JPH04113087U - 地中の穴内で使用するパツケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的小さな半径の曲り部をもつ穴に用いる
のに適した装置を提供する。 【構成】 地中の穴内で使用するパッケージにおいて、
引張り強度の大きい可撓性の織物で作られた軸方向に細
長いケースと、前記ケース内に配置されて電気信号を発
生するか或いは電気信号を受信するための装荷物と、上
記装荷物を取り巻くようにして上記ケースに充填されて
可撓性の本体を形成するような可撓性クッション材の細
長い塊とを備え、上記の可撓性本体は加圧流体によって
ピストンのように上記穴内を推進させて上記穴の比較的
小半径の曲り部を通すことができ、上記本体の１端から
軸方向に延びそして上記可撓性材料のケースに固定さ
れ、前記装荷物に電気的に接続されて上記装荷物と地上
との間で信号を送る可撓性ケーブルを備えたことを特徴
とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は一般に穴掘り及び探査に係り、特に、穴探査装置、その製造法及びそ の使い方に係る。

【０００２】

【従来の技術】

油井やその他の穴を地中に掘削する場合には、掘削を行なう場所や、地表面下 の相当の距離における穴の正離な位置を測定することがしばしば必要とされる。 このため、探査プローブが穴に挿入され、このプローブからのデータが地上で分 析されて、プローブの位置が測定される。又、掘削を進めていく方向を決定した りこの方向を制御したりすることも所望される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

これまでに提供されている穴探査装置では、上記のプローブが、一般に、不撓 性金属殻をもつ細長い堅固な本体を備えている。この型式のプローブは比較的半 径の短い（例えば、直径が1.９ないし2.５cm程度の穴において１５ないし３０cm の半径）曲り部には通すことができず、従ってこれらのプローブは若干の穴には 使用できない。穴内で管や、ドリルパイプやケースを切断する器具も提供されて いる。これらの器具は、一般に、細長い堅固なハウジング内に収容された遠隔起 爆式の火薬を１つ以上有している。この型式の器具も、比較的半径の小さい曲り 部には通すことができないと共に若干の穴には使用上適していないという点で、 これまでに提供されている探査・測定装置と同様の制約及び欠点がある。

【０００４】 本考案の一般的な目的は、新規で且つ改良された穴探査装置、その製造法、及 びその使い方を提供することである。 本考案の別の目的は、穴を掘削する案内体としても利用できるような上記特徴 の装置及び方法を提供することである。 本考案の更に別の目的は、管やドリルパイプやケースの切断にも利用できるよ うな上記特徴の装置及び方法を提供することである。

【０００５】 本考案の更に別の目的は、比較的小さな半径の曲り部をもつ穴に用いるのに適 した上記特徴の装置及び方法を提供することである。 本考案の更に別の目的は、経済的に製造できる上記特徴の装置を提供すること である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

これら及び他の目的は、本考案によれば、穴内に挿入され、穴の比較的小半径 の曲り部にも自由に通せるような細長い可撓性プローブを提供することによって 達成される。 このプローブは、１つ以上のセンサと、クッション材を含む可撓性本体に離間 状態で埋設された火薬又はこれと同様のものと、引張り強さの大きい織物より成 る可撓性の外部ケースとを備えている。上記プローブは、水や空気のような加圧 流体によってピストン状の形態で穴内に送られ、上記可撓性本体は比較的半径の 小さい曲り部にプローブを自由に通せるようにする。プローブからの信号を処理 する装置は地上に配置され、この装置は可撓性ケーブルによってプローブに相互 接続される。

【０００７】

【実施例】

図１に示されたように、探査装置は、探査さるべき穴１２へ挿入される細長い 可撓性プローブ１１を備えている。穴は図示されたような地中の穴であってもよ いし、或いはパイプや管の開口のような直径の限定された細長い開口であっても よい。プローブの断面は一般的に円形であり、プローブの外径は穴の内径より若 干小さく、例えば、穴の直径が1.９ないし2.５cm程度の場合は、プローブの直径 が1.８ないし2.４cm程度である。プローブの長さはその直径より実質的に大きく 、例えば、プローブの直径が1.８cmの場合には、その長さが１２０cm程度である 。

【０００８】 可撓性の測定ケーブル１６はプローブの１端から軸方向に延び、プローブと地 上の装置との間で電力及び信号を伝送する。このケーブルは一般設計のものであ り、ステンレススチールのような適当な材料の複数の補強ストランドが被せられ た複数本の可撓性電気導体を有している。このケーブルは地上ではケーブルリー ル１８に巻き取られており、穴内へ送られたケーブルの長さは、このリールに接 続されたケーブル長さ指示器１９によって監視される。

【０００９】 地上では、プローブが適当なインターフエイスユニット２２によってマイクロ コンピュータ２１に接続される。このマイクロコンピュータはプローブ及びケー ブル長さ指示器からの信号を処理し、プローブが置かれている領域の穴の位置及 び／又は向きを決定する。 図２に示されたように、プローブ１１は３個の方向センサ２１ないし２３のよ うな装荷物（payload)を備え、これらセンサは直交基準軸に対するセンサの方向 に対応する電気信号を発生する。この実施例では、センサ２１の基準軸がプロー ブの軸に揃えられ、センサ２２，２３の軸はそれに垂直な半径方向に揃えられる 。これらのセンサ２１ないし２３は既知の設計の適当なセンサであり、磁束ゲー トコンパスや磁力計を含む。ここで使用する磁力計という語は、自然の磁束線又 は人工の磁束線を検出できるいかなる装置も意味し、２つの一般型式の磁力計と してはホール効果装置及び磁束ゲート変成器システムが挙げられる。他の適当な センサとしては、ジャイロスコープや慣性装置が含まれる。センサ２１ないし２ ３は、プローブ内の電力・信号調整モジュール２６を経てケーブル１６に接続さ れる。プローブ傾斜計２７も備えており、これは縦軸に対するプローブの向きに 相当する信号を発生する。所望ならば、器具の偏角のような付加的な情報を与え るように更に別の傾斜計を含むことができる。適当な傾斜計としては、加速度計 や電解レベル計や振子装置が含まれる。ケーブルと、電力・信号調整モジュール 及びプローブ内の他の素子との間の電気接続は、適当な既知の設計のコネクタ２ ８によって行なわれる。

【００１０】 センサ２１ないし２３、モジュール２６、傾斜計２７及びコネクタ２８はプロ ーブ１１の軸に沿って離間されており、可撓性の電気導体３１によって相互接続 されている。或いは又、これらの電気部品は、可撓性の回路板上に作られてもよ いし、複数個の比較的短い堅固な区分を１つ以上の可撓性区分で相互接続したも のを有する回路板上に作られてもよい。これらの素子は引張り強さの大きい細長 い可撓性のケース３２内に封入される。このケースは蓋され、プローブの遠方端 ではクランプ３４によってステンレススチールの突起部片３３に固定され、そし てプローブの近方端ではクランプ３５によってコネクタ２８へ固定され、ひいて は測定ケーブル１６へ固定される。

【００１１】 ここに示す好ましい実施例では、ケース３２は、引張り強さが大きく即ちステ ンレススチールよりも引張り強さが大きく好ましくは１７５００kg／cm² 以上で あるようなフアイバで編まれた織物より成る。ここに取り上げる好ましい織物の １つは、デュポン社によりKevlarという商標で製造されている芳香ポリアミドフ アイバである。このフアイバの引張り強さは２８０００kg／cm² 程度である。又 、グラフアイトフアイバや、ガラスフアイバや、ナイロンフアイバやホウ素フア イバを含む引張り強度の高い他の適当なフアイバを使用することもできる。

【００１２】 ケース３２の内部には、センサや他の電気部品を取り巻いてこれらのクッショ ン作用を果たす可撓性の電気絶縁材３６が充填される。この材料と、外部ケース とによって、穴の比較的小半径の曲り部に自由に通すことのできる可撓性本体が 形成される。適当な材料としては、シリコーンやその他の合成ゴム材例えばDevc on（商標）ポリウレタン又はSilasticという商標で販売されているシリコーンゴ ムが含まれる。可撓性の材料は固体状態であってもよいし流体状態であってもよ い。適当な流体材料には、誘電率が高くそして蒸気圧が低いシリコーンやフルオ ロカーボンが含まれる。この流体はゲルの状態にあり、比較的粘性が高いことが 好ましい。１つの特に適した流体材料はDow Corning ２００流体として知られて いるシランポリマである。或いは、固体のクッション材の場合には、織物のケー スを除去でき、所望の引張り強度を与えるように、軸方向に延びるフアイバをこ の材料に埋設することができる。この場合には、本体が曲げられた時に本体がこ われないようにするためにフアイバが材料内で軸方向に動けることが望ましい。

【００１３】 ケース３２の外面には、プローブが穴を自由に通りやすくするポリテトラフル オロエチレン（テフロン）のような潤滑材を塗布することができる。後述するよ うに、プローブを穴に通しやすくするために、本体の近方端付近で本体の外壁に 可撓性のシールリング４１が固定される。このシールの外径は、プローブが使用 される開口の内壁とすべりシール係合するような大きさに選択され、種々の直径 のケースに対して交換できるように種々のサイズ及び形状のシールを取り付ける ことができる。プローブを穴から引き出す時にプローブの頭部の後方に真空が生 じるのを防止するために、流路（図示せず）をシールにバイパスさせることがで きる。

【００１４】 ここに示す１つの好ましい製造法においては、プローブの電気部品を互いに接 続しそして所望の離間関係でケーブル１６から垂直方向に懸架する。ケース３２ の開端が上方に向くようにしてこれら部品に同軸的にケース３２を配置する。次 いで流体のシリコーンゴム材をケースに注ぎ込み、可撓性本体を形成する。コネ クタ２８を設置し、プローブ内のリード及びケーブル１６の導体に電気的に接続 し、ケースの開端をコネクタに対して引張り、そしてクランプ３３を設置する。

【００１５】 固体のクッション材の場合は、この材料を電気部品の周りに１つ以上の次々の 層として成形し、隣接する層を互いに若干動かせるようにする。次いで電気部品 及びクッション材を１つのユニットとして織物ケースに挿入する。 使用に際し、探査又は掘削さるべき穴の上部にプローブ１１を挿入し、加圧流 体（例えば、水又は空気）をプローブの上から穴内へ流し込み、ピストンのよう にして穴を通してプローブを下方に進ませる。この場合、シール４１は、プロー ブの本体と、穴の壁又はプローブを挿入する他の開口の壁との間のシールを形成 する。流体がプローブの手前で穴内にたまった場合には、例えばポンプで流体を 穴から排出させるか、ケーブルによって穴からプローブを引き抜くか、或いは穴 の周りの地層内へ流体を吸い込ませるか、というような適当な手段によって流体 を除去することができる。プローブが穴の曲り部に達すると、本体が撓み、プロ ーブは曲り部を自由に通り抜ける。前記したように、プローブは、比較的半径の 小さい曲り部、例えば直径1.９ないし2.５cmの穴において半径１５cmの曲り部を 通ることができる。プローブは、測定ケーブルを引張ることにより穴から引き抜 かれる。

【００１６】 プローブ１１は、比較的直径が小さいので、穴掘削システムの案内体として用 いるのにも適している。この場合は、プローブがドリルモータハウジング自体に 取り付けられるか、或いはドリルヘッド付近の流体流路に取り付けられ、ケーブ ル１６は流体流路又は井戸ケース内の別の適当な流路を経て地上へと延びるよう にされる。地上では、プローブからの信号が処理され、これを用いてドリルの方 向が制御される。

【００１７】 プローブ内の装荷物即ち測定器としては、方向センサに加えて、例えば、温度 や圧力や核放射線や水素イオン濃度のようなものを測定する機能を果たす他のセ ンサや、掘削されている地層の特性を測定する装置を含ませることができる。 本考案は、穴内のドリルパイプ、管及び／又はケースを切断する器具にも有用 である。本考案により形成されたこの型式の器具は図１及び図３の装置と同様で あるが、センサ２１−２３に代って電気起爆式の火薬を備えている。火薬は既知 の組成の適当な火薬であり、例えばペレット又はプラスチックＣ３又はＲＤＸで ある。電気起爆信号はケーブル１６及びプローブ内の電気リードによって火薬に 送られる。火薬は、所要の形式の切断作用、例えば管の端からドリルヘッドを切 り離すための集中爆発作用、或いは管に穴をあけてこれにプローブを通す時の一 連の爆発作用、を与えるように配置される。

【００１８】 以上の説明より、新規で且つ改良された穴探査プローブ、その製造法及びその 使い方が提供されたことが明らかであろう。好ましい実施例のみを詳細に説明し たが、本考案の範囲から逸脱せずに、種々の変更がなされ得ることが当業者に明 らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による穴探査装置の１実施例を示す概略
図であって、可撓性のプローブを穴に挿入し曲り部に通
すところを示した図、

【図２】図１の探査装置のブロック図、そして

【図３】図１の実施例の可撓性プローブの部分破断断面
図である。

【符号の説明】

１１ プローブ １２ 穴 １６ ケーブル １８ ケーブルリール １９ ケーブル長さ指示器 ２１ マイクロコンピュータ ２２ インターフエイスユニット ２１，２２，２３ 方向センサ ２６ 電力・信号調整モジュール ２７ 傾斜計 ２８ コネクタ ３１ 導体 ３２ ケース ３３ 突起部片 ３４ クランプ ４１ シールリング

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中の穴内で使用するパッケージにおい
   て、引張り強度の大きい可撓性の織物で作られた軸方向
   に細長いケースと、前記ケース内に配置されて電気信号
   を発生するか或いは電気信号を受信するための装荷物
   と、上記装荷物を取り巻くようにして上記ケースに充填
   されて可撓性の本体を形成するような可撓性クッション
   材の細長い塊とを備え、上記の可撓性本体は加圧流体に
   よってピストンのように上記穴内を推進させて上記穴の
   比較的小半径の曲り部を通すことができ、上記本体の１
   端から軸方向に延びそして上記可撓性材料のケースに固
   定され、前記装荷物に電気的に接続されて上記装荷物と
   地上との間で信号を送る可撓性ケーブルを備えたことを
   特徴とするパッケージ。