 12 å dreie omkring en akse som er normal til lengdeaksen av huset 10. Hver aksel 10

er posisjonert til å resiprosere i glidepassasjen 15 som vil bli beskrevet grundigere ndenfor. Friksjon mellom den ytre slingrebøyle 12 og akslene 14 reduseres ved lagre 16. Som vist i fig. 2 er den indre slingrebøyle 18 forbundet til den ytre slingrebøyle 12 ved aksler 20. Friksjon mellom den indre slingrebøyle 18 og akslene 20 reduseres ved lageret 22. Akslene 20 definerer en akse som er normalt til aksen definert ved akslene 14. Aksen til akselene 14 og 20 krysser fortrinnsvis ved et punkt langs lengdeaksen av huset 10.

Massesenteret til den indre slingrebøyle 18 er lokalisert ved en valgt avstand fra dreieaksen definert ved akslene 20. Etter hvert som kraften som utøves ved gravitasjonen bevirker massesenteret til den indre slingrebøyle 18 å søke posisjonen for minst potensiell energi, beskriver en linje gjennom massesenteret av den indre slingrebøyle 18 en akse som vil defineres som senteraksen til den indre slingrebøyle 18. Senteraksen er normalt til aksen definert ved akslene 20 og fortrinnsvis krysser lengdeaksen av huset 10. Forutsatt at ingen krefter annet enn gravitasjonskraften virker på den indre slingrebøyle 18 vil senteraksen av den indre slingrebøyle 18 være i oppretthet med den lokale vertikal pga. den mekaniske kombinasjon av den ytre slingrebøyle 12 og den indre slingrebøyle 18, hvilket er vel-kjent i faget begrenses bevegelsen av den indre slingrebøyle 18 i en konus definert ved halve vinkelen av en valgt helnings- vinkel mellom den lokale vertikal og lengdeaksen av huset 10.

Det vises til fig. 1 hvor en avlang kompassaksel 24 er dreibar omkring en akse som er fortrinnsvis sammenfallende med senteraksen av den indre slingrebøyle 18. Kompassakselen 24 holdes i den indre slingrebøyle 18 ved lageret 26 som reduserer friksjon-en mellom kontaktakselen 24 og den indre slingrebøyle 18 etter som kompassakselen 24 dreier seg. Som vist er den øvre ende av kompassakselen 24 forbundet til kompasshodet 28 som generelt ligger i et plan normalt til senteraksen av den indre slingre-bøyle 18. Den nedre overflate av kompasshodet 28 er vist som en flat overflate parallell med den øvre flate av den indre slingrebøyle 18. Den øvre flate av kompasshodet 28 er i hovedsak konveks i form av et sværisk segment. Radien til sfæren er definert ved et senterpunkt som er fortrinnsvis sammenfallende med krysningen mellom akselene definert ved akselene 14 og 20. Kompasshodet 28 inneholder stavmagneter 30 som fortrinnsvis

er tilvirket av samariumkobolt eller annet permanent magnet-materiale slik som Alnico V ellerAlnico VIII. Hvilket er vel-kjent i faget er magnetpolene 30 diametralt motstående omkring aksen av kompassakselen 24. Etter som magnetene 30 samvirker med jordens magnetfelt, vil kompasshodet 28 dreie omkring kompassakselen 24 pga. et par produsert ved den horisontale komo-nent av jordens magnetfelt som virker på magnetene 30 inntil magnetene 30 er lokalisert i en stilling av minste magnetiske potensielle energi i forhold til jordens magnetiske felt.

Den sfæriske flate av kompasshodet 28 er innskrevet med en ser-ie konsentriske sirkler (ikke vist) som har et senter som kryss-es ved aksen til kompassakselen 24. De konsentriske sirkler posisjoneres til å indikere inkrementer av helningsvinkelen til aksen av kompassakselen 24 i forhold til lengdeaksen av huset 10. Kompasshodet 28 er også innskrevet med en kompass-retning.

Det vises til fig. 3 hvor aktuatoren 32 er forbundet til huset

10. Aktuatoren 32 innbefatter en tidtaker 34, plunger 36 og plungerfjær 37. Som vist tvinges den øvre flate av plungeren 3 6 ved tidtakeren 34 i kontakt med den nedre flate av den indre slingrebøyle 18. Tidtakeren 34 frigjør plungeren 36 ved et ønsket tidspunkt, og fjæren 37 tvinger plungeren 36 bort fra kontakt med den indre slingrebøyle 18. Etter et valgt tids-intervall gjenengasjerer tidtakeren 34 plungeren 36 for å tvinge plungeren 36 i kontakt med den nedre flate av den indre slingre-bøyle 18. Fordi plungeren 36 generelt beveger seg lineært langs en linje parallelt med lengdeaksen av huset 10 når plungeren 36 kontakter den indre slingrebøyle 18 og fordi senteraksen av den indre slingrebøyle 18 ikke kan være parallell med lengdeaksen av huset 10, er den nedre flate av den indre slingre-bøyle 18 fortrinnsvis konveks i form slik at avstanden mellom plungeren 36 og den indre slingrebøyle 18 forblir konstant uan-sett av helningen til huset 10 fra vertikalen. Radien til den nedre konvekse flate av den indre slingrebøyle defineres ved et senterpunkt som fortrinnsvis sammenfaller med krysningen av aksene gjennom akslene 14 og 20. En øvre ende av plungeren 36 er vist.å være konkav av form med en krumning inverst svarende til den nedre konvekse overflate av den indre slingrebøyle 18. Alternativt kan den øvre ende av plungeren 3 6 formes som en konkav konus, sylinder eller annen form. Linsene 40 er vist å være forbundet til huset 10 over kompasshodet 28. Linsene 40 har en konkav overflate av en krumning inverst samsvarende med den konvekse overflate av kompasshodet derfor varierer ikkeavstanden mellom linsen 40 og den øvre overflaten av kompasshodet 28 etter hvert som huset 10 skrå-stilles ved en vinkel fra vertikalen. Fortrinnsvis krysser lengdeaksen til huset 10 senteret av den konkave, sfæriske overflate av linsen 40. Et trådkors (ikke vist) merker refer-ansepunktet av slik krysning slik at når lengdealsen av huset 10 er vertikal, er senteret til trådkorset i oppretthet med senteraksen av den indre slingrebøyle 18 og senterpunktet av kompasshodet 28.

Som vist i fig. 3 er plungeren 36 i kontakt med den nedre flate av den indre slingrebøyle 18. Den konkave overflate av linsen 40 er i kontakt med den konvekse flate av kompasshodet 28, og den øvre overflate av den indre slingrebøyle 18 er i kontakt med den nedre flate av kontakthodet 28. I denne stilling er kompasshodet 28 og den indre slingrebøyle 18 klemt mellom linsen 40 og plungeren 36 for å forhindre kontakthodet 28 fra å dreie omkring kompassakselen og forhindre den indre slingre-bøyle 18 fra å bevege seg i forhold til huset 10.

Den foreliggende oppfinnelse brukes under senking av huset

10 til et ønsket sted i en brønnboring. Fortrinnsvis er kompasshodet 28 og den indre slingrebøyle 18 klemt som vist i fig. 3 for å redusere muligheten for skade på komponentene når utstyret senkes inn i borehullet. Klemmingen av kompasshodet 28 og den indre slingrebøyle 18 forhindrer særlig skade på lagerne 16 og 22 brukt til å støtte den ytre slingrebøyle 12 og den indre slingrebøyle 18 henholdsvis. Når huset 10 når det ønskede sted i borehullet og er stasjonært, er boreoperasjonene temporært opphørt. En forinnstilt tidtaker 34 og fjær 37 opererer så for å trekke plungeren 36 fra kontakt med den nedre overflate av den indre slingrebøyle 18. Samtidig tvinger fjæren 42 den ytre slingrebøyle 12, den indre slingrebøyle 18 og kompasshodet 28 bort fra linsen 40, og fjæren 44 tvinger kompasshodet 28 bort fra kontakt med den indre slingrebøyle 18. I den resulterende posisjon som er vist i fig. 1, er kompasshodet 28 dreibart opphengt over den indre slingrebøyle 18 på kompassakselen 24, og den indre slingrebøyle 18 og den ytre slingrebøyle 12 samvirker for å opprette senteraksen av den indre slingrebøyle 18 med vertikalen. Etter en valgt tids-periode som tillater kompasshodet 28 å magnetisk orientere og som tillater den indre slingrebøyle 18 å danne opprettelse med vertikalen, svinger tidtakeren 34 plungeren 36 i kontakt med den indre slingrebøyle 18.

Ettersom plungeren 36 tvinger den indre slingrebøyle 18 mot linsen 40, overføres kraften som utøves ved plungeren 36 på den indre slingrebøyle 18 gjennom lagerne 22 og akslene 20 til den ytre slingrebøyle 12 og gjennom lagerne 16 og akselene 14 til å virke.mot fjæren 42. Glidepassasjer 15 fører bevegelsen av hver aksel 14 i en linje parallelt med lengdeaksen av huset 10. Kraften sammenpresser fjærene 42 tillater den ytre slingre-bøyle 12, den indre slingrebøyle 18 og kompasshodet 28 å bevege seg mot linsen 40 inntil den øvre flate av kompasshodet 28 kontakter linsen 40. Etter en slik kontakt vil fortsatt bevegelse av den indre slingrebøyle 18 og den ytre slingrebøyle 12 mot linsen 40 sammenpresse fjæren 44 til den øvre flate av den indre slingrebøyle 18 kontakter kompasshodet 28. Den indre slingrebøyle 18 og kompasshodet 28 klemmes så mellom plungeren 36 og linsen 40 som vist i fig. 3.

For fullstendig å klemme den indre slingrebøyle 18 og kompasshodet 28, må kraften som utøves ved plungeren 36 på den indre slingrebøyle 18 overskride den resulterende fjærkraft som ut-øves ved fjærene 42 og ved fjæren 44 ved produktet av restkraften. Restkraften kalkuleres ved å multiplisere den midlere lengde av den indre slingrebøyle 18 og kompasshodet 28 med den midlere friksjonskoeffisient mellom den indre slingrebøyle 18 og plunger 36, og kompasshodet 28 og linsen 40 (som definerer et resulterende klemmemoment som overskrider pendelvirkningen av den indre slingrebøyle, kompassakselen 37, kompasshodet 28) ganger toppakselerasjonene som verktøyet utsettes for i en retning normalt til akselen 24. Dette siste produkt definerer det maksimale forstyrrelsesmoment som virker på det fastholdte verktøy. Hvis dette resulterende fastholdningsmoment er mindre enn forstyrrelsesmomentet, vil verktøyavlesningen endres når verktøyet tilbaketrekkes fra brønnboringen.

Når kompasshodet 28 og den indre slingrebøyle 18 er blitt fastholdt, heves huset 10 ut av brønnboringen. Huset 10 fjernes fra trykkbeholderen, og linseholderen 46 fjernes fra huset 10 for å iaktta den øvre overflate av kompasshodet 28. Optisk korreksjon av den øvre linse 40 er unødvendig fordi kompasshodet 28 er i kontakt med linsen 40. Asimut og inklinasjonsav-lesningene kan gjøres visuelt av en operatør, eller et foto av posisjonen på kompasshodet gjennom linsen kan tas for senere analyse med mekaniske eller optiske hjelpemidler. Utstyret repareres for neste måling ved å gjeninnfeste linseholderen 46 til huset 10, ved å innstille tidtakeren 34, og ved å posisjon-ere huset 10 i 'trykkbeholderen.

Huset 10 er konstruert til å forhindre partikkelforurensning av lagerne 16 og 22. O-ringstetninger (ikke vist) kan anvendes for å isolere den indre slingrebøyle 18 og den ytre slingre-bøyle 12 fra brønnboringsomgivelsene. En porøs plugg 56, som kan formes av sintret metall anordnes for å forhindre at et differnsialtrykk skal utvikle seg mellom det indre av huset 10 og trykkbeholderen som omgir huset 10.

Fig. 4 viser en ulik utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Nærmere bestemt illustrerer fig. 4 en forenklet mekanisme for opphenging av en pendelstøtte. Pendelstøtten 60 er lik med den indre slingrebøyle 18 og har en øvre, konveks overflate i kontakt med linsen 40 som tidligere beskrevet for kompasshodet 28.Aktuatoren 61 innbefatter tidtakeren 62 og plungeren 63 som tidligere beskrevet. Akselen 64, lagerne 66 og fjæren 68 er lokalisert mellom støtten 60 og plungeren 63. Den øvre ende av akselen 64 virker som en dreietapp som vil grundigere beskriv-es nedenfor. Fortrinnsvis har akselen 64 en akse som sammenfaller med lengdeaksen av huset 10 og holdes i plungeren 64 med lageret 66. Fjæren 68 er plassert mellom akselen 64 og plungeren 63. Endestener 70 og 72 er plassert ved hver ende av akselen 64 for å skape en hars slitasjeflate. Plungeren 63 er i kontakt med den nedre flate av støtten 60. Fortrinnsvis er den nedre overflate av støtten 60 konveks i form av et sfærisk segment definert ved en radius med et senterpunkt ved den øvre dreieende av akselen 64. Den kontaktende flate av plungeren 63 er fortrinnsvis konkav med en krumning som inverst tilsvarer den nedre konvekse flate av støtten 60.

I vanlig stilling klemmes støtten 60 mellom plungeren 63 og linsen 40. Når huset 10 har blitt senket til ønsket sted i borehullet og boreoperasjonene har opphørt, trekkes plungeren 63 tilbake fra kontakt med den nedre overflate av støtten 60 inntil støtten 60 hviler på akselen 64. Plungeren 63 fortsett-er å trekkes tilbake inntil den øvre flate av støtten 60 trekkes tilbake fra kontakt med linsen 40. Støtten 60 har fortrinnsvis et massesenter som er plassert ved et punkt lavere enn punktet hvor endestenen 70 kontakter den øvre dreieende av akselen 64. Ettersom lengdeaksen til huset 10 forskyves fra vertikalen, vil støtten 60 dreie omkring den øvre ende av akselen 64 slik at senteraksen til støtten 60 forblir vertikal. Kompasset 74 forbundet til støtten 60 vil bevirke at støtten 60 dreier omkring sin senterakse inntil den øvre flate av støtten 60 er magnetisk orientert.

Etter at støtten 60 har dreid for å indikere asimutretningen av huset 10 og har dreid omkring den øvre ende av akselen 64 for å indikere inklinasjonen til huset 10, engasjerer tidtakeren 62 plungeren 63 for å bevege fjæren 68 og akselen 64 for å tvinge den øvre overflate av støtten 60 mot linsen 40. Etter som den øvre flate av støtten '60 kontakter linsen 40, vil ytterligere bevegelse av plungeren 63 mot linsen 40 forårsake at fjæren 68 presses sammen inntil den øvre flate av plungeren 63 kontakter den nedre flate av støtten 60. Ved et slikt tidspunkt klemmes støtten 60 mellom plungeren 63 og linsen 40 og aksialkraften som virker på akselen 64 er begrenset til kraften som utøves ved den sammentrykkede fjær 68. Huset 10 kan så heves ut av brønnboringen og linseholderen 46 kan fjernes som tidligere indikert.

Fig. 5 viser en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Som vist erstatter den indre slingrebøyle 74 den indre slingrebøyle 18 i fig. 1-3. Den indre slingrebøyle 74 innbefatter legemet 76, hetten 78, akselen 80 og fjæren 82. Fjæren 83 tvinger hetten 78 bort fra legemet 76, og akselen 80 er utformet til å begrense størrelsen på separasjonen mellom hetten 78 og legemet 76. I drift tvinger plungeren 76 hetten 78 oppad mot fjæren 82 inntil hetten 78 kontakter legemet 76. Deretter vil den ytre slingrebøyle 12, kompasshodet 28 og fjærene 42 og 44 operere som tidligere beskrevet.

Ved å variere pendelvirkningen av den indre slingrebøyle 74, reduserer den utførelsen av oppfinnelsen vist i fig. 5 feilene som skapes ved å fastholde kompasshodet 28 mot linsen 40. Når brukt heri, defineres pendelvirkningen som produktet av massen av den indre slingrebøyle 18 (sammen med den innfestede kompassaksel 24, kompasshodet 28 og fjæren 44) ganger forskyvningen av massesenteret fra aksen definert ved akselen 20. Ved å for-skyve hetten 78 bort fra aksen definert ved akselen 20, økes pendelvirkningen av den indre slingrebøyle 74 mens inklinasjonen av huset 10 fra vertikalen blir målt. Pendelvirkningen reduseres når plungeren 36 tvinger hetten 78 mot legemet 76 og kompasshodet 28 blir på tilsvarende måte tvunget mot linsen 40. En minskning i pendelvirkningen år kompasshodet 28 tvinges mot linsen 40 reduserer muligheten for en feilaktig avledning fordi den reduserer forstyrrelsesmomentet som skapes ved aksel-erasjoner som virker på massesenteret av den indre slingre-bøyle 74 som er tverrgående til lengdeaksen av huset 10.

Mange forbedringer og modifikasjoner kan gjøres med den foreliggende oppfinnelse uten å avvike fra oppfinnelsens ramme. F.eks. kan tidtakeren og plungeren posisjoneres til å bevege linsen eller linseholderen i takt med slingrebøylene og det innfestede kompasshode. I en slik utførelse kunne en fjær plasseres mellom den ytre slingrebøyle og huset for å motvirke kraften som tildeles ved plungeren. Et parti av huset eller en spesiell stopper kunne anvendes for å kontakte den nedre ende av den indre slingrebøyle når linsen og kompasshodet press-er den nedre slingrebøyle nedad. I andre utførelser av den foreliggende oppfinnelse kan plasseringen av kompasshodet og linsen varieres, f.eks. kunne linsen plasseres ved den nedre ende av huset og kompasshodet kunne lokaliseres under den indre slingrebøyle.

Den foreliggende oppfinnelse skaper et enestående apparat og fremgangsmåte for beskyttelse av komponentene i et inklinasjonsmåleapparat for et borehull. Ved å fastholde målekompon-entene, reduseres muligheten f or skade på komponentene og leve-tiden på inklinasjonsmåleren forlenges. Den enestående utform-ing av oppfinnelsen tillater også andre praktiske fordeler å fremkomme, f.eks. kan ved stiv fastholding av målekomponent-ene i inklinasjonsmåleren begrense kreftene som utøves på de fint opphengte komponenter, og hvor hele inklinasjonsmålean-ordningen kan neddimensjoneres for å passe i mindre åpninger enn hva som har vært mulig til nå. I tillegg skaper ikke plasseringen av linsen bare en strukturkomponent av oppfinnelsen, men tillater også at avlesing av asimut og inklinasjon av borehullet kan finne sted uten å eksponere komponentene av inkli-nas j onsmåleren for omgivelsene.

Claims (14)

1. Apparat for å måle inklinasjonen og asimut for et borehull, karakterisert ved at det innbefatter: et hus, en linse forbundet til nevnte hus og som har en konkav overflate, en pendelstøtte med en nedre flate, en øvre konveks overflate i kontakt med den konkave overflate av nevnte linse, og en lengdeakse som krysser den øvre, konvekse flate av nevnte støtte, et kompass forbundet til nevnte støtte slik at de magnetiske poler av kompasset er diametralt motstående omkring lengde - aksen av støtten, en aktuator forbundet til nevnte hus og som har en flat i kontakt med den nedre flate av støtten, hvor aktuatoren kan manipuleres til å senke nevnte støtte fra kontakt med nevnte linse og å heve støtten i kontakt med linsen, en dreietapp i kontakt med den nedre flate av støtten ved et punkt som krysser lengdeaksen av støtten, og en fjær lokalisert mellom dreietappen og aktuatoren for å tvinge dreietappen og støtten bort fra kontakt med aktuatoren når aktuatoren senker støtten fra kontakt med linsen, og derved tillater kompasset å dreie støtten omkring sin lengdeakse og tillate dreiebevegelse av støtten omkring dreietappen.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det innbefatter et lager lokalisert mellom dreietappen og aktuatoren for å tillate dreining av dreietappen.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at aktuatorflaten i kontakt med nevnte støtte er i hovedsak formet som et konkavt segment av en sfære og den nedre flate av støtten er i hovedsak formet som et konvekst segment av en sfære som har samme radius som radius som definerer den konkave flate av aktuatoren.

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det innbefatter en hette lokalisert mellom og i kontakt med den nedre flate av støtten og den konkave flate av aktuatoren, og som innbefatter en andre fjær plassert mellom hetten og støtten for å tvinge hetten bort fra støtten når støtten tvinges bort fra aktuatoren.

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at linsen er glidbart engasjert med huset, hvor aktuatoren kan manipuleres til å bevege linsen i kontakt med den øvre flate av støtten og hvor fjæren er lokalisert mellom dreietappen og nevnte hus.

6. Apparat for å måle inklinasjonen og asimut av et borehull, karakterisert ved at det innbefatter: et hus, et linse forbundet til huset og som har en konkav overflate, et kompass som har en konveks overflate i kontakt med den konkave flate av nevnte linse, en pendelstøtte plassert i glidende samvirke med nevnte hus og som har en første flate i kontakt med kompasset og har en andre flate, en første fjær forbundet mellom støtten og kompasset for å tvinge kompasset til en utvalgt avstand bort fra den første flate fra støtten, en andre fjær plassert mellom støtten og huset for å tvinge støtten og kompasset bort fra linsen, og en aktuator som har en flate i kontakt med de andre flate av støtten for å holde kompasset i kontakt med støtten og linsen, hvor aktuatoren kan trekkes tilbake fra kontakt med den andre flate av støtten for å tillate at den andre fjær tvinger kompasset bort fra kontakt med linsen og å tillate at første fjær tvinger kompasset bort fra konakt med linsen, og å tillate at første fjær tvinger kompasset fort fra kontakt med den første flate av støtten.

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at linsen er lokalisert over kompasset og at kompasset er lokalisert over støtten.

8. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at aktuatorflaten i kontakt med støtten er i hovedsak utformet som et konkavt segment av en sfære og den andre flate av støtt-en er i hovedsak utformet som et konvekst segment av en sfære som har den samme radius som den radius som definerer den konkave flate av aktuatoren.

9. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at linsen er glidbart engasjert i huset, hvor aktuatoren kan manipuleres til å bevege linsen i kontakt med den øvre flate av kompasset inntil den nedre flate av støtten kontakter huset, og hvor den andre fjær er posisjonert mellom støtten og huset for å tvinge den nedre ende av støtten bort fra huset.

10. Apparat for å måle inklinasjonen og asimut av et borehull, karakterisert ved at det innbefatter: et hus som har en akse som er parallell med aksen av et valgt parti av borehullet, en linse forbundet til den øvre ende av huset og som har en konkav overflate, en pendelstøtte posisjonert i glidende samvirke med nevnte hus og som har en øvre flate, en nedre flate, og en lengdeakse i oppretthet med vertikalen, en første fjær forbundet til den øvre flate av støtten, et kompass areibart opphengt ved første fjær over den øvre flate av nevnte støtte og som har en konveks flate av en krumning inverst samsvarende med den konkave flate av linsen, en andre fjær plassert mellom støtten og nevnte hus for å tvinge støtten og kompasset bort fra linsen, og en aktuator som kan manipuleres til å kontakte den nevnte flate av støtten for å tvinge støtten mot den andre fjær inntil den konvekse flate av kompasset kontakter den konkave flate av linsen og for å tvinge støtten mot den første fjær inntil den øvre flate av støtten kontakter kompasset.

11. Apparat for å måle inklinasjonen og asimut av et borehull, karakterisert ved at det innbefatter: et avlangt hus med en lukket ende og som har en lengdeakse som er parallell med senterlinjen av et utvalgt parti av borehullet, en pendelstøtte som har en øvre flate, en nedre flate inntil den lukkede ende av huset, og som plasseres i glidende samvirke langs lengdeaksen av huset, en første fjær forbundet til den øvre flate av støtten, et kompass dreibart opphengt ved den første fjær over den øvre flate av støtten og som har en øvre konveks overflate, en andre fjær plassert mellom støtten og huset for å tvinge støtten bort fra den lukkede ende av huset, en linse plassert i glidende samvirke med huset og som har en konkav flate inntil den konvekse flate av kompasset med en krumning inverst samsvarende med den konvekse flate av kompasset, og en aktuator forbundet til huset for å tvinge linsen mot kompasset og mot den første fjær inntil kompasset kontakter den øvre flate av støtten, og for å tvinge linsen, kompasset og støtten mot den andre fjær inntil den nedre ende av støtten kontakter den lukkede ende av huset.

12. Apparat for å bestemme inklinasjonen og asimut av et borehull, karakterisert ved at det innbefatter: et avlangt hus med en lengdeakse som er parallell med aksen av et valgt parti av borehullet, en linse forbundet til huset og som har en konkav overflate, en ytre slingrebøyle plassert i glidende samvirke langs lengdeaksen av nevnte hus og som er dreibar omkring en akse som er vinkelrett til lengdeaksen av nevnte hus, en indre pendelslingrebøyle som har en øvre overflate og en nedre overflate og som er dreibart forbundet til den ytre slingrebøyle omkring en akse som er normalt til dreieaksen av den ytre slingrebøyle, en første fjær forbundet til den øvre flate av den indre slingrebøyle, et kompass dreibart opphengt ved den første fjær over den øvre flate av den indre slingrebøyle og som har en øvre, konveks flate av en krumning inverst samsvarende med den konkave overflate av linsen, en andre fjær plassert mellom nevnte støtte og huset for å tvinge støtten og kompasset bort fra linsen, og en aktuator forbundet til huset for å tvinge den indre slingre-bøyle og ytre slingrebøyle mot den andre fjær, inntil den konvekse flate av kompasset kontakter den konkave flate av linsen, og for å tvinge den indre slingrebøyle mot den første fjær inntil den øvre flate av den indre slingrebøyle kontakter kompasset .

13. Apparat for å måle inklinasjonen og asimut av et borehull, karakterisert ved at det innbefatter: et hus, en linse forbundet til huset og som har en konkav overflate, et kompass som har en konveks overflate i kontakt med den konkave overflate av linsen, en pendelstøtte plassert i glidende samvirke med huset og som har en første flate i kontakt med kompasset og som har en andre overflate, en første fjær forbundet mellom kompasset og den første flate av støtten for å tvinge kompasset til en valgt avstand bort fra støtten, en andre fjær plassert mellom støtten og huset for å tvinge støtten og kompasset bort fra linsen, en hette lokalisert i kontakt med den nedre flate av støtten, en tredje fjær plassert mellom hetten og den nedre flate av støtten for å tvinge hetten bort fra støtten, og en aktuator som har en flate i kontakt med hetten for å holde kompasset og støtten i kontakt mellom hetten og linsen, hvor .aktuatoren kan trekkes tilbake fra kontakt med hetten for å holde kompasset og støtten i kontakt mellom hetten og linsen, hvor aktuatoren kan trekkes tilbake fra kontakt med hetten for å tillate at den tredje fjær tvinger nevnte hette bort fra støtten, for å tillate at den andre fjær tvinger kompasset bort fra kontakt med linsen og å tillate at den første fjær svinger kompasset bort fra kontakt med støtten.

14. Fremgangsmåte for å forhindre skade på komponentene til et inklinasjonsmåleapparat for et borehull, karakterisert ved trinnene: å klemme en pendelstøtte mellom en aktuator og en linse forbundet til et hus, å senke huset til en utvalgt posisjon i borehullet, og tilbaketrekke aktuatoren fra kontakt med nevnte støtte inntil støtten ikke lenger kontakter aktuatoren eller nevnte linse og opphenges i en måleposisjon, å klemme støtten mellom aktuatoren og linsen etter at støtten har nådd en likeveksstilling, å heve huset fra brønnboringen, og å observere orienteringen av støtten i forhold til linsen.