JP2014126407A - Stratum inspection device for obtaining density distribution of stratum - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地層の状況(密度分布)を把握するための検層装置に関する。 The present invention relates to a logging apparatus for grasping the situation (density distribution) of a formation.
放射性廃棄物を地中に隔離処理する際に、処分空洞周辺の地層の状況(密度等)を把握(検層)し、安全評価を行うことが考えられている。また、地滑りや斜面崩壊の危険性がある斜面の崩落や崩壊等を検証する場合、地盤の固結状態、雨水の飽和状態等を把握し、地滑り等に対する安全評価を行うことが考えられている。 When radioactive waste is isolated in the ground, it is considered to grasp (log) the status (density, etc.) of the formation around the disposal cavity and perform safety assessment. In addition, when verifying the collapse or collapse of a slope that may cause a landslide or slope failure, it is considered to assess the safety of landslides by grasping the solidified state of the ground, the saturation state of rainwater, etc. .
また、二酸化炭素(CO2)を地中貯留した際に、周辺の地層の状況(密度等)を把握し、流動の検証を行うことが考えられている。更に、地盤の地層の状況を把握し、地下水の流水経路(水みち)を検証し、汚染物質の流動把握や建設物成分の流出状況の把握を行うことが考えられている。 In addition, when carbon dioxide (CO 2 ) is stored underground, it is considered that the situation (density, etc.) of surrounding strata is grasped and the flow is verified. Furthermore, it is considered to grasp the condition of the ground stratum, verify the flow path (water channel) of groundwater, grasp the flow of pollutants, and grasp the outflow situation of construction components.
このような地層の状況(密度分布)を推定することは、検査対象となる地中にボーリング孔を設け、ボーリング孔に検出端子部材を挿入して種々の検出を行い、検出情報を地上で処理することにより実施されている。 Estimating the state of the formation (density distribution) is to provide a borehole in the ground to be inspected, insert a detection terminal member into the borehole, perform various detections, and process the detection information on the ground Has been implemented.
一方、宇宙線のミューオンを計測することで、地盤中の空洞を検出する技術が公知となっている(例えば、特許文献1)。宇宙線のミューオンを計測する場合、例えば、2つのシンチレータを用いてミューオンの飛来方向と地盤の通過状況を検出し、地盤の密度の分布を類推して空洞を検出するようになっている。 On the other hand, a technique for detecting a cavity in the ground by measuring the muon of cosmic rays is known (for example, Patent Document 1). When measuring cosmic ray muons, for example, two scintillators are used to detect the direction of muon flight and the passage of the ground, and detect the cavity by analogizing the density distribution of the ground.
宇宙線のミューオンを計測して、地中や岩盤等、地層の検層を実施することが考えられる。ミューオンを計測して検層を実施することにより、外乱の影響を受けないようにして地中や岩盤等の地層の状況を把握することが可能になる。 It may be possible to measure the cosmic ray muon and to perform logging of the geological formations such as underground and bedrock. By measuring the muon and logging, it is possible to grasp the condition of the underground layer such as the ground and bedrock without being affected by disturbance.
しかし、地中や岩盤等、地層の検層を行うためには、例えば、検出手段としてのシンチレータを小径のボーリング孔に挿入する必要がある。また、ミューオンの飛来方向を特定するため、小径のボーリング孔の内部で飛来角度を検出する機構を構築する必要がある。更に、地下で検出した情報の信号を小径のボーリング孔を介して通信する環境を整える必要がある。 However, in order to perform the logging of the formation such as the underground or rock mass, for example, it is necessary to insert a scintillator as a detecting means into a small-diameter boring hole. In addition, in order to specify the flying direction of the muon, it is necessary to construct a mechanism for detecting the flying angle inside the small-diameter boring hole. Furthermore, it is necessary to prepare an environment for communicating information signals detected in the underground through a small-diameter boring hole.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ミューオンで代表される粒子の飛来状況をボーリング孔内で計測し、粒子の飛来状況に基づいて、地中や岩盤等、地層の密度分布を把握するための検層装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and the arrival state of particles represented by muons is measured in the borehole, and the density distribution of the formation such as the ground and bedrock is grasped based on the arrival state of particles. It is an object of the present invention to provide a well logging apparatus.
上記目的を達成するための請求項1に係る本発明の地層の密度分布を把握するための検層装置は、ボーリング孔に挿入され、地層を通過した宇宙線の粒子が衝突することで光を発する発光手段と、ボーリング孔の軸方向を中心に、回動角度が把握された状態で前記発光手段を回動させる回動手段と、地上側に配されて前記発光手段の発光状況及び前記回動手段の作動状況が入力され、前記粒子が通過した前記地層の密度の状況を求める制御手段とを備えたことを特徴とする。 The logging apparatus for grasping the density distribution of the formation according to the present invention according to claim 1 for achieving the above object is inserted into a borehole and emits light by colliding with particles of cosmic rays that have passed through the formation. A light emitting device that emits light, a rotating device that rotates the light emitting device with the rotation angle being grasped about the axial direction of the borehole, and a light emission status of the light emitting device and the rotation And a control means for obtaining the density status of the formation through which the particles have passed.
請求項1に係る本発明では、ボーリング孔に挿入された発光手段に対し、地層を通過する宇宙線の粒子が衝突して発光手段が発光する。この時の回動手段の作動状況(回動角度)が把握されて粒子の飛来方向が認識されて制御手段に送られる。回動手段により発光手段の角度を変更し、所望の角度での発光手段の発光状況が制御手段に送られて、粒子の飛来状況が把握され、予め飛来する粒子と、発光に寄与した粒子の状況との関係が制御手段で処理されて地層の密度が把握される。例えば、地層が高密度になる程、地層を通過する粒子が減るため、発光に寄与する粒子の数が減少することになる。 In the present invention according to claim 1, the light emitting means emits light by colliding particles of cosmic rays passing through the formation with the light emitting means inserted in the borehole. At this time, the operating state (rotation angle) of the rotating means is grasped, and the flying direction of the particles is recognized and sent to the control means. The angle of the light emitting means is changed by the rotating means, the light emission status of the light emitting means at a desired angle is sent to the control means, the flying status of the particles is grasped, and the particles flying in advance and the particles contributing to the light emission The relationship with the situation is processed by the control means to grasp the density of the formation. For example, as the density of the formation increases, the number of particles that pass through the formation decreases and the number of particles that contribute to light emission decreases.
このため、ミューオンで代表される粒子の飛来状況をボーリング孔内で計測して、地中や岩盤の密度分布を把握して検層を実施することが可能になる。 For this reason, it is possible to measure the particle distribution represented by muons in the borehole, and to understand the density distribution of the underground and rock mass, and to perform logging.
そして、請求項2に係る本発明の地層の密度分布を把握するための検層装置は、請求項1に記載の地層の密度分布を把握するための検層装置において、前記発光手段は板状部材であって表面に粒子としてミューオンが衝突することで発光し、前記制御手段は、前記光の発光数と前記回動手段の回動角度に基づいて、前記地層の所望の方向の密度の状況を求めることを特徴とする。 And the logging apparatus for grasping the density distribution of the formation of the present invention according to claim 2 is the logging apparatus for grasping the density distribution of the formation according to claim 1, wherein the light emitting means is plate-shaped. The member emits light when a muon collides with the surface as a particle, and the control means determines the density of the formation in a desired direction based on the number of light emission and the rotation angle of the rotation means. It is characterized by calculating | requiring.
請求項2に係る本発明では、地層を通過するミューオンの飛来状況に基づいて衝突した範囲の方向の地層の密度を把握する。 In this invention which concerns on Claim 2, the density of the formation of the direction of the range which collided is grasped | ascertained based on the flight situation of the muon which passes through a formation.
また、請求項3に係る本発明の地層の密度分布を把握するための検層装置は、請求項2に記載の地層の密度分布を把握するための検層装置において、前記発光手段の前記板状部材は、前記ボーリング孔の軸方向に沿って長手を有する一対の矩形板が対向配置され、前記回動手段は、対向状態を維持して前記一対の矩形板を回動させるモータであり、前記モータにより回動された前記一対の矩形板の回動角度を含む情報が前記制御手段に送られることを特徴とする。
Further, the logging device for grasping the density distribution of the formation according to the present invention according to
請求項3に係る本発明では、一対の矩形板に対する衝突位置(発光位置)を検出することにより、回動中心軸に交差する面内の衝突方向を正確に把握することができる。
In the present invention according to
また、請求項4に係る本発明の地層の密度分布を把握するための検層装置は、請求項3に記載の地層の密度分布を把握するための検層装置において、前記一対の矩形板の間に変形抑制部材が挟まれていることを特徴とする。
Further, the logging device for grasping the density distribution of the formation according to the present invention according to claim 4 is the logging device for grasping the density distribution of the formation according to
請求項4に係る本発明では、一対の矩形板の間に変形抑制部材が挟まれることで、矩形板が自重で撓んだり回動時にねじれたりすることが防止される。変形抑制部材としては、ハニカム板や、水や比重が水に近い油が封入された部材を適用することができる。 In this invention which concerns on Claim 4, a deformation | transformation suppression member is pinched | interposed between a pair of rectangular plates, and it is prevented that a rectangular plate bends by its own weight or twists at the time of rotation. As the deformation suppressing member, a honeycomb plate or a member in which water or oil having a specific gravity close to that of water is enclosed can be used.
また、請求項5に係る本発明の地層の密度分布を把握するための検層装置は、請求項3もしくは請求項4に記載の地層の密度分布を把握するための検層装置において、前記一対の矩形板は、長手方向で複数の領域に発光領域が区画されていることを特徴とする。
Further, the logging apparatus for grasping the density distribution of the formation according to the present invention according to
請求項5に係る本発明では、矩形板の長手の範囲で、回動中心軸に沿った面内での粒子の衝突方向を把握することができ、回動中心軸に沿った方向及び回動中心軸に交差する面内における粒子の衝突状況を正確に把握することができる。
In the present invention according to
また、請求項6に係る本発明の地層の密度分布を把握するための検層装置は、請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の地層の密度分布を把握するための検層装置において、前記板状部材は、発光物質が混入されたプラスチックで形成され、光を電気信号に変換する光電子増倍管により電気信号を制御手段に送信することを特徴とする。 Moreover, the logging apparatus for grasping | ascertaining the density distribution of the formation of this invention which concerns on Claim 6 is the logging for grasping | ascertaining the density distribution of the formation as described in any one of Claim 2-5 In the apparatus, the plate-like member is made of plastic mixed with a luminescent material, and transmits an electric signal to the control means by a photomultiplier tube that converts light into an electric signal.
請求項6に係る本発明では、プラスチックシンチレータに粒子を衝突させて発光させ、発光した光を光電子倍増管により電気信号に変換し、電気信号を制御装置に送信する。 In the present invention according to claim 6, particles are made to collide with a plastic scintillator to emit light, the emitted light is converted into an electric signal by a photomultiplier tube, and the electric signal is transmitted to the control device.
また、請求項7に係る本発明の地層の密度分布を把握するための検層装置は、請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の地層の密度分布を把握するための検層装置において、前記板状部材は、発光物質がドープされた光ファイバが板状に巻回されて形成され、発光した光が光ファイバにより制御手段に送られることを特徴とする。 Further, the logging device for grasping the density distribution of the formation according to the present invention according to claim 7 is a logging for grasping the density distribution of the formation according to any one of claims 2 to 5. In the apparatus, the plate member is formed by winding an optical fiber doped with a luminescent material into a plate shape, and the emitted light is sent to the control means by the optical fiber.
請求項7に係る本発明では、発光物質がドープされた光ファイバに粒子を衝突させて発光させ、発光した光を光ファイバにより制御装置に送る。 In the present invention according to claim 7, the particles are made to collide with the optical fiber doped with the luminescent material to emit light, and the emitted light is sent to the control device through the optical fiber.
また、上述した地層の密度分布を把握するための検層装置において、前記発光手段及び前記回動手段を有する検出筒部材が複数備えられ、前記検出筒部材が直列に連結されている構成を適用することができる。 Further, the logging apparatus for grasping the density distribution of the formation described above has a configuration in which a plurality of detection cylinder members having the light emitting means and the rotation means are provided, and the detection cylinder members are connected in series. can do.
このように構成することにより、発光手段及び回動手段を有する検出筒部材を直列に複数備えることで、ボーリング孔の軸方向の広い範囲で粒子の飛来(地層の密度)を検出することができる。 By comprising in this way, by providing the detection cylinder member which has a light emission means and a rotation means in series, it is possible to detect the arrival of particles (the density of the formation) in a wide range in the axial direction of the borehole. .
本発明の地層の密度分布を把握するための検層装置は、粒子の飛来状況をボーリング孔内で計測し、粒子の飛来状況に基づいて地中や岩盤等、地層の密度分布を把握して検層を実施することが可能になる。 The logging device for grasping the density distribution of the formation according to the present invention measures the flying state of particles in the borehole, and grasps the density distribution of the formation such as underground and rock based on the flying state of particles. Logging can be performed.
宇宙線粒子としてのミューオンは地中まで到達するため、地層を通過するミューオンの飛来角度、数を把握することにより、地層の密度の状態を知ることができる。つまり、密度が低い場合にはミューオンが通過しやすいため通過数が減少せず、密度が高い場合にはミューオンが通過しにくくなって通過数が減少する。このため、地層を通過するミューオンを検出することで、地層の密度の状態を知ることができる。 Since muons as cosmic ray particles reach the ground, it is possible to know the density state of the strata by grasping the flying angles and number of muons that pass through the strata. That is, when the density is low, the number of passes does not decrease because the muons easily pass, and when the density is high, the number of passes decreases because the muons are difficult to pass. For this reason, it is possible to know the density state of the formation by detecting the muon passing through the formation.
本実施例は、このような背景によりなされたもので、プラスチックシンチレータ(板状部材)を小径のボーリング孔に挿入できるようにすると共に、ミューオンの飛来方向の特定を可能にし、ミューオンの適用により地中や岩盤等、地層の検層が実施できるようにしたものである。 The present embodiment has been made based on such a background. The plastic scintillator (plate-like member) can be inserted into a small-diameter boring hole, and the direction of muon flight can be specified. It enables the logging of geological formations such as inside and bedrock.
図1には本発明の一実施例に係る地層の密度分布を把握するための検層装置により検層を行っている状態の概念、図2には検出筒部材の断面の状況、図3には図2中III-III線矢視の状況、図4には検出筒部材の構造を説明する斜視状態を示してある。また、図5には一対のシンチレータ16へのミューオンの入射概念を示してあり、図5(a)は斜視状況、図5(b)は軸方向からの状況である。
FIG. 1 shows a concept of a state in which logging is performed by a logging device for grasping the density distribution of the formation according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a cross-sectional situation of a detection cylinder member, and FIG. FIG. 4 is a perspective view for explaining the structure of the detection cylinder member. FIG. 5 shows the concept of muon incidence on the pair of
表層等(例えば、20mから30mの範囲)の地盤の状況を把握するため、傾斜面を有する岩盤1には、ボーリング孔2(例えば、径が150mm程度)が鉛直方向に形成されている。ボーリング孔2には、検層装置3が配置され、例えば、4箇所(例えば、10m毎に4箇所:3A、3B、3C、3D)で岩盤1の地層の密度の状況が順次検出される。再度、4箇所(3A、3B、3C、3D)で岩盤1の地層の密度の状況が順次検出され、最初に検出された密度の状況からの変化の状態(密度値の差)により、降雨浸透等による密度分布の変化が把握される。
In order to grasp the condition of the ground such as the surface layer (for example, in the range of 20 m to 30 m), a boring hole 2 (for example, a diameter of about 150 mm) is formed in the vertical direction in the rock mass 1 having an inclined surface. In the borehole 2, a
詳細は後述するが、検層装置3には、ミューオン5が衝突することで光を発する発光手段が備えられ、発光手段は回動角度が把握されている。発光手段の姿勢や発光状況が入力される制御手段(制御装置)4が地上に備えられ、制御装置4は発光手段の姿勢や発光状況に基づいて、岩盤1の地層の密度の状況が検出される。
As will be described in detail later, the
つまり、それぞれの位置3A、3B、3C、3Dで検層装置3に衝突するミューオン5の入射角度や数が発光手段の発効状況により検出される。制御装置4では、発光手段からの情報に基づいてそれぞれの位置3A、3B、3C、3Dで地層の密度の状況が求められる。再度、それぞれの位置3A、3B、3C、3Dで地層の密度の状況が求められ、位置3A、3B、3C、3Dでの密度の変化に基づいて地層の密度分布の状況が把握される。
That is, the incident angle and the number of
これにより、地層の密度分布が把握され、密度分布の状況に応じて、降雨浸透に伴う高飽和度領域層7、未固結地盤層8、岩盤層9の状況が検出され、地滑りなどの予測を行うことが可能になる。
As a result, the density distribution of the formation is grasped, and the conditions of the high saturation region layer 7, the
上述した実施例では、表層等(例えば、20mから30mの範囲)の地盤の状況を把握するために、検層装置3を順次移動させ、岩盤1の地層の密度の状況を検出し、更に、同じ場所で地層の密度の状況を検出し、密度の変化により密度分布の状況を把握しているが、検層装置3を直列に複数(4箇所)接続し、位置3A、3B、3C、3Dで地層の密度の状況を一斉に検出することも可能である。
In the embodiment described above, in order to grasp the condition of the ground such as the surface layer (for example, in the range of 20 m to 30 m), the
図1を参照すると共に、図2から図4に基づいて検層装置3の構成を具体的に説明する。
With reference to FIG. 1, the configuration of the
検層装置3は、発光手段が収容される中央筒11と、中央筒11の両端側に同軸上にそれぞれ接続され発光手段を回動させる回動手段が収容される端部筒12とを備えている。中央筒11の両端部には円盤13が回動自在に支持され、円盤13は中央筒11の回動中心軸Sを中心に回動する。
The
円盤13同士に亘り矩形状の変形抑制部材14が設けられ、変形抑制部材14の短辺が円盤13の直径方向に配され、長辺が中央筒11の軸方向(ボーリング孔2の軸方向)に沿って配されている。変形抑制部材14は、例えば、ハニカム形状の矩形部材(ハニカム板)や、水や比重が水に近い密度の小さな油が封入された部材が適用される。
A rectangular
変形抑制部材14の面には、発光手段としての矩形板状のプラスチックシンチレータ(シンチレータ:矩形板)16がそれぞれ設けられ、ボーリング孔2の軸方向に沿って長手を有する一対のシンチレータ16が対向配置された状態になっている。シンチレータ16は、発光物質が混入されたプラスチックからなり、ミューオン5が衝突することで発光し、発光した光は図示しない光電子増倍管により電気信号に変えられ、制御装置4に送られる。
A rectangular plate-like plastic scintillator (scintillator: rectangular plate) 16 serving as a light emitting means is provided on the surface of the
円盤13には、回動角度を検出する角度センサ17(傾斜計、加速度計)が設けられている。また、円盤13の外側(端部筒12側)の中心部には、端部筒12側に延びる回動軸21が取り付けられている。端部筒12にはモータとしてのステッピングモータ22がそれぞれ設けられ、ステッピングモータ22の出力軸がカップリング24を介して回動軸21に連結されている。
The
つまり、ステッピングモータ22の駆動により一対の円盤13が回動し、対向状態が維持されて一対のシンチレータ16が回動する。回動角度を含む情報は、ステッピングモータ22の駆動指令、角度センサ17の検出情報等で検出されて制御装置4に送られる。従って、回動位置(向き)が把握された状態でシンチレータ16の向きが任意に設定される。
That is, the pair of
尚、図中の符号で、18は電源及び電子回路基板、19は一対の円盤13同士をつなぐ補強パイプである。
In the figure,
図5に基づいて一対のシンチレータ16でのミューオン5の検出状況を説明する。
The detection situation of the
図5(a)に示すように、シンチレータ16の長手方向の幅の範囲で回動中心軸Sに交差する面内の任意の角度から、地層を通過して飛来するミューオン5A、5B、5C、5Dが手前側のシンチレータ16に入射する。そして、図5(b)に示すように、シンチレータ16の短手方向の角度の範囲α(回動中心軸Sに交差する面内)で、後側のシンチレータ16をミューオン5A、5Cが通過する。
As shown in FIG. 5 (a),
これにより、任意の回動角度において、回動中心軸Sに交差する面内の範囲αでミューオン5A、5Cだけが通過したことが判り、範囲αでのミューオン5の飛来方向(衝突方向)を正確に把握することができる。
As a result, it can be seen that only the
検層装置3では、岩盤1の地層を通過したミューオン5がシンチレータ16に衝突して発光する。この時の一対のシンチレータ16の向き(回動角度)、即ち、ステッピングモータ22の作動状態が制御装置4に送られ、ミューオン5の飛来方向が認識されて制御手段に送られる。一対のシンチレータ16の向き(回動角度)を変更することで、所望の角度でのシンチレータ16の発光状態が制御装置4に送られてミューオン5の飛来方向が把握される。
In the
予め飛来するミューオン5の数と、シンチレータ16の発光に寄与したミューオン5の数との関係が制御装置4で処理され、岩盤1における地層の密度が把握される。即ち、地層が高密度になるに従って、地層を通過するミューオン5の数が減るため、シンチレータ16の発光に寄与するミューオン5の数が減少することになる。
The relationship between the number of
このため、ミューオン5の飛来状況をボーリング孔2内で計測して、岩盤1の検層を実施することが可能になる。また、一対のシンチレータ16の間に変形抑制部材14が挟まれていることで、シンチレータ16が自重で撓んだり回動時にねじれたりすることが防止される。
For this reason, it is possible to measure the bedrock 1 by measuring the flying state of the
矩形のシンチレータ16の長手方向に対し、複数の検出領域を設定することも可能である。
It is also possible to set a plurality of detection areas in the longitudinal direction of the
図6に基づいて長手方向に複数の検出領域を設定した一対のシンチレータでのミューオン5の検出状況を説明する。
Based on FIG. 6, the detection situation of the
図6には長手方向に複数の検出領域を設定した一対のシンチレータへのミューオンの入射概念を示してあり、図6(a)は斜視状況、図6(b)は軸に沿った方向の状況である。 FIG. 6 shows the concept of muon incidence on a pair of scintillators in which a plurality of detection areas are set in the longitudinal direction. FIG. 6 (a) is a perspective view, and FIG. 6 (b) is a situation along the axis. It is.
図6(a)に示すように、シンチレータ20の長手方向には、複数(図示例は8個)の検出領域が設定されている。シンチレータ20の短手の幅の範囲で回動中心軸Sに沿った方向の面内の任意の角度から地層を通過して飛来するミューオン5A、5B、5C、5Dが手前側のシンチレータ20に入射する。そして、図6(b)に示すように、シンチレータ20の長手方向の角度の範囲β(回動中心軸Sに沿った面内)で、後側のシンチレータ20をミューオン5A、5Cが通過する。
As shown in FIG. 6A, a plurality (eight in the illustrated example) of detection areas are set in the longitudinal direction of the
これにより、任意の回動角度において、回動中心軸Sに沿った面内の範囲βでミューオン5A、5Cだけが通過したことが判り、範囲βでのミューオン5の飛来方向(衝突方向)を正確に把握することができる。
As a result, it can be seen that only the
このため、シンチレータ20の長手の範囲で、回動中心軸Sに沿った面内での粒子の衝突方向を把握することができ、回動中心軸Sに沿った方向及び回動中心軸Sに交差する面内における粒子の衝突状況を正確に把握することができる。
For this reason, in the longitudinal range of the
上述した地層の密度分布を把握するための検層装置は、発光手段として矩形板状のシンチレータ16を用いたことにより、小径のボーリング孔2に挿入することができ、一対のシンチレータ16を対向配置の状態を維持して回動させることにより、ミューオンの飛来方向を特定することができる。そして、発光信号を電気信号に変換することにより地下で検出した情報の信号を小径のボーリング孔2を介して地上の制御装置に送信することができる。
The above-described logging apparatus for grasping the density distribution of the formation can be inserted into the small-diameter boring hole 2 by using the rectangular plate-
上述した実施例では、板状部材としてシンチレータ16(20)を例に挙げて説明したが、発光物質がドープされた光ファイバを板状に巻回して板状部材を形成することも可能である。この場合、光信号を電気信号に変える必要がなく、発光した光を光ファイバにより制御装置4に送ることができる。 In the above-described embodiments, the scintillator 16 (20) has been described as an example of the plate-like member, but it is also possible to form a plate-like member by winding an optical fiber doped with a light emitting material into a plate shape. . In this case, there is no need to change the optical signal to an electrical signal, and the emitted light can be sent to the control device 4 by an optical fiber.
図7に基づいて地層の密度分布を把握するための検層装置による検層の他の例を説明する。図7には割れ目と処分坑の検層を行っている状態の概念を示してある。図1に示した検層装置3は同一構成であるため、同一符号を付してある。
Another example of logging by a logging device for grasping the density distribution of the formation will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the concept of the state in which the cracks and the logging of the disposal mine are being carried out. Since the
岩盤31には、例えば、廃棄物を処分するための処分坑32が形成されている。処分坑32は立坑33に連続した横坑となっている。そして、処分坑32の周囲には、割れ目35が存在している。地上から処分坑32の下を通るボーリング孔34(例えば、150mm程度)が形成されている。
The
例えば、深さが300mの位置に処分坑32が設けられている場合、ボーリング孔34には、例えば、4箇所に検層装置3が配され、発光手段の姿勢や発光状況が入力される制御手段(制御装置)4が地上に備えられている。制御装置4は発光手段の姿勢や発光状況に基づいて、岩盤31の地層の密度の状況が検出される。
For example, when the
つまり、それぞれの検層装置3に衝突するミューオン5の入射角度や数が発光手段の発効状況により検出され、地層の密度の状況が求められる。再度、それぞれの検層装置3に衝突するミューオン5の入射角度や数が発光手段の発効状況により検出され、地層の密度の状況が求められ、密度の変化に基づいて地層の密度分布の状況が把握される。
That is, the incident angle and the number of
制御装置4では、地層の密度分布の状況に基づいて、処分坑32の周囲の割れ目35の状況が検出され、地下水の流路(水みち)の状況を把握することができ、処分坑32の評価を的確に行うことができる。
In the control device 4, the state of the
尚、周囲の地層の密度の状況が予め把握できている場合、密度の変化を求める必要がないため、検層装置3による一度の検出により地層の密度分布の状況を把握して検層を実施することができる。
If the density of surrounding strata is known in advance, it is not necessary to obtain changes in density. Therefore, logging is performed by detecting the density distribution of the strata by one detection by the
本発明の検層装置3は、帯水層等にCO2を貯留した施設における岩盤、帯水中のCO2移行範囲の把握や、岩盤に原油等を貯留した施設、及び、施設周辺における割れ目内の流体の流動状況の把握に適用することができる。
The
また、本発明の検層装置3は、ミューオン5の衝突による発光を検出して地層の密度を把握しているが、シンチレータ16に代えて異なる材料の検出手段を適用することで、ニュートリノや放射線等の粒子を検出する地層の物性の分布を把握するための検層装置とすることも可能である。
In addition, the
本発明は、地層の状況(密度分布)を把握するための検層装置の産業分野で利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the industrial field of logging equipment for grasping the situation (density distribution) of the formation.
S 回動中心軸
1,31 岩盤
2 ボーリング孔
3 検層装置
4 制御装置
5,5A ミューオン
7 高飽和度領域層
8 未固結地盤層
9 岩盤層
11 中央筒
12 端部筒
13 円盤
14 変形抑制部材
16,20 シンチレータ
17 角度センサ
21 回動軸
22 ステッピングモータ
24 カップリング
32 処分坑
33 立坑
34 ボーリング孔
35 割れ目
S
Claims (7)
ボーリング孔の軸方向を中心に、回動角度が把握された状態で前記発光手段を回動させる回動手段と、
地上側に配されて前記発光手段の発光状況及び前記回動手段の作動状況が入力され、前記粒子が通過した前記地層の密度の状況を求める制御手段とを備えた
ことを特徴とする地層の密度分布を把握するための検層装置。 A light emitting means that emits light when particles of cosmic rays that have been inserted into the borehole and passed through the formation collide,
Turning means for turning the light emitting means in a state where the turning angle is grasped around the axial direction of the borehole;
And a control unit that is arranged on the ground side and receives a light emission state of the light emitting unit and an operation state of the rotating unit, and obtains a density state of the formation through which the particles have passed. Logging tool to grasp the density distribution.
前記発光手段は板状部材であって表面に粒子としてミューオンが衝突することで発光し、
前記制御手段は、前記光の発光数と前記回動手段の回動角度に基づいて、前記地層の所望の方向の密度の状況を求める
ことを特徴とする地層の密度分布を把握するための検層装置。 In the logging apparatus for grasping the density distribution of the formation according to claim 1,
The light emitting means is a plate-like member and emits light when a muon collides with the surface as particles,
The control means obtains a density state in a desired direction of the formation based on the number of light emission and the rotation angle of the rotation means. Layer equipment.
前記発光手段の前記板状部材は、前記ボーリング孔の軸方向に沿って長手を有する一対の矩形板が対向配置され、
前記回動手段は、対向状態を維持して前記一対の矩形板を回動させるモータであり、
前記モータにより回動された前記一対の矩形板の回動角度を含む情報が前記制御手段に送られる
ことを特徴とする地層の密度分布を把握するための検層装置。 In the logging apparatus for grasping the density distribution of the formation according to claim 2,
The plate-like member of the light-emitting means is disposed such that a pair of rectangular plates having a length along the axial direction of the boring hole are opposed to each other.
The rotating means is a motor that rotates the pair of rectangular plates while maintaining an opposing state;
Information including the rotation angle of the pair of rectangular plates rotated by the motor is sent to the control means. A logging system for grasping the density distribution of the formation.
前記一対の矩形板の間に変形抑制部材が挟まれている
ことを特徴とする地層の密度分布を把握するための検層装置。 In the logging apparatus for grasping the density distribution of the formation according to claim 3,
A logging apparatus for grasping the density distribution of the formation, wherein a deformation suppressing member is sandwiched between the pair of rectangular plates.
前記一対の矩形板は、長手方向で複数の領域に発光領域が区画されている
ことを特徴とする地層の密度分布を把握するための検層装置。 In the logging apparatus for grasping the density distribution of the formation according to claim 3 or claim 4,
The pair of rectangular plates has a light emitting area divided into a plurality of areas in the longitudinal direction. A logging system for grasping a density distribution of a formation.
前記板状部材は、発光物質が混入されたプラスチックで形成され、
光を電気信号に変換する光電子増倍管により電気信号を制御手段に送信する
ことを特徴とする地層の密度分布を把握するための検層装置。 In the logging apparatus for grasping the density distribution of the formation according to any one of claims 2 to 5,
The plate-like member is formed of plastic mixed with a luminescent material,
A logging apparatus for grasping a density distribution of a formation, wherein an electrical signal is transmitted to a control means by a photomultiplier tube that converts light into an electrical signal.
前記板状部材は、発光物質がドープされた光ファイバが板状に巻回されて形成され、
発光した光が光ファイバにより制御手段に送られる
ことを特徴とする地層の密度分布を把握するための検層装置。 In the logging apparatus for grasping the density distribution of the formation according to any one of claims 2 to 5,
The plate member is formed by winding an optical fiber doped with a luminescent material into a plate shape,
A logging device for grasping the density distribution of the formation, wherein emitted light is sent to the control means by an optical fiber.
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