NO860384L - Apparat for oppm¨ling av borehull. - Google Patents
Apparat for oppm¨ling av borehull.Info
- Publication number
- NO860384L NO860384L NO860384A NO860384A NO860384L NO 860384 L NO860384 L NO 860384L NO 860384 A NO860384 A NO 860384A NO 860384 A NO860384 A NO 860384A NO 860384 L NO860384 L NO 860384L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- probe
- signal
- signals
- rotation
- representing
- Prior art date
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 148
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 51
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 41
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 34
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 25
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 3
- 101710114762 50S ribosomal protein L11, chloroplastic Proteins 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000005295 random walk Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/02—Determining slope or direction
- E21B47/022—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
Description
Kryss- referanse til besluttet søknad
Denne patentsøknad er en delvis fortsettelse av US-patent-søknad nr. 468.725 innlevert 22. febr. 1983.
Teknisk område
Denne oppfinnelse angår borehull-oppmålingsinstrumenter
og er spesielt rettet mot slike instrumenter som anvender akselerasjons- og vinkelforskyvnings-sensorer.
Bakgrunn for oppfinnelsen
I mange tidligere kjente borehull-oppmålingssystemer anvendes det en sonde som omfatter akselerasjons- eller inklinometer-måleinstrumenter i kombinasjon med asimut- eller retnings-bestemmelses-instrumenter såsom magnetometere. Eksempler på slike systemer er å finne i US-patentene 3.862.499 og 4.362.054 som beskriver borehull-oppmålingsinstrumenter med et inklinometer som omfatter tre akselerometere for å måle borehullets avvik fra vertikalen, og et tre-akset magnetometer for asimut-bestemmelse. Slike systemer er utsatt for feil som skyldes et antall faktorer, herunder variasjoner i jordmagnetfeltet forårsaket av arten av det materiale som borehullet går gjennom. Det har også forekommet mange systemer som har anvendt kardan-opphengte eller spesielle (strapdown) mekaniske gyroer istedenfor magnetometere for avføling av retning eller rotasjon. Som følge av følsomhet overfor sjokk og vibrasjon gir imidlertid mekaniske gyroskoper ikke den ønskede nøyaktighet og pålitelighet for borehullsystemer. Videre er mekaniske gyroer utsatt for drift- og presesjonsfei 1 og krever betydelige perioder i ro for stabilisering. Disse instrumenter er også tilbøyelige til å være mekanisk kompliserte samt kostbare.
Én løsning for å redusere de iboende feil ved utførelse
av treghetsmålinger av sondens beliggenhet (lokalisering) i et borehull, har vært bruk av Kalman-filtrering. Inntil denne tid har imidlertid anvendelse av Kalman-f i. ltrering vært begrenset til innretning av sonden når den stoppes i borehullet, og er ikke blitt brukt i dynamisk forstand for feilreduksjon i målinger utført mens sonden beveger seg i. borehullet.
Resymé av oppfinnelsen
Det er derfor et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et borehull-oppmålingsapparat som omfatter en sonde egnet for innføring i et borehull, en mekanisme for generering av et signal som representerer bevegelsen av sonden i borehullet,
og akselerasjons-måleinstrumenter i sonden for å generere tre akselerasjonssignåler som representerer komponenter av sondens akselerasjon i forhold til tre sondeakser og en vinkelrotasjons-måleanordning til å generere to rotasjonssignåler som representerer sondens vinkelrotasjon i forhold til to rotasjonsakser for sonden. Det inngår også en første krets for å generere et første syntetisk vinkelrotasjonssignal som representerer vinkelrotasjonen av sonden om en tredje sondeakse når sonden er i bevegelse, og en krets som er påvirkbar av vinkelrotasjonssignalet for å generere et annet syntetisk vinkelrotasjonssignal som representerer vinkelrotasjonen av sonden om den tredje sondeakse når denne ikke er i bevegelse. Oppfinnelsen omfatter videre en krets påvirkbar av rotasjonssignalene og det syntetiske rotasjonssignal for å omforme (transformere) de signaler som representerer sondens bevegelse i borehullet, til koordi-nater som har jorden til referanse, og beregningskretser forbundet med transformeringskretsen og akselerasjons-målekretsen for å omdanne akselerasjonssignalene til et første sett hastighetssignaler og et første sett posisjonssignaler som representerer hastigheten og posisjonen av sonden i koordinatsystemet med jordreferanse.
I henhold til oppfinnelsen anvendes Kalman-filtrering
både når sonden stoppes og når sonden er i bevegelse. Når sonden er i bevegelse vil i denne sammenheng Kalam-filtreringen bruke de dynamiske begrensninger med hensyn til bevegelse lik null normalt på borehullet, sammen med kabelhastighet for å kompensere for feil i akselerasjons-, vinkelrotasjons- og innretnings-data som brukes for å generere hastighets- og posisjons-signalene. Når sonden holdes i ro for periodiske innretningsprosedyrer blir Kalman-filtreringen rekonfigurert for å nivellere og finne asimut i det jordreferanse-koordinatsystem som anvendes ved den borehull-oppmålingsmetode som utføres med oppfinnelsen.
Oversikt over tegnings figurene
Fig. 1 er en illustrasjon av et apparat i henhold til oppfinnelsen, med et snitt gjennom et borehull hvor sonden er vist brukt med borehull-oppmålingsapparatet,
fig.2 er et logikk-diagram som illustrerer logikken for beregning av sondens lokalisering i borehullet, og
fig. 3 er et logi kk-di. agram som illustrerer den logikk som anvendes for en innretningsprosedyre som utføres mens sonden periodevis blir stoppet i borehullet.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen
Fig. 1 viser representative omgivelser eller forhold i forbindelse med den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen. Fra overflaten 10 er det ført ned et borehull som generelt er betegnet 12 og som er foret med et antall foringsrør 14 og 16. I borehullet 12 er det innført en sonde 18 som er forbundet med en kabeltrommel 20 gjennom en kabel 22 som løper over en rulle 24. Kabelen 22 tjener til å senke sonden 18 gjennom borehullet 12 og utgjør videre et transmisjonsmedium for overføring av data fra sonden 18 til en signalprosessor 26 på overflaten. En annen signaltransmisjonsledning 28 kan brukes til å gi. en indikasjon på den lengde av kabelen 22 som er gitt ut i borehullet 12 og til å levere data fra kabelen 22 til si.gnalprosessoren 26. Selv om illustrasjonen på fig. 1 viser at data overføres til og fra sonden 18 ved hjelp av kabelen 22, kan data overføres til overflaten ved hjelp av andre kjente midler, såsom trykkpulser som overfører digitale data gjennom boreslammet. Om detønskes kan data lagres i et lager i sonden 18 og kan gjenvinnes på et senere tidspunkt.
Som vist på fig. la er det i sonden 18 anbrakt en tre-akset akselerometerpakke omfattende tre akselerometere 32, 34 og 36. Akselerometerne 32, 34 og 36 er orientert med sine følsomhetsakser overensstemmende med sondelegemet, slik som angitt med det koordinatsystem som er vist ved 38. I sondelegemets koordinatsystem vil x-aksen som indikert ved x strekke seg langs borehullet og y-aksen som indikert ved y<fø>
og z-aksen som indikert ved z fø forløpe vinkelrett i forhold til x -aksen.
Videre omfatter sonden 18 en lasergyroenhet 40 som innbefatter 2 lasergyroer 42 og 44. Den første lasergyro 42 er orientert slik i sonden at den måler vinkelrotasjonen av sonden om y fø-aksen, idet den således målte vinkelrotasjon betegnes to fø. På lignende måte er den annen lasergyro 44 montert slik i sonden 18 at den måler sondens rotasjon om z b-aksen som angitt ved oi^. Ettersom diameteren av sonden 18 er forholdsvis liten er det ikke tilstrekkelig plass til å anordne en lasergyro som effektivt ville måle rotasjonen om x fø-aksen.
I den foretrukne utførelsesform av sonden 18 er det også innbefattet en mikroprosessor 46 sammen med et lager 48. Til mikroprosessoren 46 fra akselerometerne 32, 34 og 36 er det også ført ledninger 50, 52 og 54 som tjener til å overføre akselerasjonssignåler a , a og a som representerer akselera-
x y z bb b
sjonen av sonden langs de respektive akser x , y og z .
På lignende måte er mikroprosessoren 46 forbundet med laser-gyroenheten 40 ved hjelp av ledninger 56 og 58 som tjener til å overføre vinkelrotasjonssignålet to fø fra y-akse-gyroen 42 og vinkelrotas jonssi gnålet to fra z-akse-gyroen 44.
I den utførelse av oppfinnelsen som er illustrert på fig. la, er det angitt et hastighetssignal V^ som overføres ved hjelp av en ledning 60 til mikroprosessoren 46. Som vist på fig. 1 blir dette signal vanligvis frembragt ved å måle den hastighet som kabelen vikles ut med fra rullen 24 som en bestemmelse av hastigheten av sonden 18 i borehullet 12. Det kan imidlertid forekomme tilfeller hvor signalet V Pmer hensiktsmessig kan genereres på annen måte, f.eks. ved å telle rørseksjonene 14
og 16 ned gjennom borehullet.
Ved bestemmelse av lokaliseringen av sonden og følgelig lokaliseringen eller forløpet av borehullet, som selvsagt er det endelige formål med oppfinnelsen, er det nødvendig å omdanne de forskjellige sensorsignaler som genereres i sondelegemets koordinatsystem 38, til et koordinatsystem som har jorden som referanse. Et slikt koordinatsystem er illustrert på fig. 1 som vist generelt ved 62 hvor x-aksen (angitt med vektoren x ) er parallell med gravi.tasjonsvektoren g og de øvrige akser y og z står vinkelrett på xL-aksen og er parallelle med jord-overflaten. Dette koordinatsystem 62 blir betegnet som overflate-koordinatsystemet idet aksene z<L>og y<L>representerer
retninger såsom Nord og øst.
Den logikk som mikroprosessoren 46 er basert på for omdannelsen av akselerasjonssignalene på ledningene 50, 52 og 54, vi.nkelhastighetssi gnalene på ledni ngene 56 og 58 og hastighets-signalet på ledningen 60 til lokaliseringssignåler, er illustrert på fig. 2. Det vil imidlertid innsees at noe av denne prosessering kan foretas i datamaskinen 26 som er plassert ved overflaten. Som tidligere angitt er et av de primære problemer ved generering av signaler som representerer lokaliseringen av sonden 18 i forhold til jordkoordinatsystemet x<L>, yL og z å omdanne nøyaktig signaler som representerer orienteringen og
b b bevegelsen av sonden 18 ut fra sonde-koordinatsystemet x , y og z° til jord- eller overflate-koordinatsysternet. Ett av de primære formål med den logikk som fremgår av fig. 1 er å utføre koordinat-transformeringen så nøyaktig som mulig ved anvendelse av Kalman-filtrering for å kompensere for iboende feil i de forskjellige signalkiIder.
Definisjoner av de forskjellige symboler som er brukt på fig. 2 fremgår av tabell I nedenfor.
Logikk for oppdatering av koordinat-transformeringsmatrisen Cp er angitt i en blokk 64 på fig. 2. Inngangene til denne logikk omfatter vinkelrotas jonssignalene w b og tob<z>på ledningene 56 og 58. Da det er nødvendig å ha et signal som representerer rotasjonen av sonden om x-aksen w føfor å oppdatere transformeringslogikken i blokken 64, er det nødvendig å generere et syntetisk signal to fø. Når sonden 18 stoppes i borehullet 12 utføres dette ved hjelp av den logikk som inngår i blokk 66 som opererer på et signal 0, som representerer jordrotasjonen. Opprinnelsen av signalet 0, er angitt i blokk 68 hvor det fremgår at signalet Q er sammensatt av tre vektorer innbefattet ^N og S7D som representerer rotasjonen av jorden om henholdsvis Nord og en nedadgående retning. I blokken 6 8
er det også vist at verdien av er avhengig av den breddegrad X som sonden 18 har. For å lette operasjonen av logikken på fig. 2 i sondens mikroprosessor 46 kan borehullets breddegrad A lagres i lageret 48 og overføres til blokk 68 ved hjelp av
en ledning 69. Signalet blir så overført gjennom en ledning 70 til logikken 66 som genererer et første syntetisk signal (Dfø. på. en ledning 72. Som indikert i blokk 66 har det første syntetiske signal formenJ° =C^,, SLT + c!3, , hvor c!?n n og iex LII N L13 p LII ^ ~b
L13 rePresenterer tidsgjennomsnittsverdier (d.v.s. filtrerte eller på annen måte prosesserte verdier) av elementene i sonde-til overflate-transformeringsmatrisen (C^) som er tilforordnet den første rekke samt første og tredje kolonner i denne matrise. Slik tidsgjennomsnittsdannelse eller filtrering reduserer i vesentlig grad eller eliminerer mindre fluktuasjoner i verdiene av Cf<øL>som forekommer når koeffisientene (matriseelementene) oppdateres ved den i det følgende omtalte operasjon av logikken i blokken 66.
Akselerometerfeilene kalibreres mens sonden er stoppet
og akselerasjonen som følge av gravitasjon tilbakestilles slik at den er lik og motsatt av den avfølte akselerasjon.
Når sonden er i bevegelse gjennom et borehull 12 blir det generert et annet syntetisk signal oo føpå en ledning 80 ved hjelp av den logikk som er vist i en blokk 78. Som vist på fig. 2, blir akselerasjonssignalene på ledningene 50, 52 og 54 som representerer akselerasjonen a fø av sondelegemet
(hvor a =ax + ay + az) overføres over en buss 82 til logikken
X. jf £t
78 og en forsinkelseskrets 84. Den første inngang til logikken fø 78 over bussen 82 kan betegnes a ^ som representerer akselerasjonen av sonden 18 på et første tidspunkt i. forhold til Y- og x-aksene for sondelegemets koordinatsystem. Forsinkelseskretsen 84 avgir et annet sondeakselerasjonssignal a^ over en buss 86 til logikken 78 med en akseptabel tidsforsinkelse i forsinkelseskretsen 84 på 1/600 sekund. Som angitt ved logikken 78 på fig. 2 har det annet syntetiske signal co formen co =AG/At, hvor At er tidsforsinkelsen i forsinkelseskretsen 84 og hvor
A6=(-ay(2)az(l)+ay(l)az(2))/(ay(l)ay(2)+az(l)az(2))'Som er lik kryss-produktet av b 0<? ab(2) dividert me<^ "punkt-" eller skalar-produktet av disse. Det vil bemerkes av fagfolk på området at verdien både av telleren og nevneren i. uttrykket for AØ nærmer seg null når a og a nærmer seg null (sonden vertikal). x ^ b cox verdi under disse betingelser, vil systemfeilene og støyen bli betydelig. Følgelig kan det i noen situasjoner være en fordel i arrangementet på fig. 2 å tilføye en bryter eller en annen slik innretning (ikke vist på fig. 2) som avbryter det signal som leveres av logikken 7 8 når sonden 18 er nær vertikalen (f.eks. når sonden 18 befinner seg mindre enn 1/2 eller 1 grad fra vertikalen).
Under fortsatt henvisning til fig. 2 fremgår det at det Id b første og det annet syntetiske signal (co X og u3. .. SX) som leveres av logikken 78 og 66 (gjennom ledninger 78 og 82) kombineres i et summeringspunkt 73 for å danne et syntetisk signal av formen co*3 = co + co. som er kobletti l logikken 6 4 ved hjelp av ;x iex ^ J r;ledningen 74. Koblet til logikken 6 4 er også signalet 0, på ledningen 70 og et signal på en ledning 90 som representerer sondens vinkelhastighet i forhold til jorden som angitt i en blokk 92. Utgangen av logikken 64, d.v.s. som leveres til en buss 9 4 representerer endringshastigheten av koordinat-transformeringen fra sonde til overflate som følge av akselera-s jonssignalene a b og vinkelrotas jonssignalene oo b. Dette signal blir så integrert som angitt ved 96 og frembringer derved på ;en buss 9 8 et signal C, som representerer den transformeringsmatrise som kreves for å omdanne signaler generert i sonde-koordinatsystemet 38 til overflate-koordinatsystemet 62. Signalene på ledningen 9 8 som representerer koordinat-transformeringsmatrisen blir korrigert ved et summeringspunkt 100 og så overført til en buss 102 og utnyttes av logikken 64 og en logikk 104 under den neste iterasjon av signalprosesserings-frekvensen som representeres ved fig. 2. ;b b b b;Akselerasjonene a (a,, a a ) omdannes fra sondekoordinater xtYf z ;til overflatekoordinater ved hjelp av logikken 104 som mottar den oppdaterte koordinat-transformeringsmatrise over bussen 102. Den resulterende utgang på en buss 106 representerer ;akselerasjonen av sonden 18 i overflatekoordinater og overføres til et summeringspunkt 10 8. I summeringspunktet 10 8 subtraheres et signal gL på en ledning 110 som representerer akselerasjon som skyldes gravitasjon, hvilket resulterer i et signal på en buss 112 som representerer akselerasjonen v^ av sonden 18 i overflatekoordinater. Som angitt ved en blokk 113 er gL en funksjon av dybden R av sonden 18. Dette signal blir så integrert som angitt ved 114 for å frembringe et signal på en buss 116 som representerer hastigheten v^ av sonden 18 i overflatekoordinater. ;Det resulterende hastighetssignal V. tilbakeføres ved hjelp av en buss 118 til en logikk 120 som i sin tur genererer signaler på en buss 122 som representerer korreksjoner for Coriolis-kraften. Det resulterende signal på bussen 122 blir ;på sin side subtrahert fra akselerasjonssignalene aL i summeringspunkt 108. Som det vil sees er resultatet at det resulterende signal på bussen 112 representerer akselerasjonen av sonden 18 i borehullet under hensyntagen til gravitasjonen og den akselerasjon som forårsakes av jordrotasjonen. ;I tillegg til de hastighetssignaler som frembringes ved hjelp av treghetsanordninger som beskrevet ovenfor tilveiebringes det også hastighetssignåler ved virkelig måling av bevegelsen av sonden 18 i borehullet. Som tidligere beskrevet kan signalet på ledningen 60 representere vaierlinehastigheten av sonden i borehullet, eller det kan tilveiebringes på andre kjente måter. Dette signal transformeres ved hjelp av logikk som vist i en blokk 124, til et hastighetssignal på en buss 126 som representerer hastigheten av sonden i sondekoordinater V*3.
Som angitt ved blokken 124 dannes transformeringsmatrisen fø
ved kombi.nering av en identitetsmatrise I med en matrise gjennom en matrise-adderingsprosess, hvor £ representerer feilinnretningen av sonden 18 i borehullets foringsrør 14 og 16. Det resulterende hastighetssignal V fø på bussen 126 blir så transformert ved hjelp av koordinat-transformeringsmatrisen som vist ved 12 8 for å ti lveiebringe hastighetssi gnåler
i overflatekoordinatsysternet på en buss 130. Disse hastighetssi gnåler blir så overført gjennom et summeringspunkt 132 for å påtrykke en buss 134 et målt hastighetssignal V^. Dette siganl integreres som vist ved 136 for å generere et signal på
en buss 138 som representerer posisjonskoordinatene R av sonden i forhold til Nord, Øst og nedad som uttrykt i overflatekoordinater 62.
Som det kan ventes er hastighetssignalene på bussen 134 som er resultatet av virkelige vaierlinemålinger og hastighetssignalene på bussen 116 som skriver seg fra treghets-signal-kilder, utsatt for diverse feilkilder. For å tilveiebringe et signal 6V<L>som representerer den relative feil mellom hastighetssignålet på bussene 116 og 134, blir signalene på disse busser påtrykket et summeringspunkt 140 som resulterer i hastighets-feilsignålet 6V<L>i overflatekoordinater på en buss 141. For å kompensere for de forskjellige feilkilder som er til stede ved genereringen av hastighetssignalene og følgelig, posisjonssignalene, anvendes det Kalman-filtrering for å estimere feilkorreksjonssi gnalene.
Ett av hovedformålene med å bruke et Kalman-filter med redusert orden er å kompensere for manglende eller degraderte treghetsdata. Denne teknikk utnytter det faktum at gjennom betydelige distanser i borehullet er sonden 18 begrenset til å følge borehullsaksen, hvilket kan oversettes til ekvivalent hastighetsinformasjon for derved å forbedre nøyaktigheten av borehulloppmålingen. Anvendelse av dynamiske begrensninger av denne art gir en betydelig fordel i forhold til tidligere kjente systemer som er beskrevet. Beregningsmengden ved Kalman-filtreringsoperasjonen reduseres ved modelering av bare de mest signifikante feiltilstander.
Kalman-f i. lter-prosessen er indikert ved en logikk-blokk 142 som mottar som inngang det nevnte hastighetsfeilsignal
<5V<L>over bussen 141. Som angitt i logikkblokken 142 blir Kalman-forsterkningskoeffisientene K multiplisert med hastighets-feilsignalet 5V<L>for å definere aktuelle eller oppdaterte verdier av 6R, 6V<L>, \ p og E,. Den aktuelle eller oppdaterte verdi av disse feilsignaler blir så levert til forskjellige deler av den logikk som er vist på fig. 2 for å avstedkomme feilkompensering. For eksempel blir feilkompenseringsledd 6R for posisjonskoordinatene R påtrykket ved hjelp av en buss 148 på et summeringspunkt 150 for å avstedkomme oppdaterte posisjonskoordinater som vist ved 152. På lignende måte blir hastighetsfeil-ledd SV^ påtrykket gjennom en buss 154 til
summerangspunktet 132 for å avstedkomme feilkompensering for de målte og treghetsmessig bestemte hastighetssignåler V og ViLn . Disse tre komponenteLr av f ei 1-leddet v^j for sonde/overf late-transformeringsmatrisen C, leveres på en buss 158 til summeringspunktet 100 og feil-leddene påtrykkes over en ledning 160 for å korrigere for feilinnretning 5 i. transformeringslogikken 124.
For å forbedre effektiviteten i. prosessen kan Kalman-koeffisientene K lagres i lageret 48 i sonden istedenfor å beregnes nede i borehullet slik som indikert ved blokken 162. Ved å anbringe Kalman-koeffisientene K i lageret 48 kan transformeri.ngsprosessene korrigeres dynamisk i sonden 18 mens den befinner seg i borehullet 12.
I et lineært diskret Kalman-filter vil beregninger ved kovariansnivået til slutt gi de Kalman-forsterkningskoeffisi - enter K som deretter brukes ved beregningen av de forventede verdier av feiltilstandene X e. Disse feiltilstander omfatter elleve grunnelementer uttrykt ved:
I system-modellen er f ei lti lstandene en funksjon av <D, d.v.s. ti dsavbi ldningen (mapping) for f eilligninger. Leddet <I> er lik: hvor F-matrisen representerer feildynamikken mellom diskrete målinger:
Ligning (3) gir videre i detalj:
hvor w og t velges for å representere de fysikalske betingelser. Målemodellen kan uttrykkes som: hvor H representerer hastighetsmålematrisen:
Kalman-forsterkningskoeffi sientene K kan representeres ved:
hvor fei1-koyariansen oppdateres: Kovariansmatrisen for gyro-prosess-støy er definert som Variansen q^og gyroforspenni.ngen vu basert på ikke-lineær rekonstruksjon av den manglende wx-gyro er gitt nedenfor som:
hvor q = q 1 = q2er gyroens varians for tilfeldig vandring (random walk variance). Under bevegelse bli r q3den vari ans som er tilforordnet logikken i blokken 78.
Som det fremgår av diskusjonen ovenfor blir de iboende begrensninger i. et borehulloppmålingssystem hvor sonden 18 har i det vesentlige ingen bevegelse vinkelrett på, foringsrøret 14 og 16 på fig. 1, brukt til å lette feilestimering og -korreksjon. For eksempel blir det generert et feilsignal for å korrigere sondens rulle-stiliing ved å danne differansen av de forventede akselerasjonssignåler langs sondens y- og z-akser, og de avfølte akselerasjoner a^, og azpå ledningene 52 og 54. Ettersom feilsignalene prosesseres over tid vil dessuten estimatet av feilinnretning mellom sondelegemet og bane bli forbedret.
Den lagrede gravi tasjonsmodell 113 kan tilbakestilles
for å utligne den avfølte akselerasjon ax, a^. og az ved bruk av følgende relasjon:
hvor p (R) representerer densitet.
Den ovenfor beskrevne teknikk kan brukes i mange forskjellige borehullanvendelser. For eksempel kan den beskrevne oppmålingsmetode brukes ved måling under boring for bore-styring uten at det er nødvendig å overføre data til overflaten. I dette tilfelle blir stillingen av sonden 18 bestemt ved bruk av logikk som illustrert ved 6 6 for å avstedkomme nivellerings-, asimut- og verktøyflate-informasjon (tool face information).
På den annen side kan brønnoppmåling utnytte de stillingsdata som fremkommer mens sonden 18 er i bevegelse, slik som levert fra logikken i blokken 78 sammen med stillingsdata frem-brakt når sonden blir stoppet, slik de leveres av logikken i blokken 66.
Som det er kjent for fagfolk på området kan treghets-styring av den type som utnyttes ved praktisering av denne oppfinnelse, assisteres eller forbedres ved periodisk å stoppe sonden 18. Med sonden 18 stoppet vil den hastighet som indi-keres eller beregnes av systemet, avgi et feilsignal som kan prosesseres ved hjelp av Kalman-filtrering for å oppnå et estimat av den virkelige tilstand av systemet og de forskjellige systemfei1-parametre. Ved praktisk utførelse av denne oppfinnelse blir slik periodisk assistanse eller forbedring foretatt ved rekonfigurering av den tidligere omtalte Kalman-filtreringsprosess mens sonden 18 holdes i ro i borehullet,
for derved å gjøre det lettere å finne nord.
Under henvisning til fig. 3 og mer spesielt når sonden
18 blir stoppet for innretning nede i borehullet eller slingre-vinkel-mekanisme, arbeider logikken 66 og 7 8 på den måte som er omtalt i forbindelse med fig. 2, for å avstedkomme et
b b første og et annet syntetisk signal (co1. 6X og co X) . Dette første og annet syntetiske signal som kombineres i. summeringspunktet 7 3 leveres til logikken 64 sammen med et signal fi som leveres av et innretningsfilter 170 som omtales i det følgende. Logikken 64 på fig. 3 prosesserer de påtrykte signaler på måten som er forklart i forbindelse med fig. 2, for å avstedkomme et signal som representerer endringshastigheten i estimatet av transformeringsmatrisen for sondekoordinater til overflatekoordinater. Da sonden 18 er i ro blir korrekt innretning oppnådd når den i det følgende omtalte signalprosessering frembringer et signal Q som bevirker at utgangen av logikken 6 4 blir tilnærmet lik null.
Som vist på fig. 3 blir det signal som frembringes av logikken 6 4 integrert i blokken 96 for å avstedkomme opp-
•~L
daterte verdier av transformeringsestimatene C . Disse oppdaterte verdier brukes av logikken 6 4 under den neste iterasjon av innretningsprosessen og de to rekker i denne som er tilforordnet de horisontale akser i overflate-koordinatsystemet 62, blir levert til en logikk 172 på fig. 3. Logikken 172 arbeider på lignende måte som logikken 104 på fig. 2, for å
transformere akselerasjonssignalene a , a og a (som frem-
x' y z
mates over ledningene 50, 52 og 54 og i fellesskap er betegnet med symbolet a på fig. 3) til et signal som representerer horisontalkomponentene av akselerasjonen av sonden 18 i over-AL
flatekoordinatsystemet. Det signal v„ n som avgis fra logikken 172 kobles til en integrator 176 ved hjelp av et summerings-
•XL
punkt 174, som kombinerer v„ med et tilbakekoblingssignal tilveiebrakt av innretningsfilteret 170. Signalen ved v„ rLi som avgis av integratoren 176 og som representerer et estimat av horisontalkomponenten av hastigheten av sonden 18 (basert på utgangssignaler fra akselerometerne 32, 34 og 36) blir dessuten ført til et hastighets-forstyrrelsesfilter 178 ved hjelp av et
summeringspunkt 180. Transferfunksjonen for hastighets-forstyrrelesfilteret 178 er etablert i overensstemmelse med egenskapene i hver spesiell utførelse av oppfinnelsen for å eliminere plutselige signaloverganger i. det signal som leveres av integratoren 176.
Det henvises fortsatt til fig. 3. Det signal som avgis
av hasti.ghets-forstyrrelsesf i lteret 178 er koblet til summerings-punkter 17 4 og 180 gjennom tilbakekoblingsveier som oppviser forsterkningskonstanter representert ved Kv og K , (i blokker 184 og 182 på fig. 3). Som det vil forstås av fagfolk på området vil forsterkningskonstantene Kv og bidra til den siganlprosessering som utføres i hastighets-forstyrrelsesfilteret 178. I tillegg til å gi tilbakekobling blir det signal som leveres av hastighets-forstyrrelsesfilteret 178 transformert av den matrise som er angitt ved en blokk 186
for å forenkle den påfølgende signalprosessering. I denne forbindelse vil den transformering som utføres av blokken 186 tillate at det ønskede signal 0, leveres til logikken 6 4
gjennom to signalveier istedenfor fire signalveier. Som vist på fig. 3 blir i. den første signalvei signaler fra blokken 186 multiplisert med et sett skalerings-forsterkningsfaktorer
(i blokk 188) og avgitt til én inngang på et summeringspunkt 190. I den annen signalvei blir signaler levert av blokken 186 multiplisert med et sett forsterkningsfaktorer K^(i blokk 192), integrert i en blokk 194 og avgitt til den annen inngang på summeringspunkt 190 gjennom et summeringspunkt 196. Summeringspunktet 196 kombinerer signalet (lo ^ ) som leveres av integratoren 194, med et signal (oo<L>IE)R<>>som representerer vertikalkomponenten av jordens rotasjonshastighet og er lik fi sin Å, hvor X er breddegraden for borehullet og dermed også for sonden 18.
I hver periodisk innretningsprosedyre nede i. borehullet blir integratoren 96 initialisert slik at logikken 64 anvender en sonde/overflate-koordinat-transformeringsmatrise C R som tilsvarer den sonde/overflate-koordinat-transformeringsmatrise som er oppnådd ved innretning av sonden 18 under den nest-sist foregående innretningsprosedyre. I denne forbindelse og som det er kjent for fagfolk på området, er det første trinn ved anvendelse av et borehull-oppmålingssystem som omfatter akselerometere og gyroskoper, å holde sonden urørlig ved jord-overflaten for å tillate at systemet bestemmer en innledende stillingsreferanse ut fra gyroskopsignalene (retningen av Nord, som er ordinaten z<L>i overflate-koordinatsystemet 62 på fig. 1) og å bestemme vertikalen (d.v.s. aksene x<L>og y<L>i overflate-koordinatsystemet 62 på fig. 1) ut fra det signal som leveres av akselerometerne. Ifølge foreliggende oppfinnelse er den innledende kalibreringsprosedyre på overflaten forskjellig fra den tidligere kjente teknikk ved at vinkelrotasjonssignalet for aksen x føsom strekker seg i lengderetningen av sonde-legmet 18, syntetiseres på den tidligere beskrevne måte istedenfor å genereres av et gyroskop. Denne forskjell mellom kildene for vinkelrotasjonssignåler endrer ikke den grunn-leggende innretningsprosedyre. Under det første innretnings-intervall nede i borehullet blir således den sonde/overflate-transformeringsmatrise som blir oppnådd under innretningen ved overflaten, anvendt som et innledende estimat av Cg. Under den neste innretningsprosedyre blir de første undergrunns-verdier av Cn brukt som innledende estimater o.s.v.
I tillegg til å initialisere integratoren 96 på den ovenfor beskrevne måte under hver innretningsprosedyre nede i hullet, blir integratoren 176 initialisert til null. Den signalprosessering som er angitt på fig. 3 og omtalt ovenfor blir så utført med et antall iterasjoner (tidsperiode) som tillater at den omtalte Kalman-filtrering prosesserer de akselerasjonssignaler som leveres av akselerometerne 32, 34 og 36 på fig. 1, de vinkelrotasjonssignåler som leveres av laser-gyroene 42 og 44 på fig. 1 og det syntetiske rotasjonssignal som avgis av logikken 66 og 78, for derved å frembringe et estimat med minimum feil for sonde/overflate-koordinat-transformeringsmatrisen Cg. Som beskrevet ovenfor letter denne prosess borehull-oppmålingssystemet ifølge denne oppfinnelse ved å re-etablere overflatekoordinatsystemet for å hindre feil som ellers kan oppstå under uavbrutt borehull-navigasjon eller
-oppmåling over lengre tid.
Claims (30)
1. Apparat for oppmåling av borehull, omfattende:
en borehullsonde for innføring i. et borehull, og
en styreanordning for styring av bevegelsen av sonden i borehullet, karakterisert ved
en anordning ti 1 å generere et signal som representerer vinkelrotasjonen av jorden,
en akselerasjonsanordning anbrakt i sonden for å generere tre akselerasjonssignåler som representerer akselerasjons-komponentene av sonden med hensyn til tre akser,
en første vinkelanordning anbrakt i sonden for generering av to rotasjonssignåler som representerer vinkelrotasjonen av sonden med hensyn til to rotasjonsakser,
en anordning som er påvirkbar av akselerasjonssignalene for når sonden er i bevegelse å generere et første syntetisk vinkelrotasjonssignal som representerer vinkelrotasjonen av sonden om en tredje rotasjonsakse som er forskjellig fra de nevnte to rotasjonsakser,
en anordning som er påvirkbar av det nevnte signal som representerer vinkelrotasjonen av jorden, for når sonden ikke er i bevegelse å generere et annet syntetisk vinkelrotasjonssignal som representerer vinkelrotasjonen av sonden om den nevnte tredje rotasjonsakse,
en transformeringsanordning som er påvirkbar av de nevnte rotasjonssignaler og i det minste ett av nevnte første og annet syntetisk rotasjonssignal, hvilken transformeringsanordning omfatter en innretning til å avstedkomme et transformeringssignal for transformering av signaler som representerer sondebevegelse i et sonde-referert koordinatsystem, til et jord-referert koordinatsystem, og
en første beregningsanordning som er funksjonelt forbundet med transformeringsanordningen og akselerasjons-anordningen for omdannelse av akselerasjonssignalene til et første sett hastighetssignåler som representerer hastigheten av sonden.
2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved
en anordning som er funksjonelt forbundet med styreanordningen og sonden for å generere et signal som represen terer bevegelsen av sonden, og
en annen beregningsanordning som er funksjonelt forbundet med transformeringsanordningen for å omdanne bevegelses-signalet til et annet sett hastighetssignaler som representerer hastigheten av sonden, og et sett posisjonssignaler som representerer posisjonen av sonden i det nevnte jord-refererte koordinatsystem.
3. System ifølge krav 2, karakterisert ved en anordning som er funksjonelt forbundet med den første og den annen beregningsanordning for sammenligning av det første sett hastighetssignaler med det annet sett hastighetssignaler og å generere et feilsignal.
4. System ifølge krav 3, karakterisert ved en Kalman-filteranordning som er funksjonelt forbundet med transformeringsanordningen og med anordningen for sammenligning av det første sett hastighetssignaler med det annet sett hastighetssignaler, for å korrigere de nevnte hastighetssignaler.
5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at sonden omfatter en lageranordning for lagring av Kalman-forsterkningskoeffisi enter for Kalman-filteranordni ngen.
6. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at sonden omfatter en anordning for beregning av Kalman-f orsterkningskoef f i sienter for Kalman-filteranordningen.
7. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det nevnte transformeringssignal er ekvivalent med en sonde-legeme/overf late-koordi nat-tr ans formeringsmatri.se og anordningen for generering av det annet syntetiske signal omfatter en innretning for kombinering av det nevnte signal som representerer vinkelrotasjonen av jorden, med transformeringssignalet.
8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at kombineringsinnretningen for signalene som representerer rotasjonen av jorden, med transformeringssignalet, er konfigurert og arrangert for å kombinere de nevnte signaler i overensstemmelse med uttrykket cob =c!?, , fLT+c!?, Q ^, hvor oj1? i.ex LII N L13 D' i.ex representerer det nevnte annet syntetiske signal, hvor CL11 og
^ b
C representerer elementer i den første rekke samt første og
L13
tredje kolonne i den nevnte sonde/overflate-koordinat-transformeri.ngsmatri.se og fiN og ^D representerer komponenter av det nevnte signal som representerer vinkelrotasjonen av jorden i forhold til to akser i det jord-refererte koordinatsystem.
9. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at transformeringsanordningen omfatter en innretning til å kombinere det nevnte signal som representerer vinkelrotasjonen av jorden, med et signal som representerer nevnte første og nevnte annet syntetiske rotasjonssignal og med de nevnte rotasjonssignaler, for gjentatt å oppdatere transformeringssignalet .
10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved en anordning for summering av nevnte første og annet syntetiske rotasjonssignal for å danne det nevnte signal som representerer det nevnte første og annet signal.
11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved en anordning som er funksjonelt forbundet med styreanordningen og sonden for å generere et signal som representerer bevegelsen av sonden, og
en annen beregningsanordning som er funksjonelt forbundet med transformeringsanordningen for omdannelse av bevegelses-signalet til et annet sett hastighetssignaler som representerer hastigheten av sonden, og et annet sett posisjonssignaler som representerer posisjonen av sonden i. det jord-ref ererte koordinatsystem.
12. System ifølge krav 11, karakterisert ved at det omfatter en anordning som er funksjonelt forbundet med den første og den annen beregningsanordning for sammenligning av det første sett hastighetssignaler med det annet sett hastighetssignaler og å generere et feilsignal.
13. System ifølge krav 12, karakterisert ved en Kalman-fi.lteranordni.ng som er funksjonelt forbundet med transformeringsanordningen og innretningen for sammenligning
av det første sett hastighetssignaler med det annet sett hastighetssignaler, for å korrigere de nevnte hastighetssignaler.
14. Apparat ifølge krav 13, karakterisert ved at sonden omfatter en lageranordning for lagring av Kalman-forsterkningskoeffisi enter for Kalman-filteranordningen.
15. Apparat ifølge krav 13, karakterisert ved at sonden omfatter en anordning for beregning av Kalman-forsterkningskoeffisi enter for Kalman-filteranordningen.
16. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved en anordning for avgivelse av signaler som representerer vinkelhastigheten av sonden i forhold til jorden og en anordning for tilførsel av de nevnte signaler til transformeringsanordningen, hvilken transformeringsanordning omfatter en innretning til å kombinere de nevnte signaler som representerer vinkelhastigheten av sonden i. forhold til jorden, med et signal som representerer nevnte første og annet syntetiske signal,
og med de nevnte rotasjonssignåler, for å levere det nevnte transformeringssignal.
17. Apparat ifølge krav 16, karakterisert ved at transformeringsanordningen omfatter en innretning til å kombinere de nevnte signaler som representerer vinkelrotasjonen av jorden, med det nevnte signal som representerer nevnte første og annet syntetiske rotasjonssignal, hvilke rotasjonssignaler og signaler som representerer vinkelhastigheten av sonden i forhold til jorden, for å avstedkomme det nevnte transformeri ngssignal.
18. Apparat ifølge krav 17, karakterisert ved at transformeringsanordningen omfatter en signal-integrerende innretning og transformeringssignalet er i det vesentlige ekvi valent med integralet av j^^J~ {p + ^3(-'b' ^vor ^b er en sonde/overflate-koordinat-transformeringsmatrise, hvor co fø er i.
en matrise som representerer vinkelrotasjonen av sondelegemet om nevnte første, annen og tredje rotasjonsakse, hvor p er en matrise som representerer vinkelhastigheten av det koordinatsystem som består av nevnte første, annen og tredje rotasjonsakse i forhold til det jord-refererte koordinatsystem, og hvor Q er en matrise som representerer vinkelrotasjonen av jorden i jordreferansesystemet.
19. Apparat ifølge krav 18, karakterisert ved en anordning for summering av det første og annet syntetiske rotasjonssignal for å danne det nevnte signal som representerer det nevnte første og annet signal.
20. Apparat ifølge krav 19, karakterisert ved
en anordning som er funksjonelt forbundet med styreanordningen og sonden for å generere et signal som representerer bevegelsen av sonden, og
en annen beregningsanordning som er funksjonelt forbundet med transformeringsanordningen for å omdanne bevegelsessignålet til et annet sett hastighetssignaler som representerer hastigheten av sonden, og et annet sett posisjonssignaler som representerer posisjonen av sonden i det jord-refererte koordinatsystem.
21. System ifølge krav 20, karakterisert ved en anordning som er funksjonelt forbundet med den første og den annen beregningsanordning for sammenligning av det første sett av hastighetssignaler med det annet sett hastighetssignaler, og å generere et feilsignal.
22. System ifølge krav 21, karakterisert ved en Kalman-filteranordning som er funksjonelt forbundet med transformeringsanordningen og innretningen for sammenligning av det første sett hastighetssignaler med det annet sett hastighetssignaler, for å korrigere de nevnte hastighetssignaler.
23. Apparat ifølge krav 22,karakter! sert ved at sonden omfatter en lageranordning for lagring av Kalman-forsterkningskoeffi si enter for Kalman-filteranordningen.
24. Apparat ifølge krav 22, karakterisert ved at sonden omfatter en anordning for beregning av Kalman-forsterkningskoeffisienter for Kalman-filteranordningen.
25. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved
en tidsforsinkelsesanordning som er påvirkbar av det første og det annet av de nevnte tre akselerasjonssignaler som er tilforordnet akser som tilsvarer de nevnte to akser som er representert ved de to rotasjonssignåler, hvilken tidsforsinkelsesanordning tjener til å forsinke hvert påtrykt akselerasjons-si gnal, og
en anordning for tilførsel av tidsforsinkede akselerasjonssignaler avgitt av tidsforsinkelsesanordningen til den nevnte anordning for generering av det første syntetiske vinkelrotasjonssignal, hvilken anordning for tilførsel av det første syntetiske vinkelrotasjonssignal omfatter en innretning til å levere et signal som representerer
fø
A9x = ( <_a> y(2) <a> z(l) <+><a> y(l) <a>Z (2)) </a> y(2) <a> y(2) <+><a> z(l) <a> z(2))' hvor ay(^j og az(1) representerer de nevnte to akselerasjons-si gnåler samt a, y (2 ) og 3 a z (2 ) representerer tidsforsinkede representasjoner av de to akselerasjonssignåler, hvilken anordning for generering av det første syntetiske vinkelrotas jonssignal videre omfatter en innretning for tilførsel av et signal som representerer AØ fø/At som det første syntetiske vinkelrotasjonssignal, hvor At angir den tidsforsinkelse som bevi rkes av ti ds forsinkelsesanordningen.
26. Apparat ifølge krav 25, karakterisert ved at transformeringssignalet er ekvivalent med en sonde/overflate-koordinat-transformeringsmatrise og anordningen for generering av det nevnte annet syntetiske signal omfatter en innretning til å kombinere det nevnte signal som representerer vinkelrotasjonen av jorden med transformeringssignalet.
27. Apparat ifølge krav 26, karakterisert ved at innretningen for kombineri.ng av de nevnte signaler som representerer rotasjonen av jorden, med transformeringssignalet er konfigurert og arrangert for å kombinere de nevnte signaler
i overensstemmelse med uttrykket co1? = C*!?,-, 0 ,., + C^, k J xex LII N L13 D' hvor ^ iexrepresenterer det nevnte annet syntetiske signal,
hvor CL^^ og representerer elementer i den første rekke samt første og tredje kolonne i sonde/overflate-koordinat-transformeringsmatrisen samt fiN og 9,^ representerer komponenter av det nevnte signal som representerer vinkelrotasjonen av jorden i forhold til to akser i. det jord-refererte koordinatsystem.
28. Apparat ifølge krav 27, karakterisert ved en anordning for tilførsel av signaler som representerer vinkelhastigheten av sonden i forhold til jorden, og en anordning for tilførsel av de nevnte signaler til transformeringsanordningen, hvilken transformeringsanordning omfatter en innretning til å kombinere de nevnte signaler som representerer vinkelhastigheten av sonden i. forhold til jorden, med et signal som representerer nevnte første og annet syntetiske signaler og med rotasjonssignalene, for å levere det nevnte signal for transformering av sondebevegelse i det sonde-refererte koordinatsystem til sondebevegelse i. det jord-refererte koordinatsystem.
29. Apparat ifølge krav 28, karakterisert ved at transformeringsanordningen omfatter en innretning til å kombinere de nevnte signaler som representerer vinkelrotasjonen av jorden, med det nevnte signal som representerer nevnte første og annet syntetiske rotasjonssignal, de nevnte rotasjonssignåler og de nevnte signaler som representerer vinkelhastigheten av sonden i forhold til jorden, for å avstedkomme det nevnte trans formeringssignal.
30. Apparat ifølge krav 29, karakterisert ved at transformeringsanordningen omfatter en signal-integrerende innretning og transformeringssignalet er i det vesentlige ekvivalent med integralet av Cb("a)i>]~ {p + ^}Cb' nvor Cb er en sonde/ j ord-koordi nat-transf ormeringsmatrise , hvor bJ? er en matrise som representerer vinkelrotasjonen av sondelegemet om nevnte første, annen og tredje rotasjonsakse, hvor p er en matrise som representerer vinkelhastigheten av det koordinatsystem som består av nevnte første, annen og tredje rotasjonsakse, i forhold til det jord-refererte koordinatsystem, og Q er en matrise som representerer vinkelrotasjonen av jorden i det nevnte jord-refererte system.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/617,355 US4542647A (en) | 1983-02-22 | 1984-06-05 | Borehole inertial guidance system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO860384L true NO860384L (no) | 1986-02-04 |
Family
ID=24473330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO860384A NO860384L (no) | 1984-06-05 | 1986-02-04 | Apparat for oppm¨ling av borehull. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4542647A (no) |
| EP (1) | EP0181931A4 (no) |
| JP (1) | JPS61502339A (no) |
| AU (1) | AU4409485A (no) |
| BR (1) | BR8506768A (no) |
| CA (1) | CA1224874A (no) |
| DE (2) | DE3590225C2 (no) |
| GB (1) | GB2169716B (no) |
| IL (1) | IL75346A0 (no) |
| NO (1) | NO860384L (no) |
| WO (1) | WO1985005652A1 (no) |
Families Citing this family (54)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CS247810B1 (en) * | 1984-11-02 | 1987-01-15 | Josef Dudek | General purpose structural geological measuring instrument |
| US4712306A (en) * | 1985-12-27 | 1987-12-15 | Mcdonnell Douglas Corporation | Fiber optic earth rotation gyro compass |
| US4662209A (en) * | 1986-02-07 | 1987-05-05 | Robert L. Brown | Course length measurement |
| US4797822A (en) * | 1986-12-31 | 1989-01-10 | Sundstrand Data Control, Inc. | Apparatus and method for determining the position of a tool in a borehole |
| US4812977A (en) * | 1986-12-31 | 1989-03-14 | Sundstrand Data Control, Inc. | Borehole survey system utilizing strapdown inertial navigation |
| US4909336A (en) * | 1988-09-29 | 1990-03-20 | Applied Navigation Devices | Drill steering in high magnetic interference areas |
| AU7332791A (en) * | 1990-01-24 | 1991-08-21 | Howard E Johnson | Utility tunneling method and apparatus |
| US5112126A (en) * | 1990-07-27 | 1992-05-12 | Chevron Research & Technology Company | Apparatuses and methods for making geophysical measurements useful in determining the deflection of the vertical |
| US5432699A (en) * | 1993-10-04 | 1995-07-11 | Schlumberger Technology Corporation | Motion compensation apparatus and method of gyroscopic instruments for determining heading of a borehole |
| US5585726A (en) * | 1995-05-26 | 1996-12-17 | Utilx Corporation | Electronic guidance system and method for locating a discrete in-ground boring device |
| GB2315866B (en) * | 1996-08-01 | 2001-01-10 | Radiodetection Ltd | Position detection |
| US5821414A (en) * | 1997-02-07 | 1998-10-13 | Noy; Koen | Survey apparatus and methods for directional wellbore wireline surveying |
| US6529834B1 (en) * | 1997-12-04 | 2003-03-04 | Baker Hughes Incorporated | Measurement-while-drilling assembly using gyroscopic devices and methods of bias removal |
| US6347282B2 (en) * | 1997-12-04 | 2002-02-12 | Baker Hughes Incorporated | Measurement-while-drilling assembly using gyroscopic devices and methods of bias removal |
| US6351891B1 (en) | 1997-12-18 | 2002-03-05 | Honeywell International, Inc. | Miniature directional indication instrument |
| US6243657B1 (en) | 1997-12-23 | 2001-06-05 | Pii North America, Inc. | Method and apparatus for determining location of characteristics of a pipeline |
| DE19807891A1 (de) * | 1998-02-25 | 1999-08-26 | Abb Research Ltd | Faserlaser-Drucksensor |
| US6532419B1 (en) | 1998-09-23 | 2003-03-11 | Magellan Dis, Inc. | Calibration of multi-axis accelerometer in vehicle navigation system |
| FI111287B (fi) * | 1998-12-10 | 2003-06-30 | Tamrock Oy | Menetelmä ja kallionporauslaite kallionporauksen ohjaamiseksi |
| US6453239B1 (en) | 1999-06-08 | 2002-09-17 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for borehole surveying |
| US6553322B1 (en) * | 1999-09-29 | 2003-04-22 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method for accurate pipeline surveying |
| US6668465B2 (en) | 2001-01-19 | 2003-12-30 | University Technologies International Inc. | Continuous measurement-while-drilling surveying |
| US6823602B2 (en) * | 2001-02-23 | 2004-11-30 | University Technologies International Inc. | Continuous measurement-while-drilling surveying |
| US6651496B2 (en) | 2001-09-04 | 2003-11-25 | Scientific Drilling International | Inertially-stabilized magnetometer measuring apparatus for use in a borehole rotary environment |
| US6870128B2 (en) | 2002-06-10 | 2005-03-22 | Japan Drilling Co., Ltd. | Laser boring method and system |
| CA2391165C (en) * | 2002-06-20 | 2011-09-13 | R.S. Technical Instruments Ltd. | Inclinometer system |
| US7114565B2 (en) * | 2002-07-30 | 2006-10-03 | Baker Hughes Incorporated | Measurement-while-drilling assembly using real-time toolface oriented measurements |
| CA2396086C (en) * | 2002-07-30 | 2011-04-05 | Precision Drilling Technology Services Group Inc. | Method and device for the measurement of the drift of a borehole |
| US7000700B2 (en) * | 2002-07-30 | 2006-02-21 | Baker Hughes Incorporated | Measurement-while-drilling assembly using real-time toolface oriented measurements |
| AU2005206589A1 (en) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Cmte Development Limited | Automated drill string position survey |
| CN1332123C (zh) * | 2005-10-09 | 2007-08-15 | 北京航空航天大学 | 一种用于光纤陀螺油井测斜仪的机械骨架 |
| GB0522015D0 (en) * | 2005-10-28 | 2005-12-07 | Intellitect Water Ltd | Improvements in or relating to sensing apparatus |
| CN100425799C (zh) * | 2006-07-17 | 2008-10-15 | 北京航空航天大学 | 一种下井探管机械骨架 |
| US7894512B2 (en) * | 2007-07-31 | 2011-02-22 | Harris Corporation | System and method for automatic recovery and covariance adjustment in linear filters |
| US20090206548A1 (en) * | 2008-02-15 | 2009-08-20 | Scott Allan Hawkins | Protective game piece cover and faceplates |
| US8275582B1 (en) | 2008-07-30 | 2012-09-25 | Lockheed Martin Corporation | Method and system for clock synchronization using templated adaptive maneuver detection |
| US8566055B1 (en) | 2010-02-12 | 2013-10-22 | Lockheed Martin Corporation | Gyro indexing compensation method and system |
| US20110265584A1 (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-03 | Bench Tree Group LLC | Downhole tool measurement device mounting system and method |
| US20130125642A1 (en) * | 2010-05-25 | 2013-05-23 | Imdex Technology Australia Pty Ltd. | Sensor device for a down hole surveying tool |
| ES2963072T3 (es) | 2010-05-25 | 2024-03-25 | Reflex Instr Asia Pacific Pty Ltd | Herramienta de topografía de fondo de pozo |
| BR112014009085A2 (pt) * | 2011-10-14 | 2017-05-09 | Precision Energy Services Inc | análise de dinâmica de coluna de perfuração usando um sensor de taxa angular |
| DE102011054806B4 (de) | 2011-10-26 | 2022-08-25 | Leuze Electronic Gmbh & Co. Kg | Ausrichthilfe für einen Sensor |
| RU2482270C1 (ru) * | 2011-11-11 | 2013-05-20 | Закрытое Акционерное общество Научно-производственная фирма по геофизическим и геоэкологическим работам "Каротаж" | Способ определения ориентации скважинного прибора в буровой скважине |
| RU2501946C2 (ru) * | 2012-03-28 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Способ начальной азимутальной выставки скважинного прибора гироскопического инклинометра и азимутальный модуль |
| RU2507392C1 (ru) * | 2012-11-30 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр |
| CA2815199A1 (en) | 2013-05-02 | 2014-11-02 | 059312 N.B. Inc. | Cyclical sensor array |
| US9714548B2 (en) * | 2013-08-23 | 2017-07-25 | Flexit Australia Pty Ltd. | Apparatus for single degree of freedom inertial measurement unit platform rate isolation |
| US9804288B2 (en) | 2014-05-16 | 2017-10-31 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Real-time, limited orientation sensor auto-calibration |
| US10718198B2 (en) | 2015-09-28 | 2020-07-21 | Hrl Laboratories, Llc | Opportunistic sensor fusion algorithm for autonomous guidance while drilling |
| US11118937B2 (en) | 2015-09-28 | 2021-09-14 | Hrl Laboratories, Llc | Adaptive downhole inertial measurement unit calibration method and apparatus for autonomous wellbore drilling |
| CN109891191B (zh) | 2016-11-29 | 2022-12-23 | 赫尔实验室有限公司 | 用于随钻自主导引的机会传感器融合算法 |
| CN112041541B (zh) | 2017-03-27 | 2023-06-20 | 赫尔实验室有限公司 | 使用到达时间技术从井下压力传感器确定井眼的测量深度(md)的系统 |
| CN111878064B (zh) * | 2020-05-11 | 2024-04-05 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种姿态测量方法 |
| EP3933166A4 (en) * | 2020-05-11 | 2022-06-15 | Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences | ATTITUDE MEASUREMENT PROCEDURE |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3896412A (en) * | 1973-11-19 | 1975-07-22 | Texaco Ag | Method and apparatus for logging the course of a borehole |
| FR2410724A1 (fr) * | 1977-12-02 | 1979-06-29 | Sagem | Perfectionnements apportes aux dispositifs pour l'exploration, en azimut et en inclinaison, d'une ligne de forage |
| US4293046A (en) * | 1979-05-31 | 1981-10-06 | Applied Technologies Associates | Survey apparatus, method employing angular accelerometer |
| AU533909B2 (en) * | 1980-10-23 | 1983-12-15 | Sundstrand Data Control, Inc. | Bore-hole survey apparatus |
| US4399692A (en) * | 1981-01-13 | 1983-08-23 | Sundstrand Data Control Group | Borehole survey apparatus utilizing accelerometers and probe joint measurements |
| US4987684A (en) * | 1982-09-08 | 1991-01-29 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Wellbore inertial directional surveying system |
| US4454756A (en) * | 1982-11-18 | 1984-06-19 | Wilson Industries, Inc. | Inertial borehole survey system |
| CA1211506A (en) * | 1983-02-22 | 1986-09-16 | Sundstrand Data Control, Inc. | Borehole inertial guidance system |
| US4457168A (en) * | 1983-03-10 | 1984-07-03 | Standard Oil Company | Automated borehole gravity meter system |
-
1984
- 1984-06-05 US US06/617,355 patent/US4542647A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-05-30 IL IL75346A patent/IL75346A0/xx unknown
- 1985-05-31 EP EP19850902913 patent/EP0181931A4/en not_active Withdrawn
- 1985-05-31 JP JP60502525A patent/JPS61502339A/ja active Pending
- 1985-05-31 DE DE3590225A patent/DE3590225C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-05-31 GB GB08602794A patent/GB2169716B/en not_active Expired
- 1985-05-31 AU AU44094/85A patent/AU4409485A/en not_active Abandoned
- 1985-05-31 DE DE19853590225 patent/DE3590225T/de active Pending
- 1985-05-31 WO PCT/US1985/001030 patent/WO1985005652A1/en not_active Application Discontinuation
- 1985-05-31 BR BR8506768A patent/BR8506768A/pt unknown
- 1985-06-04 CA CA000483120A patent/CA1224874A/en not_active Expired
-
1986
- 1986-02-04 NO NO860384A patent/NO860384L/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61502339A (ja) | 1986-10-16 |
| GB2169716B (en) | 1988-03-02 |
| DE3590225T (de) | 1986-08-07 |
| GB8602794D0 (en) | 1986-03-12 |
| CA1224874A (en) | 1987-07-28 |
| AU4409485A (en) | 1985-12-31 |
| EP0181931A1 (en) | 1986-05-28 |
| EP0181931A4 (en) | 1986-11-06 |
| US4542647A (en) | 1985-09-24 |
| BR8506768A (pt) | 1986-09-23 |
| WO1985005652A1 (en) | 1985-12-19 |
| GB2169716A (en) | 1986-07-16 |
| IL75346A0 (en) | 1985-09-29 |
| DE3590225C2 (no) | 1990-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO860384L (no) | Apparat for oppm¨ling av borehull. | |
| CA1286773C (en) | Apparatus and method for gravity correction in borehole survey systems | |
| US6453239B1 (en) | Method and apparatus for borehole surveying | |
| CA2243756C (en) | Aided inertial navigation systems | |
| US5172480A (en) | Borehole deviation monitor | |
| US8200436B2 (en) | Method and apparatus for wellbore survey using inertial sensors | |
| US10323501B2 (en) | Method and apparatus for generating weighted average survey | |
| EP3292270B1 (en) | Gyro-based surveying tool and method for surveying | |
| CA2505292A1 (en) | Method for computation of differential azimuth from spaced-apart gravity component measurements | |
| US4920655A (en) | High speed well surveying and land navigation | |
| US9714548B2 (en) | Apparatus for single degree of freedom inertial measurement unit platform rate isolation | |
| EP0294811A2 (en) | High speed well surveying and land navigation | |
| GB2351807A (en) | Reverse inertial navigation method for high precision wellbore surveying | |
| NO840482L (no) | Apparat for oppmaaling av borehull | |
| CN115574815B (zh) | 一种非可视环境导航系统、方法、计算机设备及存储介质 | |
| RU2101487C1 (ru) | Бескарданный гироскопический инклинометр и способ выработки инклинометрических углов | |
| CA2271156C (en) | Method of correcting wellbore magnetometer errors |