JP2619643B2 - さく井せん孔及び生産に使う管状体と生産井戸の管理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般にさく井せん孔作業（well drilling
operation）、ことに地下孔の穴ぐりを行い、多重導管
形管状体内に高圧及び低圧の流体を噴射し、せん孔作業
（drilling operation）又は生産作業（production ope
ration）を制御することにより効率を最適にするように
ダウンホールパラメータ（downhole parameter）［以下
下部穴パラメータと呼ぶ］を監視する方法及び装置に関
する。

ドリル列を形成する互いに連結した若干のドリル管を
回転しドリルビツトを回し地層を研削するようにする限
りは、基本的さく井せん孔作業は多年にわたり変らない
ままになつている。せん孔中には、せん孔地層、傾斜、
温度、pH及び類似物のような種種のせん孔パラメータを
測定することが必要である。ドリル列は多くの場合地表
面下数千ftで回転するので瞬間的下部穴情報を得ること
が絶えず問題になる。

たとえば最も有効なせん孔作業は、せん孔作業者に地
層の特性が既知のときに行われる。岩石、土壌又は流体
及びガスのような互いに異なる種類の地層に対しては、
ドリルビツトがこの場合出合う地層の種類を有効に処理
するように表面作業を変えることが望ましい。ドリルビ
ツトにより侵食された地層片は従来、ドリル管を経て下
向きに送られる流体により、ドリル列のまわりの環状部
内を上向きに運ばれる。しかしこれ等の地層片を検査し
ても、地層片が地表面まで上昇するのに実質的な時限が
かかるのでこの場合せん孔される地層の情報は信頼性が
低い。

当業界にはよく知られているようにすなわちエレンバ
ーグ（Elen burg）を発明者とする米国特許第3,419,092
号明細書に記載してあるように、内外の互いに同心の管
から成る２重通路ドリル管を使い空気混和せん孔流体を
一方の導管に沿い下方に送りドリルビツトにおける静流
体圧ヘツドを低下させることにより、他方の導管内で切
削片を地表面まで上方に移動させる速度を加速すること
ができる。このようにしてせん孔される地層の種類を表
わす切削チツプは一層早く地表面に達する。この場合従
つてせん孔作業を修正することができる。エレンバーグ
型ドリル管の種種の同心導管に対する流体転換（fluid
commutation）は比較的複雑でないが、使用できるこの
ような導管の本数はドリル管構造を実際に考慮すると制
限を受ける。

キヤンプ（Camp）等を発明者とする米国特許第2,951,
680号明細書では、非同心多重導管形ドリル管を使い導
管の本数を増すことが認められている。しかし流体転換
に適応するには、各導管からドリル管端部への流体通路
の転移部を普通の同心の円形通路にうず巻形につなぐ。
従つてキヤンプ等の各導管内への互いに異なる流体転換
は、管の製造を複雑にすることにより従つて製造費を高
くすることによつて行われる。

従つて多重導管形ドリル管を使うことの利点が当業者
に認められている。しかしこのような管は若干の理由で
広く成功しているわけではない。このような各管を互い
に連結する際の障害は、１本の管の各導管を別の管の各
導管に密封する方式にある。普通の密封体は、０字環又
はシエブロン形密封環（米国特許第2,951,680号）又は
従来形パツキン（米国特許第3,077,358号）から成つて
いる。使用密封体の種類とこのような密封体を使用する
方式とによつて、これ等の密封体が耐えることのできる
流体圧力は一般に7,500psiの差動圧力以下である。

従つて導管本数に制限がなく又管構造又はその製造が
不当に複雑又は高価でない高圧多重導管形ドリル管が必
要になるのは明らかである。

さらに下部穴せん孔作業を監視し、その結果を上部穴
に瞬間的に伝送し、伝送媒体にドリル管をこのドリル管
の流体移送能力がきびしい妥協が行われないように組合
わせることが極めて必要である。

従つて電気導体を位置させる室としてドリル管の中心
穴を使うことが提案されている。このようなことの例は
米国特許第2,795,397号及び同第3,904,840号の各明細書
に記載してある。しかしこの例によればドリル流体に対
し導体絶縁を行い、又は費用の高い遮蔽を使わなければ
ならない。

流体移送穴内に導体を使用することに伴う問題は、各
導体を相互に接続する電気接続部を流体から絶縁するこ
とである。この問題を除くには精巧な特殊な技術が必要
である。この問題をさらに組合つて、１つの区分を他の
区分に回してねじ込む必要のあるこれ等の種類の管では
１つのドリル管から別の管への導体の接続が悪化する。
米国特許第2,748,358号明細書ではこの件は、十分な長
さのケーブルをこのケーブルが管と共により合わせるこ
とができるようにすることによつて処理する。他の例す
なわち米国特許第3,879,097号明細書では電気ケーブル
は、このケーブルが各管端部の環形接触片まで管側壁を
経て導かれる場合に、中心穴内にその各端部を除いてそ
の全長の大部分に沿つて支えられる。導体の本数は、こ
の方法によらなければならないときは明らかに制限され
る。

各管端部で複数の導体を相互に接続する従来の例は、
米国特許第2,750,569号明細書に記載してある。この特
許明細書では電気ケーブルは流体移送穴を経て導く。こ
の場合ケーブルと共にコネクタがせん孔流体の腐食作用
又は侵食作用を受けるままになる。

全費用のもとになるさく井せん孔の別の関連項目はせ
ん孔泥の組成に係わる。このせん孔泥は、その密度、粘
度又はその他の性質を有効に変えるように種類の物質及
び薬剤で周期的に調整しなければならない。この変更
は、泥がビツト区域から上向きに地表面設備を経て循環
する際に徐徐に行われるだけである。急迫した吹出しの
ような若干の場合に、泥の密度はこのような吹出しを防
ぐように極めて早く変えなければならない。従つて多く
の吹出しは、既知の方法では避けることができない。す
なわちせん孔泥圧力の迅速な変更により吹出しを制御し
或はその他の方法でせん孔作用を高めることのできるド
リル列構造が必要になる。

せん孔作業を終えた後にも、さく井管理のために生産
位相中に下部穴パラメータを監視することが必要であ
る。普通のさく井ケーシングは従来、さく井孔に対し高
度に一体化させてあるが電線ガス又は上向きに送られる
以外の液体の通路を形成するには不十分である。ストツ
プギヤツプ手段として遠隔測定電線をケーシングの外周
辺に金属又はプラスチツクのバンドにより固着し遠隔測
定装置まで下部穴に延ばす。又人工的上昇作用を下部穴
に生成するために空気圧力を移送するようにケーシング
の外部に寄生管を設けることもよく知られている。

従つて生産流体を送ることのできる多重導管形さく井
ケーシングと共に、遠隔測定電線を納め溶媒、凍結防止
溶液及び多数の種類のその他の流体を移送する複数の付
加的導管が必要になる。

本発明によれば、一様な貫通導管を持つ独特のドリル
管を経て若干種類の高圧流体及び低圧流体を方向転換し
電気信号又は電力を下部穴のセンサに伝送し地下地層に
係わる情報を集める方法及び装置が得られる。

本発明によれば、多重導管形ドリル管にその全長にわ
たり一様な横断面形状を設けることにより、この管を押
出し法により構成する。このドリル管は横断面形状で中
心穴を仕切る円筒形外壁及び円筒形内壁とこれ等の内外
壁間の複数本の他の導管とを備えている。

１本の導管は、その中の電線とこの導管内に各管端部
で固定したコネクタとを備えている。互いに異なる流体
又は電気回路に対し種類の導管を利用することが望まし
いから、各管はそれぞれ互いに対向する端部に割出し出
張り及び割出しくぼみを備え、各管の特定の導管を接合
時に互いに整合した状態に保持するようにする。割出し
出張り及び割出しくぼみのほかに、各管端部は又１本の
管を他の管と共に駆動する種種の出張り及びくぼみを備
えている。

本発明によればドリル管に類似した横断面形状を持つ
通路付き密封体が得られる。１条のこのような通路は、
各管の回路を相互に接合する中間の電気コネクタを備え
ている。この密封体の各側部のエラストマーは、各管を
互いに接合したときに各導管の間の高圧の充満を確実に
保つ。

なお本発明によれば各ドリル管は、一端部の一様な直
径のめねじと他端部の一様な直径のめねじとを持つねじ
付き連結カラーにより各ドリル管の間に密封体を入れて
相互に接合してある。しかしこのような各連結カラーの
端部は互いに異なる直径及びねじピツチを持つ。ドリル
管区分の各端部は、連結カラーに対応する直径及びピツ
チを持つねじを形成してある。このようにして各ドリル
管は、互いに隣接する管の間に密封体を密封作用を伴つ
て係合するように圧縮作用を伴つて挟み付ける差動ねじ
作用により相互に連結することができる。

さらに本発明によれば各源からの複数種類と流体を、
互いに異なる流体源を連結した多岐管内で回転する軸を
持つ流体転換器（fluid commutator）により種種のドリ
ル管導管に転換する。円筒形の軸は、各ドリル管導管に
各別に対応する内部通路を持つ。各転換器軸通路は又軸
の円筒形側部の入口に開口する。転換器軸に沿い軸線方
向に互いに間隔を隔てた種種の入口のまわりで多岐管内
の対応する環状みぞに流体が連通する。各転換器軸通路
はこのようにしてその多岐管みぞを経て流体源に連結し
てある。この構造では種種のドリル管導管は選定した流
体源に絶えず連通する。

本発明の関連する特長に関しては、流体転換器軸は、
ドリル管導管のうちの選定した導管に各転換器軸通路従
つて流体源を連結するアダプタを経てドリル管列に連結
する。すなわち若干のアダプタを手に保持し他のアダプ
タと交換して種種の流体源を転換器軸を経てドリル管列
の導管のうちの所望の導管に連結する。

さらに本発明によればグーズネツクスイベルのクイル
区分は、ドリル管電線に終る電気コネクタをさらに備え
たクイル軸を備えている。ドリル管内に支えた電線の本
数に対応する個数のスリツプリングをクイル軸のまわり
に位置させる。このような各スリツプリングはドリル管
内の電線の各１条に接続してある。固定の各ブラシは各
スリツプリングに接触し地表面監視装置に下部穴の電気
応答を通信する。

以上述べた所により、たとえば同時に地層を侵食しド
リルビツト又はドリルビツト径路を清掃し冷却するよう
に１本又は複数本のドリル管導管内に各別に高圧流体を
噴射することができると共に、他の各導管内の他の低い
圧力の流体を下部穴でなお他の導管内のガスと組合せて
下部穴静流体圧力を低下させる新規なせん孔法を可能に
する。これと同時にドリルビツト又はドリル管の各セン
サは温度、圧力、傾斜等に関する情報を地表面監視装置
に通信する。前記の情報はせん孔作業を変えるのにすぐ
に使うことができる。

このような情報はたとえば、環状の液体又は泥への圧
力の付与を制御しさく井吹出しを避けるのに使うことが
できる。さらに又本発明によれば潜在的吹出しを検出す
ると、ポンプを作動してドリル管の中心通路内の過度の
上向き流れに対抗するように圧力を加える。さらに本発
明では、さく井孔環状部内の液体に加える圧力を調整す
ることにより環状の液体に与えられた圧力を保持するこ
とのできる環状部アキユムレータを備える。さく井の環
状部内の環状液体に圧力を加えることができることによ
り、泥を再循環させて材料を加え重量を増さなくてもさ
く井の底部の泥の密度を増す効果が得られる。

大容積の生産流体に適応するように一般に比較的大き
い中心穴を備えドリル管の多くの特質を持つ多重導管形
さく井ケーシングを提供することがなお本発明の主要な
特長である。さく井生産の管理は、多くの下部穴パラメ
ータを監視し同時に流体及び溶液をさく井の生産が最適
になるように種種の圧力で下部穴に噴射することができ
るようにより向上する。

以下本発明により管状体及び管理法の実施例を添付図
面について詳細に説明する。

一般概念 第１図には本発明による方法及び装置の一般的態様を
示してある。図示のように本発明による多重導管形ドリ
ル管10は多重流体グーズネツクスイベル12により駆動す
る。ドリルビツト14は地下地層16を侵食しさく井を穴ぐ
りするのに利用できる多くの種類のものがある。

温度センサ18又はpHセンサ20のような種種の下部穴セ
ンサをドリルビツト14内に使い下部穴データを集めこれ
等のデータをドリル管電線（第１図には示していない）
を経て地表面監視装置22に伝送する。又必要に応じ各ド
リルビツトセンサに電力を送り下部穴電気工具の制御を
行うように電力源25を設けてある。

液体ポンプ24は高圧又は低圧の流体をグーズネツクス
イベル12内の流体転換器（fluid commutator）26に供給
する。又他の同様なポンプを利用して、同じ又は互いに
異なる圧力の種種の流体を下部穴に送り従来得られてい
ない新規なせん孔技術を達成することができる。同様に
圧縮機28は窒素のようなガスを流体転換器26に供給し転
換器26内でドリル管の所望の導管30に配分する。ドリル
管の中心管32を、地層片を液体又はガス内で上向きに運
ぶチヤネルとして利用するときは、このような地層片は
グーズネツクホース34によりサイクロン分離器36に運
ぶ。分離器36は地層片は戻りせん孔流体から分離する作
用をする。液体ポンプ38も又グーズネツクホース34に連
結され流体を源（図示してない）から下向きに中心導管
32を経て送りせん孔作用を行い、或はさく井内の吹出し
に基づくこのような導管内の望ましくない流体に対抗す
るようにする。ポンプ38は或は、接着剤又はその他の密
封材料を下部穴に送りさく井を密封するのに使う。ポン
プ38を駆動するときは、弁40が自動的に閉じられ送られ
た材料が分離器36に入らないようにしてある。

所望のせん孔法に従つて、さく井の環状部44に下向き
にせん孔流体を送るようにキルライン（kill line）ポ
ンプ42を設けてある。環状部アキユムレータ46はさく井
内の環状流体に所望の圧力を保持する。

前記した所から明らかなように本発明によれば既存の
条件に基づいたせん孔作業を最適にするのに使うことの
できる種種の選択及び変型が得られる。次の説明からな
お明らかなように本発明によりさく井せん孔技術で従来
認められていない進歩が得られる。

多重導管形ドリル管 第２図にはドリル列の一部を形成する連結した管状区
分とくにドリル管となおとくにこのドリル管の各端部区
分を接合する手段とを示してある。第２図には、１本の
導管30だけを示した複数本の導管がドリル管全体にわた
り一様であり従つて１本のドリル管50からこの管に接合
し別のドリル管52まで工具継手48を横切つて一様である
ドリル管構造を示してある。各導管30は、第２図に示し
たドリル管のすえ込み区分54,56が強度及び密封作用を
満足させることを考慮して直径を幾分大きくはしてある
が直線形である。

ドリル管50は第3a図の多重導管形管状体の横断面図に
より一層明らかに示してある。ドリル管内に、この管の
全体にわたりすべて直線形で任意所望の種類の液体又は
ガスを下部穴に供給するように相互に接合できる多くの
導管を設けることは、普遍性の見地から実際上極めて重
要である。前記の液体又はガスは相互に隔離され従つて
互いに異なる圧力及び量で供給することができる。この
ために本発明はその好適とする実施例では、外側壁58
と、必要ではないが選択により多量の流体を送る中心導
管62を形成する同心の内側壁60とを持つドリル管から成
つている。内側壁60及び外側壁58の間には種種の縦方向
導管30を位置させてある。各導管30は、内外の側壁60,5
8内の縦方向の環状みぞ穴として形成され半径方向のデ
イバイダすなわち仕切り6464により互いに無関係の導管
30に分割してある。すなわち各導管30は、互いに平行な
側辺を仕切る弧状の側辺を持つ大体台形の横断面形状を
持つ。

この構造では、鋼材のすえ込み部を設けてアルミニウ
ムから又は全部を高級鋼から押出しによりドリル管又は
さく井ケーシングを作るのが極めて有利である。第3a図
に示した以外の導管形状を使つても特定の要求を満足す
るのはもちろんである。たとえば第3b図は外側壁66及び
内側壁68を持つ多重導管形管状体の変型を示す。内側壁
68は又中心導管62を仕切る。しかしこの形では横断面が
円形の１連の導管70は内外側壁68,66間で中心導管62の
まわりに周辺方向に互いに等しい距離を隔てている。こ
の形の管状体は、管素材を直立させ各導管を上下方向に
せん孔することにより構成するのが有利である。

第3c図は、外側壁を形成する外壁を持つ太い管72と中
心導管62を形成する細い方の管74とから成ることを除い
て第3b図と同様な多重導管形管状体の別の変型を示す。
太い方及び細い方の各管72,74の間に複数本の別のなお
一層細い直径の管76を周辺方向に位置させてある。第3c
の各管76は各管端部で隣接管に溶接してある。

第3d図は第3b図の管状体の変型を示す。周辺の円形の
導管70を持つ管状体では、円筒形の多重みぞ穴挿入体78
が挿入され導管70内にたとえば溶接により固定してあ
る。挿入体78は若干の周辺みぞ穴82と共に中心の軸線方
向みぞ穴80を備えている。これ等の全部のみぞ穴により
直径が細くても管状体内の導管の本数が有効に増す。

従つて全長にわたり一様に延びる互いに無関係の複数
本の導管を持つ容易に作られる管状体が得られるのは明
らかである。このような各導管を利用しせん孔作業又は
生産作業を最適にする正確な方法については後述する。

ドリル管連結 又第２図に示すようにドリル管として使われる各多重
導管形管状体を互いに接合することはねじ付き連結カラ
ー84により行われる。このように接合するときは各導管
内の圧力は密封体86により保持される。密封体86の詳細
は後述する。

ドリル管50の端部は、管おねじ88,90と連結カラーめ
ねじ92,94との間の差動ねじ作用によりドリル管52の端
部に連結する。さらに各ドリル管50,52の端部は異なる
ピツチを持つねじ88,90を形成してある。たとえば第２
図に示したドリル管50の端部は1in当たり４条のねじ88
（0.25のピツチ）を持ち、そして図示の管52の端部は1i
n当たり５条のねじ90（0.2のピツチ）を持つ。連結カラ
ー84は、これがドリル管50の端部の対応ねじに係合する
粗いねじ92と他方のカラー端部でドリル管52の各細目ね
じに係合する細目のねじ94（1in当たり５条のねじ）と
を持つ点で類似のねじを形成してある。連結カラー84及
び各ドリル管50,52の細目の各ねじ94,90と粗い各ねじ9
2,88とは各ねじ付区分にわたり一様な直径のねじであ
る。しかしドリル管50の端部の粗いねじ88の直径はドリ
ル管52の端部の細目のねじ90の直径より大きい。連結カ
ラー84は同様なねじ直径を持つ。互いに異なるねじ直径
により連結カラー84をドリル管50からドリル管52にねじ
もどすことができる。この場合連結カラー84の粗いねじ
92はドリル管52の細目ねじ90に係合しなくなる。このよ
うにして連結カラー84は、これが止めフランジ96に衝合
するまでドリル管52に沿い下降させることができる。

図示の各ドリル管の端部は差動連結ができるように互
いに異なるピツチのねじを形成してあるから、各ねじ8
8,90は共に右ねじか又は左ねじである。各管を連結カラ
ー84だけにより連結するときは、各ねじは、ドリル回転
作用により各ドリル管の間の継手を締付けるような向き
にするのがよい。各ねじは一般に右ねじの向きに切削す
る。前記した所により明らかなように各ドリル管50,52
の他端部は前記した各管端部とは反対のねじピツチ及び
直径を持つ。すなわち各管は一端部に粗いねじ88又他端
部に細目のねじ90を持つ。

連結カラー84は又連結されたドリル管より大きい直径
を持ち、せん孔に対する回転作用に基づく磨耗作用によ
りドリル管でなくカラー84を磨耗させる。このためにド
リル管連結カラー84は、連結カラー端部に部分98を環状
に内方に凹入した状態に残し管ねじ90に係合しないよう
にすることによりドリル管52から取りはずし自在にして
ある。或は連結カラーめねじ94はカラーの端部まで延び
るようにしてもよい。従つて連結カラー84が磨耗したと
きにカラー84をドリル管52から容易にはずして取替える
ことができる。通常又後述の理由で、ドリル管は普通は
その連結カラー84をドリル管に十分にねじ込み止めフラ
ンジ96に衝合する関係にして貯蔵し又は輸送する。

なお第２図に示すように本発明によれば各ドリル管5
0,52の端部は、ねじ連結に先だつて相互に係合させ回転
駆動トルクを１本のドリル管から次のドリル管に伝達す
る手段を形成する。このようにしてドリル列の回転駆動
トルクはねじ付連結カラー84によつては伝達されない。
従つてねじ付連結カラー84及び各管端部はトルクを伝え
るのに普通のテーパ付ボツクスピン形ねじ付き工具継手
を必要としない。この種のねじは高価なねじ切りダイス
を必要とする。

第４図は互いに連結した各ドリル管の間の相互係合が
できるように各駆動くぼみ102内に受入れた複数の駆動
出張り100を示す。導管形成ドリル管103,105を電線100
と共に示す第11図には、ドリル管105の駆動出張り100と
ドリル管103の端部の駆動くぼみ102（鎖線で示してあ
る）とを示してある。各ドリル管103,105の間の相互係
合により駆動出張り100及びくぼみ102の相互差込み構造
が得られる。

ドリル管105の１つの出張り104とドリル管103の各く
ぼみ106とは他の駆動出張り100及び駆動くぼみ102とは
異なる寸法を持つ。とくに出張り104は、割出しくぼみ1
06と共に、１本のドリル管105を別の管103に所定所望の
弧に沿う整合すなわち回動整合の状態で接合する手段に
なる割出し出張りである。本発明によれば管列の各ドリ
ル管の間の弧に沿う整合は、各ドリル管導管をドリル列
にわたつて整合状態に保つことが必要であるから不可欠
である。さらに電線導管108とした１本の導管は下部穴
センサに信号及び電力を供給し又これ等のセンサ又は工
具から地表面設備に信号を上向きに供給する媒体として
電線110を支えるから、ドリル管103,105のようなドリル
管の弧に沿う特定の整合状態を保持することがなお一層
重要である。この説明で使う『信号』という用語は又交
流源又は直流源からのような電力も含むものである。

従つて流体移送導管の間に整合状態を保持することが
必要であるだけでなく又はこのような１本の導管108が
電線を支えるので特定の整合を保持することも必要であ
る。ドリル管の各流体用導管を使うことが望ましいこれ
等の用途では特定の導管用でなくて一般の導管の整合状
態を保持する駆動出張り100及び駆動くぼみ102を設ける
だけでよい。又若干の例では複数本の導管により電線11
0を支えることも考えられる。

電線導管及び導体 前記したようにセンサ18,20のような下部穴センサか
ら瞬間的電気信号を受け閉ループ状態で動作するせん孔
作業装置は作業を最適にするように手順を修正するのに
使うのが有利である。第７図、第８図、第９図及び第10
図に示すようにドリル管103の電気導管108はハーネス11
2内に束ねた３条の電線110を支える。ハーネス112はテ
フロン又はカイナー（Kyner）材料のような耐久性の高
いカバーで構成し、せん孔中にハーネス112と導管108の
内面114との間の摩擦運動により短絡の生ずることがな
いようにするのがよい。

各電線110は管端部で、３個の電線端子118と協働ピン
形接触片120を持つコネクタブロツク116に終る。各電線
110はその各ピン形接触片120の端子118にはんだ付けし
てある。ドリル管の各端子のコネクタブロツク116は電
気導管108内に接着され又はその他の方法で密封され或
は導管108内に他の適当なハードウエア（図示してな
い）により取付けてある。

導管の密封 １本のドリル管から別のドリル管までの各導管の間の
電気的連続性と共に流体の連続性を保持するには第５図
に示したような密封体86を設ける。密封体86は扁平で横
断面が図示のドリル管に類似の形状を持つ。とくに第５
図の密封体は、第3a図の管状体に類似した横断面を持
ち、各ドリル管端部の間に位置させたガスケツト化鋼板
状の挿入体として構成してある。第3b図ないし第3d図の
管状体に使う導管密封体を構成することも当業者には明
らかである。第５図に示すように密封体86は、中心通路
122とそのまわりに互いに等しい間隔を隔てた各別の周
辺通路124とを備えている。１つのこのような通路で
は、第５図、第６図及び第７図に示すように電気ソケツ
ト形中間コネクタ126を固定してある。中間コネクタ126
はその各端部にソケツト接触片128を持つ。接触片128内
に管コネクタブロツク116のピン接触片120を摩擦を伴つ
て挿入しドリル管からドリル管に高品質の電気的接続が
できるようにしてある。さらにソケツト接触片128及び
ピン接触片120は、さく井せん孔環境に認められる酸化
の悪影響を避けるように金又はその他の適当な材料でめ
つきしてある。

中間コネクタ126はドリル管コネクタブロツク116と共
に密封体86内に接着し又はその他の方法で固定する。或
は中間コネクタ126は密封体86内でコネクタを「浮遊さ
せる」ように取付けハードウエアを設けてもよい。この
構造により中間コネクタ126を密封体86内で互いに整合
したドリル管の間の小さい寸法差に適応するように或る
程度横移動させることができる。

密封体86と共に中間コネクタ126を設けることは普通
のドリル管電気的接続法とは異なつている。中間コネク
タ126は、これにより両ドリル管端部にピン接触片形コ
ネクタブロツク116を取付けることができる限りは実際
上極めて有利である。この対称構造によつて密封体86は
右側を上向きにしないで各管端部に中間コネクタ126の
各端部を当てがつて迅速に取付けることができる。さら
にドリル管の製造は各管端部の電線導管108内にピン形
コネクタブロツク116を取付けるだけでよいから簡単に
なる。

重要なこととして密封体86は、中央通路122を含み各
周辺通路124を囲むゴム又はエラストマー130から成る密
封部片又はガスケツト部片を備えている。密封体86の好
適とする形では密封体86の各面側部にみぞ132を切込
み、互いに隣接する周辺通路124及び中心通路122のまわ
りに密封網目材を囲む。密封体86及びエラストマーガス
ケツト130を共に構成しやすくするように互に隣接する
通路間のみぞ132を共通にすることによりエラストマー
ガスケツト130を単一片にする。第６図に示すように各
ドリル管103,105をカラー84により相互に鎖錠し確実に
連結するときは、エラストマーガスケツト130はそのみ
ぞ132内に緊密に締付けられ高品質の密封体を形成し流
体導管及び電線導管の間で圧力を保全する。このような
密封体では50,000psi以上の差動圧力が互に隣接する導
管の間で耐えられる。この密封構造は、わずかに約7,50
0psi以上の差動圧力にしか耐えられない０字環又はシエ
ブロン密封体よりも勝つている。分りやすいように第６
図の電線導管端部の電気コネクタブロツク116を省いて
ある。

本発明によるドリル管の付加的な利点は第11図から明
らかである。第11図に示すように連結カラー84は止めフ
ランジ96（図示してない）に衝合している。連結カラー
84は、ドリル管105に沿い十分に後退させたときに管105
の末端縁部134が各出張りの末端縁部136と少くとも面一
になるような長さを持ち、このような出張りが貯蔵又は
取扱いの間に容易に破断したり損傷したりしないように
してある。同様に又損傷しやすくならないように、組合
うドリル管103の末端部にはそのまわりに連結した円筒
形リム138を設けその内側に駆動くぼみ102及び割出しく
ぼみ106を形成してある。従つてリム138が連結している
のでドリル管105の末端部は損傷を受けにくい。このこ
とは、各出張り100,104又は各くぼみ102,106が過度に損
傷するとドリル管全体の信頼性がなくなることが明らか
であるから極めて望ましい。

前記した所から明らかなように多数本のドリル管を弧
に沿う所望の整合状態にして迅速かつ容易に相互に連結
すると共に各流体通路及び電線導管をドリル列にわたつ
て一体性を保持する。

クイル区分 本発明ではとくに第12図及び第13図に流体及び電気信
号をドリル列に又ドリル列から連通させるのに利用され
るせん孔作業地表面装置を示してある。デリツクフレー
ム144に連結したケーブル142からつり下げたホイスト構
造140はグーズネツクスイベル12をさく井ヘツド（図示
してない）の上方につり下げた状態に保持する。ケーブ
ル巻取り釈放手段（図示してない）によりさく井孔内で
ドリル列の全体調整従つてドリルビツト重量の全調整を
行う。トルク制動ケーブル148によりグーズネツクスイ
ベル12が最上部ドリル管150と一緒に回らないようにす
る。

さく井ヘツドの上方のグーズネツクスイベル12の上下
方向微調整は、グーズネツクスイベル12のクイル154及
び洗浄管156の各区分をホイスト構造140に支える１対の
油上ガス流体圧シリンダ152により供給される。第13図
に示すように各流体圧シリンダ152はそれぞれ、所望の
ドリルビツト重量を保持するように、部分的に流体を満
たしたシリンダ160内にピストン158を位置させてある。
各ピストン158はそのまわりに円周方向密封片162を備え
各ピストン158をシリンダ160の内壁に対し密封しピスト
ン158上の油をピストン158の下方の大気圧から隔離した
状態に保つ。各流体圧シリンダ152の上部部分は油上方
ガスの源（図示してない）にホース164により連結して
ある。この場合この源内の高いガス圧力によりドリルビ
ツト重量が軽くなるのは明らかである。各流体圧シリン
ダ152のピストン棒166はナツクル継手168によりホイス
ト構造140に連結してある。種種の流体はグーズネツク
スイベル12に第12図の高圧ホース170,172,174を経て送
られる。グーズネツクスイベルの上部の高圧ホース176
により流体をドリル管150の中心孔から下向きに送り又
はこの孔から取出すことができる。

この説明及び各添付図面でせん孔作業に共通の若干の
部品たとえばドリル列の電動駆動装置、さく井ヘツドの
吹出し防止装置等は、このような部品が本発明には関連
しなくてその存在及び使用が当業者にはよく知られてい
るから、省くか又は簡単に述べるだけにする。

第13図のグーズネツクスイベル12は、管状カラー180
により最上部ドリル管15に下端部を連結したクイル軸17
8と洗浄管156と流体転換器182とを備えたクイル区分154
から主として成つている。アダプタ184は流体転換器182
をクイル軸178に連結する作用をする。アダプタ184と共
にクイル軸178はその中に所望の流体をドリル管導管の
うちの各導管に送るように流体通路を形成してある。種
種の流体を所望のドリル管導管に転換する方式はなお詳
しく後述する。

グーズネツクスイベル12はさらに、ドリル列が回転し
ている間に各ドリル列電線110への電気的接続を保持す
るように電気整流子186を備えている。クイル軸178は、
クイル軸178にスプラインばめした歯車188により流体圧
原動機又は電動機（図示してない）を介して駆動する。
電動駆動単位は、クイル軸178が軸受192,194及びスラス
ト軸受195内で回転するフレーム190内に納めてある。又
軸178に対し適当な油密封片を設けてある。

流体転換器 流体転換器182の簡略化した構造を第14図に示してあ
る。第14図では転換器軸196は、流体多岐管198内で回転
自在であり、第16図について詳しく述べる高圧密封体を
備えている。転換器軸196は、種種のドリル管導管を経
て送ろうとする異なる種類の流体に対応する個数の入口
200,202を備えている。例示のために２つの流体源だけ
を流体転換器182に連結してある。各入口200,202に対し
て転換器軸196内に対応する流体通路204,206（鎖線で示
してある）を設けてある。このような各通路は転換器軸
196の下端部に出口を持つ。転換器軸196は又貫通中心穴
208を形成してある。中心穴208を経てドリル流体又は類
似物がドリル管150の中心導管62に送られる。

アダプタ184は、転換器軸196及びクイル軸178の間の
境界面を形成する。アダプタ184は、転換器軸196及びク
イル軸178の間にピン179及びくぼみ181構造と止めナツ
ト183とにより締付けてある。第14図は、転換器軸中心
孔208に連通する中心穴210と転換器軸通路204,206に連
通する２条のみぞ穴212,214とを持つアダプタ184の斜視
図である。第15図はアダプタ184の下部側の形状を示
す。クイル区分154の図示の実施例では互いに異なる２
種類の流体を下向きに種種のドリル管導管に送ることが
望ましい。従つてアダプタ184の下部側は、各通路みぞ
穴214,212のまわりにくり抜いた区域216,218を備えてい
る。この構造ではみぞ穴214は３本の対応するクイル軸
導管224に連通するが、みぞ穴212はたとえば４本の他の
対応するクイル軸導管222に連通する。クイル軸178内の
残りの導管226はアダプタ184の穴なし区域220によりふ
さいである。

次いで転換器軸196の入口204は１種類の流体を互いに
隣接する４本のクイル軸導管222に従つて４本の対応す
るドリル管導管に配分することができる。若干の流体源
の流体を若干のドリル管導管に配分する際に使うように
せん孔場所に種種のアダプタを設ければよいのは明らか
である。このことはアダプタ184の下部側の各区域内に
互いに異なる形状のくり抜きを形成することによつてで
きる。

さらにせん孔作業は本発明により互いに異なる圧力の
２つ以上の流体源を使いこのせん孔作業を最適にできる
ことが分る。この場合３個又は４個の入口を持つ転換器
を開発して同数の種類の互いに異なる流体をドリル管導
管に配分できる方式がこの説明から明らかである。

第14図及び第15図でなお詳しく述べると流体多岐管19
8は、外側では各流体源に又内側では１対の環状みぞ23
4,236により転換器軸入口200,202にそれぞれ連結した流
入通路230,232を備えている。従つて入口200は、これが
その各環状みぞ234内で回転する際に流体に絶えず連通
する。同様に入口202はその環状みぞ236により別の液体
に絶えず連通する。

流体転換器182は連結ホース170,172,174（第12図）の
強さだけに限定された流体圧力を受けるから、各環状み
ぞ234,236及び回転する転換器軸196の間に密封状態を保
つように特殊な構造を設けなければならない。第16図に
明示した高圧密封構造をグーズネツクスイベル12の流体
転換器182に利用して種種の高圧流体を使い下部穴せん
孔作業が容易にできるようにする。転換器軸196の外面
は、流体分岐管198内で軸196に対し耐久性のある長く続
く支持面を形成するセラミツク材240を張つてある。

各環状みぞ234,236のまわりに、流体分岐管198を転換
器軸196のセラミツク材240に対し密封する高圧密封環24
2を設けてある。軸196の互いに対向する端部には低圧密
封片243を配置してある。高圧密封環242の一方の側に加
わる高温に対抗するように、高圧密封環242の他方の側
に別と高温制御流体を加える。このようにして高圧密封
環242の各側の差動圧力を低下させ、又圧力吹出しのお
それも低減する。従つて高圧密封流体入口244を第16図
に示すように設けて、高圧の流体を各高圧密封環242の
一方の側に供給し高密封環242の他方の側に各ドリル管
導管に下向きに送られる高圧せん孔流体から生ずる圧力
を均等にするようにしてある。若干の低圧密封流体出口
246を設け、高圧密封環242を均等化する漏れ圧力制御流
体を溜め（図示してない）に戻すようにする。

高圧密封の詳細は反復しないで転換器軸196の中心穴2
08は前記した同じ高圧手段により密封できる。

前記した説明により本発明によれば互いに異なる種類
の極めて高い差動圧力の流体を任意の本数の互いに異な
るドリル管導管内に選択的に噴射しこれ等の流体を下部
穴装置に加えてたとえばドリルビツトを清掃し又は冷却
し、せん孔流体に空気を混和し又は地層のキヤビテーシ
ヨン又は侵食を助け又は各作業を同時に行う能力をせん
孔作業者に与えるのはもちろんである。

電気整流子 第17図に示した電流整流子186は、ドリル管内の回転
する電線110と地表面監視装置22との間の電気的接続を
連続させる。ドリル管電線110は最上部ドリル管150から
クイル軸178の底部の対応するコネクタ（図示してな
い）を経て接合される。クイル軸178内の電線は又それ
ぞれ上端部をコネクタ250により接続され最終的に第17
図のコネクタ252に接続してある。例示のために４本の
電線をドリル管150を経て支える。対応する４本の導体2
54,256,258,260を端子ブロツク256に固着してある。端
子ブロツク262から４本の各導体は各スリツプリング26
4,266,268,270に接続してある。これ等のスリツプリン
グは、黄銅又はその他の適当な導電性材料から構成さ
れ、クイル軸178に固定され従つてこのような軸と一緒
に回転する。

各電線110により下部穴センサから搬送される電気信
号はこのようにして各回転スリツプリング264〜270に送
られる。４個のブラシ272,274,276,278は各スリツプリ
ングに対し圧縮状態に保持され各スリツプリングに高い
信頼性のもとに電気的に接触する。これ等のブラシは、
静止しブラシホルダ280により各スリツプリングに対し
押圧される。各ブラシホルダ280は、グーズネツクスイ
ベルフレームに固着したブロツク282内に固定してあ
る。ブロツク282内で各別の導体284を各別のブラシ278
に接続して電気信号を監視装置に搬送するようにしてあ
る。電気整流子186は保護カバー（図示してない）によ
り覆いスリツプリングがきびしいさく井せん孔環境への
露出を避けるようにしてある。

従つて本発明により若干の電線110をドリル列を経て
下部穴装置に導くようにしてあるのは明らかである。下
部穴装置からの電気信号は、地表画監視装置22に瞬時に
利用できこれに従つて作用させることができる。

クロスオーバ副装置 本発明の別の特長として第18図及び第19図に、新規な
ドリル管と協働してその普遍性を広げるように作用する
のに極めて適したクロスオーバ副装置286を例示してあ
る。クロスオーバ副装置286は前記したようなカラー継
手を持ちセンサ装置288を設けたドリル管の短い区分で
ある。とくに３個のセンサすなわち圧力センサ290、pH
センサ20及び温度センサ18を示してある。

各センサは、電気的に動作し、地表面監視装置に伝送
するようにセンサ物理的入力を電気信号に変換する遠隔
測定装置又は変換装置292に接続してある。図示のよう
に遠隔測定装置292は、ドリル列内でスリツプリングに
上向きに延びる電線ハーネス112に接続してある。ワイ
ヤハーネス112は電線導管108内に配置してある。

センサ及び遠隔測定装置292に対し電線導管108内では
空間が不十分であるから、流体導管294の一部を分離器2
96,298によりふさいである。このふさいだ部分303はダ
クト297により電線導管108に連結して、電線110を電線
導管108からふさいだ部分303内に位置させた遠隔測定装
置292に導くことができるようにしてある。操作取付板3
00は、流体導管294のふさいだ部分303の操作穴302に取
付けてある。取付板300はガスケツト304と共にねじ306
によりクロスオーバ副装置の壁に締付けてある。普通の
ゴムガスケツト304は、ふさいだ導管部分303が極端な圧
力を受けないから十分である。

導管デイバイダ310に複数個のクロスオーバ穴308を形
成し、導管294の上部部分からの流体を、流体導管312を
経てふさいだ導管部分303のまわりに導き導管294の下部
部分に戻すことができるようにしてある。

孔の場所における静流体圧ヘツドを減らすようにドリ
ル流体に空気を混和するのが普通である。従つてクロス
オーバ副装置286に、さく井孔の環状部44内のドリル流
体に空気混和する外部空気混和装置314と、中心導管318
内のドリル流体に空気混和する内部空気混和装置316と
を設けてある。第19図について述べたように内部及び外
部の空気混和を行うように、前記した各穴によりそれぞ
れ中心導管318及びさく井孔環状部に連結した流体導管3
20,322に窒素のような加圧ガスを送給する。単一のクロ
スオーバ副装置286は通常図示の副装置の全部の特長を
備えるものでないのは明らかである。又前記したような
特定のドリル管はクロスオーバ副装置286について前記
した特長の１つ又は複数に適合する。

コレツト324,326は各センサを、貯蔵中又は下部穴で
使用するときに損傷に対して保護する。コレツト324は
又連結カラー84に対する止め片として作用する。

従つてクロスオーバ副装置286は、環境生成センサを
ドリル列に取付けしかも各流体導管内の流体の流れは可
能にする手段になる。クロスオーバ副装置286を使うと
きには同じ流体を導管294,312内に、これ等の導管が各
穴308により連通させてあるから送らなければならない
わけである。

環状部アキユムレータ 環状部アキユムレータ46は第20図に示してある。この
装置はさく井孔の一体性を向上させるようにさく井孔静
流体圧ヘツドの選択的な機械的調整ができ、異なる地圧
を受けるときに絶えず調整を行うことができる。とくに
この装置は、災害を招き費用のかかるさく井吹出しを生
ずるこれ等の事象が起らないようにする。通常下部穴の
圧力の過度の生成は、さく井孔の環状部44内のせん孔泥
の密度の増加により対抗作用を受ける。圧力が過度に迅
速に生成する場合又はせん孔作業がこのような圧力生成
に留意してない場合には、せん孔泥密度は吹出しを防ぐ
のに十分なだけ早く変えることができない。

環状体アキユムレータ46は、せん孔泥327の有効密度
をこのせん孔泥にさく井孔環状部44内で圧力を加えるこ
とにより迅速に変える能力を生ずることによつて、この
きびしい問題に対応する。環状部アキユムレータ46は、
さく井孔環状部44に適当な配管330を経て連結した溜め3
28を備えている。回転ヘツド331は閉システムを形成す
るようにドリル管のまわりの環状密度体を形成する。

溜め328は、せん孔泥327をその上側の加圧ガスから隔
離するたわみ性ダイヤフラム332を備えている。ダイヤ
フラム332上従つてせん孔泥327上のガス圧力の増加に伴
い、このような泥の有効密度が増すのは明らかである。
ガスポンプ336は比較的大きい容積の供給タンク338内に
ガスを圧縮して、要求に応じアキユムレータ溜め328内
のガス334の圧力を迅速に増すことができるようにして
ある。調整器340は、調整自在であり供給タンク338及び
アキユムレータ溜め328間でガス334の調整を行うことが
できる。すなわち圧力調整要求の指示により調整器340
が開かれせん孔泥327に対するガス圧力を増してその有
効密度を増す。

とくに本発明によれば調整器340は、自動的に調整さ
れ地表面圧力監視器342に接続され、圧力センサ290によ
り検知した瞬間的下部穴圧力変化に基づいてアキユムレ
ータ溜め328の圧力を自動的に調整する。従つてこの閉
ループシステムにより急迫した吹出しの災害を本発明に
より早期に検出し避けることができる。さらに圧力監視
器342を利用し下部穴流体レベルを所望の値に保持する
ようにポンプ42の作動を開始することができる。

新規なせん孔法 最も実用的で好適な実施例と考えられる本発明装置に
ついて述べたが、このような装置を使う新規なせん孔法
を以下に述べる。この場合本発明の種種の特長を利用す
る拡大したドリル管及びさく井孔を示す第21図、第22図
及び第23図に留意しなければならない。

第21図には高速の噴流作用によりドリルビツト348の
区域から地層片347を除去しやすくするように１本又は
複数本の導管346で下部穴に送る第１の密度のドリル流
体のような液体344を使うせん孔法を示してある。せん
孔泥中に懇濁した地層片347はさく井孔環状部44内で地
表面に上向きに運ばれる。ドリル流体344は又他の導管3
52で下部穴に送られる。これ等の導管352内でドリル流
体344は、導管346内の圧力よりはるかに高い圧力のもと
にありドリルビツト穴ぐり径路354に差向けられ、地層
を侵食し又は穴ぐり径路354から地層片347を迅速に除去
し或は侵食及び除去を共に行う。第２の密度のドリル流
体356は、ドリル管中心管358を大量に下向きに送られド
リルビツト区域348でドリル流体344と混合する。この混
合流体は地層片347を運ぶさく井孔環状部44内を上向き
に押上げられる。

従つて多重導管形ドリル管せん孔装置を設けることに
より先ず、ドリル流体をドリルビツト及びドリル径路か
ら切削片を清掃するのに適当な圧力で下部穴に別個にか
つ同時に送り、ドリル流体を極めて高い圧力で送り地層
を侵食し、なお別のドリル流体を大容積低圧力で下部穴
に送り切削片をさく井孔環状部内で上向きに押上げる。

第22図に示したせん孔作業は、第21図の場合と同様で
あるが、さらに１種類のクロスオーバ副装置360を設け
る。副装置360で加圧ガス362を外部空気混和装置314を
経てさく井孔環状部44内に送入し混和密度のドリル流体
に空気混和することによりその有効密度を減らす。すな
わちこの空気混和によりドリルビツト区域348内の静流
体圧力を減らす。この場合この例の空気混和と環状アキ
ユムレータ46によりドリル流体に加える圧力との間で、
ドリル流体の密度を迅速に変えかつ広い範囲で変えるこ
とができるのは明らかである。

第23図は、高圧ドリル流体344を若干の導管346,352を
経て又ジエツト（図示してない）を経てドリルビツト区
域348に送りそしてこのドリル管の中心導管358を経て地
層片347と共に上方に逆向きに循環させる孔掘り作業を
示す。さらにドリル流体344の逆転循環は、流体導管364
を下向きに送られ内部空気混和装置316を経て中心導管3
58内に推進される圧縮ガス362によるガス混和によつて
高められる。各流体はドリル管の外側環状部に交互に噴
射され外側区域を適正に調和する。

又第23図に示した構造は第21図のドリルビツト14の利
用により変型を行うことができるのはもちろんである。
この変型では地層片の寸法は空気圧の上部穴への移送を
十分にするように小さくする。

前記した所により新規なさく井せん孔の装置及び方法
について述べたわけである。前記した種種の態様及び特
長の多くは互いに組合せてせん孔作業をさらに向上させ
ることができるのは明らかである。たとえば前記した以
外のセンサをドリル管に取付け前記した圧力センサと全
く同様に所望の情報データを検知し又せん孔作業を修正
するように地表面装置に接続することができる。このよ
うな閉ループシステムでは、情報に作用を及ぼす際に遅
延し又は全く作用を及ぼさない作業者が介在しなくてす
る。さらにこのような閉ループシステムの作用は、シス
テム効率を最適にすることによつてせん孔作業時にどの
ような値であつても連続調整を行うことができる。

本発明の重要な態様では（ｉ）さく井孔内に化学薬剤
及び圧力を統合された状態に保持し、（ii）孔から外に
切削片を循環させ（iii）地層の切削又は侵食に役立つ
３種の機能を各別にし従つて互いに無関係に操作し制御
することができる。すなわち本発明では多重種類の各別
の流体及びその組合せを使い前記の３種の機能を果たす
ことができる。このようにできることは、前記した３種
の機能を互いに別個にし互いに無関係に操作したり又は
制御したりすることができなかつた従来の場合とは著し
く異なる点である。

多重導管形さく井ケーシング 本発明の別の主要な目的は、多重の導管を持つさく井
ケーシングを提供することである。多重導管さく井ケー
シングを提供することにより、ドリル管について前記し
たような範囲の広い若干の利点が得られる。

当業者には明らかなように、さく井がその生産段に達
した後にも、このさく井がその生産の効率で確実に生産
するように高度に発展したさく井管理スケジユールを実
施しなければならない。さく井の全生産管理は従来、下
部穴情報の量により制限されている。この下部穴情報
は、下部穴の状態を変えて効率を高めるか又は全効率を
高めるために地表面ポンプ作用を変えるよう収集するこ
とができる。前記したさく井せん孔作業とほぼ同様に多
重種類の流体及び電気信号の伝送を行うことにより極め
て有効な閉ループさく井生産システムが得られる。

高度に発展した生産システムで指定しなければならな
い項目の中には、区域の圧力及び温度、流量割合、流体
の粘度及び密度、流体pH準位等がある。これ等のパラメ
ータ及びその他のパラメータを監視して地表面作業を制
御し、たとえば下部穴に圧入されるガスの圧力を制御し
て下部穴における静流体圧力を低下させそして溶媒又は
溶液を下部穴に噴射し油を遊離させ又はpH準位を調整す
るようにするのが有利である。その他の溶液を同時に下
部穴に送りさらに地層に影響を及ぼし付加的な油又は類
似物を釈放するようにしてもよい。その他の応用例では
アルコール溶液又は凍結防止剤を下部穴に噴射しガス流
の温度降下作用に基づく望ましくない低温条件を防ぐ必
要がある。

以上述べた所から明らかなように同時に若干の液体を
下部穴に送り複数の下部穴パラメータを監視する能力を
利用できることは極めて望ましい。本発明によれば第24
図及び第25図は、従来知られているさく井ケーシングに
伴う欠点を除くのに使うことのできる多重導管形さく井
ケーシング366を示す。さく井ケーシング366の一般的特
長と共に各ケーシングを列を形成するように相互に結合
する構造はドリル管について前記したのと同じである。
ケーシング366の種種の導管も又高圧の流体を移送する
から、第５図の密封体と同等の密封体86（第27図）によ
り、さく井ケーシング366の各導管の間の圧力の一様性
を確実に保つ。

とくに第25図は、中心穴370と複数の流体導管372と複
数の遠隔測定電線376を支える電線導管374とを備えたさ
く井ケーシング366の横断面配置を示す。各遠隔測定電
線376は電線導管端部でコネクタに集められ密封体86の
中間コネクタ126を経て列の他のさく井ケーシング区分
の対応する遠隔測定電線に接合してある。第25図の多重
導管形さく井ケーシング366は、さく井ケーシング管状
体がさく井孔内に合うように横断面を幾分大きくしたこ
とを除いて、第3b図の多重導管形ドリル管と大体同じで
ある。さらに中心穴370は上方に送られる生産流体の一
層大きい容積を受入れるように直径を幾分大きくしてあ
る。

第24図に示すように最上部さく井ケーシング366はカ
ラー84によりさく井ヘツドキヤツプ378に連結してあ
る。さく井ヘツドキヤツプ区分380は、横断面がさく井
ケーシング366と同様であり、密封体86（図示してな
い）と共に第11図について前記した割出し及び駆動用の
出張り及びくぼみを設けてある。さく井ヘツドキヤツプ
378は、各さく井ケーシング導管372,374を各流体又は溶
液の供給源及び監視制御パネル394に連結する複数のみ
ぞ穴382（鎖線で示してある）を備えてある。図示の実
施例ではさく井ケーシング366の７本の各流体導管372は
流体分配器386を経て各流体源388に連結することができ
る。ホース384のような高圧ホースは各さく井ヘツドキ
ヤツプみぞ穴382を流体分配器386の出口390に連結す
る。

電線導管374内の遠隔測定電線376はさく井ヘツドキヤ
ツプ電線導管392（鎖線で示してある）を経て監視制御
パネル394に連結してある。監視制御パネル394は、計器
警報器、記録式監視器又は増幅器を備え遠隔測定信号を
他の信号に変換し、たとえば流体分配器386の流体分岐
管397に関して使われるようなソレノイド作動弁396の群
を作動する。

このようにして、地表面装置を各センサにより検知し
た下部穴パラメータを変えることに応答して自動的に作
動する閉ループシステムが得られる。たとえばセンサ42
4（なお詳しく後述する）により検知される下部穴生産
流体の増大した粘度の指示に応答して、監視制御パネル
394はその電気的指示を処理しソレノイド作動弁396の１
つを作動することによりアルコール流体源を流体分配器
386を経てさく井ケーシング流体導管372の１つ又は複数
に連結し生産流体の粘度を変えるようにする。さらに粘
度センサは監視制御パネル394に下部穴生産流体の瞬間
粘度を伝送すると、１個又は複数個の他のソレノイド作
動弁396を作動し又は釈放して流体を他の流体導管372に
導くことによりこの流体の量を増し、又は溶媒を送る流
体導管372の本数を減らすことにより下部穴に送られる
流体の量を減らす。

ソレノイド作動継電器396及び分岐管構造を大体示し
てあるが当業者には明らかなように特殊な構造にしても
よい。

又手動の押しボタンパネル400を設け各ソレノイド作
動弁396を手で作動し任意の１種類の流体をさく井ケー
シング流体導管372の任意の１つ又は複数を経て送るこ
とができるるようにしてある。

さく井ヘツドキヤツプ378は又、ポンプ軸402が貫いて
下部穴に延びる中心穴（図示してない）を備え、生産流
体を地表面に上昇させるポンプ作用を生ずるようにして
ある。

このさく井ケーシングの最下部部分は、各流体導管37
2の出口を形成するさく井ケーシング区分404と共に電器
遠隔測定センサを備えている。さく井ケーシング区分40
4は、生産流体を地表面に上昇させるように普通の往復
動プランジヤを納める特殊な多重導管形管状体406にね
じ連結してある。

第26図及び第27図はさく井ケーシング区分404の種種
の特長を示す。下方から見るとさく井ケーシング区分40
4（第26図）は、中心穴370を覆うメツシユスクリーン40
8を備え砂粒及び類似物がポンプ区分406に入らないよう
にするように所望の等級を持つ。メツシユスクリーン40
8は、ステンレス鋼又は耐食性の他の類似の耐久性材料
から構成され、周縁部のまわりに流体導管372に整合す
る穴を備えて、メツシユスクリーン408により妨げられ
ないでさく井ケーシング区分404の底部から流体を噴出
できるようにしてある。メツシユスクリーン408は、カ
ラー412の肩部410と導管末端部414との間に締付けるこ
とによりさく井ケーシング区分404内に保持してある。
区分404の導管末端部414は、複数の流体導管372、中心
穴370及び電線導管374とを備え、これ等はすべて多重導
管ポンプ区分406を経て多重導管形さく井ケーシング366
の対応する各導管に整合している。さらにさく井ケーシ
ング区分404は、多重導管ポンプ区分406の駆動及び割出
しくぼみに組合うことのできる駆動及び割出しの出張り
を備えている。前記したように密封体86によりさく井ケ
ーシング区分404及び多重導管ポンプ区分406の対応する
各導管の間で圧力が共通になる。

第26図に示すように各流体導管は、ノズル穴416を経
てさく井孔の底部に開口する。図示のように互いに異な
る直径を持つノズル穴を互いに異なる必要に応じて設け
る。

第27図はさらに、さく井ケーシング区分404及び多重
導管ポンプ区分406内の遠隔測定電線376を示す。電線導
管コネクタ418、密封中間コネクタ126及びさく井ケーシ
ング区分コネクタ420は遠隔測定電線376をセンサ室422
に接続する。さく井ケーシング区分404内のセンサ室422
は第28図にさらに詳しく示してある。第26図に１個を示
した複数個のセンサ424はセンサ室422の末端部に設けて
ある。センサ室422は、おねじ付きセンサ424を締付けた
若干のねじ付き入口426を備えている。この構造は、セ
ンサ室422内に流体が漏れないようにするガスケツト428
を設けたことを除いて電気接続箱内のねじ付きヒユーズ
に極めて類似している。ばね付勢センサ接触片430はセ
ンサ424から遠隔測定電線376に接続する。

この構造は、若干のセンサ424を前もつて選定してさ
く井ケーシング区分404内に固着し、特定の種類のさく
井の生産に臨界的であると考えられる特定の下部穴パラ
メータを検知する。監視制御パネル394内の増幅器及び
その他の検出装置は、さく井ケーシング区分404内に取
付けたセンサ424の種類に従つて配線され、検知される
特定のパラメータをこのようなパラメータの使用できる
指示に転換することができるようにしてある。さらに単
一の電線導管374に受入れることのできるよりも一層多
くのセンサ424及び遠隔測定電線376を使うことが望まし
い場合には、他の流体導管に遠隔測定電線及び対応する
コネクタを取付けセンサ装置に対し付加的な容量が生ず
るようにしてある。

第27図に示すようにカラー412は、対応するめねじ及
びおねじにより導管末端部414を多重導管ポンプ区分406
に固着する。多重導管ポンプ区分406は、ポンププラン
ジヤ434を往復動させ生産流体を上向きに押上げるよう
にするシリンダとして作用する中心穴432を持つ。ポン
ププランジヤ434は、ポンププランジヤ434の上下の流体
漏れを防ぐように普通の円周方向密封片436を備えてい
る。ポンププランジヤ434の下降行程時には生産流体は
通路440を通り開いた逆止め弁438を経てポンププランジ
ヤ434の上側に上向きに押上げられるプランジヤ434の上
昇行程時には逆止め弁438が閉じ、生産流体は地表面貯
蔵タンク（図示してない）に上向きに押上げられる。

要するに以上述べた所は、さく井ケーシングとして使
われる多重導管形管状体により得られる利点を示す。複
数の導管を設けてあるので、せん孔の底部に種種の点検
みぞ穴が利用でき、多数の下部穴パラメータが検知され
そして種種の流体導管を経てさく井の全生産を一層高い
効率になるように管理することができる。

本発明による方法及び装置の好適とする実施例を管状
体、導管、継手及び類似物の特殊な構造について述べた
が技術的選択により多くの変型が行われるのはもちろん
である。たとえば当業者によりクロスオーバ副装置の特
長を直接ドリル管又はドリルビツトに実施することがで
き又本発明によりこの選択を容易に実施することができ
る。この説明の種種の有利な特長は、その個別の利点を
実現するように単一の複合管状体にすべて採用する必要
はない。

なお本発明はその精神を逸脱しないで種種の変化変型
を行うことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するのに使う上部穴及び下部穴装
置の配置図、第２図は本発明管状体の相互に連結した２
つのドリル管の部分を管及び連結カラーの間のねじ係合
部を縦断面にして示す側面図、第3a図は第２図の３−３
線に沿う断面図、第3b図は中心導管のまわりに円形周辺
導管を位置させた第3a図の変型の横断面図、第3c図は外
側管、内側管及び複数の他の管を持つ変型の第3a図と同
様な横断面図、第3d図は第3a図のドリル管の１本の導管
のまわりに各別の導管群を設けた変型の横断面図、第４
図は第２図の４−４線に沿う横断面図である。第５図は
第２図の管状体の管状密封体及び中間電気コネクタの拡
大斜視図、第６図は第２図の管状体の接合部の拡大縦断
面図、第７図は導体、コネクタ及び接触片を支える接合
した各管状体導管の拡大縦断面図、第８図、第９図及び
第10図は第７図のそれぞれ８−８線、９−９線及び10−
10線に沿う断面図である。第11図は密封を接合しようと
する本管状体の端部区分の部分の展開斜視図、第12図は
本管状体を使つたさく井せん孔デリツクの１例の正面
図、第13図は本管状体のドリル管駆動装置と共にクイル
区分に設けた流体転換器及び電気整流子を示すグーズネ
ツクスイベルの縦断面図、第14図は第13図の流体分配分
岐管及び転換器軸を一部を縦断面にして示す斜視図、第
15図は第14図のアダプタの下面図である。第16図は分岐
管環状みぞの軸入口への連結部とクイル区分に対する軸
通路の連結部とを示す流体転換器の縦断面図、第17図は
クイル軸の電気スリツプリング及びブラシの側面図であ
る。第18図は本発明管状体のクロスオーバ副装置の側面
図、第19図は第18図のクロスオーバ副装置を一部を縦断
面にして示す拡大斜視図である。第20図は本発明方法に
使う環状部アキユムレータの各部品の配置図、第21図は
本方法に使う高速流体用導管及び低圧流体用導管を備え
た多重導管形ドリル管及び付属ビツトの縦断面図、第22
図は第21図の変型の縦断面図、第23図は液体及びガスの
逆循環穴ぐり法を使う変型によるせん孔作業を示す縦断
面図である。第24図はさく井ケーシングとして使われる
本発明多重導管形管状体の側面図、第25図は第24図の25
−25線に沿う拡大断面図、第26図は第24図の26−26線に
沿い矢印の向きに見た端面図である。第27図は第25図の
要部の拡大軸断面図、第28図は第26図の28−28線に沿う
拡大断面図である。 10……ドリル管、18,20,290……下部穴センサ、22……
地表面監視装置、30……流体導管、50,52……管状体、2
92……遠隔測定装置

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】さく井せん孔及び生産に使用する管状体に
   おいて、 他の類似のドリル管の端部に連結するのに適する端部を
   持つ細長い管と、 それぞれ前記細長い管の一端部から他端部まで実質的に
   かつ一様に延びると共に弧に沿い互いに間隔を置いた互
   いに独立した複数の貫通する導管と、 前記導管のうちの所望の導管が、この導管に連結される
   類似の管状体の対応する導管に整合するように、前記管
   状体を前記類似の管状体に連結中に正確に整合させるよ
   うに、前記管状体上に設けた割出し手段と、 １つの前記管状体の前記各導管を前記他の類似の管状体
   に連通させるための穴を持ち、前記管状体の端部を他の
   類似の管状体に連結し、前記管状体を貫いての前記各導
   管の統合性を維持し、隣接する前記導管を隔離するため
   の密封体と、 を備えることにより、複数の互いに異なる液体をさく井
   場所に又このさく井場所から移送することができるよう
   にした管状体。
2. 【請求項２】前記細長い管にさらに、互いに同心の内側
   壁及び外側壁を設け、前記内側壁により前記複数の導管
   のうちの中心導管を形成し、前記複数の導管のうちの他
   の導管を、前記内側壁から半径方向に外方に配置した特
   許請求の範囲第（１）項記載の管状体。
3. 【請求項３】前記他の導管を、前記内側壁と前記外側壁
   との間に細長い環状のみぞ穴により形成し、前記みぞ穴
   内の細長い半径方向の仕切りにより各別の前記他の導管
   の側壁を形成した特許請求の範囲第（２）項記載の管状
   体。
4. 【請求項４】前記他の導管が、円形横断面を持ち複数の
   細長い互いに独立したみぞ穴を備えた特許請求の範囲第
   （２）項記載の管状体。
5. 【請求項５】１つの前記みぞ穴内に固定した細長い挿入
   体を備え、この挿入体に細長い複数の互いに独立した複
   数のみぞ穴を設けた特許請求の範囲第（４）項記載の管
   状体。
6. 【請求項６】前記細長い管に、前記中心導管を形成する
   前記内側壁を持つ内部シリンダと、この内部シリンダに
   同心の外部シリンダとを設け、前記外側壁により前記管
   の外側を形成し、前記他の導管を、前記内外の各シリン
   ダの間に固定した複数の他の各別のシリンダにより形成
   した特許請求の範囲第（２）項記載の管状体。
7. 【請求項７】前記密封体にさらに、前記各導管に協働す
   る穴に横断面が類似したくもの巣状網目を持つ板部片
   と、この板部片の各面に設けられ前記各導管に協働する
   穴の周辺を囲むエラストマーとを設けた特許請求の範囲
   第（１）項記載の管状体。
8. 【請求項８】前記板部片の各面に、前記エラストマーを
   部分に埋込んだ網目状みぞを設けた特許請求の範囲第
   （７）項記載の管状体。
9. 【請求項９】電線導管を形成する前記管状体内の導管に
   固定され、電気信号を搬送する電線を備えた特許請求の
   範囲第（１）項記載の管状体。
10. 【請求項１０】前記電線に終るように、前記電線導管の
    各穴に配置された電気コネクタ手段を備え、この電気コ
    ネクタ手段に、前記電線が電気的に接続される接点を設
    けた特許請求の範囲第（９）項記載の管状体。
11. 【請求項１１】前記電気コネクタ手段を前記電線導管に
    密封する密封手段を備えた特許請求の範囲第（10）項記
    載の管状体。
12. 【請求項１２】（イ）前記複数の導管のうちで電線導管
    を形成する１本の導管内に支えられた電線と、（ロ）こ
    の電線の各端部に終る接点を持ち、前記電線導管の各端
    部に取付けた第１のコネクタと、（ハ）前記密封体に設
    けられ、前記管状体の前記第１のコネクタの接点を別の
    類似の管状体の電気回路に電気的に結合する第２のコネ
    クタとを備えた特許請求の範囲第（１）項記載の管状
    体。
13. 【請求項１３】ドリル管と、さらに複数の各流体源を、
    前記ドリル管が回転している間に、前記導管のうちの所
    望の導管に連結する流体転換手段とを備えた特許請求の
    範囲第（１）項記載の管状体。
14. 【請求項１４】ドリル管と、さらにこのドリル管の回転
    中に電気電線からの電気信号を結合する電気整流手段と
    を備えた特許請求の範囲第（12）項記載の管状体。
15. 【請求項１５】前記管状体により形成されたさく井孔の
    環状部のまわりにドリル流体を閉じ込める閉じ込め手段
    と、前記環状部内のドリル流体に所望の圧力を加えるこ
    とにより、前記環状部内のドリル流体の有効密度を変え
    るように、加圧ガスを保持する溜めを持つ圧力手段とを
    備えた特許請求の範囲第（１）項記載の管状体。
16. 【請求項１６】前記管状体の側壁に固定した圧力センサ
    と、前記管状体の内部を通ってさく井圧力を指示する信
    号を伝送する伝送手段と、前記信号に応答してドリル流
    体に加える圧力を調整する調整手段とを備えた特許請求
    の範囲第（15）項記載の管状体。
17. 【請求項１７】第１の流体を前記複数の導管のうちの第
    １の導管内に第１の圧力で送り、かつ第２の流体を前記
    複数の導管のうちの第２の導管を経て前記第１の圧力よ
    り高い第２の圧力で送ることにより、地層の侵食を容易
    にするように、前記流体転換手段に連結された手段を備
    えた特許請求の範囲第（13）項記載の管状体。
18. 【請求項１８】前記管状体の側壁に固定したセンサと、
    さく井せん孔パラメータを定める電気信号を前記管状体
    を経て伝送する伝送手段と、前記電気信号に基づいて前
    記第１及び第２の流体のうちの１つの前記流体の圧力を
    制御する制御器とを持つ閉ループシステムを備えた特許
    請求の範囲第（17）項記載の管状体。
19. 【請求項１９】（イ）生産井戸からの穴から生産流体を
    取出す段階と、（ロ）前記生産井戸の内部に置かれたセ
    ンサからの信号を介して、複数のダウンホールパラメー
    タを前記生産井戸の外部から監視する段階と、（ハ）各
    前記ダウンホールパラメータに対して限度条件からの逸
    脱を定める段階と、（ニ）前記ダウンホールパラメータ
    を限度内に戻すように、前記限度条件からの逸脱のうち
    の少なくとも１つに応答して複数の互いに異なる所望の
    流体のうちの少なくとも各１つを、複数の導管のうちの
    協働する１つの導管を介して独立して同時に前記ダウン
    ホールに送り込む段階とを包含する生産井戸の管理法。