JP2980680B2 - 井戸掘削中の井戸探査システム - Google Patents

井戸掘削中の井戸探査システム

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    • G01N24/08—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using nuclear magnetic resonance
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する分野 本発明は、一般に核磁気共鳴を用いた井戸探査に関
し、特に、掘削しながら探査するための核磁気共鳴を用
いた装置及び方法に関する。
発明の背景 地下の地質層にある石油あるいは有機燃料堆積物に関
する情報を引き出すために、種々の工学的なアプローチ
のしかたがあった。例えば、このような情報を得るため
に通常行われていた従来技術の一つとして、核磁気共鳴
（NMR）探査が知られいる。基本的には、このNMR探査技
術は、通常の掘削機械で掘削された井戸あるいは穴（bo
re）の中にNMR装置またはNMRプローブを挿入することに
なる。プローブは周囲の地質構造物の核を励起し、その
結果、スピン密度、T1、T2緩和時間、等の種々のパラメ
ータが計測される。このデータから、地質構造に関する
貴重な情報、例えば採取可能な油の量を判定することが
できる。
従来のNMR探査装置及び方法の実例は以下の米国特許
に記述されている:3,508,438（Alger、他）、3,617,867
（Herzog）、3,667,035（Slichter）、4,350,955（Jack
son）、4,467,642（Givens）、4,528,508（Vail,II
I）、4,560,663（Nicksic、他）、4,629,986（Clow、
他）、4,710,713（Taicher、他）、4,714,881（Given
s）、4,717,878（Taicher、他）、及び4,933,638（Keny
on、他）。
しかしながら、上記の装置及び技術は、一般的にその
所期の目的に合致しているが、にもかかわらず、ひとつ
の重要な弱点に苦しめられている。この弱点は、これら
の従来技術のシステムが掘削しながら穴孔の探査を行う
ようには設計されていない（すなわち適さない）ことで
ある。それらは、最初に穴孔が掘削され、次に掘削機械
が取り除かれ、次いで探査装置又はプローブが穴孔に導
入され、それにより測定が行われる。
より好ましい技術により、掘削操作中でも所望の岩石
のパラメータ探査が可能となろう。穴孔を掘削しなが
ら、穴孔に隣接する地質構造の上記パラメータを測定す
ることは、“掘削中測定”（“MWD"）、あるいは“掘削
中探査”（“LWD"）技術と称せられている。これらの技
術は、これまでNMRを用いない装置に構成されていた。
例えば、コネティカット州、メリデン、06450、ポンデ
ビュー通り、105番地のテレコ油田サービス会社（Telec
o Oil Field Services Inc.）は、“RGD（比抵抗−
ガンマ指向性）MWD装置”という名前の機械を市販して
いる。テレコ社は、この装置を、実時間の測定値を検
知、デコーディング、表示、及び記録のために地表装置
に送るマルチセンサ装置として述べている。このRGD装
置は40フィートのドリルカラーの中に収められた３つの
孔内センサ（downhole sensor）からなっている。組成
比抵抗（formation resistivity）センサとガンマ線セ
ンサは両方とも方向センサとトランスミッタの下部のサ
ブアッセンブリー内に位置され、ドリルビットにできる
だけ近接して設置される。２つのオプション、すなわち
孔内のデータの記録あるいはMWDデータの送信の総括的
なアッセンブリーは、掘削マッド中をコード化された圧
力パルスの形でアップホール（uphole）する。孔内機器
からのデータ及び地表情報（例えば、深さ、貫通率、フ
ック荷重（hookload）及び回転速度）は、一定範囲のキ
ャビン及び非キャビンの地表（surface）データ取得シ
ステムによって記録される。この地表システムは実時間
探査データを提供し、そのデータをテープ及び／又はフ
ロッピーデスク上に記録する。
孔中（downhole）RGD装置の主要機器として、センサ
からのデジタル符号化された信号に応答して掘削マッド
中の正のマッド（mud）パルスを生じさせるトランスミ
ッタが含まれる。循環するマッドにより駆動されるター
ビンは孔中アッセンブリーに動力を与える。このタービ
ンは250GPM−1,100GPMの流れを取り扱えるように構成さ
れている。比抵抗センサは、トランスミッタと方向セン
サの下部のサブアッセンブリー中に設置される16インチ
の小型標準比抵抗センサである。テレコの天然ガンマ線
センサは比抵抗電極の間の真ん中に位置され、その結
果、組成評価センサは同じ深さの情報を同時に取得し、
これによりどちらかの測定を記憶する必要がなくなる。
機器配向システムは、機器の配向に関する情報（例え
ば、方位角、傾斜）を測定するデジタルセンサシステム
からなる。
このような孔中アッセンブリー（DHA's）は、ドリル
カラー中に収められる。MWDカラーにより掘削マッドは
種々のセンサの周囲を流れることになる。多くのセンサ
は外面に接するドリルカラーの壁内に配置され、たいて
いカラーとの電気的な絶縁が必要である。
従来の装置は、掘削中でも探査を可能とすることによ
り、ケーブル探査技術に対して優位性をもつが、にもか
かわらず、この装置はある自然的な限界に苦しめられて
いる。この限界は、主にMWD装置よりもずっと穏やかな
環境で操作されるケーブル探査装置を倣ったことに起因
する。MWD/LWD装置は、より複雑で強固なテクニックを
要し、より高価なものになりやすい。適切な石油物理的
な評価を行うためには、３種類の測定あるいは探査が必
要である。すなわち、中性子、ディープ（deep）比抵
抗、及び密度である。さらに、このシステムはある重要
な情報を欠くために原油の量を予測するのが難しく、し
たがって岩石の生産性を予測するのが不可能である。
NMR探査装置及びその技術は、この重要な情報の直接
測定を可能とすることにより、この限界を越えるもので
ある。比抵抗、ガンマ及び方向MWD機器が協同して機能
すると、完全な石油物理的な評価が可能となる。NMR装
置の価値は、多孔構造、現存流体に関する情報につい
て、ケーブル技術の機能と比較することにより明確にな
る。これは、岩石の多孔性を評価するNMRの能力が岩石
の組成タイプとは無関係であることによる。しかしなが
ら、前述したように、これまでのNMR探査システムで
は、これからの測定システムをMWD/LWD技術に適用する
ことはできなかった。
発明の目的 本発明の一つの目的は、井戸探査用として、従来技術
の欠点を克服するNMRを用いた装置及び方法を提供する
ことである。
この発明のもう一つの目的は、井戸を掘削しながら、
同時にNMRを用いて井戸探査する装置、方法を提供する
ことである。
この発明のもう一つの目的は、組立が簡単で、井戸掘
削が効率的で同時にNMRにより井戸探査が行える装置を
提供することである。
この発明のさらにもう一つの発明は、作業中は頑強
で、掘削アッセンブリーに接続されるようにアレンジさ
れ、これにより井戸が掘削されると同時に探査が行われ
る井戸を探査するためのNMR装置を提供することであ
る。
発明の要約 この発明の上記及びその他の目的は、穴孔（bore hol
e）を掘削しながら穴孔の地球物理学的な探査を行うた
めの井戸探査装置及び方法により達成される。
この装置は、穴孔を掘削するための手段を併せもつ探
査手段からなり、これにより探査手段は穴孔において掘
削手段に追随する。探査手段は、第１の手段、すなわち
探査手段に接し、分析される目標物質が含まれうる穴孔
部の一帯に静的磁場を与える可撓性の円筒状永久磁石と
第２の手段、すなわちその領域で分析される目標物質の
核を励起するためのアンテナ及びその付属部材と第３の
手段、すなわち励起された核から核磁気共鳴信号を受信
し、分析される目標物質の特性を示す信号を出力する前
記アンテナ及びその付属部材からなる。
この発明の優れた特徴として、上記装置は、ドリルが
穴孔を形成していくと同時に、ドリルビットとともに回
転、軸方向の運動を行うようにドリルビットに隣接して
設置される。この装置は、同時にこの装置に隣接する領
域中で分析される目標物質の特性を示す出力信号を出力
するように作用する。
図面の簡単な説明 この発明の他の目的及び多くの付加的な特質は、それ
らが添附する図面とともに以下の詳細な説明を参照する
ことにより理解が進むにつれ、容易に認識されよう。こ
こで： 第１図は、本発明にしたがって組み立てられた同時掘
削探査のための核磁気共鳴装置の下側端部の一部断面側
面図である。
第２図は、第１図の２−２線に沿った拡大断面図であ
る。
第３図は、第１図の３−３線に沿った拡大断面図であ
る。
第４図は、第１図の装置の一部の拡大部分断面図であ
る。
発明の詳細な説明 図面を参照すると、同じ参照番号は同じ部品を表して
おり、第１図には核磁気共鳴技術を用いてその周囲の地
質構造探査を実行すると同時に井戸掘削を行う装置が20
で示されている。システム20は、基本的に掘削手段22、
NMR探査手段24、位置安定化手段26からなり、それら全
ては、通常の掘削装置（図示せず）の動力の下で、井戸
又は穴孔を形成するようにアレンジされたパッケージ又
はアッセンブリーの中に収められる。このように装置20
は、掘削装置からの動力でその縦方向軸28の回りに回転
し、分析される目標地質構造（物質）領域で地面30中に
掘削手段22を挿入し、穴孔32（第２、３図）を形成す
る。
NMR探査装置24の詳細は後述される。ここでは、この
手段が永久磁石とアンテナ（両者とも後述される）から
なる“プローブ”セクションと関連電気／電子部品から
なる“制御”セクションから構成されることを言うだけ
で十分である。前記プローブセクションは、半径方向に
勾配静磁場、すなわち装置の中心縦方向軸28から外側に
向かう静的磁場を形成するように組み立てられる。さら
に、この磁場は、実質的に縦方向軸28に垂直で、その軸
の方位角方向に沿ってほぼ均一な大きさの磁場である。
この磁場は穴孔32に隣接する地質構造30中に生成され
る。プローブのアンテナは、穴孔に隣接する地質構造中
でラジオ周波数（radio frequency）磁場を生成せし
め、分析される目標物質の核を励起する。ラジオ周波数
磁場の方向は、装置の縦方向軸及び静的磁場の両方に対
して実質的に垂直である。アンテナは、分析される物質
からの核磁気共鳴信号を受信するためにNMR探査手段24
の電子／電気部品に接続される。前記電子／電気部品は
前記物質の特性を示す信号を出力する。
NMR探査手段のプローブ部の説明から当業者が理解す
るように、この手段によって生成される磁場は前述した
米国特許4,710,713号（この特許はこの発明と同一の者
に譲渡され、その内容は参照によってここに取り込まれ
る。）で開示されたものと類似している。したがって、
装置20は、穴孔から拡がる円筒形状の領域において、穴
孔の隣接部分のその地質学的組成中のある物質の性質を
分析することが可能となる。この容積（volume）はこれ
以降“受感容積”と称することとする。ここで説明され
る本発明の好適な実施例では、10インチ（25.4cm）直径
の穴孔は、前記装置20の縦方向中心軸及び前記穴孔から
12インチ（30.5cm）−20インチ（50.8cm）の受感容積を
有する。
このシステムの構造及び操作についての詳細を述べる
前に、液体、例えば装置20が使用されている間穴孔に近
接する岩石成分中の油の磁気共鳴測定を行うために、３
つの基本的な条件が満たされなければならないことに留
意すべきである。第１の条件は、この装置によって生成
される静的磁場及び交番（rf）磁場は装置20の回転が行
われている間互いに直交状態になければならないことで
ある。後述するように、NMR探査手段24によって生成さ
れる外的な静的磁場と交番磁場はこの装置の縦方向軸に
関して対称である。効率的な操作を行うための第２の条
件は、ドリル部22の回転はラーマー周波数よりかなり低
くなければならない。後で詳細に説明するが、ラーマー
周波数は1MHzのレンジであり、一方この装置の回転は10
Hz以下である。最後に、ドリルカラーは適切な強度を保
つために全て導電材で作られ、また、良く知られている
ように電磁波は導電材を貫通するのが難しく、スチール
が近接しているだけで電磁波の伝播に影響を与えるた
め、NMR探査手段24のプローブ部は、プローブを形成す
るスチールカラー（collar）の外側の非導電性磁気スリ
ーブ上に設置されるRFアンテナを有している。
第１図に戻ると、装置20は掘削手段22、NMR探査手段2
4、及び安定化手段26を形成及び／又は収容する縦方向
に配列された多数のセクションからなるスチームケーシ
ング中にあることが示されている。特に、システム20の
自由端部セクションは円筒状でスチールのカラーセクシ
ョン34中にあり、そこにドリルビット36が設けられてい
る。ドリルビット36とその支持カラー34は、同じ掘削手
段22を形成する。ドリルビット36は石油井戸孔の掘削に
使用されるいろいろなタイプの通常のドリルビットでよ
い。
ドリルビットカラー34は、カラーセクション38の遠方
端部に設置される。セクション38も円筒形で、外周が円
形のスチールからできていることが望ましい。多数のフ
ィン40がセクション38の外表面から径方向外側に突き出
ている。各フィンは、縦方向に延在する端部40A、角度
をもって延在する中間部40B、及び縦方向に円在する端
部40Cからなる細長い部材である。かくして、各フィン
の端部40A及び40Cは、角度をもって円在する中間部によ
って互いに円周上でずれている。このフィンの配置は前
述した安定化手段を形成し、掘削／探査中に装置20のス
ピンの安定化を促す。さらに、第３図に明瞭に示されて
いるように、フィンはその頂部表面が穴孔の内壁と接触
（engage）し、それにより掘削及び探査中に穴孔の中心
に装置20を保持する。
安定化カラーセクション38は、ねじ山が付けられたコ
ネクター44を通して他のカラーセクション42に離脱可能
に保持されている。前記カラーセクション42は、NMR探
査手段24の前述したプローブ部を形成し、前述した磁石
及びアンテナアッセンブリーを有している。このアッセ
ンブリーは、基本的に磁石46、及び一対のアンテナ48、
50からなる。図からわかるように、セクション42は好適
にはステンレススチールでできた円筒形部材であり、安
定化セクション38の近接端部での内側にねじ山が付され
た対応するスロート中にねじ込まれる外側にねじ山が付
けられた端部44を有する。
ステンレススチールでできている。
磁石46については後述するが、ここではそれが受感容
積内で静的磁場を形成する円筒体から構成されることを
言及するだけで十分である。アンテナ48、50はそれぞ
れ、後述する態様で円筒磁石46上に設置される。
アンテナ48は、ここで分析される目標物質の核を励起
するために受感容積内でrf磁場を形成する手段として機
能する。さらに、アンテナ48は励起核によって生じるNM
R信号を受信する手段としても機能する。アンテナ50は
キャリブレーションアンテナとして機能する。すなわち
そのアンテナと付属電子機器（図示せず）がシステム20
をキャリブレートするためにその環境の電気的な負荷を
測定する。
アンテナ48の組立及び配列の詳細は第１、３、及び４
図を参照すれば良く理解されよう。図からわかるよう
に、アンテナ48は２対の連結した平行な導電体対52、54
からなる。２つの対52、54は、直列／並列アンテナ48を
形成するべく、互いに直列に結ばれている。この直列／
並列アンテナ48はこのシステムの付属電子／電気部品、
例えばrfトランスミッタ／レシーバ（図示せず）に接続
される。これらの部品は、装置20の他のカラーセクショ
ン内に配置される（後で説明される）。
第４図で明かなように、導電体対52は、２つの軸方向
に延びる電気導電体52A及び52Bからなる。これらの導電
体は、一端部でリング状の導電体56に電気的に接続して
いる。同様に、導電体対54は、２つの軸方向に延びる電
気導電体54A及び54Bからなり、かつ、一端部でリング状
の導電体56に電気的に接続している。導電体52A及び52B
の他端はブリッジ導電体58により電気的に接続してい
る。同様に、導電体54A及び54Bの他端はブリッジ導電体
60により電気的に接続している。一方、ブリッジ導電体
58は同軸ケーブル62の中心導体62Aに電気的に接続さ
れ、ブリッジ導電体60はケーブルの編み線導体62Bに電
気的に接続されている。
アンテナ48の２つの導電体対52及び54は、径方向で互
いに反対の位置でカラーセクション42の磁石46上に設置
されている（第２、４図参照）。特に、導電体対52は、
磁石46の磁極Ｎに沿って縦方向に配列され、一方、導電
体対54は磁極Ｓに沿って配置される。本発明の好適な実
施例にしたがえば、各々の導電体52Aと52Bは、その幅が
アンテナが設置される磁石46の円周の約16度に相当する
薄いストリップ形状である。さらに、導電体52Aと52Bが
互いに離間する間隙は約20度である。導電体54Aと54Bも
同様に組み立てられ、互いに対向する。
上述したように組み立てられた導電体52Aと52B、及び
導電体54Aと54Bによって、アンテナ48によって生成され
るrf磁場の大きさは回転方向の角度に対して（角度の方
向は第２図の“RD"で示された矢印で図示される。）ほ
ぼコサイン分布を描く。これにより高次の非均質性がキ
ャンセルされ、受感容積内で均質な磁場の分布を最大の
ものとする。
上述したように、アンテナはトランスミッタ／レシー
バに接続されている。特に、導電体62Aはrfトランスミ
ッタ／レシーバの正の出力／入力端子（第４図で“＋”
と図示）に接続される一方、導電体62Bは接地される。
このトランスミッタ／レシーバは、受感容積内で物質の
核を励起させる所望の電気信号を生成するように、ま
た、励起された核によって生じるNMR信号を表す電気出
力信号を生じるように好適に組み立てられる。
キャリブレーションアンテナ50は、基本的にはループ
状の終端部50Bを有する一対のねじり線の細い導電体か
らなる。導電体50Aのひとつは、他の同軸ケーブル64の
中心導体64Aに電気的に接続される一方、導電体50Aの他
のひとつは前記ケーブルの編み線導体64Bに接続され
る。ケーブル64は、カラーセクション（後述される）内
に配置されたキャリブレーション回路に接続され、そこ
ではシステム20を構成する他の電子／電気部品も配置さ
れている。このように、前記ケーブルの編み線導体64B
は接地され、導電体64Aはキャリブレーション回路の正
の端子（第４図の“＋”）に接続される。
第４図に最もよく示されているように、磁石46は、非
導電性の永久磁気フェライト材、例えばフェライト、バ
リウム、ストロンチウムよりなる材料からなる薄い円筒
状チューブ又はスリーブから構成される。前記磁石は装
置20の長手方向軸28に垂直で均一な磁化軸を有すること
が望ましい。磁石46はカラーセクション42の方に延びる
軸方向に延在する環状の凹部66内に設けられる。
前記装置20は、掘削中の探査を行うべく長手方向軸の
回りに回転するために、磁石46は衝撃や振動を受ける。
したがって、磁石46はこのような衝撃や振動を吸収する
ためにある程度柔軟性を有するものが望ましい。あるい
は磁石は、強固で衝撃を吸収するマトリックス材上に又
はその中に配置されるセラミックのピース又はタイルか
ら構成されてもよい。
前記磁石46の外側表面は、厚さ約100ミルのグラファ
イバ、テフロン等の電気絶縁材よりなる薄膜コーティン
グ68により覆われている。アンテナ48、50は、磁石の被
覆された外側表面68上に設置され、また、被覆68により
それから電気的に絶縁されている。各アンテナは、磁石
の外側表面に沿って軸方向に延びており、アンテナ48は
実質的に磁石の全長にわたって延び、アンテナ50は導電
体54Aと54Bとの間にある磁石の長さ部分だけ延びてい
る。磁石46とその上にマウントされたアンテナ48、50を
保護するために、電気絶縁体、例えばグラスファイバよ
りなるスリーブ70が磁石／アンテナのコンビネーション
に用いられる。
この発明の好適な実施例によれば、磁石46は長さが約
183cmで、アンテナ48は長さが約137cm、そしてアンテナ
50は長さが約76cmである。さらに、環状凹部66の外径は
約12cmである。スリーブ70の外径は約18cmである。
システム20を構成する電子／電気部品、例えばトラン
スミッタ／レシーバ、コントローラ等は、“制御”カラ
ーセクション72内に配置される。制御セクション72はス
チール製の中空部材で、システムの電子／電気部品が設
置される室（図示せず）を有している。この室は掘削動
作時に頻繁に生じる高圧力に耐え、これによりこのよう
な圧力によって損傷を受けやすい電気／電子部品を保護
する。
ケーブル62、64はアンテナ48、50から延び、それぞれ
カラーセクション42内の傾斜孔74を通る。この孔はセク
ション42、72のインターフェースにおける環状空間76と
連通し、アンテナのリード（すなわちケーブル62と64）
は孔74、環状空間76を通り、セクション72内の電子部品
との接続のためにセクションの内部に入り込む。
セクション42と同様に、セクション72は、穴孔内中心
の装置のスピン安定性を高めるために、外周上に設けら
れた多数の安定化フィンを有している。
以上で説明を終えるが、これまでの説明により私の発
明は十分に説明されたので、他の者は現在及び将来にわ
たる知識を適用することにより種々の稼動状態の下で同
じような使用法を採用することができよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01V 3/32

Claims (53)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】長手方向の軸を有する穴孔の地球物理的な
    探査を行うための井戸探査装置であって、前記装置は、
    前記穴孔長手方向の軸に実質的に整列した長手方向の軸
    を有する探査手段と前記穴孔中に延びるドリルカラー上
    に設置されたドリルビットを有する掘削手段を含み、前
    記探査手段は前記掘削手段が穴孔を形成するとき穴孔中
    の掘削手段に追随するように掘削手段に結合され、前記
    探査手段は、 （ａ）分析される目標物質が含有され、探査手段に隣接
    する穴孔の一部の領域中に静的な磁場を生成する第１の
    手段と、 （ｂ）前記領域中で分析される目標物質の核を励起する
    探査手段の長手方向の軸に実質的に対称なラジオ周波数
    の磁場を生成し、前記ドリルカラーの外側に設置される
    第２の手段と、 （ｃ）前記励起された核から核磁気共鳴信号を受信し、
    分析される目標物質の特性を表す信号を出力する第３の
    手段と、 を含む井戸探査装置。
  2. 【請求項２】前記掘削手段は前記穴孔を形成するように
    回転し、前記探査手段はそれと共に回転するように前記
    掘削手段に結合された特許請求の範囲第１項記載の装
    置。
  3. 【請求項３】前記掘削手段はドリルカラー上に設置され
    たドリルビットを含み、前記第１の手段は前記ドリルビ
    ットから離間した前記ドリルカラーのある位置に配列さ
    れた円筒状の部材を含み、前記円筒状部材は少なくとも
    一つの永久磁石を含む特許請求の範囲第１項記載の装
    置。
  4. 【請求項４】前記円筒状部材は弾性部を有する特許請求
    の範囲第３項記載の装置。
  5. 【請求項５】前記掘削手段はドリルカラー上に設置され
    たドリルビットを含み、前記第１の手段は前記ドリルビ
    ットに近接した前記ドリルカラーのある位置に配列され
    た円筒状磁石手段を含み、前記磁石手段は少なくとも一
    つの永久磁石を含む特許請求の範囲第２項記載の装置。
  6. 【請求項６】前記磁石手段は弾性部を有する特許請求の
    範囲第５項記載の装置。
  7. 【請求項７】前記第１の手段は前記領域で傾斜する静的
    磁場を生成し、前記第２の手段は前記核を励起するため
    に前記領域にラジオ周波数の磁場を生成し、前記各磁場
    は互いに直交する特許請求の範囲第２項記載の装置。
  8. 【請求項８】前記探査手段は前記第１の手段上に設置さ
    れたアンテナを含み、前記アンテナ手段は前記第２及び
    第３の手段の一部を形成する特許請求の範囲第７項記載
    の装置。
  9. 【請求項９】前記掘削手段はドリルカラー上に設置され
    たドリルビットを含み、前記第１の手段はドリルビット
    に隣接した前記ドリルカラーの位置に配列された円筒状
    の磁石手段を含み、前記円筒状の磁石手段は少なくとも
    一つの永久磁石を含む特許請求の範囲第７項記載の装
    置。
  10. 【請求項１０】前記磁石手段は弾性を有する特許請求の
    範囲第９項記載の装置。
  11. 【請求項１１】前記探査手段は前記磁石手段上に設置さ
    れたアンテナ手段を含み、前記アンテナ手段は前記第２
    及び第３の手段の一部を形成する特許請求の範囲第９項
    記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記探査手段は前記磁石手段上に設置さ
    れたアンテナ手段を含み、前記アンテナ手段は第２及び
    第３の一部を形成する特許請求の範囲第10項記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】前記アンテナ手段は前記磁気手段から電
    気的に絶縁されている特許請求の範囲第12項記載の装
    置。
  14. 【請求項１４】前記アンテナ手段は前記磁石手段から電
    気的に絶縁されている特許請求の範囲第12項記載の装
    置。
  15. 【請求項１５】前記磁石手段は長手方向の中心軸を有す
    る縦長の部材であり、前記アンテナ手段は前記軸に平行
    な前記磁石手段に沿って延在する少なくとも一つの縦長
    の部材を含む特許請求の範囲第11項記載の装置。
  16. 【請求項１６】前記磁石手段は長手方向の中心軸を有す
    る縦長の部材であり、前記アンテナ手段は前記軸に平行
    な前記磁石手段に沿って延在する少なくとも一つの縦長
    の部材を含む特許請求の範囲第13項記載の装置。
  17. 【請求項１７】前記磁石手段は長手方向の中心軸を有す
    る縦長の部材であり、前記アンテナ手段は前記軸に平行
    な前記磁石手段に沿って延在する少なくとも一つの縦長
    の部材を含む特許請求の範囲第14項記載の装置。
  18. 【請求項１８】前記ドリルカラーは長手方向の中心軸を
    有し、前記磁石手段が設置される長手方向に延在する環
    状凹部を有する円筒状部材である特許請求の範囲第５項
    記載の装置。
  19. 【請求項１９】前記探査手段は前記磁石手段上に設置さ
    れたアンテナ手段を含み、前記アンテナ手段は第２及び
    第３の手段の一部を形成する特許請求の範囲第18項記載
    の装置。
  20. 【請求項２０】前記アンテナ手段は前記磁石手段から電
    気的に絶縁された特許請求の範囲第19項記載の装置。
  21. 【請求項２１】前記磁石手段は長手方向の中心軸と前記
    軸の回りに延びる円筒状の外表面を有する縦長の部材で
    あり、前記アンテナ手段は前記軸に平行な前記磁石手段
    の外表面に沿って延在する少なくとも一つの縦長の部材
    を含む特許請求の範囲第19項記載の装置。
  22. 【請求項２２】前記磁石手段は長手方向の中心軸と前記
    軸の回りに延びる円筒状の外表面を有する縦長の部材で
    あり、前記アンテナ手段は前記軸に平行な前記磁気手段
    の外表面に沿って延在する少なくとも一つの縦長の部材
    を含む特許請求の範囲第20項記載の装置。
  23. 【請求項２３】さらに前記磁石手段及びアンテナ手段に
    配列される電気的に絶縁された非磁性体のスリーブを含
    む特許請求の範囲第21項記載の装置。
  24. 【請求項２４】前記スリーブがグラスファイバからなる
    特許請求の範囲第23項記載の装置。
  25. 【請求項２５】さらに前記磁石気手段とアンテナ手段の
    間の電気的に絶縁された非磁性材の層を含む特許請求の
    範囲第23項記載の装置。
  26. 【請求項２６】さらに前記磁石気手段とアンテナ手段の
    間の電気的に絶縁された非磁性材の層を含む特許請求の
    範囲第24項記載の装置。
  27. 【請求項２７】さらに前記磁石気手段及び前記アンテナ
    手段に配置された電気的に絶縁された非磁性体のスリー
    ブを含む特許請求の範囲第２項記載の装置。
  28. 【請求項２８】前記スリーブがグラスファイバからなる
    特許請求の範囲第27項記載の装置。
  29. 【請求項２９】さらに前記磁石手段とアンテナ手段の間
    の電気的に絶縁された非磁性材の層を含む特許請求の範
    囲第27項記載の装置。
  30. 【請求項３０】さらに前記磁石手段とアンテナ手段の間
    の電気的に絶縁された非磁性材の層を含む特許請求の範
    囲第28項記載の装置。
  31. 【請求項３１】前記アンテナ手段はパルス状の双極子磁
    場を近似的に生成する特許請求の範囲第８項記載の装
    置。
  32. 【請求項３２】前記アンテナ手段は第１の手段に近接し
    て配列された２対の縦長の導電体を含む特許請求の範囲
    第８項記載の装置。
  33. 【請求項３３】前記第１の手段は長手方向の中心軸を有
    する縦長の円筒状の永久磁石を含み、前記縦長の導電体
    対は前記中心軸に平行な永久磁石に沿って延在する特許
    請求の範囲第32項記載の装置。
  34. 【請求項３４】前記導電体の各々は前記軸に関して第１
    の既定の角度に相当する弧（arc）により規定された比
    較的狭い幅の導電体であり、各一対の導電体の弧の中心
    間の距離は前記軸に関して第２の既定の角度である特許
    請求の範囲第33項記載の装置。
  35. 【請求項３５】前記第１の既定の角度は約15度である特
    許請求の範囲第34項記載の装置。
  36. 【請求項３６】前記第２の角度は約20度である特許請求
    の範囲第34項記載の装置。
  37. 【請求項３７】前記第２の角度は約20度である特許請求
    の範囲第35項記載の装置。
  38. 【請求項３８】前記導電体対は互いに直列に接続され、
    各対の前記導電体は互いに並列に接続されている特許請
    求の範囲第32項記載の装置。
  39. 【請求項３９】前記第１の手段は長手方向の中心軸を有
    する縦長の円筒状の永久磁石を含み、前記縦長の導電体
    対は前記中心軸に平行な永久磁石そって延在する特許請
    求の範囲第38項記載の装置。
  40. 【請求項４０】前記導電体の各々は前記軸に関して第１
    の既定の角度に相当する弧（arc）により規定された比
    較的狭い幅の導電体であり、各一対の導電体の弧の中心
    間の距離は前記軸に関して第２の既定の角度である特許
    請求の範囲第39項記載の装置。
  41. 【請求項４１】前記第１の既定の角度は約15度である特
    許請求の範囲第40項記載の装置。
  42. 【請求項４２】前記第２の角度は約20度である特許請求
    の範囲第40項記載の装置。
  43. 【請求項４３】前記第２の角度は約20度である特許請求
    の範囲第41項記載の装置。
  44. 【請求項４４】前記円筒状磁石は長手方向の中心軸を有
    し、前記アンテナ手段は前記軸に平行な前記円筒状磁石
    に沿って延在する２対の縦長の導電体を含む特許請求の
    範囲第５項記載の装置。
  45. 【請求項４５】前記導電体対は互いに直列に接続され、
    各対の前記導電体は互いに並列に接続されている特許請
    求の範囲第44項記載の装置。
  46. 【請求項４６】前記導電体の各々は前記軸に関して第１
    の既定の角度に相当する弧（arc）により規定された比
    較的狭い幅の導電体であり、各一対の導電体の弧の中心
    間の距離は前記軸に関して第２の既定の角度である特許
    請求の範囲第45項記載の装置。
  47. 【請求項４７】前記第１の既定の角度は約15度である特
    許請求の範囲第46項記載の装置。
  48. 【請求項４８】前記第２の角度は約20度である特許請求
    の範囲第46項記載の装置。
  49. 【請求項４９】前記第２の角度は約20度である特許請求
    の範囲第47項記載の装置。
  50. 【請求項５０】核磁気共鳴探査装置を用いて縦軸を有す
    る穴孔の地球物理学的な探査を行うための方法であっ
    て、前記探査装置は前記穴孔の縦軸に実質的に整列した
    縦軸及びラジオ周波数の磁場を発生する手段を有し、前
    記方法は、 （ａ）前記探査装置を前記穴孔中に延びるドリルカラー
    上に設置されたドリルビットを有する掘削装置に、ラジ
    オ周波数の磁場を生成する前記手段が前記ドリルカラー
    の外側に設置されてそれと共に回転運動及び軸方向の運
    動ができるように、結合し、 （ｂ）前記ドリルビットを回転することにより穴孔を形
    成し、そして （ｃ）前記探査装置を操作して、 （１）分析される目標物質を含有する領域で、前記探査
    装置に隣接する穴孔の一部の領域中に静的な磁場を生成
    し、 （２）前記領域中で分析される目標物質の核を励起する
    探査装置の長手方向の軸に実質的に対称なラジオ周波数
    の磁場を生成し、 そして （３）分析される目標物質の特性を表す信号を出力する
    ために前記励起された核から核磁気共鳴信号を受信する
    こと、 を含む方法。
  51. 【請求項５１】前記穴孔の探査が前記ドリルビットによ
    り掘削されながら実行される特許請求の範囲第50項記載
    の方法。
  52. 【請求項５２】前記静的な磁場が勾配磁場である特許請
    求の範囲第50項記載の方法。
  53. 【請求項５３】前記穴孔の探査が前記ドリルビットによ
    り掘削されながら実行される特許請求の範囲第51項記載
    の方法。
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