DE1111308B

DE1111308B - Device for determining the location of a metal object located in a borehole

Info

Publication number: DE1111308B
Application number: DEH30543A
Authority: DE
Inventors: John Carlos Bender
Original assignee: Houston Oil Field Material Co Inc
Current assignee: Houston Oil Field Material Co Inc
Priority date: 1957-07-04
Filing date: 1957-07-04
Publication date: 1961-07-20

Description

Vorrichtung zur Bestimmung des Ortes eines in einem Bohrloch befindlichen Metallgegenstandes Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung des Ortes von Anomalien in einem Bohrloch, insbesondere zur Bestimmung der Lage von in dem Bohrloch in Verlust geratenen Metallgegenständen.Device for determining the location of a located in a borehole Metal object The invention relates to a method and a device for Finding the location of anomalies in a borehole, especially for determination the location of lost metal objects in the borehole.

Bei der Erstellung von Erdbohrungen, insbesondere zum Zwecke der Gewinnung von Erdöl, kommt es oft vor, daß Verrohrungsteile, Bohrschäfte, Werkzeuge od. dgl., die in das Bohrloch herabgelassen werden, von dem Seil oder Gestänge losgerissen werden und als unerwünschte Fremdkörper in dem Bohrloch verbleiben. Um sie mit Aussicht auf Erfolg wieder herausholen zu können, ist es erwünscht, die genaue Lage ihres Ortes im Bohrloch festzustellen. When creating earth bores, in particular for the purpose of Extraction of petroleum, it often happens that casing parts, drill shafts, tools or the like, which are lowered into the borehole, torn loose from the rope or rod and remain in the borehole as undesirable foreign bodies. To them with a view To be able to get success out of it again, it is desirable to know the exact location of your Location in the borehole.

Es wurden bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen, um den Ort derartiger verlorener Metallgegenstände in dem Bohrloch festzustellen; keines derselben arbeitete jedoch zufriedenstellend. Beispielsweise wurden elektronische oder elektrische »Fischortungsgeräte« vorgeschlagen, die mit Widerstandsbestimmung oder mit ausgestrahlten Wellen arbeiten. Bei der Auffindung eines im Bohrloch in Verlust geratenen Gegenstandes (in der Fachsprache im allgemeinen als »Fisch« bezeichnet) ist es außerordentlich wichtig, die Lage der Oberkante dieses Gegenstandes so genau wie möglich festzustellen, da nur dann die Anwendung von Greif- oder »Angelgeräten« einen Erfolg verspricht. Das Widerstandsverfahren hat den Nachteil, daß es eine breite Anzeige ergibt, welche wohl das Vorhandensein eines »Fisches« anzeigt, jedoch nicht die genaue Lage der Oberkante desselben erkennen läßt. Die elektromagnetischen Verfahren zeigen die genaue Lage der Oberkante des »Fisches« nur dann an, wenn die Entfernung des »Fisches« von der Elektrode sehr gering ist, bei besseren Instrumenten beispielsweise 45 cm oder weniger. In der Praxis ist es daher in vielen Fällen nicht möglich, die Lage der Oberkante des »Fisches« durch elektromagnetische Verfahren und Vorrichtungen genau zu bestimmen.Various methods have been suggested to get around the site detect such lost metal objects in the wellbore; none of these however worked satisfactorily. For example, they were electronic or electrical "Fish locating devices" proposed that with resistance determination or with emitted Working waves. When a lost item is found in the borehole (in the technical language generally referred to as "fish") it is extraordinary important to determine the position of the upper edge of this object as precisely as possible, because only then does the use of gripping or fishing tackle promise success. The resistance method has the disadvantage that it gives a wide display, which probably indicates the presence of a "fish", but not the exact location of the Upper edge of the same can be recognized. The electromagnetic processes show that exact position of the upper edge of the "fish" only if the distance of the "fish" from the electrode is very small, for example 45 cm with better instruments Or less. In practice, it is therefore not possible in many cases to change the location the upper edge of the "fish" using electromagnetic methods and devices to be determined exactly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel zu beheben und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch die die genaue Lage der Oberkante eines »Fisches« bestimmt werden kann, auch wenn die in das Bohrloch herabgelassene Meßsonde sich in verhältnismäßig großem Abstand von dem »Fisch« befindet. Darüber hinaus sollen das Verfahren und die Vorrichtung zur Bestimmung dieser Lage einfach, billig und sicher sein. Es wird ferner verlangt, daß die Sonde an ihrer Außenseite keine vorstehenden Teile oder Spulen enthält und vollkommen gekapselt ist. The invention is based on the object of eliminating this deficiency and to provide a method and apparatus by which the precise location of the The upper edge of a "fish" can be determined, even if the one lowered into the borehole The measuring probe is at a relatively large distance from the "fish". About that In addition, the method and the device for determining this position should be simple, be cheap and safe. It is also required that the probe on its outside contains no protruding parts or coils and is completely enclosed.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird bereits eine Anzeige erhalten, wenn die Sonde einen Abstand von 3,5 bis 4,5 m von dem »Fisch« hat. In the method according to the invention, a display is already received, when the probe is at a distance of 3.5 to 4.5 m from the "fish".

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung können auch kleinere Metallteile, beispielsweise Konusstücke oder Teile derselben, gefunden werden, die nach dem »Angeln« mit Fangkörben in der Bohrung verblieben sind.With the method and the device according to the invention can also found smaller metal parts, for example cone pieces or parts thereof that remained in the hole after "fishing" with catch baskets.

Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß ein Magnetfeld durch die Anwesenheit eines oder mehrerer Metallgegenstände gestört wird. Ein bekanntes, von diesem Prinzip Gebrauch machendes Verfahren verwendet eine Sonde mit einem von einer Spule umgebenen Kern hoher Permeabilität, wobei die Spule an einen Oszillator angeschlossen und mit Anzeigemitteln für eine von der Störung des Magnetfeldes, z. B. des Erdfeldes, abhängige Änderung der Ausgangsfrequenz verbunden ist. Auch bei diesem Verfahren lassen sich Metallgegenstände nur dann exakt lokalisieren, wenn die Spule sich in großer Nähe des Metallgegenstandes befindet. The invention is based on the fact that a magnetic field through the The presence of one or more metal objects is disturbed. A well-known from A method making use of this principle uses a probe with one of a Coil surrounded by a high permeability core, the coil being connected to an oscillator and with display means for one of the disturbance of the magnetic field, e.g. B. the earth's field, dependent change of the output frequency is connected. Even with this procedure metal objects can only be precisely located if the coil is in close to the metal object.

Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß der von der Spule umgebene Kern hoher Permeabilität in dem äußeren Magnetfeld eines oder mehrerer mit der Sonde verbundener kräftiger Permanentmagnete angeordnet ist. According to the invention, this disadvantage is avoided in that the high permeability core surrounded by the coil in the external magnetic field of a or more powerful permanent magnets connected to the probe is arranged.

Die an die Spule gelegte Wechselspannung erzeugt ein Magnetfeld, welches den bis außerhalb der Sättiguag vormagnetisierten Kern - die Vormagnetisie- rung von Eisenkernen ist in der Technik an sich bekannt - periodisch in oder fast in den Sättigungszustand treibt. Es genügt dann schon eine geringe Verzerrung des von den Permanentmagneten gebildeten äußeren Magnetfeldes, um die Induktivität der Spule zu beeinflussen. Diese Beeinflussung wird an der Erdoberfläche angezeigt oder gemessen und ergibt daher ein Mittel zur Erkennung geringer Enden rungen oder Verzerrungen des durch die Permanentmagnete erzeugten äußeren Magnetfeldes, die durch im Bohrloch befindliche Metallgegenstände hervorgerufen werden, so daß die Lage der Oberkante dieser Gegenstände bestimmt werden kann. Die Anzeige oder Messung an der Erdoberfläche kann in irgendeiner geeigneten Weise erfolgen; vorzugsweise wird die Frequenz des Oszillators durch eine zweite oder Überlagerungsfrequenz überlagert, wobei die Enden rungen der Frequenz des Oszillatorkreises durch an sich bekannte Einrichtungen bestimmt werden können. The alternating voltage applied to the coil creates a magnetic field, which removes the pre-magnetized core - the pre-magnetization tion of iron cores is known per se in technology - periodically in or almost in drives the state of saturation. A slight distortion of the from is then sufficient the permanent magnet formed external magnetic field to the inductance of the coil to influence. This influence is displayed or measured on the earth's surface and therefore provides a means of detecting small ends or distortions of the external magnetic field generated by the permanent magnets, which is caused by in the borehole located metal objects are caused, so that the position of the upper edge these items can be determined. The display or measurement on the surface of the earth can be done in any suitable manner; preferably the frequency of the Oscillator superimposed by a second or beat frequency, with the ends The frequency of the oscillator circuit is determined by known devices can be.

Der Kern wird in dem Bohrloch nach unten oder nach oben verschoben und erzeugt ein äußeres Magnetfeld, das sich mit dem Kern verschiebt und an den Kern angelegt wird, so daß die durch die Metallgegenstände bewirkten Verzerrungen des äußeren Magnetfeldes das Gesamtfeld des Kerns verändern und dadurch die Induktivität der Spule beeinflussen. The core is shifted down or up in the borehole and creates an external magnetic field that moves with the core and to the Core is applied, so that the distortions caused by the metal objects of the external magnetic field change the total field of the core and thereby the inductance affect the coil.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise zur Bestimmung der Lage von Metallgegenständen benutzt, die in einem Bohrloch in Verlust geraten sind. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf diese Anwendung. Die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung können jedoch auch zur Bestimmung der Lage von Metallgegenständen Anwendung finden, die sich an anderen Stellen als in einem Bohrloch befinden, und sie können auch für andere Zwecke Verwendung finden. The method and the device according to the invention are preferably but not necessarily used to determine the location of metal objects, lost in a borehole. The following description relates refer to this application. The device and the method according to the invention can however, they can also be used to determine the location of metal objects are in locations other than a borehole, and they can also be used for other purposes are used.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Some embodiments of the invention are given below the drawing explained.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teils im Schnitt, einer Sonde zur Bestimmung der Lage von Metallgegenständen in einem Bohrloch; Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht eines Teils einer abgeänderten Ausführungsform der Sonde; Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Gesamtanordnung; Fig. 4 zeigt die Schaltung des Oszillators. Fig. 1 is a side view, partly in section, of a probe for Determining the location of metal objects in a borehole; Fig. 2 is a similar one View of part of a modified embodiment of the probe; Fig. 3 is a schematic representation of the overall arrangement; Fig. 4 shows the circuit of the oscillator.

Wie insbesondere aus Fig. 1 zu ersehen, enthält die Vorrichtung nach der Erfindung eine Sonde 6 mit einem rohrartigen Gehäuse 8; die Sonde kann mit Hilfe eines Seils oder Kabels 9 in das Bohrloch herabgesenkt werden. Das Gehäuse kann aus irgendeinem geeigneten, nichtmagnetischen Material bestehen. As can be seen in particular from FIG. 1, the device contains the invention a probe 6 with a tubular housing 8; the probe can help with a rope or cable 9 are lowered into the borehole. The housing can made of any suitable non-magnetic material.

In dem Gehäuse 8 sind zwei Permanentmagnete 10 und 12 axial in geeignetem Abstand voneinander angeordnet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 befindet sich zwischen ungleichen Polen der Magnete ein Kernl4, der, wie in der Zeichnung dargestellt, die Form einer Stange annehmen kann. Der Kern solI aus leicht sättigbarem, ferromagnetischem Material hoher Permeabilität bestehen, dessen Permeabilität sich bereits bei geringen Änderungen des Magnetfeldes der beiden Magnete 10 und 12 ändert. In the housing 8, two permanent magnets 10 and 12 are axially suitable Arranged at a distance from each other. In the embodiment of FIG. 1 is between unequal poles of the magnets a core 14 which, as shown in the drawing, can take the form of a rod. The core should be made of easily saturable, ferromagnetic Material of high permeability exist, the permeability of which is already low Changes in the magnetic field of the two magnets 10 and 12 changes.

Ein geeignetes Material hierfür ist unter der Bezeichnung Croloy Nr. 70 bekannt. Vorzugsweise hat der Kern an beiden Enden einen gewissen Abstand von den Magneten 10 und 12. Dies wird durch Zwischenscheiben 15 aus Bakelit od. dgl. erreicht, so daß der Kern 14 auf dem steilen Teil der Hysterisiskurve arbeitet und eine große Empfindlichkeit der Anordnung gewährleistet.A suitable material for this is available under the name Croloy No. 70 known. The core is preferably at a certain distance from both ends the Magnets 10 and 12. This is achieved by intermediate disks 15 made of Bakelite or the like. so that the core 14 works on the steep part of the hysteresis curve and a large one Sensitivity of the arrangement guaranteed.

Der Kern 14 ist von einer Spule 16 umgeben, die zu dem frequenzbestimmenden Schwingungskreis eines Oszillators 20 gehört und durch den Leiter 18 mit dem im oberen Teil des Gehäuses 8 angeordneten Oszillator verbunden ist. Das andere Ende der Spule ist bei 22 an dem nichtmagnetischen Gehäuse 8 geerdet. Der Oszillator 20 legt an die Spule 16 eine Wechselspannung an. The core 14 is surrounded by a coil 16 to the frequency-determining Part of the resonant circuit of an oscillator 20 and through the conductor 18 with the im upper part of the housing 8 arranged oscillator is connected. The other end the coil is grounded at 22 to the non-magnetic housing 8. The oscillator 20 applies an alternating voltage to coil 16.

Um die Absorption elektrostatischer Ladungen der Spule 16 durch das Gehäuse 8 zu verringern, kann in dem Gehäuse 8 rings um die Magnete 10 und 12 und den Kern 14 eine elektrostatische Abschirmung 26 vorgesehen sein. Die Abschirmung 26 ist mit Hilfe der isolierenden Abstandstücke28 in gewissem Abstand von den Magneten angeordnet; ähnliche Abstandsstücke 30 sind oben und unten zwischen der Abschirmung 26 und dem Gehäuse 8 angeordnet. Die Abschirmung 26 kann aber auch fortgelassen werden, da auch ohne eine solche Abschirmung zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden. In order to reduce the absorption of electrostatic charges in the coil 16 by the Housing 8 to reduce, can in the housing 8 around the magnets 10 and 12 and the core 14 an electrostatic shield 26 may be provided. The shield 26 is at a certain distance from the magnets with the help of the insulating spacers28 arranged; similar spacers 30 are at the top and bottom between the shield 26 and the housing 8 are arranged. The shield 26 can also be omitted because satisfactory results are obtained even without such a shield will.

Das Gehäuse ist unten durch einen Gewindestopfein 32 verschlossen, der an seinem unteren Ende konisch ausgebildet ist, um die Sonde schnell und leicht in ein Bohrloch, ein Rohrgestänge od. dgl. herablassen zu können. The housing is closed at the bottom by a threaded plug 32, which is tapered at its lower end, around the probe quickly and easily To be able to lower into a borehole, a pipe string or the like.

Der Stopfen32 ist abnehmbar, um einen leichten und schnellen Zugang zum Innern des Gehäuses zu ermöglichen. The plug32 is removable for easy and quick access to allow inside the housing.

Ein ähnliches Verschlußglied31 befindet sich am oberen Ende der Sonde, so daß der Oszillator, die Permanentmagnete und der leicht sättigbare Kern vollkommen gekapselt sind und daß sich an der Außenseite der Sonde keinerlei Spulen od. dgl. befinden. Das obere Verschlußglied 31 erhält vorzugsweise die Form einer an sich bekannten Kabelverbindung, mittels derer der Oszillator 20 mit Strom versorgt wird. Diese Verbindungen und ihre Befestigung sind in an sich bekannter Weise ausgebildet, so daß eine nähere Beschreibung derselben sich erübrigt. A similar closure member31 is located at the top of the probe, so that the oscillator, the permanent magnets and the easily saturable core are perfect are encapsulated and that there are no coils or the like on the outside of the probe. are located. The upper closure member 31 is preferably given the shape of a per se known cable connection by means of which the oscillator 20 is supplied with power. These connections and their attachment are formed in a manner known per se, so that a more detailed description of them is superfluous.

Wie weiter unten näher erläutert, erzeugen die PermanentmagnetelO und 12 ein sogenanntes äußeres Magnetfeld Die der Spule 16 zugeführte Wechselspannung sättigt den Kern 14 vollständig oder annähernd vollständig mit magnetischem Fluß, so daß geringe Anderungen des äußeren Magnetfeldes das Gesamt-Magnetfeld beeinflussen und dadurch die Induktivität der Spule 16 ändern; diese Änderungen werden außerhalb des Bohrloches in der weiter unten angegebenen Weise angezeigt. As explained in more detail below, the permanent magnets produce elO and 12 a so-called external magnetic field. The alternating voltage supplied to the coil 16 saturates the core 14 completely or almost completely with magnetic flux, so that small changes in the external magnetic field affect the overall magnetic field and thereby changing the inductance of coil 16; these changes are outside of the borehole in the manner specified below.

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Sonde. Sie unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß die elektrostatische Abschirmung26 fortgelassen ist und daß die Polarität des Magnets 10 umgekehrt ist, wie beim Bezugszeichen 10 a angedeutet, so daß sich gegenüber den Enden des Kerns 14 gleiche Pole befinden. Der Fortfall der Abschirmung bringt auch die Abstandsstücke 28 und 30 in Fortfalls so daß lediglich isolierende Abstands stücke 30 a erforderlich sind, die die Permanentmagnete 10a und 12a in einem gewissen Abstand vom Gehäuse 8 halten. Von diesen Abweichungen abgesehen, ist die Ausführungsform die gleiche wie diejenige nach Fig. 1; auch die Wirkungsweise ist die gleiche. In beiden Fällen erzeugen die Permaneatmagnete 10 und 12 bzw. 10a und 12a ein starkes äußeres Magnetfeld, dessen Verzerrung durch metallene Gegenstände eine Änderung der Induktivität der Spule 16 bewirkt, die durch geeignete Instrumente festgestellt werden kann und das Vorhandensein und die Lage der metallenen Unregelmäßigkeiten erkennen läßt, wie weiter unten näher erläutert. Fig. 2 shows a modified embodiment of the probe. She makes a difference differs from that of FIG. 1 only in that the electrostatic shield 26 is omitted and that the polarity of the magnet 10 is reversed, as in the reference number 10 a indicated, so that opposite the ends of the core 14 are the same poles. The elimination of the shield also renders the spacers 28 and 30 obsolete so that only insulating spacer pieces 30 a are required, which are the permanent magnets Hold 10a and 12a at a certain distance from the housing 8. From these deviations apart from that, the embodiment is the same as the one after Fig. 1; the mode of action is also the same. In both cases the permanent magnets generate 10 and 12 or 10a and 12a a strong external magnetic field whose distortion by metal objects cause a change in the inductance of the coil 16, which is caused by suitable instruments can be determined and the presence and location the metallic irregularities can be seen, as explained in more detail below.

In Fig. 1 grenzt oben an den Kern ein Südpol und unten ein Nordpol, während in Fig. 2 zwei Südpole an den Kern grenzen. Es geht daraus hervor, daß die Pole in jedem Fall umgekehrt werden können. Bei jeder dieser Anordnungen ergibt sich ein starkes äußeres Magnetfeld, das für den vorliegenden Zweck geeignet ist. In Fig. 1, a south pole adjoins the core at the top and a north pole at the bottom, while in Fig. 2 two south poles adjoin the core. It follows that the Poles can be reversed in any case. With each of these arrangements results a strong external magnetic field that is suitable for the present purpose.

Fig. 4 zeigt die Schaltung des Oszillators 20. Er enthält eine Triode 21, an deren Anode über die Leiter 23 und 36 ein positives Potential angelegt wird. Die Spule 16 ist über den Leiter 18 mit dem Gitter der Triode verbunden; eine Mittelanzapfung der Spule 16 ist über den Leiter 25 mit der Kathode der Röhre 21 verbunden. Die Spule ist bei 22 geerdet; die Kondensatoren 27 und 29 liegen parallel zur Spule 16 und ergeben die Mittelanzapfung. Der Oszillator 20 enthält den Widerstand 31 in Reihe mit der Kathode; die Widerstände 33 und 35 führen zum Gitter der Röhre. Fig. 4 shows the circuit of the oscillator 20. It contains a triode 21, at the anode of which a positive potential is applied via the conductors 23 and 36. The coil 16 is connected to the grid of the triode via the conductor 18; a center tap the coil 16 is connected to the cathode of the tube 21 via the conductor 25. the Coil is grounded at 22; the capacitors 27 and 29 are parallel to the coil 16 and result in the center tap. The oscillator 20 contains the resistor 31 in series with the cathode; the resistors 33 and 35 lead to the grid of the tube.

Der Oszillator kann natürlich auch in irgendeiner anderen an sich bekannten Art ausgebildet sein, und es kann auch eine andere Röhre, beispielsweise eine Diode. eine Triode, eine Pentode od.dgl., zur Anwendung gelangen. The oscillator can of course also be used in any other per se known type, and it can also be another tube, for example a diode. A triode, a pentode or the like. To be used.

Der Oszillator 20 wird durch die Gleichstromquelle 40 (Fig. 3) mit Gleichstrom gespeist, die über die Leiter 36 und 38 und den Schalter 41 mit dem Oszillator verbunden ist. Die Gleichstromquelle kann außerhalb des Bohrloches angeordnet sein. Der Gleichstrom wird der Sonde über die Leiter36 und 38 des Kabels 9 zugeführt, an dem die Sonde herabgelassen wird. Der Anzeigekreis ist mit der Primärwicklung 44 verbunden und daher mit der Sekundärwicklung 46 gekoppelt, die zu dem Rundfunkempfänger 42 geführt ist. Der Empfänger 42 ist außerhalb des Bohrloches angeordnet; es ist ein bekannter Empfänger mit abgestimmter Hochfrequenz. Mit dem Empfänger ist ein Oszillator 48 verbunden, der eine variable Überlagerungsfrequenz erzeugt, die den ankommenden Signalen des Kreises des Oszillators 20 überlagert wird. Eine Uberlagerungsfrequenz, die um 50 Perioden (oder weniger) bis 1000 Perioden (oder mehr) von der Null-Überlagerungsfrequenz, d. h. von der Frequenz des Oszillators im Bohrloch, verschieden ist, ist für den vorliegenden Zweck geeignet, obwohl auch andere tJberlagerungsfrequenzen zur Anwendung gelangen können. The oscillator 20 is powered by the direct current source 40 (FIG. 3) Direct current fed through the conductors 36 and 38 and the switch 41 with the Oscillator is connected. The direct current source can be arranged outside the borehole be. The direct current is fed to the probe via conductors 36 and 38 of cable 9, where the probe is lowered. The indicator circuit is with the primary winding 44 connected and therefore coupled to the secondary winding 46, which leads to the radio receiver 42 is performed. The receiver 42 is located outside the borehole; it is a well-known receiver with tuned high frequency. With the recipient is a Oscillator 48 connected, which generates a variable beat frequency that the incoming signals of the circuit of the oscillator 20 is superimposed. A superposition frequency, those by 50 periods (or less) to 1000 periods (or more) from the zero beat frequency, d. H. of the frequency of the oscillator in the borehole, is different, is for the suitable for the present purpose, although other superposition frequencies are also used can get.

Die Hochfrequenz wird durch ein an sich bekanntes Hochfrequenzfilter 50 ausgefiltert; die erhaltene Überlagerungsfrequenz wird zu der Anzeige- oder Meßvorrichtung geführt, beispielsweise zu dem Frequenzmesser 52, dem Röhrenvoltmeter 54 und dem Aufzeichner oder Galvanometer 56. Diese Einrichtungen sind an sich bekannt und im Handel erhältlich, so daß eine nähere Beschreibung derselben nicht erforderlich erscheint. Statt der beschriebenen Anordnung kann auch ein Oszilloskop oder Oszillograph verwendet werden. Der Oszillograph enthält selbst einen Überiagerungsfrequenzoszillator; er ist in an sich bekannter Weise ausgebildet, so daß eine nähere Beschreibung desselben ebenfalls überflüssig erscheint. The high frequency is through a known high frequency filter 50 filtered out; the obtained beat frequency becomes the display or measuring device led, for example, to the frequency meter 52, the tube voltmeter 54 and the Recorder or galvanometer 56. These devices are known per se and in the Commercially available, so a detailed description thereof is not necessary appears. Instead of the arrangement described, an oscilloscope or oscilloscope can also be used be used. The oscilloscope itself contains a local frequency oscillator; it is designed in a manner known per se, so that a more detailed description of the same also appears superfluous.

Die Gleichstromquelle, der Schalter und die zugehörigen Anzeige- und Meßeinrichtungen sind an der Oberfläche außerhalb des Bohrloches angeordnet. The DC power source, switch and associated display and gauges are located on the surface outside the borehole.

Die Meßeinrichtungen zeigen das ankommende Signal an, durch welches das Vorhandensein und die Lage metallener Gegenstände in dem Bohrloch erkannt und bestimmt werden kann.The measuring devices indicate the incoming signal through which detected the presence and location of metallic objects in the borehole and can be determined.

Bei der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung wird die Sonde6 an dem Kabel 9 in das Bohrloch herabgelassen. Der Oszillator wird über die Leiter36 und 38 des Kabels 9 mit Gleichstrom gespeist. Als typisches Beispiel seien folgende Werte angegeben: Die Frequenz des Oszillators 48 wich um 50 Perioden von der des Oszillators 20 ab. Die Frequenz des Oszillators 20 betrug 30 000 Perioden, die Überlagerungsfrequenz 30 025 Perioden. When carrying out the method according to the invention, the probe6 lowered on the cable 9 into the borehole. The oscillator is via the ladder36 and 38 of the cable 9 supplied with direct current. The following are a typical example Values given: The frequency of the oscillator 48 differed by 50 periods from that of the Oscillator 20. The frequency of the oscillator 20 was 30,000 periods, the superposition frequency 30 025 periods.

Während des Herablassens oder Heraufziehens der Sonde 6 im Bohrloch wird das Magnetfeld der Permanentmagnete 10 und 12 oder 10a und 12a an den leicht sättigbaren Kern 14 hoher Permeabilität angelegt; wenn Metallgegenstände in das äußere Magnetfeld kommen, wird dieses verzerrt, was seinerseits das Magnetfeld des Oszillators 20 verändert, das durch die Spule 16 ausgestrahlt wird, so daß das vom Empfänger 42 aufgenommene Signal der Spule 16 verändert wird, was die Frequenz des Oszillators 20 ändert. Da der Oszillatorkreis induktiv mit dem Empfänger 42 gekoppelt ist, wird dadurch das ankommende Signal verändert, was die erhaltene Überlagerungsfrequenz außerhalb des Bohrloches ändert, die durch den Frequenzmesser oder das sonstige Anzeigeinstrument angezeigt wird. Je mehr die Sonde sich dem Metallgegenstand nähert, um so mehr wird die Frequenz des Oszillatorkreises infolge der zunehmenden Verzerrung des Feldes der Permanentmagnete geändert; diese Frequenzänderung erreicht ein Maximum, wenn die Sonde sich in unmittelbarer Nähe des Metallgegenstandes befindet. Beispielsweise begann sich die Frequenz des Oszillators zu ändern, als ein 1,80 m langes Stück eines Rohres von 6,4 cm Durchmesser sich in einem Abstand von 2,40 m von dem ersten Magnet befand. Beim Beginn der Frequenzänderung oder beim Maximum der Frequenzänderung oder an einer gewünschten anderen Stelle der Frequenzänderung kann die Länge des Kabels 9 abgelesen werden, wodurch die Lage und die Oberkante des Metallgegenstandes im Bohrloch genau bestimmt werden können. Sobald diese Lage genau bekannt ist, kann die Bergung des verlorenen Gegenstandes mit großer Aussicht auf Erfolg durchgeführt werden. While lowering or withdrawing the probe 6 in the borehole the magnetic field of the permanent magnets 10 and 12 or 10a and 12a to the slightly high permeability saturable core 14 applied; if metal objects in the external magnetic field, this is distorted, which in turn is the magnetic field of the Oscillator 20 changed, which is radiated by the coil 16, so that the from Receiver 42 received signal of the coil 16 is changed, which the frequency of the Oscillator 20 changes. Because the oscillator circuit is inductively coupled to the receiver 42 is, this changes the incoming signal, which is the obtained beat frequency outside of the borehole changes by the frequency meter or the other Display instrument is displayed. The closer the probe gets to the metal object, the more the frequency of the oscillator circuit becomes due to the increasing distortion the field of the permanent magnets changed; this frequency change reaches a maximum, when the probe is in the immediate vicinity of the metal object. For example the frequency of the oscillator began to change, as a six-foot piece a pipe 6.4 cm in diameter is at a distance of 2.40 m from the first Magnet located. At the beginning of the frequency change or at the maximum of the frequency change or at any other desired point in the frequency change, the length of the Cable 9 can be read, whereby the position and the top edge of the metal object can be precisely determined in the borehole. As soon as this location is precisely known, it can be the recovery of the lost item carried out with great prospect of success will.

Zahlreiche Abänderungen der Gesamtanordnung und der Einzelheiten des beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung liegen für den Fachmann auf der Hand; insbesondere kann jeder an sich bekannte Oszillator und jede bekannte Art von Anzeigeinstrumenten verwendet werden. Numerous changes to the overall layout and details of the method and device described are available to those skilled in the art Hand; in particular, any known oscillator and any known type used by display instruments.

Zusammenfassend enthält das Verfahren nach der Erfindung die folgenden Verfahrensschritte: Man verschiebt in einem Bohrloch ein starkes magnetisches Feld, das durch einen oder mehrere Magnete erzeugt wird, nach unten (oder oben) und ordnet in diesem Feld einen Kern leicht sättigbaren, ferromagnetischen Materials hoher Permeabilität an, welcher von einer Wicklung umgeben ist, an die eine Wechselspannung angelegt wird und die ein Magnetfeld erzeugt, das den Kern zur Sättigung oder in die Nähe der Sättigung bringt. Wenn der gesättigte oder teilweise gesättigte Kern und das Magnetfeld, in welchem er sich befindet, sich in dem Bohrloch verschiebt, wird das äußere Magnetfeld der Permanentmagnete durch etwa in dem Bohrloch vorhandene Metallgegenstande verzerrt, was seinerseits das Ma-Magnetfeld des Kerns ändert, wodurch die Induktivität der Schwingkreisspule geändert wird, die dann außerhalb des Bohrloches instrumentell festgestellt wird und eine Anzeige des Vorhandenseins und der genauen Lage des Metallgegenstandes ergibt. In summary, the method of the invention includes the following Process steps: A strong magnetic field is displaced in a borehole, that is generated by one or more magnets, down (or up) and arranges in this field a core of easily saturable, high ferromagnetic material Permeability to which is surrounded by a winding to which an alternating voltage is applied and which creates a magnetic field that is the core brings to or near saturation. If the saturated or partial saturated core and the magnetic field in which it is located is in the borehole shifts, the external magnetic field of the permanent magnets through approximately in the borehole existing metal objects distorted, which in turn the Ma magnetic field of the core changes, which changes the inductance of the resonant circuit coil, which is then outside of the borehole is determined instrumentally and an indication of its presence and the exact position of the metal object.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung sind in hohem Maße geeignet, das Problem der Erfindung zu lösen und die erwähnten Vorteile sowie andere, damit verbundene Vorteile zu erzielen. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern umfaßt auch Änderungen, die im Rahmen des Erfindungsgedankens liegen. The method and the device according to the invention are high Dimensions suitable to solve the problem of the invention and the advantages mentioned as well other related benefits. The invention is not limited on the illustrated and described embodiments, but also includes Changes that are within the scope of the inventive concept.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for determining the location of an in a metal article located in a wellbore including one in the wellbore probe to be lowered with a core of high permeability surrounded by a coil, the coil being connected to an oscillator and having display means for a Change in the output frequency is connected, characterized in that the of the coil (16) surrounded core (14) high permeability in the external magnetic field of a or several powerful permanent magnets (10, 12; 10a, 12a) is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the probe (6) a housing (8) Made of non-magnetic material, which also contains the permanent magnets (10, 12; 10 a, 12 a) are arranged.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the core (14), the coil (16) and the permanent magnets (10, 12) by an electrostatic Shield (26) are surrounded.

4. Apparatus according to claim 3, characterized by spacer bodies (28 and 30) made of dielectric substance that spaced the electrostatic Shielding (26) on the one hand from the magnets (10, 12), the core (14) and the coil (16) and on the other hand from the housing (8) cause the oscillator (20) above the electrostatic shield (26) is arranged.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the means for observing the frequency changes of the oscillator (20) one Contain radio receiver (42) and a local frequency oscillator (48), whose vibrations are superimposed on the frequency of the first-mentioned oscillator (20).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the means (46 to 58) for observing the frequency changes of the oscillator (20) are inductively coupled to the circuit of the oscillator (20).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the means for observing the frequency changes of the oscillator (20) is an oscilloscope (58) included.

8. Device according to claims 1 to 4, characterized in that that the probe (6) is carried and moved by the electrical cable.

References considered: U.S. Patent No. 1,739 579, 2,404,806; Metal magazine. Vol. 46 (1955), pp. 358 to 370.