PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69305240T2 03.04.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0574295
Titel Sehr lange,bewegbare seismische Anordnung für ein Bohrloch
Anmelder Institut Français du Pétrole, Rueil-Malmaison, Hauts-de-Seine, FR
Erfinder Laurent, Jean, F-78630 Orgeval, FR;
Meynier, Patrick, F-78400 Chatou, FR;
Cretin, Jacques, F-78150 Le Chesnay, FR;
Beauducel, Claude, F-60119 Henonville, FR
Vertreter Lewald Grape Schwarzensteiner, 80331 München
DE-Aktenzeichen 69305240
Vertragsstaaten BE, DE, GB, IT, NL
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 08.06.1993
EP-Aktenzeichen 934014473
EP-Offenlegungsdatum 15.12.1993
EP date of grant 09.10.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse G01V 1/40
IPC-Nebenklasse G01V 1/20   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein seismisches System, das so ausgelegt ist, daß es in ein Bohrloch zum Empfang akustischer oder seismischer Wellen hinabgelassen werden kann, und insbesondere ein seismisches System für Bohrlöcher, das mit einer relativ großen Anzahl von Empfängern versehen ist, die über eine erhebliche Länge verteilt sind.

Die Systeme, die insbesondere zum Empfang akustischer oder seismischer Wellen für Bohrlöcher ausgelegt sind, umfassen im allgemeinen eine oder mehrere Empfangseinheiten, die miteinander verbunden sind und in ein Bohrloch am Ende eines Elektroträgermehrleiterkabels herabgelassen werden, das mit einer Oberflächeninstallation verbunden ist. Jede der Empfangseinheiten umfaßt einen dichten umschlossenen Raum, der Verankerungsmitteln zugeordnet ist, die es ermöglichen, ihn gegen einen Teil der Wandung des Bohrlochs zu pressen und mit den geologischen umgebenden Formationen ein oder mehrere gegebenenfalls triaxiale Geophone zu koppeln. Die unterschiedlichen Empfänger können einzeln mit der Oberflächeninstallation verbunden werden, um die Signale, die sie empfangen, zu übertragen. Häufiger sind sie mit einer Vorrichtung zum Erfassen von Signalen verbunden, die in der Empfangseinheit am Kopf des Empfangssystems installiert ist. Diese Vorrichtung sammelt durch Multiplexierung, digitalisiert und speichert die Signale, die aus sämtlichen Empfängern des Empfangssystems stammen, bevor sie in einer codierten Form auf eine an der Oberfläche befindliche Steuer- und Aufzeichnungsanordnung übertragen werden.

Solche Empfangssysteme sind beispielsweise in den Patentschriften FR 2 501 380, 2 561 394, 2 564 599, 2 613 496, 2 616 230 oder 2 636 741, eingereicht von der Anmelderin sowie in der US-A-5062084 beschrieben.

Mit diesen seismischen Systemen verwirklicht man Verfahren der seismischen Prospektion, bei denen man gleichzeitig auf einer begrenzten Zahl von Tiefen seismische Signale empfängt, welche durch die Diskontinuitäten des explorierten Untergrundes, abhängig von der Aussendung von Störungen, in diesen vermittels einer an der Oberfläche angeordneten Quelle in einem anderen Bohrloch oder im gleichen Bohrloch zurückgesandt werden, wo man das System nacheinander in eine erhebliche Anzahl von Tiefen längs des Bohrlochs bewegt, derart, daß für jeden Empfänger die Anzahl der Empfangsorte vervielfacht wird.

Die vorgenannten Vorrichtungen können zufriedenstellende Ergebnisse unter der Bedingung geben, daß das von der verwendeten Sondenanordnung durchfahrene Bohrloch ausreichend lange zur Verfügung steht, um seismische Sendeempfangszyklen auf sämtlichen aufeinanderfolgenden gewählten Orten durchzuführen und so die geringe Anzahl von Empfängern zu kompensieren. Dies ist sehr mühsam in Bohrlöchern mit verminderter Zugänglichkeit wie Produktionsbohrlöchern.

Das seismische System nach der Erfindung ist auf die Erfassung, in Bohrlöchern, eines erheblichen Datenvolumens und dies während relativ kurzer Perioden derart ausgelegt, daß die Zeit der Nicht-Verfügbarkeit der Bohrlöcher für die Produktion minimiert wird.

Es zeichnet sich dadurch aus, daß es in Kombination umfaßt: ein längliches Element, das über wenigstens einen Teil seiner Länge durch eine für akustische Wellen transparente Wandung begrenzt ist (beispielsweise eine nachgiebige Hülle), wobei dieser Teil flüssigkeitsgefüllt ist, verankerungsmittel des länglichen Elements im Bohrloch wie Verankerungsarme oder -schuhe beispielsweise, wenigstens ein Geophon, das im länglichen Element derart angeordnet ist, daß es mit den das Bohrloch umgebenden Formationen durch Wirkung auf die beweglichen Verankerungsmittel koppelbar ist, ein und bevorzugt mehrere Hydrophone, die in jedem der Teile des länglichen Elementes angeordnet sind, die mit einer für akustische Wellen transparenten Wandung versehen sind, ein Elektroträgerkabel zur Verbindung des länglichen Elements mit einer Steuer- und Aufzeichnungsstation an der Oberfläche, Antriebsmittel zur Betätigung der beweglichen Verankerungsmittel und eine elektronische Anordnung zur Erfassung, Speicherung und Übertragung der von jedem Hydrophon und jedem Geophon des länglichen Elements empfangenen Signale zum Regeln der Antriebsmittel und Steuerung der Verbindungen mit dieser Oberflächensteuer- und -aufzeichnungsstation.

Das längliche Element kann Verankerungsmittel umfassen, die an unterschiedlichen Orten längs des länglichen Elementes angeordnet und durch Antriebsmittel betätigt werden, die entweder gemeinsam oder getrennt, beispielsweise in einem oder mehreren steifen Teilen des länglichen Elementes angeordnet sind.

Das seismische System nach der Erfindung kann mehrere stirnseitig miteinander verbundene Abschnitte oder mehrere über Verbindungsmittel vereinigte Teile umfassen, beispielsweise elektrische Leiter und gegebenenfalls eine oder mehrere hydraulische Leitungen.

Die Antriebsmittel umfassen beispielsweise eine hydraulische Anordnung, die durch einen Elektromotor angetrieben ist sowie elektrische Leiter zur Verbindung des Motors mit dem Elektroträgerkabel.

Die Antriebsmittel können noch mehrere hydraulische autonome Anordnungen umfassen, die getrennt je durch einen mit dem Elektroträgerkabel verbundenen Motor angetrieben sind.

Die hydraulische Anordnung, wenn sie eine einzige ist, ist beispielsweise gegen das Ende des länglichen Elementes gegenüber dem Elektroträgerkabel derart angeordnet, daß das Empfangssystem beschwert wird.

Die elektronische Anordnung zur Erfassung, Regelung, Leitung und Übertragung kann mehrere elektronische Einheiten umfassen, die in verschiedenen Abschnitten des Empfangssystems angeordnet sind.

Nach einer Ausführungsform umfaßt das seismische System nach der vorliegenden Erfindung wenigstens einen Abschnitt, der zwei längliche flüssigkeitsgefüllte Teile umfaßt, die außen durch eine nachgiebige Wandung begrenzt sind und je eine Gruppe von Hydrophonen umfaßt, die unter Entfernung voneinander angeordnet sind, wobei die beiden Teile miteinander über einen röhrenförmigen Teil verbunden sind, der eine elektronische lokale Erfassungseinheit enthält.

Das seismische System umfaßt beispielsweise mehrere Abschnitte, die je mit Spitzenden versehen und so ausgelegt sind, daß sie miteinander durch Einstecken verbindbar sind, wobei jeder hiervon entsprechend seiner Länge durch eine Vielzahl elektrischer Leitungen durchsetzt ist, sowie Mittel zur elektrischen Verbindung für die elektrische Verbindung der Leitungen der unterschiedlichen Abschnitte miteinander.

Jeder Abschnitt wenigstens eines Teils der unterschiedlichen Abschnitte des länglichen Elements kann auch durchsetzt werden von einem hydraulischen Kanal oder einer hydraulischen Leitung, wobei die Spitzenden mit verschwenkbaren Schließmitteln versehen sind, um das automatische Inverbindungsetzen der hydraulischen jeweiligen Kanäle der benachbarten Abschnitte im Augenblick ihres Einsteckens zu ermöglichen.

Das seismische System kann auch einen oder mehrere Abschnitte umfassen, welche Emissionsmittel für akustische oder seismische Signale enthalten.

Durch gegenseitige Verbindung je mehrerer Hydrophone und/oder Geophone enthaltender Abschnitte kann man eine seismische bewegliche Anordnung oder Bohrlochflöte großer Länge bilden, die beispielsweise 100 Empfangsniveaus und mehr enthalten kann, die über eine Zone erheblicher Tiefe verteilt sind und so Vorgänge der seismischen Prospektion in relativ großem Maßstab in Bohrlöchern schneller als mit bekannten Vorrichtungen mit begrenzter Anzahl von Empfangsorten realisieren.

Andere Merkmale und Vorteile des Systems nach der Erfindung ergeben sich beim Lesen der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsformen, die als nicht begrenzende Beispiele beschrieben werden, und zwar mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:

- Fig. 1 schematisch das in einem Bohrloch positionierte Empfangssystem zeigt;

- Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Empfangsabschnitts, der Hydrophone und einen elektronischen Erfassungsmodul enthält;

- Fig. 3 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines autonomen Empfangs- und Verankerungsabschnitts;

- Fig. 4 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform eines abhangigen Empfangs- und Verankerungsabschnitts;

- Fig. 5 zeigt schematisch einen Endabschnitt, der eine gemeinsame hydraulische Anordnung enthält;

- Fig. 6 zeigt im Längsschnitt eine Einsteckzone für zwei aufeinanderfolgende Abschnitte des Empfangssystems;

- Fig. 7 zeigt im Querschnitt die Anordnung der elektrischen und hydraulischen Leitungen in einer Verbindungszone von zwei Abschnitten;

- die Fig. 8 und 8A zeigen schematisch die Anordnung unterschiedlicher Elemente im Innern eines Empfangs- und Erfassungsabschnitts;

- die Fig. 9 und 10 zeigen zwei Ausbildungen des Empfangssystems, das für Ausführungsformen der Erfindung zweckmäßig ist,

die mit einer kleinen Anzahl von Verankerungsabschnitten ausgestattet sind;

- die Fig 11 und 12 zeigen zwei andere Ausbildungen, die für Ausführungsformen zweckmäßig sind, die eine relativ große Anzahl von Verankerungsabschnitten verwenden.

Das Empfangssystem 1 nach der vorliegenden Erfindung ist so ausgelegt, daß es in ein Bohrloch oder eine Bohrung 2, an einem Elektroträgerkabel 3 hängend, herabgelassen werden kann. Betätigungsmittel 4 an der Oberfläche wirken mit dem Kabel 3 zusammen, um nach Belieben das Empfangssystem absinken und hieven zu können. Das Elektroträgerkabel 3 eines an sich bekannten Typs umfaßt eine Vielzahl von leitenden Leitungen (7 beispielsweise), die mit einer beweglichen Steuer- und Aufzeichnungsanordnung 5 verbunden sind. Das Empfangssystem umfaßt im allgemeinen mehrere miteinander verbundene Abschnitte wie im folgenden beschrieben.

Der Empfangs- und Erfassungabschnitt T1, in Fig. 2 schematisiert, umfaßt eine nachgiebige für akustische Wellen transparente Hülle 6, deren Länge entsprechend den Anwendungen zwischen etlichen Metern bis etlichen zehn Metern variieren kann. Gegen die Mitte des Abschnitts T1 ist eine elektronische Signalerfassungseinheit 7 angeordnet. Im Innern und regelmäßig längs der Hülle (6) verteilt angeordnet, befinden sich Hydrophone H, die sämtlich über elektrische Leiter 8 mit der Erfassungseinheit 7 des Abschnitts T1 verbunden sind. Elektrische oder elektrisch-hydraulische Verbindungsmittel 9, die mit Bezug auf die Fig. 6 bis 12 beschrieben werden, laufen längs der Abschnitte T1.

Mehrere Kabel 10 (Fig. 8, 8A) laufen längs jedes Abschnitts T1, um die mechanischen Kräfte aufzunehmen. Die Gehäuse 11 der Hydrophone H sind an Kabeln 10 unter Abstand voneinander befestigt. Nach der Ausführungsform der Fig. 8 befindet sich die elektronische lokale Einheit 7 in einem Gehäuse 7A, das an der Außenhülle über Klemmschellen 78 befestigt ist. Es stellt sich eine dichte Trennung zwischen den beiden Teilen des Abschnitts zu beiden Seiten ein und die Kabel 10 dieser beiden Teile sind hieran befestigt. Dichte Durchlässe, die durch das Gehäuse der Einheit 7 belassen sind, ermöglichen den Durchgang von der einen Seite des Abschnitts der Anordnung 9 elektrischer Leiter und/oder hydraulischer Kanäle zur anderen.

Gemäß der Ausführungsform der Fig. 8A ist der Querschnitt des Gehäuses 7A der elektronischen Einheit 7 kleiner als der der Außenhülle 6. Die beiden Teile des Abschnittes zu beiden Seiten des Gehäuses stehen miteinander in Verbindung. Das Gehäuse 7 ist mit den Zugkabeln 10 verbunden und die Verbindungseinheit 9 (elektrische Drähte und Kanäle bzw. Leitungen) läuft im Ringraum zwischen ihm und der Außenhülle 6.

Die so gebildeten Abschnitte T1 sind mit einer Flüssigkeit, beispielsweise einem isolierenden Öl, gefüllt.

Der autonome Empfangs- und Verankerungsabschnitt T2, schematisiert in Fig. 3, umfaßt einen steifen Körper 12 und einen beweglichen Arm 13, die unter der Wirkung eines Stellzylinders 14 zwischen einer zurückgezogenen Stellung gegen das Gehäuse und einer Spreizstellung verschwenken können, wo die Verankerung gegen die Wandung des Bohrlochs erfolgen kann. Der Stellzylinder wird durch Beaufschlagung durch ein hydraulisches Fluid bewegt, das durch eine hydraulische lokale Anordnung 15 erzeugt wird, wie beispielsweise in der FR 2 501 380 beschrieben. Diese Anordnung umfaßt beispielsweise einen Elektromotor 16, der eine Endlosschnecke 17 und einen Kolben 18 antreibt, der in einem ölgefüllten Zylinder 19 sich bewegt, und zwar durch Drehung der Schraube 17; Kanäle 20 verbinden den Zylinder 19 mit dem des Stellzylinders 14. Im Gehäuse 12 des Abschnitts T2 ordnet man eine elektronische lokale Anordnung 22 analog der Erfassungseinheit 7 an, jedoch von einer Auslegung, derart, daß im übrigen die Aktivierung der Verankerungsmittel und insbesondere des Elektromotors gesteuert werden. Im Gehäuse 12 kann man auch einen oder mehrere Geophone 21, beispielsweise ein triaxiales Geophon installieren, die elektronische lokale Einheit 22 umfaßt auch in diesem Fall Schaltkreise für die Erfassung, die Speicherung und die Übertragung empfangener Signale.

Der hängende Empfangs- und Verankerungsabschnitt T3, schematisiert in Fig. 4, ist analog dem vorhergehenden, nur daß er nicht eine hydraulische lokale Anordnung wie die vorhergehende Anordnung 15 umfaßt, wobei der Zylinder des Stellzylinders hier über eine Umleitung 25A mit einem Kanal 24 verbunden ist, der über den gesamten Abschnitt (Fig. 6) läuft und beispielsweise mit einem allgemeinen hydraulischen System 25 verbunden ist, das analog zum hydraulischen System 15 aufgebaut ist. Ein Elektroschiebeventil EV kann an dem Kanal 25A derart angebracht werden, daß man selektiv das Öffnen des Verankerungsarms für den Fall steuern kann, wo mehrere hiervon längs des länglichen Elements angeordnet sind. Der Elektroschieber EV wird vermittels der lokalen elektronischen Einheit 22 gesteuert.

Jedes hydraulische System umfaßt bevorzugt automatische Kompensationsmittel für die Veränderungen des statischen im Bohrloch herrschenden Drucks, wie beispielsweise in der genannten FR 2 501 380 beschrieben.

Das allgemeine hydraulische System 26 ist beispielsweise (Fig. 5) in einem Endabschnitt T4 des Empfangssystems 1 derart angeordnet, daß durch seine Masse der Vorschub des Empfangssystems nach unten erleichtert wird. In diesem Endabschnitt T4 ordnet man bevorzugt wenigstens einen Bewegungsgeber C, beispielsweise ein Beschleunigungsmeßgerät vom seismischen Typ oder ein Geophon, mit einer elektronischen Erfassungseinheit 7 mit dem Ziel an, jede Anomalie des Fortschritts des Empfangssystems längs des Bohrlochs, beispielsweise als Folge eines Verklemmens zu erfassen, wie in der genannten französischen Patentschrift 2 613 496 beschrieben.

Man kann auch einen Endabschnitt T5, der einen Ballast enthält, verwenden, der dazu bestimmt ist, den Fortschritt des seismischen Systems längs des Bohrlochs zu erleichtern. Dieser Abschnitt T5 kann rein passiv sein, man kann aber auch hierin ein Beschleunigungsmeßgerät vom seismischen Typ oder ein Geophon anordnen, daß einer elektronischen Einheit 7, wie vorgenannt, zugeordnet ist.

Ein oder gegebenenfalls mehrere Abschnitte des seismischen Systems nach der Erfindung kann auch eine seismische Quelle eines beliebigen Typs, beispielsweise einen Vibrator enthalten, wie der beispielsweise in der französischen Patentanmeldung 90/12472 oder der französischen Patentschrift 2 656 110, hinterlegt vom Anmelder, beschrieben ist. Dieser seismischen Quelle ordnet man dann einen lokalen elektronischen Steuermodul 22 zu.

Die gegenseitige Verbindung der aufeinanderfolgenden Abschnitte des Empfangssystems wird gemäß der Ausführungsform der Fig. 6 beispielsweise durchgeführt. Jeder Abschnitt T1, T2, T3 oder T4 umfaßt an seinem unteren Ende eine Verbindungsmuffe 27 und an seinem gegenüberliegenden Ende ein Spitzende 28, das so ausgelegt ist, daß es sich in die entsprechende Muffe 27 eines benachbarten Abschnitts stecken läßt. Ein zylindrischer Hohlraum 29 ist in der Endwandung jedes Einsteckendes 28 und entsprechend seiner Achse untergebracht. In der Verlängerung dieses Hohlraums 29 findet man eine Kammer 30, die mit dem Hohlraum 29 über eine kegelstumpfförmige Öffnung 31 in Verbindung steht, wobei diese Kammer mit dem Inneren des Abschnitts über eine Bohrung 32 verbunden ist. Die kegelstumpfförmige Öffnung 31 dient als Sitz für eine Kugel 33, die in der Kammer 30 angeordnet ist. Eine Feder 34 hält sie gepreßt gegen ihren Sitz Am inneren Ende der Bohrung 32 ist ein Spitzende mit Gewinde 35 geschraubt, das fest mit der Leitung 24 ist, die den Abschnitt über seine gesamte Länge durchsetzt. Die Endwandung des Einsteckendes 28 wird zu beiden Seiten von mehreren Kanälen 36 durchsetzt, die kranzartig (Fig. 7) um den mittigen Hohlraum 29 und parallel zu seiner Achse angeordnet sind. Diese Kanäle sind an ihrem äußeren Ende durch einen elektrischen Stecker 37 oder gegebenenfalls einen männlichen Mehrkontaktverbinder verschlossen und sind gegen das Innere des Abschnitts an ihrem gegenüberliegenden Ende durch Dichtungsmittel 28 des Typs isoliert, die den dichten Durchgang von ein oder mehreren elektrischen Drähten 39 oder dichten Durchführungen ermöglichen.

Jeder Verbindungsabschnitt 27 umfaßt eine zylindrische axiale Verlängerung 40, die in ihrem mittigen Teil mit einer Kammer 41 analog der Kammer 30 versehen ist und wie diese mit der äußeren Umgebung über eine kegelstumpfförmige Öffnung 31 in Verbindung steht, die den Sitz für eine einer Feder 34 zugeordneten Kugel 33 bildet. Die Wandung am Boden der Verbindungsmuffe 27 wird ebenfalls zu beiden Seiten von einer Vielzahl von Kanälen 42 für den Durchgang von einem oder mehreren elektrischen Drähten 43 durchsetzt. Diese Verdrahtungen dringen in das Innere des Abschnittes in ähnlicher Weise über dichte Durchführungen 44 ein und sind mit einem Steckerteil 45 oder einem Mehrfachverbinder, je nach Fall, verbunden. Die unterschiedlichen Einsteck- und Aufnehmerteile der benachbarten Abschnitte sind derart angeordnet, daß sie sich miteinander verbinden, wenn man deren Einstecken realisiert. Ein Anzeigekeil 46 ist am Boden der Muffe fixiert und das Einsteckende ist mit einer Ausnehmung 47 versehen, die eine korrekte Winkelpositionierung dieser beiden Elemente während ihres Einsteckens und somit eine korrekte Verbindung der verschiedenen leitenden Leitungen 39, 43 erlaubt. In der gleichen Weise ist die Kammer 41 am Boden der Muffe 27, ebenfalls über einen Kanal 32, verlängert, an dem man wie vorher angegeben eine Kanalleitung 24 mittels eines Gewindeeinsteckendes 34 anschließen kann.

Die Kabel 10 (Fig. 8) sind an den Innenwandungen der Muffe 27 und des Einsteckendes 28 fixiert. Ein Außengewinde tragender Ring 48, der translationsfest mit dem Einsteckende 28 ist, ist so ausgelegt, daß er sich in einen Innengewindeteil der Muffe 27 schraubt, indem das Einsteckende 28 gegen seine Totaleinsteckposition in diesen translatorisch bewegt wird. In dieser Position stehen die Kugeln 33 des Einsteckendes 28 sowie der Muffe 27 einander gegenüber und ihre Sitze sind so gestaltet, daß sie von den beiden Kammern 30 nach außen vorstehen. Wenn man die Verbindung der Abschnitte somit realisiert, drücken die Kugeln 33 sich zurück und setzen die sich gegenüberstehenden Kammern 30 miteinander in Verbindung. Auf diese Weise kann man durch Einstecken der Abschnitte die hängenden Verankerungsabschnitte wie T3 durch die gemeinsame Kanalleitung 24 in Verbindung setzen und somit mit dem allgemeinen hydraulischen System 25 in einem Abschnitt wie beispielsweise T4 (Fig. 5).

Nach einer vereinfachten Ausführungsform kann man das Einstecken mit Muffen und Einsteckenden 27, 28 vornehmen, die frei von Mitteln der gegenseitigen hydraulischen Verbindung, die versenkbar sind, so wie sie vorbeschrieben sind, sind, wenn man beispielsweise längs des Empfangssystems über mehrere Abschnitte verfügt, welche autonome Antriebsmittel wie die Abschnitte T2 (Fig. 3) besitzen.

Nach einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform kann man auch Verbindungsmuffen und Verbindungseinsteckenden, die einen elektrischen gemeinsamen Verbinder umfassen, verwenden, mit denen sämtliche elektrische Verbinder wie 39, 43 sowie ein hydraulischer Verbinder verbunden sind, der durch Abschnitte hydraulischer Kanalleitungen 24 getrennt ist.

Die Anordnung der elektrischen Leiter 38, 42 und in gewissen Fällen die gemeinsame hydraulische Kanalleitung 24 bildet die vorher definierten Verbindungsmittel 9.

Unterschiedliche Konfigurationen können durch gegenseitige Verbindung der verschiedenen vorhergehenden Abschnittstypen erhalten werden.

Die Ausführungsformen der Fig. 9 und 10 umfassen autonome Verankerungsabschnitte vom Typ T2. Das Empfangssystem wird realisiert durch gegenseitige kontinuierliche Verbindung von einem oder mehreren Abschnitten des Typs T1 (Fig. 2) und wenigstens einem autonomen Verankerungsabschnitt wie T2 (Fig. 3), wobei diese Anordnung an einem ersten Ende unter einem Verbindungsabschnitt TS fixiert ist, der fest mit dem Elektroträgerkabel 3 verbunden ist und an seinem gegenüberliegenden Ende mit einem Endabschnitt T6, der mit einem Ballast versehen ist.

Nach der Ausführungsform der Fig. 10 ist das Empfangssystem gebildet aus wenigstens zwei Unteranordnungen, von denen eine jede wenigstens einen Abschnitt wie T1 umfaßt. Eine der beiden Unteranordnungen wenigstens umfaßt einen autonomen Verankerungsabschnitt vom Typ T2. Die beiden Teile des Empfangssystems sind jeweils mit Verbindungsabschnitten T5 verbunden, die untereinander über ein Elektroträgerkabel L1 analog dem Elektroträgerkabel 3 vereinigt sind.

Die Ausführungsformen der Fig. 11 und 12 sind insbesondere zweckmäßig, wenn das Empfangssystem eine relativ erhebliche Anzahl von Verankerungsabschnitten umfaßt.

Nach der Ausführungsform der Fig. 11 realisiert man eine kontinuierliche gegenseitige Verbindung mehrerer Abschnitte wie T1, indem man an verschiedenen Orten ihrer Länge mehrere hängende oder abhängige Verankerungsabschnitte vom Typ T3 realisiert und indem man das ganze mit einem Abschnitt vom Typ T4 verbindet, der in der Lage ist, hydraulisches Fluid an sämtliche hängenden oder abhängigen Verankerungsabschnitte T3 über die gemeinsame Kanalleitung 24 zu liefern. In diesem Fall verwendet man intermittierende Verbindungsmittel von Abschnitten mit gegenseitiger hydraulischer Verbindung wie beispielsweise die in Fig. 6 gezeigten. Der Abschnitt T4 wird bevorzugt derart positioniert, daß das Empfangssystem belastet und sein Fortschritt längs des Bohrlochs erleichtert wird.

Nach der Ausführungsform der Fig. 12 realisiert man ein analoges Empfangssystem in zwei oder mehreren Unteranordnungen P1, P2, die je ein oder mehrere Abschnitte vom Typ T1 und einen oder mehrere Abschnitte vom Typ T3 umfassen, die hydraulisch miteinander in Verbindung stehen, wobei die verschiedenen Unteranordnungen miteinander vermittels elektrohydraulischer Kabel L2 und von Kupplungsabschnitten vom Typ T5 vereinigt sind. Die gemeinsamen hydraulischen Mittel sind bevorzugt ebenfalls an der Basis des Empfangssystems angeordnet, das so in einem Abschnitt vom Typ T4 gebildet ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die verschiedenen elektronischen Einheiten 7 oder 22, die in den verschiedenen Abschnitten des seismischen Systems angeordnet sind, um die Erfassung der empfangenen Signale zu regeln und die Antriebsmittel zu steuern, wo die Mittel zur seismischen Aussendung mit der Steuer- und Aufzeichnungsstation an der Oberfläche über ein Transmissionssystem von dem in der Patentanmeldung FR 91/15691 oder 92/03575 beschriebenen Typ vereinigt sind, die von der Anmelderin eingereicht wurden. Die elektronischen Einheiten 7 oder 22 sind je mit einem adressierbaren Überwachungsmodul versehen, der Decodierungsmittel für Steuersignale umfaßt. Sämtliche dieser Überwachungsmodulen sind permanent mit der zentralen Station über gemeinsame Leitungen (leitende Verdrahtungen oder optische Fasern) des Elektroträgerkabels und des Bündels von Leitern 39, 43 verbunden, das längs des länglichen Elementes verläuft, wobei die verschiedenen elektronischen Einheiten 7, 22 selektiv an andere Leitungen des Bündels von Leitern 39, 43 und des Elektroträgerkabels 3 vermittels Umschaltmitteln anschließbar sind, die betätigt werden, wenn der Überwachungsmodul, der hierin eingeschlossen ist, einen Steuerbefehl decodiert, der an ihn von der Oberflächensteuerstation 5 aus adressiert wurde. Durch diese selektive Verbindung kann er dann elektrischen Strom durch Speisung der Antriebsmittel oder gegebenenfalls einer seismischen Quelle empfangen oder auch erfaßte und gespeicherte Daten gegen eben diese Station 5 übertragen.

Nach einer anderen Ausführungsform sind die den Hydrophonen und Geophonen zugeordneten Einheiten 7, 22, beispielsweise vom in der französischen Patentschrift 2 616 230 beschriebenen Typ und umfassen Mittel zur Digitalisierung und Speicherung der empfangenen Signale zum Decodieren der Befehle, die von der zentralen Steuer- und Aufzeichnungsstation 5 an der Oberfläche adressiert wurden und als Antwort zum Codieren der Antworten, insbesondere der gespeicherten Daten, bevor sie gegen die Oberfläche übertragen werden.

Nach einer anderen Ausführungsform ordnet man in jedem Abschnitt eine elektronische Erfassungseinheit 7, 22 an, die mit einem elektronischen Verbindungsmodul in Verbindung steht, der beispielsweise im Abschnitt T5 am Kopf des seismischen Systems angeordnet und nicht dargestellt ist, wobei dieser Modul Codierungsmittel umfaßt, um die vom Elektroträgerkabel 3 empfangenen Befehle zu decodieren, bevor sie zu den verschiedenen elektronischen Einheiten 2, 7, 22 längs des Empfangssystems übertragen werden und die erfaßten Daten vor ihrer Übertragung auf eben dieses Elektroträgerkabel 3 codiert werden.

In einer kontinuierlichen Form (Fig. 9, 11) oder in einer diskontinuierlichen Form, wobei mehrere Teile miteinander über angepaßte Verbindungsmittel (Fig. 10, 12) verbunden sind, kann man so ein seismisches System aus etlichen zehn bis etlichen hundert Metern realisieren, gegebenenfalls in der Lage, an eine Aufzeichnungsstation an der Oberfläche mehrere hundert "unterschiedliche Spuren" zu liefern. Mit einem solchen Empfangssystem kann man also genauere seismische Aufschlüsse erhalten, indem man im wesentlichen die Zeit, in der das Bohrloch besetzt ist, reduziert.

Den Rahmen der Erfindung verläßt man nicht, wenn man die Verankerungsarme durch irgendein anderes Kupplungssystem wie Schuhe oder umschlossene Räume ersetzt, die sich gegen die Wandung des Bohrlochs durch Dilatation pressen lassen oder indem man Elektromagnete zum Anpressen des länglichen Elements oder der Verankerungsarme gegen die Wandung des Bohrlochschachtes verwendet.

Auch verläßt man nicht den Rahmen der Erfindung, indem man die beschriebenen elektrohydraulischen Verankerungsmittel durch andere bekannte Mittel vom elektromechanischen Typ ersetzt, wo die Drehung einer endlosen Schraube, wie beispielsweise 17, mechanisch auf die Verankerungsarme oder -schuhe wirkt.


Anspruch[de]

1. Bewegliches seismisches System für ein Bohrloch in Kombination umfassend: ein längliches Element (1), das über wenigstens einen Teil seiner Länge durch eine für akustische Wellen transparente Wandung (6) begrenzt ist, wobei dieser Teil mit Flussigkeit gefüllt ist, Verankerungsmittel des länglichen Elements im Bohrloch, wenigstens ein Geophon (21), das im länglichen Element derart angeordnet ist, daß es mit den das Bohrloch umgebenden Formationen durch Wirkung auf diese Verankerungsmittel gekoppelt werden kann, wenigstens ein Hydrophon (H), das in jedem dieser Teile des länglichen Elementes angeordnet ist, welches mit einer für akustische Wellen transparenten Wandung versehen ist, ein Elektroträgerkabel (3), um das längliche Element mit einer Steuer- und Aufzeichnungsstation (5) an der Oberfläche zu verbinden, Antriebsmittel (14, 15, 26) zur Betätigung der beweglichen Verankerungsmittel sowie eine elektronische Anordnung (7, 22, 39, 43) für die Erfassung, Speicherung und Übertragung der durch jedes Hydrophon und jedes Geophon des länglichen Elementes empfangenen Signale, zur Regelung der Antriebsmittel und zur Verwaltung der Verbindungen mit dieser Steuer- und Aufzeichnungsstation (5) an der Oberfläche.

2. Seismisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Element Verankerungsmittel (13) umfaßt, die an unterschiedlichen Orten längs des länglichen Elements (1) angeordnet sind.

3. Seismisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Element wenigstens einen steifen die Verankerungsmittel enthaltenden Teil (12) umfaßt.

4. Seismisches System nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsmittel mehrere einklappbare Verankerungselemente (13) sowie gemeinsame Antriebsmittel (24, 26) umfassen, um die Verankerungselemente zu bewegen bzw. zu verschieben.

5. Seismisches System nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsmittel mehrere versenkbare Verankerungselemente (13) sowie Antriebsmittel umfassen, die mehrere unterschiedliche Einheiten (15) zur Bewegung oder Verschiebung der Verankerungselemente umfassen.

6. Seismisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Element wenigstens zwei stirnseitig miteinander verbundene Abschnitte (T1, T2) umfaßt.

7. Empfangssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Element wenigstens zwei unterschiedliche Teile (T1, T2, T3) umfaßt, die miteinander über Verbindungsmittel (L1, L2) verbunden sind.

8. Seismisches System nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (L1) elektrische Leiter umfassen.

9. Seismisches System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (L2) wenigstens eine hydraulische Leitung umfassen.

10. Seismisches System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel wenigstens eine einem Elektromotor (16) zugeordnete hydraulische Anordnung (18, 19) sowie elektrische Leiter umfassen, um den Elektromotor mit dem Elektroträgerkabel (3) zu verbinden.

11. Seismisches System nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß diese hydraulische Anordnung in einem Abschnitt (T4) gegen das Ende des länglichen Elementes dem Kabel gegenüber angeordnet ist, derart, daß das Empfangssystem belastet wird.

12. Seismisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil des länglichen Elements (1), der mit einer für akustische Wellen durchlässigen Wandung versehen ist, außen durch eine nachgiebige Hülle (6) begrenzt ist.

13. Seismisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Anordnung zur Erfassung, Speicherung und Übertragung mehrere elektronische Module (EA) umfaßt, die miteinander verbunden und mit Leitern des Elektroträgerkabels (3) verbunden sind.

14. Seismisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Element wenigstens einen Abschnitt (T1) umfaßt, der zwei längliche flüssigkeitsgefüllte Teile umfaßt, die außen durch eine nachgiebige Wand begrenzt sind und je eine Gruppe von unter Abstand zueinander befindlichen Hydrophonen umfaßt, wobei die beiden Teile miteinander über einen steifen Teil verbunden sind, der einen elektronischen Erfassungsmodul (EA) enthält.

15. Seismisches System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere Abschnitte (T1, T2, T3) umfaßt, die je mit einem Einsteckende (28) und einer Verbindungsmuffe (27) versehen sind, die so ausgebildet sind, daß sie miteinander durch Einstecken verbindbar sind, wobei jede hiervon längs ihrer Länge von einer Vielzahl elektrischer Leitungen (39, 43) durchsetzt ist und elektrische Verbindungsrnittel (37, 45) für den elektrischen Anschluß der Leitungen der verschiedenen Abschnitte aneinander umfaßt.

16. Seismisches System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt wenigstens eines Teils der unterschiedlichen Abschnitte des länglichen Elements durchsetzt ist von einer hydraulischen Leitung (24), wobei die Einsteckenden (28) und die Muffen (27) mit einklappbaren Schließmitteln (33, 34) versehen sind, um automatisch die hydraulischen jeweiligen Leitungen (32, 34) benachbarter Abschnitte im Augenblick ihres Einsteckens in Verbindung zu setzen.

17. Seismisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ein mehrachsiges Geophon (21) umfaßt.

18. Seismisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische System Mittel zur Kompensation der Veränderungen des im Bohrloch herrschenden Drucks umfaßt.

19. Seismisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Aufnehmer umfaßt, der einem elektronischen Modul zur Erfassung von Anomalien im Fortschritt des länglichen Elements längs des Bohrlochs zugeordnet ist.

20. Seismisches System nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere adressierbare elektronische Einheiten (7, 22) umfaßt, die längs des länglichen Elements (1) angeordnet sind und je einen Wächtermodul, wenigstens einen ersten Verbindungsweg zur permanenten Verbindung der Wächtermodule mit dieser Steuer- und Aufzeichnungsstation und wenigstens einen zweiten Verbindungsweg für die selektive Verbindung dieser Einheiten mit dieser Station 5 an der Oberfläche einschließen.

21. Seismisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens einen Mittel für akustische oder seismische Signale enthaltenden Abschnitt umfaßt.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com