DE3515983A1 - System zur bestimmung des freien punktes eines in einem bohrloch festsitzenden bohrgestaenges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Punktes, an welchem ein Bohrgestänge in einem Bohrloch festsitzt, insbesondere ein System zur magnetischen Bestimmung des freien Punktes des Bohrgestänges, ohne daß dazu eine Vorrichtung an der Wandung des Bohrgestänges befestigt werden muß.

Beim Bohren von Öl- und Gasquellen durch Erdformationen geschieht es häufig, daß das Bohrgestänge im Bohrloch stecken bleibt. Dies kann durch einen Einbruch oder eine Einsturz der das Bohrloch umgebenden unterirdischen Formationen verursacht werden. Ferner kann dieser Fall als Folge von Flüssigkeitsabsorbtion und Anschwellen von bestimmten Erdformationen im Bohrlochbereich auftreten, was die Beweglichkeit des Bohrgestänges im Bohrloch einschränkt; es sind noch viele andere Gründe für das Steckenbleiben möglich. Wenn ein derartiger Fall auftritt, sitzt das Bohrgestänge fest und der Bohrvorgang wird eingestellt. Eine Weiterführung des Bohrvorganges vor Entfernung des festsitzenden Bohrgestänges ist nicht möglich.

Der erste Schritt zum Lösen eines in einem Bohrloch verklemmten Bohrgestänges besteht darin, die Stelle entlang der Bohrlochachse zu lokalisieren, an welcher das Gestänge festsitzt, oftmals mehrere 1000 m unter der Erdoberfläche. Zahlreiche Verfahrensweisen wurden im Lauf der Jahre entwickelt, um die freiliegende Stelle des Gestänges zu lokalisieren, so daß der über dem festverklemmten Bereich liegende Gestängeabschnitt entfernt werden kann. Die am häufigsten angewandte Verfahrensweise im Stand der Technik verwendet das Hinablassen eines Gerätes durch die zentrale Durch-

trittsöffnung des Bohrgestänges in das Bohrloch sowie die Befestigung eines Paares von relativ zueinander beweglich angeordneten Sensoren an der Innenseite der Gestängewandung. Das Bohrgestänge wird dann entweder in Längsrichtung gedehnt oder durch Torsion verspannt, so daß eine Relativbewegung zwischen den beiden befestigten Sensoren anzeigt, daß die Sensoren an einer Gestängewandungsstelle über dem festliegenden Punkt im Bohrloch befestigt sind. Dabei ist von Bedeutung, daß Verspannungen im Bohrgestänge, die von der Erdoberfläche ausgelöst werden, sich nur in dem Gestängeabschnitt oberhalb des festliegenden Punktes auswirken. Sobald das Sensorpaar an den Gestangewandungen unterhalb des festliegenden Punktes befestigt wird und das Bohrgestänge in der beschriebenen Weise verspannt wird, tritt die Relativbewegung zwischen den beiden Sensoren nicht mehr auf. Demzufolge ist es möglich, durch eine Vielzahl von Einzelmessungen unter Bewegung der Sensoren entlang der Innenseite des Bohrgestänges den festliegenden Punkt zu ermitteln. Systeme dieser Art arbeiten jedoch relativ langsam, da das oftmalige Befestigen und Wiederloslösen der Sensoren zeitaufwendig ist und Zeitaufwand beim Betreiben einer Ölbohranlage teuer ist. Darüber hinaus benötigt diese Art von mit dem Gestänge in Kontakt zu bringenden Detektoren komplizierte mechanische oder magnetische Vorrichtungen zur Befestigung der Sensoren an den Gestängewandungen.

Bei ferromagnetischen Rohren ist es als charakteristisch bekannt, daß sich die magnetische Permeabilitat des Materials als Funktion von Spannungen im Material ändert. Ein anderes bekanntes System zur Ermittlung einer festgeklemmten Stelle nutzt dieses Prinzip anstelle der mechanischen Verlängerung des Bohrgestänges. Die Anwendung dieser Technik erlaubt die Kon-

struktion und den Gebrauch eines nicht kontaktierenden Detektors zum Ermitteln einer verklemmten Stelle, der nicht an die Seitenwandungen des Rohres angeordnet werden muß. In der US-PS 2686039 (Bender) ist ein Hochfrequenzoszillator 10 gezeigt, der auf eine Frequenz im Bereich von 20 - 60 kHz durch eine Spule 12 abgestimmt ist und in die axiale Durchgangsöffnung eines festliegenden Bohrgestänges hinabgelassen wird. Die Spule ist induktiv an die Wandung des stählernen Bohrgestänges angekoppelt, die die Spule induktiv belastet und demnach ein Bestandteil des abgestimmten Schwingkreises des Oszillators 10 ist. Die magnetische Permeabilität des Gestänges bestimmt damit den Grad der induktiven Belastung der Spule 12 und damit die Induktanz des Schwingkreises und die Frequenz des Oszillators.

Wenn die Spule die festliegende Stelle eines unter Spannung stehenden Bohrgestänges passiert, ändert der Oszillator seine Frequenz infolge der Tatsache, daß sich die magnetische Permeabilität des spannungsfreien Gestänges unter der festliegenden Stelle von der Permeabilität des unter Spannung stehenden Gestänges oberhalb der festliegenden Stelle unterscheidet. Wenn auch das "Bender-System" zur Erfassung der festliegenden Stelle ohne körperliche Befestigung von Sensoren an den Gestängewandungen geeignet ist, so weist das System doch eine Anzahl von erheblichen Nachteilen auf. Am nachteiligsten erscheint, daß die induktive Ankopplung des Gestänges an einen Oszillatorschwingkreis relativ hohe Frequenzen erfordert. Die Eindringtiefe von elektromagnetischen Wellen hoher Frequenz ist durch den Skin-Effekt begrenzt und demzufolge ist auch die Gesamtgenauigkeit und Zuverlässigkeit des gesamten Verfahrens eingeschränkt. Die Empfindlichkeit des "Bender-Systems" ist außerdem durch die Aussagekraft

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eines einzelnen Meßvorganges zur Ermittlung der festgeklemmten Stelle begrenzt, der es nicht erlaubt, eine ausreichende Toleranz der magnetischen Permeabilitätsabweichungen zwischen unterschiedlichen Gestängematerialien und -größen zu berücksichtigen.

Gewisse andere Geräte nach dem Stand der Technik verwendeten bereits Mittel zum Vermessen der Permeabilität von Gestängen oder Rohren, jedoch werden diese Mittel im allgemeinen bei Durchmesser-Vermessungsgeräten zur Ermittlung der Dicke und des inneren Durchmessers von spannungsfreien Rohren genutzt. Beispielsweise nutzen die englische Patentanmeldung Nr. 2037439 (Schlumberger Ltd.) und die US-PS 2992390 (DeWitte) verschiedene Gesichtspunkte der magnetischen Permeabilität für Rohr-Vermessungen.

In der vorstehend bezeichneten englischen Patentanmeldung ist ein Gerät zur Messung der Wanddicke eines Bohrlochfutterrohres mittels des magnetischen Flusses beschrieben. Es werden drei Paare von Transmitter- und Empfängerspulen verwendet, ein Paar zur Messung des Innendurchmessers, eines zur Messung der Futterrohrdicke und eines zur Messung der Permeabilität der Futterrohrwandung. Veränderungen in einem jeden dieser Parameter beeinflussen die anderen, so daß die gleichzeitige Messung von allen drei Parametern dazu genutzt werden kann, gegenseitige Korrekturen durchzuführen und eine hochgenaue Dickemessung herbeizuführen. Wenn auch die genannte englische Anmeldung ein Verfahren mit zwei Spulen und zwei Meßreihen für die Bestimmung der magnetischen Permeabilität zeigt, so ist das Meßverfahren doch nur in Verbindung mit einem Gerät zur Durchmessererfassung offenbart, keiner dieser Vorschläge hat zu

einem kommerziell zufriedenstellenden Detektor zur Ermittlung von festgeklemmten Bohrgestängestellen geführt.

Wenn auch der Stand der Technik sowohl Verfahren als auch Geräte zur Vermessung der Permeabilität von Bohrgestängen in Bohrlöchern reichhaltig zeigt, so blieb doch das Problem der genauen Lokalisierung eines festgeklemmten Bohrgestänges in einem Bohrloch weiter bestehen. Das System der vorliegenden Erfindung hat die Nachteile des Standes der Technik überwunden und stellt ein höchst zufriedenstellendes Gerät in Form eines nicht festanzubringenden magnetischen Detektors zur Ermittlung von festgeklemmten Stellen eines Bohrgestänges vor, der eine relativ niedere Frequenz verwendet, um die Permeabilitätsänderungen zu erfassen, die in verspannten Bohrgestängen innerhalb eines Bohrloches vorkommen. Auf diese Weise ist ein effektives System und eine Methode zur Bestimmung der Stelle entlang eines Bohrloches geschaffen, an welcher ein Bohrgestängeabschnitt festsitzt.

Die Erfindung umfaßt ein System zur Ermittlung der ■·*■ festgeklemmten Stelle eines Bohrgestänges innerhalb eines Bohrloches mit einem Paar von auf einer gemeinsamen Achse angeordneten Spulen, die voneinander einen vorbestimmten Abstand einnehmen. Die Erregerspule wird mit einer relativ niederen vorausgewählten Frequenz betrieben, während die Spulen in das Bohrgestänge abgelassen werden, das sich in einem im wesentlichen spannungsfreien Zustand befindet. So wird eine (erste) Meßreihe der Ausgangssignale der Abtastspule aufgenommen. Danach werden die Seitenwandungen des Gestänges in einen Spannungszustand versetzt und der Vorgang unter Durchführung einer zweiten Meßreihe wiederholt. Die

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beiden Messungen werden miteinander verglichen, um die Stelle der Rohrverklemmung innerhalb des Bohrloches durch eine Veränderung des durch die Spule erhaltenen Ausgangssignales anzuzeigen. Die Signal änderung ist eine Folge der magnetischen Permeabilitätsveränderung zwischen dem verspannten und dem spannungsfreien Zustand des Bohrgestänges über und unter der festgeklemmten Stelle.

Als weiteren Aspekt umfaßt die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung der festgeklemmten Stelle eines in einem Bohrloch steckenden Bohrgestänges, wobei eine Meßvorrichtung durch die ferromagnetischen Gestängeabschnitte zur Ermittlung der in ihnen auftretenden Permeabilitätsänderungen hinabgelassen wird. Die Verbesserung umfaßt das Vorsehen einer mit einem Meßkabel versehenen Meßvorrichtung mit einem Paar von zueinander beabstandeten Spulen, das zur Einführung in das Bohrgestänge zur Abtastung der Gestängepermeabilität ausgebildet ist. Durch eine der beiden Spulen wird ein primärer magnetischer Fluß mit Wechselfrequenz erzeugt und in die Wandungen des Bohrgestänges induziert. Das sekundäre Flußsignal, das durch im Bohrgestänge induzierte Wirbelströme erzeugt wird, wird durch die Abtastspule der Vorrichtung als Hinweis auf die Permeabilität ermittelt. Die Vorrichtung wird entlang des Bohrgestänges innerhalb des Bohrloches bewegt, um eine erste Messung der Gestängepermeabilität durchzuführen, wobei sich das Gestänge in einem spannungsfreien Zustand befindet. Sodann wird die Vorrichtung abermals zur Ermittlung einer zweiten Gestängepermeabilitätsmessung entlang des Gestänges im Bohrloch bewegt, wobei sich das Gestänge allerdings in einem verspannten Zustand befindet. Die erste und die zweite Messung werden zur Lokalisierung einer Permeabilitätsverände-

rung miteinander verglichen, die die festgeklemmte Stelle des Gestänges innerhalb des Bohrloches anzeigt. Als weiteren Aspekt umfaßt das vorerwähnte Verfahren zur Erstellung einer ersten Meßreihe einen Verfahrensschritt, bei dem die Tiefe der verklemmten Stelle innerhalb des Bohrloches geschätzt wird, ferner das ungefähre Gewicht des Bohrgestänges über dem verklemmten Punkt berechnet wird und eine nach oben gerichtete Kraft an das im Bohrloch befindliche Bohrgestänge angelegt wird, um vom Bohrgestänge im Bereich der festgeklemmten Stelle die Druckkräfte i. w. zu entfernen. Bei der Erzeugung der zweiten Meßreihe werden Druckkräfte auf das im Bohrloch befindliche Bohrgestänge ausgeübt, um die Verspannung des Bohrgestängeabschnittes im Bereich des verklemmten Punktes zu erhöhen. Auch kann eine Drehbelastung auf das im Bohrloch befindliche Bohrgestänge angelegt werden, um eine hohe Torsionsspannung auf den Gestängeabschnitt im Bereich des festgeklemmten Punktes auszuüben. Das Verfahren kann auch die gegenseitige Beabstandung der ersten und zweiten Spule innerhalb der Vorrichtung unter Einhaltung eines vorbestimmten Abstandes von etwa 15 cm und Betreiben der Erregerspule mit einer Frequenz im Bereich von 150 Hz umfassen.

Die Erfindung ist anhand einiger vorteilhafter Ausführungsbeispiele in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen;

Fig. 1 eine Seitenansicht - teilweise im Schnitt - einer ein Bohrloch bildenden Bohrturmanlage;

Fig. 2 A - F aufeinanderfolgende, vergrößerte, teils als Seitenansicht, teils als Längsschnitt ausgeführte Ansichten einer Vorrichtung zur Ermittlung einer festliegenden Stel-Ie, wobei die Vorrichtung in Übereinstim

mung mit den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 3 ein Blockdiagramm des Systems nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Reihe graphischer Darstellungen von

Empfangerspulen-Ausgangsspannungen als Funktion des Abstandes zwischen den Spulen innerhalb der Vorrichtung nach Fig. 2 und der Erregerfrequenz, sowie

Fig. 5 A + B schematische Diagramme einer Ausführungsform eines Schaltkreises, der in Verbindung mit dem System nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Bohrturm 11 darge-20·stellt, der am oberen Ende eines Bohrloches 12 angeordnet ist. Der Bohrturm 11 enthält Hebezeuge mit einem festen Block 13 (crown block ), der am oberen Ende des Bohrturmes befestigt ist, sowie mit einem verfahrbaren Block 14 (travelling block), der in das obere Ende eines Bohrgestänges 18 eingehängt ist. Das Bohrgestänge besteht aus einer Mehrzahl von in Reihe aneinander befestigten Abschnitten von Bohrgestängeabschnitten 15, die Ende an Ende in herkömmlicher Weise miteinander verschraubt sind. Ein Bohrmeißel 22 ist am unteren Ende des Bohrgestänges 18 mittels eines Meißelschaftes 19 angeordnet. Der Bohrmeißel 22 dient dazu, das Bohrloch

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12 durch die Erdformationen 24 zu treiben. Bohrschlamm 26 wird von einer Speicher-Schlammgrube 27 in der Nähe der Bohrlochmündung 28 über eine axiale Durchlaßöffnung durch das Zentrum eines jeden der das Bohrgestänge 18 bildenden Bohrgestängeabschnitte 15 nach unten gepumpt, tritt durch Öffnungen im Bohrmeißel 22 aus und kehrt zur Erdoberfläche durch den das Bohrgestänge umgebenden Ringbereich 16 zurück. Nahe der Erdoberfläche ist eine metallische Verrohrung im Bohrloch 12 angeordnet, um die Unversehrtheit des oberen Abschnittes des Bohrloches 12 zu gewährleisten.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist weiter zu sehen, daß der Ringbereich 16 zwischen dem Bohrgestänge 18 und den Seitenwandungen 20 des Bohrloches 12 den Rückflußweg für den Bohrschlamm bildet. Der Schlamm wird aus der Bohrschlammgrube 27 nahe der Bohrlochmündung 28 durch eine Pumpanlage 30 umgepumpt. Der Schlamm geht durch eine Schlammversorgungsleitung 31, die an die längs durch das Bohrgestänge 18 verlaufende zentrale Durchlaßöffnung angekoppelt ist. Auf diese Weise wird Bohrschlamm durch das Bohrgestänge 18 nach unten gepreßt und tritt in das Bohrloch durch die Öffnungen im Bohrmeißel 22 aus, um den Bohrmeißel zu kühlen und zu schmieren und das beim Bohrvorgang anfallende Bohrklein zurück zur Oberfläche zu fördern. Eine Flüssigkeitsaustrittsleitung 32 ist an den Ringbereich 16 an der Bohrlochmündung angeschlossen, um den zurückkehrenden Schlammfluß vom Bohrloch 12 zur Schlammgrube 27 zu fördern.

Wie ebenfalls in Fig. 1 dargestellt ist, kann ein Einbruch der Bohrlochseitenwandungen um das Bohrgestänge 18 herum auftreten, so daß der Bohrgestängeabschnitt 15 a im Bohrloch feststeckt, wie an der Stelle S gezeigt

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ist. Die Erfindung dient dazu, diese Stelle S entlang des Bohrloches 12 und des Bohrgestänges 18 in einer gemessenen Entfernung von der Bohrlochmündung zu lokalisieren, so daß alle freien Bohrgestängeabschnitte 15 5 oberhalb der unbeweglich im Bohrloch 12 festsitzenden Gestängeverbindung 15 a entfernt werden können. Wenn das ganze Bohrgestänge über der Stelle S entfernt ist, kann eine Ausrüstung in das Bohrloch 12 verbracht werden, um den Abschnitt 15 a zu lösen und danach den Bohrvorgang wieder aufzunehmen.

Es ist zu erläutern, daß das System gemäß der Erfindung eine mit einem Kabel versehenee Vorrichtung aufweist, die durch die in jedem der Abschnitte des Bohrgestänges vorhandene Zentralbohrung durch nicht näher dargestellte Mittel nach unten gelassen wird. Die notwendigen Kabelförderer, Führungsrollen u. dgl. sind in herkömmlicher Weise über dem Bohrloch an der Bohrlochmündung angeordnet, um die Vorrichtung zu betreiben, während •^J'ie Belastung auf den Bohrmeißel 22 und das Bohrgetänge 18 durch die Blöcke 13 und 14 kontrolliert wird.

Wie weiter in Fig. 1 zu sehen ist, wird ein entsprechend der vorliegenden Erfindung konstruktiv ausgebildete Vorrichtung 10 in das Bohrloch 12 durch die zentrale Durchtrittsöffnung des Bohrgestänges 18 durch ein nicht dargestelltes Kabel hinabgelassen. Das Kabel ist in herkömmlicher Weise ausgebildet und besteht aus einem bewehrten zweiadrigen Koaxkabel, das sowohl eine mechanische als auch elektrische Verbindung zwischen der Vorrichtung 10 und der Kabelsteuer- und Überwachungsanlage an der Oberfläche ermöglicht. Die Vorrichtung 10 läuft durch die Zentralöffnung im Bohrgestänge 18 von der Bohrlochmündung nach unten, um den

festliegenden Punkt S des Gestänges durch davon abhängige meßbare Veränderungen der physikalischen Charakteristika des Gestänges zu lokalisieren.

Es ist bekannt, daß sich die magnetische Permeabilität eines Materials ändert, wenn ein ferromagnetisches Teil wie ein Bohrgestänge gedehnt, komprimiert oder verdreht wird. Ferner ist es bekannt, daß in der Wandung des Bohrgestänges Wirbelströme erzeugt werden, wenn ein magnetisches Feld in die Gestängewandungen induziert wird. Die Anordnung und Stärke der Wirbelströme hängt von der Permeabilität des das Gestänge bildenden Materials ab. Der bevorzugte Weg zur Messung der permeabilitätsabhängigen Wirbelströme in einem Bohrgestänge besteht in der Verwendung einer Abtastspule zur Ermittlung der elektromagnetischen Felder, die durch derartige Wirbelströme im Gestängematerial erzeugt werden. Im allgemeinen werden die Meßparameter durch die klassische Wirbelstromgleichung definiert:

Die vorstehende Gleichung behandelt die magnetische Flußdichte B in einer Tiefe d innerhalb des Materials, wobei B = magnetische Flußdichte an der Oberfläche, d = Tiefe in cm, f = Frequenz in hz, μ = magnetische Permeabilität, f> = Widerstand in Microohm Zentimeter und t = Zeit in see darstellen. Die Amplitudenvariation der magnetischen Flußdichte über die Tiefe in das Material beträgt:

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Die Phasenverschiebung mit der Tiefe d ist durch die folgende Gleichung gegeben:

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Der durch ein Eingangssignal in ein Bohrgestänge induzierte magnetische Fluß erzeugt demnach Wirbelströme, die ihrerseits ein elektromagnetisches Feld erzeugen. Dieses durch Wirbelstromfluß im Gestänge erzeugte sekundäre magnetische Feld kann durch eine Abtastspule erfaßt werden. Wenn das Eingangssignal sowie alle anderen Variablen konstant gehalten werden, dann ändert sich das von der Abtastspule erhaltene Signal amplituden- und phasenmäßig als Funktion der magnetischen Permeabilität des Gestänges.

Un'ter weiterer Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Schritten zur Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der kritischen Messungen innerhalb des Bohrloches. Ein Bohrführer, der mit einem festsitzenden Gestänge konfrontiert wird, verwendet das System 10 durch Abschätzen der Tiefe innerhalb des Bohrloches 12, in welcher der Gestängeabschnitt steckt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß das Bohrgestänge mittels des festen Blocks 13 und des verfahrbaren Blocks 14 mit

vorbestimmten Kraftaufwand nach oben gezogen wird. Beispielsweise erzeugt eine Zugkraft nach oben von 88.209 N (20.000 pounds) eine meßbare Verlängerung im Bohrgestänge 15. Ist der Verlängerungsgrad bekannt, unter dem sich ein Bohrgestänge eines bekannten Typs unter einer vorbestimmten Kraft verlängert, dann kann das Bohrpersonal den Abstand zwischen der Oberfläche und dem festgefahrenen Punkt S abschätzen, über dem sich das Bohrgestänge dehnt. Auf diese Weise kann die ungefähre Lage des festliegenden Punktes S des Bohrgestänges 15 mit einer Genauigkeit von ca. 100 m abgeschätzt werden. Das Bekanntsein der ungefähren Länge des Bohrgestänges zwischen der Bohrlochmündung und dem festliegenden Punkt S im Bohrloch erlaubt die Berechnung des Gestängegewichtes hinunter bis zur Tiefe des Punktes S sowie der notwendigen nach oben gerichteten Zugkraft, um die Gewichtsbelastung des Gestänges im Abschnitt 15 a am festgefahrenen Punkt im wesentlichen auszuschalten. Dieses Vorgehen führt zu einer im allgemeinen druckbelastungsfreien Bedingung innerhalb des Gestängeabschnittes 15 a im Bereich der festliegenden Stelle S.

Wenn der Gestängeabschnitt 15 a im Bereich der festliegenden Stelle S in im wesentlichen belastungsfreiem Zustand gehalten wird, wird eine erste Messung der Permeabilität des Bohrgestänges durchgeführt. Diese Messung zeichnet die Permeabilität des Bohrgestänges entlang des ungefähren Bereiches auf, wo das Gestänge vermutlich festliegt. Danach übt der Bohrführer einen vorbestimmten Grad von Verspannung auf das Gestänge im festliegenden Bereich aus. Diese Verspannung im Bohrgestänge 18 im Bereich des Abschnittes 15 a kann entweder dadurch erzielt werden, daß eine hochgradige Zugspannung auf das Gestänge ausgeübt, das Gestänge durch

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Freiyeben der Gewichtsbelastung des Bohrgestänges unter Druck gesetzt oder das Bohrgestänge durch Verdrehung einer gewissen Torsion ausgesetzt wird. Sobald sich das Bohrgestänge 18 im Abschnitt 15 a sowie dem festliegenden Punkt S in einem mechanischen Spannungszustand befindet, wird eine zweite Bohrgestänge-Permeabilitätsmessung durch das System 10 durchgeführt. Die Spannungsmessung wird sodann mit der spannungsfreien Messung desselben Gestängebereiches verglichen. Der Vergleich zeigt deutlich die Bohrlochstelle, an welcher die Verspannung auf das Bohrgestänge plötzlich nachläßt, d. h. den Punkt unter der festliegenden Stelle S. Die Vorrichtung 10, die in Verbindung mit dem System der vorliegenden Erfindung angewandt wird, kann ferner im Bereich seines unteren Endes Mittel zur Befestigung einer Gestängeabsprengvorrichtung (string shot), einer chemischen Abtrennvorrichtung o. dgl. zur Lösung oder Abtrennung des Bohrgestänges unmittelbar über dem Abschnitt 15 a und dem festliegenden Punkt S aufweisen, so daß das Bohrgestänge im oberen Abschnitt des Bohrloches entfernt werden kann.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 A - 2 E ist eine Reihe von Längsschnittansichten einer Vorrichtung 10 dargestellt, die in Übereinstimmung mit den Grundlagen der vorliegenden Erfindung konstruktiv ausgebildet ist. Zunächst wird auf die Fig. 2 C - 2 E Bezug genommen. Dort ist ein Abschnitt des Instrumentengehäuses der Vorrichtung 10 gezeigt, das aus einem äußeren zylindrischen Gehäuse oder einer Hülle 41 besteht, die aus nicht-magnetischem Material, wie einer korrosionsbeständigen Stahllegierung, besteht. Die äußeren Gehäusewandungen sind relativ dick ausgebildet, um die innenliegenden Spulen und elektronischen Baugruppen der Vorrichtung 10 zu schützen. Das Gehäuse 41 ist ferner so ausgebildet,

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daß es Schlagbelastungen aushält, die durch Sprengladungen erzeugt werden, die zum Lösen von Bohrgestängeverbindungen innerhalb des Bohrloches 12 verwendet werden, wenn der festliegende Punkt S lokalisiert wurde. Wie in Fig. 2 B gezeigt ist, ist das obere Ende des zylindrischen Gehäuses 41 mit einem zylindrisch ausgebildeten Schaft 42 mit einer darin eingeformten zentralen Ausnehmung 43 gekoppelt. Der zentrale Schaft 42 ist in eine Muffe 44 im oberen Ende des Gehäuses 41 eingeschraubt. Wie in Fig. 2 A zu sehen ist, enthält das obere Ende des Schaftes 42 eine mechanische und elektrische Verbindungsmuffe 45 zur Aufnahme und zum Anschluß des unteren Endes eines nicht dargestellten Koaxialkabels, das zum Herablassen der Vorrichtung 10 in die Zentralöffnung des Bohrgestänges und zur Verbindung zwischen der Vorrichtung und den notwendigen Energieversorgungs- und Steuerungsgeräten an der Oberfläche dient. Benachbart zu der Muffe 45 liegt ein oberer Federführungsabschnitt 46 mit einer Mehrzahl von über den Umfang verteilten und darin eingeformten Führungsschlitzen 47, die ein Ende einer Zentralisierungsfeder 48 aufnehmen. Wie in Fig. 2 B zu sehen ist, ist das andere Ende der Zentralisierungsfeder 48 in einem unteren Führungsschlitz 49 einer unteren Ausbuchtung 51 befestigt. Vorzugsweise sind drei Zentralisierungsfedern 48 unter Einschluß von 120°-Winkeln um die Achse der Vorrichtung herum angeordnet. Eine Schraubenfederanordnung 52 stellt sicher, daß die drei Zentralisierungsfedern 48 die Längsachse der Vorrichtung 10 innerhalb der Zentralachse der Bohrgestängeöffnung zentrieren.

Unter Bezugnahme auf den in Fig. 2 A und 2 B gezeigten Abschnitt der Vorrichtung 10 nimmt die Zentralausnehmung 43 einen Koaxleiter 50 auf, der elektrisch von den

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Seitenwandungen der zentralen Ausnehmung 43 isoliert ist und elektrischen Strom sowie Signale vom Zentralleiter des Koaxkabels zum Instrumentenabschnitt der Vorrichtung durch eine Verbindungsanordnung 53 weiterleitet. Der Koaxleiter 50 ist zwischen das Kabel und die elektronischen Bauteile innerhalb einer Kammer 54 (Fig. 2 D) geschaltet, wo Gleichstrom von der Oberfläche an die elektronischen Bauteile der Vorrichtung 10 abgegeben wird und wovon ein Wechselspannungs-Datensignal über das Kabel zurück hinauf zur Oberfläche geleitet wird.

Wie in Fig. 2 C und 2 D gezeigt ist, enthält das nicht-magnetische äußere Gehäuse 41 der Vorrichtung 10 eine Erregerspule 61, die aus einer Mehrzahl von um einen Spulenkern 62 aus magnetischem Material herumgelegten Spulenwindungen besteht. Eine Abtastspule 63 ist mit festgelegtem Abstand "d" von der Erregerspule 61 angeordnet und besteht ebenfalls aus einer Mehrzahl von Spv.lenwicklungen, die um den Umfang eines Spulenkerns

64 aus Isoliermaterial gewickelt sind. Die beiden Spulen 61 und 63 sind voneinander unter Einhaltung des festgelegten Abstandes durch einen Spulenabstandshalter

65 gehalten, der zwischen den sich gegenüberliegenden Flanschenden der jeweiligen Spulenkerne 62 und 64 befestigt ist. Die elektronischen Baugruppen, die innerhalb der Kammer 54 angeordnet sind, weisen weiter unten näher beschriebene Schaltkreise zur Erzeugung des Erregersignals und Messung eines abgetasteten Signals in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Erfindung auf.

Das Unterteil 71 der in Fig. 2 E gezeigten Vorrichtung weist Mittel 72 zur Befestigung einer Sprengladung oder einer chemischen Abtrennvorrichtung auf, die für die

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speziellen Bedingungen im Bohrloch benötigt werden. Zusätzlich ist das Unterteil 71 mit einem Verbinder 73 versehen, um ein Signal vom zur Oberfläche führenden Kabel zur Zündung der Sprengladung oder Aktivierung der chemischen Schneidvorrichtung einzukoppeln. Dies ist notwendig, um den ermittelten Bohrgestängeabschnitt 15 a in der Nähe der festliegenden Bereiche vom Rest des über ihm liegenden Bohrgestänges abzutrennen, so daß das Bohrgestänge entfernt werden kann. So kann der festliegende Abschnitt des Gestänges auf geeignete Weise zur Entfernung oder Umgehung in Übereinstimmung mit bekannten Verfahrensweisen behandelt werden.

Unter Bezugnahme auf das Blockdiagramm gemäß Fig. 3 wird die Arbeitsweise des Gesamtsystems dargestellt.

Wie im einzelnen gezeigt wird, wird die Erregerspule 61 durch einen Oszillator 81 über einen Treiberverstärker 82 zur Erzeugung einer AC-Änderung im magnetischen Fluß betrieben. Diese Flußänderung dient zur Erzeugung von Wirbelströmen in der Wandung des schematisch dargestellten Bohrgestänges 15. Die Abtastspule 63 erfährt eine Spannungsinduktion durch den magnetischen Fluß in der Gestängewandung, welchem sie aufgrund der fließenden Wirbelströme ausgesetzt ist. Das Ausgangssignal der Abtastspule 63 ist über einen Empfangssignalverstärker 83 mit einem Spitzenspannungsdetektor 84 verbunden, der die Spitze-Spitze-Spannung V des Ausgangssignals des Verstärkers 83 mißt. Der Ausgang des Spitzenspannungsdetektors 84 ist mit einem Spannungs-Frequenzkonverter 85 verbunden, der eine Reihe von Ausgangsimpulsen erzeugt. Die Impulsfrequenz eines im Spannungs-Frequenzkonverter 85 enthaltenen spannungsgesteuerten Oszillators wird durch den Signalwert des Spitzenspannungsdetektors 84 gesteuert. Das Ausgangssignal des Konverters 85 wird über das Koaxkabel 86 zur Erdoberfläche zurück-

geleitet, wo es einem Frequenzzähler 87 zugeführt wird. Durch diesen Frequenzzähler 87 wird ein die im Bohrloch erzeugte Frequenz anzeigendes Signal erzeugt und als Funktion der Position der Vorrichtung durch einen Rekorder 88 aufgezeichnet. Eine Gleichsspannungsquelle 89 führt über das Koaxkabel 86 eine Gleichspannung nach unten, um die elektronischen Baugruppen mit Energie zu versorgen, die Erregerspule 61 zu betreiben und das Signal der Abtastspule 63 zu erhalten. Der Rekorder 88 kann ein herkömmlicher "strip charf'-Rekorder sein, der zur Aufzeichnung von Meßkurven der magnetischen Permeabilität des Bohrgestänges als Funktion der Lage der Vorrichtung 10 entlang der Bohrlochachse ausgebildet ist. Demgemäß erhält man mechanisch aufgezeichnete Kurvenverläufe zu Vergleichszwecken. Alternativ kann der Rekorder 88 auch Datenspeicherungs- und Datenverarbeitungselemente aufweisen, die nacheinander durchgeführte Messungen aufzeichnen, analysieren und vergleichen, um auf direkte Weise die zwischen den Meßreihen ermittelten Unterschiede als Ergebnis auszugeben.

Beim Verfahren und bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung hat es sich gezeigt, daß es einige signifikante Parameter gibt, die für einen erfolgreichen Betrieb des Systemes erfüllt sein müssen. Beispielsweise ist die Erregerfrequenz der Erregerspule 61 für eine optimale Empfindlichkeit und eine genaue Messung der magnetischen Permeabilität im Bohrloch von Bedeutung. Weiterhin hat sich herausgestellt, daß der Abstand d zwischen der Erreger- und der Abtastspule 61 und 63 besonders bedeutsam ist und auch zu der Erregerfrequenz in Beziehung steht, bei welcher eine maximale Empfindlichkeit auf Permeabilitätsänderungen in einem Bohrgestänge aus Stahl erhalten wird.

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Unter Bezugnahme auf Fig. 4 werden drei übereinandergezeichnete Verläufe der Ausgangsspannung bei konstanter Erregerleistung als Funktion der Erregerfrequenz für drei unterschiedliche Abstände zwischen der Erreger- und Abtast spule 61 und 63 gezeigt. Die untere Kurve 91 zeigt normalerweise erhaltene Spannungswerte für einen Abstand d von ungefähr 13 cm zwischen den sich gegenüberliegenden Enden der Erregerspule 61 und der Abtastspule 63. Die größte Empfindlichkeit für diesen Abstand tritt bei einer Frequenz im Bereich von 130 Hz auf. Auf ähnliche Weise zeigt die Kurve 92 einen Abtastspulenspannungsverlauf für einen Abstand von ungefähr 18 cm zwischen den beiden Spulen mit einer ähnlichen Maximalempfindlichkeit, die im Bereich von 130 - 150 Hz auftritt. Die obere Kurve 93 zeigt, daß eine größte Empfängerspannungsempfindlichkeit unter Einhaltung eines Abstandes von ungefähr 15 cm zwischen der Erreger- und Abtastspule bei einer Frequenz im Bereich von ungefähr 130 Hz erreicht werden kann. Demzufolge wird ersichtlich, daß eine Erregerfrequenz im Bereich von 130 Hz und ein Abstand von ungefähr 15 cm zwischen der Erreger- und der Abtastspule im Hinblick auf das Erreichen einer Maximalempfindlichkeit zur Ermittlung von magnetischen Permeabilitätsänderungen eines ferromagnetischen Bohrgestänges als Funktion darin vorkommender Spannungen zu optimalen Ergebnissen führen.

Wie vorstehend bereits allgemein erwähnt, kann das im Schaltbild gemäß Fig. 3 dargestellte System nach der vorliegenden Erfindung, anstatt mit dem Spitzenspannungsdetektor 84 auch mit einem Phasendetektor am Ausgang des Verstärkers 83 versehen werden. Allerdings benötigt ein Phasendetektor eine Verbindung zum Ausgang des Verstärkers 82 als Referenzphase, um eine Phasenverschiebung des Signals an der Abtastspule 63 im Hin-

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blick auf das Erregersignal an der Erregerspule 61 zu erfassen. Eine Phasenverschiebung kann zur Ermittlung einer magnetischen Permeabilitätsveränderung in einem unter Spannung stehenden Bohrgestänge im Bereich eines festgeklemmten Punktes herangezogen werden.

In Fig. 5 A und 5 B ist ein schematisches Netzwerk der in Fig. 3 gezeigten Schaltung dargestellt. Im einzelnen wird die Erregerspule 61 durch den Oszillatorschaltkreis 81 betrieben, der einen über einen Teilerzähler 102 angeschlossenen Kristalloszillator 101 aufweist. Der Kristalloszillator 101 arbeitet bei einer Frequenz im Bereich von 1 Mhz und wird durch den Zähler 102 in Ausgangsleitungen 103, 104 und 105 aufgeteilt, die zu einem Und/Oder-Auswahlgatter 106 führen. Das Und/Oder-Auswahlgatter 106 kann z. B. ein Gatter CD 4019B sein, das ein brauchbares Treibersignal für einen Brückentyp-Spulentreiberschaltkreis 107 liefert.

Der Treiberschaltkreis 107 besteht aus vier Feldeffekt-Transistoren (fets) 108, 109, 110 und 111. Die "fets" 108 und 109 sind ebenso wie die "fets" 110 und 111 jeweils hintereinanderliegend geschaltet (Tandem-Schaltung). Das Gatter 106 arbeitet so, daß die "fets" 108 und 109 über einen vorausgewählten Zeitabschnitt eingeschaltet und dann über eine vorausgewählte Zeit ausgeschaltet sind, bevor die "fets" 110 und 111 durchgeschaltet werden. Auf diese Weise sind die empfindlichen Transistoren 108 - 110 vor eventueller Überladung und Beschädigung geschützt. Das Rechteckausgangssignal der "fets" wird durch die Induktionsspulen 112 und 113 in ein glattes sinusförmiges Erregersignal umgesetzt, die über Kondensatoren 114 und 115 betrieben

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werden. Die Erregerspule 61 wird demnach bei einer vorausgewählten AC-Frequenz durch ein sinusförmiges Signal erregt.

Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 5 A und 5 B ist die Abtastspule 63 mit dem Eingang des Verstärkers 83 und durch Kondensatoren 121 an eine erste Verstärkerstufe 122 angeschlossen. Deren Ausgang ist mit einer zweiten Verstärkerstufe 123 verbunden. Der Ausgang der zweiten Verstärkerstufe 123 ist mit einem Paar von seriell miteinander verbundenen Verstärkern 124 und 125 verbunden, die miteinander einen Spitzenspannungsdetektor bilden. Der Ausgang dieses Detektors 84 ist über einen Kopplungswiderstand 126 an den Spannungs-Frequenzkonverter 85 angeschlossen. Dieser Spannungs-Frequenzkonverter 85 enthält einen Integrationsverstärker 127 und einen Vergleicherverstärker 128, die zur Steuerung der Betriebsfrequenz eines Impulsgenerators 131 über einen Schalter 132 verbunden sind. Der Ausgang des Spannungs-Frequenzkonverters 85 ist über einen als Operationsverstärker ausgebildeten Treiber 133 und einen Leitungstreiber 134, der eine Serie von Leitungsspannungsimpulsen auf das Kabel 9 überträgt, zur Übertragung an die Oberflächengeräte angeschlossen. Das Kabel trägt zwischen der Armierung 9 b und dem Zentralleiter 9 a auch eine Gleichspannung, die an eine einen ersten Spannungsregler 141 aufweisende Spannungsversorgung 89 angeschlossen ist, der die Eingangsspannung von 30 V auf 15 V absenkt. Ein zweiter Spannungsregler 142 ist an den Regler 141 angeschlossen, um eine niedrigere Versorgungsspannung von 7,5 V zu erzeugen, die zum Betrieb der Operationsverstärker der vorliegenden Schaltung geeignet ist.

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Wie vorstehend bereits erläutert wurde, dient der Oszillator 81 dazu, die Erregerspule 61 durch den Brückentreiberschaltkreis 107 zu betreiben. Dies erzeugt eine AC-Änderung im magnetischen Fluß in der Erregerspule 61 bei einer Frequenz im Bereich von 128 130 Hz. Das in die Abtastspule 63 induzierte Signal wird durch den Verstärker 83 verstärkt und dann vom Spitzenspannungsdetektor 84 vermessen. Der Ausgang des Detektors 84 ist mit dem Spannungs-Frequenzkonverter 85 verbunden, der eine Reihe von Ausgangsimpulsen erzeugt, deren Frequenz ein Maß für die Eingangsspannung ist. Die Ausgangsimpulse werden duich den Leitungstreiber 134 und über das Kabel 9 nach oben zur Obrvri 1 äche zurückgeführt, wo sie vom Frequenzmesser empfangen und aufgezeichnet werden.

Zur Zusammenfassung der Betriebsweise läßt sich sagen, daß über ein Kabel eine erste Messung der magnetischen Permeabilität der Stahlwandungen der Abschnitte des Bohrgestänge 15 in einem Bereich durchgeführt wird, in welchem das Gestänge verklemmt ist, wobei jegliche Verspannung im Bohrgestänge in vorbeschriebener Weise ausgeschaltet wurde. Danach wird das Bohrgestänge durch Angriff einer Kraft an der Oberfläche durch longitudinalen Zug, Druck oder Drehverspannung in einen Spannungszustand versetzt und nachfolgend eine zweite Messung im selben Gestängebereich durchgeführt. Ein Vergleich der beiden Messungen deckt eine deutliche Änderung des magnetischen Permeabilitätswertes an der festliegenden Stelle S infolge der Spannungsdifferenzen über und unter dem festliegenden Punkt auf. Diese durch Vergleich der beiden Messungen sichtbare Permeabilitätsänderung lokalisiert die Verbindung des Bohrgestänges 15 a, das im Bohrloch feststeckt. Eine am unteren Ende der Vorrichtung 10 vorgesehene Sprengladung

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kann dann unmittelbar von der Oberfläche aus gezündet werden, wobei auf das Bohrgestänge ein Drehmoment ausgeübt wird und an jener Verbindung der obere Abschnitt des Bohrgestänges gelöst wird. Alternativ kann eine am unteren Ende der Vorrichtung angeordnete chemische Schneidvorrichtung zum Abtrennen des Bohrgestängeabschnittes aktiviert werden, so daß der obere Abschnitt des Gestänges aus dem Bohrloch entfernt werden kann.

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Claims (15)

PATENTANWALT NL Industries, Inc. 1230 Avenue of the Americas New York, New York 100 20, USA System zur Bestimmung des freien Punktes eines in einem Bohrloch festsitzenden Bohrgestänges Patentansprüche

1. System zur Ermittlung der Stelle "S", an welcher ein ferromagnetischer Abschnitt eines „ Bohrgestänges (18) in einem Bohrloch (12) fest- ^ sitzt, durch Messung der magnetischen Per- *Ä meabilität, gekennzeichnet durch:

Mittel zur Durchführung einer magnetischen Permeabilitatsmessung des Gestänges (18), die aus einer ersten Spule (Erregerspule 61) zur Erzeugung eines Wechselfrequenz-abhängigen magnetischen Flusses im Gestänge (18) und einer zweiten Spule (Abtastspule 63) zur Abtastung eines Flußsignals vom Gestänge (18) bestehen;
Mittel (Blöcke 13, 14) zur Verspannung und Entspannung des Gestänges (18) im verklemmten Bereich;

Mittel zur Aufzeichnung erster und zweiter Penneubilitütsmeßwerte des Gestänges (18), wenn das Gestänge (18) einerseits in einem spannungsfreien und andererseits in einem verspannten Zustand ist, sowie

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Mittel zum Vergleich der ersten und zweiten Messungen, um die Permeabilitätsveränderung infolge der mechanischen Spannungsveränderung im besagten Gestänge (3 8) zu lokalisieren und dadurch die Stelle "S" der Verklemmung innerhalb des Bohrloches (12) zu bestimmen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spule (Erregerspule 61) von der zweiten Spule (Abtastspule 63) einen Abstand von etwa 15 cm einnimmt.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselfrequenz (Erregerfrequenz) im Bereich von 130 Hz liegt.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verspannen und Entspannen des Bohrgestänges mindestens einen Hebezeug-Block (13, 14) eines über dem Bohrloch angeordneten Bohrturmes (11) umfassen.

5. Verfahren zur Ermittlung der Stelle, an der ein Bohrgestänge innerhalb eines Bohrloches festgeklemmt ist, wobei ferromagnetische Gestängeabschnitte innerhalb eines Bohrloches zum Bohren angeordnet sind und darin an einer Stelle feststecken, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Bereitstellung einer mit einem Kabel versehenen Vorrichtung, die zum Hinablassen in das im Bohrloch befindliche Bohrgestänge ausgebildet und geeignet ist, die magnetische Permeabilität des Gestänges abzutasten;

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Erzeugung eines Wechselfrequenz-abhängigen magnetischen Flusses durch die Vorrichtung und Induktion des genannten magnetischen Flusses in das Bohrgestänge;

Abtastung eines von Wirbelströmen im Bohrgestänge herrührenden magnetischen Flußsignales durch die Abtastspule der genannten Vorrichtung als Anzeichen der Permeabilität des Bohrgestänges ;

Bewegung der Vorrichtung entlang des Bohrgestänges im Bohrloch zur Durchführung einer ersten Messung der magnetischen Permeabilität des Gestänges, wobei sich das Gestänge in einem spannungsfreien Zustand befindet;

Bewegung der Vorrichtung entlang des Bohrgestänges im Bohrloch zur Durchführung einer zweiten Messung der magnetischen Permeabilität des Gestänges, wobei sich das Gestänge in einem verspannten Zustand befindet, und

Vergleichen der ersten und der zweiten Permeabilitätsmessung miteinander, um die Permeabilitätsveränderung zu lokalisieren, die die verklemmte Stelle des Gestänges innerhalb des Bohrloches anzeigt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Durchführung der ersten Messung die Tiefe der verklemmten Stelle innerhalb des Bohrloches geschätzt wird, das ungefähre Gewicht des Bohrgestänge über der verklemmten Stelle berechnet wird und eine nach oben gerichtete Zugkraft an das Bohrgestänge im Bohrloch angelegt wird, um alle Druckkräfte des Bohrgestänges auf die verklemmte Stelle im wesentlichen aufzuheben.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Durchführung der zweiten Messung an das im Bohrloch befindliche Bohrgestänge eine Druckkraft angelegt wird, um die Spannungsbelastung auf den Bohrgestängeabschnitt an der verklemmten Stelle zu erhöhen und die Ermittlung von Spannungskonzentrationen über der verklemmten Stelle zu erleichtern.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Durchführung der zweiten Messung das im Bohrloch befindliche Bohrgestänge drehbelastet wird, um auf den Bohrgestängeabschnitt an der festgeklemmten Stelle eine hohe Drehverspannung auszuüben und die Ermittlung von Spannungskonzentrationen über der verspannten Stelle zu erleichtern.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt der Bereitstellung der Vorrichtung das Vorsehen einer ersten und einer zweiten Spule innerhalb eines nichtmagnetischen äußeren Gehäuses umfaßt, die zur Erzeugung und zur Abtastung eines magnetischen Flusses innerhalb der Bohrgestängeabschnitte geeignet sind und ferner Mittel vorgesehen werden, um ein Signal infolge von Flußveränderungen innerhalb des Bohrgestänges als Anzeichen für dessen Permeabilität zu erzeugen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt der Bereitsstellung einer ersten und einer zweiten Spule in der Vorrichtung die Beabstandung der Spulen

voneinander unter einem Abstand im Bereich von ca. 15 cm und Anregung der ersten Spule mit einer Frequenz im Bereich von 130 Hz umfaßt.

11. Mit einem Kabel versehene Meßvorrichtung (10) zur Erfassung der Stelle "S", an der ein Bohrgestänge (18) in einem Bohrloch (12) festsitzt, wobei die Vorrichtung (10) zur Durchführung erster und zweiter Permeabilitätsmessungen vorgesehen ist und durch das Bohrgestänge (18) nach unten bewegt wird, gekennzeichnet durch:

eine erste, innerhalb der Vorrichtung (10) angeordnete Erregerspule (61) zur Erzeugung eines Wechselstromfrequenz-abhängigen magnetischen Flusses, der zur Induktion in die Seitenwandungen des Bohrgestänges (18) innerhalb des Bohrloches (12) und zur Erzeugung von Wirbelströmen geeignet ist;

eine von der Erregerspule (61) im Abstand angeordnete Abtastspule (63) , die zur Aufnahme eines durch im Bohrgestänge (18) fließende Wirbelströme ausgelösten Flußsignales anwendbar ist;

Mittel zur Erzeugung eines Meßsignales als Anzeichen eines Merkmals der in den Gestängewandungen induzierten Wirbelströme und des von diesen erzeugten magnetischen Flusses;
Mittel zum Vergleichen der ersten und der zweiten Messung, um die magnetischen Permeabilitätsänderungen in den Wandungen des Gestänges zu lokalisieren und dadurch den Ort der Gestängeverklemmung zu bestimmen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (Erregerspule 61) und die zweite Spule (Abtastspule 63) voneinander einen Abstand von etwa 15 cm aufweisen und die erste Spule (Erregerspule 61) mit einer Frequenz von ca. 130 Hz betrieben wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die das Meßsignal liefernden Bauteile (84) ein Signal erzeugen, das für die Größe des durch Wirbelströme in den Gestängewandungen erzeugten, abgetasteten magnetischen Flusses charakteristisch ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die das Meßsignal liefernden Bauteile ein Signal abgeben, das von der Phasendifferenz zwischen dem in den Gestängewandungen erzeugten abgetasteten magnetischen Fluß und dem durch die Erregerspule erzeugten magnetischen Fluß abhängt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Abtrennen von Gestängeabschnitten (15) innerhalb des Bohrloches (12) Vorrichtungen aufweist, die nahe der Vorrichtung (Spulen 61, 63) angeordnet sind, um das Bohrgestänge in unmittelbarer Nähe der verklemmten Stelle abzutrennen.