NO861800L - Ledende hylstre for magnetometre. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og anordning for å beskytte en magnetometeroppstilling mot virkningene fra nærliggende elektriske strømmer.

Bruken av magnetometre for å måle komponenter av jordens magnetfelt er velkjente. En fremtredende bruk av magnetometre skjer ved regi-strering av stedet og retningen for borehull i jorden. For å gjennomføre dette blir en oppstilling av minst tre magnetometre sammenstilt i en sonde for å måle jordens magnetfelt i tre retninger som er normale på hverandre. Mens normalt slike løsninger kan fullstendig godtagbare, oppstår problemer når der er nødvendig å ha effekt i sonden forbi magnetometrene, hvilket nødvendiggjør å ha en strømledende ledning passerende i den umiddelbare nærhet av magnetometrene. Strøm som passerer gjennom en slik ledning skaper et magnetfelt som påvirker magnetometrenes utmatning. De tidligere forsøk for å hindre intro-duseringen av slik feil har omfattet bruk av skjermete eller koaksial-kabler. Disse kabler har introdusert et antall problemer innbefattende fysisk plassering av den skjermete ledning eller kabel i sonden og jordingsproblemer som medfører delvis ubalansert strøm gjennom seg-menter av kablene.

Den foreliggende oppfinnelse overvinner vanskelighetene ved den kjente teknikk ved å tilveiebringe et langstrakt, kontinuerlig sylindrisk organ av jevnt tykt ledende materiale som mottar en magnetometeroppstilling deri og er i sin tur montert innenfor et trykkhus i en sonde på en elektrisk isolert måte. Den ledende sylinderen sender strøm forbi magnetometrene på en jevn måte slik at i alt vesentlig forstyrrende magnetfelt skapes innenfor sylinderen. Det er viktig hva angår oppfinnelsen at der er konsentrisitet mellom de indre og ytre vegger av den induktive sylinderen, dvs. at den er av jevn tykkelse overalt. Den ledende sylinderen er kontinuerlig, dvs. uten porter eller andre åpninger i veggene, og kan vøre med åpen ende eller jevnt avsmalnet ved den ene eller den andre eller begge ender i en kjegleformet eller halvkuleformet konfigurasjon. Den ledende sylinderen er forsynt med elektrisk tilkoplingsmidler som jevnt tilfører og mottar elektrisk strøm hhv. til og fra sylinderen. Magnetometeroppstillingen bør plasseres innenfor sylinderen i en avstand av minst tre ganger sylinderens diameter fra den nærmeste åpne ende hos sylinderen.

Den foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet ved hjelp av eksempel med henvisning til de vedlagte tegninger.

Fig. 1 er et perspektivriss, delviss i snitt, av en sonde ifølge den

kjente teknikk.

Fig. 2 er et perspektivriss, delvis i snitt, av en sonde ifølge den

foreliggende oppfinnelse.

Fig. 3 er et tverrsnitt gjennom sonden i fig. 2.

For bedre å forstå den foreliggende oppfinnelse, er det nødvendig å starte med den kjente teknikk for å finne det problem som den foreliggende oppfinnelse løser. De tidligere kjente anordninger har generelt bestått at en oppstilling av magnetometre 10, 12, 14 montert i et trykkhus 16 anbragt normalt på hverandre for derved å foreta magnetfeltavlesninger i tre plan. Mens dette normalt ikke tilveiebringer noen spesielle vanske-ligheter, oppstår problemer når det er nødvendig å la strøm passere fra en kraftkilde, slik som batterier, plassert på en side av magnetometrene til elektronikk på den motsatte, siden av magnetometrene. Dette er blitt gjort i den kjente teknikk ved å plassere en kabel 18 på utsiden av trykkhuset 16 som strekker seg fra en kraftkilde (ikke vist) til elektronikk (heller ikke vist). Naturligvis vil en enkelt ledning bevirke gener-eringen av et magnetfelt når strøm passerer gjennom den. Hvis imidler-tid kabelen er en koaksialkabel eller annen kjent skjermet kabel, kan dette felt reduseres til null hvis returstrømmen passerer fullstendig langs returskjermen. P.g.a. den asymmetriske anbringelse av ledningen og returskjermen med hensyn til magnetometrene og jordingsproblemene som kan føre til et flertall returbaner i den kjente teknikk, var der alltid muligheten for ubalansert ledningssegmenter som bevirket dannelsen av et tilstrekkelig magnetfelt til å innføre feil i magnetometrene.

Den foreliggende oppfinnelse har unngått den ovennevnte vanskelighet ved å tilveiebringe et langstrakt, kontinuerlig sylindrisk organ 20 av jevnt tykt ledende materiale som omslutter en oppstilling av magnetometre 22, 24, 26 og er montert innenfor et trykkhus 28 ved hjelp av isolerende avstandsmidler 30. Tryukkhuset 28 tilveiebringer returledings-banen. Det sylindriske organet 20 er forsynt på begge ender med et flertall elektriske tilkoplingsorganer 32, 34 som er koplet ved hjelp av ledninger 36, 38 til koplingsbokser 40, 42. Ledningene 36, 38 danner et kjegleformet bur som strekker seg koaksialt fra en respektiv ende av organet 20. Tilkoplingsorganene er fortrinnsvis jevnt adskilt ved de respektive ender av de sylindriske organet 20. Det bør understrekes at det sylindriske organet 20 er kontinuerlig, dvs. uten hull eller porter, er jevnt i tykkelse, dvs. de indre og ytre vegger en konsentriske, og uten innvendig tomrom eller overflatefeil, hvor en hvilken som helst av disse eller kombinasjon av disse vil bevirke generering av et innvendig magnetfelt med passering av strøm gjennom det sylindriske organet.

Det vil forstås av fagfolk at strøm som passerer langs det sylindriske organet ifølge den foreliggende oppfinnelse er jevnt fordelt om magnetometrene slik at intet magnetfelt skapes innenfor det hulrom som er definert av det ledende organet.

Det bør bemerkes at det sylindriske organet 20 er vesentlig lenger enn oppstillingen av magnetometrene. Fortrinnsvis vil magnetometrene være innenfor organet 20 adskilt med en avstand av minst tre ganger diameteren av sylinderen fra den ene eller den andre åpne ende derav. Det sylindriske organet 20 er forsynt med et flertall elektriske tilkoplingsorganer for derved å sikre en jevn fordeling av strøm i organet, særlig i den umiddelbare nærhet av magnetometrene. Lederne til tilkoplingsorganene er jevne hva angår det sylindriske organets akse.

Selv om organet 20 er blitt vist i den foretrukne utførelsesform som en sylinder med åpen ende, ligger det innenfor den foreliggende oppfinnelses omfang å avsmalne en eller begge ender av organet med enten en halvkuleformet eller kjegleformet konfigurasjon og å tilføre denne et elektrisk tilkoplingsorgan som er koaksialt med det sylindriske organet.

I den representative utførelsesform er magnetometrene blitt vist som korte sylindre som hver er orientert på en respektiv akse. I det snitt som er vist i fig. 3 er magnetometeroppstillingen skjematisk vist som en blokk for å illustrere det faktum at magnetometrene ikke behøver å være koaksialt montert innenfor det sylindriske organet. Organet 20 vil være montert i et trykkhus 28 som eksempelvis kunne være av rustfritt stål med tykkelse 2,54 cm. Isolerende sentreringsmidler 30 understøtter organet 20 innenfor trykkhuset 28.

Det sylindriske organet 20 er fortrinnsvis laget av et ikke-magnetisk materiale, slik som aluminium, kopper, messing eller titan og har tilstrekkelig dimensjoner til å inneholde magnetometeroppstillingen deri adskilt minst tre ganger sylinderens diameter fra en åpen ende av sylinderen. Det foretrekkes også å la trykkhuset være laget av ikke-magnetiske materialer.

Den foreliggende oppfinnelse er blitt vist og beskrevet i en utførelses-form som er nyttig for brønnboringssituasjoner. Det vil være mulig å anvende den foreliggende oppfinnelse i ethvert tilfelle når det er ønskelig å detektere ujevnhet i veggene hos en sylinder, slik som en rørledning eller kondensatorrør i en dampgenerator. I dette tilfellet vil det sylindriske organet 20 som inneholder oppstillingen av magnetometre bli plassert i en passende transportmekanisme, slik som vogn, og bli trukket eller drevet gjennom sylinderen som skal testes mens strøm tilføres sylinderen. Strøm som flyter i sylinderen ville bevirke at et magnetfelt ble skapt hvor som helst hvor der var en ikke-konformitet og således ville lett detekteres av magnetometrene.

Den foregående angivelse og beskrivelse av oppfinnelsen er illustrerende og forklarende for denne, og forskjellige endringer i fremgangsmåtetrinn-ene samt hva angår detaljene ved den viste anordning kan foretas innenfor omfanget av de vedlagte patentkrav uten å avvike fra oppfinn-elsens idé.

Claims (10)

1. Anordning for å beskytte en oppstilling av minst et magnetometer mot magnetfelt generelt av elektriske strømmer i den umiddelbare nærhet av nevnte oppstilling, karakterisert ved : et langstrakt, kontinuerlig sylindrisk organ av jevnt tykt ledende materiale, hvor nevnte sylindriske organ har vesentlig større lengde enn nevnte magnetometeroppstilling, midler til å montere nevnte magnetometeroppstilling innenfor nevnte sylindriske organ, og middel til å føre elektrisk strøm gjennom nevnte sylindriske organ, hvorved strøm som passerer gjennom sylindriske organ genererer et magnetfelt som er i alt vesentlig lik null innenfor nevnte sylindriske organ.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte middel for å føre elektrisk strøm gjennom nevnte sylindriske organ omfatter et flertall elektriske tilkoplingsorganer som er jevnt fordelt om de motsatte ender av nevnte sylindriske organ for å tilføre strøm i alt vesentlig jevnt gjennom dette.

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at minst en ende av nevnte sylindriske organ er jevnt avsmalnet til en lukket tilstand, idet nevnte middel for å føre elektrisk strøm anbringes koaksielt til nevnte lukkede ende.

4. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at nevnte jevne avsmalning er kjegleformet.

5. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at nevnte jevne avsmalning er halvkuleformet.

6. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte sylindriske organ har konsentriske indre og ytre vegger.

7. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de indre og ytre overflater av nevnte sylindriske organ er uten overflatefeil.

8. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte sylindriske organ er fritt for innvendige feil.

9. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte sylindriske organ er av tilstrekkelig lengde til at nevnte magnetometeroppstilling ligger fordypet i en avstand av minst tre ganger diameteren av nevnte sylindriske organ fra en åpen ende derav.

10. Fremgangsmåte for å beskytte en magnetometeroppstilling mot påvirkning av magnetfelt skapt av hosliggende elektriske strømmer, karakterisert ved : å plassere magnetometeroppstillingen innenfor en langstrakt sylinder av jevnt tykt ledende material, å montere sylinderen innenfor et trykkhus, og å føre elektrisk strøm i en første retning gjennom nevnte sylinder, idet strømmen returnerer i en andre retning gjennom nevnte trykkhus, hvorved feltet som frembringes av nevnte strøm innenfor nevnte sylinder er i alt vesentlig lik null i nærheten av magnetometeroppstillingen.