JP3140839B2 - 水素−酸素音波検層装置及び地下の地層を検層する方法 - Google Patents
水素−酸素音波検層装置及び地下の地層を検層する方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試掘孔（borehole）内
に音波（acoustic wave）を発生するための水素-酸素音
波検層装置（acoustic logging device）に関する。
に音波（acoustic wave）を発生するための水素-酸素音
波検層装置（acoustic logging device）に関する。
【０００２】特に本発明は、地層を貫通する試掘孔中に
配置されて、地下の地層を検層するために音波を発生す
るための水素-酸素音波検層装置であって、水と電極と
点火装置とを含む膨張可能なコンパートメントを備えて
おり、各々で水を電気分解して水素-酸素の基体混合物
とし、これによって前記コンパートメントを膨張させ、
次いで気体混合物を点火して前記波を発生させる該装置
に関する。
配置されて、地下の地層を検層するために音波を発生す
るための水素-酸素音波検層装置であって、水と電極と
点火装置とを含む膨張可能なコンパートメントを備えて
おり、各々で水を電気分解して水素-酸素の基体混合物
とし、これによって前記コンパートメントを膨張させ、
次いで気体混合物を点火して前記波を発生させる該装置
に関する。
【０００３】
【従来の技術】米国特許第3,587,775号より、水を気体
の水素と酸素とに電気的に分解させることにより音波を
生成する地震性音波源は公知である。次段階で前記成分
を再結合させると、爆発性雰囲気が生成し、前記波が得
られる。この源は、試掘孔壁を全く持たない電線ライン
ケーブル上に吊り下げされた筒状ハウジング内に作られ
ている。
の水素と酸素とに電気的に分解させることにより音波を
生成する地震性音波源は公知である。次段階で前記成分
を再結合させると、爆発性雰囲気が生成し、前記波が得
られる。この源は、試掘孔壁を全く持たない電線ライン
ケーブル上に吊り下げされた筒状ハウジング内に作られ
ている。
【０００４】前記ハウジングの外壁の一部分は、可撓性
材料からできており、環状コンパートメントを限定す
る。地上装置は、分解及び点火の力を提供する。前記部
分の終端は、前記ハウジングの外壁にしっかりクランプ
されているが、筒状ハウジング壁の縦方向のスロット
は、発生した波を試掘孔の流体を介して外へと移動さ
せ、次いで地層内へと移動させてしまう。
材料からできており、環状コンパートメントを限定す
る。地上装置は、分解及び点火の力を提供する。前記部
分の終端は、前記ハウジングの外壁にしっかりクランプ
されているが、筒状ハウジング壁の縦方向のスロット
は、発生した波を試掘孔の流体を介して外へと移動さ
せ、次いで地層内へと移動させてしまう。
【０００５】このようにして比較的コンパクトな装置が
設計されており、地上から追加の物質を添加する必要な
くより操作可能で且つ試掘孔内の種々のレベルで繰り返
し点火可能であるが、まだ多くの問題が残っている。
設計されており、地上から追加の物質を添加する必要な
くより操作可能で且つ試掘孔内の種々のレベルで繰り返
し点火可能であるが、まだ多くの問題が残っている。
【０００６】例えば、分解して次に点火すると、スロッ
トを通して可撓性の壁部分が膨張してしまうことが挙げ
られる。このように源は点様（pointlike）であるとは
考えられ得ない。さらには、波が全方向に伝播して、試
掘孔壁方向と、試掘孔流体の上下方向の両方の全方向に
力が分散してしまうこともある。
トを通して可撓性の壁部分が膨張してしまうことが挙げ
られる。このように源は点様（pointlike）であるとは
考えられ得ない。さらには、波が全方向に伝播して、試
掘孔壁方向と、試掘孔流体の上下方向の両方の全方向に
力が分散してしまうこともある。
【０００７】前記装置はドリル操作とは組み合わせられ
ず、別個の検層方法のみに使用し得るということは、非
常に都合が悪いと思われる。
ず、別個の検層方法のみに使用し得るということは、非
常に都合が悪いと思われる。
【０００８】米国特許第2,679,205号では、上記記載と
同様の波を発生する地震性音源、特にコンパートメント
全体が可撓性の、水素-酸素の気体混合物用のコンパー
トメントを含む地震性音源について開示している。前記
明細書では、より点様な源装置が設計されているが、音
方向が予見できないこと及びパワーが不都合にも散逸し
てしまうことなどの問題が残っている。
同様の波を発生する地震性音源、特にコンパートメント
全体が可撓性の、水素-酸素の気体混合物用のコンパー
トメントを含む地震性音源について開示している。前記
明細書では、より点様な源装置が設計されているが、音
方向が予見できないこと及びパワーが不都合にも散逸し
てしまうことなどの問題が残っている。
【０００９】米国特許第4,207,619号では、特にドリル
ビットストリングの下方端に配置され且つ音波パルスを
生成し得る源装置を示している地震性油井検層システム
（seismic well logging system）及び方法が開示され
ている。パルスは、例えば、誘導振動、爆縮、爆発また
は流体を試掘孔に急激に注入することにより生成し得
る。源装置は例えばシーケンスタイマーにより駆動且つ
制御され、パルス発生は、ドリル操作が一時的にドリル
パイプの新しいセグメントをドリルストリングへ追加す
べく中止するときはいつでもできる。このようにしてド
リリング中の測定を半連続的に実施し得る。もう一つの
特徴としては、シングルレベルでのパルスは、ドリル操
作を備えたエンジンにより生成したパルスとノイズとの
間の差異を大きくするために合計され得る。この特許は
さらに、上記検層法は地下の地層を通過して反射及び/
または屈折して生成した波を検出するための地上検出シ
ステムを使用することにも触れている。これにより地層
地図及びドリル操作情報が得られる。
ビットストリングの下方端に配置され且つ音波パルスを
生成し得る源装置を示している地震性油井検層システム
（seismic well logging system）及び方法が開示され
ている。パルスは、例えば、誘導振動、爆縮、爆発また
は流体を試掘孔に急激に注入することにより生成し得
る。源装置は例えばシーケンスタイマーにより駆動且つ
制御され、パルス発生は、ドリル操作が一時的にドリル
パイプの新しいセグメントをドリルストリングへ追加す
べく中止するときはいつでもできる。このようにしてド
リリング中の測定を半連続的に実施し得る。もう一つの
特徴としては、シングルレベルでのパルスは、ドリル操
作を備えたエンジンにより生成したパルスとノイズとの
間の差異を大きくするために合計され得る。この特許は
さらに、上記検層法は地下の地層を通過して反射及び/
または屈折して生成した波を検出するための地上検出シ
ステムを使用することにも触れている。これにより地層
地図及びドリル操作情報が得られる。
【００１０】容易に理解されるように、ビット近くの源
装置を配置し駆動するための慣用の条件は非常に過酷で
ある。速い回転速度、過酷なドリル及びグラインド条
件、及び試掘孔底でのうるさいドリルビットハンマリン
グが生起する。
装置を配置し駆動するための慣用の条件は非常に過酷で
ある。速い回転速度、過酷なドリル及びグラインド条
件、及び試掘孔底でのうるさいドリルビットハンマリン
グが生起する。
【００１１】始点から終点までの音響シグナルデータを
送信、受信及び解釈するための全体の方法及び関連装置
が上記明細書内に表されてない限り、ドリルビット近傍
に装置を配置する際の問題は全く処理されていない。
送信、受信及び解釈するための全体の方法及び関連装置
が上記明細書内に表されてない限り、ドリルビット近傍
に装置を配置する際の問題は全く処理されていない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、装置から地下の地層内まで、音波の力を実質的に妨
害せず且つ迅速に転移し得る方法及び検層装置を提供す
ることである。
は、装置から地下の地層内まで、音波の力を実質的に妨
害せず且つ迅速に転移し得る方法及び検層装置を提供す
ることである。
【００１３】本発明のもう１つの目的は、ドリル操作が
継続する限り、所望の任意の時間及び任意の試掘孔レベ
ルで音響パルスを発生し得るということである。
継続する限り、所望の任意の時間及び任意の試掘孔レベ
ルで音響パルスを発生し得るということである。
【００１４】本発明の他の目的は、他のノイズ（例え
ば、ビットノイズなど）と明確に区別し得る、ドリルビ
ットの近傍からまたはその上にパルスを発生させるため
の方法及び検層装置を提供することである。
ば、ビットノイズなど）と明確に区別し得る、ドリルビ
ットの近傍からまたはその上にパルスを発生させるため
の方法及び検層装置を提供することである。
【００１５】また本発明の目的は、連続的且つ確実に検
層装置を駆動及び制御することである。
層装置を駆動及び制御することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】従って本発明によると、
上記装置は、試掘孔壁部分に面しぴったり適合している
外壁を有し且つ膨張可能なコンパートメントを含むくぼ
みが備えられているハウジングを含み、前記試掘孔壁部
分に対して検層位置に配置されるときは、実質的に閉鎖
された波発生チャンバを限定する。
上記装置は、試掘孔壁部分に面しぴったり適合している
外壁を有し且つ膨張可能なコンパートメントを含むくぼ
みが備えられているハウジングを含み、前記試掘孔壁部
分に対して検層位置に配置されるときは、実質的に閉鎖
された波発生チャンバを限定する。
【００１７】本発明の第１の態様において、前記ハウジ
ングは、ドリルストリングスタビライザユニットの刃で
ある。
ングは、ドリルストリングスタビライザユニットの刃で
ある。
【００１８】本発明の第２の態様において、前記ハウジ
ングはドリルビットであり、好適にはドリルのジャンク
スロットである。
ングはドリルビットであり、好適にはドリルのジャンク
スロットである。
【００１９】前記態様においては、前記くぼみは、前記
装置の膨張可能なコンパートメントがそれに固定されて
いる底を含むと都合が良い。
装置の膨張可能なコンパートメントがそれに固定されて
いる底を含むと都合が良い。
【００２０】上記定義の装置を使用することにより、特
に試掘孔内の非常に限定された部分に制限された波発生
チャンバ、好都合には、検層目的のためにはっきりした
点様の音波源が得られる。さらに、試掘孔内にある試掘
孔流体から分離した前記音源は、地層に転移するために
非常に限定された力となると都合が良い。
に試掘孔内の非常に限定された部分に制限された波発生
チャンバ、好都合には、検層目的のためにはっきりした
点様の音波源が得られる。さらに、試掘孔内にある試掘
孔流体から分離した前記音源は、地層に転移するために
非常に限定された力となると都合が良い。
【００２１】本発明により、地下の地層を検層するため
の方法も提供され、該方法は、試掘孔壁部分に対面しぴ
ったりと適合した外壁を有し且つ水と電極と点火装置と
を備えている膨張可能なコンパートメントを含むくぼみ
が備えられているハウジングを含む検層装置を試掘孔内
に下げ、前記ハウジング及び前記試掘孔壁が実質的に閉
鎖された波発生チャンバを限定できるように、前記装置
を前記試掘孔に対して配置し、水素−酸素の気体混合物
を得るべく水を電解し、前記混合物に点火して、それに
より音波を得、次いで前記地下の地層を通過後の波を検
出する段階を含む。
の方法も提供され、該方法は、試掘孔壁部分に対面しぴ
ったりと適合した外壁を有し且つ水と電極と点火装置と
を備えている膨張可能なコンパートメントを含むくぼみ
が備えられているハウジングを含む検層装置を試掘孔内
に下げ、前記ハウジング及び前記試掘孔壁が実質的に閉
鎖された波発生チャンバを限定できるように、前記装置
を前記試掘孔に対して配置し、水素−酸素の気体混合物
を得るべく水を電解し、前記混合物に点火して、それに
より音波を得、次いで前記地下の地層を通過後の波を検
出する段階を含む。
【００２２】本発明は単なる実施例による付記図面を参
照してより詳しく説明されよう。
照してより詳しく説明されよう。
【００２３】
【実施例】図１を参照として、本発明の検層装置の第１
の態様の斜視図は、ドリルストリングアセンブリの一部
としてスタビライザユニット１０を表している。前記ユ
ニット１０は、ドリルストリング１１（一部のみ示され
ている）に接続されている。前記スタビライザユニット
１０は、複数（例えば、この図では４枚の刃が示されて
いる）のスタビライザ刃を含む。さらに前記刃は、筒状
試掘孔壁に面し且つこれにぴったり適合している外壁を
有する。従って、その名前により示されているように、
刃はドリルストリングを中心に据え付け且つこれを安定
化し、実質的に筒状の試掘孔壁の部分にぴったりと接触
し且つこれに沿ってスライドする。
の態様の斜視図は、ドリルストリングアセンブリの一部
としてスタビライザユニット１０を表している。前記ユ
ニット１０は、ドリルストリング１１（一部のみ示され
ている）に接続されている。前記スタビライザユニット
１０は、複数（例えば、この図では４枚の刃が示されて
いる）のスタビライザ刃を含む。さらに前記刃は、筒状
試掘孔壁に面し且つこれにぴったり適合している外壁を
有する。従って、その名前により示されているように、
刃はドリルストリングを中心に据え付け且つこれを安定
化し、実質的に筒状の試掘孔壁の部分にぴったりと接触
し且つこれに沿ってスライドする。
【００２４】特にくぼみ１３には、本質的に筒状試掘孔
壁のとなりに配置される前記くぼみのハウジングとして
機能するこのような刃１２内に配置され、実質的に閉鎖
チャンバを限定する。前記チャンバを形成するくぼみ１
３内では、可撓性材料から作成された膨張可能なコンパ
ートメント１４が配置されている。前記コンパートメン
トは、音波を生成するための源として機能する。
壁のとなりに配置される前記くぼみのハウジングとして
機能するこのような刃１２内に配置され、実質的に閉鎖
チャンバを限定する。前記チャンバを形成するくぼみ１
３内では、可撓性材料から作成された膨張可能なコンパ
ートメント１４が配置されている。前記コンパートメン
トは、音波を生成するための源として機能する。
【００２５】当業者には明らかなように、上記くぼみ
は、ドリルストリングアセンブリのユニット内に配置さ
れているが、本発明のもう１つの態様は、地層を検層す
るための別個工具に関連する。前記工具は、上記に説明
された外壁／筒状試掘孔壁の形態も有し、好適な方法で
前記試掘孔壁に対し配置され得る。例えば、前記工具
は、外側及び内側に折りたたみ可能な可動性アームを含
む、ばねまたはクランプ装置により締付けされ得る。
は、ドリルストリングアセンブリのユニット内に配置さ
れているが、本発明のもう１つの態様は、地層を検層す
るための別個工具に関連する。前記工具は、上記に説明
された外壁／筒状試掘孔壁の形態も有し、好適な方法で
前記試掘孔壁に対し配置され得る。例えば、前記工具
は、外側及び内側に折りたたみ可能な可動性アームを含
む、ばねまたはクランプ装置により締付けされ得る。
【００２６】図２Ａ〜２Ｃを参照として、上記態様の詳
細をより詳しく示す。
細をより詳しく示す。
【００２７】図示されている横断面図ではスタビライザ
ユニット１０は、地層２０に試掘された試掘孔２１内に
配置されている。図２Ａ〜２Ｃに示されているように、
スタビライザ刃１２は、試掘孔壁２２に対面して配置さ
れており、これにより記載の如く（１つの刃１２しか簡
潔のため示されていないので）ドリルストリングを中心
に据え付け且つ安定化する。別個の工具に関しては同様
の態様が示され得る。
ユニット１０は、地層２０に試掘された試掘孔２１内に
配置されている。図２Ａ〜２Ｃに示されているように、
スタビライザ刃１２は、試掘孔壁２２に対面して配置さ
れており、これにより記載の如く（１つの刃１２しか簡
潔のため示されていないので）ドリルストリングを中心
に据え付け且つ安定化する。別個の工具に関しては同様
の態様が示され得る。
【００２８】ドリルを作動させると、泥水２３は前記ユ
ニットと壁との間に残された空間を充填する。
ニットと壁との間に残された空間を充填する。
【００２９】前記横断面図に於いて、前記検層装置のコ
ンパートメント１４の種々の膨張幅が個々に示されてい
る。図２Ａは、空のコンパートメントであり、図２Ｂ
は、膨張したコンパートメントであり、及び図２Ｃは、
コンパートメントが点火された状態である。
ンパートメント１４の種々の膨張幅が個々に示されてい
る。図２Ａは、空のコンパートメントであり、図２Ｂ
は、膨張したコンパートメントであり、及び図２Ｃは、
コンパートメントが点火された状態である。
【００３０】全部で３つの図２Ａ〜２Ｃに於いて、前記
装置は、刃と試掘孔壁との間に実質的に閉鎖された波発
生チャンバを限定する。
装置は、刃と試掘孔壁との間に実質的に閉鎖された波発
生チャンバを限定する。
【００３１】前記コンパートメント１４は、好適量の
水、好ましくは電解質を少量添加したことにより電気的
に伝導し得る好適量の水を含む。例えば水酸化カリウム
の特定量を添加して、電気的に充分伝導し得る量の水と
する。一対の電極（簡明に示すために図示されていな
い）を前記水中に配置し、少なくとも一部の水を電解
し、水素−酸素の気体混合物を生成する。次の段階で
は、前記混合物を前記コンパートメント内に配置した点
火装置により点火して爆発させ、音波を生成させる。点
火後、前記水素と酸素は再結合して水となり、波発生サ
イクルは再スタートし得る。
水、好ましくは電解質を少量添加したことにより電気的
に伝導し得る好適量の水を含む。例えば水酸化カリウム
の特定量を添加して、電気的に充分伝導し得る量の水と
する。一対の電極（簡明に示すために図示されていな
い）を前記水中に配置し、少なくとも一部の水を電解
し、水素−酸素の気体混合物を生成する。次の段階で
は、前記混合物を前記コンパートメント内に配置した点
火装置により点火して爆発させ、音波を生成させる。点
火後、前記水素と酸素は再結合して水となり、波発生サ
イクルは再スタートし得る。
【００３２】これらの図２Ａ〜２Ｃの例示の実施例によ
ると、前記コンパートメント１４まで電線２５を誘導す
る導管２４が示されている。前記電線２５は、上記電極
及び点火装置に接続されている。例えば電線は、コンパ
ートメントの下部に結合されている。
ると、前記コンパートメント１４まで電線２５を誘導す
る導管２４が示されている。前記電線２５は、上記電極
及び点火装置に接続されている。例えば電線は、コンパ
ートメントの下部に結合されている。
【００３３】膨張可能なコンパートメントの寸法は、コ
ンパートメントが点火場所内に伸展しないように選択さ
れると都合が良い。このようにして、自分自身の弾性に
対抗しコンパートメントを膨張するために、動力及びエ
ネルギーを使用しなくてよい。さらに、当業者には、波
発生チャンバが実質的に閉鎖であり、泥水が圧縮不能な
ため、水素−酸素の気体混合物を点火することにより発
生した衝撃は直ちに地層中に伝播されることは容易に理
解されよう。
ンパートメントが点火場所内に伸展しないように選択さ
れると都合が良い。このようにして、自分自身の弾性に
対抗しコンパートメントを膨張するために、動力及びエ
ネルギーを使用しなくてよい。さらに、当業者には、波
発生チャンバが実質的に閉鎖であり、泥水が圧縮不能な
ため、水素−酸素の気体混合物を点火することにより発
生した衝撃は直ちに地層中に伝播されることは容易に理
解されよう。
【００３４】図３では、本発明の検層装置の第２の態様
が示されている。地層２０の試掘孔２１の底側から軸方
向に、その外部端表面でのドリルビット３０が示されて
おり、図平面の上へと半球状ビット端面が突起している
ことが解る。詳細には、前記ドリルビット３０は、ビッ
ト刃３１を含む。前記半球形の端表面から前記刃上に
は、通常ダイヤモンド要素であるカッター要素３２が、
その軸の回りを回転し貫通することにより試掘孔を試掘
するために配置されている。前記ビット刃３１どうしの
間には、ジャンクスロット３３が、ビットの外部端表面
と相補関係となっている。
が示されている。地層２０の試掘孔２１の底側から軸方
向に、その外部端表面でのドリルビット３０が示されて
おり、図平面の上へと半球状ビット端面が突起している
ことが解る。詳細には、前記ドリルビット３０は、ビッ
ト刃３１を含む。前記半球形の端表面から前記刃上に
は、通常ダイヤモンド要素であるカッター要素３２が、
その軸の回りを回転し貫通することにより試掘孔を試掘
するために配置されている。前記ビット刃３１どうしの
間には、ジャンクスロット３３が、ビットの外部端表面
と相補関係となっている。
【００３５】一方では、ドリルビット３０は、地層をさ
らに切り込むために連続的に試掘孔の底と接触してお
り、他方では、ドリルビットの半球形の端表面のまわり
は試掘孔壁に対し試掘孔にぴったり適合している。従っ
て、この態様に於いては、実質的に閉鎖された波発生チ
ャンバは、ジャンクスロット３３の表面と、個々のビッ
ト刃３１と試掘孔の底部分との間に限定される。好都合
には、本発明の膨張可能なコンパートメントを含むくぼ
み１３は、このようなジャンクスロット内に配置されて
いる。このような検層装置を駆動することは、第１の態
様に対応する。
らに切り込むために連続的に試掘孔の底と接触してお
り、他方では、ドリルビットの半球形の端表面のまわり
は試掘孔壁に対し試掘孔にぴったり適合している。従っ
て、この態様に於いては、実質的に閉鎖された波発生チ
ャンバは、ジャンクスロット３３の表面と、個々のビッ
ト刃３１と試掘孔の底部分との間に限定される。好都合
には、本発明の膨張可能なコンパートメントを含むくぼ
み１３は、このようなジャンクスロット内に配置されて
いる。このような検層装置を駆動することは、第１の態
様に対応する。
【００３６】上述の態様に関しては、くぼみ１３の底に
膨張可能なコンパートメント１４を固定すると都合がよ
い。このようにするとコンパートメントは試掘孔内の泥
水カラムの静水圧により圧縮されるので、コンパートメ
ントが試掘孔に沿って掻き取られる損傷は避けられる。
膨張可能なコンパートメント１４を固定すると都合がよ
い。このようにするとコンパートメントは試掘孔内の泥
水カラムの静水圧により圧縮されるので、コンパートメ
ントが試掘孔に沿って掻き取られる損傷は避けられる。
【００３７】コンパートメントは静水圧に対抗し膨張す
べきであるという事実より、可撓性且つ弾性の材料（例
えばゴム、プラスチック材料など）または金属（好適な
金属シート、例えばスチールシートなど）からでも作ら
れている。
べきであるという事実より、可撓性且つ弾性の材料（例
えばゴム、プラスチック材料など）または金属（好適な
金属シート、例えばスチールシートなど）からでも作ら
れている。
【００３８】くぼみの形態に依存して、ふいごの如く形
成した膨張可能なコンパートメントを配置し得る。例え
ばドリルビット態様において、ふいごは、中空の円筒状
くぼみの底に都合よく固定され得る。さらに、上端と下
端とを有し且つ円筒状試掘孔壁に面する軸方向に延びる
円筒状くぼみまたはスロット内には、弾性タイヤ部材な
どの細長いコンパートメントが配置され且つ前記両端に
その端部分を固定され得る。
成した膨張可能なコンパートメントを配置し得る。例え
ばドリルビット態様において、ふいごは、中空の円筒状
くぼみの底に都合よく固定され得る。さらに、上端と下
端とを有し且つ円筒状試掘孔壁に面する軸方向に延びる
円筒状くぼみまたはスロット内には、弾性タイヤ部材な
どの細長いコンパートメントが配置され且つ前記両端に
その端部分を固定され得る。
【００３９】応用面に於いては、波などを使用する種々
の方法が公知である。２つの主な使用法が考慮されよ
う。
の方法が公知である。２つの主な使用法が考慮されよ
う。
【００４０】まず下穴（downhole）に発生した波は、波
が地下の地層を通過後に、地上の多くの検出器により検
出され得る。このようにして検出された波の特徴によ
り、周囲の地層及びまた地下の地層について当該試掘孔
の地図が、直接伝播波と、反射波と屈折波とにより作成
できる。前記方法は、インバースバーティカル地震プロ
ファイリング（inverse vertical seismic profiling）
（IVSP）に最も引用される。この特別な方法をドリル操
作中に使用する場合は、地震性ドリリング（seismic wh
ile drilling）（SWD）と呼称される。
が地下の地層を通過後に、地上の多くの検出器により検
出され得る。このようにして検出された波の特徴によ
り、周囲の地層及びまた地下の地層について当該試掘孔
の地図が、直接伝播波と、反射波と屈折波とにより作成
できる。前記方法は、インバースバーティカル地震プロ
ファイリング（inverse vertical seismic profiling）
（IVSP）に最も引用される。この特別な方法をドリル操
作中に使用する場合は、地震性ドリリング（seismic wh
ile drilling）（SWD）と呼称される。
【００４１】次に、下穴で発生した波は下穴において、
本発明の検層装置に比較的近いかまたはこれに沿った１
つ以上の検出器によっても検出され得る。この場合は、
源近くの環境が、これからの情報を得るために検層され
る。この方法をドリル操作中に使用する場合は、得られ
たデータはビットステアリング制御に対し適切であり得
る。この方法は、測定ドリリングまたは検層ドリリング
（measuring while drilling，logging while drillin
g）（MWD，LWD）と呼称される。
本発明の検層装置に比較的近いかまたはこれに沿った１
つ以上の検出器によっても検出され得る。この場合は、
源近くの環境が、これからの情報を得るために検層され
る。この方法をドリル操作中に使用する場合は、得られ
たデータはビットステアリング制御に対し適切であり得
る。この方法は、測定ドリリングまたは検層ドリリング
（measuring while drilling，logging while drillin
g）（MWD，LWD）と呼称される。
【００４２】上記態様に関してさらに、上記音波を検出
するために少なくとも１つの受信器が、本発明の検層装
置内に含まれている。その他、前記受信器により得られ
たデータを解析するために、地震データ解析ユニットも
含まれ得る。当業者にとっては明らかなように、このよ
うなデータ解析ユニットはさらにメモリユニットを含み
得るか、またはメモリユニットにより作成され得る。
するために少なくとも１つの受信器が、本発明の検層装
置内に含まれている。その他、前記受信器により得られ
たデータを解析するために、地震データ解析ユニットも
含まれ得る。当業者にとっては明らかなように、このよ
うなデータ解析ユニットはさらにメモリユニットを含み
得るか、またはメモリユニットにより作成され得る。
【００４３】本発明のさらに好都合な態様において、特
に検層装置がドリルアセンブリのユニット内に配置され
るときは、装置は現場に配置された発電機により電気的
に駆動される。特に、前記発電機は泥水モータにより駆
動される。このような方法で駆動すると、ドリルアセン
ブリの回転により穿孔する間に電線を使用するときに生
じる大きな問題を克服する。泥水モータは使用する装置
へ種々の有用な接続で得られるので有用であることは、
当業者には明確である。
に検層装置がドリルアセンブリのユニット内に配置され
るときは、装置は現場に配置された発電機により電気的
に駆動される。特に、前記発電機は泥水モータにより駆
動される。このような方法で駆動すると、ドリルアセン
ブリの回転により穿孔する間に電線を使用するときに生
じる大きな問題を克服する。泥水モータは使用する装置
へ種々の有用な接続で得られるので有用であることは、
当業者には明確である。
【００４４】しかしながら、上記の別個の工具を使用す
る場合は、地上発電機に接続した電線ラインも使用し得
る。
る場合は、地上発電機に接続した電線ラインも使用し得
る。
【００４５】本発明のスタビライザ装置を使用する好ま
しい方法を示す。まず、ドリルビットをより密接して駆
動するのを制御し、且つ発生したチューブ波（試掘孔の
底での反射により生起した試掘孔カラム内の波）を矯正
するために、装置をドリルビットに最も近いスタビライ
ザ（所謂、近接ドリルビットスタビライザ）内に好都合
に配置する。第２に、点火し且つこれにより装置に左右
対称に負荷するために、第２の装置は、左右対称に配置
された刃に都合よく配置される。このような追加の装置
は、より経済的に電気的に給電され得る。
しい方法を示す。まず、ドリルビットをより密接して駆
動するのを制御し、且つ発生したチューブ波（試掘孔の
底での反射により生起した試掘孔カラム内の波）を矯正
するために、装置をドリルビットに最も近いスタビライ
ザ（所謂、近接ドリルビットスタビライザ）内に好都合
に配置する。第２に、点火し且つこれにより装置に左右
対称に負荷するために、第２の装置は、左右対称に配置
された刃に都合よく配置される。このような追加の装置
は、より経済的に電気的に給電され得る。
【００４６】広く公知の方法にデータを伝送するために
は、例えば泥水パルステレメトリまたは電磁気パルス発
生などを使用し得る。さらに、ドリル操作が停止すると
すぐに、電線ラインをデータ（例えば、前記メモリユニ
ット由来の）をさらに伝送するために接続され得る。同
時に泥水モータを駆動し且つ電線ラインを伝送すること
を組み合わせることも適用し得る。
は、例えば泥水パルステレメトリまたは電磁気パルス発
生などを使用し得る。さらに、ドリル操作が停止すると
すぐに、電線ラインをデータ（例えば、前記メモリユニ
ット由来の）をさらに伝送するために接続され得る。同
時に泥水モータを駆動し且つ電線ラインを伝送すること
を組み合わせることも適用し得る。
【００４７】以上の説明及び付記図面より、当業者には
本発明の種々の変更が考えられるであろうが、このよう
な変形は付記請求項の範囲内に含まれる。
本発明の種々の変更が考えられるであろうが、このよう
な変形は付記請求項の範囲内に含まれる。
【図１】検層装置がドリルストリングスタビライザユニ
ット内に据え付けられている、本発明の第１の態様の斜
視図を示す。
ット内に据え付けられている、本発明の第１の態様の斜
視図を示す。
【図２Ａ】図１に示されている態様のより詳細な図面で
あり、前記スタビライザユニットを通る軸に対し垂直な
断面図である。
あり、前記スタビライザユニットを通る軸に対し垂直な
断面図である。
【図２Ｂ】図１に示されている態様のより詳細な図面で
あり、前記スタビライザユニットを通る軸に対し垂直な
断面図である。
あり、前記スタビライザユニットを通る軸に対し垂直な
断面図である。
【図２Ｃ】図１に示されている態様のより詳細な図面で
あり、前記スタビライザユニットを通る軸に対し垂直な
断面図である。
あり、前記スタビライザユニットを通る軸に対し垂直な
断面図である。
【図３】ドリルビット外部端表面上の試掘孔の底側から
軸方向に見た、本発明の検層装置の第２の態様を示す。
軸方向に見た、本発明の検層装置の第２の態様を示す。
１０ スタビライザユニット １１ ドリルストリング １２ スタビライザ刃 １３ チャンバ形成用くぼみ １４ 膨張可能なコンパートメント ２０ 地層 ２１ 試掘孔 ２２ 試掘孔壁 ２３ 泥水 ２４ 導管 ２５ 電線 ３０ ドリルビット ３２ カッタ要素 ３３ ジャンクスロット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤコブス・ヨハネス・ウイルヘルムス・ スタール オランダ国、2288・ヘー・デー・レイス ウエイク、ボルメルラーン・９ (56)参考文献 米国特許3587775（ＵＳ，Ａ) 米国特許4706228（ＵＳ，Ａ) 英国特許出願公開2231152（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01V 1/40 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
Claims (17)
- 【請求項１】 地層を貫通する試掘孔内に配置された、
地下の地層を検層するために音波を発生するための水素
-酸素音波検層装置であって、水と電極と点火装置とを
含む膨張可能なコンパートメントを備えており、水を電
気分解して水素-酸素の気体混合物とし、これによって
コンパートメントを膨張させ、次いで気体混合物を点火
して前記波を発生させるものであり、さらに前記装置
は、試掘孔壁部分に対面し且つぴったりと適合した外壁
を有し且つ前記膨張可能なコンパートメントを含むくぼ
みが備えられているハウジングを備え、前記試掘孔壁部
分に対して検層位置に配置されるときには、実質的に閉
鎖された波発生チャンバを限定することを特徴とする装
置。 - 【請求項２】 ハウジングが、ドリルストリングスタビ
ライザユニットの刃である請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記ハウジングがドリルビットである請
求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 前記ハウジングが前記ドリルビットのジ
ャンクスロットである請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記くぼみが、膨張可能なコンパートメ
ントがそれに固定されている底を含む請求項１から４の
いずれか一項に記載の装置。 - 【請求項６】 前記くぼみが上端と下端とを有する軸方
向に延びるスロットであり、膨張可能なコンパートメン
トは、前記両端に固定された細長い状態である請求項１
又は２に記載の装置。 - 【請求項７】 前記ドリルストリングスタビライザユニ
ットが、ドリルビットスタビライザユニットの近くであ
る請求項２に記載の装置。 - 【請求項８】 前記コンパートメントがふいごの如く形
成されている請求項１から７のいずれか一項に記載の装
置。 - 【請求項９】 前記地層を通過後の波を検出するため及
び地震性データを表す波を検出するために、少なくとも
１つの受信機をさらに含む請求項１に記載の装置。 - 【請求項１０】 装置が、地震性データ解析ユニットを
さらに含む請求項１に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記解析ユニットがメモリユニットか
らできている請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記解析ユニットが、泥水パルステレ
メトリ、電線ラインまたは電磁気パルス発生により地上
ステーションにデータを送信し得る請求項１０又は１１
に記載の装置。 - 【請求項１３】 装置が、現場に配置された発電機によ
り電気的に駆動される請求項１に記載の装置。 - 【請求項１４】 装置が、電線ライン接続の地上発電機
を介して電気的に駆動される請求項１に記載の装置。 - 【請求項１５】 装置が、現場に配置された発電機と電
線ラインに接続した地上発電機との組み合わせにより電
気的に駆動される請求項１に記載の装置。 - 【請求項１６】 前記現場に配置された発電機が、泥水
モータにより駆動される請求項１３又は１４に記載の装
置。 - 【請求項１７】 地下の地層を検層する方法であって、
試掘孔壁部分に対面しぴったりと適合した外壁を有し且
つ水と電極と点火装置とを備えている膨張可能なコンパ
ートメントを含むくぼみが備えられているハウジングを
含む検層装置を、試掘孔内に下げ、 前記ハウジング及び前記試掘孔壁が実質的に閉鎖された
波発生チャンバを限定できるように、前記装置を前記試
掘孔に対して配置し、 水素−酸素の基体混合物を得るべく水を電解し、 前記混合物に点火して、それにより音波を得、次いで前
記地下の地層を通過後の波を検出する過程を含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9112421.4 | 1991-06-10 | ||
| GB919112421A GB9112421D0 (en) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | Hydrogen-oxygen acoustic logging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05188153A JPH05188153A (ja) | 1993-07-30 |
| JP3140839B2 true JP3140839B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=10696378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14751392A Expired - Fee Related JP3140839B2 (ja) | 1991-06-10 | 1992-06-08 | 水素−酸素音波検層装置及び地下の地層を検層する方法 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5225638A (ja) |
| EP (1) | EP0518427B1 (ja) |
| JP (1) | JP3140839B2 (ja) |
| CN (1) | CN1056238C (ja) |
| AR (1) | AR247637A1 (ja) |
| AU (1) | AU652451B2 (ja) |
| CA (1) | CA2070728C (ja) |
| DE (1) | DE69204365T2 (ja) |
| DK (1) | DK0518427T3 (ja) |
| GB (1) | GB9112421D0 (ja) |
| MY (1) | MY108325A (ja) |
| NO (1) | NO303993B1 (ja) |
| OA (1) | OA10047A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19508574C2 (de) * | 1995-03-10 | 1997-06-05 | Hans A K Dr Edelmann | Verfahren und Einrichtung zur seismischen Erkundung des oberflächennahen Untergrundes |
| US5973999A (en) * | 1997-09-29 | 1999-10-26 | Maxwell Technologies Systems Division, Inc. | Acoustic cannon |
| JP2002528948A (ja) | 1998-10-21 | 2002-09-03 | アメリカン カルカー インコーポレイティド | 位置カメラおよびｇｐｓデータ交換デバイス |
| US20060214814A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Schlumberger Technology Corporation | Wellbore communication system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3587775A (en) | 1969-05-19 | 1971-06-28 | Shell Oil Co | Hydrogen-oxygen sound source |
| US4706228A (en) | 1984-12-05 | 1987-11-10 | Southwest Research Institute | Asymmetrical lateral-force seismic source transducer |
| GB2231152A (en) | 1989-03-30 | 1990-11-07 | Natural Environment Res | Positioning transducers in boreholes |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2679205A (en) * | 1949-02-18 | 1954-05-25 | Phillips Petroleum Co | Method of and apparatus for producing seismic waves |
| US2587775A (en) * | 1950-05-06 | 1952-03-04 | Donald F Sheldon | Apparatus for determining the speed of objects |
| US4207619A (en) * | 1975-02-24 | 1980-06-10 | Alf Klaveness | Seismic well logging system and method |
| US5058077A (en) * | 1990-10-09 | 1991-10-15 | Baroid Technology, Inc. | Compensation technique for eccentered MWD sensors |
-
1991
- 1991-06-10 GB GB919112421A patent/GB9112421D0/en active Pending
-
1992
- 1992-02-24 US US07/840,249 patent/US5225638A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-03 OA OA60223A patent/OA10047A/en unknown
- 1992-06-05 AU AU18062/92A patent/AU652451B2/en not_active Ceased
- 1992-06-05 DE DE69204365T patent/DE69204365T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-05 EP EP92201644A patent/EP0518427B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-05 DK DK92201644.9T patent/DK0518427T3/da active
- 1992-06-05 NO NO922233A patent/NO303993B1/no unknown
- 1992-06-08 MY MYPI92000982A patent/MY108325A/en unknown
- 1992-06-08 CA CA002070728A patent/CA2070728C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-08 CN CN92104450A patent/CN1056238C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-08 JP JP14751392A patent/JP3140839B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-09 AR AR92322490A patent/AR247637A1/es active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3587775A (en) | 1969-05-19 | 1971-06-28 | Shell Oil Co | Hydrogen-oxygen sound source |
| US4706228A (en) | 1984-12-05 | 1987-11-10 | Southwest Research Institute | Asymmetrical lateral-force seismic source transducer |
| GB2231152A (en) | 1989-03-30 | 1990-11-07 | Natural Environment Res | Positioning transducers in boreholes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO303993B1 (no) | 1998-10-05 |
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| CA2070728A1 (en) | 1992-12-11 |
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| GB9112421D0 (en) | 1991-07-31 |
| EP0518427B1 (en) | 1995-08-30 |
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| US5225638A (en) | 1993-07-06 |
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| NO922233D0 (no) | 1992-06-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |