NO761414L - - Google Patents

Description

"Føler for apparater til boring av borehull".

Den foreliggende oppfinnelse angår anordninger som tjener til boring av borehull, og som innbefatter føle- og telemetri-organer til periodisk avføling av retningsparametre for en borstreng i borehullet og til frembringelse av utgangssignaler som overføres til overflaten.

Innen området boring av borehull, spesielt olje- og gassbrønn-boring, har nytten av et system som er istand til å detektere visse parametre ved bunnen av en borestreng og til å overføre slike data til overflaten under boreoperasjonen, lenge vært anerkjent.

Mens noen forslag og systemer til borehull-telemetri har innbefattet arrangementer hvor sensorpakker periodisk senkes ned i og heves fra et brønnhull, skal langt de fleste foretrukne arrangementer ha sine parameteravfølende apparater permanent anordnet på bunnen av brønnen, fortrinnsvis i et nedre segment av borstrengen, og overføre data til overflaten. Der er foreslått en rekke systemer til utførelse av slik avføling og dataoverføring. En av hovedtypene av slike systemer er mudder-puls-telemetrisystemet hvor pulser frembringes i muddersøylen i borstrengen for over-føring av data til overflaten.

Den permanente nedre hullposisjon av parametersensorene

gjør imidlertid faktorene pålitelighet, nøyaktighet og repeter-barhet av parameterbestemmelsen desto viktigere. Ellers vil boreren ikke ha noen virkelig nøyaktig indikasjon på retningen av brønnhullet med mindre parametersensorene er meget nøyaktige, eller der kan inntre alvorlig tidstap og omkostninger dersom det blir nødvendig å fjerne borstrengen utenfor tur.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe

nye og forbedrede føleorganer for en anordning til boring av

borehull og organer til å styre driften av den, hvormed de nevnte ulemper blir eliminert eller betydelig redusert og der fås meget nøyaktige, pålitelige og repeterbare målinger av retningsparametre i et borehull.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er der skaffet et føleorgan til periodisk avføling av retningsparametre for en borstreng i et borehull og til frembringelse av utgangssignaler som er i samsvar med de målte parametre, og som skal overføres til overflaten, og det karakteristiske ved føleorganet ifølge oppfinnelsen er at føleorganet omfatter en tre-akse-slingrebøyle med organer som reagerer på tyngdekraften og tjener til å bestemme et vertikalplan og et horisontalplan, og med andre organer som reagerer på magnetisme og tjener til å bestemme innstillingen i forhold til retningen av jordens magnetfelt, en motor-drivinnretning til å flytte de første og andre organer fra første forhåndsbestemte posisjoner til andre forhåndsbestemte posisjoner, som har hver sin forhåndsbestemte innstilling med hensyn til retningen av tyngdekraften og jordens magnetfelt, samt en styreinnretning til styring av driften av motor-drivinnretningen og til måling av den totale forskyvning av hvert av de første og andre organer mellom de første og andre posisjoner.

Ifølge en foretrukken utførelsesform innbefatter de første organer, som reagerer på tyngdekraften, feilomformings-akselerometre som hvert har en akse som er følsom for tyngdekraftens retning, mens de andre organer, som reagerer på magnetisme, omfatter et magnetometer med en akse som er følsom for retningen av jordens magnetfelt.

En ytre slingrebøyle, kjent som referanse-slingrebøylen, måler referansevinkelen mellom et referansemerke på borstrengen og det vertikalplan som inneholder boreaksen. En mellomliggende slingrebøyle, eller inklinasjons-slingrebøylen, måler boreaksens inklinasjonsvinkel i forhold til vertikalen. En indre eller magnetometer-slingrebøyle måler vinkelen mellom horisontalprojeksjonen av boreaksen og magnetisk nord i horisontalplanet. Føler-pakken er utformet for å inneholdes i borstrengen, og konstruk-sjonen er således sammenlignbar med en sylindrisk form hvor diameteren er begrenset av borstrengens diameter, men hvor der for lengdens vedkommende ikke foreligger noen begrensning av betydning.

Referanse-slingrebøylen består av en rørformet oppbygging som fritt kan dreie seg koaksialt med borstrengen inne i et stasjonært rør i denne. Et akselerometer er anordnet på referanse-slingrebøylen med sin følsomme akse vinkelrett på referanse-slingrebøylens dreieakse. Referansevinkelen måles ved bestemmelse av den bevegelse som er nødvendig for å,bevege akselerometeret fra en "hjemmestilling" til en stilling hvor utgangssignalet fra akselerometeret er null. Referansevinkelen måles fortrinnsvis ved telling av det antall skritt som en skrittmotor må tilbakelegge fra en kjent hjemmestilling til en stilling hvor utgangssignalet-fra referanse-akselerometeret er null.

Inklinasjons-slingrebøylen til måling av inklinasjonsvinkelen er anordnet, inne i referanse-slingrebøylen. Inklinasjons-slingrebøylen har også et akselerometer hvormed inklinasjonsvinkelen måles ved .bestemmelse av den bevegelse som skal til for å bringe akselerometeret fra en hjemmestilling til en stilling hvor utgangssignalet fra akselerometeret er null. Inklinasjonsvinkelen måles fortrinnsvis ved telling av det antall skritt som en skrittmotor må tilbakelegge for å bevege inklinasjons-slingre-bøylen fra en kjent hjemmestilling til en stilling hvor utgangssignalet fra akselerometeret er null.

En annen slingrebøyle inne i referanse-slingrebøylen er anordnet parallelt med inklinasjons-slingrebøylen og slavefor-bundet med denne. Denne tredje slingrebøyle, som bærer magnetometeret, bæres av denne ytterligere slaveforbundne slingrebøyle. Asimutvinkelen måles også ved bestemmelse av den bevegelse som skal til for å bringe magnetometeret fra en hjemmestilling til en stilling hvor utgangssignalet fra magnetometeret. er null. Asimutvinkelen måles fortrinnsvis ved telling av det antall

skritt som en skrittmotor må utføre for å bringe magnetometeret til en kjent nullstilling i forhold til jordens magnetfelt.

Ved mottagelse av et initieringssignal som er i samsvar

med en tilstand av ingen dreining av borstrengen, startes driften av styreinnretningen, som tidligere hadde vært uvirksom. Styreinnretningen arbeider først i en "hjemme"-modus hvor utgangssignalet fra en pulsgenerator overføres til hver skrittmotor for å drive slingrebøylene og feilomformerne til en forhåndsbestemt hjemmestilling. Når der opptrer signaler som indikerer at hjemmestillingen er nådd for alle féilomformere, avsluttes "hjemme"-

modusen og en "måle"-driftmodus innledes.

I "måle"-modus undersøkes feilsignaler fra hver feil-omformer (i samsvar med avvikelsen fra en ønsket nullstilling)

i fortegns- og størrelsesdetekterende kretser for å bestemme størrelsen av feilen og den bevegelsesretning av transduceren som behøves for å redusere feilen, og pulsgeneratoren gjøres virksom for å frembringe skrittpulser for skrittmotorene. Netto antall og retning av de skritt trinnmotoren må utføre for å bringe en omformer til dens nullstilling, telles og lagres i en teller og utgjør et mål for, den vinkelinformasjon som søkes fra innretningen. Driften av hver pulsgenerator avsluttes for å stoppe motoren når omformerens nullstilling er nådd. Når driften av pulsgeneratorer og skrittmotorer forbundet med alle feilomformerne, er avsluttet, blir der frembragt et "ferdig"-signal, hvorved informasjonen i telleren innføres et skiftregister og sluttelig overføres til overflaten.

Drift i rekkefølgen "hjemme"-modus-"måle"-modus gjentar seg inntil der mottas et signal i samsvar med en gjenoppnådd dreiningstilstand, hvoretter driften av styreinnretningen avsluttes.

I tilfellet av flere klasser av data er det helt unødvendig å få avlesninger oftere enn en gang for. hver tiende meter eller så av brønndybden. Dette svarer til avlesninger fra hvert kvarter til hver halvannen time ved typiske borehastigheter på

ca. 4 0 - 6,5 m/h. Det er derfor ønskelig å slå av bunnhull-parameter-avfølingsutstyret under lange tidsrom av boringen for sterkt å redusere den slitasje som ellers ville ha resultert av kontinuerlig drift av parameterfølerne.

For å bestemme tilstanden ingen dreining av borstrengen, er der i henhold til den foreliggende oppfinnelse anordnet en dreieføler til å avføle fravær eller forekomst av dreiningen av en dreibar del i et omgivende magnetisk felttog til i fravær av dreining av delen å aktivisere en styremekanisme. Dreieføleren omfatter et fluksport-magnetometer som tjener til å frembringe et utgangssignal som funksjon av magnetometerets vinkelstilling i forhold til retningen av det omgivende magnetfelt og innrettet til å anbringes i et borstrengsegment, organer til å frembringe og overføre et inngangssignal til fluksport-magnetometeret, som har et første utgangssignal som er en likeharmonisk av inngangs signalet, en første detektor til å motta det første utgangssignal, organer til å frembringe et referansesignal som har det første utgangssignals frekvens og tilføres den første detektor, som sammenligner faseforskjellen mellom det første utgangssignal og referansesignalet og frembringer et annet utgangssignal hvis frekvens er i samsvar med borstrengens dreiehastighet, andre detektororganer til å motta det annet utgangssignal og å frembringe et tredje utgangssignal hver gang det annet utgangssignal krysser et referansenivå, og signalfrembringende organer til å motta det tredje utgangssignal og til å frembringe et fjerde utgangssignal når det tredje utgangssignal tilsvarer fravær av dreining.

Den foreliggende oppfinnelse vil bli bedre forstått og dens tallrike hensikter og fordeler bli tydeligere for fagfplk i lys av tegningen, som anskueliggjør oppfinnelsen ved eksempler.

Fig. 1 er en skjematisk oversiktstegning av et borehull

og et boretårn og anskueliggjør oppfinnelsens bruksmiljø.

Fig. 2 er et riss, delvis i aksialsnitt, av en seksjon av borstrengen på fig. 1, og viser de deler av borstrengen som rommer oppfinnelsesgjenstanden. Fig. 3 er et perspektivriss, delvis i snitt, av en detalj på fig. 2. Fig. 4 er et perspektivriss av fluks-magnetometeret i dreieføleren.

Fig. 5 er et blokkskjema over dreieføleren.

Fig. 5A er et skjema over digitalfilteret på fig. 10B. Fig. 6A, 6B og 6C viser kurver for utgangssignaler i forskjellige stillinger av dreieføleren på fig. 5. Fig. 7 er et isometrisk riss av føleorganet til bestemmelse av inklinasjons-, referanse- og asimutvinkler. Fig. 8 er en representativ kurve for utgangssignalet fra et av akselerometrene på fig. 7. Fig. 9 er en representativ kurve for utgangssignalet fra magnetometeret på fig. 7. Fig. 10A og 10B utgjør et blokkskjema over styreinnretningen. Fig. 11A, 11B og 11C er et koblingsskjerna for styreinnretningen på fig. 10A og 10B. Fig. 12 er et skjema over initieringsstyringen på fig. 10B.

Fig. 13 er et skjema over hovedklokken på fig. 10B.

Fig. 13A viser utgangspulsene fra hovedklokken og frekvens-delerkretsen. Fig. 14A viser et signal som summeringsenheten på fig. 10A leverer til fortegns- og størrelsesdetektoren. Figs. 14B, 14C, 14D og 14E viser utgangssignaler fra for-tegnsdetektoren på fig. 10A.

På fig. 1 er vist de generelle omgivelser hvori den foreliggende oppfinnelse benyttes. Det skal imidlertid forstås at den generelle avbildning på fig. 1 bare skal tjene til å vise representative omgivelser hvor den foreliggende oppfinnelse kan benyttes, og det ikke er meningen å begrense anvendelsen av den foreliggende oppfinnelse til den spesielle oppbygging på fig. 1.

Boreapparatet på fig. 1 har et boretårn 10 som bærer en borstreng eller borstamme 12 som avsluttes i et drillbor 14. Som det er vel kjent på dette område, kan strengen dreie seg, eller borstrengen kan holdes stasjonær og bare drillboret dreies. Borstrengen 12 er sammensatt av en rekke sammenkoblede segmenter, idet nye segmenter tilføyes når dybden av brønnen øker. Borstrengen henger ned fra en bevegelig blokk 16 opphengt i en vinsj 18, og hele borstrengen bringes til dreining ved hjelp av en firkantet holder 20 som er ført glidbart gjennom, men tas med i rotasjon av en dreieskive 22 ved foten av boretårnet. En motoranordning 24 er koblet for både å drive vinsjen 18 og å dreie dreieskiven

22. Den nedre del av borstrengen kan inneholde et eller flere segmenter 26 med større diameter enn andre segmenter av borstrengen. Som det er vel kjent innen denne teknikk, kan disse tykkere segmenter inneholde sensorer, elektroniske kretser for disse og kraftkilder, f.eks. mudderdrevne turbiner som driver generatorer for å levere elektrisk energi til følerelementene. Et typisk eksempel på et system hvor en mudderturbin, en generator og føler-elementer inneholdes i et nedre segment 26, er vist i US-PS 3 693 428.

Boregods frembragt ved driften av drillboret 14, føres

vekk ved hjelp av en kraftig mudderstrøm som stiger opp gjennom det frie ringformede mellomrom 28 mellom borstrengen og veggen 30 av brønnen. Mudderet avleveres via et rør 32 til et filtrerings-og dekanteringssystem, skjematisk vist som en tank 34. Det filtrerte mudder suges deretter vekk ved hjelp av en pumpe 36 forsynt med en pulsasjons-absorbator 38, og leveres under trykk via ledningen 40 til et dreibart injeksjonshode 42 og derfra til det indre av borstrengen 12 for å tilføres drillboret 14 og mudder-turbinen dersom en mudderturbin er innbefattet i systemet.

Muddersøylen i borstrengen 12 tjener også som overførings-medium til å lede signaler vedrørende boreparametre som forekommer langsetter brønnen, til overflaten. Denne signalover-føring utføres ved hjelp av deri velkente teknikk med mudder-pulsgenerering hvor der i muddersøylen i borstrengen 12 frembringes trykkpulser som representerer de avfølte parametre langs brønnen. Boreparametrene avføles i en følerenhet 44 (se også fig. 2) i en borkraveenhet 26 nær eller grensende til drillboret. Der opprettes trykkpulser i mudderstrømmen i borstrengen 12, og disse trykkpulser mottas av en trykkomformer 4 6 og overføres derfra til en signalmottagerenhet 48 som kan registrere, vise og/eller utføre beregninger på grunnlag av signalene for å gi informasjon om forskjellige tilstander nedover langs brønnen.

Idet der kort skal henvises til fig. 2, så viser denne skjematisk et system i et borstrengelement 26 hvor mudderpulsene frembringes. Mudderet strømmer gjennom en variabel åpning 50 og avgis for å drive en turbin 52. Turbinen gir kraft til en generator 54 som leverer elektrisk energi til følerne i følerenheten 44. Utgangssignalet fra følerenheten - i form av elektriske eller hydrauliske eller lignende signaler - driver stempel 56 som endrer størrelsen av en variabel åpning 50, idet stempelet har en ventil-driver 57 som kan manøvreres hydraulisk eller elektrisk. Varia-sjoner i størrelsen av åpningen 50 skaper trykkpulser i mudder-strømmen, som overfører disse til overflaten, hvor de avføles for å gi indikasjoner om forskjellige betingelser avfølt av føleren-heten 44. Mudderstrøm er vist ved pilene.

For mange klasser av data eller parametre som skal avføles ved bunnen av brønnen, er det helt unødvendig å avføle data og få avlesninger oftere enn én gang for hver tiende meter dybde eller deromkring. Dette svarer til avlesninger fra hvert kvarter til hver halvannen time ved typiske borehastigheter på ca.

40 - 6,5 m/h. Det blir derfor ønskelig å slå av hele følerutstyret under lange boretidsrom for mest mulig å redusere den slitasje på følere, sendere og andre deler av telemetrisystemet som ellers ville ha resultert av kontinuerlig drift. Oppfinnelsen slik den er illustrert på figs. 3-6, er rettet på dette trekk som går ut på å slå av parameter-følerutstyret ved avføling av og sondring mellom tidsrom med dreining og fravær av dreining av borstrengen. Oppfinnelsen krever en dreiesensor til å detektere dreining av borstrengen og avbryte leveransen av elektrisk energi til brønn-parameter-følerne når borstrengen dreies, og omvendt å tillate levering av energi til brønnparameter-følerne når borstrengen ikke dreies. Et magnetisk detekteringsorgan som avføler jordens magnetiske fluks, brukes som en dreiesensor til å detektere til-stedeværelse eller fravær av dreining av borstrengen. Denne dreieføler inneholder ingen bevegelige deler og gir derfor, i motsetning til andre bevegelsesfølere, som kan inneholde bevegelige elementer, høy pålitelighet uansett om den utsettes for mekaniske støt og vibrasjoner.

På fig. 2 og 3 er der vist noen detaljer ved det borstrengsegment 26 som rommer dreieføleren 58 ifølge den foreliggende oppfinnelse. Da både dreieføleren og en eller flere andre følere i følerenheten 4.4 er magnetisk følsomme, må det spesielle borstrengsegment 26A som rommer dreieføleren ifølge oppfinnelsen og de. andre følerelementer, være en umagnetisk seksjon av borstrengen, fortrinnsvis av rustfritt stål eller mo.nell. Dreieføleren 58

kan være innbefattet i følerenheten 44 eller være utført som en separat pakke, og for enkelthets skyld er den vist som del av følerenheten 44 på fig. 3. Følerenheten 44 er videre innebygget i en umagnetisk trykkbeholder 60 som tjener til å beskytte og isolere følerenheten mot trykk som forekommer nedover i brønnen.

På fig. 4 er dreieføleren 58 vist som et ringkjerne-fluksport-magnetometer som benyttes til å bestemme retningen av jordens magnetfelt. Skjønt der teoretisk kan benyttes mange andre typer av fluksdetektorer, brukes ringkjerne-fluksport-magnetometeret på grunn av sitt lave energiforbruk og sin solide fysiske opp- _ bygging. Driften av ringkjerne-fluksport-magnetometeret er basert på de ikke-lineære eller asymmetriske karakteristikker for de magnetisk mettbare transformatorer som brukes i følerelementet.

Som det ses på fig. 4, har organet en ringformet kjerne 62 som er passende beviklet (vikledetaljer ikke vist), en inngangs- eller primær-vikling 64 og en utgangs-, sekundær- eller følervikling 66. Kjernen 62 er laget av et materiale med en firkantet B-H-hys- teresekurve, f.eks. permalloy. Karakteristikken for dette organ er slik at utgangssignalet fra sekundærviklingene, dvs. den spenning som induseres i sekundærvindingene når kjernen er mettet ved passende vekselstrøms-energisering av primærviklingen i fravær av et ytre magnetfelt, vil være symmetrisk, dvs. bare inneholder ulike harmoniske av drivstrømmens grunnsvingning. I nærvær av et ytre magnetfelt, f.eks. jordens magnetfelt, vil imidlertid utgangs-spenningen fra sekundærviklingen bli asymmetrisk, idet der på utgangen fra sekundærviklingen opptrer annen ordens og andre like harmoniske av primærfrekvensen. Denne asymmetri står i størrelse og retning i forhold til signalfeltet og kan detekteres ved flere kjente teknikker. Omtaler av slike fluksport-magnetometre kan finnes i en artikkel av Gordon and Brown, IEEE Transactions on Magnetics, bind Mag-8, nr. 1, mars 1972, en artikkel av Geyger, Electronics, 1. juni 1962 og en artikkel av R. Munoz, AA-3.3,

1966, National Telemetering Conference Proceedings, som alle gir en mer detaljert beskrivelse av oppbygging og driftsteori for magnetometeret.

For anvendelsen ved den foreliggende oppfinnelse vil inngangssignalet til primærviklingen 64 bringe kjernen 62 til metning to ganger for hver periode av primærviklingens inngangssignal. Tidspunktet da kjernen blir mettet, har sammenheng med det omgivende ytre magnetfelt som overlagres drivfeltet i kjernen. Dvs. at metning av kjernen varierer som funksjon av styrke og retning av jordens magnetfelt, hvilket er vist skjematisk ved flukslinjene på fig. 4.

Føleren 58 er fysisk anbragt på en aksel 68 som er fastholdt i et borstrengsegment 26A og ligger i eller parallelt med dettes dreieakse. Når borstrengen dreies, dreies også dreieføleren 58 i det omgivende jord-magnetfelt. Når dreieføleren 58 dreies, vil den kombinerte virkning av inngangssignalet til primærviklingen 64 og det omgivende jord-magnetfelt resultere i en varierende faseforskyvning hos det annen harmoniske utgangssignal på sekundærviklingen 66.

På fig. 5 er der vist et blokkdiagram for behandling av ut-gangssignalet fra dreieføleren. Inngangssignalet til primærviklingen 64 kommer fra en oscillator 61, idet dennes svingefrekvens halveres ved frekvensdeleren 63, og det resulterende signal over-føres til forsterkeren 65 og deretter til primærviklingen 64. Ut gangssignalet fra sekundærviklingen 66, som ved hjelp av en kon-densator 67 er avstemt på den annen harmoniske av inngangssignalet til primærviklingen, overføres til en bufferforsterker 69 og deretter til en faseføler 70A i en detektor 70. Detektoren 70 innbefatter også et lavpassfilter 70B og en forsterker 70A. Utgangssignalet fra oscillatoren 61 (med samme frekvens som det annen harmoniske utgangssignal fra sekundærviklingen) blir likeledes overført til faseføleren.70A. Fasevinkelen av det annen harmoniske utgangssignal fra sekundærviklingen 66 er en funksjon av rota-sjonshastigheten av magnetometeret 58 og varierer dermed som funksjon av endringene i magnetometerets rotasjonshastighet. Utgangssignalet fra sekundærviklingen 66 sammenlignes med utgangssignalet fra oscillatoren 61 i faseføleren 70A, hvor fasedifferansen mellom de to signaler avføles og overføres til lavpassfilteret 70B. Utgangssignalet fra filteret 70B (når borstrengen dreier seg) er et vekselspenningssignal som varierer i frekvens som funksjon av graden av endring av fasevinkelen for det annen harmoniske utgangssignal fra sekundærviklingen 66, dvs. utgangssignalet fra filteret 70B varierer i frekvens som funksjon av endringene i borstrengens rotasjonshastighet. Utgangssignalet fra filteret 70B forsterkes i forsterkeren 70C og overføres deretter til en nullgjennomgangsdetektor 72 som avgir en utgangspuls hver gang vekselstrømssignalet fra detektoren 70 passerer null. Pulsene som frembringes ved nullgjennomgangsdetektoren 72 (som også er en

funksjon av borstrengens rotasjonshastighet), overføres til et digitalfilter 74 som fremskaffer utgangssignaler svarende til tilstandene dreining eller ingen dreining.

Som vist på fig. 5A, innbefatter filteret 74 en frekvens-delende teller 75, en vippe 76 av S-R type, vipper 77 og 78 av J-K type og en OG-port 79 forbundet som vist. Utgangspulsene fra nullgjennomgangsdetektoren 72 overføres til inngangen C hos deler-telleren 75. Antas det at borstrengen normalt dreier, seg, - bevir= ker pulsene som overføres til telleren 75, at denne overskrider sin maksimalverdi før den tilbakestilles ved en klokkepuls CPN (som kan være et vilkårlig valgt helt mål for en klokkepulskommensurabelt med en forhåndsbestemt minimal rotasjonshastighet), hvorved Q-utgangssignalet fra telleren 75 antar et høyt nivå. Q-utgangssignalet fra telleren 75 er forbundet med S-inngangen

til vippen 76 slik at det høye nivå av Q-utgangssignalet fra

telleren 75 setter vippen 76, hvorved Q-utgangssignalet fra vippen 76 antar et høyt nivå og Q-utgangssignalet antar et lavt nivå. Q-utgangssignalet fra vippen 76 er forbundet med J-inngangen til• vippen 77. Vippen 77 er til å begynne med satt i utgangsstilling ved en tilbakestillingspuls IKLARER som kan avledes fra et hvilket som helst passende sted når strømmen til styreinnretningen slås på. J-inngangssignalet til vippen 77 undersøkes ved forkanten av hver puls CPN som overføres til C-inngangen til vippen 77, hvorved J-inngangssignalet overføres til Q-utgangen. Når borstrengen normalt dreier seg, vil telleren 75 stadig overskride sin maksimale verdi og blir deretter tilbakestilt ved klokkepulsene CPN, vippen 76 blir til stadighet innstilt ved Q-utgangssignalet fra telleren 76 og tilbakestilt ved det øvre nivå av klokkepulsene CPN, og J-inngangssignalet til vippen 77 befinner seg på et lavt nivå hver gang det blir undersøkt ved forkanten av CPN-pulsen ved C-inngangen til vippen 77. Således er også Q-utgangssignalet fra vippen 77 på et lavt nivå når borstrengen normalt dreier seg, og et første utgangsnivå som indikerer dreining, overføres fra filteret 74 (se nivå X, fig. 6C).

På fig. 6 er de forskjellige signaler som er omtalt ovenfor, vist skjematisk. Abscissen representerer for hver kurve tiden, og ordinaten for hver kurve representerer signalamplituden. Fig. 6A viser det annen harmoniske<*>utgangssignal fra detektoren 70, fig. 6B viser puls-utgangssignalet fra nullgjennomgangsdetektoren 72, og fig. 6C viser utgangssignalene fra digitalfilteret 74. Fra tidspunktet T. til T_ i alle kurvene dreier borstrengen seg med konstant hastighet. Når borstrengen retarderer og nærmer seg tilstanden av ingen dreining (etter tidspunktet T^), avtar frekvensen av utgangs-vekselspenningssignalet fra detektoren 70 og fører dermed til et utgangssignal med lavere frekvens fra nullgjennomgangsdetektoren 72.

Når borstrengens dreining opphører- eller-omdreini-ngstallet—— synker til et meget lavt nivå på veien til en tilstand av ingen dreining, vil pulsene fra. nullgjennomgangsdetektoren 72 synke under en forhåndsbestemt minimal frekvens svarende til en forhåndsbestemt lav dreiehastighet på borstrengen. Siden vinkelhastigheten av borstrengen må passere synkende nivåer på veien fra normal til null dreining, kan et på forhånd bestemt lavt omdreiningstall

(i størrelsesorden 3 o/min eller mindre) bli benyttet som et sig-

nal for ingen dreining, idet dreiningen er på nippet til å opp-høre og vil ha opphørt innen den tid som kreves for å initiere drift av ønskede sensorer som virker når dreiningen har opphørt.

Når dreiningen opphører eller synker under den forhåndsbestemte lave hastighet, noe som gir signal om den nær fore-stående tilstand av ingen dreining, vil telleren 75.ikke overskride sin maksimale verdi før den tilbakestilles ved klokkepulsen CPN. Q-utgangssignalet fra telleren 75 forblir således på et

lavt nivå og vippen 76 vil ikke bli satt. Fordi vippen 76

ikke blir satt, vil Q-utgangssignalet fra vippen 76 være på høyt nivå, og likeledes J-inngangssignalet til vippen 77. Forkanten av klokkepulsen CPN setter deretter vippen 77, hvorved Q-utgangssignalet fra vippen 77 kommer på et høyt nivå (se nivå Y på fig. 6), noe som indikerer tilstanden av ingen dreining. Når utgangssignalet fra nullgjennomgangsdetektoren 72 med den forhåndsbestemte minimale frekvens således bibeholdes for en gitt tids-periode fra T2til T3(f.eks. 10 s), vil digitalfilter-utgangssignalet (dvs. Q-nivået for vippen 77) som vist på fig. 6C, bli skiftet til et annet nivå, som indikerer en tilstand av ingen dreining (se nivå Y på fig. 6C). Dette annet utgangsnivå, svarende til en tilstand av ingen dreining, benyttes deretter som et styresignal til aktivering eller energiforsyning av de andre følerelementer i følerenheten 44. - Før frembringelsen av dette styresignal har de andre følerelementer i enheten 44 ingen energiforsyning. Styresignalet (dvs. det annet utgangsnivå fra digitalfilteret 74) benyttes som et signal til å armere eller overføre energien fra generatoren 54 til ventildriveren 57 og til de andre følerelementer, f.eks. ved påvirkning av vipper eller armerings-porter for å muliggjøre at energi leveres til andre følerelementer i følerenheten 44, eller på hvilke som helst andre ønskede måter til dette formål.

Fig. 7 viser hvorledes følerelementene i følerenheten 44

er anordnet og drives i henhold til oppfinnelsen. Det dreier seg her om følerenhetene til avføling av forskjellige parametre som forekommer langs brønnen, og som skal avføles etter at dreining har opphørt, og overføres periodisk til overflaten for å gi et mål og en indikasjon på visse retningsparametre ved bunnen av brønnen.

De parametre som skal måles og bestemmes ifølge oppfinnel sen, er retningsparametre for boreledningen, spesielt en bore-ledning som går på skrå enten fra det opprinnelige utgangspunkt eller fra et mellomliggende punkt i brønnen. Som det er kjent fra den eksisterende teknikk, (se f.eks. US-PS 3 657 637), må parametrene for inklinasjonsvinkel, asimutvinkel og referansevinkel være kjent for at man kan ha fullstendig informasjon om stillingen og retningen av boreledningen. For oversiktens skyld presen-teres følgende definisjoner av de forskjellige vinkler: 1. Inklinasjonsvinkel (I) er inklinasjonsvinkelen for boreaksen i forhold til en vertikal linje (V) i boreaksens vertikalplan. På fig. 7 er boreaksen betegnet med X<1>X og

I = XOV.

2. Asimut (A) er magnetisk asimut. Den er definert som en vinkel mellom to plan, nemlig det vertikalplan som inneholder horisontalprojeksjonen av boreaksen, og det vertikalplan som inneholder horisontalprosjeksjonen av det lokale jord-magnetfelt. På fig. 7 er vinkelen A den som er vist i forbindelse med ringkjerne-fluksport-magnetometeret. 3. Referansevinkelen R er likeledes en vinkel mellom to plan, nemlig et første plan som inneholder boreaksen og en linje (vanligvis kalt skriver-linjen) på borstrengen parallell med boreaksen, og et annet plan som inneholder boreaksen og dennes vertikalprojeksjon. Referansevinkelen R er vist ved toppen av enheten på fig. 7.

Sagt generelt innbefatter følerinnretningen på fig. 7:

1. Et mekanisk organ med tre akser til å bestemme:

a) et vertikalplan under bruk av tyngdekraften som referanse, b) et horisontalplan under bruk av tyngdekraften som referanse, og c) nord-retningen under bruk av jordens magnetfelt som referanse.

2. En motor-drivinnretning til å bevege deler av meka-

nismen til ønskede stillinger om aksen.

3. Feil-omformere til å bestemme avvik fra de ønskede stil-linger om aksen og til å skaffe tilbakekobling til motor-drivinnretningen. 4. Styre- og måleinnretninger til å måle den totale bevegelse signal når dets følsomme akse er parallell med tyngdekraften (se fig. 8, hvor ordinaten er akselerometer-utgangssignalet og abscissen er vinkelen mellom akselerometerets følsomme akse og tyngdekraftretningen). En spesielt nøyaktig og ønskelig type av et slikt organ er kjent for fagfolk som et kraftbalanserende akselerometer, som er å få i forskjellige utgaver. Utgangssignalet fra akselerometeret 116 overføres via en motor-driftstyring. 120

i styreseksjonen 121 til en skritt-servomotor 122 som dreier rammen 100 inntil akselerometeret 116 når en nullstilling.

Akselerometeret 116 benyttes til å bestemme referanse-vinkelen R og vil derfor bli betegnet som referanseakselerometeret. I betraktning av den tidligere angitte definisjon av referanse-vinkelen R må der først opprettes en referanselinje parallell med aksen 102, og denne referanselinje må fikseres i forhold til borstrengen eller borkravesegmentet 26A. Referanselinjen er identifisert som en skriverlinje 124 og er plasert vilkårlig parallelt med aksen 102. Vinkelen R er således lik vinkelen mellom skriverlinjen 124 og det vertikalplan som inneholder boreaksen 102, dvs. at vinkelen R er vinkelen mellom skriverlinjen og den "høye side" av hullet slik dette uttrykk forstås i boreterminologi. Skriverlinjen 124 kan altså ved den foreliggende oppfinnelse representeres ved en lysvei.

For å bestemme vinkelen R ifølge den foreliggende oppfinnelse vil motoren 122 på et signal fra styreenheten 121 først drive rammen 100 og akselerometeren 116 til en "start"- eller "hjemme"- stilling hvor der finnes kjente vinkelforhold til skriverlinjen 124. Denne hjemmestilling er hensiktsmessig valgt som sammenfallende med selve skriverlinjen 124, og oppnåelsen av denne koinsidens bestemmes fotoelektrisk ved bruk av en lyskilde 126 og en fotocelle 128. Lyskilden 126 og fotocellen 128

er vist montert direkte eller indirekte på støtten 114, men det skal forstås at de kan monteres på en hvilken som helst fiksert måte i forhold til borstrengsegmentet 26A. Lysveien 130 fra kilden 126 til fotocellen 128 er i planet definert ved skriverlinjen 124 og dreieaksen 102 (veien 130 er således ensbe-tydende med skriverlinjen 124). To dreibare skiver 132 og 134 befinner seg i lysveien 130. Hver av disse skiver har en åpning 136 resp. 138, og lysstrålen 130 avbrytes bortsett unntagen når åpningene 136 og 138 samtidig står på linje med lysstrålen for

å tillate lys å nå fotocellen 128. Skiven 132 er anordnet direkte på akselen 106 (og er således direkte montert på den første slingrebøyle) og skiven 134 er montert separat på en aksel 140 (støtten for denne er for oversiktens skyld ikke vist) og drives direkte ved en giret forbindelse med skiven 132. Skiven 132 tillater lyset å passere en gang for hver omdreining av rammen 100 og er dimensjonert for å tillate lyset å passere over en bue på tilnærmet 12°. Skiven 134 utfører en omdreining for hver 30°'s dreining av rammen 100 og er dimensjonert for å la lyset passere over mindre enn 1 buegrad. Lyset fra lyskilden 126 kan således bare nå fotocellen 128 en gang for hver fullstendig omdreining av rammen 100, og da bare i et bånd som er mindre enn 1° bredt. Når hjemmestillingen nås, er et første plan definert ved skriverlinjen 124 (eller lysstrålen 130) og aksen 102.

Når der ved styresignal fra digitalfilteret 74 initieres drift av følerinnretningen, overføres et signal fra motordrift-styringen 120 til skrittmotoren 122, som har drivforbindelse med akselen 106 via girutvekslingen 142, og motoren 122 driver rammen 100 i en første dreieretning (antas mot urviserne) inntil lyset treffer fotocellen 128. Utgangssignalet fra fotocellen 128 over-føres til styreenheten 121 for å avslutte driften av motoren 122. Derved etableres start- eller hjemmestillingen for referanseakselerometeret 116 til måling av referansevinkelen. Antas det at akselerometeret 116 nå befinner seg i en hvilken som helst posi-sjon forskjellig fra sin nullstilling, vil akselerometeret, som kan betraktes som en feil-omformer, avgi et utgangssignal til motordriftstyreenheten 120 i styreseksjonen 121. Motordriftstyreenheten 120 vil da tre i Virksomhet for å levere drivpulser til motoren 122 for å bevirke dreining av rammen eller slingrebøylen 100 (med eller mot urviserne) inntil den følsomme akse hos akselerometeret 116 har nådd en horisontal stilling, nemlig vinkelrett på tyngdekraften, hvoretter utgangssignalet fra akselerometeret 116 når en nullverdi og bringer driftstyreenheten 120 til å avslutte dreiningen av slingrebøylen 100. Den følsomme akse hos akselerometeret 116 definerer i denne nullstilling et vertikalplan (et annen plan) som innbefatter aksen 102. Dette annet plan og det første plan, som er definert ved skriverlinjen og aksen 102,

er de plan som referansevinkelen R måles imellom. Følgelig vil

netto antall og fortegn (svarende til dreieretningen) av like lange skritt som kreves for å bringe skrittm<p>toren 122 til å drive akselerometeret 116 fra dets hjemmestilling til en nullstilling, og således netto antall pulser som leveres fra motor-styreenheten 120, være et mål for referansevinkelen R. Det pulsformede utgangssignal fra motorstyreenheten 120 overføres også til en binær opp-ned-teller 144. Antallet av pulser som telles av telleren 144, utgjør data eller informasjon i samsvar med referansevinkelen R, og disse data blir sluttelig overført til overflaten av brønnen ved hjelp av mudder-puls-teknikker, slik at vinkelen R blir kjent ved overflaten av brønnen.

Et annet feilomformende akselerometer 148 er stasjonært anordnet på en annen slingrebøyle som har form av en aksel 150 (med rotasjonsakse 151) som er dreibart lagret på den første slingrebøyle 100 ved lagre 152. Dette annet akselerometer vil av og til bli omtalt som inklinasjons-akselerometeret. Den føl-somme akse hos inklinasjons-akselerometeret 148 er anordnet ortogonalt med hensyn til den. følsomme akse hos referanse-akselerometeret 116. Inklinasjons-akselerometeret 148 etablerer et vertikalplan vinkelrett på det plan som etableres av referanse-akselerometeret 116, og det tjener i samvirkning med referanse-akselerometeret 116 til å definere et horisontalplan og å bestemme inklinasjonsvinkelen I for boreaksen 102.

Under drift av inklinasjons-akselerometeret 148 føres dette først til en start- eller hjemmestilling, som er en vilkårlig på forhånd valgt og kjent stilling av akselerometeret og akselen 150 med hensyn på rammen 100. Akselerometerets hjemmestilling detekteres ved hjelp- av et optisk system i likhet med det system som brukes til å detektere hjemmestillingen for akselerometeret 116. Dette optiske system innbefatter en lyskilde 154, en fotocelle 156, en lysvei 158 og dreibare skiver 160, 162 og 164 som har åpninger henholdsvis 166, 168 og 170. Skiven 164 er fast montert på en aksel 171, og skiven 160 har drivforbindelse med en skritt-servomotor 174 via en girutveksling som vist. De tre skiver er også drivbart forbundet med hverandre ved en girutveksling som vist. Girutvekslingen er dimensjonert slik at skivene løper med litt forskjellige dreiehastigheter i forhold til dreiningen av slingrebøylen 150. Et foretrukket arrangement går ut på at skiven 160 utfører en full omdreining for hver 10°'s dreining av slingrebøylen 150, mens skivene 162 og 164 hver ut-fører en fullstendig omdreining for henholdsvis hver 9°<*>s og 8°"s dreining av slingrebøylen 150. Åpningene 166, 168 og 170 kommer på linje bare en gang for hver 360°'s dreining av slingrebøylen 150, idet overensstemmelse alltid vil opptre langs lysveien 158 en gang for hver hele 360O,s omdreining av slingrebøylen 150, for å tillate lysstrålen å nå fotocellen 156.

Anvendelsen av tre skiver 160, 162 og 164 med noe forskjellige omdreiningstall skyldes det forhold at det er upraktisk å feste en av skivene direkte på slingrebøylen 150 for inklinasjons-måleinnretningen. Hadde en. av skivene vært festet direkte på slingrebøylen 150, kunne der ha vært brukt et to-skivesystem likedan som i tilfellet av referansevinkel-systemet, hvor en av skivene er festet direkte på slingrebøylen 100.

Når der ønskes drift av inklinasjons-akselerometeret, leverer dens motor-drivstyreenhet 172 et signal til skrittmotoren 174 for å drive motoren i en første retning. Dermed dreies skivene 160, 162 og 164 og akselen 171, og akselen 171 driver via en spindel og tannhjul 174 slingrebøylen 150 for å dreie den om dens akse i en første retning (antatt mot urviserne). Når de tre åpninger 166, 168 og 170 når den sammenfallende stilling som tillater lysstrålen å overføres til fotocellen 156, er hjemmestillingen av akselerometeret 148 nådd, og utgangssignalet fra fotocellen 156 overføres til styreseksjonen 121 for å avslutte driften av motoren 174. Akselerometeret 148 befinner seg dermed i en kjent stilling i forhold til rammen eller slingrebøylen 100.

Antas akselerometeret 148 å befinne seg i en vilkårlig stilling forskjellig fra den stilling hvor den følsomme akse er vinkelrett på tyngdekraftens retning, vil akselerometeret 148 virke som en feil-omformer, og feilsignaler vil bli overført til motor-driftstyreenheten 172 i styreseksjonen 121. Motor-driftstyreenheten 172 virker til a frembringe utgangspulser som leveres til en skrittmotor 174 for å drive denne skritt for skitt i den retning som reduserer feilsignalet. Slingrebøylen 150 og akselerometeret 148 drives således i en rekke skritt inntil den føl-somme akse hos akselerometeret 148 blir vinkelrett på tyngdekraftens retning, dvs. inntil den følsomme akse blir en horisontal linje, som definerer et annet vertikalplan etablert av referanse- akselerometeret. Da akselerometeret 148 befinner seg i nullstilling, bringes ytterligere drift av skrittmotoren til opphør.

I og med at nullstillingen av referanse-akselerometeret 116 definerer en første horisontal linje (den følsomme akse hos akselerometeret 116), og at nullstillingen av inklinasjons-akselerometeret 148 definerer en annen, likeledes horisontal linje (den følsomme akse hos akselerometeret 148) som er ortogonal med hensyn på den første, definerer disse to ortogonale horisontale linjer til sammen et horisontalplan, siden et plan kan defineres ved to ortogonale linjer eller ved en linje og en retning. Slik dette forhold utnyttes ved den foreliggende oppfinnelse,

vil den horisontale linje som defineres ved den følsomme akse hos en av de to akselerometre, definere retningen av et plan som innbefatter den horisontale linje hos det annet akselerometer. Således kombinerer dog samvirker de to følsomme4 akser hos akselerometrene 116 og 148 for å definere et horisontalplan.

Skjæringslinjen mellom det første vertikalplan (opprettet ved den følsomme akse hos akselerometeret 116) og det annet vertikalplan (opprettet ved den følsomme akse hos akselerometeret 148) blir en vertikal linje som skjærer boreaksen 102, og definerer således inklinasjonsvinkelen I.

Som i forbindelse med målingen av referansevinkelen R, overføres utgangspulsene fra motor-drivstyreenheten 172 til en binær opp-ned-teller 176. Netto antall av skritt for skrittmotoren 174 og dermed netto antall pulser som overføres til telleren 176 og behøves for å drive akselerometeret 148 til en nullstilling fra hjemmestillingen, har direkte sammenheng med og er et mål for inklinasjonsvinkelen I for boreaksen 102 i forhold til vertikalen. De pulser som telles av telleren 176, blir sluttelig overført til overflaten ved mudderpuls-puls-telemetri-teknikk slik at inklinasjonsvinkelen I blir kjent ved overflaten.

Følerinnretningen innbefatter også en asimutføler i form av et ringkjerne-fluksport-magnetometer 178. Magnetometeret 178 er av samme slag som magnetometeret 58 som ble beskrevet og omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 4 for dreiefølerens vedkommende. Der behøves derfor ikke noen detaljert omtale av egen-skapene hos eller oppbyggingen av magnetometeret 178. Magnetometeret 178 er fiksert på en aksel 180 som utgjør en dreieslingre-bøyle-i-følerinnretningen.— Slingrebøyleakselen__L8.0_er dreibart anordnet i et lager 182 for rotasjon om aksen 183 for akselen 180, og lageret 182 er fastholdt.til en dreibar aksel 184. Akselen 184 er parallell med akselen 150 og dreibart anordnet på rammen 100 ved hjelp av lagre 186 og dreies om sin akse ved akselen 171 via et snekkedrev 188. Således er akselen 184 slavefor-bundet med slingrebøylen 150, som virker som en fører for den. Ringkjernen hos magnetometeret 178 er anordnet vinkelrett på akselen 183 hos slingrebøylen 180, og dennes akse er anordnet vinkelrett på den følsomme akse hos inklinasjons-akselerometeret 148. Når referanse-akselerometerét 116 og inklinasjons-akselerometeret 148 således når sine horisontale eller null-stillinger, befinner slingrebøylen 180 seg i en vertikalstilling, og ringkjernen hos magnetometeret 178 befinner seg i et horisontalplan.

Slingrebøylen 180 dreies om sin akse via et par koniske tannhjul 190 og et snekkedrev 192. Snekkehjulet i snekkedrevet 192 og ett av de koniske tannhjul 190 er forbundet med hverandre ved en hylse 191 dreibart anordnet på akselen 184. Snekkedrevet drives i sin tur av en aksel 194 som er forbundet med en asimut-servomotor 196. En fotoelektrisk detekteringsinnretning maken til den som er beskrevet ovenfor med hensyn til inklinasjons-følerinnretningen, er anordnet for å virke som vist mellom asimut-servomotor en 196 og akselen 194."Da dette optiske system er maken til det ovenfor beskrevne for inklinasjonsføleren, er ytterligere omtale av det unødvendig, og komponentene av denne optiske asimutinnretning, er forsynt med tallhenvisninger svarende til dem i den optiske inklinasjons-innretning, med tilføyelsen av tegnet Den optiske innretning som er forbundet med asimutføleren, benyttes også til å bestemme start- eller hjemmestillingen for asimutføleren 178.

Asimutføleren benyttes til å bestemme nord-retningen ved avføling av den lokale horisontalkomponent av jordens magnetiske felt. På tilsvarende måte som referanse- og inklinasjonsfølerne drives først asimutføleren til en start-eller hjemmestilling som er en på forhånd bestemt og kjent stilling, med aksen 183 vinkelrett på borstrengens akse 102 og med den følsomme akse hos magnetometeret ortogonalt til borstrengens akse 102 samt med den nord-søkende akse hos magnetometeret (den nord-søkende akse er vinkelrett på den følsomme akse) pekende i retning mot borkronen (dvs. nedover - -i- brønnhullet) .- Asimutf øleren-forflyttes- til sin hjemme- —

stilling ved et signal som avgig av motor-drivstyreenheten 198

og overføres til asimut-servomotoren 196 for å dreie slingrebøylen 180 om dens akse i retning mot urviseren inntil hjemmeposisjonen nås. Oppnåelsen av hjemmestillingen blir selvfølgelig bestemt ved at lysstrålen 158<*>treffer fotocellen 156', hvoretter utgangssignalet fra denne overføres til styreseksjonen 121 for å avslutte denne første operasjon av motoren 196.

Antas magnetometeret 178 å befinne seg i en,vilkårlig stilling forskjellig fra dets nullstilling, blir der frembragt et feilsignal som resulterer i driftssignaler fra motor-drivstyreenheten 198 til skrittmotoren 196 for å redusere det ved magnetometeret frembragte feilsignal. Magnetometeret 178 virker som en feil-omformer, idet fasevinkelen for den annen harmoniske i utgangssignalet vil øke og avta avhengig av retningen på den følsomme akse i forhold til jordens magnetfelt.. Det karakteristiske ved denne omformer er at denne fasevinkelendring varierer som funksjon av den følsomme akses orientering i forhold til jordens magnetfelt, idet variasjonene foreligger som et maksimalt eller minimalt utgangssignal når den følsomme akse faller sammen med jordens.magnetfelt, og faller, til null når den følsomme akse er vinkelrett på jordens magnetfelt. Dette forhold er vist på fig. 9. Magnetometeret 178 virker sorrren f eil-omf ormer, idet utgangssignalet vil falle til null når magnetometeret føres til en stilling hvor den følsomme akse er vinkelrett på jordens magnetfelt.

Det feilsignal som frembringes ved magnetometeret 178, dvs. det utgangssignal som frembringes når magnetometeret er i en stilling forskjellig fra nullstillingen, overføres til motor-drivenheten 198 i styreseksjonen.121. Ved mottagelse av disse feilsignaler fra magnetometeret 178 frembringer motor-drivenheten 198 utgangspulser som tilføres skrittmotoren 196 for å drive denne skritt for skritt, slik at magnetometeret 178 dreies til sin stilling med null utgangssignal, altså nullstillingen. Magnetometeret 178 og dets slingrebøyle 180 drives således i en rekke skritt inntil den følsomme akse hos magnetometeret 178befinner seg vinkelrett på retningen av jordens magnetfelt, og videre drift av skrittmotoren avsluttes.

Den algebraiske sum av utgangspulsene fra motoren 198 og motor-drivstyreenheten 172 overføres via en ELLER-portanordning 199 til en binær opp-ned-teller 200 i styreseksjonen 121. ELLER-portanordningen 199 består av en ELLER-port 199a for fortegns-signaler og en ELLER-port 199b for siffer-signaler. Nettosifferet og fortegnet på den nevnte algebraiske sum av pulser som er overført til telleren 200, og som er nødvendig for å drive magnetometeret til nullstillingen fra hjemmestillingen, er et direkte mål på brønnaksens retning med hensyn på magnetisk nord, dvs. vinkelen A. Pulsene fra motoren 198 og 172 må summeres algebraisk fordi slingrebøylen 183 både drives av sin egen motor 196 og også dreies ett skritt for hvert skritt av motoren 174, idet akselen 171 driver akselerometeret 148 til dets nullstilling på grunn av drivforbindelsen mellom akslene 171 og 184 tannhjuls-paret 190. De pulser som telles av telleren 200, blir til slutt overført til overflaten ved mudder-pulstelemetriteknikk slik at asimutvinkelen A blir kjent ved overflaten..

Den ovenfor beskrevne følerinnretning består således av tre slingrébøyler som servostyres ved hjelp av to feil-omformende akselerometre og et feil-omformende magnetometer. Akselerometrene benyttes til å opprette horisontal- og vertikalplan ved å søke stillinger med null tyngdekraft langs to ortogonale akser, og magnetometeret benyttes, til å bestemme retningen magnetisk nord i horisontalplanet. Innretningen måler referanse-vinkelen R, inklinasjonsvinkelen I og asimutvinkelen A, idet disse tre former for vinkelinformasjon er tilstrekkelige til å definere stillingen og retningen av borstrengen ved bunnen av brønnen.

Det skal selvsagt forstås at der for hver av de tre følere, nemlig akselerometeret 116, akselerometeret 148 og magnetometeret 178, behøves elektriske inngangssignaler, slik at disse sensorer kan virke som feil-omformere til å frembringe utgangssignaler som overføres til deres respektive motor-drivstyreenheter. Disse elektriske inngangssignaler kan tilføres på en hvilken som helst kjent og ønsket måte (herunder med sleperinger) fra en generator 65, og på fig. 7 er de bare vist skjematisk som VQ.

En spesiell fordel ved følerinnretningen ifølge den foreliggende oppfinnelse er at den eliminerer behovet for separate vinkel-omformere og de tilhørende mekaniske og pålitelighets-messige problemer som slike vinkel-omformere typisk oppviser. Istedenfor med slike vinkel-omformere blir vinkelmålinger ifølge den foreliggende oppfinnelse bare utført ved telling av netto antall skritt hos skrittmotoren eller netto antall pulser over-ført til skrittmotoren for utførelse av de enkelte skritt. Driv-transmisjonene fra med skrittmotor er meget nøyaktige, så hvert skritt av en skrittmotor resulterer i en kjent vinkelforskyvning av dens tilhørende slingrebøyle. Således er vinkelmåling redusert til en enkel prosess med algebraisk telling av pulser levert til eller skritt utført av skrittmotoren.

Hele følermekanismen på fig. 7 kan neddykkes i en tykt-flytende silikonolje som helt fyller følerhuset 44. Oljen tjener både til å beskytte følermekanismen mot å skades av vibrasjoner og støt og til å smøre lagre og transmisjoner, samtidig som den også virker som varmeoverføringsmedium for motorene.

For å beskytte de følsomme presisjons-tannhjulsett som driver slingrebøylene 150 og 180 i akselen 184 mot virkningene av forskjeller i varmeutvidelse, er snekkene i transmisjonsleddene 174, 188 og 192 isolert ved hjelp av ekspansjonsbelger 202 og symmetrisk understøttet i hengere 204 utført i ett stykke. Således er akslene 171 og 194 i virkeligheten akselseksjoner som

er skjøtt sammen ved hjelp av ekspansjonsbelgene 202, som pålite-lig overfører dreiebevegelsen av akslene, mens de opptar anhver varmeutvidelse av akslene i begge retninger, så der ikke vil forekomme noen forskyvning av berøringspunktene mellom samvirkende hjul i transmisjonsleddene.

Dersom der benyttes ledninger for de elektriske inngangs-og/eller utgangssignaler for akselerometrene, er det nødvendig å benytte sikkerhets-grensebrytere. Således vil der i forbindelse med slingrebøylen 150 være anordnet et mekanisk stopporgan 206

som strekker seg fra slingrebøylen 100 og er plasert slik at den blir berørt av en finger 208 fastholdt til slingrebøylen 150. Fingeren 208 og stopporganet 206 i kombinasjon begrenser dreiningen av slingrebøylen 150 til mindre enn 360° i hvilken

som helst retning og forhindrer således ødeleggelse av de elektriske ledninger. Lignende foranstaltninger kunne også bli benyttet for de andre slingrebøyler dersom omstendighetene berettiger til dette.

Der skal nå henvises til figurene 10 og 11, som viser henholdsvis et blokkskjema og et koblingsskjema over styreinnretningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 10 er et blokkskjema over hele styreinnretningen, som innbefatter dreie-følerkretsen på fig. 5 og motor-driftstyreenhetene 120, 172 og 198 for henholdsvis målekretsen for referansevinkelen, målekretsen for inklinasjonsvinkelen og målekretsen for asimutvinkelen. Motor-driftstyreenhetene 120 og 172 er like, mens motor-styreenheten 198 bare adskiller seg forsåvidt som noen av komponentene ved begynnelsen av kretsen er forskjellige fordi asimut-feilsignalene avledes fra magnetometeret 178, mens referanse- og inklinasjonssignalene avledes fra de feil-omformende akselerometre 116 og 148. Skjemaet på

fig. 11 viser en av de to like motor-driftstyreenhetene 120 og 127, og den avvikende oppbygging som forekommer i motor-driftstyreenheten 198, vil bli påpekt i det følgende.

På fig. 10 ses dreieføleren, som" innbefatter magnetometeret 58 , detektoren 70 (sammensatt av fasedetektoren 70A, lav-passf ilteret 70B og forsterkeren 70C), nullnivå-detektoren 72 og digitalfilteret 74 (sammensatt av klokken 76, komparatoren 78 og vippen 77, se fig. 5A).

Som beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 5 og 6, vil avfølingen av betingelsen ingen dreining (eller en forhåndsbestemt lav dreiehastighet) av borstrengen resultere i at vippen 77 innstilles. Den stigende flanke på Q-utgangssignalet fra vippen 77 overføres til en initierende styrekrets 210 for å betingelsestilpasse og starte driften av styreenheten 121. Den initierende styreenhet 210 (se fig. 12) er bygget opp av to énpuls-multivibra-torer 212 og 214. Den stigende flanke av Q-utgangssignalet fra vippen 77 trigger multivibratoren 212 for å frembringe en puls med varighet 1 ms ved Q-utgangen fra multivibratoren 212.

Denne utgangspuls ved Q-utgangen fra multivibratoren 212 er en klargjøringspuls (KLARGJ.P) som, slik det vil bli beskrevet i det følgende, overføres til tilbakestillingssiden hos flere organer i styresystemet for å sikre at hele styresystemet 121

er forberedt på en startkommando. Q-utgangen fra multivibratoren 212 er forbundet med inngangen til multivibratoren 214 slik at multivibratoren 214 trigges ved bakre kant av pulsen fra multivibratoren 212 for å frembringe en puls med varighet 1 ms, som tjener som startkommando (STARTP) for innretningen. Som det

også vil bli beskrevet i det følgende, overføres startkommandoen til forskjellige komponenter i styresystemet for å initiere driften av dette.

I tillegg til startpulsen som overføres til forskjellige komponenter i systemet, leverer også en hovedklokke 216 tidsstyrepulser eller tidsstyresignaler til styresystemet. Som vist på fig. 13 innbefatter hovedklokken 216 en frittløpende astabil multivibrator 218, hvis utgangssignaler overføres til en frekvens-delende teller 220 som dividerer multivibrator-utgangssignalets frekvens for å skaffe referanse-tidsstyrepulser for overføring til forskjellige komponenter i systemet. Fig. 13A viser multivibrator-utgangssignalet eller.. frekvensen (f) og utgangspulsene CP1-CP10 fra hovedklokken 216 som overføres til forskjellige komponenter i systemet for tidsstyreformål.

Styreinnretningen vil nå bli beskrevet i forbindelse med bestemmelsen av referansevinkelen R. Det skal forstås at den samme beskrivelse kan benyttes for inklinasjonsvinkelen I og,

med unntagelser som ellers vil bli anført, også i forbindelse med asimutvinkelen A. Beskrivelsen vil bli presentert med felles referanse til fig. 10 og 11. Betegnelsene til "høy", "opp" og "logisk 1", som betegner tilstander for systemkomponentene, skal forstås å være ekvivalente på samme måte som uttrykkene "lav", "ned" og "logisk 0".

HJEMME- MODUS- DRIFT

Når den initierende styrekrets 210 er trigget, vil klareringspulsen (KLARERP) overføres til flere komponenter i start/stopp/kjør-kretsen hos pulsgeneratoren og styreenheten 222. Pulsgeneratoren og styreenheten 222 innbefatter en startkrets

224 (fug. 11B) - som har en hjemme-underkrets 226 og en måle-underkrets 228 - en kjør-krets 230, en ferdig-krets 232 og en stopp-krets 234 (fig. 11C).

Der henvises først til startkretsen 224 på fig. 11. En klareringspuls (KLARERP) fra den initierende styreenhet 210

(fig. 10B) overføres til en ELLER-port 236 (fig. 11B) og passerer gjennom ELLER-porten til en vippe 238 av D-type for å stille den tilbake. Vippen 238 kan også av og til bli betegnet som "hjemme"-vippen fordi den er av betydning ved bestemmelsen av "hjemme"-stillingen som referanse-akselerometeret 116 først drives til, som beskrevet ovenfor. Startpulsen (STARTP) fra styreenheten210 overføres deretter til en ELLER-port 240 (fig. 11B) og passerer gjennom ELLER-porten 240 til vippen 238, og overføres

også til en annen ELLER-port 244. Startpulsen inverteres ved ankomsten til vippen 238, og den bakre kant. av startpulsen vil derfor innstille vippen 238, da en vippe av D-type krever et stigende signal for å innstilles. Når vippen 238 er innstilt, vil Q-utgangen anta et høyt nivå og utgjøre et signal som tildels vil bli betegnet som HJEMMEF. Den innstilte tilstand av vippen 238 utgjør hjemme-modus. Q-funksjonen (HJEMMEF) av vippen 238 leveres til forskjellige steder i innretningen. For det første leveres HJEMMEF-signalet til en énpuls-multivibrator 242 i hjemmekretsen 226, men det trigger ikke multivibratoren 242 før den bakre kant av hjemmesignalet opptrer, noe som skjer senere i driften av innretningen når akselerometeret 116 er ført til sin hjemmestilling. Pulsen HJEMMEF leveres også til en størrelse-detektrende krets 246 i en fortegn- og størrelsefølende detektor 245, og mer spesielt til en ELLER-port 247 i en størrelsedetek-terende krets 246 (fig. 11A). Dette HJEMMEF-signal har forrang fremfor et hvilket som helst annet signal til ELLER-kretsen 247, og det overføres til en OG-port 249 for å utgjøre det ene av to inngangssignaler til denne. Når det annet inngangssignal an-kommer til OG-porten 249 sammen med HJEMMEF-signalet, vil der frembringes pulser for å drive referanseakselerometeret til dets hjemmestilling.

Det annet inngangssignal til OG-porten 249 leveres fra kjørkretsen 230 (fig. 11C) som har mottatt et inngangssignal fra ELLER-porten 244 (fig. 11B). Inngangssignalet fra ELLER-porten 244 skyldes pulsen STARTP som passerer gjennom porten 244, og fremkommer på utgangen fra porten 244 som et kjør-signal (KJØRP), som så overføres til S-inngangen til en vippe 248 av JK-type i kjør-kretsen 230. Vippen 248 (tildels betegnet som "kjør"-vippen) ble tidligere tilbakestilt ved klareringspulsen KLARERP fra den initierende styreenhet 210, slik at KJØRP-signalet ved S-klemmen hos vippen 248 uten betingelsestilpasning innstiller . vippen 248 slik at Q-utgangssignalet vil befinne seg på et høyt nivå og bli overført til OG-porten 24 9 som det annet inngangssignal til denne. Ved forekomsten av de nødvendige to inngangssig-naler til OG-porten 249 blir der fra OG-porten 249 levert et utgangssignal til D-inngangen hos en vippe 250 av D-type i pulsgeneratorkretsen 252. C-inngangen til vippen 250 mottar klokkepulser CP1 fra hovedklokken 216, og vippen 250 innstilles

(D-inngangssignal overført til Q) når signal på D-inngangen befinner seg på logisk nivå "1" (inngangssignal fra porten 24 9)

i nærvær av klokkepulsene CP1. Således innstilles vippen 250

med en frekvens bestemt av klokkepulsene CP1 når inngangen D befinner seg på logisk nivå "1". Ved hver innstilling av vippen 250 overføres Q-utgangssignalet til en OG-port 254 i pulsgeneratoren 2 52, hvor det portstyres med et annet signal CP3 fra hovedklokken 216. De to inngangssignaler til OG-porten 254 resulterer i et pulsformet utgangssignal fra denne. Dette pulsformede utgangssignal overføres til forskjellige steder i innretningen, deriblant motorsekvenskretsen 256 til drivmotoren 122. Utgangssignalet fra OG-porten 254, og dermed utgangssignalet fra pulsgeneratoren 252 blir således et tog av skrittpulser overført til motorsekvenskretsen..

HJEMMEF-signalet (som opptrer når Q-utgangssignalet fra vippen 238 (fig. 11B) befinner seg på høyt nivå) overføres også til S-inngangen til en vippe 258 av JK-type i fortegn- og størrelse-detektoren 245. HJEMMEF-signalet på S-inngangen til vippen 258 innstiller denne slik at Q-utgangssignalet blir høyt. Det høye Q-utgangssignal fra vippen 258 overføres også til motorsekvenskretsen 256, hvor det utgjør og tjener som en fortegns-og retningsmelding for å bevirke motordreining i en forhåndsbestemt retning (forutsettes mot urviseren) for å drive referanse-akselerometeret 116 til dets hjemmestilling.

Fra det foregående kan det ses at to separate signaler overføres til motorsekvenskretsen 256. Det ene av disse signaler er skrittpulsene fra pulsgeneratoren 252, og det annet er fortegns- og retningssignalene fra vippen 258 i fortegns- og størrelse-detektoren 24 5.

Motorsekvenskretsen 256 er en to-bits opp/ned teller 260. Den mottar skrittpulsene fra pulsgeneratoren 252 og fortegns-informasjon fra vippen 258 i fortegn/størrelses-detektoren 245 _ og omformer disse inngangssignaler til et fire-faset signal. Dvs. motorfrekvenskretsen er en fasegenerator for en firefasemotor. Firefasesignalet overføres på separate linjer til en motordriv-forsterker 262 som har forskjellige forsterkere og nivåomformere for omformning av de fire fasesignaler fra sekvenskretsen 256

til et passende effektnivå for drift av firefase-skrittmotoren 122. Før de enkelte faser leveres til separate forsterkere'i

drivmotorforsterkeren 262, blir hver fase for seg overført til en OG-port 261, hvis annet eller aktiverende inngangssignal er Q-utgangenssignalet fra vippen 77 hos digitalfilteret 74

(fig. 10B). Således vil drivmotoren 122 ikke bli satt i drift uten at der foreligger både et signal for ingen rotasjon fra digitalfilteret 74 og pulser fra pulsgeneratoren 252. Ved forekomsten av begge signaler til hver OG-port 261, blir referanse-akselerometeret drevet mot sin hjemmestilling og det skal gjøres oppmerksom på at dreieretningen mot hjemmestillingen alltid er den samme (antas mot urviseren), da fortegns- eller retnings-informasjonen fra vippen 258 alltid befinner seg på samme nivå hjemme-modus-drift.

Motoren 122 løper inntil hjemmedetektoren 128 mottar lys fra lyskilden 126. Lys som faller på hjemmedetektoren 128, forsterkes og omformes til logikknivåer i en forsterker- og rektangelformerkrets 264 (fig. 11C), hvis utgangssignal overføres til den annen inngang til en OG-port 266 i stoppkretsen 234. Det første inngangssignal til OG-porten 266 foreligger allerede i form av HJEMMEF-signaler fra vippen 238 i startkretsen 224. Utgangssignalet fra OG-porten 266 antar et høyt nivå ved overførin-gen av signalet fra forsterker- og rektangelformerkretsen 264, og dette utgangssignal overføres til og passerer gjennom en ELLER-port 268 som bevirker at utgangssignalet fra ELLER-porten 268 antar et høyt nivå. Dette resulterende signal fra ELLER-porten 268 overføres til en OG-port 270 i kjørkretsen 230, hvor det portstyres med klokkesignalet CP9. Utgangssignalet fra OG-porten 270 inverteres og overføres til C-inngangen til vippen 248 av JK-type for å tilbakestille denne ved den bakre kant av signalet CP9 og derved bevirke at Q-utgangssignalet fra vippen 248 antar et lavt nivå. Denne tilbakestilling av vippen 248 fjerner et av de to inngangssignaler til OG-porten 249 i størrelse-detekteringskretsen 246, hvorved D-inngangssignalet til vippen 250 fjernes slik at denne tilbakestilles og ingen flere pulser frembringes fra pulsgeneratoren 252, hvorved motoren 122 stopper fordi den forhåndsbestemte hjemmestilling er nådd.

Den overfor beskrevne hjemme-modus-drift finner sted samtidig for alle tre akser, dvs. for referanse, inklinasjon og asimut. Hver av motorstyrekretsene 120, 172 og 198 har en kjør- vippe 248. Q-utgangssignalet fra hver kjørvippe 248 er forbundet med en OG-port 272 med tre innganger i en felles "ferdig"-krets 232. Når en av de tre kjørvipper 248 tilbakestilles, vil dens Q-utgangssignal anta et høyt nivå. Når Q-utgangssignalet fra hver av de tre vipper 248 befinner seg på et høyt nivå, vil utgangssignalet fra OG-porten 272 anta et høyt nivå for å utgjøre et ferdig-signal som indikerer at akselerometrene 116 og 148

og magnetometeret 178 alle er blitt ført til sine respektive hjemmestillinger. Dette ferdig-signal på utgangen fra porten 272 overføres som det ene av inngangssignalene til en OG-port 274 i hjemme-underkretsen 226 i startkretsen 224 (fig. 11B). Det annet inngangssignal til OG-porten 274 fremskaffes ved HJEMMEF-signalet, og når begge signaler opptrer, passerer således et signal gjennom OG-porten 274 og overføres til OG-porten 236. Signalet passerer gjennom OG-porten 236 og tilføres R-inngangen til vippen 238 for å tilbakestille denne. Når vippen 238 er tilbakestilt, antar dens Q-utgangssignal et logisk "0" og bevirker at énpuls-multivibratoren 24 2 blir virksom 1 ms, dvs. multivibratoren 24 2 trigges ved den bakre flanke av HJEMMEF-signalet. Utgangspulsen med 1 ms varighet fra multivibratoren 242 tilføres en opp/ned-teller 144 for å tilbakestille denne slik at telleren"144 nå gjøres klar til å motta målepulser. Det pulsformede

•utgangssignal fra multivibratoren 24 2 bevirker også at en puls kan passere gjennom ELLER-porten 244, hvorved KJØRP-pulsen igjen forekommer på utgangen fra porten 244 og overføres for påny å innstille vippen 248 i kjørkretsen 230 (fig. 11C) på samme måte som vippen 248 ble innstilt under hjemme-modus-driften. Når vippen 248 er innstilt, vil Q-utgangssignalet anta en høy verdi og igjen overføres til OG-porten 249 i størrelse-detektorkretsen 246 for å betingelsestilpasse OG-porten 249 (fig. 11A). Imidlertid skal det gjøres oppmerksom på at HJEMMEF-signalet er fjernet i denne driftsmodus, og således ikke passerer noe signal gjennom OG-porten 249 før ELLER-porten 247 mottar et inngangssignal fra en eller annen del av kretsen i fortegn- og størrelse-detektoren 245. Overføringen av ferdig-signalet fra porten 272 bringer så-ledes HJEMMEF-signalet til opphør i hver av motorstyrekretsene 120, 172 og 198, hvorved pulsgenerator-utgangssignalet midlertidig oppheves for å avvente ytterligere aktivisering selv om Q-utgangssignalet fra kjørvippen 248 befinner seg på høyt nivå og er

overført som et av inngangssignalene til OG-porten 24 9. Hjemme-modus-drif ten er således fullført.

MÅLE- MODUS- DRIFT

Pulsen fra énpuls-multivibratoren 24 2 blir også invertert og tilført C-inngangen til en vippe.276 av D-type, som innstilles ved den bakre kant av denne puls. Q-utgangen fra vippen 276

antar da et høyt nivå, som utgjør et målesignal og overføres bl.a. som første inngangssignal til en OG-port 278 i stoppkretsen 234 (fig. 11C). Portene 278 og 266 og 268 i stoppkretsen 234

er forbundet for å danne en OG/ELLER-portanordning. Målesignalet overføres også til D-inngangen til en vippe 310 av D-type for å innstille denne. Innretningen er nå innstilt for drift i en målemodus som bestemt ved feilsignaler fra akselerometeret 116.

Antas det nå at referanse-akselerometeret 116 befinner seg

i en vilkårlig stilling forskjellig fra nullstillingen, vil der frembringes et feilsignal som overføres til forsterkeren 280

(fig. 11A). Som vist på fig. 8 er dette signal en strøm med en form av en cosinus-funksjon av vinkelen mellom akselerometerets følsomme akse og gravitasjonskraftens retning. Forsterkeren 280 er en kraftforsterker av typen LM107, og forsterkerkoblingen

kan finnes beskrevet i Linear Applications Handbook, 1973, av M. K. Vånder Kooi,. National Semiconductor Application Note AN20-5, februar 1969, fig. 13. I denne forsterkerkrets blir strømmen forsterket og omformet til en spenning for ytterligere bruk i innretningen.

Det forsterkede signal fra forsterkerkretsen 280 tilføres deretter en filterkrets 282 for fjernelse av høyfrekvenskomponeriter som kan være kommet inn i signalet fra skrittmotoren og vibrasjoner i omgivelsene. Filteret er et topols-filter med grense-frekvens på 3 Hz og med en forsterker av typen LM107, og kan finnes beskrevet i Linear Applications Handbook, 1973, av M. K. Vånder Kooi, National Semiconductor, Inc. Note AN5-10, april 19 68, fig. 25.

Det filtrerte signal fra filterkretsen 282 tilføres og integreres i en integratorkrets 284. Forsterkeren i integrator-kretsen 284 er av typen LM107, bryterne S1 og er halvleder-brytere, f.eks. RCA CD4016, og for ytterligere detaljer vedrørende slike integratorkretser kan der henvises til Operational Amplifiers, Design and Applications, av Tobey, Graeme og Hunlsman, fig. 6.15, McGraw-Hill, 1971. Integratoren virker slik at den forstørrer feilen fra akselerometeret 116 som funksjon av tiden for å undersøke og viderebehandle små feil. Integratoren tilbakestilles ved at utgangssignalet fra pulsgeneratoren 252 føres tilbake til halvlederbryterne og S~for å tilbakestille integratoren til null ved vekselvis å lukke og åpne bryterne og S 2 med sig-

nalet fra pulsgeneratoren hver gang skrittmotoren 122 går et skritt, idet den ene bryter åpnes når den annen lukkes.

Det filtrerte signal fra filteret 282 og det integrerte signal fra integratoren 284 blir begge tilført en summeringskrets 286, hvor de adderes algebraisk. Selv om feilsignalet fra filteret 282 er lite, vil således det integrerte feilsignal være til-gjengelig for bearbeidelse i resten av innretningen. For ytterligere opplysning om summeringskretsen vises der til National Semiconductor, Inc. Note A og 20-3, februar 1969, fig. 3 (Linear Applications Handbook, 1973 utgitt av M. K. Vånder Kooi). Utgangssignalet fra summeringskretsen 286 tilføres deretter fortegns- og størrelse-detektorkretsen 245 for å undersøkes med hensyn til både fortegn og størrelse. Størrelsen er i samsvar med graden eller størrelsen av avviket mellom den målte stilling av referanse-akselerometeret og nullstillingen, og fortegnet er i samsvar med den dreieretning som er påkrevet for å bevege referanse-akselerometeret.til nullstilling.

Fortegn- og størrelse-detektorkretsen 245 har en første sammenligningskrets 288A og en annen sammenligningskrets 288B. Sammenligningskretsen 288A har en spenningsdeler 290 sammensatt av motstandere RIA og R2A, forbundet som vist med en forsterker 292, og sammenligningskretsen 288B har en lignende spenningsdeler 294 som utgjøres av motstandene R1B og R2B, forbundet som vist med en forsterker 296. Forsterkerne 292 og 296 er begge kraft-differansialforsterkere. Utgangssignalet fra summasjonskretsen 286 tilføres forsterkeren 292, og samme utgangssignal tilføres også forsterkeren 296. Spenningsdeleren 290 oppretter en første referansespenning, referanse A, for differansialforsterkeren 292, og spenningsdeleren 294 oppretter en annen referansespenning, referanse B, for differensialforsterkeren 296. Sammenligningskretsen virker for å sammenligne utgangssignalet fra summasjons-forsterkeren 286 med referansespenningene. Som det vil ses av fig. 14A, 14B og 14C, vil utgangssignalet (UT A) fra forsterkeren 292 være negativt når utgangssignalet fra summasjonskretsen 286 er mer negativt enn referansespenningen A. På lignende måte vil utgangssignalet (UT B) fra forsterkeren 296 være positivt når utgangssignalet fra summeringsforsterkeren 286 er mer negativt enn spenningsnivået hos referansen B. Som et resultat av denne operasjon av sammenligningskretsene 288A og 288B fremkommer signaler UT A og UT B , slik det er vist på fig. 14B og 14C.

Utgangssignalene fra sammenligningskretsene 288A og 288B tilføres henholdsvis en iverteringsbuffer 298 og en ikke-inverteringsbuffer 300. Bufferne tjener til å skifte nivået som spenningene fra sammenligningskretsene har til et spenningsnivå som er forenlig med vippen 258 som bufferutgangssignalene til-føres. Signalet UT A (vist på fig. 14D) tilføres J-klemmen hos vippen 258, mens signalet UT B tilføres K-klemmen hos samme vippe. Utgangssignalet fra bufferne 298 og 300 tilføres også ELLER-porten 247, idet denne befinner seg i størrelses-detektorkretsen 246. Således blir signalene UT B og UT A (se fig. 14E) levert til ELLER-kretsen 247.

Der henvises igjen til vippen 258. Tidsstyrepulsene CP1 overføres fra hovedklokken 216 til C-inngangen, hvorved det av signalene UT A på J-inngangen og UT B på K-inngangen som foreligger når en tidsstyrepuls CP1 mottas, vil bli tilført vippen. Fra signaldiagrammene 14B-14E kan det således ses at vippen 258

i nærvær av av klokkepulser CP1 vil bli innstilt (Q-utgangen på høyt nivå) når UT A er negativ (UT A positiv), og bli tilbakestilt (Q-utgang lav) når UT B er positiv. Når det tas i betraktning at Q-utgangssignalet fra vippen 258 tilføres motorsekvenskretsen 256 for å styre dreieretningen av motoren 122 i avhengighet av nivået på Q-utgangsignalet fra vippen 258, kan det ses at motoren 122 vil drives enten med eller mot urviseren avhengig av utgangssignalene fra sammenligningskretsene 288A og 288B. Således drives referanse-akselerometeret 116 i den riktige retning for å redusere sitt avgitte feilsignal og bringes til sin nullstilling.

UT A-signalet (invertert til UT A) og UT B-signalet til-ført ELLER-kretsen 247 i størrelse-detektorkretsen 246 tjener til å bestemme størrelsen av signalet fra akselerometeret 116. Som anskueliggjort ved signaldiagrammene 14A-14E vil signalet frå summeringskretsen 286, når UT B eller UT A befinner seg på høyt nivå, være utenfor de grenser som er angitt på fig. 14A, dvs. under referansen A og over referansen B. S.åledes vil arealet under referansen A og over referansen B på fig. 14A definere et nullbånd, og når feilen overskrider dette nullbånd, dvs. kommer over referansen A eller under referansen B, vil et signal bli ført gjennom ELLER-porten 247 og tilført OG-porten 24 9 som det annet inngangssignal til denne. Det første inngangssignal til OG-porten 24 9 foreligger allerede i form av det høye Q-utgangssignal fra kjør-vippen 248 (fig. 11C). På den måte som er beskrevet ovenfor, vil således et signal bli sluppet igjennom av OG-porten 249 for å innstille vippen 250, idet vippen innstilles når D-inngangssignalet befinner seg på logisk "1" i nærvær av klokkepulser CP1. Som beskrevet tidligere i forbindelse med hjemme-modus-driften, blir den innstilte Q-utgang hos vippen 250 da portstyrt med klokkepulser CP3 i OG-porten 254, hvorved der tilføres motorsekvenskretsen 256 skrittpulser for portstyring med det høye Q-utgangssignal fra vippen 77 ved porten 261 for å drive motoren 122. Motoren 122 vil fortsette å dreie seg så lenge den mottar skrittpulser fra pulsgeneratoren 252, dvs. inntil akselerometeret 116 er ført til sin nullstilling, hvor utgangssignalet fra summeringskretsen 282 svarer til nullsignalet som beskrevet ovenfor.

Utgangssignalene fra vippen 258 i fortegn- og størrelse-detektorkretsen 245 og de pulsformede utgangssignaler fra pulsgeneratoren. 252 blir også begge tilført opp/ned-telleren 144 (fig. 11B) for algebraisk summering for å bestemme det netto antall skrittpulser som er tilført motoren 122 for å drive akselerometeret 116 til sin nullstilling.

Som det vil fremgå, er signaldiagrammene på fig. 14A-14E bare vist som illustrasjon. De gir et tilnærmet bilde av en tilstand hvor akselerometeret 116 i virkeligheten ville svinge eller oscillere frem og tilbake om sin nullstilling. For andre tilstander med opptredende feil vil der foreligge et UT A- eller UT B-signal, men dette ville ikke opptre på regelmessige tidspunk-ter.

Som beskrevet ovenfor ble kjørvippen 248 (fig. 11C) tilbakestilt ved overføring av et signal fra stoppkretsen 234 til kjør-krets-porten 270 i nærvær av klokkepuls CP9 ved porten 270. Som det også har vært beskrevet tidligere, opptrådte signalet fra stoppkretsen 234 når der samtidig ble tilført porten et signal fra hjemmedetektoren 128 (gjennom forsterker- og rektangelformerkretsen 264) og HJEMMEF-signalet fra vippen 238. I måle-modusen er signalet HJEMMEF bragt til opphør, og signalet fra stoppkretsen 234, som tjener til å tilbakestille kjørvippen 248, må derfor frembringes på en annen måte. I måle-modusen er vippen 276 i målekretsen 228 innstilt slik at signalet MÅLEF tilføres som et første inngangssignal til OG-porten 278 i stoppkretsen 234. Når der også foreligger et annet inngangssignal til OG-porten 278, vil et signal bli overført gjennom OG-porten 278 og gjennom ELLER-porten 268 for å tilføres OG-porten 270, hvorved kjørvippen 248 vil bli tilbakestilt når der samtidig opptrer en klokkepuls CP9. Dette annet inngangssignal til OG-porten 278 leveres fra en teller 302 som avgir et signal til OG-porten 278 når den har overskredet sin kapasitet.

Der finnes to måter til å innføre pulser i telleren 302. For det første vil Q-utgangssignalet fra vippen 258 skifte mellom høyt og "lavt" dersom der forekommer et fortegnsskift i fortegns-og størrelse-detektorkretsen. Q-utgangen fra vippen 258 er koblet som en av inngangene til en OG-port 304, hvis annen inngang er forbundet med Q-utgangen fra en vippe 306. Vippen 306 er blitt tilbakestilt ved kjørpulsen, slik at dens Q-utgang befinner seg på høyt nivå, og der vil således passere et signal gjennom OG-porten 304 hver gang Q-utgangssignalet fra vippen 258 antar et høyt nivå i samsvar med en fortegnsendring. Utgangssignalet fra porten 304 passerer gjennom en ELLER-port 308 og tilføres telleren 302. Når telleren 302 overskrider sin kapasitet, blir der fra telleren 302 til OG-porten 278 levert et signal som faller sammen med MÅLEF-signalet til porten 278, hvorved denne slipper et signal frem til ELLER-porten 268 dermed til porten 270. Det signal som på denne måte tilføres porten 270, vil i nærvær av klokkepulsene CP9 tilbakestille vippen 248, hvorved Q-inngangssignalet fra vippen 248 til porten 249 i størrelsesdetektorkretsen fjernes. Fjernelse av inngangssignalet til porten 249 bringer driften av pulsgeneratoren 252 til opphør, hvorved skrittkoblingen av motoren 122 brytes. Således kan Skrittkoblingen av motoren 122 avbrytes

i en "fortegnstvunget" stoppe-modus når fortegnet av feilsignalet fra akselerometeret 116 endrer seg et fastlagt antall ganger. Dette ville selvfølgelig inntre når akselerometeret 116 har nådd sin nullstilling og svinger frem og tilbake om denne.

Vippen 248 kan også tilbakestilles for å avbryte skrittkoblingen av motoren 122 dersom der i et fastlagt tidsintervall ikke frembringes noen pulser av pulsgeneratoren 252. Denne tilstand, som kan betegnes som en "tidstvunget" stoppe-modus, utføres ved hjelp av vippen 306 av typen D (beskrevet ovenfor) og vippen 310 av type D. MÅLEF-signalet fra vippen 276 tilføres D-inngangen til vippen 310 for å betingelsestilpasse denne. Også et tidsstyre-stoppsignal CPN (et derivat av hovedklokke-utgangssignalet) til-føres C-inngangen til vippen 310 for å tidsstyre denne, og R-klemmen hos vippen 310 forbindes for å motta utgangspulsene fra pulsgeneratoren 252. Vippen 310 vil bli innstilt hver gang der mottas en overføring fra "null" til "en" på klokke-inngangsklemmen C, og bli tilbakestilt hver gang der mottas en puls på klemmen R fra pulsgeneratoren 252.. Ledsagervippen 306 tilbakestilles én gang ved begynnelsen av måle-modusen ved hjelp av det til R-klemmen leverte kjør-signal. C-klemmen hos vippen 306 er også forbundet for å motta CPN-signalet fra hovedklokken, og vippen 306 vil bli innstilt ved forkanten av signalet CPN dersom den betingelsestilpassende D-inngang til vippen 306 befinner seg på høyt nivå, en tilstand som forekommer dersom vippen 310 er innstilt når vippen 306 mottar forkanten av signalet CPN. Når vippen 306 er innstilt, leverer den ett av inngangssignalene til en OG-port 312, hvis annet inngangssignal utgjøres av pulser CP1

fra hovedklokken. Pulsene CP1 blir således ført gjennom porten 312 og gjennom porten 308 til telleren 302. Et tog av pulser blir således tilført telleren 302 for å bringe denne til å overskride sin kapasitet, hvorved et signal blir ført gjennom porten 278 og gjennom porten 268 for å leveres til porten 270. Det signal som på denne måte tilføres porten 270, faller sammen med klokke-inngangssignalet CP9 for å tilbakestille vippen 248, hvorved porten 24 9 bringes i sperretilstand og utgangssignalet fra pulsgeneratoren 252 avbrytes. Således avsluttes skrittkoblingen av motoren 122 fordi akselerometeret 116 befinner seg i sin nullstilling.

Q-utgangen fra vippen 248 er forbundet med porten 272 i "ferdig"-kretsen 23 2. Når vippen 248 er tilbakestilt ved opphør

av driften av motoren 122, vil Q-signalet bli tilført porten

272. Når Q-signalene på samme måte er tilført porten 272 fra alle tre akser (dvs. de samsvarende "kjør"-vipper) og alle tre vipper

er tilbakestilt for å avslutte driften av sine respektive motorer, vil et "ferdig"-signal bli sendt gjennom porten 272 og avgitt til porten 274 i hjemme-seksjonskretsen 226 og også til en tredje inngangsklemme hos OG-porten 314 i måle-seksjonskretsen 228. En av de tre klemmer hos OG-porten 314 mottar også MÅLEF-signalet, slik at porten mottar to av de tre inngangssignaler som skal til for å slippe et signal igjennom. En første gjennomslipnings-

vippe 316 av JK-typen i målekretsen 228 er tidligere blitt innstilt ved signalet KLARERP, så Q-utgangssignalet fra vippen 316 befinner seg på høyt nivå. Q-utgangen fra vippen 316 er koblet som den tredje inngang til porten 314, hvorved "ferdig"-signalet fra porten 272 vil slippe gjennom porten 314 hvis dette er første gang ferdig-signalet opptrer siden mottagelsen av startpulsen STARTP. Det gjennom OG-porten 314 fremsluppede signal passerer gjennom ELLER-porten 318 og tilføres R-inngangen hos vippen 276

for å tilbakestille denne og dermed avbryte MÅLEF-signalet. Ved tilbakestilling av vippen 276 trigger den bakre kant av MÅLEF-signalet en monostabil lade-multivibrator 320 slik at denne frembringer en puls av varighet 1 ms, betegnet LOADP. LOADP-signalet tilføres et skiftregister 331 for å paratstille stuvningsinn-gangene til skiftregisteret i virksomhet, hvorved den informasjon som er lagret i hver av opp/ned-tellerne 144, 176 og 200, blir parallelt overført til skiftregisteret. Pulsen LOADP tilføres også vippen 316 for å tilbakestille denne og slippes dessuten gjennom ELLER-porten 240 for å innstille vippen 238. LOADP-pulsen som slipper gjennom ELLER-porten 240, tilføres også ELLER-porten 244 for å frembringe en. annen kjør-puls. Denne kjør-puls innstiller igjen kjør-vippen 248 for å bringe innretningen til påny å innta hjemme-modusen som beskrevet tidligere.

Således vil styreinnretningen gjentatte ganger gjennom-

løpe sykluser av hjemme-modus- og måle-modus-drift inntil driften av styreinnretningen avsluttes når dreining av borstrengen igjen tar til. Det gjentatte gjennomløp av hjemme-modus- og måle-modus-drif t vil være som beskrevet ovenfor, når unntas at vippen 276

ikke vil bli tilbakestilt ved den etterfølgende gjennomkjøring av systemet ved "ferdig"-signalet fra porten 272, da pulsen LOADP vil ha tilbakestilt vippen 316 for å frembringe et logisk

"0" på Q-utgangen fra porten 316 for dermed å fjerne et av de nødvendige inngangssignaler til porten 314. Ved disse etterføl-

gende gjennomkjøringer av systemet vil vippen 216 bli tilbakestilt bare ved mottagelse av et ferdig-signal (FERDIG P) som kommer fra en skiftpulsgenerator 330 og tilføres ELLER-porten 318. Drift av skiftpulsgeneratoren innledes av LOADP-pulsen.

Den første gjennomslipningsvippe 316 er nødvendig i innretningen fordi skiftpulsgeneratoren 330 ikke blir virksom før første systemsyklus er fullført. Der behøves derfor en engangs-tidspuls for å gjennomkjøre systemet pånytt, slik at der kan tas et nytt sett av målinger mens de første informasjoner som ble innført i skiftregisteret ved det første LOADP-signal, blir over-ført til overflaten. Denne skiftpulsgenerator, som bare er en frekvensdeler til frekvensdeling av hovedklokke-pulsene, frembringer pulser som tjener til å flytte informasjonen ut av skiftregisteret 331 til ventildriveren 57 som virker på stempelet 56. FERDIFP-signalet frembringes hver gang etter hvert n antall pulser fra pulsgeneratoren, svarende til lagringskapasiteten av skiftregisteret 331.

Som angitt tidligere gjaldt den ovenstående beskrivelse motordrivstyringen 120, og den samme beskrivelse vil også gjelde for den tilsvarende enhet 172. Motordrift-styreenheten 198 av-viker bare ved at forsterkeren 280 og filteret 282 er erstattet med en enhet maken til detektoren 70 (omfattende fasedetektoren 70A, filter 70B og forsterker 70C) for å motta og behandle utgangssignalet fra magnetometeret 178. Utgangssignalet fra detektoren 70 i motordrift-styreenheten 198 tilføres den tilhørende integrator, og hele resten av enheten 198 er maken til og drives på samme måte som motordrift-styreenheten 120. Et forskjellig sett av klokkepulser tilføres og brukes i hver av de tre motor-styreenheter 120, 172 og 198 slik at disse blir drevet etter tur i sin måle-modus for å drives samtidig, noe som kunne resultere i krysstale eller interferens i signaler fra de tre enheter. Dvs. at referansemotoren 122 bringes frem et skritt, hvoretter inklinasjonsmotoren 174 bringes frem et skritt, og deretter asimutmotoren 196 et tilsvarende skritt, og at denne sekvens av skritt gjentas inntil alle tre sensorer har nådd sine nullstillin-ger.

Hver LOADP-puls tilføres også S-inngangen til vippen 78 (se fig. 5A) for å innstille denne, hvorved Q-utgangssignalet fra vippen 78 antar en høy verdi og utgjør ett av de nødvendige inngangssignaler for OG-porten 79. Det annet inngangssignal for OG-porten 79 er det inverterte Q-utgangssignal fra vippen 76. Således vil OG-porten 79 slippe frem et signal når vippen 76

er innstilt (i samsvar med en gjenopprettet dreietilstand) og LOADP-signalet er frembragt. Dette signal som slippes igjennom

ved OG-porten 79, bringer OG-inngangen til vippen 77 på et høyt nivå, hvorved en stigende flanke av klokkepulsen CPN vil tilbakestille vippen 77 slik at Q-utgangssignalet fra denne antar en lav verdi (nivå X på fig. 6C) for å melde tilbakegang til dreietil-standen. Gjentagelsen av denne lave tilstand av Q-utgangssignalet fra vippen 77 avbryter da driften av skrittmotorene 122, 174 og 196 ved å fjerne ett av inngangssignalene til OG-porten 261 i hver motordrivkrets 256 og også ved aktivering av stempeldriveren 57.

Det ovenfor beskrevne gjennomløp av hjemme- og måle-modi

vil deretter fortsette for hvert av referanse-, inklinasjons- og asimut-magnetometrene henholdsvis 1116, 148 og 178 inntil dreie-følerlogikken avføler borstrengbevegelse eller energitilførselen fjernes fra systemet i mangel av generatoreffekt, noe som f.eks. kan forekomme når mudderstrømmen stoppes.

Skjønt der er vist og beskrevet foretrukne utførelses-former, skal det forstås at forskjellige modifikasjoner og ut-skiftninger kan foretas ved disse uten at oppfinnelsens ide og ramme fravikes. Beskrivelsen av den foreliggende oppfinnelse skal således tjene til å belyse denne og er ikke å oppfatte som begrensende.

Claims (36)

1. Føleorgan.til periodevis avføling av retningsparametre for en borstreng i et borehull, og til frembringelse av utgangssignaler som er i samsvar med de målte parametre, og som skal overføres til overflaten, karakterisert ved at føleorganet omfatter en tre-akse-slingrebøyle med første organer som reagerer på tyngdekraften for å bestemme et vertikalplan og et horisontalplan og med andre organer som reagerer på magnetisme for å bestemme innstillingen i forhold til retningen på jordens magnetfelt, en motor-drivinnretning til å bevege de

første og andre organer fra første forhåndsbestemte stillinger til andre forhåndsbestemte stillinger, idet hver av de andre stillinger har en forhåndsbestemt innstilling med hensyn til henholdsvis retningen av tyngdekraften og retningen av jordens magnetfelt, en styreinnretning til styring av driften av motor-drivinnretningen og til måling av den totale bevegelse av hvert av de første og andre organer mellom de første og andre stillinger.

2. Føleorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at tre-akse-slingrebøylen er montert i et segment av borstrengen og omfatter en første slingrebøyle som er dreibar om borstrengsegmentets akse eller en akse parallell med denne, en annen slingrebøyle som er dreibar om en akse vinkelrett på den første slingrebøyles rotasjonsakse, og en tredje slingrebøyle som er dreibar om en akse vinkelrett på den annen slingrebøyles rotasjonsakse.

3. Føleorgan som angitt i krav 2, karakterisert ved at den annen slingrebøyle er dreibart anordnet i den første slingrebøyle og at den tredje slingrebøyle er dreibart anordnet på en aksel som på sin side er dreibart anordnet i den første slingrebøyle, idet den tredje slingrebøyles rotasjonsakse er vinkelrett på akselens rotasjonsakse, samtidig som den sist-nevnte rotasjonsakse er parallell med den annen slingrebøyles rotasjonsakse.

4. Føleorgan som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert ved at de første organer som reagerer på tyngdekraften, omfatter et første feil-omformingsakselerometer anordnet på den første slingrebøyle og et annet feil-omformingsakselerometer anordnet på den annen slingrebøyle, idet hvert av feil-omformingsakselerometrene har en følsom akse med hensyn til tyngdekraftens retning, og at feil-omformingsakselerometrene er anordnet på en slik måte at den følsomme akse hos det første akselerometer er vinkelrett på borstrenges akse i den annen stilling, og at den følsomme akse hos det annet akselerometer er vinkelrett på den følsomme akse hos det første akselerometer i den annen stilling av hvert akselerometer.

5. Føleorgan som angitt i et av kravene 1-3, karakte risert ved at de andre organer som reagerer på magnetisme, er et fluksport-magnetometer anordnet på den tredje slingrebøyle og utført med en følsom akse med hensyn til retningen av jordens magnetfelt, idet magnetometeret er anordnet på en slik måte at dens følsomme.akse er vinkelrett på retningen av jordens magnetfelt i den annen stilling av magnetometeret.

6. Føleorgan som angitt i krav 1, 4 eller 5, karakterisert ved at bevegelsen av det første akselerometer svarer til en referansevinkel dannet mellom et første plan som inneholder borstrengens akse og en kjent referanse på borstrengen, og et annet plan som inneholder boreaksen og en vertikal projeksjon av denne, at forskyvningen av det annet akselerometer svarer til inklinasjonsvinkelen for borstrengens akse med hensyn til vertikalen i et felles plan, og hvor bevegelsen av magnetometeret svarer tii asimutvinkelen mellom et vertikalplan som inneholder den horisontale projeksjon av borstrengens akse, og vertikalplanet som inneholder horisontalprojeksjonen av retningen av det lokale jord-magnetfelt.

7. Føleorgan som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at hvert av de organer som reagerer på tyngdekraft og magnetisme, har knyttet til seg en lyskilde, en fotoelektrisk mottager og lys-styreorganer til overføring av lys fra lyskilden til den fotoelektriske mottager når de respektive organer som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, befinner seg i sin første forhåndsbestemte stilling.

8. Føleorgan som angitt i krav 7, karakterisert ved at lys-styreorganet innbefatter en perforert skive som er anordnet mellom lyskilden og lysmottageren, og som er drivbart forbundet med drivmotor-innretningen knyttet til de respektive organer som reagerer på tyngdekraft og magnetisme.

9. Føleorgan som angitt i krav 1, 3 eller 8, karakterisert ved at drivmotor-innretningen innbefatter en første skrittmotor som er anordnet på borstrengen og er drivbart forbundet med den første slingrebø yle, en annen skrittmotor som er anordnet på den første slingrebøyle og er drivbart forbundet med den annen slingrebøyle og den dreibare aksel, og en tredje skrittmotor som er anordnet på den første slingrebøyle og er drivbart forbundet med den tredje slingrebøyle.

10. Føleorgan som angitt i et av kravene 1-9, karakterisert ved at styreinnretningen omfatter aktiviseringsorganer til drift av hver Skrittmotor for å bringe hvert av organene som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, til den første forhåndsbestemte stilling, et første stopporgan som tjener til å motta et stillingssignal når hvert organ som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, har nådd sin første forhåndsbestemte stilling og til å frembringe et stoppsignal til å .avbryte driften av de tilhørende aktiviseringsorganer, avslutningsorganer som tjener til å motta første signaler når hvert organ som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, befinner seg i sin første for^ håndsbestemte stilling og til å generere et første avslutningssignal når alle organer som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, befinner seg i sine første forhåndsbestemte stillinger, signaldetekteringsorganer som tjener til å motta signaler fra hvert av de nevnte organerb g til å generer.e et utgangssignal, organer som reagerer på utgangssignalet fra signaldetekterings-organet og forekomsten av avslutningssignalet, og som tjener til gjenaktivisering. av aktiviseringsorganene for å bringe posisjoneringsorganene i virksomhet til å bevege hvert av organene som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, fra sin første stilling til den annen stilling, andre stopporganer til å bestemme når hvert organ som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, har nådd sin annen stilling og til å frembringe et annet stoppsignal for å avslutte driften av de tilhørende virksom-hetsorganer, og måleorganer til måling av gjennomløpt bevegelse av hvert av organene som reagerer på tyngdekraft eller' magnetisme, fra sin første stilling til sin annen stilling og til å frembringe informasjoner i samsvar med målingene.

11. Føleorgan som angitt i krav 10, karakterisert ved at aktiviseringsorganene innbefatter pulsgenererende organer til frembringelse av pulser som tjener til å drive posisjoneringsorganene, og at hvert av de første- og andre stopporganer innbefatter en port som tjener til å avbryte driften av det puls-frembringende organ.

12. Føleorgan som angitt i krav 10, karakterisert ved at det ytterligere innbefatter organer til frembringelse av et initieringssignal som tjener til å tilrettelegge en første operasjonsmodus av styreinnretningen, organer til frembringelse av første modus-driftssignaler som tjener til å drive styreinnretningen i en første driftmodus, og organer som reagerer på samtidig opptreden av initieringssignalet og driftssignalet for den første operasjonsmodus, for å initiere drift av aktiviseringsorganene.

13. Føleorgan som angitt i et av kravene 10-12, karakterisert ved at de første stopporganer omfatter organer som reagerer på samtidig opptreden av initieringssignalet og posisjoneringssignalet tilført de første stopporganer, for å avslutte driften av aktiviseringsorganene.

14. Føleorgan som angitt i et av kravene 10-13, karakterisert ved at hvert av organene som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, innbefatter organer til frembringelse av et feilsignal i samsvar med deres avvik fra en ønsket stilling, og at signaldetekteringsorganene omfatter organer til avføling av størrelsen av feilsignalet, og organer til avføling av fortegnet på feilsignalet.

15. Føleorgan som angitt i et av kravene 12-14, karakterisert ved at det ytterligere omfatter organer til frembringelse av driftsignaler for en annen- modus, og at signaldetekteringsorganene omfatter organer til frembringelse av et fortegnssignal som tjener til å bevege hvert av organene som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, i den retning hvor feilsignalet reduseres, og organer til frembringelse av et størrelses-signal som tjener til å aktivisere aktiviseringsorganene når driftssignalene for en annen modus samtidig opptrer.

16. Føleorgan som angitt i krav 15, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en første port som tjener til å motta størrelsessignalet og driftssignalet for den annen modus, idet den første port ved samtidig opptreden av størrelsessignalet og driftssignalene for den annen modus, frembringer et inngangssignal som tjener til å operere aktiveringsorganene, samtidig som driften av aktiveringsorganene opphører ved fravær av et av de nevnte signaler.

17. Føleorgan som angitt i et av kravene 14-16, karakterisert ved at stopporganet innbefatter organer som reagerer på et forhåndsbestemt antall endringer i avfølingen av fortegnssignalene, for å avbryte driften av aktiveringsorganene ved fjerning av driftssignalet for den annen modus fra nevnte port.

18. Føleorgan som angitt i et av kravene 14-16, karakterisert ved at det annet stopporgan omfatter organer som reagerer på fraværet av feilsignaler fra organene som reagerer på tyngekraft eller magnetisme under en forhåndsbestemt tids-periode, for å avslutte driften av aktiveringsorganene ved fjerning av driftssignalet for den annen modus fra nevnte port.

19. Føleorgan som angitt i krav 10, karakterisert ved at avslutningsorganene mottar et annet signal når hvert organ som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, befinner seg ved sin annen stilling, og frembringer et annet avslutningssignal når alle organer som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, befinner seg i deres andre stillinger.

20. Føleorgan som angitt i krav 19, karakterisert ved at det omfatter organer som reagerer på opptreden av det annet avslutningssignal, for repeterende å gjennomløpe styreinnretningen for å bringe hvert av de organer som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, til sin første forhåndsbestemte stilling og deretter til den annen stilling.

21. Føleorgan som angitt i krav 10, karakterisert ved at det ytterligere innbefatter lagringsorganer som tjener til å motta måleinformasjon fra måleorganene og til lagring av denne informasjon for senere bruk.

22. Føleorgan som angitt i krav 20 og 21, karakterisert ved at det omfatter organer som reagerer på opptreden av det annet avslutningssignal, for overføring av informasjon fra måleorganene til lagringsorganet.

23. Føleorgan som angitt i krav 10, karakterisert ved at virksomhetsorganene er en pulsgenerator og at måle-organet er en teller til telling av netto antall pulser som avgis fra hver pulsgenerator, og som tjener til å drive hvert posisjoner ingsorgan.

24. Føleorgan som angitt i et av kravene 10-14, karakte risert ved at det ytterligere innbefatter én integrator som tjener til å motta feilsignaler fra de tilhørende organer som reagerer på tyngdekraft eller magnetisme, idet integratoren blir tilbakestilt ved utgangssignalet fra aktiveringsorganet.

25. Føleorgan som angitt i krav 24, karakterisert ved at det ytterligere omfatter summasjonsorganer til summasjon av utgangssignalet fra integratoren og feilsignalet og tilførsel av det summerte signal til tilhørende signaldetektéringsorganer.

26. Føleorgan som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det omfatter organer til frembringelse av trykkpulser i samsvar med måleinformasjonen i en mudderstrøm i borstrengen, idet trykkpulsene overføres via mudderstrømmen til overflaten.

27. En dreieføler til avføling av fraværet eller tilstede-værelsen av dreiebevegelsen hos en dreibar .del i et omgivende magnetisk felt og til aktivisering av en styremekanisme ved fraværet av delens rotasjon, karakterisert ved at dreieføleren omfatter et fluksport-magnetometer til frembringelse av et utgangssignal som en funksjon av vinkelforholdet mellom magnetometeret og retningen av det omgivende magnetfelt, idet fluksport-magnetometeret er innrettet til å monteres i et borstrengsegment, organer til frembringelse og til overføring av et inngangssignal til fluksport-magnetometeret, idet magnetometeret har et første utgangssignal som er en jevntallig harmonisk av det nevnte inngangssignal, en første detektor som tjener til å motta det første inngangssignal, organer til frembringelse av et referansesignal med samme frekvens som det første utgangssignal, idet referansesignalet tilføres den første detektor, og idet detektoren sammenligner faseforskjellen mellom det første utgangssignal og referansesignalet og frembringer et annet utgangssignal med en frekvens som er i samsvar med borstrengens dreiehastighet, andre detektororganer til å motta det annet utgangssignal og til å frembringe et tredje utgangssignal hver gang det annet utgangssignal krysser et referansenivå, og signalfrembringende organer som tjener til å motta det tredje utgangssignal og til å frembringe et fjerde utgangssignal når det tredje utgangssignal er i samsvar med fraværet av dreiebevegelse.

28. Organ som angitt i krav 27, karakterisert ved at fluksport-magnetometeret er et ringkjerne-magnetometer.

29. Organ som angitt i krav 27, karakterisert ved at det første utgangssignal er den annen-harmoniske av inngangssignalet.

30. Organ som angitt i krav 27 eller 29, karakterisert ved at referansen er et signal som har en frekvens lik to ganger frekvensen av inngangssignalet til magnetometeret og har samme fase som dette.

31. Organ som angitt i krav 27, karakterisert ved at den annen detektor er en nullgjennomgangsdetektor til frembringelse av pulsformede signaler.

32. Organ som angitt i et av kravene 27-31, karakterisert ved at de signalfrembringende organer omfatter en teller til telling av pulsene i det tredje utgangssignal,' idet telleren tilbakestilles ved forhåndsbestemte intervaller, og logikkorganer slik sammenkoblet at de mottar utgangssignalet fra telleren for å frembringe det fjerde utgangssignal i avhengighet av tilstanden av telleren i det forhåndsbestemte tidsintervall.

33. Dreieføler som angitt i et av kravene 27-32, karakterisert ved at det er innrettet til å avføle fraværet av dreiebevegelsen hos en borstreng i jordens magnetfelt.

34. Fremgangsmåte til måling av retningsparametere for en borstreng med føleorganer som angitt i et av kravene 1-9, karakterisert ved trinnene at én drivmotor forbundet til den første slingrebøyle settes i drift for å føre de første organer som reagerer på tyngdekraften, til en første forhåndsbestemt stilling og deretter til en annen stilling som har en forhåndsbestemt innstilling med hensyn til gravitasjons-kraften, som bestemt ved første innstillingssignaler, at der når de første organer som reagerer på tyngdekraften, befinner seg i sin første forhåndsbestemte stilling, detekteres og frembringes et første hjemmesignal, at forflytningen av de første organer til den første stilling avsluttes ved mottagelse av. det første hjemmesignal, at de første organer som reagerer på tyngdekraften, føres til den annen stilling etter at den første forhåndsbestemte stilling er nådd, at netto bevegelse av de første organer som reagerer på tyngdekraft, måles fra den første forhåndsbestemte stilling til den annen stilling av organet for å bestemme et første retningsparameter av borstrengen, at en annen drivmotor forbundet med den annen slingrebøyle settes i drift for å føre de andre organer som reagerer på tyngdekraft, til en første forhåndsbestemt stilling og deretter til en annen stilling som har en forhåndsbestemt innstilling med hensyn til gravitasjons-kraften, som bestemt ved de andre innstillingssignaler, og at der når de andre organer som reagerer på tyngdekraft, befinner seg i sin første forhåndsbestemte stilling, detekteres og frembringes et første hjemmesignal, at forflytningen av de andre organer som reagerer på tyngdekraft, til den første stilling avsluttes ved mottagelsen av det første hjemmesignal, at de andre organer som reagerer på tyngdekraft,.føres til sin annen stilling etter at den første forhåndsbestemte stilling er nådd, at netto bevegelse av de andre organer som reagerer på tyngdekraft, måles fra den første forhåndsbestemte stilling til den annen stilling for å bestemme en annen retningsparameter av borstrengen, at en drivmotor forbundet med den tredje slingrebøyle operereres for å føre organene som reagerer på magnetisme, til en første forhåndsbestemt stilling og dereter til en annen stilling med en forhåndsbestemt innstilling med hensyn til jordens magnetfelt som bestemt ved tredje innstillingssignaler, at der når organene som reagerer på magnetisme, befinner seg i sin første forhåndsbestemte stilling, detekteres og frembringes et første hjemmesignal, at forflytningen av organene som reagerer på magnetisme, den første stilling avsluttes ved mottagelse av det første hjemmesignal, at organene som reagerer på magnetisme føres til sin annen stilling etter at den første forhåndsbestemt stilling er nådd, og at netto bevegelse av organene som reagerer på magnetisme, fra den første forhåndsbestemte stilling til den annen stilling måles for å bestemme en tredje retningsparameter for borstrengen.

35. Fremgangsmåte til styring av driften av føleorganer for borehull-boreorganer som har en flerhet av bevegelige sensorer som tjener til frembringelse av borehull-parametersignaler, og posisjoneringsorganer knyttet til hver parameterføler for posi- sjonering av parameterfølerne til måling av parametere for et borehull, karakterisert ved følgende trinn at hvert posisjoneringsorgan drives for å posisjonere hver parameter-føler i en første forhåndsbestemt stilling, at der frembringes et første stoppsignal som tjener til å avslutte driften av hvert posisjoneringsorgan ved mottagelse av et posisjoneringssignal fra den tilhørende parameterfø ler når den tilhørende parameter-føler har nådd sin første forhåndsbestemte stilling, at der frembringes et første avslutningssignal når alle parameterfølerne befinner seg i sine første forhåndsbestemte stillinger, at der detekteres signaler fra.hver parameterfø ler og fremskaffes et utgangssignal, at posisjoneringsorganene igjen bringes i drift for å føre hver parameterføler fra sin første stilling til en annen stilling som reaksjon på utgangssignalet fra den tilhørende parameterføler når avslutningssignalet foreligger, at der bestemmes når hver parameterføler har nådd sin annen stilling og der frembringes et annet stoppsignal som tjener til å avslutte driften av de tilhørende aktiviseringsorganer, og at bevegelsen av hver parameterføler frå dens første stilling til dens annen stilling måles, samtidig som der frembringes informasjon overensstemmende med bevegelsene.

36. Fremgangsmåte til avføling av fraværet av en borstrengs dreiebevegelse i jordens magnetfelt og til aktivisering av para-meteravfølende organer i fravær av borstrengens dreining, karakterisert ved at fremgangsmåten innbefatter følgende trinn, at fluksport-magnetometerorganer dreies i jordens magnetfelt for å frembringe et utgangssignal som en funksjon av vinkelforholdet mellom magnetometerorganet og retningen av jordens magnetfelt, at et inngangssignal tilføres fluksport-magnetometerorganet, idet fluksport-magnetometerorganet har et første utgangssignal som er en jevntallig harmonisk av inngangssignalet, at der frembringes et referanseseignal med samme frekvens som det første utgangssignal, at faseforskjellen mellom det første utgangssignal og referansesignal sammenlignes, samtidig som der frembringes et annet utgangssignal med en frekvens samsvarende med borstrengens dreiehastighet, at der fremskaffes et tredje utgangssignal hver gang det annet utgangssignal krysser et referansenivå, og at der fremskaffes et fjerde utgangssignal når det tredje utgangssignal er overensstemmende med fraværet av dreiebevegelse.