NO342425B1 - Optisk deteksjonsanordning med middel for valg av en optisk detektor og/eller en detektorforsterker - Google Patents

Abstract

Optisk deteksjonsanordning (300) innbefattende en optisk detektor (302, 304,306), en detektor- forsterker (336, 338, 340), og svitsjingsmidler, for eksempel en multiplekser (344, 348) for dynamisk å velge minst en av den optiske detektoren eller detektorforsterkeren ved svitsjing fra blant minst to alternative optiske detektorer og/eller minst to detektorforsterkere for slik å minimalisere støyekvivalent effekt (NEP) for en valgt detektor eller kombinasjon av detektor og forsterker under gitte operasjonsbetingelser.

Description

Bakgrunn

Nede-i-hullsfluidprøver blir ofte tatt under kabel- og logging-under-boring/målingunder-boring-formasjonsleteboring. Disse prøvene kan benyttes til å avgjøre ulike egenskaper ved formasjonsfluid. Imidlertid invaderer, under boreoperasjoner, fluidfiltrat deformasjonen og har en tendens til å kontaminere fluider nær brønnhullet. For å redusere kontamineringsnivået (for eksempel til der fluidkontamineringsnivået forblir ved eller under 5%) under prøveinnsamling, kan det bli benyttet vesentlig tid på å pumpe formasjonen. Feltoperatører er således interessert i å vite når kontamineringen har blitt redusert til et akseptabelt nivå, slik at representative prøver kan tas.

Sammendrag

Ifølge et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en anordning, innbefattende: en optisk detektor; og en detektorforsterker elektrisk koblet til den optiske detektoren, idet minst én av den optiske detektoren eller detektorforsterkeren er konfigurert til å dynamisk velges via svitsjing blant minst to alternative elementer for å minimalisere støyekvivalent effekt (NEP; noise equivalent power) for en valgt detektor eller en kombinasjon av den valgte detektoren og en valgt forsterker.

Ifølge et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et system, innbefattende: en anordning innbefattende en optisk detektor og en detektorforsterker elektrisk koblet til den optiske detektoren, idet minst én av den optiske detektoren eller detektorforsterkeren er konfigurert til å velges dynamisk via svitsjing fra blant minst to alternative elementer for å minimalisere støyekvivalent effekt (NEP) for en valgt detektor eller en kombinasjon av den valgte detektoren og en valgt forsterker; og et nede-i-hullsverktøylegeme mekanisk koblet til anordningen.

Ifølge et tredje aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte, innbefattende: å dynamisk velge, ved hjelp av svitsjing, minst én av en optisk detektor eller en detektorforsterker for å kobles til den optiske detektoren for å operere i et optisk deteksjonssystem, hvor valget er basert på å minimalisere støyekvivalent effekt (NEP) hos den optiske detektoren eller en kombinasjon av den optiske detektoren og detektorforsterkeren over et ønsket temperaturområde, og velgingen innbefatter et valg tatt av en flerhet av detektorer og/eller en flerhet av forsterkere.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 er en graf som vise de støyekvivalente kraftkarakteristika for valgte detektor/-forsterkerkombinasjoner i henhold til ulike utførelsesformer av oppfinnelsen.

Fig. 2 viser skjematiske diagrammer av optisk deteksjonsanordning i henhold til ulike utførelsesformer av oppfinnelsen.

Fig. 3 er et skjematisk blokkdiagram av ytterligere optisk deteksjonsanordning, i henhold til ulike utførelsesformer av oppfinnelsen.

Fig. 4 er et blokkdiagram av en mer kompleks optisk deteksjonsanordning, inkludert hvilke som helst én eller flere av anordningene vist i fig.2-3, i henhold til ulike utførelsesformer av oppfinnelsen.

Fig. 5-6 viser systemutførelsesformer av oppfinnelsen.

Fig. 7 er et flytskjema som viser flere fremgangsmåter i henhold til ulike utførelsesformer av oppfinnelsen.

Fig. 8 er et blokkdiagram av en gjenstand i henhold til ulike utførelsesformer av oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse

Én teknikk som kan benyttes til å bestemme fluidprøveegenskaper er den å evaluere de optiske egenskaper hos fluidprøven. De optiske egenskaper hos en fluidprøve kan i sin tur benyttes til å bestemme fluidets kontamineringsnivå, fluidtype, fluidsammensetning og trykk-, volum-, temperatur- (PVT)-egenskaper. I noen utførelsesformer involverer teknikken direkte synlige, nær infrarød (IR), og midt-IR-stråling gjennom en fluidprøve slik at egenskapene ved strålingen etter passering gjennom fluidet kan måles.

I mange utførelsesformer er området for strålingsbølgelengde som skal detekteres fra ca.

300 nm til ca.5000 nm. For å detektere denne strålingen etter at den passerer gjennom en fluidprøve, kan kombinasjoner av optiske detektorer og forsterkere (for eksempel i form av en instrumenteringsforforsterker) benyttes. Elementene i disse anordningene blir valgt for å tilveiebringe et forbedret signal-til-støyforhold (SNR) når de utsettes for nede-i-hullsoperasjonsbetingelser (for eksempel et temperaturområde fra 0 til 200C).

Fig. 1 er en graf 100 som viser de støyekvivalente kraft-(NEP)-karakteristika for valgte detektor/forsterkerkombinasjoner i henhold til ulike utførelsesformer av oppfinnelsen. Selv om mange ulike typer detektorer og forsterkere kan benyttes, har kombinasjonen av en enkel detektor med multiple forsterkere blitt valgt i dette tilfellet for tydelig å illustrere noen grunnkonsepter, og ikke som en måte å begrense det potensielle antallet utførelsesformer på. Andre detektor- og forsterkertyper og spesifikke modeller kan således benyttes.

For eksempel inkluderer optiske detektorteknologier som er anvendbare i nede-i-hullsmiljøet for ulike utførelsesformer kvantumdetektorer (for eksempel lysdiode), InGaAsdetektorer, termosøyledetektorer, og pyroelektriske detektorer, blant annet. Ved aktivering av lys, produserer disse detektorene elektriske spennings- eller strømsignaler, avhengig av typen detektor som benyttes. Signaler fra detektoren blir ofte behandlet av en valgt forsterker før presentasjon til et datainnsamlingssystem.

Det brede temperaturområdet for nede-i-hullsoperasjoner gir noen utfordringer med hensyn til å oppnå en anvendbar SNR. Imidlertid, ved å velge en passende kombinasjon av en optisk detektor og en forsterker, kan disse utfordringene overvinnes i de fleste situasjoner. For eksempel, ved å velge en optisk detektor og en forsterker som sammen presenterer den lavest tilgjengelige NEP, gitt et bestemt sett med miljøbetingelser.

Ved nå å gå til fig.1, kan det ses at en enkel S2386-44K-detektor er paret med tre forsterkere: en OP97-forsterker, en AD8675-forsterker og en AD8599-forsterker.

S2386-44K-detektoren er en silikon lysdiodedetektor tilgjengelig fra Hamamatsu Photonics K.K. i Hamamatsu City, Japan gjennom deres US-kontor i Bridgewater, NJ. Forsterkerne er alle tilgjengelige fra Analog Devices, Inc. i Norwood, Massaschusetts i USA.

Måten den valgte kombinasjonen kan endres over temperatur fremgår tydelig i fig.1, hvor det kan ses at S2386-44K-detektoren kan kombineres med en ulik én av de tre forsterkerne (OP97, AD8675, AD8599) for å tilveiebringe ulike nivåer for NEP for hver kombinasjon. For temperaturer på mindre enn ca.135C (se temperaturkrysningspunkt 134) tilveiebringer OP97-forsterkeren således den laveste NEP når det pares med S2386-44K-detektoren. Imidlertid, mellom ca.136C og 155C, tilveiebringer AD8675-forsterkeren kombinert med S2386-44K-detektoren den laveste NEP. Straks temperaturen stiger over ca.155C (se temperaturkrysningspunkt 136), tilveiebringer AD8599-forsterkeren 0g S2386-44K-detektoren den laveste NEP-kombinasjonen. Dette er et overraskende og uventet resultat, ett som ikke fremgår ved å se på tilvirkerens dataark som dokumenterer ytelsen til individuelle elementer.

Problemstillingen å velge detektorer og/eller forsterkere erkjenner, for eksempel, at forsterkerne kan velges til å tilveiebringe en forbedret SNR over et forventet operasjonstemperaturområde for en gitt detektor. Forsterkervalget for en silikonbasert detektor kan således føre til ofring av lavtemperaturytelse, med en bedre høytemperatur SNR.

Tilsvarende kan multiple detektorer velges til å oppnå en forbedret SNR over hele området av bølgelengder som skal føles, slik som ca.300 nm til ca.5000 nm. I dette tilfellet kan en silikonbasert detektor (for eksempel silikonlysdiode) tilveiebringe den beste SNR (for NEP er lavere) over 400 nm- til 1000 nm-området.

Likeledes trenger den ikke den samme forsterkeren å være det beste valget når ulike detektorer benyttes. For eksempel kan impulseringsforsterker (chopping amplifier) slik som AD8628-forsterkeren (fra Analog Devices, Inc.) yte bedre i kombinasjon med en termosøyledetektor, mens AD8599-forsterkeren kan tilveiebringe en bedre system-SNR når den benyttes i kombinasjon med en InGaAs-detektor (for eksempel Hamamatsu Photonics modell G8421).

Individuelle komponenter har spesifikke elementer som bidrar til deres totale NEP. Derfor kan, for å bestemme NEP for en bestemt kombinasjon av elementer, flere bidragsytere til støyeffekt for hver komponent bli tatt i betraktning. For eksempel kan, når ulike støybidragsytere for hvert element i kombinasjonen av en detektor og en forsterker blir betraktet over det forventede nede-i-hullsoperasjonstemperaturområdet, bedre systemytelse ved høye temperaturer tilveiebringes ved en kombinasjon som ikke ville bli valgt ved operasjon ved lavere temperaturer.

En kretsmodell kan benyttes for å beregne NEP ved en gitt kombinasjon, basert på individuelle NEP-elementverdier for bestemte komponentelementer (ulike bidragsfaktorer er ofte mer signifikante enn andre, avhengig av temperaturområdet tatt i betraktning). Slike bidragende faktorer benyttet i modellen kan inkludere detektorshuntresistansen, forsterkerfeedbackmotstand, inngangsspenningsstøy hos forsterkeren og inngangsstrømstøy hos forsterkeren, blant annet. Modelleringsprosedyren for en slik kombinasjon er velkjent for fagmannen innen området. I tillegg, eller i alternativet, kan NEP for ulike kombinasjoner bli eksperimentelt bestemt og/eller verifisert via måling over de forventede områder for temperatur og kildebølgelengde.

Fig. 2 viser skjematiske diagrammer for optisk deteksjonsanordning 200, 230, i henhold til ulike utførelsesformer av oppfinnelsen. Her kan det sees at noen utførelsesformer er relativt enkle å implementere. For eksempel innbefatter anordningen 200 en SPDT (”single-pole, double-throw”)-bryter som benyttes til å velge mellom to detektorer 202, 204, i kombinasjon med en enkelt forsterker, 208, for å tilveiebringe et utgangssignal 210. Tilsvarende innbefatter anordningen 230 en SP4T (”single-pole, four-throw”)-bryter som benyttes til å velge mellom to forsterkere 238, 240, i kombinasjon med en enkelt detektor 234, for å tilveiebringe et utgangssignal 242. I hvert tilfelle kan kombinasjonen av en detektor og forsterker bli valgt som tilveiebringer den lavest tilgjengelige NEP for et bestemt sett med operasjonsbetingelser, slik som lavere temperatur kontra høyere temperatur, lavere kildebølgelengde kontra høyere kildebølgelengde, én detektortype kontra en annen detektortype, og/eller ett forsterkermerke/modell/type kontra et annet forsterkermerke/modell/type.

Det skal bemerkes at detektorene 202, 204, 234 er vist som diodedetektorer for enkelthets skyld, og ikke som begrensning. Termosøyedetektorer og andre typer optiske detektorer kan også benyttes, som bemerket andre steder i dette dokumentet. Tilsvarende, selv om enkeltpolbrytere 206, 236 er vist, kan en hvilken som helst type bryter eller velger (for eksempel en multiplekser) benyttes til å bestemme operasjonskonfigurasjonen for ulike anordninger beskrevet heri.

NEP kan således defineres for en detektor, eller for en kombinasjon av en detektor og forsterker. Selv om et støytall kan publiseres for en forsterker, produserer bruk av en ”lavstøy”-forsterker ikke nødvendigvis en kombinasjon av detektor og forsterker som har en lav NEP, gitt et bestemt sett med miljøoperasjonsbetingelser. I flere utførelsesformer blir inngangsstøyimpedansen til forsterkeren i det vesentlige matchet med utgangsimpedansen til detektoren ved den forventede operasjonstemperaturen. I de fleste utførelsesformer er den beste kombinasjonen én som tilveiebringer den lavest tilgjengelige NEP over en bestemt del av det forventede operasjonstemperaturområdet. Selv om det kan være nyttig å maksimere ytelsen ved den høyest forventede operasjonstemperatur, tillater ulike utførelsesformer forsterkere og/eller detektorer å bli valgt for operasjon innenfor valgte temperaturområder, om ønskelig.

Fig. 3 er et skjematisk blokkdiagram av ytterligere optisk deteksjonsanordning 300, i henhold til ulike utførelsesformer av oppfinnelsen. Her kan det sees at multipleksere 344, 348 har blitt benyttet i stedet for brytere 206, 236 i fig.2. I tillegg er ulike typer detektorer 302, 304, 306 vist, som muligens danner en del av en gruppe 308 med detektorer.

Operasjonstemperaturen for én eller flere av detektorene 302, 304, 306 kan overvåkes ved bruk av en temperatursensor 364’. Hvis detektorene 302, 304, 306 er tilstøtende hverandre, eller montert til den samme understøttelsesoverflaten (for eksempel som en del av gruppen 308), slik som det samme substratet, kan dette tilveiebringe en relativt enkel måte å overvåke operasjonstemperaturen på for flere detektorer på en gang.

Operasjonstemperaturen til forsterkerne 336, 338, 340 kan også overvåkes ved bruk av en temperatursensor 364”. Forsterkerne 336, 338, 340 kan også monteres til en felles overflate (ikke vist i fig. 3).

Når de eksponerte detektorene 302, 304, 306 blir bestrålt med en passende kildebølgelengde, produserer de et signal som kan bli valgt av multiplekseren 344. Dette signalet kan velges og passeres videre til én eller flere av forsterkerne 336, 338, 340 som detektorutgangssignal 310. Signal-310-valget kan skje som et resultat av programinstruksjoner lagret i et minne 362 koblet til en prosessor 360 som er elektrisk koblet til multiplekseren 344.

I mange utførelsesformer blir detektorutgangssignalet 310 mottatt av minst én forsterker. Således kan, som vist i fig.2, en enkelt forsterker bli valgt til å motta signalet 310, eller som vist i fig.3, kan multiple forsterkere benyttes til å motta signalet 310. Fagmannen innen området vil derfor innse, etter gjennomgang av disse figurene, og lesing av denne publikasjonen, at en multiplekser eller annet bryterarrangement kan velges til å tilveiebringe signalet 310 til bare én av forsterkerne 336, 338, 340. I dette tilfellet blir imidlertid utgangssignalet 342 til den mottakende forsterkeren valgt ved bruk av multiplekseren 348. I begge tilfeller kan forsterker og/eller signalvalg skje som et resultat av programinstruksjoner lagret i minnet 362, og utført av prosessoren 360 som er elektrisk koblet til multiplekserne 344, 348.

Det valgte forsterkerutgangssignalet 342 kan bli ledet til datainnsamlingslogikk 370, hvor den kan bli digitalisert ved hjelp av en analog-til-digital-omformer 378, og lagret i minnet 362. De resulterende digitaliserte forsterkerutgangssignalverdier kan bli overført til en overflatelokasjon for ytterligere prosessering ved hjelp av en telemetritransmitter 374.

Fig. 4 er et blokkdiagram av en mer kompleks optisk deteksjonsanordning 400, inkludert hvilke som helst én eller flere av anordningene som vist i fig.2-3, i henhold til ulike utførelsesformer av oppfinnelsen. I noen utførelsesformer danner anordningen 400 en del av et komplett spektroskopisystem.

Det skal bemerkes at anordningen 300 vist i fig.4 har blitt delt i funksjonelle enheter, i stedet for kretselementer, som vist i fig.2-3. Anordningen 300 inkluderer således i dette tilfellet en detektor-forsterkerkombinasjon 432 (muligens innbefattende detektorer, forsterkere og velgemekanismer (for eksempel brytere, multipleksere etc.), som vist i fig.

2-3), og datainnsamlings- og behandlingslogikk 434 (for eksempel muligens innbefattende datainnsamlingslogikk 370 og sensorer 364, som vist i fig.3). Detektor-forsterkerkombinasjonen 432 kan således innbefatte én eller flere typer detektorer, inkludert termiske detektorer (for eksempel pyroelektriske, termosøyle etc.), og fotodetektorer (fotoakustisk, silisiumdiode, PbSe, InGaAs, PMT etc.).

Kilden 420 for stråling kan innbefatte en relativt bredbåndkilde, slik som én som stråler over et område fra omtrent 0,3 um til omtrent 6 um. Kilden 420 kan innbefatte en enkelt kilde, eller multiple kilder, muligens strålende over ulike bølgelengdebånd. For eksempel kan kilden 420 innbefatte et wolframfilament.

En kollimator 424 kan benyttes i med kilden 420 for å lede hovedbanstrålingen 422 langs hovedbanen inntil den når detektoren til detektor-forsterkerkombinasjonen 432. Kollimatoren 424 kan inkludere et mangfold optikk i noen utførelsesformer, inkludert parabolreflektorer, linser, speil etc. Kollimatoren 424 kan benyttes hvor som helst langs hovedstrålingsbanen 422 for å forbedre transmisjonseffektivitet. En referansestrålingsbane 426 kan også benyttes i noen utførelsesformer for å tilveiebringe en mekanisme for kalibrering og/eller sammenligning.

I noen utførelsesformer innbefatter anordningen 400 en strømningscelle 428. I mange tilfeller strømmer prøvefluid med høyt trykk og høy temperatur gjennom cellen 428. Strålingen fra kilden 420 passerer gjennom et optisk transparent primærvindu i cellen 428, gjennom fluidet og så ut av et sekundært vindu. Fluidet samvirker med strålingen, og preger strålingssensitive egenskaper på spektralkomponentene til hovedbanestrålingen 422.

Safir eller andre egnede materialer kan benyttes i vinduene til cellen 428 for å tillate bredbåndsstråling å passere gjennom fluidprøven. Slikt materiale er vanligvis sterkt nok til å motstå høyt trykk (for eksempel opp til 200.000 kPa) og høy temperatur (for eksempel opp til 250C). Spalten mellom primær- og sekundærvinduene kan bli satt hvor som helst innenfor et område av avstander, slik som mellom omtrent 0,5 mm og omtrent 3 mm. Spalten kan være en variabel spalte.

En spektralfordeler 430 kan være anordnet for å avskjære hovedstrålingsbanen 422. Fordeleren 430 kan operere for å separere mottatt stråling i bølgelengdebånd for å bestemme bølgelengdespektralinnholdet til fluidet som blir målt. Mekanismen for fordeling kan innbefatte en filterrekke, et prisme, et fargehjul eller et optisk gitter. Et roterende kapper/filterhjul kan benyttes til å modulere strålingen, mens det tilveiebringes stråling som er periodisk separert i bølgelengdebånd.

Utgangssignalet 442 fra detektor-forsterkerkombinasjonen 432 (for eksempel lignende med eller identisk med utgangssignalet 342 i fig.3) kan bli kondisjonert, målt og digitalisert av datainnsamlings- og behandlingslogikken 434. Digitaliserte versjoner av utgangssignalet 442 fra detektor-forsterkerkombinasjonen 432 kan så viderebehandles til data som beskriver fluidegenskaper (for eksempel kontaminering, fluidtype, GOR, sammensetning etc.) forbundet med fluidet testet i cellen 428. Denne data kan bli lagret i logikken 434 nede-i-hulls, eller transmittert til overflaten via kabel eller måling-underboring/logging-under-boring. Mange utførelsesformer kan således realiseres.

For eksempel, ved nå å vise til fig.2-4, kan det sees at en anordning 400 kan innbefatte en kombinasjon av en enkelt detektor og en enkelt forsterker som har blitt valgt for å redusere NEP blant multippel tilgjengelig kombinasjon. Den valgte kombinasjonen kan bli tatt fra et sett på minst to detektorer og én forsterker, eller to forsterkere og én detektor, for eksempel. Multiple detektorer og/eller forsterkere kan bli selektivt svitsjet i operasjon basert på minimalisering av NEP til den valgte detektor, eller en kombinasjon av detektoren og forsterkeren.

I noen utførelsesformer kan således en anordning 400 innbefatte en optisk detektor 202, 204, 234, 302, 304, 306 og en detektorforsterker 208, 238, 240, 336, 338, 340 elektrisk koblet til den optiske detektoren. I de fleste utførelsesformer skal minst én av den optiske detektoren eller detektorforsterkeren bli dynamisk valgt via svitsjing (for eksempel bruk av bryterne 206, 236 og/eller multiplekserne 344, 348, for eksempel) fra blant minst to alternative elementer for å redusere NEP til en valgt detektor eller en kombinasjon av den valgte detektoren og en valgt forsterker til den laveste verdi som er tilgjengelig.

Valget for å redusere tilgjengelig NEP kan således gjøres fra blant to eller flere detektorer, eller to eller flere forsterkere. Derfor kan de alternative elementer innbefatte minst to (optiske) detektorer, eller minst to (detektor)-forsterkere.

Anordningen 400 kan innbefatte én eller flere optiske detektortyper (for eksempel både termiske detektorer og fotodetektorer). De optiske detektorer kan være inkludert som en gruppe (array) 308 med detektorer.

Temperatursensorer kan benyttes til detektoren, forsterkeren eller begge. Anordningen 400 kan således innbefatte én eller flere temperatursensorer 364 for å føle en operasjonstemperatur for én eller flere optiske detektorer og/eller én eller flere detektorforsterkere.

Et styringssystem kan benyttes for å oppnå svitsjing blant tilgjengelige elementer, slik som ytterligere detektorer og/eller forsterkere. Anordningen 400 kan således innbefatte et tilbakekoblings- og –styringssystem (for eksempel prosessoren 360, koblet til temperatursensorene 364, en kildebølgelengdesensor 376 og multiplekserne 344, 348) for å overvåke en operasjonstemperatur hos de optiske detektorer, detektorforsterkerne eller begge, og å oppnå svitsjingen basert på den overvåkede operasjonstemperaturen og/eller kildebølgelengden.

I noen utførelsesformer kan enkel svitsjingslogikk, muligens i form av en temperatursensor 364 og én eller flere brytere, benyttes for å oppnå svitsjing.

Anordningen 400 kan således innbefatte svitsjingslogikk (for eksempel individuelle brytere 206, 236 i fig.2, eller multipleksere 344, 348 i fig.3) for å oppnå svitsjingen basert på en operasjonstemperatur forbundet med étt eller flere av de alternative elementer (dvs. optiske detektorer og forsterkere).

Svitsjingslogikk, muligens i form av en bølgelengdesensor 376 og én eller flere brytere, kan også benyttes for å oppnå svitsjingen. Anordningen 400 kan således innbefatte svitsjingslogikk (for eksempel individuelle brytere 206, 236 i fig.2, eller multipleksere 344, 348 i fig.3) for å oppnå svitsjingen basert på bølgelengden til kildestråling som skal mottas av den optiske detektoren. Svitsjingen mellom alternative elementer kan således være basert på temperatur (for eksempel elementoperasjonstemperatur), kildebølgelengde eller begge.

Anordningen kan inkludere en kilde for stråling, slik som en bredbånds- eller multiple smalbåndskilder. Anordningen 400 kan således innbefatte en bredbåndskilde 420 for stråling eller multiple smalbåndskilder for stråling, som skal rettes mot den optiske detektoren.

Anordningen 400 kan inkludere en strømningscelle 428. Anordningen 400 kan således innbefatte en strømningscelle 428 for å motta et prøvefluid, og å tillate kildestråling å passere gjennom prøvefluidet før det blir mottatt av den optiske detektoren.

En spektralfordeler 430, slik som et prisme, gitter eller filterhjul, kan benyttes for å fordele innkommende stråling til valgte detektorer. Anordningen 400 kan således innbefatte en spektralfordeler 430 for å motta kildestråling, og å fordele en spektraldel av kildestrålingen til den optiske detektoren.

Anordningen 400 kan inkludere datainnsamlingslogikk. Anordningen 400 kan således innbefatte datainnsamlingslogikk 370 til å motta signaler fra den optiske detektoren og lagre verdier forbundet med signalene, og/eller å overføre verdiene til et overflateloggingsanlegg.

I noen utførelsesformer innbefatter anordningen 400 et spektroskopisk analysesystem. Anordningen 400 kan således innbefatte en kilde for optisk stråling 420, og en strømningscelle 428 til å motta fluidprøver og den optiske strålingen, og å tillate den optiske strålingen å passere gjennom fluidprøvene før den treffer den optiske detektoren.

Fig. 5-6 viser systemutførelsesformer av oppfinnelsen. For eksempel viser fig. 5 en borerigg-system-564-utførelsesform av oppfinnelsen, og fig.6 viser en kabelsystem-464-utførelsesform av oppfinnelsen. Systemene 464, 564 kan således innbefatte deler av et nede-i-hullsverktøy, realisert som et verktøylegeme 470 (for eksempel som en del av en kabelloggingsoperasjon), eller som et måling-under-boring-(MWD)- eller loggingunder-boring-(LWD)-verktøy 524 som en del av en nede-i-hullsboreoperasjon.

Boring av olje- og gassbrønner blir vanligvis utført ved bruk av en streng med borerør koblet sammen til å danne en borestreng som blir senket gjennom et rotasjonsbord 410 inn i et brønnhull eller borehull 412. Ved nå å gå til fig.5, kan det sees hvordan et system 564 kan danne en del av en borerigg 502 plassert ved overflaten 504 av en brønn 506. Boreriggen 502 kan tilveiebringe understøttelse for en borestreng 508. Borestrengen 508 kan operere for å penetrere et rotasjonsbord 410 for boring av et borehull 412 gjennom underoverflateformasjoner 414. Borestrengen 508 kan inkludere en Kelly 516, borerør 518 og bunnhullssammenstilling 520, muligens plassert ved den nedre delen av borerøret 518. I noen utførelsesformer kan én eller flere anordninger 400 bli båret som del av borestrengen 508 eller verktøyet 524.

Bunnhullssammenstillingen 520 kan inkludere vektrør 522, et verktøy 524 og en borekrone 526. Borekronen 526 kan operere for å skape et borehull 412 ved å penetrere overflaten 504 og underoverflateformasjonene 414. Verktøyet 524 kan innbefatte et hvilket som helst antall ulike typer nede-i-hullsverktøy inkludert MWD-(måling-underboring)-vertøy, LWD-verktøy og andre.

Under boreoperasjoner kan borestrengen 508 (muligens inkludert Kelly 516, borerøret 518 og bunnhullssammenstillingen 520) bli rotert av rotasjonsbordet 410. I tillegg til, eller alternativt, kan bunnhullssammenstillingen 520 også bli rotert av en motor (for eksempel en slammotor) som er plassert nede-i-hulls. Vektrørene 522 kan bli benyttet til å tilføre vekt til borekronen 526. Vektrørene 522 kan også operere for å avstive bunnhullssammenstillingen 520, som tillater bunnhullssammenstillingen 520 å overføre den tilføyde vekten til borekronen 526, og i sin tur bidra til at borekronen 526 penetrerer overflaten 504 og underoverflateformasjonene 414.

Under boreoperasjoner kan en slampumpe 532 pumpe borefluid (noen ganger kjent for fagmannen innen området som ”boreslam”) fra en slamtank 534 gjennom en slange 536 inn i borerøret 518 og ned til borekronen 526. Borefluidet kan strømme ut fra borekronen 526 og bli returnert til overflaten 504 gjennom et ringformet areal 540 mellom borekronen 518 og sidene av borehullet 412. Borefluidet kan så returneres til slamtanken 534, hvor slikt fluid blir filtrert. I noen utførelsesformer kan borefluidet benyttes til å avkjøle borekronen 526, så vel som å tilveiebringe smøring for borekronen 526 under boreoperasjoner. I tillegg kan borefluidet benyttes til å fjerne underoverflateformasjons-414-borekaks dannet ved operasjon av borekronen 526.

Fig. 6 viser en brønn under kabelloggingsoperasjoner. En boreplattform 486 er utstyrt med et boretårn 480 som understøtter en heis 490. Her er det antatt at borestrengen har blitt midlertidig fjernet fra borehullet 412 for å tillate et kabelloggingsverktøylegeme 470, slik som en probe eller sonde som bærer et sonisk verktøy 200, å bli senket av kabel- eller loggingskabelen 474 inn i borehullet 412. Typisk blir verktøylegemet 470 senket til bunnen av området av interesse og deretter trukket oppover med en i det vesentlige konstant hastighet.

Under oppoverturen kan anordningen 400 inkludert i verktøylegemet 470 benyttes til å utføre målinger i borehullet 412 ettersom legemet 470 passerer forbi. Måledataene kan bli kommunisert til et overflateloggingsanlegg 392 for lagring, behandling og analyse. Loggingsanlegget 392 kan være tilveiebrakt med elektronisk utstyr for ulike typer signalbehandling, som kan bli implementert ved hjelp av hvilke som helst én eller flere av komponentene i anordningen 400 angitt som en anordning eller et system i kravene nedenfor, og/eller vist i fig.2-4. Loggdataene er lignende de som kan samles og analyseres under boreoperasjoner (for eksempel under logging-under-boringsoperasjoner).

Anordningen 400, som kan innbefatte hvilke som helst én eller flere av komponentene tidligere beskrevet, kan således være lokalisert nede-i-hulls. Anordningen 400, inkludert hvilke som helst av underkomponentene tidligere beskrevet, kan derfor være i det minste delvis rommet av et nede-i-hullsverktøy, muligens som tar form av et MWD/-LWD-verktøy 524 eller et verktøylegeme 470.

I noen utførelsesformer kan deler av anordningen 400, inkludert datainnsamlings- og behandlingslogikken 434, være plassert i overflaten. Andre deler av anordningen 400 kan være i det minste delvis rommet av nede-i-hullsverktøyet. Telemetri kan benyttes for å kommunisere mellom deler av anordningen 400 lokaliset nede-i-hulls, og deler plassert ved overflaten.

Datainnsamlings- og behandlingslogikken 434 kan innbefatte en signalprosessor.

Signalprosessoren kan benyttes til å motta og digitalisere utgangssignalet (for eksempel tilveiebrakt av anordningen 300 i fig.3, 4) for å tilveiebringe et digitalisert utgangssignal.

Datainnsamlings- og behandlingslogikken 434 kan innbefatte en telemetritransmitter for å kommunisere verdier forbundet med utgangssignalet fra anordningen 200, 230, 300, 400 til et overflateloggingsanlegg, muligens ett som inkluderer en signalprosessor. Overflateloggingsanlegget og datainnsamlings- og behandlingslogikken 434 kan således benyttes til å dele arbeidet forbundet med behandling av utgangssignalet til anordningen 400. Overflateanlegget kan innbefatte et display (se element 396 i fig.5, 6) for å fremvise verdier forbundet med utgangssignalet, slik som en digitalisert versjon av utgangssignalet til anordningen 400. Mange utførelsesformer kan således realiseres.

For eksempel kan et system 464, 564 innbefatte én eller flere anordninger 400, og et nede-i-hullsverktøylegeme mekanisk koblet til anordningen 400. Systemet 464, 564 kan innbefatte et måling-under-boring-(MWD)-, logging-under-boring-(LWD)- eller kabelsystem. Nede-i-hullsverktøylegemet kan således være mekanisk koblet til én av en MWD, LWD eller kabelsystem.

Anordningen 200, 230, 300, 400; detektorer 202, 204, 234, 302, 304, 306; brytere 206, 236; forsterkere 208, 238, 240, 336, 338, 340, 342; signaler 210, 242, 310, 442; gruppe 308; multipleksere 344, 348; sensorer 364; prosessor 360; minne 362; logikk 370, 434; analog-til-digitalomformer 378; loggingsanlegg 392; display 396; anordning 400; rotasjonsbord 410; borehull 412; formasjon 414; kilde 420, kollimator 424; celle 428; spektralfordeler 430; detektor-forsterkerkombinasjon 432; systemer 464, 564; verktøylegeme 470; boreplattform 486; boretårn 480; heis 490; loggingskabel 474; borerigg 502; brønn 506; borestreng 508; Kelly 516; borerør 518; bunnhullssammenstilling 520; vektrør 522; nede-i-hullsverktøy 524; borekrone 526, slampumpe 532; slamtank 534; og slange 536 kan alle karakteriseres som ”moduler” heri. Slike moduler kan inkludere hardwarekretssystem, og/eller en prosessor og/eller minnekretser, softwareprogrammoduler og objekter, og/eller fastware, og kombinasjoner derav, som ønsket av arkitekten for anordningen 400 og systemene 464, 564, og som passende for bestemte implementeringer av ulike utførelsesformer. For eksempel kan, i noen utførelsesformer, slike moduler være inkludert i en anordnings- og/eller systemoperasjonssimuleringspakke, slik som en softwareelektrisk signalsimuleringspakke, en kraftbruks- og fordelingssimuleringspakke, en kraft/varmespredningssimuleringspakke, og/eller en kombinasjon av software og hardware benyttet til å simulere operasjonen av ulike potentielle utførelsesformer.

Det skal også forstås at anordningene og systemene i ulike utførelsesformer kan benyttes i andre applikasjoner enn for boreoperasjoner, og således skal ulike utførelsesformer ikke begrenses slik. Illustrasjonene av anordning 400 og systemer 464, 564 har til hensikt å tilveiebringe en generell forståelse av strukturen hos ulike utførelsesformer, og de har ikke til hensikt å fungere som en fullstendig beskrivelse av alle elementene og trekkene ved anordninger og systemer som kan finne bruk i strukturene beskrevet heri.

Fig. 7 er et flytskjema som viser flere fremgangsmåter i henhold til ulike utførelsesformer av oppfinnelsen. For eksempel begynner en prosessorimplementert fremgangsmåte 711 for å eksekutere én eller flere prosessorer som utfører fremgangsmåter for valg av ulike kombinasjoner av detektorer og forsterkere for å redusere NEP i blokk 721 med å bestemme én eller flere temperaturer, muligens en følt operasjonstemperatur for detektorer, forsterkere eller andre komponenter i et nede-i-hullsspektroskopisystem, eller omgivelsestemperaturer som omkranser komponentene. En bestemmelse av i hvilken grad slike temperaturer faller innenfor et valgt område kan også gjøres (for eksempel de tre temperaturområdene vist i fig. 1: det første som opptar temperaturer opp til temperaturkrysningspunktet 134, det andre som ligger mellom temperaturkrysningspunktet 134 og 136, og det tredje som befinner seg over temperaturkrysningspunktet 136.

Fremgangsmåten 711 kan så fortsette på blokken 725 med å bestemme bølgelengden for stråling utsendt av kilden. Dette kan bestemmes ved faktisk føling og/eller måling av bølgelengden, eller ved å vurdere logikk som tilveiebringer en indikasjon på den aktuelle valgte kilden, eller føling av tilstanden til en eller annen komponent som opererer for å justere bølgelengden utsendt av kilden.

Fremgangsmåten 711 kan gå videre til blokken 729 med å bestemme en verdi for NEP som kan forventes, gitt én eller flere detektorforsterkerkombinasjoner, muligens ved bruk av en modelleringsformel eller en oppslagstabell.

Fremgangsmåten 711 kan så gå videre til blokken 741 med velging av minst én av en optisk detektor eller en detektorforsterker (for å koble til en optisk detektor) for å operere som en del av et optisk detektorsystem, hvor velgeaktiviteten er basert på å minimalisere NEP til den optiske detektoren eller en kombinasjon av den optiske detektoren og detektorforsterkeren over et ønsket temperaturområde, eller over et ønsket område av kildebølgelengder, eller begge deler. For eksempel kan den ønskede temperaturen strekke seg fra omtrent 0C til omtrent 200C. Den ønskede kildebølgelengden kan strekke seg fra omtrent 300 nm til omtrent 5000 nm.

Aktiviteten i blokk 741 kan innbefatte velging av detektorforsterkeren basert på et operasjonstemperaturområde forbundet med detektorforsterkeren og/eller typen optisk detektor, respektivt. Aktiviteten i blokk 741 kan også innbefatte, eller innbefatte i alternativet, valg av en optisk detektor basert på et operasjonstemperaturområde forbundet med den optiske detektoren og/eller strålingskildebølgelengden som skal mottas av den optiske detektoren.

Fremgangsmåten 711 kan også gå videre til blokk 745 for å bestemme om den minimalt tilgjengelige NEP har blitt oppnådd. For eksempel kan de tilgjengelige kombinasjoner av detektorer og forsterkere bli sammenlignet med en tabell som lister opp kombinasjoner som skal benyttes for en gitt målt temperatur og/eller bølgelengde. Hvis den aktuelle valgte kombinasjonen av en detektor og forsterker sammenfaller med den som er listet opp, så har den minimalt tilgjengelige NEP blitt oppnådd. Hvis ikke, kan da en annen detektor og/eller forsterker velges i blokk 743 for å tilveiebringe en redusert NEP i forhold til den aktuelle valgte kombinasjonen av optisk detektor og forsterker.

Det skal bemerkes at fremgangsmåtene beskrevet heri ikke må eksekuteres i den beskrevne rekkefølge, eller i noen bestemt rekkefølge. Videre kan ulike aktiviteter beskrevet med hensyn til fremgangsmåtene identifisert heri, bli eksekutert på iterativ, seriell eller parallell måte. Noen aktiviteter kan tilføyes, og noen av de inkluderte aktiviteter kan utelates. Informasjon, inkludert parametre, kommandoer, operander og andre data, kan bli sendt og mottatt i form av én eller flere bærebølger.

Fig. 8 er et blokkdiagram av en tilvirkningsgjenstand 800, inkludert en spesifikk maskin 802, i henhold til ulike utførelsesformer av oppfinnelsen. Etter gjennomlesing og forståelse av innholdet i denne publikasjonen vil en fagmann innen området forstå på hvilken måte softwareprogrammet kan bli lansert fra et datamaskinlesbart medium i et datamaskinbasert system for å eksekutere funksjonene definert i softwareprogrammet.

Fagmannen innen området vil videre forstå de ulike programmeringsspråk som kan benyttes for å skape et eller flere softwareprogrammer designet for å implementere og utføre fremgangsmåtene beskrevet heri. Programmene kan være strukturert i et objektorientert format ved bruk av et objektorientert språk slik som Java eller C++. Alternativt kan produktene være strukturert i et prosedyreorientert format ved bruk av et prosedyrespråk, slik som assembler eller C. Softwarekomponentene kan kommunisere ved bruk av et hvilket som helst av et antall mekanismer velkjent for fagmannen innen området, slik som applikasjonsprogramgrensesnitt eller interprosesskommunikasjonsteknikker, inkludert fjernprosedyreoppringinger (remote procedure calls). Læren til ulike utførelsesformer er ikke begrenset til noe bestemt programmeringsspråk eller miljø. Andre utførelsesformer kan således realiseres.

For eksempel kan en tilvirkningsgjenstand 800, slik som en datamaskin, et minnesystem, en magnetisk eller optisk disk, en annen lagringsinnretning, og/eller en hvilken som helst type elektrisk innretning eller system inkludere én eller flere prosessorer 804 koblet til et maskinlesbart medium 808 slik som et minne (for eksempel fjernbare lagringsmedier, så vel som hvilket som helst minne inkludert en elektrisk, optisk eller elektromagnetisk leder som innbefatter konkrete (tangible) medier), med instruksjoner 812 lagret derpå (for eksempel datamaskinprograminstruksjoner), som, når de eksekuteres av én eller flere prosessorer 804, fører til at maskinen 802 utføres hvilke som helst av handlingene beskrevet i forhold til fremgangsmåtene ovenfor.

Maskinen 802 kan anta formen av et spesifikt datamaskinsystem med en prosessor 804 koblet til et antall komponenter direkte, og/eller ved bruk av en buss 816. Maskinen 802 kan således være lignende med eller identisk med arbeidsstasjonen 392 vist i fig.5 og 6, eller datainnsamlings- og behandlingslogikken 434 i anordningen 400 i fig.4.

Ved nå å gå til fig.8, kan det sees at komponentene i maskinen 802 kan inkludere hovedminnet 820, statisk eller ikke-flyktig minne 824, og masselagring 806. Andre komponenter koblet til prosessoren 804 kan inkludere en inndatainnretning 832, slik som et tastatur, en cursor-styringsinnretning 836, slik som en mus. En utgangsinnretning 828, slik som et videodisplay kan være lokalisert separat fra maskinen 802 (som vist), eller kan være laget som en integrert del av maskinen 802.

En nettverksgrensesnittinnretning 840 for å koble prosessoren 804 og andre komponenter til et nettverkt 844 kan også være koblet til bussen 816. Instruksjonene 812 kan bli sendt eller mottatt over nettverket 844 via nettverksgrensesnittinnretningen 840 ved bruk av hvilke som helst av et antall velkjente overføringsprotokoller (for eksempel HyperText Transfer Protocol). Hvilke som helst av disse elementer koblet til bussen 816 kan være fraværende, til stede enkeltvis eller til stede i flertall, avhengig av den spesifikke utførelsesformen som skal realiseres.

Prosessoren 804, minnene 820, 824 og lagringsinnretningen 806 kan hver inkludere instruksjoner 812 som, når de eksekuteres, får maskinen 802 til å utføre hvilke som helst én eller flere av fremgangsmåtene beskrevet heri. I noen utførelsesformer opererer maskinen 802 som en enkeltstående innretning eller kan være koblet (for eksempel i nettverk) til andre maskiner. I et nettverksmiljø kan maskinen 802 operere i egenskap av en server eller en klientmaskin i serverklientnettverkmiljø, eller som en ”peer”-maskin i et ”peer-to-peer” (eller fordelt) nettverksmiljø.

Maskinen 802 kan innbefatte en personlig datamaskin (PC), en arbeidsstasjon, en bord-PC, en sett-topp-boks (STB), en PDA, en mobiltelefon, en web-anordning, en nettverksruter, bryter eller bro, server, klient eller en hvilken som helst spesifikk maskin som er i stand til å eksekutere et sett med instruksjoner (sekvensielle eller andre) som retter handlinger som skal tas av maskinen for å implementere fremgangsmåtene og funksjonene beskrevet heri. Videre, selv om bare en enkelt maskin 802 er vist, skal begrepet ”maskin” også forstås til å inkludere en hvilken som helst samling av maskiner som individuelt eller i fellesskap eksekuterer et sett (eller multiple sett) med instruksjoner for å utføre hvilke som helst én eller flere av metodologiene beskrevet heri.

Selv om det maskinbare lesbare mediet 808 er vist som enkelt medium, skal begrepet ”maskinlesbart medium” forstås til å inkludere et enkelt medium eller flere medier (for eksempel en sentralisert eller fordelt database, og/eller tilknyttede hurtigbuffere og servere, og eller et mangfold av lagringsmedier, slik dom registerne av prosessoren 804, minnene 820, 824, og lagringsinnretningen 806 som lagrer det ene eller flere de flere settene med instruksjoner 812. Begrepet ”maskinlesbart medium” skal også forstås å inkludere ethvert medium som er i stand til å lagre, kryptere eller bære et sett med instruksjoner for eksekutering av maskinen og som får maskinen 802 til å utføre hvilke som helst én eller flere av metodologiene i henhold til den foreliggende oppfinnelse, eller som er i stand til å lagre, kryptere eller bære datastrukturer benyttet av eller forbundet med et slikt sett med instruksjoner. Begrepene ”maskinlestbart medium” eller ”datamaskinlesbart medium” skal følgelig forstås å inkludere konkrete (tangible) medier, slik som fasttilstandsminner og optiske og magnetiske medier.

Ulike utførelsesformer kan implementeres på en enkeltstående applikasjon (for eksempel uten noen nettverksegenskaper), en klientserverapplikasjon eller en ”peer-topeer” (eller fordelt) applikasjon. Utførelsesformer kan også for eksempel utføres av Software-as-a-Servie (Saas), en applikasjonsservicetilveiebringer (ASP), eller ”utility computing”-tilveiebringere, i tillegg til å bli solgt eller lisensiert via tradisjonelle kanaler.

Ved bruk av de beskrevne anordninger, systemer og fremgangsmåter vil de som er ansatt i petroleumsutvinningsindustrien og andre industrier nå være i stand til mer nøyaktig å bedømme sammensetningen av fluidprøver mens det gis rom for et bredt spekter av operasjonstemperaturer og spektroskopiske strålingskildebølgelengder. Økt operasjonseffektivitet og klienttilfredsstillelse kan bli resultatet.

De medfølgende tegninger som danner en del herav, viser ved hjelp av illustrasjon, og ikke som begrensning, spesifikke utførelsesformer i hvilke fagstoffet kan praktiseres. De viste utførelsesformer er beskrevet i tilstrekkelig detalj til å gjøre det mulig for fagmannen inne området å praktisere lærene beskrevet heri. Andre utførelsesformer kan benyttes og avledes derfra slik at strukturelle og logiske erstatninger og endringer kan gjøres uten å fravike fra omfanget av denne publikasjonen. Denne detaljerte beskrivelsen skal således ikke forstås i en begrensende kontekst, og omfanget av ulike utførelsesformer er definert bare av de vedlagte krav sammen med det fulle spekteret av ekvivalenter som slike krav gir rom for.

Slike utførelsesformer av det inventive fagstoff (inventive subject matter) kan refereres til heri, individuelt og/eller samlet, med begrepet ”oppfinnelse” bare for beleilighet og uten noen hensikt å frivillig begrense omfanget av denne søknaden til noen enkelt oppfinnelse eller inventivt konsept hvis mer enn én faktisk er fremlagt. Selv om spesifikke utførelsesformer har blitt vist og beskrevet heri, skal det således forstås at et hvilket som helst arrangement beregnet til å oppnå den samme hensikt kan erstatte de spesifikke viste utførelsesformer. Denne publikasjonen har til hensikt å dekke absolutt alle tilpasninger eller variasjoner av ulike utførelsesformer. Kombinasjoner av de ovennevnte utførelsesformer, og andre utførelsesformer som ikke er spesifikt beskrevet her, vil fremgå for fagmannen innen området ved gjennomgang av beskrivelsen ovenfor.

Claims (20)

Patentkrav

1.

Anordning, k a r a k t e r i s e r t v e d å innbefatte:

en optisk detektor; og

en detektorforsterker elektrisk koblet til den optiske detektoren, idet minst én av den optiske detektoren eller detektorforsterkeren er konfigurert til å dynamisk velges via svitsjing blant minst to alternative elementer for å minimalisere støyekvivalent effekt (NEP; noise equivalent power) for en valgt detektor eller en kombinasjon av den valgte detektoren og en valgt forsterker.

2.

Anordning i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d minst to alternative elementer innbefatter minst to optiske detektorer inkludert den optiske detektoren, eller minst to forsterke inkludert detektorforsterkeren.

3.

Anordning i henhold til krav 1 eller 2, k a r a k t e r i s e r t v e d at den optiske detektoren er inkludert i en gruppe med optiske detektorer.

4.

Anordning i henhold til krav 1, 2 eller 3, k a r a k t e r i s e r t v e d å innbefatte:

en temperatursensor til å måle en operasjonstemperatur for minst én av den optiske detektoren eller detektorforsterkeren.

5.

Anordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r a k -t e r i s e r t v e d ytterligere å inkludere:

et tilbakekoblings- og styringssystem for å overvåke en operasjonstemperatur hos minst én av den optiske detektoren eller detektorforsterkeren, og svitsjingen er konfigurert til å utføre velgingen basert på operasjonstemperaturen.

6.

Anordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r a k -t e r i s e r t v e d ytterligere å inkludere:

en spektralfordeler for å motta kildestråling, og å fordele en spektraldel av kildestrålingen til den optiske detektoren.

7.

Anordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r a k -t e r i s e r t v e d at den optiske detektoren innbefatter én av fotodetektor eller en termisk detektor.

8.

Anordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r a k -t e r i s e r t v e d ytterligere å innbefatte:

en strømningscelle for å motta et prøvefluid, og å tillate kildestråling å passere gjennom prøvefluidet før den blir mottatt av den optiske detektoren.

9.

Anordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r a k -t e r i s e r t v e d at svitsjingen innbefatter:

svitsjingslogikk konfigurert for å oppnå velgingen basert på en operasjonstemperatur forbundet med ett av de alternative elementer.

10.

Anordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r a k -t e r i s e r t v e d ytterligere å inkludere:

svitsjingslogikk for å oppnå svitsjingen basert på en bølgelengde for kildestråling som skal mottas av den optiske detektoren.

11.

Anordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r a k -t e r i s e r t v e d ytterligere å innbefatte:

en bredbåndkilde for stråling, eller multiple smalbåndkilder for stråling, for å rettes mot den optiske detektoren.

12.

System, k a r a k t e r i s e r t v e d å innbefatte:

en anordning innbefattende en optisk detektor og en detektorforsterker elektrisk koblet til den optiske detektoren, idet minst én av den optiske detektoren eller detektorforsterkeren er konfigurert til å velges dynamisk via svitsjing fra blant minst to alternative elementer for å minimalisere støyekvivalent effekt (NEP) for en valgt detektor eller en kombinasjon av den valgte detektoren og en valgt forsterker; og

et nede-i-hullsverktøylegeme mekanisk koblet til anordningen.

13.

System i henhold til krav 12, k a r a k t e r i s e r t v e d at nede-i-hullsverktøylegemet er mekanisk koblet til én av et måling-under-boring-, logging-under-boring- eller kabelsystem.

14.

System i henhold til krav 12 eller 13, k a r a k t e r i s e r t

v e d ytterligere å innbefatte:

en kilde for optisk stråling; og

en strømningscelle for å motta fluidprøver og den optiske strålingen, og å tillate den optiske strålingen å passere gjennom fluidprøvene før den optiske detektoren treffes.

15.

System i henhold til krav 12, 13 eller 14, k a r a k t e r i s e r t v e d ytterligere å inkludere:

datainnsamlingslogikk for å motta signaler fra den optiske detektoren og å lagre verdier forbundet med signalene, og/eller å overføre verdiene til et overflateloggingsanlegg.

16.

Fremgangsmåte, k a r a k t e r i s e r t v e d å innbefatte: å dynamisk velge, ved hjelp av svitsjing, minst én av en optisk detektor eller en detektorforsterker for å kobles til den optiske detektoren for å operere i et optisk deteksjonssystem, hvor valget er basert på å minimalisere støyekvivalent effekt (NEP) hos den optiske detektoren eller en kombinasjon av den optiske detektoren og detektorforsterkeren over et ønsket temperaturområde, og velgingen innbefatter et valg tatt av en flerhet av detektorer og/eller en flerhet av forsterkere.

17.

Fremgangsmåte i henhold til krav 16, k a r a k t e r i s e r t v e d at valget videre innbefatter:

å velge detektorforsterkeren basert på et operasjonstemperaturområde forbundet med detektorforsterkeren og/eller en type av den optiske detektoren, respektivt.

18.

Fremgangsmåte i henhold til krav 16 eller 17, k a r a k t e r i s e r t v e d at valget videre innbefatter:

å velge den optiske detektoren basert på et operasjonstemperaturområde forbundet med den optiske detektoren og/eller en strålingskildebølgelengde som skal mottas av den optiske detektoren.

19.

Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 16 til 18, k a r -a k t e r i s e r t v e d ytterligere å inkludere:

å bestemme en minimalt tilgjengelig verdi for NEP ved bruk av minst én av en modelleringsformel eller en oppslagstabell.

20.

Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 16 til 19, k a r -a k t e r i s e r t v e d at det ønskede temperaturområdet er fra 0°C til 200°C.