JP3295392B2 - 孔井の検層方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度測定素子とし
て光ファイバを用いて孔井内に溜った地熱貯溜水の水位
を求める孔井の検層方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地熱エネルギー開発等のために孔井が掘
削されるが、掘削された孔井について、温度検層機等を
用いて孔井の深さ方向の温度プロファイルを入手するこ
とや、入手した温度プロファイルに基づいて孔井内に溜
った地熱貯溜水（以下、「熱水」という）の水位を求め
ることなどが行われる。

【０００３】図２は、従来の温度検層機を用いた孔井の
検層方法の説明図である。図中、１は孔井であり、その
深さは例えば２０００〜３０００ｍ程度である。孔井１
の内部深くには熱水が溜っている。３は温度測定素子と
してのプローブであり、ケーブル４の先端部に装着され
ている。プローブ３としては、熱電対や白金抵抗体など
が用いられている。ケーブル４はスプール５に巻回され
ており、これを巻き戻し・巻き上げることにより、プロ
ーブ３を孔井１中を下降・上昇させる。下降・上昇速度
は、一般的に６００ｍ／時程度である。

【０００４】図示するように、ワイヤ４を巻き戻してプ
ローブ３を下降させながら、孔井１の深さ方向の温度プ
ロファイルＴＰを入手する。この温度プロファイルＴＰ
から、熱水２の水位（水面の位置）は次のようにして判
明する。すなわち、熱水２の水面よりも上方の孔井１内
は空気であるが、空気の熱容量は小さいので、プローブ
３で測温して入手された温度プロファイルＴＰは図示す
るように細かく微変動する。これに対し、熱水２の熱容
量は大きいので、熱水２の水面以下の温度プロファイル
ＴＰは図示するように微変動せずに安定している。した
がってこの微変動と安定の切替り点Ｋが熱水２の水面
（水位）であることが判明する。なお、上記例は、プロ
ーブ３を下降させながら温度測定する場合を説明した
が、プローブ３を孔井１の底部から上昇させながら温度
測定することも行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
方法では、次の（１）（２）の理由により温度測定の開
始から終了迄に長時間を要するという問題点があった。 （１）スプールの回転によるケーブルの下降・上昇速度
の高速化には機械的な限界があり、一般に６００ｍ／時
程度の速度で温度測定が行われているのが実情である。
したがって例えば３０００ｍの孔井の場合、温度の測定
開始から終了までに５時間を要する。 （２）プローブの温度反応性には限界があるので、プロ
ーブを高速度で下降あるいは上昇させて正確に温度測定
することはできない。 以上のように、従来方法では温度プロファイルの入手に
長時間を要するので作業能率が甚だ低いものであった。
また温度の測定開始から終了迄に長時間を要するが、そ
の間に孔井内の物理状態が変動することもあり、この場
合入手された温度プロファイルの信頼性も低下するとい
う問題点があった。

【０００６】ところで、温度測定素子として光ファイバ
が知られている。光ファイバは、光パルスの波長や周波
数の変動などから温度を測定するものであり、瞬時に温
度測定ができる長所を有している。しかしながら光ファ
イバによる単なる温度測定では、孔井内に溜った熱水の
水位を検知することはできないものであった。

【０００７】そこで本発明は、光ファイバを用いて高速
度で孔井内の熱水の水位を求めることができる孔井の検
層方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の孔井の検層方法
は、冷媒を孔井に投入することにより孔井内に溜った地
熱貯溜水の水面付近の温度を局所的に低下させ、その状
態で、孔井に挿入された光ファイバにより孔井の深さ方
向の温度を測定し、局所的に温度が低下した位置から前
記地熱貯溜水の水位を検知するようにした。

【０００９】上記構成において、孔井に氷や水などの冷
媒を投入する。すると地熱貯溜水の水面付近の温度は冷
媒のために局所的に低下する。そこで光ファイバで孔井
の深さ方向の温度を測定すれば、地熱貯溜水の水面付近
の温度は局所的に低下しているので、これから地熱貯溜
水の水位が簡単に求められる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、光ファイバを用いた
孔井の検層方法の説明図である。図中、１は孔井であっ
て、孔径は例えば２０ｃｍ程度であり、また深さは例え
ば２０００〜３０００ｍ程度であり、その深部には熱水
２が溜っている。１０は温度測定素子としての光ファイ
バであり、その先端部にはおもり１１が装着されてい
る。おもり１１は、光ファイバ１０のふらつきを防止し
て光ファイバ１０の直線性を保持するためのものであ
る。光ファイバ１０はスプール１２に巻回されて巻き戻
し・巻き上げされる。

【００１１】次に孔井１の深さ方向の温度の測定方法並
びに熱水の水面（水位）を求める方法について説明す
る。図示するように、スプール１２を回転させておもり
１１が孔底に着地するまで光ファイバ１０を下降させて
孔井１に挿入する。次に孔井１に冷媒１３を投入する。
冷媒としては、熱水２や地層に環境上の悪影響を与え
ず、また極力低温であり、更には比重は熱水２と同等も
しくはこれよりも小さくて熱水２の水面付近に浮上・浮
遊しやすいものが望ましい。具体的には、氷や低温の水
が望ましい。

【００１２】冷媒１３を投入したならば、光ファイバ１
０により孔井１の深さ方向の温度を測定し、深さ方向の
温度プロファイルＴＰを入手する。このような光ファイ
バ１０による温度の測定は、短時間で行うことができ
る。

【００１３】温度プロファイルＴＰは局所的な温度の低
下部Ｋ’を有する。この温度の低下部Ｋ’は、熱水２の
水面付近に浮遊する冷媒１３によりこの水面付近の温度
が一時的かつ局所的に低下したことによるものである。
したがってこの温度の低下部Ｋ’が熱水２の水面の位置
であり、このように局所的に温度が低下した位置を求め
ることにより熱水２の水位を簡単に求めることができ
る。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
ファイバを用いて孔井内の地熱貯溜水の水位を迅速・簡
単・的確に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ファイバを用いた孔井の検層方法の説明図

【図２】従来の孔井の検層方法の説明図

【符号の説明】

１ 孔井 ２ 地熱貯溜水（熱水） １０ 光ファイバ １１ おもり １２ スプール １３ 氷 Ｋ’ 温度の低下部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を孔井に投入することにより孔井内
   に溜った地熱貯溜水の水面付近の温度を局所的に低下さ
   せ、その状態で、孔井に挿入された光ファイバにより孔
   井の深さ方向の温度を測定し、局所的に温度が低下した
   位置から前記地熱貯溜水の水位を求めることを特徴とす
   る孔井の検層方法。
2. 【請求項２】 前記冷媒が氷およびまたは水であること
   を特徴とする請求項１記載の孔井の検層方法。