JPH0641984B2

JPH0641984B2 - 金属支持体をもつ誘導検層ゾンデ

Info

Publication number: JPH0641984B2
Application number: JP60095330A
Authority: JP
Inventors: デイバーバートーマス; エヌチヤンドラーリチヤード; エフハンカジヨン
Original assignee: Schlumberger Overseas SA
Current assignee: Schlumberger Overseas SA
Priority date: 1985-05-02
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: JPS61253486A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、試錐孔により横断された地表下の累層の性質
を調査するためのさく井検層装置に関し、特に誘導検層
ゾンデに関する。

誘導検層装置は、基本的に、支持体上に装着され且つ試
錐孔の方向に互に軸線方向に離間された送信コイルと受
信コイルとを有する。送信コイルは、典型的には２０KH
zの周波数の交流電流により励磁されて磁場を発生し、
この磁場が、周囲の累層内に試錐孔と同軸線に流れる渦
流を誘導し、渦流の強さが累層の導電率に比例する。こ
れらの渦流により発生された磁場は、受信コイル内に電
動力を誘導する。受信コイルからの信号を適当に処理す
ることにより、累層の導電率の測定が得られる。

従来の誘導検層ゾンデにおいては、コイルの支持体は、
ガラス繊維で補強されたエポキシ樹脂のような非導電性
材料の管状芯棒の形態である（例えば、米国特許第３，
１７９，８７９号（Tangny）、第３，１４７，４２９号
（Moran）及び第３，７０６，０２５号（Regat参照）。
受信コイルからの信号が非常に低水準にあるので、コイ
ルの近くを流れてスプリアス成分（“ゾンデ誤差”）を
生じさせるスプリアス電流を避けるためには、コイルの
近くに存在する導電性材料を最少にすることが重要であ
ると常に信じられてきた。例えば、１９８３年１０月５
日〜８日サンフランシスコにおける第５８年次技術会議
と展示会においてP.F.Rodney等により提供された“電磁
波抵抗度ＭＷＤ工具”と題する刊行物S.P.E.１２１６７
（石油技術者協会）１頁左欄の第２パラグラフを参照さ
れたい。合成樹脂の支持体を用いる明らかな欠点は、こ
の支持体が使用中に非常にこわれ易く、種々のタイプの
検層装置の中では誘導ゾンデが最もこわれ易いものと考
えられている。更に、掘穿しながら測定する装置は、鋼
（又は他の高強度の材料）のカラーの周りで組立てなけ
ればならず、カラーの内側で掘穿泥水を循環させるの
で、上述のS.P.E.刊行物に指摘されているように、掘穿
しながら測定する状況においては誘導工具を使用できな
いものと考えられてきた。

送信コイルを励磁して受信コイルからの信号を運ぶため
には電気導線が必要であるので、コイルの近くで金属部
分を全く排除することは不可能であることを指摘しなけ
ればならない。従来の誘導ゾンデにおいては、導線は、
剛性のある耐圧性で多層の同軸線ケーブルの形である。
これらのケーブルは、互に絶縁された同軸線の金属
“層”を有し、内側層は信号を運ぶ導電体として作用
し、他方、外側層は、導電体に対する遮蔽と機械的強度
とを与える。これらのケーブル及びコイルとの接続部に
おける不連続とは、送信場の存在中に、出力信号に誤差
を生じさせる渦流を生じさせる。低い導電性の累層の場
合には、この誤差は、有用な信号と同じオーダになるこ
とがある。更に、この誤差は、温度ドリフトを著しく受
け、室温におけるその値は、温度が１５０℃以上となる
かも知れない試錐孔の環境における値と実質的に相違す
る。この誤差は、支持体に影響を及ぼすかも知れない曲
げと合成樹脂の老化等のために、装置の年令と共に変動
することがある。

機械的強度を増大させる目的で金属製の支持体を用いる
ことが米国特許第３，２４９，８５８号（Gouilloud）
において提案された。この特許は、金属製支持体内での
スプリアス電流の発生を最少にするために、金属製支持
体が、実質的にその全長にわたつて延びる直径に沿う貫
通スロツトを含むべきことを教示している。この特許
は、また、コイルが、直線状導電体セグメントにより互
に結合された円形の巻きから作るべきこと、そしてセグ
メントの中点が、スロツトの直径に沿う平面内に配置さ
れることを指示している。然しながら、機械的強度の改
善は支持体を横断するスロツトにより制限され、また電
気導線の存在から生ずる問題に指向されていない。

本発明の目的は、すぐれた機械的強度と堅固さとを有す
る誘導検層ゾンデを提供することである。

本発明は、試錐孔により横断される累層を調査するため
の、試錐孔内を変位するようになっている誘導検層ゾン
デにおいて：誘電効果が実質的にない電磁場を発生させるため、約１
０ないし４００ＫHzの周波数で送信する少なくとも１つ
の送信ソレノイドコイルであって、電磁場が累層内に電
流を誘導する、上記送信ソレノイドコイルと；これらの電流により誘導された電磁場に応答して、累層
の導電率の表示である信号を発生するため、送信コイル
から軸線方向に離間された少なくとも１つの受信ソレノ
イドコイルと；前記コイルを共軸に且つ離間された関係に取付けるため
の少なくとも１つの第１縦部分と、前記第１縦部分の両
側に設けられた第２縦部分とを有する細長い支持体であ
って、該支持体は導電性材料から作られ、少なくとも前
記第１縦部分が上記第２縦部分に対し共軸でかつ半径方
向に間隔を置いた連続円筒の外側表面を有し、該外側表
面の周囲の上記電磁場からの渦流の流れを助け、上記第
２縦部分が試錐孔の圧力にさらされている、上記支持体
と；を包含することを特徴とする金属支持体をもつ誘導検層
ゾンデである。

本発明は、添付図面を参照して以下の説明を読むことに
より容易に理解することができる。

第１図は、試錐孔１２により横断された地質学的累層１
１を調査するための誘導検層ゾンデ１０を示している。
試錐孔は掘穿泥水１３で満されている。装置は、多数導
体ケーブル１４から吊下げられ、ケーブル１４はロープ
車１５の上を通りウインチ１６上に巻き付けられ、ウイ
ンチ１６はダウンホール検層ゾンデと関連づけられた地
上装置の一部である。地上装置は、ダウンホール装置１
０の運転を制御するための信号と電力とをケーブル１４
を経てダウンホール装置１０に供給し、ダウンホール装
置１０から測定信号を受信する。地上装置は、これらの
信号を処理して記録するための装置７を含んでいる。ケ
ーブルの運動を検知するための感知器１７ａが設けられ
ている。感知器１７ａからくる信号は、ダウンホール装
置の瞬間的な深さの指示であり、処理装置へ送られて測
定信号と整合する深さを求める。

ダウンホール装置１０は、ケーブルヘツド１９を介して
ケーブル１４に接続された電子カートリツジを備えてい
る。カートリツジ１８は、ダウンホール装置により発生
された地上装置からの信号をケーブルによる伝達に適当
な形に変換する遠隔測定カートリツジ２０を有する。

ダウンホール装置１０は、細長い支持体３０をも含み、
支持体３０の上端はカートリツジ１８に固定されてい
る。支持体３０にはコイルシステムを取付けてあり、こ
のコイルシステムは、送信コイル３１と、支持体３０の
縦方向に相互に離間され且つ同軸線の受信コイル３２と
を含んでいる。送信コイル３１は励磁されて磁場を生
じ、磁場は、支持体の軸線と同軸線に流れる渦流を累層
内に誘導する。受信コイルは、これらの渦流により生じ
た磁場に応答して、累層の導電率を表わす出力信号を発
生する。送信コイルの作動の周波数は、累層内に形成さ
れた磁場が“準静止（quasistatic）”電磁場として分
類されうるような周波数である。換言すれば、作動周波
数は、変位電流が無視しうる程小さく、伝導電流が支配
的であるような周波数である。周波数は、約１０ＫHzと
約４００ＫHzとの間にあるのが適当である。４００ＫHz
以上では、変位電流が著しくなり、出力信号が、累層の
導電率に応答するのみならず、累層の誘電率にも応答
し、このことは、本発明の目的に対し望ましくない。周
波数範囲の好ましい上限は約２００ＫHzである。周波数
範囲の好ましい下限は約２０ＫHzである。

第１図の概略図において、ゾンデは、送信コイルと受信
コイルとのみを有するものとして示されているが、各コ
イルシステムが、３つ以上のコイルを含みうることは明
らかである。例えば、１つ又は２つ以上の送信コイル
と、数個の受信コイルと、送信コイルと受信コイルとの
間の直接連結の効果を相殺するように受信コイルと夫々
関連づけられたバツキングコイルとを含むことができ
る。ゾンデは更に、その長さにわたり分布された数個の
コイルシステムを含むことができる。

支持体３０は、一般に管の形状を有し、金属好ましく
は、秀れた導電率を有する非磁性金属から作られる。適
当な材料には、銅と銅合金とステンレス鋼が含まれる。

支持体は、外側即ち掘穿泥水と接触する外壁３４をもつ
円筒形の縦方向の部分３３と、この部分３３より小さい
外径を有する円筒形の縦方向の部分３５とを有する。従
つて、部分３５は、夫々の部分３５から電気的に絶縁さ
れ且つ部分３５と同軸線のコイル３１と３２を受入れる
ための凹所３５ａを画成している。第１図に示す実施態
様は、各コイルに対してこのような凹所を有するが、然
し１つの部分３５に同様にコイルシステム全体を取付け
うること即ち１つの凹所３５ａが複の軸線方向に離間さ
れたコイルを受入れうることが理解されよう。中間部分
３３は、部分３５より大きい内径を有して内部空間３６
を画成するのが好ましく、第１図に示す実施態様におい
ては、部分３３と３５とが横断部分３７により結合され
ている。部分３３の壁は、試錐孔内の流体の流体静力学
的圧力に耐えうるように十分な厚さを有する。

支持体の内側に進路をもつ夫々の導電体３８が、コイル
３１と３２を電子カートリツジ１８に接続する。

コイルに隣接する部分における支持体は、高い導電率の
材料から作られ且つ連続的で軸線対称の外側表面を有し
ているので、ほとんど完全な導電体に等しい。このこと
は、送信コイルにより生じた電磁場の存在下での渦流の
発生を助け、この渦流が、支持体の表面の周りを流れ
る。その結果として、接線電場が、支持体の表面上でゼ
ロへ押しやられ、支持体の内部により画成された閉じた
空間の中に電磁場が発生されない。それ故、支持体は、
非常に効率的な電磁遮蔽体を構成する。例えば、２０Ｋ
Hzの作動周波数と、５．８×１０^７s/m（銅）の導電率
の場合、５mmの厚さは１０浸透厚を表わす。従つて、導
電体とコイルとの間の直接接続のスプリアス効果が除去
され、従来用いられた多層の同軸線ケーブルよりもむし
ろ単純な導電体ワイヤを用いることが可能である。

更に、接線電場が、支持体の表面上で実質的に消される
ので、支持体の周りを流れる渦流によりもたらされるゾ
デン誤差は低い。ゾデン誤差は、完全に軸線対象の金属
性支持体にあつては、支持体の材料の導電率と周波数と
の減少函数（decreasing function）である。この変動
の数学的表示はＥ＝Ｋ．σ^−１／２・ｆ^−３／２である。但しＥ：ゾンデ誤差 σ：導電率ｆ：周波数ｋ：係数である。

従つて、高い導電率の金属が用いられるならば、ゾンデ
誤差は最少となる。空気中で測定された支持体のゾデン
誤差の典型的な値は２ミリシーメンスであり、この値
は、最も高い抵抗率の累層の場合に得られる出力信号と
同じオーダである。更に、本発明の非常に顕著な利点
は、このゾデン誤差が、非常に低い温度ドリフトを示
し、良く予報しうることである。従つて、出力信号から
良く定義されたゾンデ誤差を差引くことにより、出力信
号を金属支持体の影響について訂正することが容易であ
る。

コイルが金属部分の周りに取付けられるという事実が、
コイル３１により送信されてコイル３２により受信され
た磁束のために利用しうる断面積を減少させる効果を有
し、表面積は、部分３５の外側表面とコイルとの間の間
隔と無関係である。このことは、測定の感度の減少を生
じさせるが、然しこの減少は、コイルの正しい設計によ
り、即ち非導電性支持体をもつ従来の配置に関してコイ
ルの巻き数を増大させることにより容易に補償される。

コイルの端と横断部分３７の隣接する壁との間の軸線方
向の間隔は、所定の値を越えて適当に維持されることに
留意されるべきである。ゾンデの夫々の応答は、ゾンデ
の外側表面に沿つて測定されたとき、コイルに対向して
鋭いピークを示し、ピークの平均幅は、夫々のコイルの
約一直径に等しい。ゾンデの応答の実質的な変化を避け
るために、コイルの端部と隣接横断部分との間の間隔
は、夫々のコイルの少くとも一直径に等しく選ばれる。
もしも複数のコイルが１つの凹所３５ａの中に受入られ
るならば、各横断部分とこの横断部分に最も近くに配置
されたコイルの端との間の間隔は、当該コイルの少くと
も約一直径にすべきである。換言すれば、個々のコイル
又はコイルシステム全体を取付けた支持体の円筒形部分
は、コイル（コイルシステムの夫々に）の各側にあるコ
イル（コイルシステムの夫々に）の軸線方向寸法より、
コイルの少くとも約一直径だけ（コイルシステムの端コ
イルの夫々一直径だけ）大きい軸線方向寸法をもたなけ
ればならない。

前述の見地から、コイル隣接する部分において完全に軸
線対称で且つ連続的な外側表面をもつ支持体が最適であ
るが、然し、この最適から僅かに離れた設計は本発明の
範囲内にある。但し、支持体の周りの渦流の流れが実質
的に影響を受けないことを条件とする。例えば、円形断
面にほぼ類似するが然し異なる、例えば多角形断面を用
いることができる。また、支持体を通して設けられた、
例えば導電体をコイルへ通すための小さい孔は、渦流の
流れを実質的に変えない。他方において、支持体を通る
縦スロツトは、渦流の流れに抵抗し、支持体の遮蔽効果
にとり有害である。

金属製支持体の他の利点は、ゾンデに改善された機械的
強度と堅固さとを与え、支持体の部分３８が圧力に耐え
ることである。

部分３３の内側に形成された空間３６は、ゾンデの電気
回路の若干を収容するために利用することができる。こ
の場合、第１図に示すようにすべての回路をカートリツ
ジ１８内に配置する代りに、送信コイル３１に接続され
且つこのコイルに隣接する空間内に配設された送信ブロ
ツクと、受信コイルの出力側に接続され且つ受信コイル
に隣接する空間内に同様に取付けられた受信ブロツクが
ある。

支持体３０の機械的強度と、支持体の内側での導電体ワ
イヤの配線の可能性との故に、上述の誘導ゾンデは、誘
導ゾンデの下端に取付けられた異なるタイプ（音波の、
原子核の）の１つ（又はそれ以上）の検層装置と組合せ
ることができる。この装置は、第１図に点線で参照数字
４０で示してある。支持体３０の内側空間を経てこの装
置を遠隔測定カートリツジ２０に接続する導電体も参照
数字４１で点線で示してある。従つて、本発明の誘導ゾ
ンデは、検層ゾンデの組合せ内のいかなる場所にも挿入
されることができ、他方非金置支持体をもつ従来の誘導
ゾンデを組合せの底部に配置することができる。

第２図は、コイル３１と３２の適当な実施態様をより詳
細に示している。各コイルはコイルユニツト５０の形態
をなしている。コイルユニツトは、絶縁スリーブ１５例
えばセラミツク製スリーブにより支持体の部分３５から
絶縁されている。スリーブ５１は、ピン５２のような手
段により部分３５に固定されている。スリーブ５１は、
コイルユニツトを適所に保持するように、コイルユニツ
トの両側で管状部分５１の夫々の端部にねじ止めされた
いくつかのリング５３といくつかのリング５４とを取付
けてある。

コイルユニツトは、絶縁材料例えばセラミツクの２つの
ほぼ環状の支持体部分５６，５７から作られたコイル形
を含み、支持体部分５６と５７は、一緒に長方形断面を
有し且つ環状内部空間５８を画成している。空間５８
は、コイルの巻き６０を受入れ、この巻きが、支持体３
０の軸線と同軸線に配置されている。複数の導電ワイヤ
６１が、支持体部分５６，５７の周りにドーナツ形の配
列で巻き付けられている。各ワイヤは、閉ループを形成
しないように切断され、すべてのワイヤが大地リング
（図示せず）に接続され、従つて同じ大地電位にある。
ワイヤ６１は、他のコイル又は掘穿流体と夫々のコイル
との静電気的結合を妨げる静電遮蔽体を形成する。この
配列は、本出願人に譲渡された“さく井検層のための遮
蔽されたソレノイドコイル”と題する米国特許出願第５
５１，２３９号（本出願の原米国特許出願と共に係属
中）により詳細に開示されており、この出願を引用によ
り本明細書中に組み入れるものとする。

非導電性材料例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂製の流
体漏れのないスリーブ６２が、コイルユニツトを掘穿泥
水との接触から保護するために、両端に設けた圧力シー
ル６２ａと共にコイルユニツトの周りに取付けられてい
る。リング５３，５４は、スリーブ６２が泥水の圧力に
耐えることを可能とするため、スリーブ６２を内側表面
で支持している。コイルに接続された導電体の通過のた
めの孔６３を支持体の部分３７に設けてある。

いくつかのコイルが同じ部分３５に取付けられる上述の
場合には、リング５３と同様な追加のリングが、コイル
とコイルとの間の空間内に設けられ、コイルを適所に保
持し、コイル間の凹所３５ａを閉じるスリーブ６２を支
持している。

更に、第２図は、部分３５と３５を別個の部分として示
してあり、部分３５を横断部分３７に取付けるためのね
じ６４を部分３５の両端に設けてあり、コイルユニツト
を部分３５に取付けた後支持体が組立てられる。

支持体の材料に関して、部分３３と３５とは異なる材料
から作ることができること、例えば部分３３に対してス
テンレス鋼製とし、部分３５を銅又は銅合金製とするこ
とができることが理解されよう。

修正された実施態様が第３図に示されている。コイル７
０は、第２図の部分５６，５７により構成されたコイル
形に類似のコイル形７１の中に包囲されている。コイル
は、導電材料から作られるスロツト付き円筒形部材７２
により静電気的に遮蔽され、スロツト７２に絶縁材料を
充填してある。上述の実施態様における如く、コイル形
は、管状部分にねじ止めされたリングにより適所に保持
され、このリングは、スロツト付き部材の内壁と係合
し、試錐孔内の流体の圧力に対抗してスロツト付き部材
を後押ししている。

上述の実施態様に対する修正は、コイルユニツトを収容
する凹所の内部を試錐孔内流体の圧力まで加圧すること
である。これらの凹所を従来の圧力補償装置に結合する
ために、支持体３０の内側に流体管路が通される。この
場合、凹所の壁を通して電気接続部を作るために、流体
を通さない電気的貫通接続が設けられる。

第４図は、掘穿中の測定作業に適合された本発明による
誘導ゾンデを示している。

ゾンデ８０は、ドリルビツトユニツト８２の上方に配置
されている。コイルに対する支持体は、ドリルカラー８
３の部分と、ビツトユニツトの上方に取付けられるよう
にドリルストリングの下端に従来通り結合された鋼製管
状部材とにより与えられる。掘穿泥水は、掘穿作業中、
ドリルカラーの中心孔８４を通して循環される。掘穿の
目的でビツト上に適当な重さを加えるために、ドリルカ
ラーは大きい厚さを有する。

第４図は、２つのコイルのみ即ち送信コイル85と受信コ
イル８６とのみを示しているが、然し、図示されていな
いバツキングコイルが上述の目的で受信コイルと関連付
けられ、ゾンデが、送信コイルから異なる間隔をもつい
くつかのコイルの整列を含みうることが理解されよう。
これらの全コイルは、コイル８５、同じ仕方で配列され
る。

ドリルカラー部分８３は、減少した外径の部分を有し、
従つてコイルを受入れる円形凹所８７を画成し、各コイ
ルは、凹所を満たすゴム又は類似の材料のスリーブ８８
の中にはめ込まれる。ゴムの充填は、スリーブ８８の外
側表面が、試錐孔流体に露出されるドリルカラー部分８
８の部分８９の円筒形外側表面と実質的に同じ高さとな
るような充填である。各凹所８７は、部分８９の外径Ｄ
_２より小さい外径Ｄ_１の中央円筒形部分９０を有し、夫
々のコイルがこの中央部分の周りに取付けられ、円錐台
形部分９１が、中央部分９０をドリルカラーの部分８９
に結合している。円錐台形部分の軸線方向寸法は、夫々
のコイルの少くとも約一直径に等しいのが適当である。

送信コイルに加えられて受信コイルから受取られた信号
は、導電体（図示せず）により運ばれ、導電体は、ドリ
ルカラーの外表面上に形成されて適当な絶縁保護材料で
満された縦溝の中に通されるのが好ましい。これらの導
電体は、誘導ゾンデの頂部でドリルカラーの内側に配置
された電子カートリツジ（図示せず）に接続される。

好ましい実施態様において、銅又はその他の高導電性材
料の層が、各凹所の少くとも中心部分に形成されてコイ
ルの近くに高導電率の表面を与え、ドリルカラー部分８
３は、他の部分では鋼製である。

第５図は、本発明による誘導ゾンデの好ましい実施態様
を部分断面図で示している。

第５図の実施態様において、送信コイルユニツトが１０
０で示してあり、ソレノイドコイルの複数の整列が設け
られ、各コイルの列は、受信コイルとバツキングコイル
とを含み、バツキングコイルは、送信コイルを夫々の受
信コイルに直接に結合する効果を相殺するように設計さ
れ位置決めされている。送信コイルから異なる間隔をも
つ受信コイルを１０１、１０２で示してあり、受信コイ
ルと夫々関連づけられたバツキングコイルを１０１′、
１０２′で示してある。すべてのコイルは、第６図の断
面図から明らかなように、円形断面の外側円筒形表面を
有する中央支持体１０５の周りに取付けられている。拡
大された直径の端部１０６、１０７は、支持体１０５の
両端に固定されている。ガラス繊維強化エポキシ樹脂製
の管状スリーブ１０８が、試錐孔流体との接触を防ぐた
めコイルの周りに取付けられている。スリーブは、端部
１０６と１０７との間の適所に保持され、端部１０６、
１０７と同じ外径を有する。中央支持体１０５とスリー
ブ１０８との間に形成された環１１０内の自由空間は、
加圧された油で満され、その結果、その空間は、下端部
１０７に隣接して１１１で示される圧力補償装置と連通
状態にある。さく井検層ゾンデの従来の要素である補償
装置は、環１１０内にある油を試錐孔流体の圧力より僅
かに高い圧力に加圧するように作用し、それ故スリーブ
１０８上に作用する差圧は小さい。

第６図の断面図は、中央支持体１０５の好ましい実施態
様を示している。支持体１０５は、２つの部分、即ち好
ましくは銅又は銅合金のような高導電性材料の外側スリ
ーブ１１５と、好ましくはステンレス鋼のような高強度
の金属の内側コア１１６とを含む。外側スリーブは、鋼
と鋼との間の熱膨張の差を考慮に入れて動き嵌めで内側
コアの上に取付けられる。内側コア１１６は、その外周
に形成された複数の縦溝１１７を有し、その中に導電体
を通す。第６図に示されているように、溝は、管状遮蔽
体１１９の内側に通された導電体１１８を受入れる。各
溝は、遮蔽体の内側に一対の導電体を受入れうるけれど
も、第６図には、導電体を内側にもつ１つだけの遮蔽体
を示してある。遮蔽体１１９の目的は、隣接する溝の中
に配置された導電体と導電体との間の干渉を最少にする
ことである。遮蔽体は、ミユーメタルのような鉄磁性材
料から適当に作ることができる。溝１１７に加えて、内
側コアは中心縦孔１２０を有し、中心縦孔１２０は、動
力線と、多分、本発明の誘導検層ゾンデから吊下げられ
た他の検層装置に接続された導電体とを通すために用い
られる。溝１１７と中心孔１２０とは、半径方向の孔
（図示せず）を通して環１１０と流体連通にあり、それ
故環１１０内の圧力と同じ圧力の油で満される。

内側コアを製造するための適当な方法は、適当な設計の
ダイを通す押出し成型である。

コイルは、第２図を参照して説明したものと同じコイル
ユニツトの形にすることができる。受信コイルとそれと
関連するバツキングコイルとは、コイル１０１、１０
１′として示すように、セラミツクの同じ絶縁スリーブ
上に取付けることができ、（夫々のスリーブを１２２で
示す）又はコイル１０２、１０２′として示すように別
個の絶縁スリーブ上に取付けることができる。受信コイ
ルとバツキングコイルとに接続された導電体を通すため
の半径方向の孔が、支持体の外側スリーブ１１５を通し
て形成され、他方、他の導電体１２４が、各対のコイル
を互に接続している。

補償装置により加圧されるべき油の量を減少させ、それ
によつてこの装置の長さを短くするために、コイルとコ
イルとの間の環１１０内に例えばエポキシ樹脂の充填材
要素１２５が設けられる。

送信コイルの作動のために必要な電子カートリツジが、
ゾンデの下端に隣接して１３０で略図で示してあり、補
償装置１１１とカートリツジ１３０との間に圧力隔壁１
３１を配置してある。受信コイルに接続された電子カー
トリツジ１３２が、ゾンデの上端に隣接して取付けら
れ、同様に、圧力隔壁１３３が、カートリツジ１３２と
ゾンデのコイル部分との間に配電されている。第５図
は、ゾンデのコイル部分の上端部と下端部との実施態様
を示している。下端部において、２つの半割リング１３
５、１３６が内側コアの端の上にクランプされ、内側コ
アは、半割リングの内側カラー１３８と係合するための
周囲溝１３７を有する。半割リングは、銅スリーブの端
に当接し、ボルト（図示せず）により互に固定され、そ
れ故半割リングは、支持コアの端の周りに回転しうるス
リーブを形成する。スリーブ１４０は、半割リングの上
にねじ込まれ、支持体とスリーブ１４０とに形成された
キー溝と係合するキーにより、支持体コア１１６に関し
て回転しないように拘束されている。スリーブ１４０
は、減少した外径の部分１４２を有し、その上に外側ス
リーブ１０８が嵌合する。補償装置のハウジング１４５
が、スリーブ１４０とハウジング１４５が、スリーブ１
４０とハウジング１４５の端部との間に位置決めされて
ハウジングとねじ込み結合にあるナツト１４８によりス
リーブ１４０に結合され、ナツト１４８は、スリーブ１
４０に関して軸線方手変位しないように保持器１４９に
より固定されている。特殊レンチによりナツトを廻すこ
とにより、ハウジングがスリーブ１４０に関して、それ
故コイルの支持体に関して軸線方向に変位される。更
に、溝１１７は、それらの端部で、中心孔１２０の中へ
開口する傾斜した通路１２１に結合される。

コア部分の上端における配置は、その端に隣接して支持
体のコア１１６上に形成されたねじと係合するねじ１６
１をもつスリーブ１６０を有する。スリーブは、減少し
た外径の部分１６３を有し、その部分１６３の上に外側
スリーブ１０８が嵌まる。スリーブ１６０は、スリーブ
１６０とねじ係合し且つハウジング１６５に関して軸線
変位しないように拘束された、ナツト１４８に類似のナ
ツト１６６により、圧力隔壁１３３のハウジング１６５
に結合されている。

圧力隔壁自体は、１７０で略図で示してあるが、さく井
検層ゾンデにおける装置の従来の片であり、耐圧貫通接
続部を受入れる軸線方向通路（図示せず）を有し、導電
体が両側で貫通接続部に結合される。中間の管状部材１
７１が、一方において隔壁１７０とスリーブ１６０との
間に、他方においてコイル支持体の端部１７２と隔壁１
７０との間に設けられる。支持体コア１１６の端部１７
２は、減少した外径を有し、中間管状部材１７１の環状
凹所の中に係合される。螺旋状圧縮ばね１７３が、支持
体１７２の端部と中間部材１７１との間に取付けられ、
隔壁に対し弾性力を加える。軸線方向に向けられた通路
１７５、１７６が、コイルに接続された導電体を通すた
め、中間部材１７１内とスリーブ１６０内に夫々形成さ
れている。通路１７６は、支持体に固定され且つ導電体
を通すための夫々の複数の半径方向スロツトを有する部
分１７８を通して、支持体の夫々の溝１１７と連通す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による誘導検層ゾンデの実施態様と、
それに接続された地上装置を示す概略図である。第２図は、第１図の装置のうちのコイルユニツトの第１
実施態様の拡大詳細図である。第３図は、コイルユニツトの修正態様を示す。第４図は、掘穿しながら測定する作業に適する本発明に
よる誘導検層ゾンデを示す。第５図は、誘導検層ゾンデの好ましい実施態様の部分縦
断面図である。第６図は、第５図の６−６線に沿つて矢印の方向に見た
断面図である。１０……誘導検層ゾンデ３０……支持体３１……送信コイル３２……受信コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジヨンエフハンカアメリカ合衆国テキサス州 77339 キングウツドワイルダーネスポイントドライブ 2111 (56)参考文献特開昭57−33377（ＪＰ，Ａ) 特公昭43−12401（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3644823（ＵＳ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試錐孔により横断される累層を調査するた
めの、試錐孔内を変位するようになっている誘導検層ゾ
ンデにおいて：誘電効果が実質的にない電磁場を発生させるため、約１
０ないし４００ＫHzの周波数で送信する少なくとも１つ
の送信ソレノイドコイルであって、電磁場が累層内に電
流を誘導する、上記送信ソレノイドコイルと；これらの電流により誘導された電磁場に応答して、累層
の導電率の表示である信号を発生するため、送信コイル
から軸線方向に離間された少なくとも１つの受信ソレノ
イドコイルと；前記コイルを共軸に且つ離間された関係に取付けるため
の少なくとも１つの第１縦部分と、前記第１縦部分の両
側に設けられた第２縦部分とを有する細長い支持体であ
って、該支持体は導電性材料から作られ、少なくとも前
記第１縦部分が上記第２縦部分に対し共軸でかつ半径方
向に間隔を置いた連続円筒の外側表面を有し、該外側表
面の周囲の上記電磁場からの渦流の流れを助け、上記第
２縦部分が試錐孔の圧力にさらされている、上記支持体
と；を包含することを特徴とする金属支持体をもつ誘導検層
ゾンデ。
【請求項２】上記支持体の第２縦部分が、上記第１縦部
分の直径よりも大きい直径を有することを特徴とする請
求項(1)記載の誘導検層ゾンデ。
【請求項３】上記支持体の第１及び第２縦部分が、少な
くとも上記コイルの直径に等しい距離だけ隣接コイルの
端部から離れた横断部分によって連結されていることを
特徴とする請求項(2)記載の誘導検層ゾンデ。
【請求項４】上記支持体の第２縦部分が、第１縦部分の
内径よりも大きい内径を有することを特徴とする請求項
(2)記載の誘導検層ゾンデ。
【請求項５】上記支持体が、銅又は銅合金製である請求
項(1)記載の誘導検層ゾンデ。
【請求項６】掘穿されている試錐孔により横断された累
層の導電率を表わす信号を与えるための、ドリルストリ
ングに結合されるようになっている、掘穿中に測定する
検層ゾンデにおいて：実質的に誘電効果のない電磁場を発生するため、約１０
ないし４００ＫHzの周波数で送信する少なくとも１つの
送信ソレノイドコイルであって、電磁場が累層内に電流
を誘導する、上記送信ソレノイドコイルと；これらの電流により誘導された電磁場に応答して、累層
の導電率を表わす信号を発生するため、送信コイルから
軸線方向に離間された少なくとも１つの受信ソレノイド
コイルと；ドリルストリングに結合するようになっている導電性金
属のほぼ管状の細長い支持体であって、前記支持体が、
前記コイルを共軸に離間された関係に取付けるための部
分を有し、前記部分が、ほぼ連続的な外側表面を有して
渦流が前記表面の周りに円形に流れるのを助けること；を含むことを特徴とする掘穿中に測定する誘導検層ゾン
デ。
【請求項７】前記部分が、コイルを受入れる凹所を形成
するように減少した外径を有することを特徴とする請求
項(6)記載の誘導検層ゾンデ。
【請求項８】コイルが、ゴム状材料の中に埋め込まれて
いることを特徴とする請求項(7)記載の誘導検層ゾン
デ。
【請求項９】前記部分が、支持体より高い導電率を有す
る金属の表面層を有することを特徴とする請求項(7)記
載の誘導検層ゾンデ。
【請求項１０】前記支持体がステンレス鋼製であり、前
記表面層が鋼であることを特徴とする請求項(9)記載の
誘導検層ゾンデ。
【請求項１１】試錐孔により横断される累層を調査する
ための、試錐孔内を変位するようになっている誘導検層
ゾンデにおいて：誘電効果が実質的にない電磁場を発生させるため、約１
０ないし４００ＫHzの周波数で送信する少なくとも１つ
の送信ソレノイドコイルであって、電磁場が累層内に電
流を誘導する、上記送信ソレノイドコイルと；これらの電流により誘導された電磁場に応答して、累層
の導電率の表示である信号を発生するため、送信コイル
から軸線方向に離間された少なくとも１つの受信ソレノ
イドコイルと；前記コイルを共軸に且つ離間された関係に取付けるため
の細長い支持体であって、前記支持体は、導電性材料か
ら作られ、少なくともコイルの近くに連続的で軸線対称
の外側表面を有して前記表面の周りの渦流の流れを容易
にする、支持体と；を包含することを特徴とする誘導検層ゾンデ。
【請求項１２】前記実質的に連続的で軸線対称の外側表
面が、コイルの両側でコイルの少なくとも約直径の長さ
だけ、夫々のコイルの端を縦方向に越えて延びているこ
とを特徴とする請求項(11)記載の誘導検層ゾンデ。
【請求項１３】支持体が、高い導電率の第１材料の外側
スリーブと、前記第１材料より高い機械的強度の第２材
料の内側コアとを含み、内側コアが、外側スリーブの内
径に実質的に等しい外径を有することを特徴とする請求
項(11)記載の誘導検層ゾンデ。
【請求項１４】上記外側スリーブが銅又は銅合金製であ
り、内側コアがステンレス鋼製であることを特徴とする
請求項(13)記載の誘導検層ゾンデ。
【請求項１５】内側コアが、その周囲に形成された縦溝
を有し、前記溝が、外側スリーブの内側表面と共に夫々
の通路を形成し、それによって支持体を通して導電体を
通しうることを特徴とする請求項(13)記載の誘導検層ゾ
ンデ。
【請求項１６】内側コアが、中心縦孔を更に画成してい
ることを特徴とする請求項(15)記載の誘導検層ゾンデ。