JP2007527962A - 放電パルスによる掘削のための方法、掘削機、ドリルビット、およびボトムホールアッセンブリ - Google Patents
放電パルスによる掘削のための方法、掘削機、ドリルビット、およびボトムホールアッセンブリ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007527962A JP2007527962A JP2006541069A JP2006541069A JP2007527962A JP 2007527962 A JP2007527962 A JP 2007527962A JP 2006541069 A JP2006541069 A JP 2006541069A JP 2006541069 A JP2006541069 A JP 2006541069A JP 2007527962 A JP2007527962 A JP 2007527962A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drill bit
- borehole
- electrodes
- bit
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 117
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 114
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 99
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 124
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 21
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 17
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 11
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 5
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 4
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 2
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010428 baryte Substances 0.000 claims 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims 2
- 230000036541 health Effects 0.000 claims 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 2
- 230000010399 physical interaction Effects 0.000 claims 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/60—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/14—Drilling by use of heat, e.g. flame drilling
- E21B7/15—Drilling by use of heat, e.g. flame drilling of electrically generated heat
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
【選択図】 図5c
Description
他の既知の方法(特許文献1)は、地中のホールの掘削に関するもので、放電液のボアホールへの供給およびドリルビットの表面上に適切な配置で配設された複数組の電極間で繰り返される放電が組み込まれたもので、前記の放電は絶え間ない高電圧パルスによって3つのうちの少なくとも1つのパラメータに対応して引き起こされるが、掘削のために要求される電力消費の最小化のための最適値に設定される、前記のパラメータは、i)掘削すべき物質の破砕に要する負荷電圧、ii)1パルスのエネルギー、iii)放電液の流量である。
そのパラメータの最適値を見積るための計算式が与えられており、それはその最適値が掘削のエネルギー消費効率および前進に顕著に影響を与えることに基づいている。
この後者の掘削機の放電液の液体循環システムは、その液は通常ディーゼルまたは変圧器油が適用されるが、放電液リザーバ、放電液ポンプ、および放電液ホースならびにパイプを含む。その循環システムは、リザーバを通過し、ポンプおよび放電ホースならびにパイプを貫通してドリルパイプの上端へ、そして下って同心配置の2つのドリルパイプ区間の環の間を貫通し高電圧パイプ区間は勿論のことさらに絶縁体を通過し、ビット下に広く自由に出て掘削された切削物をその流れの中に沿って運びながら接地パイプとボアホールの壁面との間の環内でボアホールを遡上し、そして最終的にボアホール上端の偏流ニップルを貫通しホースおよびパイプを通って、液体が再循環される前に切削物が分離されるリザーバへと戻るように、放電液を循環させる。ビットの外では初期の高電圧パイプ液体の流れだけが方向の措置に従うが、それは極めて限られており、ノズルは全く内蔵されていない。環流は全く自由であり、またそのより大きな断面は全く以前から取り残されたままである。
2つの組に分けられた複数の電極は、一方は高電圧で他方は接地であり、互いに固定して配置され、掘削進行軸を中心としたユニットとしての小さな扇状回転のみ許容されているが、パルスエネルギー利用あるいは別の言葉で言えばパルスエネルギー管理の観点から、別の深刻な欠点を意味する。
いくらか掘削が行われた後のボア前面でのランダム配置を推定すると、どの2つの電極もボトム接触を持つことには明らかに見込みが無いことが結論付けられる。一つはおそらく、そして一つまたは与えられたパルスにとって他の半分の組を構成するために転じられるいずれもが、電極の固定的な配置に起因して、ボトムから小さなあるいは大きな液体ギャップを間に置いて分離され、液中およびボトム組織で部分的にパルスを強いて消さしめ、エネルギー効率を弱体化させて掘削の進行を遅らせるであろう。この用途の従来技術の擁している唯一つの救済は、扇状回転が許容されていることで、ビットとホールボトム面との間での物理的接触を通しての適合を容易にすることが明らかに推定されるが、吟味を経た判定ではこれはたとえ最良でも効果の点で重要でないか、あるいは全く効果が無いことを示している。
各組の電極が複数の電極であるという発想は、別の欠点を含んでいる。それは断面的範囲の観点、およびどの2つの逆極性の電極の組も遅かれ早かれ「熱い」組になるであろうという理由付けから想起されたものと解せられる。しかしながら、それとは別に逆極性の電極の組のホールボトムでの接触が発生するであろうこと、而してそれらの間でのスパークが与えられたパルス電圧では飛ばないようなまたは液体中を飛ぶような距離を置くと効率および掘削進行を低下させることが見落されている。
従来技術のプラズマ掘削の花崗岩のように乾いた硬い岩塊の切削物の解析は、物理的な力がその掘削プロセスにおいてごく僅かしか存在していないまたは全く存在していないことを示している。これは、2つの良く配置された電極の間にパルスが印加された後の初期段階は、空洞内にそのままの形で切削物として位置する切削物または切削物の集合体であり、その空洞とそれに囲まれたものは、直前には一体で稠密なホールボトムであったということを結論付ける理由を与える。従来技術の電気的パルス掘削の発想における深刻な欠点は、それに組み込まれた切削物をその生来の空洞から排出させる対策が全くないか最小の対策しかないことである。ビット下から軸方向での放電液の自由流が唯一の対策である。それは、他の掘削の場合およびそこで地下で掘られたさらに少ない切削物を取り除くために利用されている流体的エネルギーの場合と比較して、全体的に適切でないように見受けられる。それゆえ、従来技術の放電掘削は、依然として破砕解放に相当の時間が残されており反復されるパルス放電を受けることで最終的にホールの底からそれらが掘り起こされる前に小さな破片に粉砕されると結論付ける理由かある。ボトムホール清浄の効率の欠如は、一般に掘削進行の遅速化の要因として掘削の実用例から広く知られている。これらの実用例は共通して流体的な擦過、切削、および打撃に加えて機械的手段を清浄のために適用する。
英国の特許明細書(Tylko1966)では、残渣すなわち掘削の切削物の除去に加えてアークプラズマが熱源として用いられ、かつ循環液が冷却作用を有している。アークプラズマ掘削は高速作業には未だ成功していない。
本発明は、種々の岩盤または同様の材質の人工物の掘削のための電気パルスの発想に基づいた掘削機を、以下に掘削と呼ぶホール形成の形態で提供するが、垂直、錐状、または水平もしくはそれらの組み合わせ、および種々の直径または長さが可能であり、前記の電気パルスの発想は、放電液の循環、目的の材質の破砕のための高周波数および十分なパルスエネルギーでの高電圧パルスのホールボトムにおける能力を含む。高周波数、高電圧、および十分なエネルギーの定義は、すべて前述の材質に依存するが、典型的には、周波数1〜20Hz、250〜400KV、および1〜5KJである、但しこれらの数値範囲のみには限定されない。
本発明はさらに、それによって高電圧パルスのための伝送距離、およびボアホールとその地表との間のエネルギー移送のための安全な電圧レベルのさらなる低減が促進されるボトムホールパルスジェネレータまたはそのような複数のジェネレータの発想を含んでいる。
本発明の新規性はまた、掘削プロセスにおける流体的エネルギーの相互作用であり、ポンプからの流れに対する高圧下での放電液のための循環ループからなり、前記のポンプは、本発明の一形態ではダウンホールに位置し、他の態様では地表に位置して適切なホースまたはパイプによってドリルビットに接続され、ドリルビットに組み込まれたノズルに連なり、前記のノズルは、ビット下からの切削物の除去のための新規の配置および方向を有し、それによりホールボトムを効果的に清浄し、前記の循環ループは、最終的にドリルビットの周囲の環状の空間を通って放電液清浄化および切削物除去ならびに貯蔵のシステムへと戻る帰還フローを含んでおり、それは本発明の一態様ではダウンホールに位置しており、他の態様では地表に位置しており、そしてそこから液体は清浄化の後にボアホールへと再循環され、前記の切削物除去システムは、環状断面の掘削の場合、その環が掘削された後にコアとしてボアホールに残され一体で地表に引き上げられるべき円筒状の多量の切削物を切削および引き上げるための配置を含んでいる。
本発明は、ドリルビットボスに実装された装置による擦過、切削、打撃、または同様の動作により、ここで物理的接触および回転、軸方向、その他もしくはそれらの組み合わせを適用して、掘削および掘削材料における機械的相互作用のための一体化した手段、ここでは切削物除去プロセスと呼ぶ、を備えた電気パルスドリルビット構成を組み込んでいる。
そのような運動は、各電極をシリンダ内のプランジャのように実装することで促進されるが、そのシリンダは、ドリルビットボスに固定され、電極カムプランジャがシリンダ内に配置されたつる巻ばね、または電極の背後のシリンダに印加される流体圧力、またはそれら2つの原則の組み合わせ、もしくはその他の種々の手法によって前方へと押し出される。流体の場合には、電極は、圧力がその両側に印加されて電極がピストンのように強制力で前方、掘削方向、およびそれとは反対の方向、以降これを後退方向と呼ぶが、の両方に動くことを許容し得るように構成されることが可能である。あるいは、その運動は、ヒンジでドリルビットボスに取り付けられて上記に例示されたような方法および手段によって強制動作されるアームに各電極を実装することによって促進され得るが、ここではその運動の一つだけの成分が軸方向にあり、またはその電極運動がそれら2つの原則の組み合わせであり得る、もしくはその他の種々の原則やそれらの組み合わせであり得る。
各電極の限定軸方向前進運動の自由度の第1の目的は、各電極にとって常にボトム接触を確保することである。動作上、電極を前方へと押す合力がドリルビットをボトムから持ち上げる傾向にあることとなり、通常、掘削アッセンブリの重力によってビット上の重量は補足されるべきであるが、必ずしもそうではなく、そのようなビット上の重量がボトム上の電極をその場に保たせるために前記の合力を超えるべきである。この発想に基づくホールボトム接触の想定は、以降これを実施形態A1と呼ぶが、シリンダにおける完全格納ボトムにおける最低1つの電極を意味し、前記の電極(または複数)はその(それらの)所定比率以上のビットの重量部分を担持し、そしてその他の電極はホールボトムの形状に許容されたその運動に従ってシリンダ内で前方に多少運動、それらの電極は所定比率以下のビットの重量部分を担持する。
あるいは、1つの電極は、ドリルビットボスに対して動かないように固定されることも可能である。この場合の連続稼動モードでは、以降これを実施形態A2と呼ぶが、この電極をホールボトムを越えたビット位置に定め、また他の電極をしてそのボトム接触をホールボトム形状によって許容されるシリンダ内での前進運動によって遂行させる。
このようなすべての電極のホールボトムへの常時接触は、すべての電極のギャップが電気的に平行に対になっているが、常時の電気抵抗と同等またはほぼ同等の電気回路を構成することを意味する、それゆえ通過すべきより大きな電荷量を許容し、また従来よりも大きなパルスエネルギー供給を要求する。このような供給を受けて、この新しいドリルビットは、パルスエネルギー供給の増加した同じオーダーの要因によって従来に経験されていた速度よりも増加された掘削速度の促進を可能とする。
上述のような2方向流体的電極制御を組み込んだ形態では、新しい電気パルスドリルビットは電極稼動ギャップの制御の可能性を含んでいて、以降これをA3と呼ぶ。一つの運動モードでは、A3構成における一つの瞬間または一つの短時間での一つを除くすべての電極の組は格納されて前記の組および一つのパルスもしくは所定の長さでホールボトムにおける所定の場所で発せられる一連のパルスによってボトム接触を生じさせることとなるが、前記の電極の組は、次のパルスが発せられる別の組に交代される、例えば、但し必ずしも限定されないが、隣り合った組、そしてコンピュータ制御または同様の手段によるこのような連続的な流体的な電極の運動によってホールボトム全体が電気パルスで走査されるまで、さらに回転ビットとしては同様の手法で、但しこの場合にはビットは回転的に停止状態にあるが、体系的に稼働中の組み合わせを交代する。その一連の長さは、初期切削物の粉砕のために必要と推定されたパルス数によって決定される。この回転の態様は、従来のパルスエネルギー以上のエネルギーを全く要求しないが、それにも関わらず両方の電極の全ボトムコンタクトを確保し、而して掘削効率において従来技術に対する卓越した進歩の可能性を持ち、かつパルスエネルギーの全ボトムホール断面領域に亘る均一な供給を以て、全方位での方向安定性を持つ。
上記のように詳述された電気パルスが適切な放電液中に置かれた2つの電極同士の間で発火およびホールボトムに接触するとき、破砕されたホールボトムの素材と共に切削物が形成される、以降これを初期切削物と呼ぶ。従来技術による初期切削物は、大きさおよび形状が比較的よく定義されるが、長さは0.6〜0.8Sに等しく、幅は0.3〜0.5、および厚さは0.2〜0.3Sであり、ここにSは電極間およびエッジがあまり丸まっていないときの厚さ方向の軸に沿って切断した際の楕円状断面の直線距離である。
すべての電極ギャップ、半径方向、接線または他の方向に当てはまる一般的条件においては、初期切削物の運動のベクトル方向が、電極同士の元々の関連線に対して可能な限り直角であるべきであるということで、適切であれば隣接した稼動電極ギャップから離れているべきである。いずれにしても、他の電極による閉塞の危険性を最小にまたは全くない外周への直進経路を定義するために十分にそしてさらに可能な限り妥協される。
従来技術による個々の電気パルスは、持続時間=10μSを有することが知られている。示された運転周波数の範囲内で、2つまたはそれ以上のパルスジェネレータと並行して動作する時間、各々が割り当てられた電極ギャップに供給する、または連続して同一または同一組の電極ギャップに供給するが、すべてのパルスエネルギーは、ジェネレータから電極ギャップへと、一つの切替装置を通る同じ経路で伝送される。
上述の形態(実施形態A)において本発明は地表に配置され流体的および機械的にダウンホールパルスジェネレータまたはジェネレータおよびドリルビットに好適なパイプ、ホースまたはパイプとホースとの組み合わせで構成されたドリルストリングによって接続された循環ポンプを有する全体の掘削機の一部として適用され、前記ドリルストリングそれ自体は導管として機能する、またはその中に1KVACまたは他の実用的な電圧レベルでの十分な電気エネルギー伝送のためのケーブルのような導管が組み込まれ、前記のドリルビットはボアホールの全断面領域を掘削し、切削物は循環して地表に戻されて、その後に放電液がボアホールへ再循環される前にそこで放電液から取り除かれる。
実施形態Bの特徴によれば、それは小さめのボアホールに好適であるが、半径方向に向いた電極ギャップが2つの対向する半径に沿って位置し、一つの電極は一つの半径の外周部に配置され、その次の電極は同じ半径上の中央付近に配置され、そして第3の電極は対向する半径上に、最初の2つの間の距離Sと等しい距離Sを第2の電極から隔てて配置され、そして外周上の一つの電極が第1の電極から距離Sを隔てた回転方向とは反対方向に配置され、最終的に外周上の一つの電極が第3の電極から距離Sを隔てた回転方向とは反対方向に配置され、第5の電極が連帯してビット下からの視点および所与の反時計回りの回転方向でS状とおおよそ同様のパターンを形成し、前記の好ましい実施形態の電極は、さらに2組の電極、一方は高電圧で一方は接地、を含んでおり、各組の電極は、隣接する電極または複数の電極が一貫して逆極性であるように配置されており、前記のラインの構成および電極の配置は、電極が一つの半径上に配置されて他の半径上の電極が辿る円形パターンとは異なる中央の周囲を廻る円形パターンを辿ることに伴うビットボスの回転につきホールボトムのあらゆる断面の掘削ユニット領域での最小の電極ギャップの移動を促進して、ボアホール中心の掘削を含む全ボアホール断面掘削を実現する、前記の電極またはすべての電極は、しかし一つは軸方向運動の限定自由度を上述のように許容されることとなるが、前記の運動は掘削の方向によって定義される軸と平行する、もしくは最低限その運動の成分を有する。
各電極の軸方向運動の限定自由度の主要な目的は、電極をボアホール内における永続する物理的にボアホールの接触状態に保つということである。実質的に合力が電極を前方に押すので、ドリルビットをボトムから引き離しがちな傾向になり、一般に掘削アッセンブリの重力によってビット上への重量を増やさねばならないが、かならずしもそれのみには限定されず、そのようなビット上の重量はビットをボトムに対して押すために前記の合力を超えるように供給される。この発想に基づくホールボトム接触の展開は、以降これをB1と呼ぶが、こうしてそのシリンダ内のボトム位置に完全に格納される最低1つの電極を意味し、前記の電極(または複数)はその(それらの)ビット上の重量の所定の部分以上を担い、そしてその他の多数の電極は、ホールボトムの形状によって許容される運動に従ってシリンダ内で多少前方に動き、それらの電極はビット上の重量の所定の部分以下を担い、シリンダに対する前記の電極の位置は、回転およびホールボトムの形状に従って時々刻々と移動する。
あるいは、一つの電極がドリルビットボスに対して動かないように固定されるようにすることも可能である。この場合の実際的態様は、以降これを実施形態B2と呼ぶが、この電極をホールボトム上方のビット位置に定め、他のすべての電極のボトム接触を、ホールボトムの形状および回転によって許容されることで、それらのシリンダ内での前進運動によって実現する。
あるいは、すべての電極が固定されることも可能であり、以降これを実施形態B3と呼ぶが、前記の構成は、その少数の電極が一般に低頻度のボトムホール接触を従来技術と比較して少なくさせるように関連付けられる。
本発明はビットからの切削物の輸送の優先的方向を定義し、前記の輸送は上記に定義された初期切削物が放出されたときに作られる空洞から発しているが、ボトム組織中の一部を成すその生来の位置から引き上げられるわけではない、また本発明は初期切削物の生来した位置からホールボトム断面領域の外周およびそこからボアホールの環への迅速な除去のための対策を定義するが、前記の切削物の移動方向は通常、ボアホールにおける半径方向である。前記の運動の半径方向は、ビットボスの外周に位置した接線方向に向いた電極ギャップから初期切削物へ直接に付与される。半径方向に向いた電極ギャップの場合、または他の方向のギャップの場合、この一般的な優先的方向は、回転とは反対の方向における半径方向から角度を成し外周方向におけるボアホールセンタから見てその切削物の最初の隣接する接線方向の電極ギャップ、または特別の電極構成が要求する際には最初の隣接する電極ギャップの組を通る直線的経路、もしくは前記の電極ギャップを通る可能な限り直線的経路に近い経路を切削物に許容するのに十分な修正された優先的方向に歩み寄る。
すべての電極ギャップの方向、半径方向、接線または他の方向に当てはまる一般的条件においては、初期切削物の運動のベクトル方向が、電極同士の本来の関連線に対して可能な限り直角であるべきで、適切であれば隣接した稼動電極ギャップから離れているべきである。いずれにしても、外周への直進経路を定義するために十分にそしてさらに可能な限り妥協され、他の電極による閉塞の危険性を最小にまたは全くないようにする観点からそのような通路は選択される。
本発明は、その表面から電極が最小の距離で突出し、その内部には放電液の流れのための掘設された通路が組み込まれている、セラミックコンパウンド、エポキシ、または同様の材料の電気絶縁性材料からなるドリルビットボスを組み込んでいて、前記の通路は分割および交換可能なノズルの挿入を許容するための出口の構成を有しており、ノズル出口の配置および方向は各電極ギャップに特化された方向で、流体的ノズルジェットを初期切削物が破砕され緩んだ際に常にできる亀裂に可能な限り正確に打撃することを促進し、前記の打撃またはジェット衝撃はジェットが打撃する初期切削物の表面に対して平行な方向、または可能な限り同様な並行方向に近い方向を有し、そして前記の打撃はまた、その特別な電極ギャップへの切削物の運動の優先的方向に沿うベクトルの主成分を有している。
本発明によれば、ノズルを通して増大される流体圧力は実用上可能な限り高く4MPa以上でなければならないことがまた明確にされるが、厳密な値は適正な流量に基づいて選択されたノズルの直径によって決定される。本発明はまた、ビットボスの表面に刻設された開渠通路または溝を含んでおり、前記の溝は十分に広い断面領域を有して、初期切削物が通過することおよび初期切削物の運動の優先的方向に一致した方向を許容する。
本発明は、既知の電気的構成を有し1KVACまたは上述したような他の実用的なレベルの入力を用いた電気的または磁気的な貯蔵機構のような電気パルスジェネレータを組み込んでいてそれはホール直径および放電液の経路のようなダウンホール配置の制約に従い、かつダウンホールの機械的および熱的強度を満たすように構成されており、前記のダウンホールパルスジェネレータは一つのシングルパルスジェネレータまたは複数のパルスジェネレータから構成され、そのような複数のパルスジェネレータは、互いに間隔を持つパルスを有しており、切替装置を通して各々が並行してその対応する電極ギャップまたは電極ギャップの組に対して機能し、または連続して同様の電極ギャップまたは電極ギャップの組に対して機能し、そのようなジェネレータまたは複数のジェネレータはビットの直ぐ後または最低ビット付近のドリルストリングに組み込まれ、パルス伝送管は可能な限り短くし、およびボアホールの深さから独立させる。一方、ボアホールの全長を通してエネルギー移送は1KVACあるいは他の実用的なレベルにある。
ドリルストリングを通って流下させ、ビット内に組み込まれたノズルを通って流出させ、そして切削物を運びながらドリルストリングを囲む環を通って地表に帰還させるが、そこでそれは再循環のために清浄な液がポンプに戻される前に放電液から除去される。
このような動きは、各電極をあたかもシリンダ内のプランジャのように実装しそのシリンダをドリルビットボスに固定して、その電極またはプランジャを、シリンダ内に置かれた巻ばね、電極の背後シリンダに印加される流体圧力または、それら2つの原則の組み合わせ、またはその他同様の手法によって、電極を前方に押すことで促進され得る。流体的な異型の場合には、圧力がその両方に印加され、電極が強制的な運動によって掘削方向に対して前進または後退の両方向でピストンのように動作し得るように構成することが可能である。あるいはその運動は各電極をドリルビットボスにヒンジで取り付けられたアームに実装して、上述に例示した方法および手段によって強制的に動かされるようにすることで促進され得るが、但しここではその運動の成分のみは軸方向であればよく、または他の原則もしくはそれらの組み合わせが可能であることは勿論である。各電極の軸方向運動の限定自由度の主要な目的は、電極を確実に常時ボトム接触させることにある。
合力が電極を前方に押すことで、ドリルビットをボトムから引き上げる傾向となり、ビット上の重量は通常、掘削アッセンブリの重力によって強化されなければならなくなるが、しかし必ずしもそうとは限らない。そのようなビット上の重量はボトム上にビットが保たれるように前記の合力を超えるべきである。
このような手法で操業されることで、もし限定軸方向運動、これをここで各電極のストローク長と呼ぶ、がホールボトムの形状の軸方向の起伏超えるとすれば、ホールボトムとすべての電極とが効果的に接触する。前記の起伏は切削物の推定サイズに基づいて推定される。すなわち、電気パルス掘削では、電極間距離の関数であると認識されているので、電極の常時接触のために十分なストローク長を得る基準となる。
このようなすべての電極の常時のホールボトム接触では、意味するすべての電極ギャップは、電気的に平行に組み合わされていて、常時の電気抵抗と同等またはほぼ同等の回路要素を構成しており、それゆえ、より大きな電荷が通過することを許容し、また従来よりも大きなパルスエネルギーの供給を要求することを意味する。このような供給により、この新規のドリルビットは、従来経験されていた速度よりもパルスエネルギーの供給量と同じ規模の倍率で加速された掘削速度を実現することを可能とした。
動作の一態様においては、一例として実施形態Cn-ゼロの一つを除くすべての電極の組は一瞬または短時間に格納されるのであろうが、前記の組のみによってボトム接触を発生させ、それにより、ボトムホールの所定位置に1パルスまたは一連のパルスを発振する、前記電極の組は、例えば隣接の組のような、但しこれのみには限定されないが、次のパルスまたは一連のパルスが放出される前に、他の組に交代され、コンピュータ制御または同様の手段によって管理される電極の流体的動作により、ホールボトム全体が電気的パルスで掃引されるまで稼動中の組を体系的に交代し、回転ビットと同様な手法で行われる、しかしこの場合、ビットの回転は停止状態にある。その一連の長さは、初期切削物の破砕に必要と推定されたパルス数によって決定される。この動作の態様は、従来のパルスエネルギー以上は要求しないが、それでも両電極によって完全なボトム接触を確実なものとし、こうして従来技術を卓越した莫大な掘削効率の向上の可能性を得、またボトムホール断面全体に亘る均一なパルスエネルギーの印加を以て完全な方向安定性を得る。
この形態における本発明の動作上の側面は、コアバレルの長さと等しい環状ボアホールの長さに掘削され、そしてその基部でコアが切削されボアホールの外部へと引き上げられるが、そのためにコア切削およびコア把持の機構がビットの直ぐ上のバレルに組み込まれ、前記のコア切削機構は例えばビットのシリンダ上の壁面に組み込まれて、方向づけされた電気的、流体的または他の衝撃によって発火する一つまたはそれ以上の小さな炸薬として形成され、そしてコア把持の機構は例えばコアバレル内壁の内側に向って拡張する区間として形成され、それは開放された後で引き上げが始まる前のコアを拡張して保持する。
本発明は、その掘削効率の重要性に鑑みて、ビットからの切削物の輸送の優先的方向を定義し、前記輸送は上記で詳述されたように初期切削物が放出され、しかしボトム組織に包含されているその生来の位置から引き上げられていないときに作られる空洞の方向、および初期切削物の生来の位置からホールボトムの断面領域の外周およびそこからボアホールの環へ上昇する迅速な除去対策から生起しており、前記の切削物運動の方向は通常ボアホール内で半径方向である。、一つの特別な実施形態Cでは、狭い環が対応する切削物の優先的方向の上に電極を配置される一つだけの半径を許容するとき、ビットからの運動は専ら外側へと向かう半径方向になる。
すべての電極ギャップ、放射状、接線または他の方向に当てはまる一般的条件においては、初期切削物の運動のベクトル方向が、電極同士の元々の関連線に対して可能な限り直角であるべきで、適切であれば隣接した稼動電極ギャップから離れているべきである。いずれにしても、外周への直進経路または可能な限り直進通路付近を定義するために十分にそしてさらに可能な限り妥協され、他の電極による閉塞の危険性を最小にまたは全くないようにする観点からそのような通路は選択される。
本発明は、電極が最小の距離で突出し、その内部に放電液の流れのための堀設された通路が組み込まれている、セラミックコンパウンド、エポキシ、または同様の材料のような電気的絶縁性材料からなるドリルビットボスを組み込んでいて、前記の通路は分離したそして交換可能なノズルが挿入されることを許容する出口の構造、および初期切削物が破砕された際には常に発生される亀裂への流体的ノズルジェットによって各電極ギャップに対して可能な限りの明確な打撃を促進するための特有のノズル出口の配置ならびに方向を有しており、前記の打撃またはジェット衝撃は、そのジェットが当る初期切削物の表面に対して平行な方向か、または可能な限りそのような平行方向に近い方向を有しており、かつ前記の打撃はまた、その特別な電極ギャップへの切削物の運動の優先的方向に沿う主なベクトル成分を有している。本発明の一つの特徴はまた、ノズルを通して増大される流体圧力は実用上可能な限り高くなくてはならず、4MPa以上であるべきであり、その厳密な値は適切な流量に基づいて選択されたノズルの直径によって定まる。本発明はまた、ビットボスの前面上に刻設された開渠通路を組み込んでいて、前記の通路は十分広い断面領域を有しており、初期切削物が通過して切削物の優先的方向に一致した方向へと移動することを許容している。
本発明は、上述したような所定レベルおよび継続時間の連続した一連のパルスを出力する電気パルスジェネレータを含み、理論的には1KVACまたはその他の実用的レベルでの電気的または磁気的な蓄積の設計に従い、ホール直径および放電経路のようなダウンホール配置の制約に応じるように構成され、そしてダウンホールの機械的および熱的強度ならびにその他の要求に適合し、前記のダウンホールパルスジェネレータは、一つのシングルパルスジェネレータまたは複数のパルスジェネレータで構成され、そのような複数のパルスジェネレータは一度に互いに間隔を置かれ切替装置を通して各々がその割り振られた電極ギャップまたは電極ギャップの組に対して並行して機能する、または同じ電極ギャップもしくは電極ギャップの組に対して連続的に機能し、そして左様なジェネレータまたは複数のジェネレータはビット直後またはビットの最も近隣にパルス伝送路を最短にするようにドリルストリングに組み込まれており、ボアホールの深さに関わらず、ボアホールの全長に亘るエネルギー移送は1KVACまたは他の実用的なレベルである。
実施形態Cの一つの特別な形態は、パルスジェネレータ直上および切削物清浄、貯蔵ユニットの直下のダウンホールに配置された循環ポンプと共に構成され、前記の後者のユニットは、コアバレル長と等しい環状ホール長から発せられる切削物を保持するための十分な容量を有する切削物チャンバおよび例えばしかしこれのみには限定されないが沈殿ピットまたは複数の沈殿ピット、網または複数の網もしくは遠心分離機のような放電液清浄装置から構成される。それらすべてはダウンホール配置および切削物チャンバと共に一括配置されて、その中に浮遊する切削物と共にボアホールを遡上する環状の放電液が切削物と共に清浄システムを通して案内され、その間に切削物が沈殿されて、清浄な放電液がポンプ吸引口へと向けられる。
この実施形態Cの望ましい態様では、全ボトムホール掘削アッセンブリは地表に一つの鋼鉄ワイヤロープで接続され、前記のロープはその内部に信号伝送および実用的な電圧での電力伝送のための電気ケーブルが内蔵され、ボアホールはそれが圧力形成および安定性を要求する場合には液体が注ぎ込まれる。乾いた硬い岩塊を掘削する際には、本発明の実施形態によって掘削されるホールは、切削物チャンバの頂上または僅かな上にのみ液体が注ぎ込まれる。いずれの場合でも、循環はビットおよびコアバレルを合せた長さに対応したボアホールの長さ、パルスジェネレータまたは複数のジェネレータおよびポンプならびに切削物チャンバおよび清浄システムに制約され、前記の合せた長さはコアバレルの長さの2〜3倍と推定される。エネルギー消費、流体的およびそれに関連したビットエネルギーは、地表への循環を有する全断面ボアホール掘削と比較して大幅に低減されるであろう。
(図面の簡単な説明)
図1bは、図1aのドリルビットの軸方向断面図である。
図2aは、本発明による第2の実施形態Bの装置用のドリルビットの端面図である。
図2bは、図2aのドリルビットの軸方向断面図である。
図2cは、本発明による第3の実施形態Cの装置用のドリルビットの端面図である。
図2dは、図2cの別の実施形態のドリルビットの端面図である。
図2eは、図2cのドリルビットの長手方向断面図である。
図2fは、非回転動作のための第3の実施形態Cのドリルビットの端面図である。
図3aは、第1の実施形態のドリルビットの軸方向断面図である。
図3bは、第2の実施形態のドリルビットの軸方向断面図である。
図3c−fは、さらに他の実施形態のドリルビットの軸方向断面図である。
図4aは、第1の実施形態のボトムホールアッセンブリの軸方向断面図である。
図4bは、第2の実施形態のボトムホールアッセンブリの軸方向断面図である。
図4cは、第3の実施形態のボトムホールアッセンブリの軸方向断面図である。
図4dは、第4の実施形態のボトムホールアッセンブリの軸方向断面図である。
図5aは、非回転ボトムホールアッセンブリを有する掘削装置の拡大側面図である。
図5bは、図5aに対応する回転ボトムホールアッセンブリを有する掘削装置の拡大側面図である。
図5cは、図4dに対応するボトムホールアッセンブリを有する移動可能な掘削装置の拡大側面図である。
4、5 電極 6 通路 7 ノズル
8 流体シリンダ 9 流体圧力チャンバ
10 流体液供給ライン 11 流体液ポンプ
12 電気ケーブル
Claims (58)
- 好適な放電液が循環し、逆極性の電極同士間の高電圧パルスにより発生される放電を利用して地面にボアホールを掘削する方法であって、下記の要素の少なくとも1つを含むことを特徴とする掘削方法。
i すべての電極が当該すべてのボトムホール形状に物理的に接触することを確保するために、相互におよびドリルビットボスに対して移動可能な電極、
ii 初期切削物を、緩んで直ぐにそれを浮かせて除去するための、ノズルを介して4MPa以上の圧力増大を有する、循環液のジェット噴射(ホールボトムにジェット衝撃点を有し、ジェットのベクトル方向が実際の放電ギャップに対して固有の関連性を有す)、
iii ドリルビットから最小に固定された距離にあって、1KVまたはその他の実用的な電圧レベルが地表から供給される最低1台の高電圧パルスジェネレータ、
iv ドリルビットボスの回転または往復運動の組み合わせにより、およびビット切羽に1つまたはいくつかの半径と接線に沿って置かれた複数の電極によるボアホール断面の掘削範囲、
v コア貯蔵、コア輸送、原動力エネルギー供給によるダウンホール閉ループ放電液循環、放電液清浄およびそれに含まれる切削物の貯蔵を伴う、環状ホール形成。 - 電極は、掘削方向に、相互にそしてドリルビットボスに沿うか平行して移動可能、または沿うか並行して移動可能な成分を最低1つ持つためすべての電極が当該すべてのボトムホール形状に物理的に接触することが保証されることを特徴とする請求項1記載の掘削方法。
- 一つの電極は、ドリルビットボスに対して固定され、および他のすべての電極は互いにそしてドリルビットに対して移動可能であることを特徴とする請求項1記載の掘削方法。
- 移動可能な電極は、ドリルビットボスに対して前方に押し出され、それらがホールボトムの底断面に打ち当たることでそれら個別の位置が見出されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の掘削方法。
- 移動可能な電極は、交代する電極の一組または交代する複数の電極の一組がボトムホールの断面に接触し、他はボトムホールの断面との接触から外れたそれらの格納位置に入るように常時操作可能であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の掘削方法。
- 高電圧放電パルスが、ドリルビット付近に、ドリルビットから固定された距離に、およびボアホールが深くなるにつれ、ドリルビットの後を追うように配置されたダウンホールパルスジェネレータによって生起されることを特徴とする請求項1記載の掘削方法。
- 高電圧放電パルスが、ドリルビット付近に、ドリルビットから固定された距離に、およびボアホールが深くなるにつれ、ドリルビットの後を追うように配置された複数のダウンホールパルスジェネレータによって生起されることを特徴とする請求項1記載の掘削方法。
- すべての電極ギャップが、同等の条件でパルスジェネレータまたは複数のパルスジェネレータに電気的に並列接続されていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の掘削方法。
- 電極ギャップが、そうでなければ、同等の条件で、時間的に変動する個々に専用のパルスを受けるパルスジェネレータに電気的に直列接続されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の掘削方法。
- 電極ギャップが、パルス全体を受ける、または部分的に他の電極ギャップとは独立してパルスを受ける、または所定のパルス分配プログラムに従ってパルスを受ける個々に専用のパルスジェネレータに電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか、あるいは、請求項7記載の掘削方法。
- 電極ギャップのグループが、グループ内で並列パルスおよびパルス全体を受ける、または部分的に他のグループとは独立してパルスを受ける、またはグループ内で所定のパルス分配プログラムに従ってパルスを受ける個々に専用のパルスジェネレータに電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか、あるいは、請求項7記載の掘削方法。
- 各電極の組または組のグループが、それらに個別のケーブルでパルスジェネレータと接続されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか、請求項7、10および11のいずれかに記載の掘削方法。
- すべての電極の組またはすべての電極のグループが、全体または部分的に共通のケーブルでパルスジェネレータと接続され、および個々のパルス接続先が切替装置によって与えられることを特徴とする請求項1から5のいずれか、請求項7、10および11のいずれかに記載の掘削方法。
- 方向付けされた高圧放電液ジェット噴射が行われ、前記方向がビットボスの正面に実装されたノズルによって達成されることを特徴とする請求項1記載の掘削方法。
- ノズルを介して増強されたジェット噴射の圧力が4MPa以上であることを特徴とする請求項1または14記載の掘削方法。
- ジェット噴射が、ホールボトムにおける各電極ギャップに対して特有の衝撃点および方向を有して、初期切削物が岩盤組織中の生来の位置から緩むとそれを直ぐに浮かせて除去することを特徴とする請求項1または14記載の掘削方法。
- ビット下から切削物を除去するための優先的方向が定められることを特徴とする請求項1または14記載の掘削方法。
- ビット下から切削物を除去するための優先的方向は、ホールセンタから半径方向外側に向かうことを特徴とする請求項1、14、17のいずれか記載の掘削方法。
- ビット下から切削物を除去するための優先的方向は、前記半径方向から可能な限り小さな角度を有して外れる直線的ラインまたは可能な限り直線的ライン近くに沿うことで、ビット切羽上の他の電極がビット下からいかなる切削物の排出をも妨害しないまたは前記妨害を最小にすることを特徴とする請求項1、14、17、18のいずれか記載の掘削方法。
- ビット下から切削物を除去するための優先的方向は、回転運動方向とは反対に半径方向から角度を有して外れることを特徴とする請求項1、14、17,18、19のいずれか記載の掘削方法。
- 各ジェットのベクトル方向は、初期切削物が破砕され緩むことに伴って形成されるビット下から切削物を除去するための優先的方向に沿って観察される、亀裂の方向と合致または可能な限り合致することを特徴とする請求項1、14、16のいずれか記載の掘削方法。
- 開渠通路または溝がドリルビットボスの表面に刻設されて、ビット下から切削物を除去する優先的方向に沿って前記切削物の通過を許容することを特徴とする請求項1または14記載の掘削方法。
- 高電圧パルスの発生は、ボアホール内でドリルビットボスから固定された距離で行われ、地表またはその他の位置から実用的な電圧レベルでのエネルギー供給を伴って掘削が進行することを特徴とする請求項1記載の掘削方法。
- 高電圧パルスの発生は、一つのパルスジェネレータによって行われ、すべての電極のギャップは同等の条件で並列接続されることを特徴とする掘請求項1または23記載削方法。
- 高電圧パルスの発生は、一つのパルスジェネレータによって行われ、電極ギャップは同等の条件で直列接続され、各パルスがその接続先として専用の電極ギャップを有することを特徴とする請求項1または23記載掘削方法。
- 高電圧パルスの発生が、一つのパルスジェネレータによって行われ、電極ギャップがパルスジェネレータによって直列で供給されるグループにまとめられており、各グループの電極ギャップは、同等の条件で並列にパルスを受けることを特徴とする請求項1または23記載の掘削方法。
- 高電圧パルスの発生は、2またはそれ以上のパルスジェネレータによって行われ、電極ギャップは一つまたは複数のグループにまとめられ、各グループは一つのジェネレータに接続され、各グループの電極は並列または直列で供給されることを特徴とする請求項1または23記載の掘削方法。
- 高電圧パルスの発生は、複数のパルスジェネレータによって行われ、各電極ギャップはその専用のパルスジェネレータによって供給されることを特徴とする請求項1または23記載の掘削方法。
- ドリルビットまたはそのドリルビットの一部分が、ホールボトムに対して強制された物理的な運動を与えられる、下記の動作の態様の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1記載の掘削方法
i 等速の1方向回転運動、
ii 1方向間欠回転運動、
iii 任意に可変速の1方向連続回転運動、
iv 任意周波数、任意振幅または任意エネルギーレベルの2方向連続往復回転運動、
v 任意周波数、任意振幅、任意エネルギーレベルまたは任意間隔の2方向間欠往復回転運動、
vi ボアホールの軸方向へ任意周波数、任意振幅または任意エネルギーレベル、任意間隔またはボールボトムと任意の相互作用の2方向往復線形運動。 - ビットボスとホールボトムとの間の物理的な相互作用が、切削、擦過、打撃またはその他、任意の物理的相互作用の形でのドリルビットの運動によって生起されることを特徴とする請求項1または29記載の掘削方法。
- ドリルビットボスの表面の一部分に、下記の細部の少なくとも1つを特徴とする配置が与えられる請求項1、29、30のいずれか記載の掘削方法。
i ホールボトムと共に効果的な相互作用を生じせしめるためドリルビットボスの面外形
ii 永続性がありかつ効率的な掘削ならびにホールボトムからの破砕された切削物の除去に寄与するための硬質、鋭利、研磨性、耐久性、あるいは他の好適な設計要素の面挿入。 - ボアホールが下記の一連の操業によって形成されることを特徴とする請求項1記載の掘削方法。
i 固体状のコアのコアバレル内での引き起こしを許容する、有限長を有する環状のボアホール区間の掘削、
ii 地表に配置されたポンプから、ドリルストリング、環状のドリルビット内に組み込まれたノズルを通ってホール下方へ、ボトムホールアッセンブリおよびドリルストリングを囲む環を遡上して地表の放電液タンクに内蔵された液分離および清浄システムへ、そしてその後、再循環のためのポンプの吸引側へと至る放電液の循環、
iii コアバレル内でのその根元または根元付近におけるコアの現場切削、
iv コアのコアバレルへの取り付き、
v コア、コアバレルおよびドリルストリングを含む全ボトムホール掘削アッセンブリの地表への引き上げ、
vi コアのコアバレルからの除去、
vii 一連の繰り返しのための全ボトムホール掘削アッセンブリのホールボトムへの再降下。 - ボアホールが下記の一連の操業によって形成されることを特徴とする請求項1記載の掘削方法。
i 固体状のコアのコアバレル内での引き起こしを許容する、有限長を有する環状のボアホール区間の掘削、
ii ボトムホールアッセンブリに配置されたポンプから、ドリルストリング、環状のドリルビット内に組み込まれたノズルを通ってホール下方へ、ボトムホールアッセンブリを囲む環を遡上してボトムホールアッセンブリの頂上に配置された切削物バスケットに内蔵された液分離および清浄システムへ、そしてその後、再循環のためのポンプの吸引側へと至る放電液の循環、
iii コアバレル内でのその根元または根元付近におけるコアの現場切削、
iv コアのコアバレルへの取り付き、
v コア、コアバレルおよび切削物バスケットを含む全ボトムホール掘削アッセンブリの地表への引き上げ、
vi コアのコアバレルからの、および切削物の、バスケットからの除去、
vii 一連の繰り返しのための全ボトムホール掘削アッセンブリのホールボトムへの再降下。 - 好適な放電液が循環し、逆極性の電極同士間の高電圧パルスにより発生される放電を利用して地面にボアホールを掘削する掘削機であって、下記の要素の少なくとも一つが機械全体内に組み込まれていることを特徴とする掘削機。
i すべての電極が当該すべてのボトムホール形状に物理的に接触することを確保するために、相互およびドリルボスに対して移動可能な電極を備えたドリルビット、
ii 初期切削物を、緩んで直ぐにそれを浮かせて除去するための、ノズルを介して4MPa以上の圧力増大を有する、循環液をジェット噴射する尖端流体ノズル(ホールボトムにジェット衝撃点を有し、ジェットのベクトル方向が実際の放電ギャップに対して固有の関連性を有す)、
iii ダウンホール内のドリルビットから最小に固定された距離に配置され、1KVまたはその他の実用的な電圧レベルが地表から供給される最低1台の高電圧パルスジェネレータ、
iv ドリルビットボスの回転または往復運動の組み合わせにより、およびビット切羽に1つまたはいくつかの半径と接線に沿って置かれた複数の電極間の放電によりボアホール断面の掘削範囲を生じさせる回転または往復ビット、
v コア貯蔵、コア輸送、原動力エネルギー供給によるダウンホール閉ループ放電液循環、放電液清浄およびそれに含まれる切削物の貯蔵を伴う、環状ホール形成のためのボトムホールアッセンブリ。 - 掘削機のための、逆極性の最低2つの電極4、5間での高電圧パルスによって生起される放電を利用して地面にボアホールを掘削するための請求項34記載のドリルビット1であって、
前記ビット1は、好適な放電液をビット1背面の通路導入口27からビット切羽1に組み込まれた交換可能なノズル7へと流通させるための通路6を組み込んでなるビットボス3と、切削物を逆極性の電極4、5間の各ギャップからビット1の外周へ輸送するためのボス3の表面の開渠通路26と、電極4、5をボス3に接続する固定具8、17、19からなり、前記電極は一組の高電圧電極4と一組の接地電極5とに分かれており、各々がビット1の背面の端子27に電気的に接続されており、さらに以下によって特徴づけられるドリルビット。
i 電極4、5は、すべてが相互におよびドリルボス3に対して移動可能であることにより、すべての電極が当該すべてのボトムホール形状に接触することが常時確保されるようになり、
ii 電極4、5は、1つを除くすべてが相互におよびドリルビット3に対して個別に移動可能であることにより、すべての電極が当該すべてのボトムホール形状に接触することが常時確保されるようになる。 - 電極運動のモードが、下記の選択肢の一つまたは組み合わせによることを特徴とするドリル請求項35記載のビット。
i 力または力の合成によって成され、掘削方向に平行な軸に沿う、または少なくともその運動の成分が沿う、すべての移動可能な電極4、5の前進運動のみ
ii 電極4,5各々を負荷された衝撃に応じて動かす、掘削方向に平行な軸に沿う、または少なくともその運動の成分が沿う、移動可能な電極4、5各々の制御された前進および後進個々の運動、
iii すべての電極が前記すべてのボトムホール形状に接触することが常時確保されるようになる、他の方法のまたはそれらの組み合わせによる運動。 - 掘削機のためのドリルビットにおいて、
電極運動のモードが掘削方向に平行な軸に沿う、または少なくともその運動の成分が沿うものであり、かつ下記の選択肢の一つまたは組み合わせによることを特徴とする請求項34から36のいずれかに記載のドリルビット。
i 前方に移動して、ボアホールの底断面上で各々の接触点に打ち当たることで個々の位置を見出す、すべての移動可能な電極4、5、
ii 移動可能な電極を個別に前進させるまたは後退させて格納する、電極は通常、但し必ずしも限定はされないが、その完全に格納された位置にあるか、前進してボアホールのボトム断面との接触によって個々の位置にある。 - 掘削機のためのドリルビットにおいて、
電極を操業するための手段が下記の選択肢の一つまたは組み合わせによることを特徴とする請求項34から37のいずれかに記載のドリルビット。
i ボアホール内の各移動可能な電極の前進方向への1方向動作、
ii ボアホール内の各移動可能な電極の前進方向および後退方向への2方向動作。 - 掘削機のためのドリルビットにおいて、
電極を操業するための手段が下記の選択肢の一つまたは組み合わせによることを特徴とする請求項34から38のいずれかに記載のドリルビット。
i ボアホール内の各移動可能な電極4、5の前進方向への1方向流体動作で、前記電極4、5は流体シリンダ固定具8におけるブランジャとして構成され、シリンダはドリルビットボス3に軸方向に掘削方向と平行して固定されており、そこではプランジャはその背後から流体圧力が印加されると前進する、
ii 各移動可能な電極4、5の2方向流体動作で、前記電極4、5は流体シリンダ固定具8におけるピストンとして構成され、シリンダ8はドリルビットボス3に軸方向に掘削方向と平行して固定されており、そこではピストンはその背後から流体圧力が印加されると前進し、圧力がその目的で組み込まれた環の表面に逆方向に印加されると後退する。 - 掘削機のためのドリルビット1において、
電極を操業するための手段が、各移動可能な電極4、5のボアホール内での前進方向への1方向機械的動作で、前記電極はシリンダ状、環状、柱状またはその他の断面形状のボディとして構成され、中空固定具8内に配置され、その全表面の流体圧力は均一化されており、前記固定具は前記電極と同様の断面を有しかつ螺旋状または他の被圧縮ばね17がそのボトムと前記電極との間に組み付けられており、そして前記中空固定具はドリルビットボス3に軸方向に掘削方向と平行して固定されており、前記被圧縮ばね17は電極を外力または固定具の開口付近に組み込まれた停止端54によって停止されるまで前方へと移動させることを特徴とする請求項34から38のいずれかに記載のドリルビット。 - 掘削機のためのドリルビット1において、
電極運動のための手段が下記の選択肢の一つまたは組み合わせによることを特徴とする請求項34から38のいずれかに記載のドリルビット。
i 各移動可能な電極4、5のボアホール内での前進方向への1方向流体的動作で、前記電極4、5は、ドリルビットボス3にヒンジで取り付けられかつドリルビットボス3に固定された流体シリンダ固定具8内でプランジャ55に接続されたアーム19の一部を成す部品として構成され、前記アーム19は、流体圧力がその背後に印加されることに伴ってプランジャ55がシリンダ内で前進方向に動かされるときに電極4、5の運動が掘削方向に対して平行な軸方向前方への成分を有するように軸の周りを回転する、
ii 各移動可能な電極4、5のボアホール内での2方向流体的動作で、前記電極4、5は、ドリルビットボス3にヒンジで取り付けられかつドリルビットボス3に固定された流体シリンダ固定具8内でピストン21に接続されたアーム19の一部を成す部品として構成され、前記アーム19は、流体圧力がその背後に印加されることに伴ってピストン21がシリンダ内で前進方向に動かされるときおよびその目的で組み込まれた圧力チャンバ内で圧力が反対方向に印加されることに伴ってピストン21がシリンダ内で後退方向に動かされるときに電極4、5の運動が掘削方向に対して平行な軸方向の前進または後退の成分を有するように軸の周りを回転する。 - 掘削機のためのドリルビット1において、
電極運動のための手段が、各移動可能な電極4、5の前進方向への1方向機械的動作で、前記電極4、5は、ドリルビットボス3にヒンジで取り付けられかつシリンダ状、環状、柱状またはその他の断面形状のボディ58に接続されて中空固定具8内に配置されたアーム19の一部を成す部品として構成され、その全表面の流体圧力は均一化されており、前記固定具は前記ボディ58と同様の断面を有しかつ螺旋状または他の被圧縮ばね17がそのボトムと前記ボディ58との間に組み付けられており、そして前記中空固定具はドリルビットボス3に固定されており、前記アーム19は、前記被圧縮ばねがボディ58を外力または固定具の開口付近に組み込まれた停止端54によって停止されるまで前方へと押すことで、電極4、5の運動が掘削方向に対して平行な軸方向の前進または後退の成分を有して軸の周りを回転することを特徴とする請求項34から38のいずれかに記載のドリルビット。 - 掘削機のためのドリルビット1において、
電極運動のための手段が、各移動可能な電極4、5の前進方向への1方向機械的動作で、前記電極4、5はアーム19の一部を成す部品として構成され、前記アーム自体は、電極4、5の運動は、前記ばねアームがホールボトム形状に接触して停止されるまで、またはばねがそれ自体無負荷になるので停止されるまでその弾性力を開放する方向に動くので、最低掘削方向に対して平行な軸前進方向の成分を有するように、これに限定されないが、板ばねのような特性を有するばねとして構成され、そしてドリルビット3に固定されていることを特徴とする請求項34から38のいずれかに記載のドリルビット。 - 掘削機のためのドリルビットにおいて、
ビット切羽の掘削方向に対する法線面への投影が、1つの円、1つの多角形または一閉曲線を特徴とする他の種類の輪郭線で特徴づけられる輪郭線を有していることを特徴とする請求項35記載のドリルビット。 - 掘削機のためのドリルビットにおいて、
ビット切羽の掘削方向に対する法線面への投影が、2つの円、2つの多角形または他の閉曲線の組み合わせの形態で環状断面を描くように1つの曲線が他の曲線内部に存在する2つの閉曲線で特徴づけられる輪郭線を有していることを特徴とする請求項35記載のドリルビット。 - 掘削機のためのドリルビットにおいて、
開渠通路26は、すべての切削物が岩盤組織61から初期分離後に可能な限り迅速に領域2を離れるように、初期切削物がドリルビット1に起因して開渠通路を通過するに十分な大きさの断面領域59および方向13を有し、前記方向13が、ドリルビット1上の各電極ギャップへの切削物の運動の優先的方向を構成し、但しこれらのみには限定されないが、下記の基準の一つまたは組み合わせによって定義されることを特徴とする請求項34から38のいずれかに記載のドリルビット。
i ビット1のセンタからその外周の方向へと向かう直線半径方向の切削物の運動
ii 半径方向外側への方向から可能な限り最小の角度を有して外れる、およびさらに切削物にとってのそれらが生起された電極ギャップからビット1外周へのそれらの軌跡上に存在する電極4、5、ノズル7のような、但しこれのみには限定されないが、任意の潜在的障害との衝突を回避するまたは衝突を最小限にする、一方向または複数方向の組み合わせにおける切削物の運動の直線的ラインまたは可能な限り直線的なライン
iii 特定ビット各々に依存することがあるが、回転方向もしくは隣接した稼動電極ギャップまたは稼働中の複数ギャップから離れた掘削物の運動。 - 掘削機のためのドリルビット1において、
逆極性の最低2つの電極間の高電圧パルスによって発生される放電を利用して地面にボアホールを掘削するための前記ビット1は、ボス3からなり、そこには好適な放電液をビット1の後方の通路取入口27からビット1の表面に組み込まれた交換可能なノズル7へと流す通路6が組み込まれ、そして逆極性の電極4、5間の各ギャップからビット1の外周への切削物を輸送するための断面領域59を有する開渠通路26がボス3の表面に刻設されており、前記電極は一組の高電圧電極4と一組の接地電極5とに分けられて、各々がビット1後方の端子27に電気的に接続され、ドリルビットボス3の表面には交換可能なノズル7が実装されていて、ノズルから生起する位置およびベクトル方向14、15、16を有する液ジェット52は各初期切削物が即座に引き起こされてその生来の岩盤組織51としての場所から緩むとそれを直ぐに浮かせてドリルビット下の領域50から除去するための最大の可能性が得られることを意図した方向に向くことを特徴とする請求項34記載のドリルビット。 - 掘削機のためのドリルビット1において、
前記岩盤組織から緩むとそれを直ぐに浮かせておよび除去するための前記最大の可能性は、切削物が直ぐに破砕され緩むことで切削物と岩盤組織との間に生じる亀裂への最低一つの液ジェット52による直接的な衝撃を与えるようなノズル7の配置および方向によって確保されることを特徴とする請求項47記載のドリルビット。 - 掘削機のためのドリルビット1において、
衝撃の瞬間における液ジェットのベクトル方向15、16は、前記ベクトル方向でみられる初期切削物の表面輪郭に対する衝撃点の接線方向に沿うまたは前記接線に実際上可能な限り近づくことを特徴とする請求項47または48記載のドリルビット。 - 掘削機のためのドリルビット1において、
衝撃の瞬間における液ジェットのベクトル方向15、16は、2つのベクトル成分からなり、その一つが対象電極ギャップのためのビット下から切削物の輸送への優先方向であり、前記平行方向の成分は望ましくは、但し必ずしも必須ではないが、2つの成分の主成分であることを特徴とする請求項46または47記載のドリルビット。 - 掘削機のためのドリルビット1において、
前記ノズル7は、下記の原則の一つまたはそれらの組み合わせに従って構成されていることを特徴とする請求項47記載のドリルビット。
i 前記ノズル7の各々は、その液体の流れが永続的にビットボス3に対して同一の方向に向けられている、
ii 前記ノズル7の各々は、その液体の流れを2つまたはさらにそれ以上の方向に分け、前記方向の各々は永続的にビットボス3に対して同一の方向に向けられている、
iii 前記ノズル7は、それらから発する液ジェットが、異なる時期に、異なる初期切削物を浮かせておよび除去する、またはその切削物を除去する経路の優先的方向に沿って初期切削物のジェット噴射のように、但しこれのみには限定されないが、異なる時期の異なる方向に向けられるように構成される。 - 掘削機のためのドリルビット1において、
ノズル7を通しての液の流れは、それらの空洞からの流体的衝撃時に直ぐに初期切削物を浮かせるまたは最小の時間で浮かせるために十分な流体力を与えられて各ノズルを介して最低3.5MPaの圧力低下を生じせしめる、前記流体力Pは、すべてのノズル7を組み合わせて数学的表記PKW=530oD2,3によって与えられるが、ここでD(m)はボアホール直径を表していることを特徴とする請求項47記載のドリルビット。 - 好適な放電液が循環し、逆極性の電極4、5同士間の高電圧パルスによって発生される放電による掘削を利用して、地面にボアホール掘削するためのボトムホールアッセンブリ42であって、
パルスジェネレータ31または個々のパルスジェネレータ31がドリルビット1からの固定された軸方向の距離およびその掘削方向から見て後方に実装されていて、必要上、但しこれらのみに限定されないが、電気的、流体的および機械的に接続され、そして前記距離は可能な限り短くかつボアホールの深さに関わらず一定である請求項34または46記載のうちの一つまたは両方によるドリルビット1および高電圧パルスジェネレータまたは複数の同様なパルスジェネレータ31が組み込まれていることを特徴とする請求項34記載のドリルビットアッセンブリ。 - 好適な放電液が循環し、逆極性の電極4、5間の高電圧パルスにより発生される放電を利用して地面にボアホールを掘削するためのボトムホールアッセンブリ42であって、請求項34または36記載の一つまたは両方のドリルビット1および高電圧パルスジェネレータまたは同様な複数のジェネレータ31が、掘削の進行につれて前記ビットおよびジェネレータまたは複数のジェネレータが短距離を隔てて互いに固定された位置または固定された位置付近に保たれるように組み込まれ、かつ但しこれに限定されないが下記の項目のすべてまたはいくつかを組み合わせのような複数の下位構成を特徴とする請求項34記載のボトムホールアッセンブリ。
i 一方向の一定または可変速度の回転、任意の往復、間欠的、回転または往復もしくは任意の回転、または他の運動の形でドリルビット1の回転運動を生ずるためのモータであって掘削の進行につれてドリルビットに対して前記ビットおよびモータがそれらの間に短距離を隔てて互いに固定された位置にまたは固定された位置付近に保たれるように配置されて流体力、電気力またはその他によって駆動されるモータによって作り出される回転動力33、
ii コアカッタ37をそのボトム付近におよびコア把持装置38組み込んでなる固定された長さのコアバレル36、前記コアバレルのユニットはドリルビットに対して、掘削の進行につれて前記ビットおよびコアバレルが互いに隣接し、固定されたまたは固定された位置付近に保たれることを特徴とする位置に配置される、
iii 切削物分離41および一時貯蔵システム40、これは切削物バスケットと呼ばれるが、そこでは切削物が放電液から分離され、清浄化された放電液がボアホールのボトム区間にある再循環のための吸引タンクへと導かれる間、一時的に貯蔵され、前記システムはドリルビットに対して、掘削の進行につれて前記ビットおよび切削物分離および一時貯蔵システムが互いに固定された位置にまたは固定された位置付近に保たれることを特徴とする位置に配置される、
iv 流れの経路がボトムホールに向かいボアホールに対して略軸方向で、ボトムホール循環ポンプ39の圧力側から、ボトムホールアッセンブリの構成部品を通るまたは通過してホールボトムへと向かうように特徴づけられる、ボトムホールの閉ループ内で放電液が循環する放電液の循環ポンプ39、その流れの経路は、但し必ずしもこのような系列のみには限定されないが、モータ33を通るまたは通過し、掘削プロセス制御およびアクチュエータシステム32を通るまたは通過し、パルスジェネレータ31または複数のパルスジェネレータ31を通るまたは通過し、ドリルビット1ボスを通るまたは通過し、ノズル7を通ってホールボトム上に出て、優先的切削物出口方向13のドリルビット切羽上の開渠通路に沿って、方向を転換して戻り、前記方向はボトムホールから離れてボアホールに対して略軸方向で、ボトムホールアッセンブリ42の前記構成部品内でこの目的のために作られた通路を通り、またはボアホールおよび前記ボトムホールアッセンブリ42によって囲まれた環の中の前記構成部品を通過し、切削物をそれと共に運びながら切削物バスケット40の頂上まで持ち上げられ、本来の流れの経路に向かうように再び方向を転換し、前記の新しい方向はホールボトムに向かってボアホールに対して略軸方向で、切削物が液体から分離され、バスケット40で一時的に貯蔵するため隔離され切削物バスケット40の液体清浄化区間41を通り、最終的に清浄放電液吸収タンク58を通り、そこから放電液はポンプ39の吸引側に戻るが、前記ポンプはドリルビットに対して掘削の進行につれてそのビットおよびポンプが互いにされた位置にまたは固定された位置付近に保たれることを特徴とする位置に配置される、
v ボアホール情報サンプリングおよび処理システムならびに制御およびアクチュエータシステム32、但しこれのみには限定されないが、電極4、5の管理および位置決めのためのコンピュータに基づく電気流体的または他の掘削操業、但しこれのみには限定されないが、ノズル7の流体的衝撃方向の制御および電極構成による管理を含む掘削プロセス制御ユニット57、前記放電液エネルギーおよび流量はビットの運動およびコアバレル36管理に連動しまたは独立しており、前記制御ユニットはドリルビットに対して掘削の進行につれて前記ビットおよび制御ユニットが互いにわずか短い距離を隔て固定された、または略固定された位置に保たれることを特徴とする位置に配置される、
vi 地表へのパイプ導管44のための接続ターミナル55、前記ターミナルは放電液の輸送さらに電気動力および信号伝送器45、46を組み込んで放電液のホールボトムアッセンブリへの輸送を促進する、
vii 但しこれらに限定されないが、一体化した電源および信号ケーブル45、46を備えた鋼鉄製のワイヤロープ65のようなライン導管への接続ターミナル55、前記ターミナルは地表からボトムホールアッセンブリへの電力および信号の伝送のための設備を組み込んでなることを特徴とする。 - 好適な放電液が循環し、逆極性の電極4、5間の高電圧パルスにより発生される放電を利用して、地面にボアホールを掘削するためのボトムホールアッセンブリ42であって、請求項44、46の一つまたは両方に記載のドリルビット1および高電圧パルスジェネレータまたは同様の複数のジェネレータ31はドリルビットに対して掘削の進行につれて前記ビットおよびジェネレータまたは複数のジェネレータがそれらの間にコアバレルのみを隔てて互いに固定された位置または固定された位置付近に保たれることを特徴とする位置に配置されるように組み込まれ、かつこれらに限定されないが下記の複数の下位構成を特徴とする請求項34記載のボトムホールアッセンブリ。
i コアカッタ37を、そのボトム付近におよびコア把持装置38を組み込んでなる固定された長さのコアバレル36、前記コアバレルのユニットはドリルビットに対して、掘削の進行につれて前記ビットおよびコアバレルが互いに隣接し固定された位置または固定された位置付近に保たれることを特徴とする位置に配置される、
ii ドリルビットに対して掘削の進行につれてビットおよびコアバレルが固定または略固定された位置に保たれるような位置にプレジェネレータに隣接して配置された、一方向の一定または可変速度の回転、任意の往復、間欠的な回転または往復もしくは任意の回転、または他の運動の形で流体的、電気的、またはその他によって駆動される、好適なモータによって利用できるようにドリルビット1の回転運動を作り出すための回転動力33、
iii ボアホール情報サンプリングおよび処理システムならびに制御およびアクチュエータシステム32、但しこれらのみには限定されないが、電極4、5の管理および位置決めのためのコンピュータに基づく電気流体的または他の掘削動作、但しこれのみには限定されないが、ノズル7の流体的衝撃方向の制御および電極構成による管理を含む掘削プロセス制御ユニット57、前記放電液エネルギーおよび流量は、ビットの運動およびコアバレル36管理に連動しまたは独立しており、前記制御ユニットはドリルビットに対して固定された位置または固定された位置付近に保たれることを特徴とする位置に配置され、前記位置は掘削の進行につれてドリルビットから見てモータ33と隣接してまたは密接しているおよびその上部である、
iv ボトムホールの閉ループ内で放電液が循環する放電液の循環ポンプ39、その流れの経路は、流れの経路がボトムホールに向かいボアホールに対して略軸方向で、ボトムホール循環ポンプ39の圧力側から、ボトムホールアッセンブリの構成部品を通るまたは通過して、但し必ずしもこのような系列のみには限定されないが、掘削プロセス制御およびアクチュエータシステム32を通るまたは通過し、モータ33を通るまたは通過し、パルスジェネレータ31または複数のパルスジェネレータ31を通るまたは通過し、コアバレル36を通るまたは通過し、ドリルビット1ボスを通るまたは通過し、ノズル7を通ってホールボトム上に出て、優先的切削物出口方向13のドリルビット切羽上の開渠通路に沿って、方向転換して戻り、前記方向はボトムホールから離れてボアホールに対して略軸方向でボトムホールアッセンブリ42の前記構成部品内でこの目的のために作られた通路を通り、またはボアホールおよび前記ボトムホールアッセンブリ42によって囲まれた環の中の前記構成部品を通過し、切削物をそれと共に運びながら切削物バスケット40の頂上まで持ち上げられ、本来の流れの経路に向かうように再び方向を転換し、前記の新しい方向はホールボトムに向かってボアホールに対して略軸方向で、切削物が液体から分離され、バスケット40で一時的に貯蔵するために隔離され、切削物バスケット40の液体清浄化区間41を通り、最終的に清浄放電液吸収タンク58を通り、そこから放電液はポンプ39の吸引側に戻るが、前記ポンプはドリルビットに対して前記ポンプが固定された位置または略固定された位置;付近に保たれることを特徴とする位置に配置され、前記位置は、掘削プロセス制御ユニット57に隣接している、およびその上部である、
v 切削物分離41および一時貯蔵システム40、これは切削物バスケットと呼ばれるが、そこでは切削物が放電液から分離され、清浄化された放電液がボアホールボトム区間にある再循環のための吸引タンクへと導かれる間、一時的に貯蔵され、前記システムはドリルビットに対して、切削物分離および一時貯蔵システムが固定された位置、固定されて位置付近に保たれることを特徴とする位置に配置され、前記位置は、掘削の進行につれてドリルビットから見て放電液循環ポンプと隣接してまたは密接しているおよびその上部である、
vi 但しこれらのみには限定されないが、一体化した電源および信号ケーブル45、46を備えた鋼鉄製ワイヤロープ65のような、ライン導管への接続ターミナル55、前記ターミナルは、地表からボトムホールアッセンブリへの電源および信号の伝送のための設備45、46を組み込んでおり、そしてさらにそのターミナルはある位置に保たれていることによって特徴づけられるが、前記位置は、ドリルビットから見て切削物分離および一時貯蔵システム41に隣接してまたは密接しているおよびそれらの上部であり、従ってドリルビット側から見てボトムホールアッセンブリの終端を構成する。 - ボトムホールアッセンブリ42であって、
パルスジェネレータまたは複数のジェネレータ31は、下記の選択肢の一つまたは組み合わせに従って放電液の流れを許容するように作られていることを特徴とする請求項54記載のボトムホールアッセンブリ。
i ジェネレータボディまたは連続したボディを通ってボアホールへ入り、そしてボアホールとジェネレータボディまたは連続したボディの外周面とで形成される環を通ってボアホールから出る液体の流れを許容する内側導管、
ii ジェネレータボディまたは複数のボディの周囲からボアホールに流れ込み、そしてボアホールの壁面と前記外側液体導管または連続したボディを含むジェネレータボディの外周面とで形成される環を通ってボアホールから出る液体の流れを許容する輪状、環状または任意の断面形状の外側導管。 - 好適な放電液が循環し、逆極性の電極4、5間の高電圧パルスにより発生する放電を利用して、地面にボアホールを掘削するための掘削機43であって、
請求項53記載のボトムホールアッセンブリ42によって特徴づけられ、かつ、これらのみには限定されないが、下記の項目、のすべてまたはいくつかを組み合わせてなる下位構成を特徴とする請求項34記載の掘削機。
i ボトムホールアッセンブリの上部延長55を地表に接続するパイプ導管44、
さらに前記導管は、放電液の輸送を促進し、ボトムホールアッセンブリへの電力および信号伝送45、46を組み込んでなることで特徴づけられる、
ii ボトムホールアッセンブリの上部延長55を地表に接続する鋼鉄製ワイヤロープ65、
さらに前記ワイヤロープは、地表およびボトムホールアッセンブリの間での電力および信号伝送45、46の伝送を促進することで特徴づけられる、
iii 放電液循環ポンプ62または同様な複数のポンプ62、前記複数のポンプは、ドリルビット1の動作特性およびボアホールの寸法によって規定される必要な圧力で放電液の流量を供給するに十分な能力を有し、そしてさらに前記ポンプは、ボアホール上方の地表に配置されている、
iv ボアホール内におよびボアホールから地表へボトムホールアッセンブリ42およびボアホールパイプ導管または鋼鉄製のワイヤロープ65の降下および引き上げを日常的に行う昇降および処理能力48、49、および電力47、そしてさらに前記昇降および処理設備は、ボアホール上方の地表に配置されていることにより特徴づけられる、
v すべてのボトムホールアッセンブリ42の機能および地表での電力の要求に対応した電力供給に十分な発電および変圧能力47、前記ボトムホールアッセンブリ42の電力は、ボアホール中を1000VACのような、但しこの具体的数値のみには限定されないが、実用的な電圧で伝送され、そしてさらに前記発電および変圧設備は、ボアホール上方の地表に配置されていることにより特徴づけられている、
vi ディーゼルまたは変圧器油もしくは同様の誘電率を有する別の油あるいは混合油からなる放電液、そして下記の物質の一つまたは組み合わせが混合されている、
i ボアホール圧力制御のためおよび、但しこれに限定されないが、重晶石のような、好適な鉱物の形での放電液比重調整、
ii 但しこれに限定されないがポリマー成分のように地表に切削物を効率よく浮かせるための粘性調節、前記放電液は、その貯蔵および処理設備がボアホール上方の地表に配置されていることでさらに特徴づけられる、
vii 放電液流れ機構が地表からドリルビット1へ、そして地表へ戻る流路により特徴づけられ、前記流路は、チューブ44の内部にあり前記ボトムホールアッセンブリ42の上方延長におけるターミナル接続55を通ってボアホールを下降し、モータ33を通るまたは通過し、掘削プロセス制御およびアクチュエータシステム32を通るまたは通過し、パルスジェネレータ31または複数のパルスジェネレータ31を通るまたは通過し、ドリルビット1ボスを通るまたは通過し、ノズル7を通ってホールボトム上に出て、優先的切削物出口方向13内のドリルビット切羽上の開渠通路に沿って方向を転換して戻り、新たな方向はボアホールに対して略軸方向でホールボトムから離れ地表へと戻り、前記ボアホールと前記ボトムホールアッセンブリ42とで囲まれた環を外へと向かい、ボアホールと前記ボトムホールアッセンブリ42とで囲まれた環の中、ボトムホールアッセンブリ42を通過し、切削物をそれと共に運びながら地表まで持ち上げられ、そして前記放電液流れ機構は、ボアホールの上方の地表のポンプから、その流れのループを必要な流量および圧力で完遂するに十分な量のエネルギー充足を受ける、
viii 保健上および環境保護基準ならびに関連の法律に従ってボアホール上方の地表に配置される、放電液の清浄、攪拌および保持システム61、
ix ボアホール上方の地表に圧力制御システムが配置されることで特徴づけられる過剰なボアホール圧力の処理のために必要と考えられるボアホール圧力制御および管理システム56、
x ボアホール上方の地表に情報サンプリングおよび処理、ならびに掘削制御システムが配置されることで特徴づけられる、掘削プロセス制御56のためのボアホール情報サンプリングおよび処理システム、ならびに設備。 - 逆極性の電極4、5間の高電圧パルスにより発生される放電を利用して地面にボアホールを掘削するための掘削機43であって、
請求項54記載のボトムホールアッセンブリ42および地表掘削サポート機構47、48、53、56によって特徴づけられ、そして前記地表掘削サポート機構が、下記の下位構成のすべてまたはいくつかを組み合わせを組み込んでいることを特徴とする請求項34記載の掘削機。
i ボトムホール内に、およびボアホールからボトムホールアッセンブリ42および鋼鉄製ワイヤロープ65の降下および引き上げを日常的に行う昇降および処理システム48、53、ならびにボアホールに対する投入および取り出しの手筈を有する、そしてさらに前記昇降および処理システムは、ボアホール上方の地表に配置されている、
ii すべてのボトムホールおよび地表での電力需要に十分な発電および変圧能力47、そしてさらに発電システムはボアホール上方の地表に配置されている、
iii ボアホール情報サンプリングおよび処理能力56ならびに同様のダウンホール掘削制御および舵取システムと共働する掘削プロセス制御のための設備、そしてさらに前記制御システムは、ボアホール上方の地表に配置されている、
iv ディーゼルまたは変圧器油もしくは他の同様の誘電率を有する油あるいは混合油からなる放電液の貯蔵供給、必要な場合にはボアホール圧力制御のための重晶石のような、但しこれのみには限定されないが、適合する鉱物の形での比重調節、必要な場合には、時々に応じて要求されるように、切削物の地表への改善された引き上げのためのポリマー成分のような、但しこれのみには限定されないが、粘性調節、そしてさらに前記昇降および処理システムは、ボアホール上方の地表に配置され、そしてさらに前記貯蔵システムは、ボアホール上方の地表に配置されて、ダウンホール循環システムに対する補助的役割を担う、
v 放電液処理システム61は、保健上の要請および環境保護基準ならびに関連の法律従ってボアホール上方の地表に配置される、
vi ボアホールの過剰圧力の処理のために必要と考えられるボアホール圧力制御および管理システム56、そしてさらに前記昇降および処理システムは、ボアホール上方の地表に配置される、
そしてさらに前記放電液循環は、ホールのボトムにおける特定のループのみで行われ、前記循環ループは、前記ボトムから前記ボトムホールアッセンブリ42の略頂上まで広がっており、ボアホールの残りの部分は空になっているかまたはボアホールの周囲によって要求のある場合またはその他の配慮がある場合には液体で満たされている。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20035338A NO322323B2 (no) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | Fremgangsmåte og anordning for grunnboring |
NO20035338 | 2003-12-01 | ||
PCT/NO2004/000369 WO2005054620A1 (en) | 2003-12-01 | 2004-11-30 | Method, drilling machine, drill bit and bottom hole assembly for drilling by electrical discharge pulses |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007527962A true JP2007527962A (ja) | 2007-10-04 |
JP2007527962A5 JP2007527962A5 (ja) | 2008-07-03 |
JP4703571B2 JP4703571B2 (ja) | 2011-06-15 |
Family
ID=30439608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006541069A Expired - Fee Related JP4703571B2 (ja) | 2003-12-01 | 2004-11-30 | 放電パルスによる掘削のための方法、掘削機、ドリルビット、および穴底面組立体 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7784563B2 (ja) |
EP (1) | EP1711679B1 (ja) |
JP (1) | JP4703571B2 (ja) |
NO (1) | NO322323B2 (ja) |
RU (1) | RU2393319C2 (ja) |
WO (1) | WO2005054620A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015513626A (ja) * | 2012-03-15 | 2015-05-14 | ヨーゼフ グローテンドアストJosef Grotendorst | 地盤に空洞を形成又は掘削する方法及び装置 |
JP2018053573A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 | 地盤掘削装置 |
CN113565439A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-29 | 太原理工大学 | 监测电极角度可控的高压电脉冲能量及方向的装置和方法 |
Families Citing this family (95)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1789652B1 (en) * | 2004-08-20 | 2019-11-20 | Sdg Llc | Pulsed electric rock drilling, fracturing, and crushing methods and apparatus |
US7416032B2 (en) | 2004-08-20 | 2008-08-26 | Tetra Corporation | Pulsed electric rock drilling apparatus |
US9190190B1 (en) | 2004-08-20 | 2015-11-17 | Sdg, Llc | Method of providing a high permittivity fluid |
US8789772B2 (en) | 2004-08-20 | 2014-07-29 | Sdg, Llc | Virtual electrode mineral particle disintegrator |
US8172006B2 (en) | 2004-08-20 | 2012-05-08 | Sdg, Llc | Pulsed electric rock drilling apparatus with non-rotating bit |
US9416594B2 (en) | 2004-11-17 | 2016-08-16 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for drilling a borehole |
GB2420358B (en) * | 2004-11-17 | 2008-09-03 | Schlumberger Holdings | System and method for drilling a borehole |
US10060195B2 (en) * | 2006-06-29 | 2018-08-28 | Sdg Llc | Repetitive pulsed electric discharge apparatuses and methods of use |
NO330103B1 (no) * | 2007-02-09 | 2011-02-21 | Statoil Asa | Sammenstilling for boring og logging, fremgangsmate for elektropulsboring og logging |
GB2454698B (en) * | 2007-11-15 | 2013-04-10 | Schlumberger Holdings | Gas cutting borehole drilling apparatus |
US9089928B2 (en) | 2008-08-20 | 2015-07-28 | Foro Energy, Inc. | Laser systems and methods for the removal of structures |
US9664012B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-05-30 | Foro Energy, Inc. | High power laser decomissioning of multistring and damaged wells |
US9244235B2 (en) | 2008-10-17 | 2016-01-26 | Foro Energy, Inc. | Systems and assemblies for transferring high power laser energy through a rotating junction |
US9267330B2 (en) | 2008-08-20 | 2016-02-23 | Foro Energy, Inc. | Long distance high power optical laser fiber break detection and continuity monitoring systems and methods |
US9138786B2 (en) | 2008-10-17 | 2015-09-22 | Foro Energy, Inc. | High power laser pipeline tool and methods of use |
US8627901B1 (en) | 2009-10-01 | 2014-01-14 | Foro Energy, Inc. | Laser bottom hole assembly |
US9242309B2 (en) | 2012-03-01 | 2016-01-26 | Foro Energy Inc. | Total internal reflection laser tools and methods |
US8636085B2 (en) | 2008-08-20 | 2014-01-28 | Foro Energy, Inc. | Methods and apparatus for removal and control of material in laser drilling of a borehole |
US20120261188A1 (en) | 2008-08-20 | 2012-10-18 | Zediker Mark S | Method of high power laser-mechanical drilling |
US10301912B2 (en) * | 2008-08-20 | 2019-05-28 | Foro Energy, Inc. | High power laser flow assurance systems, tools and methods |
US9080425B2 (en) | 2008-10-17 | 2015-07-14 | Foro Energy, Inc. | High power laser photo-conversion assemblies, apparatuses and methods of use |
US8571368B2 (en) | 2010-07-21 | 2013-10-29 | Foro Energy, Inc. | Optical fiber configurations for transmission of laser energy over great distances |
US9719302B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-08-01 | Foro Energy, Inc. | High power laser perforating and laser fracturing tools and methods of use |
US9074422B2 (en) | 2011-02-24 | 2015-07-07 | Foro Energy, Inc. | Electric motor for laser-mechanical drilling |
US9360631B2 (en) | 2008-08-20 | 2016-06-07 | Foro Energy, Inc. | Optics assembly for high power laser tools |
US9347271B2 (en) | 2008-10-17 | 2016-05-24 | Foro Energy, Inc. | Optical fiber cable for transmission of high power laser energy over great distances |
US9669492B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-06-06 | Foro Energy, Inc. | High power laser offshore decommissioning tool, system and methods of use |
US9027668B2 (en) | 2008-08-20 | 2015-05-12 | Foro Energy, Inc. | Control system for high power laser drilling workover and completion unit |
US8720584B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-05-13 | Foro Energy, Inc. | Laser assisted system for controlling deep water drilling emergency situations |
US8783360B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-07-22 | Foro Energy, Inc. | Laser assisted riser disconnect and method of use |
US8684088B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-04-01 | Foro Energy, Inc. | Shear laser module and method of retrofitting and use |
US8783361B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-07-22 | Foro Energy, Inc. | Laser assisted blowout preventer and methods of use |
US9845652B2 (en) | 2011-02-24 | 2017-12-19 | Foro Energy, Inc. | Reduced mechanical energy well control systems and methods of use |
CA2808214C (en) | 2010-08-17 | 2016-02-23 | Foro Energy Inc. | Systems and conveyance structures for high power long distance laser transmission |
US8528661B2 (en) | 2010-10-27 | 2013-09-10 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit with electrical power generation devices |
CA2817695C (en) * | 2010-11-10 | 2016-02-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | System and method of constant depth of cut control of drilling tools |
AU2012204152B2 (en) | 2011-01-07 | 2017-05-04 | Sdg Llc | Apparatus and method for supplying electrical power to an electrocrushing drill |
RU2524101C2 (ru) * | 2011-03-23 | 2014-07-27 | Николай Данилович Рязанов | Способ электроимпульсного бурения скважин, электроимпульсной буровой наконечник |
EP2715887A4 (en) | 2011-06-03 | 2016-11-23 | Foro Energy Inc | PASSIVELY COOLED HIGH ENERGY LASER FIBER ROBUST OPTICAL CONNECTORS AND METHODS OF USE |
US9279322B2 (en) * | 2011-08-02 | 2016-03-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Systems and methods for pulsed-flow pulsed-electric drilling |
US20130032398A1 (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Pulsed-Electric Drilling Systems and Methods with Reverse Circulation |
US9181754B2 (en) | 2011-08-02 | 2015-11-10 | Haliburton Energy Services, Inc. | Pulsed-electric drilling systems and methods with formation evaluation and/or bit position tracking |
US20130112482A1 (en) * | 2011-11-08 | 2013-05-09 | Chevron U.S.A. Inc. | Apparatus and Process For Drilling A Borehole In A Subterranean Formation |
JP5199447B1 (ja) * | 2011-12-09 | 2013-05-15 | ファナック株式会社 | 回転軸を備えたワイヤ放電加工機 |
RU2500873C1 (ru) * | 2012-04-28 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Электроимпульсный буровой снаряд |
WO2014008483A1 (en) * | 2012-07-05 | 2014-01-09 | Sdg, Llc | Apparatuses and methods for supplying electrical power to an electrocrushing drill |
US10407995B2 (en) | 2012-07-05 | 2019-09-10 | Sdg Llc | Repetitive pulsed electric discharge drills including downhole formation evaluation |
SK500582012A3 (sk) * | 2012-12-17 | 2014-08-05 | Ga Drilling, A. S. | Multimodálne rozrušovanie horniny termickým účinkom a systém na jeho vykonávanie |
SK500062013A3 (sk) | 2013-03-05 | 2014-10-03 | Ga Drilling, A. S. | Generovanie elektrického oblúka, ktorý priamo plošne tepelne a mechanicky pôsobí na materiál a zariadenie na generovanie elektrického oblúka |
US20160060961A1 (en) | 2013-05-21 | 2016-03-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | High-voltage drilling methods and systems using hybrid drillstring conveyance |
WO2015042608A1 (en) | 2013-09-23 | 2015-03-26 | Sdg Llc | Method and apparatus for isolating and switching lower voltage pulses from high voltage pulses in electrocrushing and electrohydraulic drills |
WO2015105428A1 (en) * | 2014-01-13 | 2015-07-16 | Sinvent As | A method for energy efficient and fast rotary drilling in inhomogeneous and/or hard rock formations |
FR3017897B1 (fr) | 2014-02-21 | 2019-09-27 | I.T.H.P.P | Systeme de forage rotary par decharges electriques |
DE102014004040A1 (de) * | 2014-03-21 | 2015-09-24 | Josef Grotendorst | Verfahren zum Abteufen eines Bohrlochs |
NO339566B1 (no) * | 2014-04-08 | 2017-01-02 | Unodrill As | Hybrid borkrone |
WO2015171334A1 (en) * | 2014-05-08 | 2015-11-12 | Chevron U.S.A. Inc. | Pulse power drilling fluid and methods of use |
US20160040504A1 (en) * | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Baker Hughes Incorporated | Suction Nozzle |
GB202104147D0 (en) | 2015-08-19 | 2021-05-05 | Halliburton Energy Services Inc | High-power fuse-protected capacitor for downhole electrocrushing drilling |
US10221687B2 (en) | 2015-11-26 | 2019-03-05 | Merger Mines Corporation | Method of mining using a laser |
WO2017127659A1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | Baker Hughes Incorporated | Electrical pulse drill bit having spiral electrodes |
CN105888660B (zh) * | 2016-04-06 | 2018-03-02 | 西南石油大学 | 一种径向水平井用自进式断续脉冲高压喷头 |
US10717915B2 (en) | 2016-06-16 | 2020-07-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drilling fluid for downhole electrocrushing drilling |
EP3436542A4 (en) | 2016-06-16 | 2019-10-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | DRILLING FLUID FOR ELECTRIC CUTTING DRILLING IN A DRILLING HOLE |
AU2016411395B2 (en) | 2016-06-16 | 2021-05-20 | Chevron U.S.A. Inc. | Drilling fluid for downhole electrocrushing drilling |
BR112018073478A2 (pt) | 2016-06-16 | 2019-03-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | fluido de perfuração de eletroesmagamento, sistema de perfuração de eletroesmagamento, e, método de perfuração de eletroesmagamento |
CA3022613C (en) | 2016-06-16 | 2021-01-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drilling fluid for downhole electrocrushing drilling |
RU2725373C2 (ru) * | 2016-07-27 | 2020-07-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Мобильная электрогидродинамическая буровая установка |
EP3327247A1 (de) * | 2016-11-23 | 2018-05-30 | BAUER Maschinen GmbH | Bohrvorrichtung und verfahren zum bohren von gestein |
WO2018136033A1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drill bit for downhole electrocrushing drilling |
CN106703686B (zh) * | 2017-03-08 | 2018-10-30 | 中国石油天然气集团公司 | 脉冲射流式纵向冲击器 |
CN106703682B (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-16 | 吉林大学 | 一种等离子体液动动力旋转钻具 |
CN107829688B (zh) * | 2017-11-21 | 2024-04-12 | 中南大学 | 一种旋冲震荡射流式pdc钻头 |
CN108222839B (zh) * | 2018-01-22 | 2023-08-25 | 中国地质大学(武汉) | 一种多电极对电破碎钻头及电破碎实验装置 |
WO2019160562A1 (en) * | 2018-02-19 | 2019-08-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Rotary steerable tool with independent actuators |
RU182477U1 (ru) * | 2018-06-01 | 2018-08-21 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Электрогидравлическая буровая головка |
US11867059B2 (en) | 2018-10-30 | 2024-01-09 | The Texas A&M University System | Systems and methods for forming a subterranean borehole |
CN109458188A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-03-12 | 中铁工程装备集团有限公司 | 高压脉冲放电-机械联合破岩的隧道掘进机用刀盘 |
CN109372514A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-02-22 | 中铁工程装备集团有限公司 | 基于高压脉冲放电-机械联合破岩的新型竖井钻机 |
EP3739163B1 (en) | 2019-05-17 | 2021-06-30 | Vito NV | Drill head for electro-pulse-boring |
US11078727B2 (en) * | 2019-05-23 | 2021-08-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole reconfiguration of pulsed-power drilling system components during pulsed drilling operations |
US11608739B2 (en) | 2019-07-09 | 2023-03-21 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Electrical impulse earth-boring tools and related systems and methods |
RU195056U1 (ru) * | 2019-10-28 | 2020-01-14 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Устройство для бурения горных пород |
RU2721147C1 (ru) * | 2019-10-30 | 2020-05-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Электроимпульсный буровой наконечник |
US11585156B2 (en) * | 2020-04-06 | 2023-02-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Pulsed-power drill bit ground ring with abrasive material |
US11225836B2 (en) * | 2020-04-06 | 2022-01-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Pulsed-power drill bit ground ring with variable outer diameter |
US11525306B2 (en) * | 2020-04-06 | 2022-12-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Pulsed-power drill bit ground ring with two portions |
US11598202B2 (en) | 2020-12-23 | 2023-03-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Communications using electrical pulse power discharges during pulse power drilling operations |
CN113565449B (zh) * | 2021-07-21 | 2023-08-22 | 西南石油大学 | 用于电脉冲-机械复合破岩钻头与钻具间的电缆连接装置 |
CN113899537B (zh) * | 2021-09-09 | 2024-03-08 | 西南石油大学 | 一种用于电脉冲-机械复合钻头的破岩钻进实验装置及方法 |
EP4159970A1 (en) * | 2021-09-29 | 2023-04-05 | Vito NV | A method and system for electro-pulse drilling |
CN114592815B (zh) * | 2022-03-31 | 2024-06-21 | 陕西太合智能钻探有限公司 | 一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置 |
CH719772A2 (de) * | 2022-06-10 | 2023-12-15 | Swissgeopower Ag | Plasma-Puls-Geo-Bohreinrichtung. |
CN115263178B (zh) * | 2022-08-04 | 2024-06-25 | 西南石油大学 | 一种基于高压电脉冲液电效应的冲击提速钻具 |
CN116220562B (zh) * | 2023-05-10 | 2023-07-14 | 北京中联勘工程技术有限责任公司 | 一种岩土工程勘察钻探装置 |
CN116771266B (zh) * | 2023-08-23 | 2023-11-10 | 中铁十二局集团有限公司 | 一种具有偏移矫正功能的溶洞施工用定位冲孔装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4813202B1 (ja) * | 1969-02-24 | 1973-04-26 | ||
JPH09119283A (ja) * | 1995-06-13 | 1997-05-06 | Aitatsuku Kk | 固体絶縁体の破壊方法 |
US6164388A (en) * | 1996-10-14 | 2000-12-26 | Itac Ltd. | Electropulse method of holes boring and boring machine |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2953353A (en) * | 1957-06-13 | 1960-09-20 | Benjamin G Bowden | Apparatus for drilling holes in earth |
GB1179093A (en) * | 1966-01-27 | 1970-01-28 | Tetronics Res And Dev Company | Improvements in or relating to the Penetration of Rock Formations |
US3468387A (en) * | 1967-04-17 | 1969-09-23 | New Process Ind Inc | Thermal coring method and device |
US3467206A (en) * | 1967-07-07 | 1969-09-16 | Gulf Research Development Co | Plasma drilling |
US3583766A (en) * | 1969-05-22 | 1971-06-08 | Louis R Padberg Jr | Apparatus for facilitating the extraction of minerals from the ocean floor |
US3840270A (en) * | 1973-03-29 | 1974-10-08 | Us Navy | Tunnel excavation with electrically generated shock waves |
US4741405A (en) * | 1987-01-06 | 1988-05-03 | Tetra Corporation | Focused shock spark discharge drill using multiple electrodes |
US5168940A (en) * | 1987-01-22 | 1992-12-08 | Technologie Transfer Est. | Profile melting-drill process and device |
WO1998007960A1 (fr) | 1996-08-22 | 1998-02-26 | Komatsu Ltd. | Machine souterraine a tariere pour concassage electrique, excavatrice et procede d'excavation |
GB0203252D0 (en) * | 2002-02-12 | 2002-03-27 | Univ Strathclyde | Plasma channel drilling process |
-
2003
- 2003-12-01 NO NO20035338A patent/NO322323B2/no not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-11-30 EP EP04808863.7A patent/EP1711679B1/en not_active Not-in-force
- 2004-11-30 US US10/581,022 patent/US7784563B2/en active Active
- 2004-11-30 WO PCT/NO2004/000369 patent/WO2005054620A1/en active Application Filing
- 2004-11-30 JP JP2006541069A patent/JP4703571B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-11-30 RU RU2006118141/03A patent/RU2393319C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4813202B1 (ja) * | 1969-02-24 | 1973-04-26 | ||
JPH09119283A (ja) * | 1995-06-13 | 1997-05-06 | Aitatsuku Kk | 固体絶縁体の破壊方法 |
US6164388A (en) * | 1996-10-14 | 2000-12-26 | Itac Ltd. | Electropulse method of holes boring and boring machine |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015513626A (ja) * | 2012-03-15 | 2015-05-14 | ヨーゼフ グローテンドアストJosef Grotendorst | 地盤に空洞を形成又は掘削する方法及び装置 |
JP2018053573A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 | 地盤掘削装置 |
CN113565439A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-29 | 太原理工大学 | 监测电极角度可控的高压电脉冲能量及方向的装置和方法 |
CN113565439B (zh) * | 2021-07-14 | 2023-05-26 | 太原理工大学 | 监测电极角度可控的高压电脉冲能量及方向的装置和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006118141A (ru) | 2008-01-10 |
NO20035338L (no) | 2005-06-02 |
EP1711679B1 (en) | 2016-11-23 |
RU2393319C2 (ru) | 2010-06-27 |
NO20035338D0 (no) | 2003-12-01 |
WO2005054620A1 (en) | 2005-06-16 |
NO322323B1 (no) | 2006-09-18 |
NO322323B2 (no) | 2016-09-13 |
US7784563B2 (en) | 2010-08-31 |
JP4703571B2 (ja) | 2011-06-15 |
US20090133929A1 (en) | 2009-05-28 |
EP1711679A1 (en) | 2006-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007527962A (ja) | 放電パルスによる掘削のための方法、掘削機、ドリルビット、およびボトムホールアッセンブリ | |
JP2007527962A5 (ja) | ||
US8186454B2 (en) | Apparatus and method for electrocrushing rock | |
US8567527B2 (en) | System and method for drilling a borehole | |
US10683704B2 (en) | Drill with remotely controlled operating modes and system and method for providing the same | |
US8567522B2 (en) | Apparatus and method for supplying electrical power to an electrocrushing drill | |
CA2771475C (en) | Pulsed electric rock drilling apparatus with non-rotating bit and directional control | |
US3897836A (en) | Apparatus for boring through earth formations | |
US20130112482A1 (en) | Apparatus and Process For Drilling A Borehole In A Subterranean Formation | |
AU2013286589A1 (en) | Apparatuses and methods for supplying electrical power to an electrocrushing drill | |
JP5049913B2 (ja) | 削孔機 | |
WO1998007960A1 (fr) | Machine souterraine a tariere pour concassage electrique, excavatrice et procede d'excavation | |
RU69152U1 (ru) | Электроимпульсное буровое долото | |
CN110952916A (zh) | 旧有建筑桩基础深部破碎拆除施工方法 | |
RU2204189C2 (ru) | Искровой разрядник (варианты) | |
RU2307937C1 (ru) | Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых и устройство для его осуществления | |
JPH06264676A (ja) | 水中掘削装置及び水中掘削工法 | |
RU2023822C1 (ru) | Паровая игла для оттаивания мерзлых грунтов | |
RU2445430C1 (ru) | Электроимпульсная буровая установка | |
JPH05321556A (ja) | 地中破砕方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070723 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071130 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080519 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100401 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100818 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101115 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110308 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4703571 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |