JP2015011034A - 充填流体を備えたダウンホール地震センサ及びこの地震センサを使用する方法 - Google Patents

充填流体を備えたダウンホール地震センサ及びこの地震センサを使用する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】地下地層中の油井孔に配置可能なダウンホールツール用の地震センサを提供する。
【解決手段】地震センサは、センサハウジング、該ハウジング内でその軸に沿って支持されるボビン、該ボビンの周りに巻き付けられた少なくとも１つのコイル（少なくとも１つのコイルによってセンサハウジング内で可動支持できるコイル）、該コイルに磁場を発生させて接地点又は大地の振動を検出可能でありボビンの周りに配置可能な少なくとも１つの磁石、及びセンサハウジングに配置されてコイルを浮かせて重力の影響を打ち消すことができる充填流体を含む。
【選択図】図３．１

Description

本開示は、全体的には油井作業に関する。本開示は、詳細には地下地層の地震パラメータ等のダウンホールパラメータ測定を含む地層評価に関する。
油井孔は、炭化水素の位置を突き止めて産出するために掘削される。先端にビットを有するダウンホール掘削ツールは、大地を掘削して油井孔を形成する。掘削ツールを掘り進める際、掘削ツールを冷却して掘削物を運び出すために、掘削泥水は掘削ツールを経由して掘削ビットの外に汲み出される。掘削ツールを通って掘削泥水を再循環させるために、流体は掘削ビットから流出して地表に戻される。また、掘削泥水は、マッドケーキにして油井孔を補強するために利用される。
掘削作業中又は掘削後に、油井孔及び周囲の地層の特徴を決定するために様々なダウンホール評価を実行することができる。掘削ツールは周囲の地層及び／又は地層の貯留層に含まれる流体を検査するための装置を備える場合もある。地層を検査するために掘削ツールを取り外して油井孔にダウンホール有線ツールを配置する場合もある。例えば、これらの検査は、有用な炭化水素が存在するか否かを判定するために用いることができる。産出装置は、地表に炭化水素をくみ上げるために油井孔に配置することができる。
地層評価は、ダウンホール測定を行うために油井孔にセンサを配置することを含む。ダウンホールツールは、ダウンホールパラメータ測定用センサを備えることができる。センサの実施例は米国特許公開番号２０１２／００６３２６３、米国特許公開番号２０１１／０１９４３７５、米国特許公開番号２０１０／０２９６３６６、米国特許公開番号２００９／０２３８０４３、及び米国特許公開番号２０１０／００２０６３６に提示されており、これらの全ての開示内容は本明細書に組み込まれている。
米国特許第２０１２／００６３２６３号公報 米国特許第２０１１／０１９４３７５号公報 米国特許第２０１０／０２９６３６６号公報 米国特許第２００９／０２３８０４３号公報 米国特許第２０１０／００２０６３６号公報
１つの態様では、本開示は、地下地層中の油井孔に配置可能なダウンホールツール用の地震センサに関する。地震センサは、センサハウジングと、ばねによってセンサハウジングに可動支持されるボビンと、磁場を発生するためにセンサハウジングに固定配置可能な少なくとも１つの管状磁石と、ボビンの周りに巻き付けられて該ボビンと一緒に管状磁石に対して移動可能であり、地震振動を検出可能な少なくとも１つのコイルと、コイルを浮かせるためにセンサハウジングに配置され、コイルの変位を低減することができる充填流体とを含む。
別の態様においては、本開示は、地下地層中の油井孔に配置可能なダウンホールツールに関する。ダウンホールツールは、ツールハウジング及び該ツールハウジングに配置可能なセンサパッケージを含む。センサパッケージは少なくとも１つの地震センサを含む。地震センサは、センサハウジングと、ばねによってセンサハウジングに可動支持されるボビンと、磁場を発生するためにセンサハウジングに固定配置可能な少なくとも１つの管状磁石と、ボビンの周りに巻き付けられて該ボビンと一緒に管状磁石に対して移動可能であり、地震振動を検出可能な少なくとも１つのコイルと、コイルを浮かせるためにセンサハウジングに配置され、コイルの変位を低減することができる充填流体とを含む。
さらに別の態様において、本開示は、地下地層中の油井孔周囲パラメータを検出する方法に関する。本方法は、油井孔にダウンホールツールを導入する段階を含む。ダウンホールツールは、ツールハウジング及び該ツールハウジングに配置可能なセンサパッケージを含む。センサパッケージは、少なくとも１つの地震センサを含む。地震センサは、センサハウジングと、ばねによってセンサハウジングに可動支持されるボビンと、磁場を発生するためにセンサハウジングに固定配置可能な少なくとも１つの管状磁石と、ボビンの周りに巻き付けられて該ボビンと一緒に管状磁石に対して移動可能であり、地震振動を検出可能な少なくとも１つのコイルと、コイルを浮かせるためにセンサハウジングに配置され、コイルの変位を低減することができる充填流体とを含む。本方法は、地震センサを用いて地層のダウンホールパラメータを測定する段階をさらに含む。
本概要は、以下の詳細な説明でさらに説明される概念を選択するために提示される。本概要は、請求項の主題の主要部又は本質的な特徴を特定することを意図しておらず、請求項の範囲を限定するのを助けるために利用することも意図していない。
充填流体を備えた地震センサの実施形態及びこれを使用する方法は、以下の図面を参照して説明される。各図面で同じ参照番号は同じ特徴部及び構成要素を表すために使われている。
本開示の実施形態による、ダウンホール地層評価を行うために油井孔にダウンホールツールを導入した油井の部分断面の概略図を表す。 本開示の実施形態による、ダウンホール地層評価を行うために油井孔にダウンホールツールを導入した油井の部分断面の概略図を表す。 本開示の実施形態による、ダウンホール地層評価を行うために油井孔にダウンホールツールを導入した油井の部分断面の概略図を表す。 本開示の実施例による地震センサを内部に有する、図１．１のダウンホール掘削ツールの一部の概略図を表す。 本開示の実施例による地震センサを内部に有する、図１．２のダウンホール有線ツールの一部の概略図を表す。 本開示の実施形態による、内部に流体を備え、中心部に磁石を有する地震センサの断面概略図である。 本開示の実施形態による、内部に流体を備え、中心部にコイルを有する地震センサの断面概略図である。 本開示の実施形態による、ダウンホールパラメータを検出する方法を示すフローチャートである。
以下の説明は、例示的なシステム、装置、方法、技術、及び本発明の主題の技術を実施する命令シーケンスを含む。しかしながら、記載された実施形態は、これらの具体的な詳細がなくても実施できるものと理解される。
本開示は、地下地層の地震パラメータを測定するための、ダウンホールツールの周りに配置可能な地震センサに関する。地震センサは、ハウジングと該ハウジング内に支持されたボビン、コイル、及び磁石を含む。ボビンは、コイルと一緒に磁石の周りに配置するか、又は磁石と一緒にコイルの周りに配置することができる。コイルは、ばねによってハウジング中で移動可能に支持される。コイルを浮かせてコイルに対する重力の影響を小さくするために及び／又は地震センサの固有振動数を制限するために、充填流体がハウジング内に設けられている。
本明細書で用いる場合、「地層評価」は、ガス、流体、及び／又は固体といった抗井現場の物質の測定、検査、サンプリング、及び／又は他の分析に関する。このような地層評価は、表面及び／又はダウンホール位置で行うことができ、ダウンホールパラメータ（例えば温度、圧力、透過性、多孔性、地震）、材料特性（例えば、粘性、成分、密度）等のデータを提供するようになっている。
本明細書で用いる場合、「地震モニタリング」は、地下の地層調査を含む一種の地層評価に関する。地震モニタリングは、地動及び／又は大地の振動などの地層特性を測定することができる地震センサによって行うことができる。地中聴音器、水中聴音器、地震計、サイズモグラフ、電子センサ、増幅器、レコーダ、及び／又は他の地震測定装置及び／又は検出装置などの地震センサは、地震モニタリングの間の地震パラメータ測定に用いることができる。
図１．１から１．３は、本開示の主題を実施できる環境を表す。図１．１はダウンホール掘削ツール１０．１を表し、図１．２はダウンホール有線ツール１０．２を表し、そして、図１．３はダウンホール処理ツール１０．３を表し、全てのツールは、地層評価及び／又は地震モニタリングを実行するために使用することができる。図示の実施例において、種々のダウンホールツールは、地下地層の地震パラメータといったダウンホールパラメータを測定するために使用することができる。
ダウンホール掘削ツール１０．１は、油井孔１４を形成するために地下の地層を掘り進めることができる。ダウンホール掘削ツール１０．１は、単独で、又は１つ又はそれ以上の（又は、場合によっては掘削ツール１０．１自体の）掘削同時計測（ＭＷＤ）掘削ツール、掘削同時検層（ＬＷＤ）掘削ツール、又は他の掘削ツールと共に送ることができる。ダウンホール掘削ツール１０．１は、掘削装置１８によって駆動されて油井孔１４を形成するようになった搬送装置（例えば、ドリルストリング）１６に取り付けられる。
ダウンホール掘削ツール１０．１は、油井孔１４から取り出すことができ、図１．２のダウンホール有線ツール１０．２は、掘削装置１８から搬送装置（例えば、有線ケーブル）１６を介して油井孔１４に配置することができ、ダウンホールの検査及び／又はサンプリングを行うようになっている。ダウンホール処理ツール１０．３は、注入、破砕、及び／又は他の作業といったダウンホール処理を実行するために、掘削装置１８から搬送装置（例えば、コイル状管体）１６を介して油井孔１４に配置することもできる。コイル状管体１６を介してダウンホール処理ツール１０．３を油井孔１４内に配置するために巻取り機を使用することができる。
また、ダウンホールツール１０．１−１０．３は、油井孔１４の周りのダウンホールパラメータを測定するためのセンサパッケージ３０を有する地層評価ツール２８を備えることができる。センサパッケージ３０は、地震及び他のパラメータ等のダウンホールパラメータを測定するための１つ又はそれ以上の地震センサ（及び他のセンサ）を含むことができる。
地震ソース３２を設けて、地層中に地震波３３を発生させてセンサパッケージ３０によって検出することができる。図示のように、地震ソース３２は地表位置にあるが、センサパッケージ３０での測定に適する地震波３３を発生できる任意の場所とすることができる。センサパッケージ３０が捕捉した測定値は、地表で検索するために収集できる。地表ユニット３４を設けて、ダウンホールツール１０．１−１０．３との間で信号（例えば、データ、出力、命令）を伝達することができる。
図１．１−１．３は、特定の形式のダウンホールツール１０．１−１０．３を表すが、掘削、コイル状管体、有線、又は他のダウンホールツール等の地層評価を実行できる任意のダウンホールツールを使用することができる。また、図１．１−１．３はダウンホールツールの１つのセンサパッケージ３０を表すが、１つ又はそれ以上のセンサパッケージ３０及び／又は他のセンサをダウンホールツール及び／又は油井孔の周りの種々の位置に配置できることを理解されたい。
図２．１及び２．２は、それぞれダウンホールツール１０．１及び１０．２の一部の概略図であり、その中にセンサパッケージ３０を有する地層評価ツール２８を表す。センサパッケージ３０は、３つの地震センサ２４０を収容したパッケージ・ハウジング２４１を含む。これらの図に示されるように、センサパッケージ３０は、ダウンホールツールの周りで種々の方向において１つ又はそれ以上の地震センサ２４０を含むことができる。例えば、センサパッケージ３０は、その中の３つの地震センサ２４０を有する３つの構成要素の地中聴音器とすることができる。
図２．１のセンサパッケージ３０において、３つの地震センサ２４０は、異なる方向の測定のためにダウンホール掘削ツール１０．１のモジュール内に配置される。３つの地震センサ２４０は、ダウンホール掘削ツール１０．１の壁に直線的に整列配置されているが、ダウンホール掘削ツール１０．１の周りに随意的に分散配置することができる。例えば、センサパッケージ３０は、掘削した泥水が通過するダウンホール掘削ツール１０．１のドリルカラーに配置することができる。
図２．１に示されるように、地震センサ２４０はダウンホール掘削ツール１０．１の軸Ａに対して向きが定められている。本図の地震センサ２４０は、軸Ｖによって示されるように垂直方向に、軸Ｈによって示されるように水平方向に、及び軸Ｔによって示されるように傾斜した方向に向きが定められている。種々の軸の回りのこれら複数の方向によって、種々の地震センサ２４０の測定値の比較が可能になる。例えば、重力などの方向性の力によって引き起こされる変動の影響は、地震センサ２４０が取得した測定値の差分によって検出可能である。
図２．２のセンサパッケージ３０において、３次元直交座標系の直交軸に沿った測定のために、３つの地震センサ２４０は、ダウンホール有線ツール１０．２のモジュール５０に配置される。地震センサ２４０の各々は、それぞれ軸Ｘ、Ｙ及びＺ方向に向きが定められる。図２．２にも示されるように、３つの地震センサ２４０は、ダウンホール有線ツール１０．２に沿って直線的に位置決めされるが、ダウンホールツール１０．２の周りに随意的に分散配置することもできる。
温度、圧力、及び／又は他のダウンホールパラメータ等の種々のダウンホールパラメータの測定のために、図２．１及び２．２のダウンホールツール１０．１及び１０．２は、１つ又はそれ以上の追加のセンサ２４２を備えることもできる。例えば、センサは、ダウンホールの状態及び／又は流体特性に関するダウンホールデータを取得することができるゲージ（例えば、クォーツ）、密度計、粘度計、抵抗率センサ、原子核センサ、及び／又は他の測定装置及び／又は検知装置を含むことができる。種々の位置から及び／又は種々の方法及び／又は装置を使用して得られたデータ及び試験結果は、分析して比較することができる。
図式的に表されるように、地表及び／又はダウンホールユニット３４を設けて、地層評価ツール２８、センサパッケージ３０、地震センサ２４０、及び／又はダウンホールツールの他の部分と通信して、その間で信号（例えば、データ、出力、命令）を伝達することができる。例えば、ユニット３４は、地層評価ツール２８、センサパッケージ３０、及び／又は地震センサ２４０を作動させるために及び／又はこれらと通信するために、掘削同時計測ツール、掘削同時検層ツール、プロセッサ、コントローラ、送受信器、電源、及び他の特徴を備えることができる。
図３．１及び３．２は、図２．１及び２．２の地震センサ２４０として使用可能なダウンホール地震センサ３４０．１、３４０．２の詳細図である。図３．１は、磁石が中心に配置された地震センサ３４０．１を示す。図３．２は、コイルが中心に配置された地震センサ３４０．２を示す。地震センサ３４０．１、３４０．２の各々は、その中に充填流体３４４を備えたセンサハウジング３４２を有する。
図３．１の形態において、地震センサ３４０．１は、センサハウジング３４２、ボビン３４８．１、可動コイル３５４．１、磁石３５５．１、及び、ばね３５８を備える。センサハウジング３４２は、管状側壁３６０を備えた対向端部３４６を有する。ボビン３４８．１は、センサハウジング３４２の対向端部３４６の間に圧入され、その間で支持される。端部３４６は、該端部から延びる支持体３４７を備え、ボビン３４８．１と係合するようになっている。
ボビン３４８．１の内部には、軸３５０．１を有するボビン・ハウジング３４９．１が設けられている。磁石３５５．１は、センサハウジング３４２の端部３４６に隣接して、軸３５０．１の対向端部に配置される。磁石３５５．１は、ボビン３４８．１内に配置される。ばね３５８は、１つ又はそれ以上の円形ばねとすることができ、内側部分はセンサハウジング３４２に結合し、外側部分はボビン３４８．１に結合しており、ボビン３４８．１はセンサハウジング３４２内で可動である。１つの実施例において、ばね３５８はボビン３４８．１を支持して、地震センサ３４０．１の軸Ｂに平行移動させるために、及び／又は半径方向の動きを抑えるために用いることができる。
磁石３５５．１はボビン・ハウジング３４９．１内に配置することができ、磁石３５５．１は、ボビン３４８．１の周りに磁極の南北を定め、磁場を発生するようになっている。例えば、磁石３５５．１は永久磁石、電磁石、及び／又は他の種類の磁石とすることができる。磁石３５５．１は、複数の別個の磁石部品から又は単一の磁石部品から形成することができる。
図に示すように、２つのコイル３５４．１は、ボビン・ハウジング３４９．１の各先端部の周りに配置される。１つ又はそれ以上のコイル３５４．１を設けて、ボビン・ハウジング３４９．１に巻き付けることができる。コイル３５４．１は、ボビン３４８．１と一緒に磁石３５５．１に対して移動するように配置することができる。ばね３５８は、地震測定を行うためにコイル３５４．１を支持できる円形状、ディスク状、スパイダースポーク状、又は他のバネ形状とすることができる。
充填流体３４４は、センサハウジング３４２内でコイル３５４．１を支持するための浮力を与えることができる、何らかの流体、ガス、又は他の材料とすることができる。浮力をコイル３５４．１に与えるために、充填流体３４４をセンサハウジング３４２に注入することができる。この浮力は、地震センサ３４０．１の固有振動数の低周波限界を低減又は除去することで、重力Ｇの影響を打ち消すために使用することができる。この浮力は、振動を測定するための可動コイル３５４．１の移動を可能にしながら、可動コイル３５４．１の固有変位を低減するために使用することができる。
作動時、地震センサ３４０．１は、充填流体３４４からの浮力を利用して、地震センサ３４０．１の周波数応答を制御する。コイル３５４．１は固有変位方向に動く。コイル３５４．１の固有変位は、重力方向に対する方向によって影響される。例えば、図３．１に示すように、コイル３５４．１の軸Ｂが矢印Ｇによって示される重力と平行な場合、地震センサ３４０．１の固有変位（ｘ）は以下の通り、ばね３５８の有効剛性（ｋ）、可動コイル３５４．１の質量（ｍ）、及び重力（ｇ）から求めることができる。
一方、地震センサ３４０．１の固有振動数（ｆ０）は、以下の通り、ばね３５８の有効剛性（ｋ）及び可動コイル３５４．１の質量（ｍ）から求めることができる：
固有振動数（ｆ０）を低くするためには、より小さなバネ剛性（ｋ）及び／又はより大きな質量（ｍ）を与えることができる。式（１）及び式（２）から以下のようになる。
式（３）から、低い固有振動数（ｆ０）にするには、より大きな固有変位（ｘ）が必要であることが分かる。
地震センサを重力に対して異なる方向に配置する場合、より大きな固有変位により地震センサの応答に変化が発生する可能性がある。例えば、地震センサ３４０．１は、地震センサの軸Ｂを重力Ｇに対して非平行に配置することができる。例えば、このような非平行な配置は、図２．１の水平方向Ｈ又は傾斜方向Ｔの位置、又は図２．２のＸ又はＹ位置とすることができる。
地震センサ３４０．１のセンサハウジング３４２に充填流体３４４を注入すると、浮力を用いて重力の影響を少なくすることができる。充填流体３４４の密度（ρｆ）及び可動コイル３５４．１の密度（ρｃ）を仮定すれば、方程式（１）は、以下の通り書き直すことができる。
従って、所与の固有変位（ｘ）に対して、固有振動数（ｆ０）は、以下のようになる。
密度比ρｆ／ρｃは、所望の結果をもたらすように選択することができる。例えば、充填流体３４４の密度（ρｆ）及び可動コイル３５４．１の密度（ρｃ）は、同じ（ρｆ＝ρｃ）にすることができる。この実施例では、地震センサ３４０．１の感度を高くしたままで固有振動数を最適化することができる。
この式によれば、ばね３５８の剛性の低下及び／又はコイル３５４．１の質量増加によって地震センサ３４０．１の固有振動数を低下させることができる。ばね３５８の剛性低下及び／又はコイル３５４．１の質量増加は、結果としてより大きな固有変位になる場合がある。地震センサ３４０．１を重力とは異なる方向に配置すると、このより大きな固有変位によって地震センサ３４０．１の応答に変化が生じる場合がある。
図３．２は、センサハウジング３４２、ボビン３４８．２、可動コイル３５４．２、磁石３５５．２、及びばね３５８を含む地震センサ３４０．２の他の変形形態を示す。センサハウジング３４２は、円筒側壁３６０を有する対向端部３４６を有する。ボビン３４８．２は、センサハウジング３４２の対向端部３４６の間に圧入されて、その間で支持される。端部３４６は、該端部から延びる支持体３４７を備え、ボビン３４８．２と係合するようになっている。
ボビン３４８．２は、内部に軸３５０．２を有するボビン・ハウジング３４９．２を備える。コイル３５４．２は、センサハウジング３４２の各端部３４６の間の軸３５０．２の対向端部に配置される。ボビン３４８．２は、コイル３５４．２の内側に配置される。磁石３５５．２は、側壁３６０に沿ってセンサハウジング３４２に固定される。
ばね３５８は、センサハウジング３４２とボビン３４８．２との間に配置され、ボビン３４８．２をセンサハウジング３４２内で可動支持するようになっている。コイル３５４．２は、ボビン３４８．２の周りで支持されており、ボビン３４８．２と一緒に動く。磁石３５５．２は、センサハウジング３４２に固定支持することができる。例えば、磁石３５５．２は、永久磁石、電磁石、及び／又は他の種類の磁石とすることができる。磁石３５５．２は、複数の別個の磁石部品で又は単一の磁石部品で形成することができる。
図示のように、１つのコイル３５４．２は、ボビン・ハウジング３４９．２の周りに配置される。１つ又はそれ以上のコイルを設けることができ、ボビン・ハウジングの周りに巻き付けることができる。コイル３５４．２は、磁石３５５．２に対してボビン３４８．２と一緒に動くように配置することができる。１つの実施例では、ばね３５８は、ボビン３４８．２を支持して、地震センサ３４０．２の軸Ｂに平行に平行移動させるために及び／又は半径方向の動きを抑えるために用いることができる。
図３．２の地震センサ３４０．２は、図３．１の地震センサ３４０．１に関して説明したように、浮力をコイル３５４．２に与えるために充填流体３４４を使用する。
本明細書の各図面は地震センサパッケージ３０及び／又は地震センサ２４０、３４０．１、３４０．２の特定の構成を表すが、地震センサの種々の特徴は他のセンサに提供することができる。例えば、特定の構成の磁石、コイル、ボビン、及びばねを備えることができる。他の実施例では、所望の方向で所望の測定をするために、１つ又はそれ以上の種々の地震センサを、１つ又はそれ以上のダウンホールツール１０．１−１０．３に設けることができる。ダウンホールパラメータを測定することができる１つ又はそれ以上の追加センサをセンサパッケージ３０に設けることもできる。さらに別の実施例では、充填流体３４４を備えていない１つ又はそれ以上の地震センサを設けることもできる。場合によっては、充填流体を備えていない地震センサを使用すると、固有振動数がより低くなる代償としてより大きな変位を許容することができ、又はより小さい最大変位（最大行程としても知られる）に関する固有振動数と折り合う場合がある。
図４は、ダウンホールパラメータを検出する例示的な方法４００を示す。本方法は４７０−ダウンホールツールの油井へ導入する段階を含む。ダウンホールツールは、ツールハウジング及び該ツールハウジングに配置可能な地震センサを含む。地震センサは、センサハウジング、該ハウジング内でその軸に沿って支持されるボビン、該ボビンの周りに巻き付けられた少なくとも１つのコイル（少なくとも１つのコイルによってセンサハウジング内で可動支持できるコイル）、該コイルに磁場を発生させて接地点又は大地の振動を検出可能なボビンの周りに配置可能な少なくとも１つの磁石、及びセンサハウジングに配置されてコイルを浮上させて重力の影響を打ち消すことができる充填流体を含む。
本方法は４７２−１つ又はそれ以上の地震センサで地層の地震パラメータを測定する段階と、４７４−地震センサの測定値を比較する段階と、及び／又は４７６−測定値を地表位置へ伝送する段階とを含む。本方法は、何らかの命令で実行することができ、必要に応じて繰り返すことができる。
本明細書では単一の実施例として記載されている構成要素、動作、又は構造は、複数の実施例にも提供することができる。一般に、例示的な構成で別個の構成要素として提示される構造及び機能は、組み合わされた構造又は構成要素として実施できる。同様に、単一の構成要素として提示される構造及び機能は、個別の構成要素として実装することができる。これらの又は他の変形例、変更例、追加例、及び改良例は、本発明の主題の範疇とすることができる。
幾つかの例示的な実施形態を詳細に説明したが、当業者であれば、本発明から著しく逸脱することなく多くの変更態様が可能であることを容易に理解できるはずである。従って、全てのこの変更形態は、請求項に記載の本開示の範囲内に含まれるものとする。請求項において、ミーンズ・プラス・ファンクション条項は、列挙した機能を実行するものとして、本明細書に記載の構造をカバーすることが意図されており、さらに構造的な等価物だけでなく等価的な構造物をカバーする。従って、木製部材を固定するために釘が円柱面を利用する点において釘及びネジは構造的な等価物ではない可能性があるが、木製部材を固定する環境でネジが螺旋面を利用する点において釘及びネジは等価的な構造物と見なすことができる。本出願人は、いずれかの請求項が関連の機能と一緒に「〜の手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）という用語を明確に使用する以外、本明細書のいずれかの請求項の何らかの限定に関して、特許法１１２、６項を行使しないことを明確に意図している。
３４０．１ 地震センサ
３４２ センサハウジング
３４４ 充填流体
３４６ 対向端部
３４７ 支持体
３４８．１ ボビン
３４９．１ ボビン・ハウジング
３５０．１ ボビン軸
３５４．１ 可動コイル
３５５．１ 磁石
３５８ ばね
３６０ 管状側壁

Claims (12)

  1. 地下地層中の油井孔（１４）に配置可能なダウンホールツール（１０．１−１０．３）用の地震センサ（３４０．１、３４０．２）であって、
    センサハウジング（３４２）と、
    少なくとも１つのばね（３５８）によって前記センサハウジングに可動支持されるボビン（３４８．１、３４８．２）と、
    前記センサハウジングに固定位置決め可能であり、その中に磁場を発生させる少なくとも１つの磁石（３５５．１、３５５．２）と、
    前記ボビンの周りに巻き付けられ、前記少なくとも１つの管状磁石に対して前記ボビンと一緒に可動であり、地震の振動を検出可能な少なくとも１つのコイル（３５４．１、３５４．２）と、
    前記少なくとも１つのコイルを浮かせるために前記センサハウジング内に配置され、前記少なくとも１つのコイルの変位を低減することが可能な充填流体（３４４）と、
    を備えた地震センサ。
  2. 前記少なくとも１つのコイルは、前記少なくとも１つの磁石の内部に、又は前記少なくとも１つの磁石に外部に配置される、請求項１に記載の地震センサ。
  3. 前記ボビンは、内部にボビン軸（３５０．１、３５０．２）を有するボビン・ハウジング（３４９．１、３４９．２）を備え、前記少なくとも１つの磁石は、前記ボビン軸が貫通した前記ボビン・ハウジング内に配置された一対の管状磁石を備える、請求項１又は２に記載の地震センサ。
  4. 前記少なくとも１つの磁石は、前記センサハウジングの内面に沿って配置された管状磁石を備える、請求項１から３のいずれかに記載の地震センサ。
  5. 前記少なくとも１つのコイルは、前記ボビンのボビン・ハウジングの周りに巻き付けられた一対のコイル又は単一のコイルを備える、請求項１から４のいずれかに記載の地震センサ。
  6. 前記充填流体の密度と前記少なくとも１つのコイルの密度は同じである、請求項１から５のいずれかに記載の地震センサ。
  7. 前記センサハウジングは、該センサハウジングを貫通する軸線を有し、前記ボビンは前記軸線に対して平行移動可能に配置できる、請求項１から６のいずれかに記載の地震センサ。
  8. 前記地震センサは、前記ダウンホールツールのセンサパッケージ（３０）に位置決め可能である、請求項１から７のいずれかに記載の地震センサ。
  9. 地下地層中の油井孔（１４）の周りのダウンホールパラメータを検出する方法（４００）であって、
    油井孔（１４）にダウンホールツール（１０．１−１０．３）を導入する段階と、
    少なくとも１つの地震センサ（４７２）を用いて地層のダウンホールパラメータを測定する段階と、
    を含み、
    前記ダウンホールツールは、ツールハウジングと、該ツールハウジング内に配置可能なセンサパッケージ（３０）とを備え、前記センサパッケージは、少なくとも１つの地震センサ（３４０．１、３４０．２）を備え、該少なくとも１つの地震センサは、
    センサハウジング（３４２）と、
    少なくとも１つのばね（３５８）によって前記センサハウジングに可動支持されるボビン（３４８．１、３４８．２）と、
    前記センサハウジングに固定位置決め可能であり、その中に磁場を発生させる少なくとも１つの磁石（３５５．１、３５５．２）と、
    前記ボビンの周りに巻き付けられ、前記少なくとも１つの管状磁石に対して前記ボビンと一緒に可動であり、地震の振動を検出可能な少なくとも１つのコイル（３５４．１、３５４．２）と、
    前記少なくとも１つのコイルを浮かせるために前記センサハウジング内に配置された充填流体（３４４）と、
    を備えることを特徴とする方法。
  10. 前記測定したダウンホールパラメータを地表へ送信する段階（４７６）をさらに含む、請求項９に記載の方法。
  11. 前記測定する段階は、複数の地震センサを用いて地層のダウンホールパラメータを測定する段階を含む、請求項９又は１０に記載の方法。
  12. 前記複数の地震センサからの測定されたダウンホールパラメータを比較する段階（４７４）をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106024608B (zh) * 2016-05-26 2019-04-02 京东方科技集团股份有限公司 一种薄膜晶体管及其制作方法、衬底基板及显示装置
SE540205C2 (sv) * 2016-06-17 2018-05-02 Epiroc Rock Drills Ab System och förfarande för att bedöma effektivitet hos en borrningsprocess
US11480706B2 (en) * 2017-10-30 2022-10-25 Baker Hughes Holdings Llc Multiple casing inspection tool combination with 3D arrays and adaptive dual operational modes
CN112214825B (zh) * 2020-11-05 2022-07-05 招商局重庆交通科研设计院有限公司 一种复杂结构抗震易损性输入地震波的选择方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3878504A (en) * 1973-09-21 1975-04-15 Hall Sears Inc Damped geophone
JP2000162031A (ja) * 1998-11-26 2000-06-16 Akashi Corp 振動計
JP2002506978A (ja) * 1998-03-11 2002-03-05 パウルソン ジーオフィジカル サービシスズ、 インコーポレイテッド 地球物理エネルギを検出する装置
JP2005522667A (ja) * 2000-09-01 2005-07-28 シュルンベルジェ　ホールディングス　リミテッド ジオフォン及びジオフォン製造方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2348225A (en) 1940-02-13 1944-05-09 Olive S Petty Magnetic seismometer
US3953829A (en) 1975-02-18 1976-04-27 Sparton Corporation Partially filled fluid damped geophone
US4266287A (en) 1979-04-16 1981-05-05 Bell & Howell Company Transducer systems with controlled damping
US4618949A (en) 1984-03-19 1986-10-21 Lister Clive R B Self-orienting directionally sensitive geophone
US4893290A (en) * 1986-10-29 1990-01-09 Western Atlas International, Inc. Three-axis sensor
DE69314261T2 (de) * 1992-07-30 1998-04-09 Schlumberger Technology Bv Gepulster NMR-Gerät zur Formationsbewertung während des Bohrens
US5469408A (en) * 1994-07-20 1995-11-21 Shaw Industries Limited High resolution geophone
US5866827A (en) 1996-10-31 1999-02-02 University Technologies International Inc. Auto-orienting motion sensing device
US6474439B1 (en) * 2000-03-29 2002-11-05 Schlumberger Technology Corporation Dipole logging tool
US6922374B2 (en) * 2001-04-09 2005-07-26 Input/Output, Inc. Double-ended geophone
US7132597B2 (en) 2002-02-26 2006-11-07 Taylor-Listug, Inc. Transducer for converting between mechanical vibration and electrical signal
US20040207539A1 (en) * 2002-10-22 2004-10-21 Schultz Roger L Self-contained downhole sensor and method of placing and interrogating same
US7048089B2 (en) 2003-05-07 2006-05-23 Battelle Energy Alliance, Llc Methods and apparatus for use in detecting seismic waves in a borehole
GB2410551B (en) 2004-01-30 2006-06-14 Westerngeco Ltd Marine seismic acquisition system
US7926614B2 (en) 2004-03-03 2011-04-19 Pgs Americas, Inc. Particle motion sensor mounting for marine seismic sensor streamers
US7623414B2 (en) 2006-02-22 2009-11-24 Westerngeco L.L.C. Particle motion vector measurement in a towed, marine seismic cable
US7733740B2 (en) 2006-09-22 2010-06-08 Pgs Geophysical As Sensor mount for marine seismic streamer
US7639566B2 (en) 2008-03-23 2009-12-29 Schlumberger Technology Corporation Geophone securement mechanism
US7929379B2 (en) 2008-07-27 2011-04-19 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for seismic sensors
US8061047B2 (en) 2009-04-08 2011-11-22 Schlumberger Technology Corporation Active positioning of downhole devices using spherical motors
US8125852B2 (en) 2009-05-25 2012-02-28 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for seismic signal detection
US8913464B2 (en) 2010-09-14 2014-12-16 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for seismic signal detection
US20120176859A1 (en) 2011-01-11 2012-07-12 Schlumberger Technology Corporation Marine seismic streamers
US8644110B2 (en) 2011-05-20 2014-02-04 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for spurious cancellation in seismic signal detection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3878504A (en) * 1973-09-21 1975-04-15 Hall Sears Inc Damped geophone
JP2002506978A (ja) * 1998-03-11 2002-03-05 パウルソン ジーオフィジカル サービシスズ、 インコーポレイテッド 地球物理エネルギを検出する装置
JP2000162031A (ja) * 1998-11-26 2000-06-16 Akashi Corp 振動計
JP2005522667A (ja) * 2000-09-01 2005-07-28 シュルンベルジェ　ホールディングス　リミテッド ジオフォン及びジオフォン製造方法

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