DE1758619C - Bohrloch Meßsystem zum Bestimmen der Dichte von Bodenformationen und Verfahren zum Einstellen des Meßsystems - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrloch-Meß- Wie aus dem obengenannten Artikel außerdem system zum Bestimmen der Dichte der ein Bohrloch ersichtlich ist, sind die Querkennluuen gekrümmt umgebenden Bodcnformatloncn mit einer in das und weichen immer stUrker von einer geraden Linie Bohrloch cinfilhrbaren Bohrlochsonde, die eine ab, je größer die StUrke einer Schmutzscnicht wird. Gammastrahlcnquelle und in unterschiedlichem Ab- 5 Wenn also eine Korrektur auf der Annahme basiert, stand von dieser Gammastrahlenquelle zwei Gamma- daß die Querkennlinie geradlinig verlauft, kann der Strahlenfühler enthalt sowie mit einer Auswerteein- korrigierte Massendichle-Ablesewcrt in einsrn Berichtung über Tage, die zwei logarithmischc Verstär- reich, in welchem eine dicke Schmutzschicht im Bohrker, eine Zählvorrichtung, die an die Eingiinge der loch vorhanden ist, um einen beträchtlichen Betrag Vcrstilrker den Zählraten der Gammastrahlenfühler io vom echten Wert abweichen. Dies tritt insbesondere entsprechende Eingangssignal liefert, eine erste dort in Erscheinung, wo ein starker Kontrast auftritt, Summiervorrichtung, die aus unkorrigierte lineare d, h. dort, wo die echte Fonnationsdichte und die Funktionen der Bodenformationsdichte darstellenden Schmutzschichtdichte sehr stark verschieden sind.
Ausgangssignalen der Verstärker ein der Schmutz- Eine weitere Schwierigkeit, die sich beim Arbeiten

schichtdicke im Bohrloch entsprechendes Korrektur- 15 mit Dichte-Meßgeräten von dem in dem vorstehend signal bildet, und eine zweite Summiervorrichtung genannten Zeitschriftenaktikel genannten Typ herausaufweist, die zur Bildung eines der wirklichen Boden- gestellt hat, ist die, daß ein Abheben des die Strahlenformationsdichte entsprechenden Ausgangssignals quelle tragenden Endes des Meßgerätes von der dieses Korrektursignal einem der Ausgangssignale Bohrlochwandung Fehler im Kompensationssystem der Verstärker hinzufügt. ao bewirkt, die wesentlich größer sind, als wenn das die

Bei Bohrloch-Meßsystemen zum Bestimmen der Fühler tragende Ende der Meßvorrichtung von der Dichte von Bodenformationen bewirken Schmutz- Wandung abgehoben wird. Auch können normwidrige schichten an den Wänden des Bohrloches Meßfehler, Auswirkungen innerhalb des Kompensationssystems die das Meßergebnis erheblich beeinträchtigen kön- selbst infolge der hohen Umgebungstemperatur aufncn. Es ist somit für gewöhnlich erforderlich, diese 25 treten, welcher das Meßgerät beim Messen ausge-Fehler zu kompensieren. Bei bekannten Dichte-Meß- setzt ist.

systemen werden hierfür zwei Meßfühler verwendet, Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein

die mit unterschiedlichen Abständen von einer Bohrloch-Mcßsystem der eingangs genannten Art zu Gammastrahlcnquellc angeordnet sind, und die Aus- schaffen, das in einfacher und dennoch genauer und »angssignale dieser beiden Detektoren zur Erzeugung 30 sicherer Weise eine Berücksichtigung der Fehler, die eines Korrekturfaktors benutzt, der dem Ausgangs- durch eine Verschmutzung und durch Unebenheiten signal des Fühlers mit dem großen Abstand hinzu- der Bohrlochwandung auftreten, ermöglicht, und gefügt wird, um eine korrigierte Massendichte- zwar auch bei Bohrlochsonden mit unvermeidlichen Ablesung zu erhalten. Eine solche Anordnung ist in Fertigungstoleranzen.

einem Artikel unter dem Tilel »The Dual Spacing 35 Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Formation Density Log« von J. S. Wahl et al. in in der ersten Summiervorrichtung zur Bildung des der Dezemberausgabe 1964 der Fachzeitschrift Korrektursignals eine von der Amplitude des Korrek- »Journal of Petroleum Technology« beschrieben. tursignals abhängige Rückkopplung vorgesehen ist,

In diesem Artikel ist auch ein sogenanntes »Rück- die so bemessen ist, daß das der wirklichen Bodengrat- und Rippen-Diagramm« dargestellt, aus wel- 40 formationsdichte entsprechende Ausgangssignal gegen ehern der Einfluß unterschiedlicher Schmutzschicht- ein Abweichen des Korrektursignals von einer linegewichtc und Schmutzschichtstärken auf den abge- aren Abhängigkeit von der Schmutzschichtdicke lesenen Dichtewert bestimmt werden kann. Aus die- kompensiert ist.

sem Diagramm kann dann ein Korrekturwert abgc- Die ersie Siimmier\orrichtung kann dabei nach

leitet und dem vom Fühler mit der großen Entfernung 45 einer Ausgestaltung der Erfindung einen Summierermittelten Didüeablesewert hinzugefügt werden, um verstärker enthalten, dessen Ausgang über einen einen korrigierten Massedichtewert der Bodenforma- spannungsabhängigen Widerstand, insbesondere mit tion zu erhalten. positivem Spannungskoeffizienten, an dessen Eingang

Die Bezeichnung »Rückgrat- und Rippen-Dia- angeschlossen ist. Sie kann aber auch ein an den gramni- soll ein anschauliches Bild von diesen Kenn- 50 Ausgang eines tier logariihmischcn Verstärker angelinien ermitteln, die für jede verwendete Meßvorrich- schlossencs Potentiometer aulweisen, dessen Schleiftung charakteristisch sind. Nachstehend werden kontakt durch einen über einen mit dem Abgriff und jedoch die Kennlinien eines solchen Diagramms, wie dem Ausgang des anderen Verstärkers verbundenen es in Fig. 6 der Zeichnungen dargestellt ist, im Hilfsverstärker steuerbaren Servomotor bewegbar Hinblick auf ihre gegenseitige Lage kurz als »Längs- 55 ist, und es kann mit dem Schleifkontakt derjenige Kennlinien« und »Quei-Kennlinien« bezeichnet, wo- eines zweiten, das Korrektursignul liefernden Potenbei der Ausdruck »Längs-Kennlinie« an Stelle des tiometers bewegbar sein sowie das zweite Potcntio-Ausdrucks «Rückgrat-Kennlinie-· und der Ausdruck meter eine Anzahl von festen AbgrilTen aufweisen, »Üuer-Kennlinic« an Stelle des Ausdrucks »Rippen- die durch Widerstände übeibrüekt sind, deren Wider-Kennlinie« gesetzt ist. 60 standswert vom beweglichen Abgril! aus nach beiden

In tier Praxis hat sich nun gezeigt, daß auf Grund Seiten des Potentiometers hin sich veränderl, insbcvon Fertigiingstoleran/en, Schwankungen in der sondere zunimmt.

Größe und der SpeklralempCmdlichkeit tier Fühler Das Meßsystem läßt sich nach einer anderen Aus-

und anderen Faktoren es sehr schwierig ist, zwei gestaltung der Erfindung sehr einfach und damit Dichte-Meßwerkzeuge zu schallen, deren Längs- 65 bedienungsfehlerfrei verwenden, wenn an dem Aus-Qucrkennliniendiagramm den gleichen Längskenn- gang eines der logarithmischen Verstärker eine Einlinienwinkel und den gleichen Querkennlinienwinkcl Stellvorrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe das aufweist. Korrektursignal beim Vorliegen einer vorgegebenen

Uodenformutionsdlchte und beim Fehlen einer Schmutzschicht auf Null einstellbar ist, und wenn gegebenenfalls am Ausgang tier ersinn Summiervorrichtung eine Einstellvorrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe das Ausgangssignal für die wirkliche Boclenformutionsdiehte beim Vorliegen einer vorgegebenen Bodenl'ormutionsdichte unti einerSchmutzschicht vorgegebener Dicke auf eine vorgegebeno Abweichung von dem der vorgegebenen Bodenfornuitionsdichte entsprechenden Signal einstellbar ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Bohrlochsonde ein Gehäuse und ein an die Bohrlochwandung anlegbares Anlageteil auf, das an einem Ende die Gammastrahlenquelle und gegen das andere Ende zu die beiden Gammastrahlenfühler enthält und über zwei federbclastete Arme gelenkig mit dem Gehäuse verbunden ist, und ferner ist zwischen dem Anlageteil und einem ihm gegenüber verschiebbaren Ende eines der Arme oder zwischen dem Anlageteil und dem Gehäuse ein Kraftspeicher vor- ao gesehen, der auf das die Gammastrahlenquelle enthaltende Ende des Anlageteüs eine auf die Bohrlochwandung gerichtete Kraft ausübt.

Die Kompensationsgenauigkeit des Meßsystems läßt sich noch dadurch weiter steigern, daß zwischen dem Gammastrahlenfühlcr mit geringerem Abstand von der Gammastrahlenquelle und der Bohrlochwandung ein Strahlenschirm angeordnet ist der vorzugsweise Gammastrahlen mit einem Energicgehalt von weniger als 200 keV absorbiert.

Die Erfindung wird nachstehend in ihrer besonderen Anwendung auf Dichte-Meßsysteme beschrieben, bei denen eine Gammastrahlenquelle verwendet wird und die zu messende gewünschte physikalische Größe die echte Formationsdichte ist. Die Kompensationeinrichtung gemäß der Erfindung kann auch beim Bestimmen des elektrischen Widerstandes der Bodenformationcn verwendet werden, wenn eine Stromquelle an Stelle der Gammastrahlenquelle und Elektroden an Stelle der Gammastrahlenfühler vorgesehen sind, oder beim Bestimmen der Porosität der Bodenformationen, wenn eine Neutronenquelle an Stelle der Gammastrahlenquelle und Neutronenfühler an Stelle der Gammastrahlenfühler vorhanden sind.

Ein für das Bohrloch-Meßsystem nach der Erimdung besonders geeignetes Einstellverfahren besteht nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung darin, daß bei einer vorgegebenen ersten Bodenformationsdichte und beim Fehlen eiivM· Schmutzschicht das Ausgangssignal der logarithmischen Verstärker durch Einstellen von deren Eingangsempfindlichkeit auf Null gestellt wird, daß sodann bei einer vorgegebenen zweiten Bodenformationsdichte und beim Fehlen einer Schmutzschicht das Korrektursignal durch Verändern des Ausgangssignals eines der Verstärker auf Null gestellt wird und daß schließlich bei (.','n-hcr /weilen Bodenformationsdichte und beim Vorliegen einer Sehmutzschicht vorgegebener Dicke das Ausgangssignal für die wirkliehe Bodenformationsdichte durch Verändern des Ausgangssignals der ersten Summiervorrichtung um einen vorgegebenen Betrag verändert wird.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 ein weitgehend schematisiertes Dichte-Meßsystem gemäß der Erfindung,

Fig, 2 einen Längsschnitt durch den Sender- und Empfängerkopf des unter Tage ungeordneten Teiles des in Fig. 1 dargestellten Systems,

Fig, 3 ein sclicmatisches Schaltdiagrainm der im Über Tage angeordneten Teil des Systems verwendeten Reehnereinheit,

Fig. 4 ein schematisches Schultdiagramm einer anderen Ausfilhrungsform eines Rechners, der in dem in F i g. 1 dargestellten System verwendet werden kann,

F i g. 5 eine teilweise schematische Vorderansicht eines Feldeichgerilts, das in einem System nach Fig. 1 zur Einstellung der Reehnereinheit verwendet wird,

Fig. 6 ein Kennliniendiagramm des Dichtcmeßsystems der Fig. 1, aus welchem mögliche Änderungen von Längs- und Ouerkennlinien bei verschiedenen Abmessungen des Meßgeräts ersichtlich sind.

In der Zeichnung ist die Erfindung in Verbindung mit einem Dichtmeßsystem dargestellt, in welchem der Untertageteil 10 der Einrichtung mit einem ausziehbaren Anlageteil versehen ist. Der Anlageteil.den man auch als Sende- und Empfangskopf bezeichnen könnte, ist allgemein mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet und mit dem Hauptkörper des Untertageteils 10 mit Hilfe eines Paares von Armen 14 und 16 gelenkig verbunden. Eine Absatzplatte 18 ist ebenfalls mit dem Untertageteil 10 mittels Armen 20 und 22 gelenkig verbunden. Die Arme 16 und 20 weiden vorzugsweise durch Federdruck nach außen gedrückt, so daß der Anlageteil 12 und die Abstützplatte 18 während der Meßoperation gegen die Bohrlochwand gehalten werden. Die Arme 14, 16, 20 und 22 können jedoch auch so betätigt werden, daß der Anlageteil 12 und die Absatzplatte 18 in das Gehäuse des l'ntertageteils 10 zurückgezogen werden, damit sie, ohne an/.ustoßen, durch das Bohrloch befördert werden können.

In dem Anlageteil 12 ist eine Gammastrahlenquelle 24 nahe dem oberen Ende des Anlageteils angeordnet. Etwas unterhalb der Gammastrahlenquelle 24 ist ein erster relativ kurzer Fühler 26. und unterhalb des Fühlers 26 ist ein zweiter, längerer Fühler 28 angeordnet. Wie im einzelnen aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist die Strahlenquelle 24 im oberen Ende eines Abschirmglieds 30 angeordnet, das im oberen linde eines Gehäuses 32 befestigt ist. Das Fußende des Armes 14 ist mit dem Teil 12 mittels eines Bol/ens 34 gelenkig verbunden. Das Fußende des Armes 16 ist mit einem Flansch 36 des Gehäuses 32 über einen Bolzen 38 gelenkig verbunden, der in einem Vertikalschlitz 40 im Flansch 36 gleitet.

Der in kürzerem Abstand angeordnete Fühler 26 kann irgendeinen geeigneten Gummastrahlendetekior aufweisen und ist in einer Ausnehmung 42 innerhalb eines Hauptabschirmkörpers 44 angeordnet. In gleicher Weise h'>nn der in größerem Abstand angeordnete Fühler 28 aus einem beliebigen passenden Gammasirahlendeicktor bestehen und ist innerhalb einer Ausnehmung 46 im Abschirmkörper 44 angeordnet. Die für die Fühler 26 und 28 erforderlichen Schaltkreise sind in einer Hülse 48 am unteren Ende des Gehäuses 32 untergebracht, und die elektrischen Impulssignale, die von den Fühlern 26 und 28 entwickelt werden, werden auf ein Kabel 50 zur Übertragung auf den Übertragungsteil des Systems mit Hilfe einer geeigneten; in der Hülse 48 untergebrachten elektronischen Schaltung gebracht. Diese elektronische Schaltung kann beispielsweise einer Anord-

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iHing entsprechen, die in den USA.-Patentschriften 3 309 657 und 3 465 239 beschrieben ist. soweit sie die Erzeugung geeigneter Impulssignale und deren Übertragung an die'Erdoberfläche belrilTt.

Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung ist der Aiilageteil 12 mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines /iisUlzlidien Drucks aul' this Spitzenende des" Anlageteils versehen, so daß das die Strahlenquelle enthaltende Ende dieser Einheit während des Mettvorganges fest gegen die Bohrlochwandung gehalten wird". Der Arm 16 ist durch Federkräfte in Auswärlsiichtung vorgespannt und bewirkt ein Andrücken des ganzen Anlageteils gegen die Bohrlochwandung. Da jedoch der Arm 10 seine Kraft ziemlich dicht bei der Mitte auf den Anlagcteil 12 überträgt und in dem Schiit/ 40 verschiebbar gelagert ist, kann das die Strahlenquelle 24 enthallende obere Ende des Anlageteils 12 unter bestimmten Bedingungen von der Bohrlochwandung weggeschoben weiden. Es hat sich herausgestellt, daß bei einem Wegbewegen des die Strahlenquelle enthaltenden Endes des Anlageteils 12 von der Bohrlochwandung wesentlich mehr Fehlersignale au!treten, die weniger gut kompensiert werden können .ils bei einer entsprechenden Wegbewegung des Fußteils oder Fühlerendes des Anlageleils 12. Deshalb ist eine Druckfeder 52 vorgesehen, um auf das obere Ende des Anlageteils 12 eine Übcrdruckraft auszuüben. Die Druckfeder 52 ist zwischen einem Block 54 und einem am Gehäuse 32 befestigten Anschlagglied 5(> eingespannt. Der Block 54 ist auf dem Bolzen 38 schwenkbar gelagert und kann sich damit innerhalb des Schlitzes 40 bewegen, wenn sich die Relativstellungen der Arme 14 und 16 ändern. Da der obere Arm 14 über den Bolzen 34 mit dem Gehäuse gelenkig verbunden ist. wird die von der Druckfeder 52 gelieferte Kraft in Richtung des Pfeiles 57 in F i g. 2 ausgeübt und bewirkt dadurch ein Andrücken des die Strahlenquelle enthaltenden Endes des Anlageteils 12 in dichtem Kontakt mit der Bohrlochwandung. An einem Ende des Blocks 54 ist eine Stange 58 befestigt, die sich durch eine FührungsölTnimg im Anschlagglied 56 hindurch erstreckt und die als Führung für die Druckfeder 52 dient, so daß sich deren Kraft gegen das Aiischlagglicd 56 richtet.

Wie ersichtlich ist. übt die vorstehend beschriebene Übeidruckfedcr 52 eine Kraft auf das obere Ende des Anlageteils 12 aus. die sich nicht mit dem Bohrlochdurchmesser verändert. Dies ist besonders vorteilhaft, weil die Überdruckkraft somit bei verschiedenen Bohrlochbedingungen die Tendenz hat, konstant zu bleiben. Es können jedoch auch andere Anordnungen zur Erzielung einer Überdruckkraft vorgesehen werden. Eine solche Anordnung ist in F i g. 1 mit strichpunktierten Linien eingezeichnet. Sie weist ein Kabel 60 auf. das mit dem Gehäuse des Anlageteils 12 unterhalb des Verbindungspunktes mit dem Arm 16 befestigt ist. Das Kabel 60 ist über eine Rolle 62 des llntertagctcils 10 nach unten zum Fußende dieser Einheit geführt, wo eine Druckfeder 64 eine nach unten gerichtete Kraft auf das Kabel 60 ausübt. Eine solche Anordnung kann an Stelle einer Feder 52 verwendet werden, um eine nach auswärts gerichtete Kraft auf das obere Ende des Anlagcleils 12 auszuüben. F.s sind aber auch noch andere Anordnungen zur Erzielung der gewünschten Übcrhuckkrafl möglich.
Von den Fühlern 26 und 28 erccugtelmpulssignalc werden in passender Weise in der Schaltung verstärkt und umgeformt, die in der Hülse 48 enthalten ist. und weiden dann über das Kabel 50 zu dem Überlagetcil des Systems geleitet. Dieser Übertageteil weist geeignelc Verstärker und Impulstrcnnschaltungen auf, so daß am Ausgang des mit großem Abstand angeordneten Fühlers 28 auftretende Impulse von den Impulsen des in kurzem Abstand angeordnten Fühlers 26 getrennt werden können. Diese Impulstrennung ίο kann beispielsweise mit Hilfe einer Anordnung bewirkt werden, die in der bereits erwähnten I)SA.Patentschrift 3 309 657 beschrieben ist. Es kann aber auch irgendeine andere geeignete Schaltung zum Übertragen der von den Fühlern 26 und 28 erzeugten Signale auf den Übertageteil des Systems und zum Trennen derselben im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Nachdem die beiden Impulssätze getrennt worden sind, werden sie auf gesonderte Zählgeschwindigkeitsmesser gegeben, die Ausgangssignale erzeugen, die sich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Auftretens der entsprechenden Impulse ändern. Dieser Abschnitt des Übertageteils des Systems ist in Fig. 1 durch den Schaltblock 70 dargestellt. Die Ausgangssignale der Zählgeschwindigkeitsmessci werden dann auf eine Rechnereinheit 72 gegeben, die ein korrigiertes Dichtesigna! in Abhängigkeit von dem Fühler 28 und ein Korrektursignal erzeugt, das sich mit der Stärke des Schmut/kuchens und der Dichte ändert. Die beiden Signale weiden dann in einer Registriervorrichtung 74 mit Mehrfachspuien aufgezeichnet, um eine Dichtemessung entsprechend der echten Formationsdichte p_lt und einer Korrekturmessung ±lp zu erhalten.

In Fi g. 3 ist die Rechnereinheit 72 in Verbindung mit den Zählgeschwindigkcitsmessern dargestellt. Dei Zählgeschwindigkeitsmesser für den Fühler mit großem Abstand ist mit der BezugszilTer 80 bezeichnet, und der Zählgcschwindigkcitsmcsser für den Fühler

mil kurzem Abstand ist mit der Bezugsziffer 82 bezeichnet. Die jedem Fühler entsprechenden Impulse die nach Amplitude und Länge standardisiert scir können, werden auf den Eingang eines jeden Zähl geschwindigkcHsmessers gegeben. Das Ausgangs-

signal eines jeden Zählgeschwindigkcitsmcssers is keine lineare Funktion der Dichte, weil das Absorptionsgesetz für die Gammastrahlen einen Exponen tialverlauf hat. Dementsprechend wird das Ausgang·, signal eines jeden Zählgeschwindigkeitsmessers au

einen logarithmischen Verstärker gegeben, in weI ehern das Zählgeschwindigkcitssignal auf den l.oga rithmus des Eingangssignals umgeformt wird. d. Ii auf ein Signal, das s'ch linear mit der augenschein liehen Formationsdichte ändert. Der Ausgang de

Zählgcschwindigkcitsmessers 80 ist über ein Eich potentiometer 84 mit dem Eingang eines logatitli mischen Verstärkers 86 und der Ausgang des Zäh! geschwindigkeitsmessers 82 ist über ein Eichpotcntii meter 88 mit dem Eingang eines logarithmische

Verstärkers 90 verbunden. Die Verstärker 86 und 9

liefern also an ihren Ausgängen Signale, die dci

Logarithmus der entsprechenden FUhler-Zhh

gcschwindigkciten proportional sind.

Wührcnd die logarithmischen Verstarker 86 un

yo einen beliebigen passenden Aufbau haben könnei ist es wichtig, daß diese Verstärker in hohem MaC lcmpcraturkompcnsicrt sind, weil bei Bohrlochmc sungen sehr starke Änderungen der Umgebung

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temperatur auftreten können. So hat sich herausgestellt, daß Verstärker, die einfache Gegentaktdioden oder einen einzigen Transistor im Rückkopplungspfad haben, im allgemeinen unbefriedigend sind. Ein logarithmischer Verstärker, der sich als ausreichend temperaturkornpensiert erwiesen hat, ist in der Druckschrift »Fairchild Semiconductor Application Bulletin No. APP-124« unter dem Titel »Designing with off the shelf linear microcircuits« von R. J. W i d 1 a r und J. N. G i 1 es beschrieben. Bei diesem logarithmischen Verstärker wird ein zusammengehöriges Transistorpaar in Verbindung mit zwei Funktionsverstärkern verwendet, um ein logarithmisches Ausgangssignal zu erzeugen, das hinsichtlich Temperaturänderungen hoch stabilisiert ist. In Verbindung mit einem solchen Verstärker können auch temperaturempfindliche Widerstände verwendet werden, falls eine weitere Temperaturkompensation erforderlich ist.

Die Ausgangssignale der logarithmischen Verstärker 86 und 90 werden miteinander verglichen, um ein Korrektursignal zu erzeugen, das dann mit dem dem Fühler mit großem Abstand proportionalen logarithmischen Ausgangssignal summiert wird, um einen korrigierten Dichte-Ablesewert zu erhalten, welcher der wahren Massendichte entspricht. Außerdem sind in Übereinstimmung mit einem wichtigen Merkmal der Erfindung Einrichtungen vorgesehen, um sowohl den Längskennlinien- als auch den Querkennlinicnwinkel einzustellen, um damit den besonderen Abmessungen des Meßgeräts an besonderen Punkten des Längs-Querkcnnlinicndiagramms dieses Geräts zu entsprechen, so daß auch bei verschiedenen Geräteabmessungen eine Übereinstimmung der Wirkung dieser Geräte erzielt werden kann.

Im einzelnen ist der Ausgang des logarithmischen Verstärkers 86 über einen Isolationswiderstand 92 mit einem Verstärker 94 verbunden, der die Form eines Funktionsverstärkers mit dem Verstärkungsfaktor Eins hat und als Phasenumkehrstufe für das Ausgangssignal des Verstärkers 86 dient. Diese PoIaritäts- oder Phasenumkehr ist erforderlich, damit beim Zusammenzählen der Ausgangssignale der Verstärker 86 und 90 dasGcsaintausgangssignal bsi einer geeigneten Längskennlinien-Winkeleinstellung Null wird, wie nachstehend noch beschrieben wird. Wird jedoch vom Verstärker 86 das Ausgangssignal mit der richtigen Polarität verwendet, kann der Verstärker 94 eliminiert sein.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 94 wird über einen Widerstand 96 auf den Eingang eines Summenverstärkers 98 gegeben, der auch eine beliebige passende Form eines Funktionsverstärkers. zur Erzielung eines Verstärkungsgrades Eins haben kann. Der Ausgnng des logarithmischen Verstärkers ¹JO ist über ein Potentiometer 100 zur Einstellung des Längskcnnlinicnwinkels mit dem Eingang des Verstärkers 98 verbunden. Es ist klar, daß zwischen den Verbindungspunkten des Widerstandes 96 mit dem Potentiometer 100 und Erde (oder Masse) im Eingang des Verstürkers 98 ein nicht dargestellter Eingangswiderstand angeordnet ist. Der Widerstand 96 und das Potentiometer 100 wirken so als Spannungsteiler auf den Eingang des Verstürkers 98. Das Summenausgangssignal des Vcrstörkcrs 98 wird dann auf ein Potentiometer 102 zur Einstellung des Qucrkennlinicnwinkcls und auf einen in Reihe mit Erde verbundenen Widerstand 104 gegeben, und die am Widerstand 104 auftretende Spannung wird als Dichtekorrektursignal verwendet. Dieses Dichtekorrektursignal schwankt mit der Stärke und der Dichte des Schmutzkuchens sowie mit anderen Bohrwand-Umgebungsfaktoren und wird auf das Dichtekorrekturgalvanometer der Registriervorrichtung 74 gegeben. Der Ausgang des Verstärkers 86 ist über einen Widerstand 107 auch mit dem Eingang eines Verstärkers 106 verbunden, und das am Widersland 104 gewonnene Dichtekorrektursignal wird über den Widerstand 105 auch auf den Eingang des Verstärkers 106 gegeben. Das Ausgangssignal des Verstärkers 106 wird am Widerstand 108 erzeugt und wird auf das korrigierte Massedichte-Galvanometer in der Registriervorrichtung 74 gegeben.

Im Zusammenhang mit Fig. 5 wird nachfolgend die Art und Weise beschrieben, auf welche die in Fig. 3 dargestellte Rechnercinheit zur Anpassung an unterschiedliche Kcnnlinienwinkel von Dichtcmcßgeräten mit unterschiedlichen Abmessungen eingestellt werden kann. Fi g. 5 zeigt in Diagrammform eine Feldcichschablonenanordnung, die zum Eichen der Rechnereinheit eines bestimmten Meßgeräts verwendet wird. Diese Feldeichschabionenanordnung

weist eine allgemein mit der BczugszilTer 110 bezeichnete Einheit auf, die an der Seite des Gehäuses 32 (F i g. 2) so angeordnet ist, daß ein Paar von Gammastrahlenquellcn 112 und 1Ί4 über dem Fühler 26 und dem Fühler 28 angeordnet sind. Während des Eichvorganges wird die GammastrahlenqucUe 24 entfernt. Die Quellen 112 und 114 sind beide in der Mitte der wirksamen Länge der entsprechenden Fühler 26 und 28 angeordnet, um eine sehr genaue Eichung zu erzielen. Wenn nur eine ein/.ige Slrahlen-

quelle zum Eichen beider Fühler verwendet wird, beeinflussen sehr geringe Änderungen der Anordnung beide Fühler und ergeben eine ungenaue Eichung. Auf der Einheit 110 ist ein verstellbarer Einschubtei 116 mit einem Paar von öffnungen 118 und 120 vorgesehen, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der dem Abstand der Strahlenquellen 112 und 114 entspricht. Der Einschublcil 116 kann aus der Einheit 110 so weit herausgezogen werden, daß die öffnungen 118 und 120 in den Vcrbindungs-

weg zwischen den Oucllcn 112. 114 und den Fühlern 26 und 28 zu liegen kommen. In der Einheit 110 ist auch ein zweites Eichelcment 122 verschiebbar gelagert u'nd wird beim Beginn der Eichung zunächst in die in Fig. 5 mit strichpunktierten Linien dar gestellte Lage 122« herausgeschoben. Dementsprechend werden dann beim Beginn der Eichung beide Einschubteile 116 und 122 in ihre nach Fig. 5 link«. Stellung bewegt. In dieser Lage wird zwischen du Quellen 112 und 114 und die Fühler 26 und 28 cir erstes Paar von Absorptionskörpern 124 und 126 an geordnet. Auf beiden Seiten der Absorptionskörpci 126 ist ein Paar von Leitschildcn 113 und 115 an· geordnet, und gegenüber der Fühlcrseitc der Einhci 110 sind Lcitschilde 117, 119 und 121 angeordnet

um eine RahmenölTnung für die Gammastrahlen de Quelle 114 mitten auf der wirksamen Länge des FUIv lers 28 zu bilden. Auf diese Weise wird eine gegen seitige Beeinflussung der Quellen 112 und 114 um der Detektoren 26 und 28 vermieden und die Ge

nnutgkeit der Eichung erhöht.. Die Absorptionskörpe 124 und 126 sind gut geerdet, so daß die von dei Fühlern 26 und 28 cr/cuglcn Zühlgcschwindigkcitci genau die gleichen sind, wie wenn dieses besonder

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Meßgerät in einer homogenen Gesteinsformation mit der F i g. 6 erläutern. Gemäß F i g. 6 kann ein besoneiner Dichte von 2,1 zu der Zeit der Erstellung deres Meßinstrument einen Längskennlinienwinkel seines Längs-Querkennliniendiagramms angeordnet von 70° haben, der die mit einer ausgezogenen Linie worden wäre. In diesem Zusammenhang sei darauf dargestellte Längskennlinie 140 ergibt. Andere Inhingewiesen, daß auch irgendein anderer gewünschter 5 strumente können jedoch Längskennlinienwinkel ha-Punkt auf dem Kennliniendiagramm als Eichpunkt ben, die zwischen fi5°, entsprechend der mit gestriverwendet werden kann, soweit es das Verfahren ge- dielten Linien dargestellten Längskennlinie 141, und maß der vorliegenden Erfindung betrifft. 75°, entsprechend der ebenfalls mit gestrichelten

Das korrigierte Massendichtegalvanometer in der Linien dargestellten Längskennlinie 142, liegen. Registriervorrichtung 74 wird zuerst mechanisch auf 10 Diese drei Kennlinien sind in F i g. 6 so dargestellt, den Ablesewert 2,1 auf seiner zugeordneten Dichte- daß sie durch den gleichen Drehpunkt 144 auf der skala eingestellt, wenn kein Ausgangssignal der Ge- Längskennlinie verlaufen, der einer Ablesung einer schwindigkeitsmesser 80 und 82 auftritt. Die Feld- Dichte von 2,i entspricht; einfach, weil alle die Meßeicheinheit 110, die dem geeichten besonderen Gerät instrumente auf den gleichen Drehpunkt bei dem entspricht, wird dann über das Gehäuse 32 (bei ent- 15 beschriebenen Eichverfahren geeicht worden sind, fernter Strahlenquelle 24) so gesetzt, daß die Strah- Es kann aber jeder beliebige andere passende Drehlenquellen 112 und 114 über der Mitte der wirk- punkt entlang der Längskennlinie verwendet werden, samen Länge der Fühler 26 und 28 stehen und nur Wenn das geeichte Instrument einen Längskenndie Absorptionskörper 124 und 126 an ihrem Platz linienwinkel von 70° aufweist, wenn die Absorptionsangeordnet sind. Die logarithmischen Verstärker 86 20 körper 130 und 132 in Winkelstellung sind, müßte und 90 können nun auf die Standardzählgeschwindig- eine dem Punkt 2,6 auf der Längskennlinie entsprekeiten eingestellt werden. Genauer gesagt, wenn die chende Dichteablesung erhalten werden, d. h. der genaue Zahl von Gammastrahlen vom Fühler 26 für mit 146 in F i g. 6 bezeichnete Punkt. Wenn jedoch den Dichtepunkt 2,1 auf der Längskennlinie empfan- der Längskennlinienwinkel nicht genau eingestellt ist, gen wird, wird das Potentiometer 84 so eingestellt, 25 wird der erzielte Ablesepunkt bei eingesetzten Abdaß der Eingang auf den Verstärker 86 vom Ge- Sorptionskörpern 130 und 132 nicht auf der Kennschwindigkeitsmesser 80 durch eine innere Vorspan- linie, sondern in einem gewissen Abstand davon lienung innerhalb des Verstärkers 86 genau ausge- gen, wie dies durch den Punkt 148 in Fig. 6 angeglichen ist und das Ausgangssignal des Verstärkers deutet ist. Jeder Punkt außerhalb der Kennlinie stellt 86 Null ist. Auf gleiche Weise wird der Verstärker 90 30 aber eine nicht homogene Formation dar und sollte auf eine Standardzählgeschwindigkeit durch eine ein Korrektursignal erzeugen. Oder anders ausge-Verstellung des Potentiometers 88 eingestellt, bis das drückt, wenn das Korrektursignal auf Mull eingestellt Ausgangssignal des Verstärkers 90 Null ist. Da durch ist, kann die Bedienungsperson sicher sein, daß der die Verstärker 86 und 90 die Spannung Null erzeugt Dichtepunkt 2,6 aul der Längskennlinie liegt. Zu diewird, wird auch eine Spannung Null am Massedichte- 35 ^scm Zweck wird nun das Längskennlinienwinkelgalvanometerwirksam, das dann den Ablescwert 2,1 Potentiometer 100 verstellt, bis am Widerstand 104 anzeigt, da es auf diesen Wert mechanisch eingestellt eine Nullausgangsspannung auftritt und damit eine worden ist. Dies heißt, daß das Instrument nun auf Nullspannung auf das Korreklursignalgalvanometer den Dichtepunkt 2,1 dos Kennlinicndiagramms dieses in der Registriervorrichtung 74 geliefert wird. Diese besonderen Instruments geeicht ist. 40 Spannung ist Null, wenn das Verhältnis der Werte

Dieser Nullpunkt wird nun als ein Drehpunkt zur des Widerstands 96 und des Längskennlinienwinkel-Einstellung des richtigen Längskcnnlinienwinkels ver- Potentiometers 100 gleich dem Tangens des Längswendet. Genauer gesagt, der Einschubteil 116 wird Kennlinienwinkels Alpha ist.

nun so einwärts geschoben, daß er ein zweites Ab- Wenn das Längskennlinienwinkel-Potentiomctci

sorplionskörpcipaar 130 und 132 zwischen die Strah- 45 100 auf eine Nullspanmmg am Widerstand 104 ein-

lcnc|ucllen 112, 114 und die Fühler 26 und 28 bringt. gestellt ist, ist das Ausgangssigna! des Verstärkers 90.

Die Absorptiorskörpcr 130 und 132 sind so gewählt, wie es am Eingang des Verstärkers 98 auftritt, elek-

daß sie eine ausreichende zusätzliche Absorption gc- trisch gleich eingestellt wie das Ausgangssignal des

währen, um einer Dichteablesung von 2,6 aus dem Verstärkers 86. der elektrisch äquivalent einem Win·

Kcnnlinicndiagramm dieses besonderen Gerätes zu 50 kel von 45' ist. Durch eine einfache Einstellung des

ent'prechcn, das vorher bei Bohrlochmessungen mit Potentiometers 100 auf einen solchen Wert, daß eine

diesem Gerät in einer homogenen Gesteinsformation Null-Ausgangsspannung auf das Korrektursignal·

von jener Dichte ermittelt worden ist. Wenn der Ein- galvanometer geliefert wird, kann sich also die Bc-

schuhteil 116 einwärts bewegt wird, wird am Wider- dicnungspcrson vergewissern, daß der Dichtepunki

stand 108 eine Spannung erzeugt und auf das korri- 55 2,6 in den in_Fig. 6 dargestellten Punkt 146 auf dei

gierte Massedichtegalvanometer gelicferl. Diese Span- Längskennünic fällt. Da aber nun eine definierte

nung sollte dem Punkt 2,6 auf der Kennlinie ent- Spannung auf den Widerstand 108 geliefert wird, dk

sprechen. Die durch die Absorplionskürper 130 und dem Dichtcwcchsel vom Punkt 2,1 auf den Punkt 2,(

132 bewirkte zusätzliche Slnihlenabsorption läßt je- entspricht, ergibt das Masscndichtegalvanometci

doch keinen Punkt auf der I.ängskcnnlinie des Dia- 60 einen bestimmten Ablescwert in der Nühe von 2,6

grumms des besonderen Gerätes erreichen, solange Die Empfindlichkeit dieses Galvanometers wird danr

nicht dus Uingskcnnlinienwinkcl-Potcntiometer 100 elektrisch eingestellt, so dnß es eine genaue Anzeigi

richtig eingestellt ist. In diesem Zusammenhang sei des Punktes 2,6 ergibt, wenn die Absorptionskörpei

darauf hingewiesen, dulA infolge von Fcrtigungstolc- 13ft und 132 in ihre Wcikstcllung gebracht sind unc

runzun, Abweichungen bei der Zusammensetzung 63 nachdem dns Lllngskcnnlinicnwinkcl-Potentiomete

von Teilen und anderen Faktoren keine zwei Meß- 100 eingestellt worden ist.

gerUtc genau den gleichen Lilngskennlinicnwinkcl ha-. Um auf eine Qucrkunnlinienwinkclkorrektur zi

ben werden. Dieser Gesichtspunkt lllßt sich an Hand eichen, wird der Binschuhtcil 122, der vorher link:

12

¹¹ . ■ _t Aus F i ε 6 ergibt sich, daß die Querkennlinie 152

vom Absorptionskörper 124 .angeordnet ^»-orden,* ^Jj_{n V}J_{IC 154}, die einem Ouerkennhn.en-

wmmmmmmm

auf dYr Querkennlinie 152 liegt, die in F J ™t ,inienverlauf kompensiert. Genauer gesagt, «t de

|1 Wcrl 2,5, sondern »rgcuu^^ ^ _{das Querkenn}. werK luv ^|—,_; ' _O,,crkennlinienform ent-

Ablcscwert kann oder der An«jdm^ _potenti^_{eteranortlnunBVC}

S£5 ÄH^

ta sine Nulbtellum κ' "«,^_lvuimmel«· eta»· ""«*'* _{des loB}„_rilhmiKhcn Vmlitkm ^d(im^BCwc'™' am l5Ä V""⁰""='" tat mi düS LUngskonnlinicn-Polcmiomccr 170 und

EissiS«¹ '»^tlntl·

elektrisches EingonBssiS«¹ '»^tlntl·

13 14

der Ausgang des logarilhmischen Verstärkers 90 ist klemmen 193 und 194 gegeben wird. Zusätzlich wird mit einem Potentiometer 172 verbunden. Die beweg- die zwischen dem MittelabgrifT 190 und dem Arm 180 liehen Arme der Potentiometer 170 und 172 sind erzeugte Korrekturspannung in Reihe mit dem Awmit den zwei entgegengesetzten polarisierten Ein- gangssignal des Verstürkers 86 für den langen Fühler giingen eines l-lill'sverstiirkcrs 174 verbunden, der 5 auf die Klemmen 193 und 196 für die korrigierte zum Antrieb eines Servomotors 176 angeordnet ist, Massedichte gegeben. Wenn die durch den Einsehub-Der Servomotor 176 ist mechanisch mit dem Arm teil 122 bewirkte Änderung keine Ablesung eines 178 des Potentiometers 172 zum Antrieb dieses Wertes 2,5 auf der Llingskennlinie ergibt, wird das Armes verbunden und kann außerdem den beweg- Rippenwinkelpolentiometer 186 verstellt, bis der geliehen Arm IHO eines Potentiometers 182 verstellen. io wünschte Wert 2,5 genau erreicht ist. Das Polenio-Die Slromlielerimg auf das in Reihe mit einem ver- meter 186 verändert den durch das Potentiometer stellbaren Querkcnnlinienwinkcl - Potentiometer 186 182 fließenden Strom und damit die über einem begeschaltete Potentiometer 182 erfolgt aus einer liebigen Teil dieses Potentiometers erzeugte Span-Gleichspaniuingsquelle 184. nung, also auch die Spannung zwischen dem Mittel-

Damit der Hili'sversiiirker 174 den Arm 178 für »5 abgriff 190 und dem Arm 180.

positive und negalise Korrekturen entsprechend den Um eine Kompensation der Krümmung der Qucr-Schnnilzkuchen \on unterschiedlicher Dichte im Ver- kennlinien zu erreichen, ist das Potentiometer 182 gleich zu der Dichte der Bodenformalion einstellen mit einer Reihe von über seine Länge verteilten Abkann, wird der Mittelpunkt des Potentiometers 172 griffen 182a versehen. Beispielsweise kann das Poten-,als Betriebspunkt für den Arm 178 gewählt. Der «o liomeler 182 \vi·; auch das Potentiometer 172 zehn Arm des Liingskeunlinien-Polentiometers 170 wird Windungen aufweisen, und die Abgriffe 182a können dann so eingestellt, daß die Recheneinheit dem be- an jeder Windung an voneinander entfernten Stellen stimmten Längskennlinienwinkel des geeichten Ge- angeordnet sein. Die durch die Abgriffe gebildeten Teile räts angepaßt ist. Wenn dies erfolgt ist, ist das zwi- des Potentiometers sind mittels einer Reihe von zehn sehen Masse und dem Arm 178 des Potentiometers as Widersländen 200 bis 209 zur Kompensation der 172 auftretende Eingangssignal gleich Querkennlinienkrümmung überbrückt. Die Werte der

Widerstände 200 bis 209 werden so gewählt, daß

Hopfs . eine zusätzliche Kompensation der Querkennlinicn-

2 ' krümmung erzielt wird, wenn die Amplitude des

30 Korrektursignals sich mit steigender Schmutzkuchen-

und das Eingangssignal zwischen Masse und dem stärke vergrößert. So weisen die Widerstände 204 und

Arm des Potentiometers 170 ist gleich 205 in der Nähe des Mittelabgriffs des Potentiometers

182 kleinere Werte auf als die Widerstände 200 und

f l»g C₁ 209, so daß in der Nähe des Mittelpunktes des Poten-

2 tan λ ' 35 tiometcrs 182 eine geringere Kompensation bewirkt

wird als an den Enden des Potentiometers. Die Werte

wobei Alpha der Längskennlinienwinkel des beson- der Widerstände 200 bis 209 werden natürlich so ge-

deren geeichten Geräts ist !■ ' C_s und C, die Zähl- wählt, daß sie die gewünschte durchschnittliche Kom-

geschwindigkeiten des kur/uii und die Ziihlgeschwin- pensation der Querkcnnlinienkrümmung für die Ab-

digkeit des langen Fühlers bedeuten. 40 messungen eines besonderen Meßgeräts ergeben, wie

Die Rechnereinheit der Fig. 4 wird beim Eich- sie durch das Lüngs-Querkennliniendiagramni des bevorgang in der gleichen Weise eingestellt, wie im sonderen Instruments gegeben ist. Auch sei darauf Zusammenhang mit der Fig. 3 beschrieben worden hingewiesen, daß bei der Anordnung nach F i g. 4 die ist. Wenn also die logarithmischen Verstärker 86 und Gleiehspannungsquclle 184, die zur Erzeugung des 90 auf Slandardzaiilgeschwindigkeiten eingestellt 45 Korrektursignals verwendet wird, von den Eingangsworden sind, wird der Einschubteil 116 einwärts ge- Signalen entkoppelt und von ihnen unabhängig ist, schoben, um die Absorptionskörper 130 und 132 die von den Geschwindigkeitsmessern 80 und 82 gezwischen die betreffenden Strahlenquellen und die liefert werden. Entsprechend kann das Korrektur-Fühler zu bringen. Das Potentiometer 170 wird dann signal gegenüber Temperaturänderungen sehr stabil verstellt, bis das Galvanometer für Ap ein Null-Aus- 50 sein, einschließlich der Abwandlung des Signals zur gangssignal ergibt, das anzeigt, daß der gewünschte Kompensation der Krümmung der Querkennlinie. Dichtepunkt 2,6 auf der Längskcnnlinie erreicht ist. Auch ist dieses Korrektursignal unbeeinflußt durch Dann wird das korrigierte Massedichtegalvanometer Geräuschsignale und andere unerwünschte Störungen elektrisch auf einen Ablesewert von 2,6 eingestellt. auf den Eingangssignalen.

Wenn der Einschubteil 122 in seine Stellung ge- 55 In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal

bracht wird, wird ein Wechsel in der Zählgeschwin- der Erfindung ist zwischen dem kurzen Fühler 26 und

digkeit des kurzen Fühlers bewirkt, die einem Masse- dem Gehäuse 32 ein Bleischikl 43 angeordnet, det

dichtcänderungswert von —0,1 auf der Längskenn- eine Dicke von etwa 1,6 bis etwa 3,2 mm haben

linie gleichwertig ist, und das Eingangssignal am kann. Der Schild 43 bewirkt eine bevorzugte Absorp-

Servovcrstärkcr 174 ist nicht mehr Null. Der Arm 60 tion von Gammastrahlen, deren Energiegehalt unte.i

178 des Potentiometers 172 wird dann durch den etwa 150 bis 200 keV liegt. Da die Gammastrahlen

Servomotor 176 verstellt, bis der Eingang des Hilfs- die über einen längeren Weg ausgesandt werden

Verstärkers 174 wieder auf Null ist. Dies heißt, daß einen geringeren Energiegehalt haben als diejenigen

der Arm 180 des Potentiometers 182 ebenfalls aus die über einen kurzen" Weg ausgesandt werden, be-

seiner Mittelstellung verstellt wird und damit eine 65 wirkt der Schild 43 eine Verminderung der Ermitt-

Korrckturspannung, die der zwischen dem Arm 180 lungsstärke des kurzen Fühlers und eine Vergröße-

und dem MittelabgrifT 190 des Potentiometers 182 rung des Prozentsatzes der Wirkung, die durch der

auftretenden Spannung entspricht, auf die Korrektur- Schmutzkuchen oder die Zone beigesteuert wird, die

dem Anlageteil 12 um nächsten liegt. Es hat sich herausgestellt, daß durch db Verwendung des Schildes nur zur Abdeckung des kurzen Fühlers 26 der Winkel zwischen der Ulngskennlinie und der Querkennlinie eines gegebenen Geräts vergrößert wird, wodurch sich eine verbesserte Kompensa(ionsgenauigkeit ergibt, da Änderungen infolge statistischer Schwankungen geringere DichteUnderungcn darstellen.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Bohrloch-Meßsystem zum Bestimmen der Dichte der ein Bohrloch umgebenden Bodenformationen mit einer in das Bohrloch einfuhrbaren Bohrlochsonde, die eine Gammastrahlenquelle und in unterschiedlichem Abstand von dieser Gammastrnhlenquclle zwei Gammastrahlenfühler enthält, sowie mit einer Auswerteeinrichtung über Tage, die zwei logarithmische Verstärker, eine Zählvorrichtung, die an die Eingänge der Verstärker den Zählraten der Gammastrahlenfühler entsprechende Eingangssignale liefert, eine erste Summiervorrichtung, die aus unkorrigierte as lineare Funktionen der Bodenformationsdichte darstellenden Ausgangssignalen der Verstärker ein der Schmutzschichtdicke im Bohrloch ensprechendes Korrektursignal bildet und eine zweite Summiervorrichtung aufweist, die zur Bildung eines der wirklichen Bodenformationsdichte entsprechenden Ausgangssignals dieses Korrektursignal einem der Ausgangssignale der Verstärker hinzufügt, da durch gekennzeichnet, daf!

in der ersten Summiervorrichtung (98; 172 bis 178) zur Bildung des Korrektursignals eine von der Amplitude des Korrektursignals abhängige Rückkopplung (109; 182, 200 bis 209) vorgesehen ist, die so bemessen ist, daß das der wirklichen Bodenformationsdichte entsprechende Ausgangssignal gegen ein Abweichen des Korrektursignals von einer linearen Abhängigkeit von der Schmutzschichtdicke kompensiert .ist.

2. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Summiervorrichtung einen Summierverstärker (98) enthält, dessen Ausgang über einen spannungsabhängigen Widerstand (109), insbesondere mit positivem Spannungskoeffiziemen, an dessen Eingang angeschlossen ist.

3. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Summiervorrichtung ein an den Ausgang eines (90) der logarithmischen Verstärker (86, 90) angeschlossenes Potentiometer (172) aufweist, dessen Schleifkontakt (178) durch einen über einen mit dem Abgriff (178) und dem Ausgang des anderen Verstärkers (86) verbundenen Hilfsverstärker (174) steuerbaren Servomotor (176) bewegbar ist, daß mit dem Schleifkontakt (178) derjenige (180) eines zweiten, das Korrektursignal liefernden Potentiometers (182) bewegbar ist und daß das zweite Potentiometer (182) eine An7ahl von festen Abgriffen (182«) aufweist, die durch Widerstände (200 bis 2(19) überbrückt sind, deren Widerstandsweit vom beweglichen Abgriff (180) aus nach beiden Seiten des Potentiometers (182) hin sich verändert, insbesondere zunimmt.

4. Meßsystem nach Anspruch, 1„ 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dpm Ausgang eines (90) der logarithmischen Verstärker (8<?, 90) eine Einstellvorrichtung (100) vorgesehen ist, mit deren Hilfe das Korrektursignal beim Vorliegen einer vorgegebenen Bodenformationsdichte und beim Fehlen einer Schmutzschicht auf Null einstellbar ist.

5. Meßsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der ersten Summiervorrichtung (98,182) eine Einstellvorrichtung (102,186) vorgesehen ist, mit deren Hilfe das Ausgangssignal für die wirkliche Bodenformationsdichte beim Vorliegen einer vorgegebenen Bodenformationsdichte und einer Schmutzschicht vorgegebener Dicke auf eine vorgegebene Abweichung von dem der vorgegebenen Bodenformationsdichte entsprechenden Signal einstellbar ist.

6. Meßsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrlochsonde ein Gehäuse (10) und ein an die Bohrlochwandung anlegbares Anlageteil (12) aufweist, das an einem Ende die Gammastrahlenquelle (24) und gegen das andere Ende zu die beiden üammaslrahlenfühler (26, 28) enthält und über zwei federbelastete Arme (14, 16) gelenkig mit dem Gehäuse (10) verbunden ist, und daß zwischen dem Anlageteil (12) und einem ihm gegenüber verschiebbaren Ende (54) eines (16) der Arme (14, 16) oder zwischen dem Anlageteil (12) und dem Gehäuse (10) ein Kraftspeicher (52, 64) vorgesehen ist, der auf das die Gammastrahlenquelle (24) enthaltende Ende des Anlageteiles (12) eine auf die Bohrlochwandung gerichtete Kraft ausübt.

7. Meßsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gammastrahlenfühl.er (26) mit geringerem Abstand von der Gammastrahlenquelle (24) und der Bohrlochwandung ein Strahlenschirm (43) angeordnet ist, der vorzugsweise Gammastrahlen mit einem Energiegehalt von weniger als 200 keV absorbiert.

8. Meßsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Bestimmen des elektrischen Widerstandes der Bodenformationen, gekennzeichnet durch eine Stromquelle an Stelle der Gammastrahlenquelle (24) und Elektroden an Stelle der Gammastrahlenfühler (26, 28).

9. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Bestimmen der Porosität der Bodenformationen, gekennzeichnet durch eine Neutronenquelle an Stelle der Gammastrahlenquelle (24) und Neutronenfühler an Stelle der Gammastrahlenfühler (26, 28).

10. Verfahren zum Einstellen eines Meßsystems nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorgegebenen ersten Bodenformationsdichte und beim Fehlen einer Schmutzschicht das Ausgangssignal dei logarithmischen Verstärker durch Einstellen vor deren Eingangsempfindlichkeit auf Null gestell wird, daß sodann bei einer vorgegebenen zweiter Bodenformationsdichte und beim Fehlen eine Sehmutzsehicht das Korrektursignal durch Wr ändern des Ausgangssignals eines der Wrstär ker auf Null uestelll wird und daß schließlich be

dieser zweiten Bodenformationsdichte und beim Vorliegen einer Schmutzschicht vorgegebener Dicke das Ausgangssignal für die wirkliche Bodcnformationsdichte durch Verändern des Ausgangssignals der ersten Summiervorrichtung um s einen vorgegebenen Betrag verändert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen