Title:
Bewegliche Baugruppe für gleichzeitige Erkennung von analytischen Signalen und Kompensationssignalen beim otpischen Rechnen
Document Type and Number:
Kind Code:
T5

Abstract:

Eine optische Rechenvorrichtung verwendet eine bewegliche Baugruppe, um gleichzeitig analytische Signale und Kompensationssignale zu, um Probencharakteristika in Echtzeit zu bestimmen. In einer Ausführungsform ist die bewegliche Baugruppe ein drehendes Karussell, das zumindest ein daran positioniertes Paar von optischen Elementen beinhaltet, wobei eines der optischen Elemente einen analytischen Kanal bildet und das andere den Kompensationskanal bildet. Alternativ können zwei Karusselle verwendet werden, wobei eines den analytischen Kanal beinhaltet und das andere den Kompensationskanal beinhaltet. In einer anderen Ausführungsform kann eine lineare Anordnung mit Kompensationskanälen und analytischen Kanälen verwendet werden. Während des Betriebs interagiert elektromagnetische Strahlung optisch mit der Probe, um probeninteragiertes Licht zu bilden, das in Richtung der optischen Elemente an der beweglichen Baugruppe geleitet wird. Die optischen Elemente sind so an den beweglichen Baugruppen positioniert, dass das probeninteragierte Licht optisch mit beiden gleichzeitig interagiert, wodurch gleichzeitig mit der Messung der Probencharakteristik Kompensation bereitgestellt wird.





Inventors:
Perkins, David L., Tex. (The Woodlands, US)
Atkinson, Robert, Tex. (Conroe, US)
Application Number:
DE112015006227T
Publication Date:
11/09/2017
Filing Date:
04/23/2015
Assignee:
Halliburton Energy Services, Inc. (Tex., Houston, US)
International Classes:
E21B49/08; E21B47/002; G01V8/02
Attorney, Agent or Firm:
Fleuchaus & Gallo Partnerschaft mbB, 81369, München, DE
Claims:
1. Optische Rechenvorrichtung, umfassend:
elektromagnetische Strahlung, die optisch mit einer Probe interagiert, um probeninteragiertes Licht zu produzieren;
eine bewegliche Baugruppe, umfassend:
ein erstes optisches Element, das optisch mit dem probeninteragierten Licht interagiert, um erstes optisch interagiertes Licht zu produzieren, das einem Charakteristikum der Probe entspricht, wodurch ein analytischer Kanal gebildet wird; und
ein zweites optisches Element, das optisch mit dem probeninteragierten Licht interagiert, um zweites optisch interagiertes Licht zu produzieren, das dazu verwendet wird, den analytischen Kanal zu kompensieren, wodurch ein Kompensationskanal gebildet wird,
wobei das erste und das zweite optische Element entlang der beweglichen Baugruppe positioniert sind, um gleichzeitig mit dem probeninteragierten Licht zu interagieren;
einen ersten Detektor, der positioniert ist, um das erste optisch interagierte Licht zu messen und ein erstes Signal zu erzeugen; und
einen zweiten Detektor, der positioniert ist, um das zweite optisch interagierte Licht zu messen und ein zweites Signal zu erzeugen,
wobei das erste und das zweite Signal dazu verwendet werden, die Charakteristika der Probe zu bestimmen.

2. Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend:
einen Strahlenteiler, der dazu positioniert ist, das probeninteragierte Licht in einen ersten und einen zweiten Teil zu teilen, wobei der erste Teil zu dem analytischen Kanal geleitet wird; und
ein optisches Element, das dazu positioniert ist, den zweiten Teil in Richtung des Kompensationskanals zu leiten.

3. Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei:
das erste optische Element ein integriertes Berechnungselement (Integrated Computational Element – „ICE“) ist; und
das zweite optische Element ein Element neutraler Dichte ist.

4. Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste und das zweite optische Element integrierte Berechnungselemente („ICE“) sind.

5. Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die bewegliche Baugruppe Folgendes umfasst:
eine Vielzahl von analytischen Kanälen; und
eine Vielzahl von Kompensationskanälen, die den analytischen Kanälen entsprechen.

6. Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 5, wobei:
die bewegliche Baugruppe ein Karussell ist, das drehbar um eine Mittelachse angeordnet ist;
die analytischen Kanäle entlang einer äußeren Reihe des Karussells in Bezug auf die Mittelachse positioniert sind;
die Kompensationskanäle entlang einer inneren Reihe des Karussells in Bezug auf die Mittelachse positioniert sind; und
entsprechende analytische Kanäle und Kompensationskanäle nebeneinander in einem Spaltenmuster positioniert sind, wodurch ein optisches Paar gebildet wird.

7. Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 5, wobei:
die bewegliche Baugruppe eine lineare Anordnung ist;
die analytischen Kanäle entlang eines ersten Reihe der linearen Anordnung positioniert sind;
die Kompensationskanäle entlang eines zweiten Reihe der linearen Anordnung positioniert sind; und
entsprechende analytische Kanäle und Kompensationskanäle nebeneinander in einem Spaltenmuster positioniert sind, wodurch ein optisches Paar gebildet wird,
wobei die lineare Anordnung in einer einzelnen Dimension beweglich ist, um die optischen Paare zu sequenzieren, um mit den probeninteragierten Licht zu interagieren.

8. Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 5, wobei:
die bewegliche Baugruppe ein Karussell ist; und
die analytischen Kanäle und Kompensationskanäle in einem abwechselnden Reihenmuster entlang des Karussells positioniert sind, sodass entsprechende analytische Kanäle und Kompensationskanäle nebeneinander positioniert sind, wodurch ein optisches Paar gebildet wird.

9. Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 5, wobei:
die bewegliche Baugruppe ein Karussell ist, das drehbar um eine Mittelachse angeordnet ist;
die Kompensationskanäle entlang einer äußeren Reihe des Karussells in Bezug auf die Mittelachse positioniert sind;
die analytischen Kanäle entlang einer inneren Reihe des Karussells in Bezug auf die Mittelachse positioniert sind; und
entsprechende analytische Kanäle und Kompensationskanäle nebeneinander in einem Spaltenmuster positioniert sind, wodurch ein optisches Paar gebildet wird.

10. Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die bewegliche Baugruppe Folgendes umfasst:
ein erstes drehendes Karussell, umfassend das erste optische Element; und
ein zweites drehendes Karussell, umfassend das zweite optische Element.

11. Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 10, ferner umfassend zumindest einen Motor, der mit dem ersten und dem zweiten drehenden Karussell gekoppelt ist, um das erste und das zweite Karussell synchron zu drehen.

12. Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 10, ferner umfassend:
einen Strahlenteiler, der dazu positioniert ist, das probeninteragierte Licht in einen ersten und einen zweiten Teil zu teilen, wobei der erste Teil zu dem analytischen Kanal geleitet wird; und
ein optisches Element, das dazu positioniert ist, den zweiten Teil in Richtung des Kompensationskanals zu leiten.

13. Optische Rechenvorrichtung nach Anspruch 10, wobei:
das erste drehende Karussell ferner eine Vielzahl von analytischen Kanälen umfasst; und das zweite drehende Karussell ferner eine Vielzahl von Kompensationskanälen, die den analytischen Kanälen entsprechen, umfasst.

14. Optische Rechenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner umfassend eine elektromagnetische Strahlungsquelle, die die elektromagnetische Strahlung erzeugt.

15. Optische Rechenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner umfassend einen Signalprozessor, der kommunikativ mit dem ersten und dem zweiten Detektor gekoppelt ist, um rechnerisch die Charakteristika der Probe zu bestimmen.

16. Optische Rechenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die optische Rechenvorrichtung einen Teil eines Untertage-Reservoirabfragesystem umfasst.

17. Optisches Rechenverfahren, umfassend:
optisches Interagieren von elektromagnetische Strahlung mit einer Probe, um probeninteragiertes Licht zu produzieren;
Betätigen einer beweglichen Baugruppe umfassend ein erstes und ein zweites optisches Element;
optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten optischen Element, um erstes optisch interagiertes Licht zu produzieren, das einem Charakteristikum der Probe entspricht, wodurch ein analytischer Kanal gebildet wird;
optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem zweiten optischen Element, um zweites optisch interagiertes Licht zu produzieren, das dazu verwendet wird, den analytischen Kanal zu kompensieren, wodurch ein Kompensationskanal gebildet wird,
wobei das probeninteragierte Licht gleichzeitig optisch mit dem ersten und dem zweiten optischen Element interagiert;
Erzeugen eines ersten Signals, das dem analytischen Kanal entspricht;
Erzeugen eines zweiten Signals, das dem Kompensationskanal entspricht; und
Bestimmen der Charakteristika des Probe unter Verwendung des ersten und des zweiten Signals.

18. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 17, wobei optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten und dem zweiten optischen Element Folgendes umfasst: optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit einem Strahlenteiler;
Teilen des probeninteragierten Lichts in einen ersten und zweiten Teil;
Leiten des ersten Teils zu dem analytischen Kanal; und
Leiten des zweiten Teils in Richtung des Kompensationskanals.

19. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 17, wobei:
optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten optischen Element optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit einem integrierten Berechnungselement („ICE“) umfasst; und
optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem zweiten optischen Element optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit einem Element neutraler Dichte umfasst.

20. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 17, wobei optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten und dem zweiten optischen Element optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit integrierten Berechnungselementen („ICE“) umfasst.

21. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 17, wobei die bewegliche Baugruppe ferner Folgendes umfasst:
eine Vielzahl von analytischen Kanälen; und
eine Vielzahl von Kompensationskanälen, die den analytischen Kanälen entsprechen, wodurch optische Paare gebildet werden.

22. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 17, wobei:
die bewegliche Baugruppe ein drehendes Karussell ist; und
Betätigen der beweglichen Baugruppe Drehen des Karussells umfasst.

23. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 17, wobei:
die bewegliche Baugruppe eine lineare Anordnung ist; und
Betätigen der beweglichen Baugruppe Bewegen der linearen Anordnung entlang einer einzelnen Dimension umfasst, wodurch die optischen Paare sequenziert werden, um mit dem probeninteragierten Licht zu interagieren.

24. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend Nutzen der optischen Rechenvorrichtung als Teil eines Untertage-Reservoirabfragesystems.

25. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 17, wobei:
die bewegliche Baugruppe Folgendes umfasst:
ein erstes Karussell, umfassend eine Vielzahl von ersten optischen Elementen; und
ein zweites Karussell, umfassend eine Vielzahl von zweiten optischen Elementen, die den ersten optischen Elementen entsprechend, wodurch optische Paare gebildet werden; und
Betätigen der beweglichen Baugruppe Drehen des ersten und des zweiten Karussells umfasst.

26. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 25, wobei das erste und das zweite Karussell synchron gedreht werden, sodass die optischen Paare mit dem probeninteragierten Licht nacheinander interagieren.

27. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 25, wobei das optische Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten und dem zweiten optischen Element Folgendes umfasst:
optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit einem Strahlenteiler;
Teilen des probeninteragierten Lichts in einen ersten und zweiten Teil;
Leiten des ersten Teils zu dem analytischen Kanal; und
Leiten des zweiten Teils in Richtung des Kompensationskanals.

28. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 25, wobei:
optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten optischen Element optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit einem integrierten Berechnungselement („ICE“) umfasst; und
optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem zweiten optischen Element optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit einem Element neutraler Dichte umfasst.

29. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 25, wobei optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten und dem zweiten optischen Element optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit integrierten Berechnungselementen („ICE“) umfasst.

30. Optisches Rechenverfahren nach Anspruch 25, ferner umfassend Nutzen der optischen Rechenvorrichtung als Teil eines Untertage-Reservoirabfragesystems.

Description:
BEREICH DER OFFENBARUNG

Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen optische Sensoren und insbesondere eine auf einem Kern eines integrierten Berechnungselements (Integrated Computational Element – „ICE“) basierte optische Vorrichtung, die bewegliche Baugruppen verwendet, um gleichzeitig die analytischen Signale und Kompensationssignale zu erkennen, um somit Probencharakteristika zu bestimmen.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

In den letzten Jahren wurden optische Rechentechniken für Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie in der Form von optischen Sensoren in Untertage- oder Oberflächenausrüstung entwickelt, um eine Vielzahl von Fluideigenschaften zu bewerten. Im Allgemeinen ist eine optische Rechenvorrichtung eine Vorrichtung, die dazu konfiguriert ist, einen Eingang von elektromagnetischer Strahlung von einer Probe zu empfangen und einen Ausgang von elektromagnetischer Strahlung aus einem Verarbeitungselement, auch als ein optisches Element bezeichnet, zu produzieren, wobei die Ausgabe die gemessene Intensität der elektromagnetischen Strahlung wiedergibt. Die optische Rechenvorrichtung kann zum Beispiel ein ICE sein. Eine Art von einem ICE ist eine optische Dünnfilminterferenzvorrichtung, auch bekannt als ein multivariates optisches Element („MOE“).

Grundlegend verwenden optische Rechenvorrichtungen optische Elemente, um Berechnungen durchzuführen, im Gegensatz zu den festverdrahteten Schaltungen herkömmlicher elektronischer Prozessoren. Wenn Licht von einer Lichtquelle mit einer Substanz interagiert, wird einzigartige physikalische und chemische Informationen über die Substanz in der elektromagnetischen Strahlung kodiert, die von der Probe reflektiert, durch diese übertragen wird oder von dieser ausgestrahlt wird. Somit ist die optische Rechenvorrichtung durch eine Verwendung des ICE und von einem oder mehreren Detektoren in der Lage, die Informationen von einem oder mehreren Charakteristika/Analyten innerhalb einer Substanz zu extrahieren und diese Informationen in ein erkennbares Ausgangssignal, das die Gesamteigenschaften einer Probe wiedergibt, umzuwandeln. Diese Charakteristika können zum Beispiel das Vorhandensein von bestimmten Elementen, Zusammensetzungen, Fluidphasen usw., die innerhalb der Substanz existieren, beinhalten.

Das Charakteristikum oder Analyt von Interesse ist direkt mit der Intensität des Lichts, das sowohl durch die Probe als auch durch das ICE übertragen wird, verbunden. Dieses Licht wird im Allgemeinen als der analytische „A“-Kanal bezeichnet. Eine Herausforderung bei optischen Rechen- oder ICE-Rechenvorrichtungen besteht darin, dass die Lichtintensität im A-Kanal fluktuieren kann. Diese Fluktuationen können aus einer Vielzahl von Gründen auftreten, darunter Schwächung der Glühbirne im Laufe der Zeit, als Reaktion auf Schwankungen der Analytkonzentration oder sonstige ungewollte Effekte wie etwa Staub- und Schmutzansammlung an den optischen Elementen und Fenstern. Diese ungewollten Effekte veranlassen die Lichtintensität des A-Kanals zu fluktuieren und führen somit zu Variationen bei der Genauigkeit der optischen Vorrichtung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 veranschaulicht ein Bohrlochsystem mit optischen Rechenvorrichtungen, die darin für eine Erkennung der Probencharakteristik eingesetzt sind, gemäß bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;

2 ist ein Blockdiagramm einer optischen Rechenvorrichtung für eine Erkennung der Probencharakteristik, die ein Design mit einer einzelnen beweglichen Baugruppe einsetzt, gemäß bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;

3 ist ein Blockdiagramm einer anderen optischen Rechenvorrichtung, die ein Design mit einer dualen beweglichen Baugruppe einsetzt, gemäß bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;

4 veranschaulicht ein Blockdiagramm von noch einer anderen optischen Rechenvorrichtung, die eine lineare Anordnung als die bewegliche Baugruppe einsetzt, gemäß bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung; und

5 ist eine bewegliche Baugruppe gemäß bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.

BESCHREIBUNG VON VERANSCHAULICHENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Veranschaulichende Ausführungsformen und zugehörige Methodiken der vorliegenden Offenbarung werden unten beschrieben, wie sie in einer/einem optischen Rechenvorrichtung und -verfahren eingesetzt werden können, um gleichzeitig die analytischen Signale und Kompensationssignale zu erkennen, um Probencharakteristika zu bestimmen. Im Interesse der Eindeutigkeit sind in dieser Spezifikation nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Umsetzung oder Methodik beschrieben. Selbstverständlich ist anzuerkennen, dass bei der Entwicklung jeder solcher tatsächlichen Ausführungsform zahlreiche umsetzungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die spezifischen Ziele der Entwickler zu erreichen, wie etwa Übereinstimmung mit systembezogenen und geschäftsbezogenen Einschränkungen, die von einer Umsetzung zur anderen variieren. Zudem versteht es sich, dass ein derartiger Entwicklungsaufwand komplex und zeitaufwändig sein kann, aber dennoch ein Routineunterfangen für einen gewöhnlichen Fachmann wäre, für den diese Offenbarung von Vorteil ist. Weitere Aspekte und Vorteile der verschiedenen Ausführungsformen und zugehörigen Methodiken der Offenbarung werden durch Berücksichtigung der folgenden Beschreibung und Zeichnungen ersichtlich.

Wie hier beschrieben, sind eine oder mehrere veranschaulichende Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung an eine optische Rechenvorrichtung gerichtet, die gleichzeitig die analytischen Signale und Kompensationssignale erkennt, um Probencharakteristika zu bestimmen. Wie zuvor beschrieben, besteht eine der Herausforderungen beim optischen Rechnen darin, dass die Lichtintensität in dem A-Kanal fluktuieren kann, wodurch Fehler bei der Genauigkeit der Messungen geschaffen werden. Daher normalisieren veranschaulichende Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung die ungewollten Effekte unter Verwendung eines zweiten Kompensations-„B“-Kanals oder balancieren diese so aus. In einer ersten verallgemeinerten Ausführungsform beinhaltet die optische Rechenvorrichtung eine elektromagnetische Strahlungsquelle und eine bewegliche Baugruppe wie etwa beispielsweise ein drehendes Karussell oder eine lineare Anordnung, wobei zumindest ein Paar von optischen Elementen daran positioniert ist. Die optischen Elemente können ein ICE-Element und/oder ein Element neutraler Dichte sein. Die optischen Elemente können zum Beispiel auch Bandpassfilter oder sonstige Elemente, die zum Durchlassen von gewünschten Teilen des elektromagnetischen Spektrums bestimmt sind, sein. Eines der optischen Elemente kann einen analytischen Kanal bilden, während das andere einen Kompensationskanal bilden kann.

Während des Betriebs interagiert elektromagnetische Strahlung optisch mit der Probe, um probeninteragiertes Licht zu bilden, das in Richtung der optischen Elemente an der beweglichen Baugruppe geleitet wird. Die optischen Elemente sind so an der beweglichen Baugruppe positioniert, dass das probeninteragierte Licht optisch mit beiden Elementen gleichzeitig interagiert, wodurch gleichzeitig mit der Messung der Probencharakteristik (über den analytischen Kanal) Kompensation bereitgestellt wird.

In einer oder mehreren verallgemeinerten Ausführungsformen können die beweglichen Baugruppen zwei synchronisierte drehende Karusselle sein. Beide Karusselle können optische Elemente beinhalten, wobei ein Karussell den analytischen Kanal bildet und das andere den Kompensationskanal bildet. Während des Betriebs können die Karusselle synchron gedreht werden, sodass das probeninteragierte Licht gleichzeitig mit beiden optischen Elementen interagiert, wodurch gleichzeitig mit der Messung der Probencharakteristik (über den analytischen Kanal) Kompensation bereitgestellt wird.

Jede der vorstehenden verallgemeinerten Ausführungsformen kann eine Vielzahl von Paaren von optischen Elemente beinhalten. In diesen Ausführungsformen kann die bewegliche Baugruppe eine erste und zweite Reihe beinhalten, wobei eine der Reihen den analytischen Kanal bildet, während die andere Reihe den Kompensationskanal bildet. Als ein Ergebnis können mehrere Analyten in Echtzeit erkannt werden, während genauere Messungen von dynamischen Fluidproben bereitgestellt werden.

Die hier beschriebenen optischen Rechenvorrichtungen können in einer Vielzahl von Umgebungen verwendet werden. Diese Umgebungen können zum Beispiel Untertagebohrloch- oder Fertigstellungsanwendungen beinhalten. Andere Umgebungen können solche beinhalten, die so vielfältig sind wie solche, die mit Oberflächen- und Unterwasserüberwachung, Satelliten- oder Drohnenüberwachung, Pipeline-Überwachung oder sogar Sensoren, die einen Körperhohlraum wie etwa den Verdauungstrakt durchlaufen, assoziiert sind. Innerhalb dieser Umgebungen werden die optischen Rechenvorrichtungen dazu verwendet, verschiedene Probenverbindungen oder -charakteristika in Echtzeit innerhalb der Umgebung zu erkennen/zu überwachen.

Obwohl die hier beschriebenen optischen Rechenvorrichtungen in einer Vielzahl von Umgebungen verwendet werden können, konzentriert sich die folgende Beschreibung zu veranschaulichenden Zwecken auf Untertagebohrlochanwendungen. 1 veranschaulicht eine Vielzahl von optischen Rechenvorrichtungen 22, die entlang eines Arbeitsstrangs 21 positioniert sind, der entlang eines Untertagebohrlochsystems 10 (hier auch bezeichnet als ein Untertage-Reservoirabfragesystem) verläuft, gemäß bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Der Arbeitsstrang 21 kann zum Beispiel eine Messbaugruppe, ein Produktionsstrang oder eine Bohrbaugruppe sein. Das Bohrlochsystem 10 umfasst ein vertikales Bohrloch 12, das nach unten in eine Kohlenwasserstoffformation 14 verläuft (obwohl nicht veranschaulicht, kann das Bohrloch 12 auch einen oder mehrere seitliche Abschnitte umfassen). Eine Bohrlochausrüstung 20 ist auf dem vertikalen Bohrloch 12 positioniert, so wie in der Technik bekannt. Die Bohrlochausrüstung kann zum Beispiel ein Bohrlochabsperrventil, ein Bohrturm, eine schwimmende Plattform usw. sein. Wie in der Technik bekannt, werden nach dem Bilden des vertikalen Bohrlochs 12 Rohre 16 (zum Beispiel Futterrohr) darin ausgebaut, um das Bohrloch 12 fertigzustellen.

Eine oder mehrere optische Rechenvorrichtungen 22 können an jeder gewünschten Stelle entlang des Bohrlochs 12 positioniert werden. In bestimmten Ausführungsformen sind optische Rechenvorrichtungen 22 entlang der inneren oder äußeren Oberflächen eines Untertagewerkzeugs 18 positioniert (wie in 1 dargestellt), was zum Beispiel Eingriffsausrüstung, Untersuchungsausrüstung oder Fertigstellungsausrüstung einschließlich Ventilen, Packern, Sieben, Dornen, Lehrdornen, zusätzlich zu Futterrohr oder Verrohrungsrohren/-verbindern, so wie unten verwiesen, sein kann. Alternativ können optische Rechenvorrichtungen 22 jedoch dauerhaft oder entfernbar an Rohren 16 befestigt sein und überall im Bohrloch 12 in jedem Bereich, in dem Korrosionserkennung/-überwachung oder Formationsbewertung gewünscht ist, verteilt sein. Optische Rechenvorrichtungen 22 können mit einer Fernspeisung (an der Oberfläche befindlich oder zum Beispiel ein Stromgenerator, der unter Tage entlang des Bohrlochs positioniert ist) gekoppelt sein, wobei in anderen Ausführungsformen jede optische Rechenvorrichtung 22 eine On-Board-Batterie umfasst. Weiterhin sind optische Rechenvorrichtungen 22 über eine Kommunikationsverbindung 26 wie etwa eine Wireline, induktive Kopplung oder eine andere geeignete Kommunikationsverbindung kommunikativ mit einer CPU-Station 24 gekoppelt. Der durchschnittliche Fachmann, für den diese Offenbarung von Vorteil ist, versteht, dass die Anzahl und die Stelle von optischen Rechenvorrichtungen 22 nach Wunsch verändert werden kann.

Wie unter detaillierter beschrieben, umfasst jede optische Rechenvorrichtung 22 ein Elementpaar aus ICE-Element und Element neutraler Dichte („ND“) (d. h. das erste und das zweite optische Element), das an einer oder mehreren beweglichen Baugruppen positioniert ist, die beide mit einer Probe von Interesse (zum Beispiel Bohrlochfluid, Untertagewerkzeugkomponente, Rohr, Formation) optisch interagieren, um eine oder mehrere Probencharakteristika zu bestimmen. In bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen können optische Rechenvorrichtungen 22 das Vorhandensein und die Quantität von spezifischen Gasen, Fluiden, Komponenten und Eigenschaften, die für Exploration und Produktion von Kohlenwasserstoffen relevant sind, bestimmen, wie etwa beispielsweise CO2, H2S, Methan (C1), Ethan (C2) und Propan (C3), Salzwasser, gelöste Ionen (zum Beispiel Ba, Cl, Na, Fe oder Sr) oder verschiedene andere Charakteristika (pH, Dichte und spezifisches Gewicht, Viskosität, gesamte gelöste Feststoffe, Sandgehalt usw.). Ferner kann auch das Vorhandensein von Formationscharakteristikadaten (Viskosität, Phase, chemische Zusammensetzung der Formation usw.) bestimmt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann eine einzelne optische Rechenvorrichtung 22 ein einzelnes Charakteristikum erkennen, während in anderen eine einzelne Rechenvorrichtung 22 mehrere Charakteristika bestimmen kann, was dem durchschnittlichen Fachmann, für den diese Offenbarung von Vorteil ist, bekannt ist.

Die CPU-Station 24 umfasst einen einzelnen Prozessor (nicht dargestellt), ein Kommunikationsmodul (nicht dargestellt) und andere Schaltungen, die erforderlich sind, um die Ziele der vorliegenden Offenbarung zu erreichen, was dem durchschnittlichen Fachmann, für den diese Offenbarung von Vorteil ist, bekannt ist. Zusätzlich wird auch anerkannt, dass die Softwareanweisungen, die erforderlich sind, um die Ziele der vorliegenden Offenbarung zu verwirklichen, innerhalb eines Speichers, der sich in der CPU-Station 24 befindet, gespeichert sein kann oder von einer CD-ROM oder einem anderen geeigneten Speichermedium über drahtgebundene oder drahtlose Verfahren in diesen Speicher geladen werden kann. Die Kommunikationsverknüpfung 26 stellt ein Kommunikationsmedium zwischen der CPU-Station 24 und optischen Rechenvorrichtungen 22 bereit. Die Kommunikationsverknüpfung 26 kann eine drahtgebundene Verknüpfung sein, wie etwa beispielsweise eine Wireline oder ein faseroptisches Kabel, das nach unten in das vertikale Bohrloch 12 verläuft. Alternativ kann die Kommunikationsverknüpfung 26 jedoch auch eine drahtlose Verknüpfung sein, wie etwa beispielsweise eine elektromagnetische Vorrichtung von geeigneter Frequenz oder andere verfahren, einschließlich akustischer Kommunikation und ähnlicher Vorrichtungen.

In bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen steuert die CPU-Station 24 über ihren Signalprozessor den Betrieb von jeder optischen Rechenvorrichtung 22. Zusätzlich zu Sensoroperationen kann die CPU-Station 24 auch Aktivierung und Deaktivierung von optischen Rechenvorrichtungen 22 steuern. Optische Rechenvorrichtungen 22 umfassen jeweils einen Sender und Empfänger (zum Beispiel Sendeempfänger) (nicht dargestellt), der eine bidirektionale Kommunikation über die Kommunikationsverknüpfung 26 in Echtzeit ermöglicht. In bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen werden optische Rechenvorrichtungen 22 die Gesamtheit oder einen Teil der Korrosions-/Formations- oder anderer Probencharakteristikadaten zur weiteren Analyse an die CPU-Station 24 übertragen. In anderen Ausführungsformen wird diese Analyse jedoch teilweise oder vollständig durch jede optische Rechenvorrichtung 22 vorgenommen und die resultiere3nden Daten werden dann zur Speicherung oder nachfolgenden Analyse an die CPU-Station 24 übertragen. In jeder dieser Ausführungsformen analysiert der Prozessor, der die Berechnungen abarbeitet, die Charakteristikadaten und leitet durch Verwendung von Zustandsgleichung („EOS“) oder anderer optischer Analysetechniken das gewünschte Probencharakteristikum, das durch die übertragenen Daten angezeigt wird, ab.

Noch unter Bezugnahme auf die veranschaulichende Ausführungsform von 1 sind optische Rechenvorrichtungen 22 an jeder gewünschten Stelle entlang des Arbeitsstrangs 21 positioniert. In diesem Beispiel sind optische Rechenvorrichtungen 22 entlang des Außendurchmessers des Untertagewerkzeugs 18 positioniert. Optische Rechenvorrichtungen 22 haben ein temperatur- und druckbeständiges Gehäuse, das ausreichend ist, um der rauen Untertageumgebung zu widerstehen. Eine Vielzahl von Materialien kann für das Gehäuse verwendet werden, einschließlich zum Beispiel Edelstähle und deren Legierungen, Titan und andere hochfeste Metalle und sogar Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe und Saphir- oder Diamantstrukturen, so wie in der Technik bekannt. In bestimmten Ausführungsformen sind optische Rechenvorrichtungen 22 kuppelförmige Module (ähnlich einer Fahrzeugdeckenleuchte), die dauerhaft oder entfernbar unter Verwendung eines geeigneten Verfahrens (Schweißen, Magnete usw.) an einer Oberfläche befestigt sein können. Modulgehäuseformen können stark variieren, vorausgesetzt, dass sie die Komponenten von der rauen Untertageumgebung isoliert, während immer noch ein unidirektionaler oder bidirektionaler optischer (oder elektromagnetischer Strahlungs-)Weg von dem Sensor zu der Probe von Interesse ermöglicht wird. Die Abmessungen würden durch die spezifischen Anwendungs- und Umgebungsbedingungen bestimmt werden.

Alternativ können optische Rechenvorrichtungen 22 einen Teil eines Untertagewerkzeugs 18 (wie in 1 dargestellt) entlang von dessen Innen- oder Außendurchmesser bilden. In anderen Ausführungsformen, so wie unten beschrieben, können optische Rechenvorrichtungen 22 unter Verwendung eines ausfahrbaren Arms (zum Beispiel einstellbares Stützbein, Futterrohrkratzer, Untertagetraktor) mit dem Untertagewerkzeug 18 gekoppelt sein, um die optische Rechenvorrichtung 22 in unmittelbarer Nähe zu einer anderen Oberfläche (Futterrohr, Werkzeugkörper, Formation usw.) auszufahren, um somit Probencharakteristika zu erkennen (z. B. Formationsbewertung). Wie zuvor beschrieben, können optische Rechenvorrichtungen 22 auch durch Schweißen oder einen anderen geeigneten Prozess dauerhaft an dem Innendurchmesser des Rohrs 16 befestigt sein. In noch einer anderen Ausführungsform sind die optischen Rechenvorrichtungen 22 jedoch entfernbar unter Verwendung von Magneten oder physischen Strukturen an dem Innendurchmesser der Rohre 16 befestigt, sodass optische Rechenvorrichtungen 22 regelmäßig für Wartungszwecke oder dergleichen entfernt werden können. Obwohl in 1 als entlang eines Bohr- und/oder Messstrangs entfaltet veranschaulicht, können Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auch entlang einer Wireline-Baugruppe entfaltet sein.

2 ist ein Blockdiagramm einer optischen Rechenvorrichtung 200 gemäß bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Eine elektromagnetische Strahlungsquelle 208 kann dazu konfiguriert sein, elektromagnetische Strahlung 210 zu emittieren oder anderweitig zu erzeugen. Wie dem Fachmann bekannt, kann die elektromagnetische Strahlungsquelle 208 eine beliebige Vorrichtung sein, die dazu in der Lage ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren oder zu erzeugen. Zum Beispiel kann die elektromagnetische Strahlungsquelle 208 eine Glühbirne, eine lichtemittierende Vorrichtung, ein Laser, ein Schwarzkörper, ein photonischer Kristall, eine Röntgenstrahlenquelle usw. sein. In anderen Ausführungsformen kann die Quelle von elektromagnetischer Strahlung 210 ein Umgebungslicht, das in der Vorrichtung vorhanden ist, sein.

Trotzdem kann die elektromagnetische Strahlung 210 in einer Ausführungsform dazu konfiguriert sein, optisch mit der Probe 205 (zum Beispiel Bohrlochfluid, das durch das Bohrloch 12 oder einen Teil der Formation 14 strömt) zu interagieren und probeninteragiertes Licht 212, das an einen Strahlenteiler 202 geleitet wird, zu erzeugen. Die Probe 205 kann jedes Fluid (Flüssigkeit oder Gas), jede Festsubstanz oder jedes Material sein, wie etwa beispielsweise Untertagewerkzeugkomponenten, Rohre, Gesteinsformationen, Aufschlämmungen, Sande, Schlämme, Bohrklein, Beton, andere feste Oberflächen usw. In anderen Ausführungsformen ist die Probe 205 jedoch ein Mehrphasenbohrlochfluid (umfassend zum Beispiel Öl, Gas, Wasser, Feststoffe) bestehend aus einer Vielzahl von Fluidcharakteristika wie etwa beispielsweise C1-C4 und höhere Kohlenwasserstoffe, Gruppierungen von diesen Elementen und Salzwasser.

Die Probe 205 kann an die optische Rechenvorrichtung 200 zum Beispiel über ein Strömungsrohr oder eine Probenzelle, die die Probe 205 enthält, bereitgestellt werden, wobei sie elektromagnetischer Strahlung 210 ausgesetzt wird. Alternativ kann die optische Rechenvorrichtung 200 eine optische Konfiguration verwenden, bestehend aus einem internen Reflexionselement, das das Bohrlochfluid analysiert, wenn es dort hindurch strömt, oder das die Oberfläche der Probe (zum Beispiel Formationsoberfläche) analysiert. Während 2 zeigt, wie elektromagnetische Strahlung 210 durch die Probe 205 läuft oder auf diese einwirkt, um probeninteragiertes Licht 212 zu produzieren (d. h. Transmission), versteht es sich hier auch, dass elektromagnetische Strahlung 210 von der Probe 205 reflektiert wird (d. h. Reflexionsmodus), wie in dem Fall einer Probe 205, die durchscheinend, undurchlässig oder fest ist, und gleichzeitig das probeninteragierte Licht 212 erzeugt wird.

Nach dem Illuminieren mit elektromagnetischer Strahlung 210 produziert die Probe 205, die ein Analyt von Interesse enthält, einen Ausgang von elektromagnetischer Strahlung (zum Beispiel probeninteragiertes Licht 212). Wie zuvor beschrieben, enthält probeninteragiertes Licht 212 auch Spektralinformationen, die chemische und physische Variationen der Probe widerspiegeln, die dazu verwendet werden, Probencharakteristika zu bestimmen. Letztlich analysiert die CPU-Station 24 (oder einen in die Vorrichtung 200 eingebauten Prozessor) diese Spektralinformationen, um das Probencharakteristikum zu bestimmen. Obwohl nicht besonders dargestellt, können ein oder mehrere Spektralelemente in der optischen Rechenvorrichtung 200 eingesetzt werden, um die optischen Wellenlängen und/oder Bandbreiten des Systems zu begrenzen und dadurch ungewollte elektromagnetische Strahlung, die in Wellenlängenbereichen vorliegt, die keine Bedeutung haben, zu beseitigen. Diese Spektralelemente können sich überall entlang des optischen Strangs befinden, werden aber typischerweise direkt nach der Lichtquelle, die die initiale elektromagnetische Strahlung bereitstellt, eingesetzt.

Noch unter Bezugnahme auf die veranschaulichende Ausführungsform von 2 ist Strahlenteiler 202 dazu eingesetzt, probeninteragiertes Licht 212 in eine übertragene elektromagnetische Strahlung 214 (d. h. der erste Teil) und eine reflektierte elektromagnetische Strahlung 220 (d. h. der zweite Teil) zu teilen. Die reflektierte elektromagnetische Strahlung 220 wird dann zu dem optischen Element 219 (z. B. Spiegel) geleitet, das sie zu der beweglichen Baugruppe 203 (hier dargestellt als ein drehendes Karussell) leitet, diezumindest ein optisches Element 204 und ein gepaartes optisches Element 206, das damit verknüpft ist, beinhaltet. Es ist zu beachten, dass die bewegliche Baugruppe 203 nur ein Beispiel einer beweglichen Baugruppe ist; in anderen veranschaulichenden Ausführungsformen kann die bewegliche Baugruppe 203 eine lineare Anordnung oder eine andere drehende Scheibe sein, wie etwa beispielsweise ein Chopper-Rad, wobei die optischen Elemente 204 und 206 radial zur Drehung damit angeordnet sind. Die übertragene elektromagnetische Strahlung 214 wird auch an die bewegliche Baugruppe 203 geleitet. In dieser veranschaulichenden Ausführungsform ist das optische Element 204 ein ICE, wobei das optische Element 206 ein ND-Element ist, wodurch ein analytischer Kanal bzw. Kompensationskanal gebildet wird. Das ND-Element kann zum Beispiel ein Filter neutraler Dichte sein, der die Intensität von übertragenem Licht gleichmäßig über alle Wellenlängen reduziert oder modifiziert. Der ND-Filter ist typischerweise so ausgewählt, dass er eine flache Spektralreaktion in der Spektralregion, in der das ICE betrieben wird, hat.

Wie dargestellt, beinhaltet die bewegliche Baugruppe 203 eine äußere Reihe von optischen Elementen 206 und eine innere Reihe für optische Elemente 204 in Bezug auf eine Mittelachse A. Daraus resultierend besteht eine Anzahl von ICE-ND-Paaren P, die auf eine spaltenartige Weise nebeneinander angeordnet sind. Obwohl mit optischen ICE 204 in der inneren Reihe und ND-Element 206 in der äußeren reihe veranschaulicht, können die Ausrichtungen in alternativen Ausführungsformen umgekehrt sein.

Die bewegliche Baugruppe 203 ist dazu konfiguriert, optische Elemente 204, 206 von jedem ICE-ND-Paar P gleichzeitig mit probeninteragiertem Licht 212 (d. h. übertragene elektromagnetische Strahlung 214 und eine reflektierte elektromagnetische Strahlung 220) auszurichten. In bestimmten Ausführungsformen ist jedes ICE-ND-Paar P dazu gestaltet, mit dem gleichen oder einem anderen Charakteristikum der Probe 205 entweder verknüpft oder davon getrennt zu sein, wodurch eine Vielzahl von analytischen Kanälen und Kompensationskanälen gebildet wird. Obwohl 8 Paare P von optischen Elementen dargestellt sind, können weniger oder mehr Paare von optischen Elementen entlang der beweglichen Baugruppe 203 wie gewünscht eingesetzt werden.

Die bewegliche Baugruppe 203 kann um die Achse A mit jeder gewünschten Frequenz (z. B. 0,1 min–1 bis etwa 30.000 min–1) gedreht werden. Im Betrieb kann sich die bewegliche Baugruppe 203 so drehen, dass das ICE und das ND-Element von jedem Paar P gleichzeitig dem probeninteragiertem Licht 212 für einen bestimmten kurzen Zeitraum ausgesetzt wird oder anderweitig optisch damit interagiert. Somit, wenn ein ICE, das dazu verwendet wird, ein Analyt von Interesse zu messen, mit seinem Detektor ausgerichtet ist, ist auch das gepaarte ND-Element mit seinem Detektor ausgerichtet, um das Kompensationssignal bereitzustellen. Auf diese Weise erfasst das Paar P von ICE-ND-Elementen immer die gleiche Probe zur gleichen Zeit. Beim optischen Interagieren mit der übertragenen elektromagnetischen Strahlung 214 ist das optische Element 204 (das ICE) dazu konfiguriert, optisch interagiertes Licht 216A (hier auch bezeichnet als das „erste optisch interagierte Licht“) zu erzeugen, das einem Probencharakteristikum entspricht (somit einen analytischen Kanal A bildend), während das optische Element 206 (das gepaarte ND-Element) dazu konfiguriert ist, optisch interagiertes Licht 216B (hier auch bezeichnet als das „zweite optisch interagierte Licht“) beim Interagieren mit reflektierter elektromagnetischer Strahlung 220 zu erzeugen (somit einen Kompensationskanal B bildend). Der Detektor 218 empfängt dann optisch interagiertes Licht 216A und erzeugt somit ein erstes Signal 222 (d. h. das analytische Signal), während der Detektor 224 gleichzeitig optisch interagiertes Licht 216B empfängt, um ein zweites Signal 226 (d. h. das Kompensationssignal) zu erzeugen. Dementsprechend verwendet ein Signalprozessor (nicht dargestellt), der kommunikativ mit den Detektoren 218, 224 gekoppelt ist, die Ausgabesignale 222, 226, um rechnerisch die Probencharakteristika zu bestimmen.

Die Detektoren 218/224 können jede Vorrichtung sein, die dazu in er Lage ist, elektromagnetische Strahlung zu erkennen, und können im Allgemeinen als ein optischer Wandler gekennzeichnet sein. Beispielsweise kann der Detektor 218/224 unter anderem Folgendes sein: ein Wärmedetektor, wie etwa eine Thermosäule oder ein photoakustischer Detektor, ein Halbleiterdetektor, ein piezoelektrischer Detektor, ein Detektor einer ladungsgekoppelten Vorrichtung oder ein Array-Detektor, ein Split-Detektor, ein Photonendetektor (wie etwa eine Photovervielfacherröhre), Photodioden und/oder Kombinationen davon, oder dergleichen, oder andere Detektoren, die einem Fachmann bekannt sind. Der Detektor 218/224 ist ferner dazu konfiguriert, ein Ausgabesignal 222 in Form einer Spannung oder eines Stroms zu produzieren, das einem bestimmten Charakteristikum der Probe 205 entspricht. In zumindest einer Ausführungsform können das Ausgabesignal, produziert durch berechnendes Kombinieren der Ausgabesignale 222 und 226 von dem Detektor 218 und dem Detektor 224, und die Charakteristikakonzentration der Probe 205 direkt proportional sein. In anderen Ausführungsformen kann die Beziehung eine Polynomfunktion, eine Exponentialfunktion und/oder eine Logarithmusfunktion sein.

Wie dem Fachmann bekannt, kann optisch interagiertes Licht 216B (der Kompensationskanal) eine Vielzahl von elektromagnetischen Strahlungsabweichungen beinhalten, wie etwa beispielsweise Intensitätsfluktuationen in der elektromagnetischen Strahlungsquelle 208 oder Lichtstreufluktuationen von suspendierten Partikeln in der Probe oder dem optischen Weg, Kombinationen davon oder dergleichen. Somit misst der Detektor 224 diese elektromagnetischen Strahlungsabweichungen und wird dazu verwendet, das Signal 222 für diese Abweichungen zu kompensieren.

Wenn sich die bewegliche Baugruppe 203 weiter dreht, interagieren andere ICE-ND-Paare P optisch mit dem probeninteragierten Licht 212. Hier werden, wenn jedes ICE und ND-Element in Paaren P gleichzeitig mit probeninteragiertem Licht 212 wie zuvor beschrieben interagiert, optisch interagierte Zeitraffer-Lichter (216A1, 216B1, 216A2, 216B2 ...) erzeugt. Somit können die Detektoren 218, 224 in bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen dazu konfiguriert sein, Strahlen (216A1, 216B1, 216A2, 216B2 ...) zwischen den einzeln erkannten Strahlen zu zeitmultiplexen. Zum Beispiel können die optischen Elemente 204 und 206 dazu konfiguriert sein, erste Strahlen 216A1 und 216B1 eines ersten ICE-ND-Paares P hin zu den Detektoren 218 bzw. 224 zu einer ersten Zeit T1 zu leiten, die Strahlen 216A2 und 216B2 eines zweiten ICE-ND-Paares P zu einer zweiten Zeit T2 und die Strahlen 216A3 und 216B3 eines dritten ICE-ND-Paares P zu einer dritten Zeit T3. Folglich empfangen die Detektoren 218, 224 zumindest drei einzelne Strahlen von optisch interagiertem Licht, die rechnerisch durch einen Signalprozessor (nicht dargestellt), der mit den Detektoren gekoppelt ist, kombiniert sein können, um eine Ausgabe in der Form einer Spannung, die dem Charakteristikum der Probe entspricht, wie zuvor beschrieben bereitzustellen.

In bestimmten alternativen Ausführungsformen können die Strahlen (216A1, 216B1, 216A2, 216B2 ...) über einer entsprechenden Zeitdomäne (zum Beispiel etwa 1 Millisekunde bis etwa 5 Minuten) gemittelt sein, um das Charakteristikum der Probe 205 genauer zu bestimmen. Wie zuvor beschrieben sind die Detektoren 218, 224 dazu positioniert, die optisch interagierten Lichter 216A, 216B zu erkennen, um Ausgabesignale 222, 226 zu produzieren. In dieser Ausführungsform ist ein Signalprozessor (nicht dargestellt) kommunikativ mit den Detektoren gekoppelt, sodass die Ausgangssignale 222, 226 wie gewünscht verarbeitet werden können, um das Charakteristikum der Probe 205 rechnerisch zu bestimmen.

Obwohl in 2 nicht dargestellt, können in bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen die Detektoren 218, 224 kommunikativ mit einem in die optische Rechenvorrichtung 200 eingebauten (oder davon entfernten) Signalprozessor (nicht dargestellt) gekoppelt sein, sodass das Kompensationssignal 226, das elektromagnetische ausstrahlende Abweichungen anzeigt, bereitgestellt oder anderweitig dorthin übermittelt werden kann. Der Signalprozessor kann dann dazu konfiguriert sein, das Kompensationssignal 226 mit dem analytische Signal 222 rechnerisch zu kombinieren, um eine genauere Bestimmung des Charakteristikums der Probe 205 bereitzustellen.

Wie zuvor beschrieben kann das optische Element 204 ein ICE sein, während das optische Element 206 ein ND-Element sein kann oder umgekehrt. In einer alternativen Ausführungsform können beide optischen Elemente 204 und 206 ICE sein, sodass ein ICE-ICE-Paar gebildet wird, wobei die ICE den analytischen Kanal und den Kompensationskanal bilden. In jeder dieser Ausführungsformen ist das ICE, das für den analytischen Kanal verwendet wird, dazu konfiguriert, mit einem bestimmten Charakteristikum der Probe 205 verknüpft zu sein, oder kann dazu gestaltet sein, den Regressionsvektor des Charakteristikums auf eine gewünschte Weise anzunähern oder nachzuahmen.

3 veranschaulicht ein Blockdiagramm von noch einer anderen optischen Rechenvorrichtung 300, die zwei unabhängige bewegliche Baugruppen (z. B. drehende Karusselle) einsetzt, gemäß bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Die optische Rechenvorrichtung 300 ist in etwas ähnlich zu der optischen Rechenvorrichtung 200, die unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist, und erschließt sich daher am besten durch Bezugnahme darauf, wobei die gleichen Bezugszeichen die gleichen Elemente anzeigen. Als die bewegliche Baugruppe in diesem Beispiel beinhaltet die optische Rechenvorrichtung 300 jedoch eine erste bewegliche Baugruppe 303A mit einem oder mehreren optischen Elementen 304 (z. B. ICE) und eine zweite bewegliche Baugruppe 303B mit einem oder mehreren optischen Elementen 306 (z. B. ND oder ICE), gepaart mit den optischen Elementen 304, so wie zuvor beschrieben. Die erste und die zweite bewegliche Baugruppe 303A, B sind in diesem Beispiel als drehende Karusselle dargestellt, können jedoch jede Vielzahl von beweglichen Baugruppen sein, die hier beschrieben sind. Wie veranschaulicht, können die beweglichen Baugruppen 303A und 303B zumindest ein einer Ausführungsform als eine drehende Scheibe charakterisiert sein, wie etwa beispielsweise ein Chopper-Rad, wobei die optischen Elemente 304 und 306 radial zur Drehung damit angeordnet sind.

Jedes Paar von optischen Elementen 304, 306 kann im Aufbau ähnlich zu denen sein, die hier zuvor beschrieben sind, und sind dazu konfiguriert, mit einem bestimmten Charakteristikum der Probe 205 entweder verknüpft oder davon getrennt zu sein. Zum Beispiel kann des Paar von optischen Elementen dazu gestaltet sein, ein anderes Probencharakteristikum zu bestimmen. Obwohl sechs Paare von optischen Elementen beschrieben sind, können weniger oder mehr optische Paare entlang der beweglichen Baugruppen 303A und 303B wie gewünscht eingesetzt werden.

In bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen sind die beweglichen Baugruppen 303A und 303B mit dem Motoren 325A bzw. 325B gekoppelt. Obwohl nicht dargestellt, können die Motoren 325A und 325B mit einer Verarbeitungsschaltung gekoppelt sein, so wie zuvor beschrieben, um die Baugruppen 303A und 303B auf eine synchronisierte Weise zu drehen, sodass entsprechende Paare von optischen Elementen 304 und 306 zur gleichen Zeit optisch mit probeninteragiertem Licht 212 (d. h. Teile 214, 220) interagieren. Alternativ kann ein einzelner Motor 325 mit einer mechanischen Verbindung zu den Baugruppen 303A und 303B verwendet werden. In bestimmten Ausführungsformen ist das optische Element 304 ein ICE, sodass der analytische Kanal gebildet wird, während das optische Element 306 ein ND-Element ist, sodass ein Kompensationskanal für dessen gepaartes ICE gebildet wird. In anderen Ausführungsformen können der analytische Kanal und der Kompensationskanal unter Verwendung von ICE gebildet werden.

Trotzdem sind beim optischen Interagieren mit den Teilen 214 und 220 des probeninteragierten Lichts 212 die Paare 304 und 306 von optischen Elementen dazu konfiguriert, optisch interagiertes Licht 316A (analytischer Kanal) bzw. 316B (Kompensationskanal) zu erzeugen. Der Detektor 318 empfängt dann optisch interagiertes Licht 316A und der Detektor 324 empfängt 316B, um ein erstes Signal 222 und ein zweites Signal 226 wie zuvor beschrieben zu erzeugen. Dementsprechend verwendet ein Signalprozessor (nicht dargestellt), der kommunikativ mit den Detektoren 218, 224 gekoppelt ist, die Ausgabesignale, um rechnerisch die Probencharakteristika zu bestimmen.

Ferner, so wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, drehen die Motoren 325A, B die Baugruppen 303A und 303B während des Betriebs unter Verwendung einer synchronen Frequenz. Daraus resultierend interagieren die ICE-ND-Paare gleichzeitig mit probeninteragiertem Licht 212. Wie in 3 dargestellt, werden die optischen Elemente 304, 306 durch i, ii, iii, iv, v und vi gekennzeichnet, wobei gleiche Bezugszeichen die gepaarten ICE-ND-Paare (oder ICE-ICE-Paare in alternativen Ausführungsformen) kennzeichnen. Somit interagieren ICE-ND-Paare i zu einer ersten Zeit T1 gleichzeitig optisch mit probeninteragiertem Licht 212, dann interagieren ICE-ND-Paare ii zu einer zweiten zeit T2 und so weiter. Die resultierenden Signale können auch gemultiplext oder anderweitig analysiert werden, um Probencharakteristika zu bestimmen wie zuvor beschrieben.

4 veranschaulicht ein Blockdiagramm von noch einer anderen optischen Rechenvorrichtung 400, die eine lineare Anordnung als die bewegliche Baugruppe einsetzt, gemäß bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Die optische Rechenvorrichtung 400 ist in etwas ähnlich zu den optischen Rechenvorrichtungen 200, 300, die unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben sind, und erschließt sich daher am besten durch Bezugnahme darauf, wobei die gleichen Bezugszeichen die gleichen Elemente anzeigen. Die optische Rechenvorrichtung 400 beinhaltet jedoch eine lineare Anordnung 403 als die bewegliche Baugruppe, mit einer ersten Reihe von einem oder mehreren optischen Elementen 406 (z. B. ICE) und einer zweiten Reihe von entsprechenden optischen Elementen 404 (z. B. ND wie veranschaulicht, oder ICE), gepaart mit den optischen Elementen 406, wie zuvor beschrieben. Jedes optische Element 404, 406 kann im Aufbau ähnlich zu denen sein, die hier zuvor beschrieben sind, und ist dazu konfiguriert, mit einem bestimmten Charakteristikum der Probe 205 entweder verknüpft oder davon getrennt zu sein. Obwohl acht Paare P von optischen Elementen veranschaulicht sind, können weniger oder mehr optische Paare entlang der linearen Anordnung 403 wie gewünscht eingesetzt werden.

In bestimmten veranschaulichenden Ausführungsformen beinhaltet die lineare Anordnung eine darauf positionierte Bahn 402, die einem Zahnrad 408 entspricht, um die lineare Anordnung entlang einer eindimensionalen Achse A zu bewegen. Obwohl nicht dargestellt, ist das Zahnrad 408 mit der Verarbeitungsschaltung gekoppelt, so wie zuvor beschrieben, im das Zahnrad 408 zu drehen und somit die lineare Anordnung 403 in einer gewünschten Geschwindigkeit zu bewegen, um somit die optischen Paare P zur gleichen Zeit in Interaktion mit probeninteragiertem Licht 212 (d. h. Teile 214, 220) zu sequenzieren. Wie dargestellt, befinden sich die verschiedenen optischen Paare P auf eine spaltenartige Weise nebeneinander. In dieser Ausführungsform sind die optischen Elemente 404 ICE, sodass der analytische Kanal gebildet wird, während die optischen Elemente 404 ND-Elemente sind, sodass ein Kompensationskanal für dessen gepaartes ICE gebildet wird. In anderen Ausführungsformen können die gewünschten umgedreht sein und/oder der analytische Kanal und der Kompensationskanal können unter Verwendung von ICE gebildet werden.

Trotzdem sind beim optischen Interagieren mit den Teilen 214 und 220 des probeninteragierten Lichts 212 die Paare P 406 und 404 von optischen Elementen dazu konfiguriert, optisch interagiertes Licht 416A (analytischer Kanal) bzw. 416B (Kompensationskanal) zu erzeugen. Der Detektor 418 empfängt dann optisch interagiertes Licht 416A und der Detektor 424 empfängt 416B, um ein erstes Signal 222 und ein zweites Signal 226 wie zuvor beschrieben zu erzeugen. Wenn sich die lineare Anordnung 403 weiter entlang der Achse A bewegt, wird jedes Paar P von optischen Elementen sequenziert, bis das letzte Paar P sequenziert wurde. Danach fährt das Zahnrad 408 die lineare Anordnung 403 entlang der Achse A zurück (ähnlich einer Schreibmaschine), wo der Prozess von neuem beginnen kann. Dementsprechend verwendet ein Signalprozessor (nicht dargestellt), der kommunikativ mit den Detektoren 418, 424 gekoppelt ist, die sequenzierten Ausgabesignale, um rechnerisch die Probencharakteristika zu bestimmen.

5 ist eine diagrammartige Veranschaulichung eines drehenden Karussells 500, das als eine bewegliche Baugruppe wie oben beschrieben verwendet werden kann, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das drehende Karussell 500 ist ähnlich der beweglichen Baugruppe 203, die zuvor unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde, mit einigen Änderungen. Anstelle der spaltenartigen Weise der optischen Paare P beinhaltet das drehende Karussell 500 eine Vielzahl von Paaren P von optischen Elementen 502, 504, die Seite an Seite in einer Weise mit abwechselnden Reihen angeordnet sind. Die anderen optischen Komponenten (z. B. Strahlenteiler, Spiegel usw.) können in jeder Anzahl von Weisen angeordnet sein, um gleichzeitige Interaktion des probeninteragierten Lichts mit den analytischen Kanälen und den Kompensationskanälen, die durch die optischen Paare P wie zuvor beschrieben gebildet werden, zu erreichen. Weiterhin, obwohl das erste optische Element 502 als das ICE dargestellt ist, während das zweite optische Element 504 als das ND-Element dargestellt ist, kann die Gestaltung umgekehrt sein und/oder zwei ICE können verwendet werden, so wie zuvor beschrieben.

Die vorstehend dargelegten optischen Rechenvorrichtungen sind in ihrer Art veranschaulichend und können einer Vielzahl von anderen optischen Konfigurationen unterliegen. Diese optischen Konfigurationen beinhalten nicht nur die hier beschriebenen Reflexions-, Absorptions- oder Übertragungsverfahren, sondern können auch Streuung (zum Beispiel Raleigh & Raman) sowie Emission (zum Beispiel Fluoreszenz, Röntgenstrahlenanregung usw.) beinhalten. Zusätzlich können die optischen Rechenvorrichtungen eine parallele Verarbeitungskonfiguration umfassen, wobei das probeninteragierte Licht in mehrere Strahlen geteilt wird. Die mehreren Strahlen können dann gleichzeitig durch entsprechende ICE gehen, wobei mehrere Charakteristika und/oder Analyten von Interesse gleichzeitig erkannt werden. Die parallele Verarbeitungskonfiguration ist besondere bei solchen Anwendungen nützlich, die extrem niedrige Leistung oder keine beweglichen Teile erfordern.

Dementsprechend eliminieren die veranschaulichenden Ausführungsformen, die hier beschrieben sind, die Verwendung von Messungen von A und B in Reihe und stellen genauere Messungen von dynamischen Fluidproben bereit, die in Systemen möglich sind, die mehrere ICE-Signale messen. Durch die Verwendung von Strahlenteilern und anderen optischen Elementen werden zwei optische Wege (analytischer Kanal und Kompensationskanal) unter Verwendung von zwei Reihen von optischen Elementen an drehenden Karussells oder von einer einzelnen reihe von optischen Elementen an zwei synchron drehenden Karussells erzeugt. Jede Ausführungsform stellt sicher, dass, wenn ein ICE mit seinem Detektor ausgerichtet ist, ein ND-Element (oder anderes ICE) gleichzeitig mit seinem Detektor ausgerichtet ist. Eine solche Anordnung resultiert darin, dass das ICE und das ND-Element immer zur gleichen Zeit die gleiche Probe erkennen.

Dementsprechend vermeiden die beschriebenen Ausführungsformen den Fall, dass aufgrund eines Zeitintervalls zwischen der Signalerkennung von A- und B-Kanal durch jeden optischen Kanal eine andere Probe untersucht wird. In Fällen, in denen sich die Eigenschaften der Probe in Bezug auf die Zeit zwischen den Messungen der A- und B-Kanäle schnell ändern, verfolgen die zwei Kanäle zur gleichen Zeit nicht das gleiche Probenvolumen, was in reduzierter Leistung aufgrund von Kompensationsvariationen resultieren kann. Durch gleichzeitiges Erkennen von beiden Kanälen werden solche Variationen jedoch vermieden.

Die hier beschriebenen Ausführungsformen betreffen ferner jeden einzelnen oder mehrere der folgenden Absätze:

  • 1. Eine optische Rechenvorrichtung, umfassend elektromagnetische Strahlung, die optisch mit einer Probe interagiert, um probeninteragiertes Licht zu produzieren; eine bewegliche Baugruppe, umfassend: ein erstes optisches Element, das optisch mit dem probeninteragierten Licht interagiert, um erstes optisch interagiertes Licht zu produzieren, das einem Charakteristikum der Probe entspricht, wodurch ein analytischer Kanal gebildet wird; und ein zweites optisches Element, das optisch mit dem probeninteragierten Licht interagiert, um zweites optisch interagiertes Licht zu produzieren, das dazu verwendet wird, den analytischen Kanal zu kompensieren, wodurch ein Kompensationskanal gebildet wird, wobei das erste und das zweite optische Element entlang der beweglichen Baugruppe positioniert sind, um gleichzeitig mit dem probeninteragierten Licht zu interagieren; einen ersten Detektor, der positioniert ist, um das erste optisch interagierte Licht zu messen und ein erstes Signal zu erzeugen; und einen zweiten Detektor, der positioniert ist, um das zweite optisch interagierte Licht zu messen und ein zweites Signal zu erzeugen, wobei das erste und das zweite Signal dazu verwendet werden, die Charakteristika der Probe zu bestimmen.
  • 2. Eine optische Rechenvorrichtung nach Absatz 1, ferner umfassend: einen Strahlenteiler, der dazu positioniert ist, das probeninteragierte Licht in einen ersten und einen zweiten Teil zu teilen, wobei der erste Teil zu dem analytischen Kanal geleitet wird; und ein optisches Element, das dazu positioniert ist, den zweiten Teil in Richtung des Kompensationskanals zu leiten.
  • 3. Eine optische Rechenvorrichtung nach Absatz 1 oder 2, wobei das erste optische Element ein integriertes Berechnungselement („ICE“) ist; und das zweite optische Element ein Element neutraler Dichte ist.
  • 4. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–3, wobei das erste und das zweite optische Element integrierte Berechnungselemente („ICE“) sind.
  • 5. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–4, wobei die bewegliche Baugruppe eine Vielzahl von analytischen Kanälen umfasst; und eine Vielzahl von Kompensationskanälen umfasst, die den analytischen Kanälen entsprechen.
  • 6. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–5, wobei die bewegliche Baugruppe ein Karussell ist, das drehbar um eine Mittelachse angeordnet ist; die analytischen Kanäle entlang einer äußeren Reihe des Karussells in Bezug auf die Mittelachse positioniert sind; die Kompensationskanäle entlang einer inneren Reihe des Karussells in Bezug auf die Mittelachse positioniert sind; und entsprechende analytische Kanäle und Kompensationskanäle nebeneinander in einem Spaltenmuster positioniert sind, wodurch ein optisches Paar gebildet wird.
  • 7. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–6, wobei die bewegliche Baugruppe eine lineare Anordnung ist; die analytischen Kanäle entlang eines ersten Reihe der linearen Anordnung positioniert sind; die Kompensationskanäle entlang eines zweiten Reihe der linearen Anordnung positioniert sind; und entsprechende analytische Kanäle und Kompensationskanäle nebeneinander in einem Spaltenmuster positioniert sind, wodurch ein optisches Paar gebildet wird, wobei die lineare Anordnung in einer einzelnen Dimension beweglich ist, um die optischen Paare zu sequenzieren, um mit den probeninteragierten Licht zu interagieren.
  • 8. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–7, wobei die bewegliche Baugruppe ein Karussell ist; und die analytischen Kanäle und Kompensationskanäle in einem abwechselnden Reihenmuster entlang des Karussells positioniert sind, sodass entsprechende analytische Kanäle und Kompensationskanäle nebeneinander positioniert sind, wodurch ein optisches Paar gebildet wird.
  • 9. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–8, wobei die bewegliche Baugruppe ein Karussell ist, das drehbar um eine Mittelachse angeordnet ist; die Kompensationskanäle entlang einer äußeren Reihe des Karussells in Bezug auf die Mittelachse positioniert sind; die analytischen Kanäle entlang einer inneren Reihe des Karussells in Bezug auf die Mittelachse positioniert sind; und entsprechende analytische Kanäle und Kompensationskanäle nebeneinander in einem Spaltenmuster positioniert sind, wodurch ein optisches Paar gebildet wird.
  • 10. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–9, wobei die bewegliche Baugruppe Folgendes umfasst: ein erstes drehendes Karussell umfassend das erste optische Element; und ein zweites drehendes Karussell, umfassend das zweite optische Element.
  • 11. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–9, ferner umfassend zumindest einen Motor, der mit dem ersten und dem zweiten drehenden Karussell gekoppelt ist, um das erste und das zweite Karussell synchron zu drehen.
  • 12. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–11, ferner umfassend einen Strahlenteiler, der dazu positioniert ist, das probeninteragierte Licht in einen ersten und einen zweiten Teil zu teilen, wobei der erste Teil zu dem analytischen Kanal geleitet wird; und ein optisches Element, das dazu positioniert ist, den zweiten Teil in Richtung des Kompensationskanals zu leiten.
  • 13. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–12, wobei das erste drehende Karussell ferner eine Vielzahl von analytischen Kanälen umfasst; und das zweite drehende Karussell ferner eine Vielzahl von Kompensationskanälen, die den analytischen Kanälen entsprechen, umfasst.
  • 14. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–13, ferner umfassend eine elektromagnetische Strahlungsquelle, die die elektromagnetische Strahlung erzeugt.
  • 15. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–14, ferner umfassend einen Signalprozessor, der kommunikativ mit dem ersten und dem zweiten Detektor gekoppelt ist, um rechnerisch die Charakteristika der Probe zu bestimmen.
  • 16. Eine optische Rechenvorrichtung nach einem der Absätze 1–13, wobei die optische Rechenvorrichtung einen Teil eines Untertage-Reservoirabfragesystem umfasst.
  • 17. Ein optisches Rechenverfahren, umfassend optisches Interagieren von elektromagnetische Strahlung mit einer Probe, um probeninteragiertes Licht zu produzieren; Betätigen einer beweglichen Baugruppe umfassend ein erstes und ein zweites optisches Element; optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten optischen Element, um erstes optisch interagiertes Licht zu produzieren, das einem Charakteristikum der Probe entspricht, wodurch ein analytischer Kanal gebildet wird; optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem zweiten optischen Element, um zweites optisch interagiertes Licht zu produzieren, das dazu verwendet wird, den analytischen Kanal zu kompensieren, wodurch ein Kompensationskanal gebildet wird, wobei das probeninteragierte Licht gleichzeitig optisch mit dem ersten und dem zweiten optischen Element interagiert; Erzeugen eines ersten Signals, das dem analytischen Kanal entspricht; Erzeugen eines zweiten Signals, das dem Kompensationskanal entspricht; und Bestimmen der Charakteristika des Probe unter Verwendung des ersten und des zweiten Signals.
  • 18. Ein optisches Rechenverfahren nach Absatz 17, wobei optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten und dem zweiten optischen Element Folgendes umfasst: optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit einem Strahlenteiler; Teilen des probeninteragierten Lichts in einen ersten und zweiten Teil; Leiten des ersten Teils zu dem analytischen Kanal; und Leiten des zweiten Teils in Richtung des Kompensationskanals.
  • 19. Ein optisches Rechenverfahren nach Absatz 17 und 18, wobei: optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten optischen Element optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit einem integrierten Berechnungselement („ICE“) umfasst; und optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem zweiten optischen Element optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit einem Element neutraler Dichte umfasst.
  • 20. Ein optisches Rechenverfahren nach einem der Absätze 17–19, wobei optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten und dem zweiten optischen Element optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit integrierten Berechnungselementen („ICE“) umfasst.
  • 21. Ein optisches Rechenverfahren nach einem der Absätze 17–20, wobei die bewegliche Baugruppe ferner Folgendes umfasst: eine Vielzahl von analytischen Kanälen; und eine Vielzahl von Kompensationskanälen, die den analytischen Kanälen entsprechen, wodurch optische Paare gebildet werden.
  • 22. Ein optisches Rechenverfahren nach einem der Absätze 17–21, wobei die bewegliche Baugruppe ein drehendes Karussell ist; und Betätigen der beweglichen Baugruppe Drehen des Karussells umfasst.
  • 23. Ein optisches Rechenverfahren nach einem der Absätze 17–22, wobei die bewegliche Baugruppe eine lineare Anordnung ist; und Betätigen der beweglichen Baugruppe Bewegen der linearen Anordnung entlang einer einzelnen Dimension umfasst, wodurch die optischen Paare sequenziert werden, um mit dem probeninteragierten Licht zu interagieren.
  • 24. Ein optisches Rechenverfahren nach einem der Absätze 17–23, ferner umfassend Nutzen der optischen Rechenvorrichtung als Teil eines Untertage-Reservoirabfragesystems.
  • 25. Ein optisches Rechenverfahren nach einem der Absätze 17–24, wobei die bewegliche Baugruppe Folgendes umfasst: ein erstes Karussell umfassend eine Vielzahl von ersten optischen Elementen; und ein zweites Karussell, umfassend eine Vielzahl von zweiten optischen Elementen, die den ersten optischen Elementen entsprechend, wodurch optische Paare gebildet werden; und Betätigen der beweglichen Baugruppe Drehen des ersten und des zweiten Karussells umfasst.
  • 26. Ein optisches Rechenverfahren nach einem der Absätze 17–25, wobei das erste und das zweite Karussell synchron gedreht werden, sodass die optischen Paare mit dem probeninteragierten Licht nacheinander interagieren.
  • 27. Ein optisches Rechenverfahren nach einem der Absätze 17–26, wobei optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten und dem zweiten optischen Element Folgendes umfasst: optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit einem Strahlenteiler; Teilen des probeninteragierten Lichts in einen ersten und zweiten Teil; Leiten des ersten Teils zu dem analytischen Kanal; und Leiten des zweiten Teils in Richtung des Kompensationskanals.
  • 28. Ein optisches Rechenverfahren nach einem der Absätze 17–27, wobei: optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten optischen Element optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit einem integrierten Berechnungselement („ICE“) umfasst; und optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem zweiten optischen Element optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit einem Element neutraler Dichte umfasst.
  • 29. Ein optisches Rechenverfahren nach einem der Absätze 17–28, wobei optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit dem ersten und dem zweiten optischen Element optisches Interagieren des probeninteragierten Lichts mit integrierten Berechnungselementen („ICE“) umfasst.
  • 30. Ein optisches Rechenverfahren nach einem der Absätze 17–29, ferner umfassend Nutzen der optischen Rechenvorrichtung als Teil eines Untertage-Reservoirabfragesystems.

Obwohl verschiedene Ausführungen und Methodiken dargestellt und beschrieben wurden, ist diese Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen und Methodiken beschränkt, und es versteht sich, dass sie alle Modifikationen und Variationen enthält, die einem durchschnittlichen Fachmann bekannt sind. Daher versteht es sich, das die Ausführungsformen nicht dazu bestimmt sind, auf die jeweiligen offenbarten Formen beschränkt zu sein. Stattdessen besteht die Absicht darin, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die im Geist und Umfang dieser Offenbarung enthalten sind, so wie durch die beigefügten Patentansprüche definiert, abzudecken.