JPS6038680A - 試掘井検層ゾンデ - Google Patents

試掘井検層ゾンデ

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JPS6038680A
JPS6038680A JP59139735A JP13973584A JPS6038680A JP S6038680 A JPS6038680 A JP S6038680A JP 59139735 A JP59139735 A JP 59139735A JP 13973584 A JP13973584 A JP 13973584A JP S6038680 A JPS6038680 A JP S6038680A
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JP
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pad
sonde
arm
borehole
current
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JP59139735A
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エルベ、オーメ
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Schlumberger Overseas SA
Original Assignee
Schlumberger Overseas SA
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/20Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with propagation of electric current
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/10Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
    • E21B17/1014Flexible or expansible centering means, e.g. with pistons pressing against the wall of the well
    • E21B17/1021Flexible or expansible centering means, e.g. with pistons pressing against the wall of the well with articulated arms or arcuate springs
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/04Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02Determining slope or direction
    • E21B47/026Determining slope or direction of penetrated ground layers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Geophysics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は全体として、地層を横切る試錐孔がら地層の抵
抗率を測定Jることに関して、更に詳しくいえば、試錐
孔の周囲の1つまたはそれ以上の領域の抵抗率と厚さと
の少なくとも一方を測定することに関するものである。
従来の多くの掘削作業にJ3いては、試εII孔内の泥
水は、泥柱の静水圧が地層の流体圧よりも高いように調
整されている。この調整の効果が第1図に示されている
。第1図は水を含んでいる床層中の抵抗率の半径方向分
布の例を示すものである。
差圧力は泥水を試錐孔が横切っている多孔質地層の中に
浸透させ、それにより泥水の固体粒子が試錐孔の壁面に
堆積して、抵抗率が1【 のマツl G ドケーキを形成する。このマッドケーキは通富は非常に
低い透過率を有し、マッドケーキが成長Jるにつれて浸
透率をかなり低下させる。しかし、地層の試錐孔にすぐ
隣接する部分においては、地層水の全一(と炭化水素(
もし存在すれば)の全ては濾過にJ:り洗い流される。
この領域はフラッシコfk’+域ど呼ばれ、それの抵抗
率はRxoどして表される。試錐孔から更に遠去かるに
つれ(地層流体の移動はますまり不完全となり、RXo
がら、泥水が浸透していない地層の抵抗率Rtまで抵抗
率がしだいに変化Jる遷移領域が生ずる。浸透の横方向
の深さは一部は地層の透過率に依存し、かつ棒め°C変
化しやすくて、1cInから数10cmまでの範囲に及
ぶ。
いくつかの理由がらRXoの測定は重要である。
浸透深さが適IJltであるど、Rxoの値を知ること
にJ、す、炭化水素の飽和に関連する真の抵抗率[り、
を−囮正確に決定づることか可能どなる。また、飽和を
iit 1′iI!lるためのいくつかのh法には比1
’< xo/ 11 、が入れられる。また、きれいな
地層におい−(は、泥水ti+過飽和「sxo」が既知
であるか、it nできるしのとすると、Rと泥水1戸
 O 過の抵抗率l’ Rm r Jから地層係数Fをuln
できる。この地層係数Fから孔隙率の鎮をめることがで
きる。Rxoデータの最近の応用は中性子1」グと密度
ログに及は1炭化水素の影響の完全な評価に関するもの
Cあって、SΔI(Δ[3△NDおにびC0RIBAN
D”す乙ビスの重要な部分がアメリカ合衆国デキ→ノス
州ヒユーストン所在のジュランバーガー”Tり/ロジー
礼(SchlumbergerTecl+nology
 Corporationon)から入手できる。更に
、炭化水素の可動性を理W?づるためには1(8゜とR
5の比較が有用ぐある。
Rxo測定の有用性を認識りるのに加えて、試錐孔の直
径と流体の浸透深さを決定りるために、試錐孔の周囲の
物質の゛市気低抗牢の横方向不連続の場所を示す情報を
得ることに先行技術が関心を有している。たとえば、米
国特泊第2,754゜475号には、それぞれの球状殻
の中に含まれている試錐孔流体の平均抵抗率ど地層の平
均抵抗率を、複数の試錐孔場所にわたって測定りること
により、試錐孔内と、試錐孔を囲む地層内どの連続して
変化する横方向深さにおいて抵抗率測定を?jえること
が開示されている。それらの球状殻は、基111L内の
流体内の入力電極により発生される。
周囲の地層を通ってほぼ半径方向に集束でる電界により
設定される。試錐孔の半径と、浸透深さと、浸透され4
1い地層の場所とは、表示中に現われるffFの不連続
を識別Jることより決定できる。
しかし、浅い浸透の測定には壁に接触するパッド装Ff
が最す適切であることが認められている。
多くのその」:うな装置が提案されており、そのうI3
の一例が米国時ご1第2.6(39,688号に開示さ
れ−(いる。この米国時9′1に開示されている実施例
の1つは、1個の電流電極と2個の電位測定Xlf極を
含む3電極系を含む。電流はケーブルを通じて戻される
。この装置により行われる測定は種々の浅い横方向探査
深さにお【〕る抵抗率を示す。
1つの探査深1徒は試錐孔の壁におりるマッドケーキの
111定厚さにばば等しく、他の探査深度は、泥水か液
の浸透されIこ地層の隣接づる部分の少くとも一部とマ
ッドケーキを含むように僅かにより深い。試錐孔の壁に
マッドケーキが存在φることは地層中に泥水か液が浸透
したことを示すから、そのようにして得られた測定1(
fを適切に解釈することにより浸透性地層を識別できる
。更に別の浅い横方向探査深度にお【プる第3の測定に
より、浸透性地層の識別も容易となる。たとえば、米国
時的第2,965.838号参照。
しかし、RXoの値を正確に測定づるためには、測定値
は試錐孔により影響を受【)てはならず、または測定i
&を訂正できな(プればならない。種々の浅い横方向探
査深度において行われる測定・は、少くとも1つの測定
伯がマッドケーキの抵抗率。
を生ずる時に訂正できる。たとえば米国#s fl第2
.965.838号参照。しかし、Rxoの測定値に及
ぼす試錐孔の影響は、測定電流が流れる経路を制御する
ために集束電流を使用りることにより最小にできる。マ
ッドケーキが厚くなるにつれてとくにひどくなる試錐孔
の影響は、地層の測定値がマッドケーキの抵抗率により
大幅に影ν古されるように、マッドケーキにより形成さ
れた比較的低抵抗値の経路により測定電流が側路される
時に生ずる。この問題を解決するためにいくつかの装胃
が提案されている。米国時11第2,712゜629号
に開示されている集束パッド装置は、塩分を含lυでい
る泥水で、マッドケーキの厚さが最低から中間の場合に
とくに適当である。米国時r[第3,132,298号
に開示されている集束パッド装置においては、比較的厚
いマッドケーキにおいて満足に動作づる装置が提案され
ている。最近、とくに、厚いマットにおいてRXoの測
定確度が高いパッド装着電極装置が開発されでいる。
この新しい1Φ類の検層装置は球面状に集束される装置
ど呼ばれ、米国特許第3.760,260号に開示され
ている。球面集束装胃はRxoはもちろlυ、マッドケ
ーキの横方向厚さを決定する/Cめにも15!案されC
いる。たどえば、米国特許第3.973,188号参照
。それら全ての集束微少抵抗キ装置は、あらゆる条fl
の下rl確な[くx。llOをりえるものCはないが、
ある条flの下e良好な1<Xo測定fliを与える。
Q?接触バッド装置はディップの決定にも用いられ(い
る。ディップメータとして知られでいるディップ測定装
置(よ、試錐孔の2本のプ」交づる直径上で試錐孔の壁
にとりっ(プられる4 11!、1のパッドを用いるの
が特徴である。典型的には、各パッドはトランスデユー
サを含む。そのトランスデユーサノはパッドのすぐ近く
の地層の特徴の測定を行う(たとえば、米国特許第3.
060.373号参照)。床層の境界の間の境界策定を
改善りるために、個々のパッドに1個以上の電極を段【
プることかできる(たとえば米国特W1第3.060.
373号参照)。また、ノイズにすbディップメータの
信号を強くりるためにパッドに1個以にの電極が設けら
れる(たとえば、米国時V[第3.521゜154号参
照)。いわゆる「ヨーヨー」効果によりひき起される速
さの変動を烈くりために個々のパッドに1個以上の電極
が設置ノられる(Iことえば米国特許第3.521.1
5/i@参照)。あるいt、艮、地層特性の垂直方法の
変化に対応りる信号v1徴を一層細かく相関できるJ、
うに、各パッドに1個以上の電極を設けることができる
ディップルータ装置は、測定電流が隣接りる地層の中に
横方向に知覚できる距離だ番ノ入りこむように7111
1定電流を拘束りるために、受動的に集束さけられる電
極装置を使用づるのが普通である。通1;1は、電流集
束電極は、パッド面の大部分を形成Jる金属失血である
。パッド面の中央部には絶縁層にJ、り覆われるくほみ
が設けられる。そのくぼみの中には、絶縁体により金属
パッド本体から絶縁され(、測定電極が設りられる。そ
の測定電極から流されlこ測定電流は、集束電極から流
された゛電流ににす、隣接づる地層中に横方向に浸透さ
せI)れる。別の集束電流をディップメータ・ゾンデポ
ジーのη電面から流りことbできる。1個以上の測定電
極が設置Jられる場合には、それぞれの測定電流ビーl
)が集束電極から流され!ご電流にJ:す1−記のJ:
うにし−C集束されるように、付加電極は集束電極にに
り完全に囲まれる。電流は、米国特J1第3,060,
373号に開示されているように、多心ケーブルの下端
部に設りられている戻り電4!Bを経て、または米国特
許第4,251.773号に開示されているように装置
のボデ一部材を経て、戻ることができる。
従来のディップメータ装置におい”(は、地層内で測定
電流ビームが受ける電気抵抗値のかなりの部分が地層の
汚染されていない部分(その部分がマッドケーキと、浸
透された領域とににり試錐孔自体から隔てられているど
しても)にJ、り寄与されるように、測定電流ビームは
集束されて、パッド部材の前方の地層の中に比較的深く
浸透覆る。
更に、全ての測定電流の集束と浸透深さ覧よ、ディップ
決定を容易にするためにほぼ同じであり、多電極パッド
装置の場合には、ノイズ1]浦しど、速さ修正と、諸特
徴の細かい相関どの少くとも一方を容易に−4るために
全ての測定電流の集束と浸透深さはほぼ同じである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、以下に説明づるにうな種力1のパッド
型ゾンデに使用するのにとくに有利である、パッド型ゾ
ンデ用のアームを得ることである。
本発明の別の目的は、比較的長いが、検層ゾンデ内で最
小限のスペースを占めるアームを得ることぐある。
〔発明の概要〕
本発明にJ:れば、試錐孔に沿っC移動さけられる柵長
いボデーと、 基111孔の壁に接触さlられる測定パッドと、このパ
ッドを支持し、そのパッドを横方向へ延長さけるために
11θ記ボデーにl[?iされるアーム装胃どを備える
試掘月検層ゾンデにJ3いて、前記アーム装置は、 移動i1能な部材をイjりるアクチュエータと、前記ア
ームに枢着され、かつ前記移動可能な部材に&T「実に
連結されるバックアップアームと、このバックアップア
ームを前記ボデーがら外方へ帖移さ「(、前記試錐孔の
壁の前記パッドが接触している部分とは直径方向に艮対
側の壁に1区触さμる/、=めの弾力手段と、 を1イ11え、前記移動可能な部材は、前記弾力手段の
作用に抗して前記バックアップアームを引きこめるJ、
うに選択的に動作できる、試把井検層ゾンデが得られる
本発明は壁に接触り−るパッドを用いると右利である・
それにより、パッドどゾンデのボデーは協働しで、パッ
ド上に設【〕られている電流電極から流された測定電極
を良く集束できる。絶縁部にJ、り互いに隔てられてい
るゾンデボデーの2つの導電部によって集束が部分的に
行4っれる。パッドどゾンデは、上側ゾンデ部分からの
集束V「川が、パッドの下側部分から流れた電流に対し
ては比較的弱いか、無視でき、かつパッドの子側部分、
がら流れた電流に対しては比較的強いにうに、相対的に
長手方向の位冒に保たれる。本発明に従って、アームm
構と一体のパッド支持アームに沿って使用することによ
り、相対的な長手方向変位が適当に一定に保たれる。
以下、図面を参照して本弁明を訂しく説明りる。
試錐孔8+ll定装置10の一実茄例が第2図に示され
ている。測定装置1oは地上から試1j7L12の中に
鋳ろされる。試錐孔12の中には適当な掘削泥水が満た
される。地面に最も近い測定装置10の端部は、外装多
心ケーブル16により、地面に設置されて測定装@1o
を試錐孔12の中で昇降させるための装置に連結される
。ケーブル16は滑車18を通って適当なドラムおよび
ウィンチ機+i420に巻きつりられる。ケーブル16
の心線と、地表面におりるテレメータ、制御および電源
の各回路24どの間の電気的接続はケーブル22と、ド
ラl\J5よびウィンチ機構20と一体の多素子スリッ
プリングL13よびブラシ接点アセンブリどにJ:って
行われる。ウーブル深さ情報は測定輪26にJ、す11
ノられて、ケーブル28を経てテレメータ、制御J3J
:び電源回路24へ供給される。地層14の14徴につ
いての情報を含んでいる測定装ff110からの信号が
テレメータ、制御おにび電源回路24から113L7ツ
リ26へ与えられる。地層特徴対深さの記録がブロセッ
1す26により発生され、表示器28へ与えられる。
(ll(IA宰ゾンデ(13J:びバッドの実施例)測
定装j!i 10は、測定装置10に電力を供給し、か
゛〕測定装同’I Oの動作を制御して測定信号を予め
処理し、地下の電子装置とケーブル16の間でテレメー
タ・インターフェイスを行ういくつかのカートリッジ3
0を含むいくつかの部分と、本発明に従って測定信号を
発生Jるゾンデ32どを含む。ゾンデ32は長手方向に
隣接うる3つの11I長い部分34.36.38を有J
る。部分34゜38はステンレス鋼のような導電性金属
で作られる。部分34と38の中間に配置される部分3
(3は絶縁機能を行う。前記米国性I[第3,060゜
373号明細書に開示されている1つの適・当な装置は
、部分34.38の突出部分の周囲に配置されるエポキ
シ樹脂または樹脂製のスリーブを含む。
部分34と38は互いに絶縁されて結合される。
部分34はアーム4Dをバックアップアーム44を更に
支持する。そのアーム4oに壁に接触りるバッドづなわ
ちスキッド42が連結される。アーム40とバックアッ
プアーム44は、試錐孔12の中でゾンデ32を偏心さ
せるために、なるべく協動させる。ゾンデ32とバッド
42は、それぞれの中心を通る対称平面のほぼ周囲にア
ーム10により保持される。部分34.38にそれぞれ
固定される2個の摩擦シュー46.48が、ゾンデご3
2が試錐孔12の壁に接触゛することを阻止するIこめ
に設置)られる。それらの1?擦シユー46゜1(3は
シン7″32の中心軸に対してバッド42どと1)に角
度をイにすJ:うに整刊さUられる。シュー46.4L
3は青銅のJこうな低摩擦月利で作られて、検層作業中
に試8+1孔12の中を測定装置10が垂直り向に動く
時の1?!擦を小さくづる。
バッド42の具体的な例を第3,11図に示す。
IIa図にはバッドの正面図が示され、第4図にはバッ
ド42に断面図と、関連りる電子装置のブロック回路図
が示されている。バッド42はそれの動く方法に細長く
、試錐孔12の壁のわん曲に合わせCそれの外面はわん
曲さUられている。バッド42の円錐台形の上面部分5
0にJ、す、測定装置110が試錐孔12の中を地面へ
向って動く時に、バッド42が試錐孔12の壁の上にの
ることができるようにされる。上面部54はバッド42
の部分50とともに大きな集束電極として機能する。
バッド部分50.54は青銅または軟鉄のような良導体
で作られ、ケーブル92によりバッドの電子装置74に
結合される。上面部54の中には3個の電流電極56a
、56b、56cが長手方向に配置される。各電極は上
面部54と面一に装置され、それぞれの絶縁支持体62
.64.66により上面部54から電気絶縁されて支持
される。
ステンレス鋼で作ることができる電流電極56a。
56b、56cはA raldite (商品名)のよ
うな電気絶縁体76.78.80の中にそれぞ・れ埋め
こまれる。電流電極56a、56b、56Gはそれぞれ
電気ケーブル68.70.72によりバッド電子装置7
4に結合される。バッド42のT面部82は硬質ゴムま
たはエポキシ樹脂のような絶縁体で作られる。下面部8
2の中央部に【ま戻り電極84が配置される。その戻り
電極84はLラミック材料製の絶縁支持体86により支
持され、A raldite (商品名)のような絶縁
体8(3の中に埋めこまれる。戻り電極84はケーブル
90により電子装置74に接続される。検層作業中に測
定装置10が試錐孔12の中を動く時に、円錐台形状に
テーパーを成している下面部52がバッド42を導く。
ゾンデ32の典型的な寸法は次のとおりである。
ゾンデ部34,36.38の長さ100cm(39゜3
フインチ)、20cm(7,9インチ)、100cm<
39.3フインチ)。ゾンデ32の直径は10cm(3
,9インブ)で、試錐孔12の壁から、ゾンデ32とパ
ッド42の中心軸により定められる平面内で、通常は5
cm<2インチ)だけ離れる。
パッド42の典型的な5」法を上次のとJ5っである。
電流電極568〜55 Cと84の直径は0.5cmで
ある。電流電極568〜56Gは戻り電極84からそれ
ぞれL a = 6 、5 cm 、 L b = 9
 、5 cm 。
L、C= 12.5cmだけ長手方向に隔てられる。長
さは、面部54,50が13cm、面部82.52+:
L ’I 3 cm Fある。典型的な約20cm(8
インチ)の試tit孔の場合には、面部54.82の特
性半径(、L約1 ’l 、 4cm <4.5インチ
)r、横方向の延長(、L±25旧である。
ゾンデ32に関連りるバッド42を動作させるだめに適
当な電子装置が第4図に参照番号74で全体的に示され
ている。信号発生器94が電流をバッド42の部分54
に供給するとともに、測定信号回路96a、86b、9
6c7それぞれ介して電流電極56a、56b、56c
へ供給づる。
その電流は戻り電極84を経て信号発生器94へ戻され
る。その電流の周波数は−I O10l−1zである。
測定信号回路96aの詳細を第4図に示づ。測定信号回
路96b、96C1,Li1l!l定44号回銘96E
1とほぼ同じである。信号発生器94からの測定電流は
入カドランス98を介して電流゛電極56Gへ与えられ
る。入カドランス98は信号を可変利得分離前置増幅器
100に結合りる。この増幅器の利得などは地上から構
成される装置増幅器100の出力は位相検波器102へ
与えられる。
この位相検波器は信号発生器94からも信号を受りる6
位相検波器102は測定信号のうち、信号発生器94か
ら供給される電流と同相の部分の1)を測定する。位相
検波器102の出力は低域フィルタ104へ与えられる
。このフィルタは受けた(it号を積分し−(、検波さ
れた測定信号の振幅を表づ振幅を右りる信号を発生りる
。その積分された測定信号は出回路106へ与えられる
出回路゛106は、積分器108により積分された(i
j Q発生it!+94の出力信号も受【]る。電流電
極5 (S に E J:り測定されlこ児か(Jの抵
抗率を承り出回路106の出力は増幅器108で増幅さ
れ−C信!4 Rcどなって地−ヒヘ送られる。入力1
−ランスり )! ト:ii+ ii’l J曽幅N 
’I 001iL 1311 ’Ai ’!l ルハッ
t’ (1) ’J シろ0j11にどりつ(Jられる
のがM通である。測定回路9 (i (:の電r1・麺
fFlの残りは測定装置−10の電子カー1−リッジ4
1Jゾンデ32の中に納めることもできれば、パット4
2の中に納めることもできれば、バンド42のうしろ側
にとりつりることもできる。
信号発生器94からの電流は、以下に説明Jるように、
集束を改49りるIこめに、ゾンデ部34へbりえられ
る。信号発生器94へ戻る電流はゾンデ部38に接続さ
れているように示されているが、測定を大幅に劣化さU
ることなしにその接続を省くことができる。
ゾンデ32の動作原哩が第2図の右側部分に概略的に示
されている。電流型II !:+ 6 a〜56cどパ
ッドの壁接触部54およびテーパー状面部50から出た
電流は記水と、マッドケーキと、地層の少くとも一方に
流れ込み、戻り電極84とゾンデ部38を通って信号発
生器94へ戻る。表面部分54に形成される。したがっ
て、表面部分54の種々の部分からの電流路が形成され
る。それらの電流路すなわち電流密度分布はノットケー
キJj J、び浸透領域の厚さと抵抗値、J3よび真の
地層の抵抗値に依存りる。電流型4Ii56 a 、5
6 b 、 56Cは表面部分54の電流密j良がしだ
いに低くなる領域に位置させると有利である。それらの
領域はしだいに深くなる探査深さに関連づる。図に(5
L電流電極56a、56b、56cが表面部54の長手
方向に沿って一定の間隔で配置されている様rが示され
ているが、後で明らかになるようにそのように配置する
必要番よない。電流型44Ia)fj )J 、 56
Cから流れ出た電流は監視され、それぞれ見か(Jの抵
抗値Ra 、 I< b 、 I’< Cとして表面へ
戻される。電流電極56a〜56cからの電流は、表面
部分50.54からの電流から集束さけられ、かどゾン
デ部34からの電流からb集束させられる。
ゾンデ部34からの電流は測定電流をゾンデ32しバッ
ド42との中心軸を通る平面へほぼ拘束りる。この特定
の構成によりビームの拡がりが最小限にされ、測定電流
の集束が改善されるから有利℃ある。ゾンデ32を図示
のように偏心さUることにより、ゾンデ32のボデーを
バッド42から(まは一定の短い距i11の所に保持り
ることにより、集束を更に改善できる。
1<xolIllの図式解決を第5図に承り、この図は
4iY+軸に比Ra/Rbをとり、縦軸にR6/R,を
と−)たリイクロンヂ11−トを示す。それら2つの比
のそれぞれの1111の交点がFl x oと[<L/
[くX。
のl1ljを示づ。1(t/RXoの賄が第5図にかっ
この中で示され、左から右へ移動りるにつれてその愉は
2から200になる。hxoの値に右から左へ移動する
につれて0.5から8.0になる。たとえば、ゾンデ3
2がR8/Rb比3.5、R6/Rb比2.5を示すと
、第5図のグラフからマッドケーキの厚さが2.Ocn
+で、Rt/1(Xo比が20であることがわかる。見
かりの深い抵抗率が既知であるとするとくこれは米B1
特許第3.772,589号に開示されCいる深く集束
された電気的測定装置、またはその他の電気的誘導装置
により測定される)、Rx値の近似値は直線的に得られ
ることになる。その後でRXoどRtの正確な値を反復
的に決定(゛きる。
第5図に示すグラフを形成づる7jめ、およびそのグラ
フを使用するIこめに上に記したのと類似の方法を、第
2図のプロセラ1)に組込まれ−(いる自動表調査プロ
グラムの形で実現できる。プロセラ1す26はたとえば
適当な汎用デジタル]ンピニ1−タで構成できる。適当
な調査表を作り、格納し、かつ使用するためにプロセッ
サ26をプ[コグラミングするための簡単にした流れ図
を第6図に示づ。
最初のステップ110は問題を適当に定義づる、ずなわ
ち、ゾンデと地層を定性する。ゾンデ32(よ11(周
波装置と考える。それの数学的な表現は電位理論にお1
]る堤界偵問題である。これは一種のビ1す目的な数学
問題である。ゾンデ32は、円筒座標系の回転軸上に中
心を置いていると仮定されている心棒と考える。軸方向
で、ゾンデの中間部は絶縁され(部分36)、それに隣
接づる端部(部分3/l 、 38 ) LL引I(・
ある。ゾンデ32は試錐孔流体ツtT4つら部側泥水に
にり囲まれる。その11h1削記水tまマッドケーキと
、浸透されIこ領域と、1’lL (>れ(いない地層
との同軸環により囲まれる。
ジノF32のボデーの半径tよ5 cm (’ 、ゾン
デ部分3/1.30の長さは100ca、ゾンデ部分3
6の長さt:L 20 cmである。バッド/12は絶
縁中間部とン!ン電19暢:部を41!Jる6のと考え
られる。バッドll 2 f、L試錐孔12の壁に押し
つ番ノられる。ゾンデ321J重II’! −’CiF
)って、ゾンデ32どバッド42の中間点を通る水平面
に関してゾンデ32とバッド/I 2 lit対称的に
配置される。バッド32の長さは32 cm (’ある
ように選択される。バッド42の導電面は幅が0.5c
Inで、3rA離れている電極を含む。対象とする電極
は絶縁部に最も近い各導電面上の3個の電極である。ゾ
ンデの上側部分と下側部分にそれぞれ電気的に接続され
る。このようにすると、バッドの下側部分まIご【よゾ
ンデの下側部分38が電流戻り路としてl幾能づるか、
細長い電流戻り路が1つの戻り電流路につぶされるよう
な構成を満足に表す。
talc XO’ RrT1c’ RXO9R1の1組
h 、h の値がステップ112において選択される。また、ステ
ップ゛114に45いて、周知の数(1r1技術である
有限要素法を値の境界問題に適用りること【こJ、す、
合成比Rb/RaとR6/((bを決定りる。ステップ
116に、i3いて、IRXoどR(/RXoのIil
+を合成比Rb/RaどR6/R8の関数としくメモリ
に格納する。ステップ1゛18にJ3い(、希望リ−る
分解能のグラフを作ることができるJ:うにりるために
、パラメータhとIくの部分な数の値が選択されたかど
うかについての検査が行われる。
もし十分な数の値がないと、ステップ112゜11/I
、116.118が肖び実行され’ hrTI C1I
I 、h Rの値をめる。十分な数の値XOX’ 1 がil(択されたとすると、調査表が完全であると考え
られる。それから、Rよ(深い部分の測定装置ににり測
定される浸透されていない地層の抵抗率)の測定ど、R
8、Rb1Roの測定とがステップ120.122にお
い(行われる。プロレツリー26がステップ124にJ
3いて比R8/Rbと1(。/Rいを形成し、ステップ
126において調査表を調べてhXoとRt/[<xo
の値を見つ【)る。それらの値を正確に11ノることが
できないとづるど、jロセッザ26(よ補間してhXo
とRよ/[くx。の116を決定する。R、、/ RX
oの値が得られると、ステップ128において](Xo
の値が直線的なやり方で決定される。
本発明は、”xoをより正確に決定するため、または浸
透抵抗率輪郭を臂るために、3個以上の電流電極を使用
することも行うbのである。この目的に適当な装置は、
パッド42に電流電極が附加されていることを除き、第
2.3図に示す装置に非常に良く類似する。
3個以上の電流電極からの信号を処理するfcめの別の
処理技術を第7図に示ず。第7図においてはプロセラ勺
26は次のようにしてプログラムされる。ゾンデと地層
の形状がステップ140において定義される。その形状
は、電極が仮定されていることを除き、第2図および関
連するチー1−ストに記述されているようなものである
。各電極の=J法は幅が約0.5on(0,19インチ
で、約1.02cm(0,4インチ)隔てられる。パッ
ドの電流発生部の全長【ま約20.2cm (7,95
)インチである。戻り電極と最も近い電流電極の間の距
離は約10.2r:m(4インチ)である。心棒の直径
は約10.2CII+<4インチ)、長さは約162.
6cm(64インチ)で、長さが約45.7CIl+(
18インチ)の絶縁部を有する。
本発明を説明するために、1度なコントラストを有する
簡単な問題について説明りる。ステップ142において
定義される抵抗率輪郭を第8図に示すような階段状のも
のであると仮定する。試錐孔の11(抗率F<。、と真
の抵抗率Rtを別の装置で測定りる。抵抗率R(1)、
R(2) 、R(3)が人知で、仮定した厚さhl、h
2、hxoを有づる3個のI+11心環すなわち層を定
義づる。初めの2つの環は2つの厚さのマッドケーキま
たはスタンドオフとマッドケーキを入り。第3の層は浸
透領域を表り。この浸透領域の厚さはある特定の測定装
置に対νる既知の測定深さである。この問題は、変化り
るスタンドオフJなわちマッドケーキが存(Iりる場合
に特定の測定装置に関連する](Xoを見出りという実
際的な状況を表ジ。詳細な浸透抵抗率輪郭を表りJ:り
複雑なモデルも希望によって1;k ’jL’、 n 
Pきる。
前記したある種のパラメータの値を設定するたメニ、前
nt米国特許第3,772.589号にfil示されC
いる深い試♀11孔探査電気装貿J3よび泥水11(I
j’t+測定装置NのJ:うな公知の装置にJ:す、ス
テツノ114にJ3いてR1とRrrlが測定される。
測定Rjfi¥f10は与えられ/j深さに13いて1
0種類の見かりの抵抗率Ra〜Rjを測定づる(ステッ
プ146)。それから、ステップ148においてR(1
)、R(2>、R(3)の最初の値を仮定する。それら
の仮定したゼ1を基にして、二次限有限要素コードを用
いてRa〜Rjの合成値を泪算する。それらのいくつか
の適当な変史例が血染的に入手できる。まIc %それ
らの仮定した(「1を基にして剰余関数がステップ15
0において発生される。その剰余関数は測定電流Ra−
R,と合成電流Ra〜Rjとの差を電極ごとに81算り
ることにより形成されるベクトルである。
ステップ150において発生される剰余関数は、L e
venbcrg −M arquard+t フルゴリ
ズムヲ適用することにより、最小にされる。そのI c
venl+cro−1ylarquardiLアルゴリ
ズムはいくつかの独立度1配の関数を最小にJるための
周知の手順である。、そのアルゴリズムは、次の反復の
ためのil 棹と、剰余関数の次の最小化とに加える変
更を決定するために有限の差を用いる。収斂がステップ
154においてテストされる。そのアルゴリズムが収斂
しむいとりると、lで(1)、+で(2)、R(3)の
賄がステップ156において変更され、ぞれからilj
ひスフツブ150においてRa〜Rjの新しい合成蛸と
新しい剰余関数が発生される。収斂が起上ざる。して゛
ステツブ150,152.15/l。
1 ’、j 6がくり返えし実行される。収斂が起きる
と、スjツf15Bにおいて与えられた深度にお【ノる
1りX。が記録され、かつ希望にJ:つては−での深度
にお()るR(1)どR(2)の値が記録される。
次に第9図を参照りる。この図には測定深度とパッドの
長さどの比が非常に高い本発明の装置の別の実施例が示
されている。満足できる測定深度がλυいパッドににっ
て達成される。その短いパットt、l試錐孔の壁面に容
易かつ確実にとりつtノることがCさる。参照番号20
0で全体的に示されているゾンデが本発明に従って測定
13号を発生する。
ゾンデ200は長手方向に隣接りる3つの細長い部分2
02,204,206を右りる。部分202.204は
ステンレス鋼のJ、うな導電性金属で作られる。部分2
02と204の間に配置される部分206は絶縁抑能を
果づ。それらの部分の適当な構成についてはゾンデ部分
36に関連して説明することにする。部分202は、パ
ッド210が連結されているアーム40ど、バックアッ
プアーム44とを支持する。バックアップアーム44と
アーム40は協働して試Ill孔12の内部でゾンデ2
00を偏心さける。パッド210は収束面部分212と
絶縁部分214どを有する。それらの部分については後
で詳しく説明づる。。前記したように2つのI9!擦シ
ュー46.48が設置ノられる。
特に有利なパッドの構成が第10図に示されている。第
10図はパッド210と、それに関連づる電子装置22
0(第11図)の断面図である。
パッド210は110記したように円?1F形状にテー
パーを成した部分を有することができ、動く1ノ向に細
長い。パッド210の金属面212は試錐孔12の壁面
のわ/v曲に一致゛りるようにわん曲さUられる。金属
面部分212の中には7個の電流電極216a〜216
gが長手方向に配置される。
でれらの電流電極は金属面部212に面一となるJ:う
にしC設番ノられ、廿ラミック素子218Fl b c
と218d 〜21(1(Jにより金属面部212が電
気絶縁される。電流電極216 a〜216gはケーブ
ル2228〜222gによりパッドの電子装置220に
結合される。金属面部212は電流型+4i224.2
26ど、電圧電極22B、230b含む。それらの電極
の目的につい−(は復で説明する。
シンr 200の1!型的な司法1.1次の通り(゛あ
る。
121部分202 、204 、206 (1) 1%
 サGEL ツレぞれ約76.2cm<30インチ)、
約38.1(”1;)インブ)である。ゾンデ200の
直径は約10.2cm(4インチ)で、試錐孔12の壁
面から、ゾンデ200ど210の中心軸により定められ
る平面内で、公称的1.9cm(0,75インチ)だ1
ノ部れる。パッド210の!If!ハシ的な刈払は次の
通りである。部分212ど214の長さはそれぞれ約2
0.3cm(8インチ)、約1.5cm(0,6インチ
)である。典型的な約20.3cm(8インチ)の試錐
孔の場合には、部分212゜214の特性半径が約11
.4cm(’1.5インチ)で、横方向の拡がりが±2
5度ぐある。
なるべくなら、パッド210はウンデ20oの部分20
2,204.206に対しくはば固定された長手方向関
係に保つ。ゾンデ部分206に最も近い絶縁部214の
縁部が、ゾンデ部分202と204の接合部から約2 
cm以内でゾンデ部分202に横方向に交差づる平面内
に存在りる場合に、最適な収束が達成される。1もつど
ら、その2cmという距離は厳密なもので1;1ない。
第9図に示す実施例ではその距離として1 cmが選択
される。
以上説明した構造により、浸透深さが数mmから約20
1Jの電流線が得られる。ごの浸透深さの電流線は、パ
ッド210の長さが約20cmと短く(も得られる。更
に、パッド200の試itt孔の壁面に接触する部分は
、摩耗に極め(強くなtrれぼならないために、はぼ金
属0作られる。
電流電極216a〜216gの\J法と配置は収束面部
分212にお【〕る電流密痕の分イ(1に適含1るよう
にされる。その電流密度分布は電流電極216a〜21
6gから流される測定電流の探査深さに関連させられる
。第13図に示づカーブ2391まパッド210に関連
りるらのであって、電流密度分布J(z)を示でもので
ある。このグラフの横軸は電流密度を対数尺亀で表し、
縦軸は+11東曲部分212上の縦方向性Pi zを表
り一0第13図のグラフ【よRxo/ R、、、。= 
’I OOおよび” Ill に一約″1.3cm(0
,5インチ)を基にして描いたしのぐある。
電流の測定深さは電流密度が低くなるにつれて深くなる
。収束面212のト端部において(第13図では艮手方
向位買z=234)測定深さはlfl (>浅くなる。
この最も浅い魚2334からは、ゾンノ゛部分202ど
収束面部212がパッド210σ月〈■−軸に沿っ(電
流の収束を開始(Jるにつれて、範囲236【こ」:り
全体的に示されCいるように、測定深爪【よ急上昇りる
。範囲238にJζり全体的に示され(いるように、パ
ッドの上側3番目にある最高密度242に達りるまぐは
7(H光密度の上胃はゆるやかであることがわかる。最
高密度242をこえると、上縁部31に近接するにつれ
て電流密度は高くなり、したがって範囲240により全
体的に示されているように、測定深さが深くなる。
種々の測定深さで抵抗率測定を行うJ、うに7個の電流
電極216a〜216gが配回される。第1の電極21
6aは絶縁部214に隣1&りる。第2の電流電極21
6bは絶縁部21 (3a b Cの一部により第1の
電流電極から隔てられ、第・3の電流電極216Cは絶
縁部218abcの別の部分、により第2の電流電極か
ら分離される。電流電極216a〜216Cをこのよう
に密に配置乃ることは、カーブ239の部分236にお
【プる8+11定深さの急激な深さに適合させるもので
ある。それらの3個の電流電極216a〜216cGま
収束面212の下側のほぼ4分の1の部分に配置される
カーブ239の範囲238にJ3りる比較的小さな変化
に適合覆る広い間隔で311^1の電流電極216d〜
216「が隔てられる。カー゛1235〕の最高電流密
度242が含まれる部分240(この部分は収束面部分
212の上側のほぼ3分の1τこス・1応りる)におい
Cは、最高密度242を中心ど・:る密19変化は小さ
いから1個の電極、りなわt゛)s’< 1i* 2 
’l 6す、で十分ぐある。
第10図に承りように、電流?ti極216b〜216
 <Jの個々の特性は、それぞれの測定値のS/N比を
最適にするにうに定められる。とくに、でれぞれの電流
電極216 ;1〜216gの長さと幅は、選択表面の
面積をそれぞれの測定値のS/N比を最高にするために
維持りるように、選択される。電流電極216a−21
6gのそれぞれの11目り(よ、カーブJ(Z)にJ:
り示されているように、収束面212に沿う電流密度の
長手方向の変化と、収束面部21を横切る電流密度の横
方向変化とを基にしている。収束面部212の長手軸に
沿゛51f7買(それらのイψ?胃にJ5いCは電流密
度が八い)1′:おいCは、電流密度はパッドの幅のほ
とんどにわたって安定し、横Iノ向縁部の近くにおいて
のみ大幅に上*−yる。しかし、電流密度が低い位置に
おいでは、電流密度がほぼ安定している収束面部121
の長手軸の周囲の領域は比較的狭い。
電流電極2168〜216gの中心(づなわら収束面部
212の中心)から横方向端部まぐの電流密度の変化が
ある与えられた範囲、たとえば15%、内に保たれるよ
うに、各電流電極の幅が定められる。ゾンデの絶縁部分
214からの距頭が増づにつれて電流密度が高くなるか
ら、電流電極216a〜216gのそれぞれの幅は絶縁
部214からの距離が増すにつれC狭くなる1、、電流
電極216aは、以下に説明Jる理由C1この問語規則
に合致しない。したがっ(、電流電極216aに隣接り
る電流電極216bが、収束面212の幅の2分の1以
上に等しい、)【ヨ人の幅を有り−る。電流電極216
bに隣接りる電流電極216Cははるかに狭く、電流電
極216bの幅の約半分である。このように、幅が最も
狭い電流電極216gまで、電流電極の幅tよしだいに
狭くなる。電流電極216a〜216gはぐきるだり長
くづると有利である。それらの長さは、各電流電極の一
方の長手方向端部から他方の長子方向端部まCの電流密
度の変化が、ある与えられたm以下、たとえば15%以
下、となるようにりるという要求により制限される。以
上の説明から、電流電極2 ’l 5 a〜216gの
長さの変化パターンtよ、4Tるべく幅の変化パターン
の逆にJる。電流電極2 ’I 6 b hX最も短く
、最す長い電極である電極216gまで長さが長くなる
収束面部分212の上縁部に隣接りる電流電極224は
電流密度が比較的高い領域に配置され−C1fi、i高
電流密度に対応りる測定深さに対応Jる測定1+fjを
41−する。電流電極224により行われる測定(ま、
パッド2′10の上側縁部の領域において試錐孔12の
壁面にパッドが接触したのに応じて行われる。パッド2
10が試錐孔12の壁面から離れている揚台には、電流
は掘削泥水を通って流れなりればならないから、電流電
極224により測定される見かりの抵抗率は大幅に変化
づる。したが−)て、′電流電極224ににり行われる
測定により、パッド210ど試錐孔12の壁面との接触
を監視できる。
電流電極2168 G;i電流電極216b 〜216
0について説明した設置1規則から外れる。電流型$4
i216 aは、設J1規則に従って、収束面部分21
2の幅にほぼ等しい幅を右り゛るど好都合であるが、収
束面212の領域を下側パッドの接触を監視するために
用いて、厳しい試錐孔条イ′1の下で測定すると有利で
ある。しlこがつC1電流電極226は電流電極216
aの横に設りられる。、j:fi流電極226を設(プ
ることがCきるように、゛市原電極216aの幅は狭い
。電流電極226は、数ミリメートル台という非常に浅
い所の抵抗率を承り測定値を発生Jる。その測定1「1
は電流電極216aにより得られる測定値とほば同じC
ある。
電流電極216aと226が配置されている収束面21
2の領域内におりる電流密度は、パッドのほぼ全幅にわ
たって安定に保たれることがわかるであろう。したがっ
て、良好な試錐孔条イ′1の下においては、それぞれの
非常に浅い測定値が試錐孔12の壁面への収束面212
の接触に極めて大きく影響されるとしても、電流電極2
16aど226は捧め(類似する測定値を生ずる。電流
型(船216 aと226の一方が試錐孔12の壁に接
m1シないと、その一方の電極により与えられる測定1
1r1は泥水の抵抗率R,,により支配される。その抵
抗率[<Hl ”マッドケーキおよび一杯になっている
領域の抵抗率より通常ははるかに小さい。しかし、ルJ
る状況のトにおいて【よ、た−とえば収束面部2′12
ど試111孔12の壁面どの曲率が一致しない+1.’
l 1.ニi、1.電流型44+ 216 aと226
の一方は試錐孔12の壁面に接触しlζ:l: 二lぐ
あるuIことえば、試?il孔12の!V而の曲率が収
束面部212の曲率J、り人さいど、収束面部212の
中央部が試錐孔12の壁面に1a触しない。ぞのJζう
な状況におい((よ、電流電極226は試♀It7L1
2の壁面に接触し、電流型14!21(3aからの測定
値に欠陥があっ(0,満足な測定が行なえる。史に、電
流電極216aと226のそれぞれの測定11aの大き
な差が不完全な接触を承り。それら2つの測定値を比較
りることにJ:す、パッド210の周縁部と試錐孔12
の!F 17iiどの接触が監視される。
収束面部212の下側領域にd3いては電流密四が非常
に高いから、電流電極21f3a、226から得られる
測定信号のS/N比は、電流電極216a、226の幅
が狭くてb1受り容れられなくするほど低くはならない
。収束面212の電流密度が高い他の領域に別の横jl
N極を設りることができる。たとえば、電流電極216
 bのレベルに第2の横電極を配置でき、電流電極21
 C5cのレベルに第3の横電極を配置できる。
電流型tU216a、226ににり与えI:)れる測定
値に及ぼされる泥水の抵抗率の影響を小さくりるために
、絶縁面部214に電圧測定電極228゜230が配置
される。それらの電極228 。
230には電流電極216a、22Gがそれぞれ組合わ
される。電極228と230は、パッド210の長手方
向において、絶縁面部211の横方向中心と、電流電極
21Cia、226にそれぞれ整列させられる。
電圧電極228,230は泥水の影響を修j1(゛きる
ようにするそれぞれの電圧測定110をI’5える。
1.1を電流電極2 ’l 68から流されI、:電流
、■を収束面部212と電流電極216a〜216Cl
22/I、226に与えられた電圧とり−ると、電極2
16aから4E1られる見かけの抵抗率測定値Rati
t次式で句えられる。
Ra−ka(v/la) (1) ここに、haは一定の係数である。泥水の補正は(1)
式を次式のように置き換えることにより行われる。
R”=k (V−V )/l (2) a a m a ここに、vITIは電圧型44+228から得られる電
圧測定値である。補正は電流?ti極216a、226
からの非常に浅い測定値に対して少くとし行われる。希
望によっては、補正は他の電流電極からの測定10に対
して行うことができる。
バッド210をゾンデ200に関連して動作させるlこ
めに適当な電子装置が、第11図に参照番号220で全
体的に示されている。信号発生器95ど同じ特性を有り
る信号発生器250が電流を測定信号回路2528〜2
52a、254゜256(図示せず)を通じて収束面部
212と個々の電流電極2168〜216q、224゜
226(図示せず)に供給する。各測定信号回路252
a〜252Q、254,256は測定値2;回路96C
(第4図)とほぼ同じで、関連する入ノJトランスと前
置増幅器は、バッド210の本体内に含まれている耐圧
金属管260の内側になるべく設りるようにする(第1
2図)。バッド210は導電性金属の側縁部261.2
63ど、導電性金属製の背面部265とを含む。こうす
ることにより、ゾンデ200とバッド210の間の距離
の変化の彰費が最小限に抑えられる。バッド210の内
部スペースには硬質ゴム、エポキシまたは油を満すこと
ができる。電流はゾンデ部分206を経て信号発生器2
50へ戻される。ゾンデ部分202へは別の周速電流も
供給される。その周速電流はゾンデ部分206を経て戻
される。
電圧電極228は前置増幅器258に結合される。
前置増幅器258はパラメータ■rnの値を供給りる。
電圧電極260と関連Jる電子装置は前記したのど同じ
であるから、図示は省略づる。
ゾンデ200の動作原理が第9図の右側部分に1■略示
されている。ゾンデ32(第2図)の動作原理に非1:
1に良く類似りるが、ゾンデ200はより深い測定深瓜
を右りる。収束面部212の上側1g′!域からの電流
路262,264は強く集束されて、浸jへされている
領域を(よば通つ(地間の中へ深< ?2 ’fi ’
Jる。電流路266.268.270に、1.1)示さ
れているように、収束面部分の中央領域にお1ノる収束
は適麿である。収束面部2″12の下01す領域からの
電流【、L非常に弱く収束され、電流路27211、り
示されているように非常に僅かしか?長辺しない。電流
電極2 ’I 68〜216gと226から111られ
、電圧電極228.230にJ:すil、l 1.−、
れlこ811+定(1(1により修I[されI、:複数
の児かりの低1!°1率測定1111は、ゾ1ルッリ2
6においてはぼ先(・−1v明したようにして処理され
、希望に応じ(l〈1.。JL /=は抵抗率輪郭を牛
fる。
(、r−へ普又INM) シンy′32とバッド42およびゾンデ200とバッド
210の長手方向位lは互いになるべく安定に保つ。こ
こで説明しCいるゾンデの実施例にとくに適当なアーム
機構が第14〜16図に示されている。希望の安定性と
偏心重を長いバッド支持アームの使用により達成しなが
らゾンデのボデーの比較的短い部分の中に納めることが
でさるアームmmは、他の種類の偏心ゾンデに使用する
のに適当である。
バッド延長モードにaハノるこのアーl\機構の(−1
成を第14図に示り。アーム300の端部がバッド30
2にとりつ(〕られる。アーム300はピボツ1〜30
6によりゾンデボデーの上側部分30 /1に枢着され
る。アーム300はバッド302がら最も離れている側
の端部に一体延長部308をイ1りる。その延長部30
8は、シンデボ)−の上側部分304に固着されている
壁部分31/Iに形成されている穴312を通る【」ツ
l’ 3 ’I Oにより、ゾンデの上側ボデ一部分3
04に弾力的に連結される。ロンド310の一端部にピ
ボッ1〜316がとりつ()られ、したがって1]ツド
310はアーム30 r) t、、:夕・I Ll (
her:回運動(゛きる。ロッド10の他喘部(Jはス
トツゾカラ−318が形成される。そのストップカラー
に4.L1王ildばね320が接触さμられる。王の
El’ 1liiばね320の(I!!端部は前記壁部
分3314に1区触させられる。
ノI−ム300は、地−1−の装置から制御される単動
アクチュエータのボデー322によりG、Iは構成され
る。でのアクヂュJ−−タは、ピボット306に近接り
る部分から突き出でいるr「動棒324を変イずlさU
るように動作できる。アクチュエータは甲1すJ油月−
ジ1!ツl二または単動電気ジ17ツキで構成ぐさ、【
1ツド324はジ1zツキのiり動部材に固定さ1しる
。そのJ、うむ装giは+71知の6のである。
パッド302は2個のリンク328.330にJ、り端
部326に連結される。端部326はアクヂ」」−−9
のボデー322に固着される。上側リンク328は、ビ
ボッ1〜332により端部326において関節状に動り
るようにされ、ピボット334によりパッド302の上
側部分で関節状にfIJlするようにされる。下側リン
ク330はピボット336により端部326において関
節状に動(プるようにされる。下側リンク330の端部
338は、パッド300の後部に形成されている絹長い
スリット340の中を摺動ひきる。板ばね341が端部
326に固定され、パッド302の後部のほぼ中間部に
連結される。板ばね341は弾力的な力をパッド302
に加えて、そのパッド302を試錐孔12の壁面に接触
さける。リンク330の端部はパッド302に対し−C
摺動できるから、パッド302はピボット334を中心
としで限られた旋回運動を行うことができ、しIこがっ
Cゾンデのボデー軸線に対して角変位しで、試tlt孔
12の壁面の輪郭に最も良く適合さけられる。更に、ア
クチュエータのボデー322の外側には、試錐孔12の
壁面に接触づる/jめの突出部月342が設けられる。
バックアップアーム344がピボット346によりアー
ム300の延長部308に枢着される。
バックアップアーム344は、ビボッ1〜346をこえ
た部分に、フォーク状延長部348を含む。
このノA−り状延長部に(よ、作動ロッド324に固定
されでいるベツグ350が摺動できるようにしくはめこ
まれる。7−ム300の延長部3081J固定される4
にばね352の端部に1−ラー354が設i−)られる
。このローラー354はバックアップアーム34/Iの
内面上を転動づるから、バックアップアーム344はゾ
ンデのボデーから引き前される向きに弾ツノ的に偏倚さ
Uられる。
ゾンデのボデ一部304の下側部分は引き込められIC
時にパッド302どアーム300およびバックアップア
ーム344を第15.16図に示づJ、うに受りるよう
に構成される。ゾンデのボデーtau 304のF側部
分は亙いに隔(られている2つの1360.362を有
し、それらの壁の内面に1、L n f木364を受番
)るI〔めのくばみが形成される。
測定を行<Kうためにパッド302が試錐孔12の1;
1v面に接触しくいる第14図に示づ位置においC1,
L、ア/7 )、−,1、I−タ377は動作t!u1
1″、作動(1・3241;Lアクテコ上−タボデー3
22に対して自由に動くことができる。ロッド324の
位nは、試錐孔12の壁面に弾力的に押しつりられるバ
ックアップアーム344の角瓜位同に関連させられ、し
たがって試it孔12の直径を示1oこの直径を示す信
号が1コツト324に関連りる変位検出器(たとえばポ
テンショメータ)(図示t!ず)にJ、り発生される。
7−ム300とゾンデのボデ一部がロッド310により
弾力的に連結されるから、ゾンデのボデ一部は試錐孔1
2の軸線にス・]シて偏心させられる弾力的な力を受番
ノ、それによりゾンデのボデ一部とパッド302の間隔
をほぼ一定の小さい値に保つ。
アーム302とバックアラプアーl\344を引き込み
たい場合にはアクチュエータ322を操1′「づる。そ
うづると、作動棒324が変位さけられて、バックアッ
プアーム344をばね352の力に抗して旋回運動さけ
る。バックアツプノ7−ムJ344は、下側リンク33
0の延長部の端部にl& Frlするまで、内側に旋回
さμられる。バックアップアーム344がその接触位置
に達りると、作動棒324の継続される移動により、第
15図に示η(i’l ir’lにjヱするまぐ、アー
ム300はピボット30Gを中心どして内側に角連動さ
Uられる。
【図面の簡単な説明】 第1図t、L R、、、が[くいより−1−分に大きい
水を含んCいる床P1/iにおl−Jる抵抗率の半径方
向分布を示づグラフ、第2図は−(t(1孔がPI通し
ている地層を断面(示し、地上の装置を略図で示した、
本発明の試61(孔検層装置il′Cの平面図、第3図
は第2図の壁接触パッドの一実施例の平面図、第4図は
関連リ−るパラ1−電子装置をブロック図r示す、第3
図のパラI・の縦断面図、第5図は本発明に従って発生
さAt j:仁弓の使用を説明りるグラフ、第6図は第
5図のグラフの作成と使用を説明Jるための流れ図、第
7図は3個以上の電流電極をイJりる本発明の装71の
実施例にJ、り弁士される信号の使用を説明づ゛る流1
L図、第8図は第7図の流1′シ図のあるスデップを説
明4るだめのグラフ、第9図tよ本発明の試鈴孔検問装
置の別の実施例を承り第1図に類似の図、第10図は第
9図の壁面接触パッドの別の実施例の平面図、第11図
は関連づるパッド電子装置をブロック図で示1、第10
図のパッドのII断面図、第12図は第10図のパッド
の横断面図、第13図は第10図のパッドの面上にお【
ノる電流密度を説明するグラフ、第14図は抵抗率ゾン
デを偏心させ、パッドを試錐孔の壁面に接触さUてl1
3りlこめの本発明のアーム機構を、試錐孔内でのパッ
ド延長モードで示す平面図、第15図はパッド引き込み
モードで示り第14図のアーム・機構の平面図、第16
図は第15図のF 16−1=16線に沿う第15図の
アーム機構の横断「11図である。 10・・・測定装置、40,300・・・アーム、42
゜210・・・パッド、44,34.4・・・バックア
ップアーム、32.200・・・ゾンデ、56a〜56
c。 216a 〜2160.22C226・=電lft電極
、74.220・・・電子装置、84・・・戻り電極、
9/I。 250 ・・・信号発生器、96 a 、 96b 、
 96 c −・測定信号回路、98・・・トランス、
100・・・可変利得分離前置増幅器、102・・・位
相検出器、106・・・比回路、228.330・・・
電圧電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ′1. 試錐孔に沿って移動さIられるようになってい
    る細長いボデーと、 試I11孔の壁に接触さμられるようになっている測定
    パッドと、 このパッドを支持し、そのパッドを横方向へ延長さける
    ために前記ボデーに枢名されるアーム装置とを備える試
    紀月検層ゾンデにおいて、前記アーム装置は、 移動可1118な部材をイjりるアクチュエータと、前
    記7−ム装置に4し着され、かつ前記移動可能な部Hに
    確実に連結されるバックアップアームと、このバックア
    ップアームを前記ボデーから外方l\−1伯さt!t、
    前記試錐孔の壁の前記パッドが接?ハiしている部分と
    【、1直径方向に反対側の壁に接触さUるlごめの弾ツ
    ノ手段と、 を備え、前記移動可能な部材は、前記IFll力手段の
    作用に抗して前記バックアップアームを引き込めるよう
    に選択的に動作できることを特徴どする試掘井検層ゾン
    デ。 2、 前記アクチュュータは単動シトツタを備えること
    を特徴とする特許請求の範囲第1 Ij’i記載のゾン
    デ。 3、 前記アーム装置と前記ボj゛−を弾力的に連結づ
    るための手段を更に備えることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のゾンデ。 4、 前記弾力的連結手段は、前記アーム装「9への前
    記バックアップアームの枢着貞に饋接し−て前記アーム
    装置に連結されることを′18徴とづる特許請求の範囲
    第3項記載のゾンデ。 5、 前記バックアップアームに作用りる前記弾力手段
    は前記アーム装置の一部に固定されるばねであること特
    徴とづる特許請求の範囲第1IIj’j記載のゾンデ。 6、 前記パッドの両側で前記ボデー−ににK1方向に
    配置される離隔部材を備えることを14微とする11泊
    請求の範囲第1項記載のゾンデ。 7. 試拙月検層ゾンデの測定パッドを押して、地層を
    横切っている試錐孔の壁に接触させるための装Klにお
    いて、 移動可能な部峰4を有するアクヂコ■−夕と、前記検層
    ゾンデのボデーに(1ス着され、1)a記アクヂュ1−
    りから曲らないにうにして延びる延長部材とを(1りる
    主71−ムと、 前記延長部44に前記主アームとは直径方向に反ス・[
    のlf/ 1iftにl1gるされ、前記移動可能な部
    材に確実M H小結されるバックアップアームと、この
    バック7ツブアームを前記検層ゾンデのボj゛−から外
    カヘ偏伯さIIC試鉗試錐孔に接触さμる弾力手段と、 を備えることを特徴どJる試掘月検層シンfの測定パッ
    ドを押しく、地層を横切っ゛(いる試錐孔の壁に接触さ
    μるための装置。 8、iyl記延長部祠部材記検層ゾンデのボデーの間に
    配置されて、前記検層ゾンデを偏心させるための弾力手
    段を更に備えることを特徴とする特YU請求の範囲第7
    項記載の装置。
JP59139735A 1983-07-06 1984-07-05 試掘井検層ゾンデ Pending JPS6038680A (ja)

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US511412 1983-07-06

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JP (1) JPS6038680A (ja)
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BR (1) BR8403226A (ja)
DK (1) DK330484A (ja)
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NO (1) NO842733L (ja)
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