JPH0768842B2 - 傾斜した井戸内で測定等の操作を行う方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、坑井内の一部分で専用器具によって測定の
ような作業を行う方法と装置に関する。前記坑井部分は
鉛直線に関して急激に傾斜したりまたは水平に近いこと
もある。あるいは鉛直であってもよい。本発明は前記坑
井部分が、器具の挿入が困難な区域、例えば、湾曲し、
急激に傾斜しまたは水平である場合、またはこの区域が
砕石でふさがれている場合に特に有利である。

〔従来の技術〕

従来技術でも、測定のような作業を行う専用器具を電線
端部に固定して重力により坑井内を降下させる際に坑井
孔の傾斜が鉛直線に対して約45°を越えないかぎりは特
別な困難はない。しかし、45°を越えると、坑井孔の形
状やその直径の変化を前もって知っておりかつ小寸法の
器具を使用するのでなければ、器具の降下は不可能であ
った。

急傾斜の坑井の場合に、先端部にジェット流体を発生さ
せるヘッドを付けた可撓管を坑井内に下し、このジェッ
ト流体によってこの管を坑井内に進行させる方法が米国
特許第4,168,747号に記載されている。この方法におい
ては、器具を可撓管内に導入し、坑井及び該可撓管を満
たしている流体をポンプ圧送することにより該器具を送
入させることができる。従って可撓管内に常時保持され
る器具は、該器具による作業が可撓管の存在によって妨
害されない性質の器具、例えば地層の特性測定用の中性
子またはγ線ゾンデのような限定されたタイプのものに
なる。

これらの技術にはいくつかの欠点がある。事実、坑井内
に導入する必要がある電気乃至電磁気ゾンデのような測
定器具を使用できないばかりでなく、多くの時間を必要
とする方法しか使えない。更に、急激に傾斜した部分で
は可撓管と坑井壁との摩擦のために該管を前進させるに
は強力なジェット噴出が必要となり、坑井壁を部分的に
損傷させることとなる。従ってこのような方法は、長い
急傾斜部分やほぼ水平な坑井部分に器具を導入するのに
使用できない。

また、測定ゾンデのような器具を実質的に剛性の中空の
管連結体（中空の剛性の管を連結して長い管体とするも
ので、以後ストリングと略称する。）ストリングの端部
に取り付け、該ストリングに推力を与えて器具を前進さ
せる方法も知られている。

この方法の欠点は、ストリングの端部に取り付けられた
器具が坑井壁との摩擦によって損傷することにある。他
方、これらの器具は、ストリング内に配設した制御及び
測定の信号電送用ケーブルにより地上と接続されてお
り、このため単位の管材の端部を互いにねじによって連
結して形成するストリングの組立がかなり複雑なことで
ある。

〔解決すべき問題点〕

この欠点を補うために当業界で“サイドエントリサブ”
と称され、例えば米国特許第4,062,551号に記載の専用
補助部材が使用される。

この専用補助部材を用いた場合は、該部材より上方では
ケーブルが中空ストリングの外部にあるので、該部材よ
り上方のストリングの各単位管材の互いの螺合着脱が簡
単になる。しかしながら、上述の公知技術の欠点は、こ
の専用補助部材と器具との間のストリング部分について
は依然として解決されない。更に、該補助部材の上方で
ストリングと坑井壁との間の環状の隙間でケーブルが引
っかかったりしないように注意しなければならない。

ストリング上の前記専用補助部材の位置は、ストリング
が移動しても該部材が坑井壁の鉛直部分に常に位置する
ように決めるのが絶対必要ということではないが、好ま
しいことである。

米国特許第4,039,237号に開示された掘削装置では、ケ
ーブルの下端に電気コネクタを取り付け、該コネクタを
重力によってストリング内に降下させて、底部モータと
電気接続させる。

また、米国特許第3,976,347号及び第4,126,848号には、
ケーブルの下端に固着したコネクタを、ストリング内に
降下させて底部に設置した装置に接続することが記載さ
れている。

しかし、このような装置は、大きく彎曲した坑井内での
操作をすることができない。

さらにある場合、例えば、器具が、感知パッドを地下累
層テスタもしくは配向穴あけガンに付設する必要のある
密度不明な所での検層器具である場合や、器具が穴の横
断面形状を測定する４アーム・キヤリパであるとき等
に、該器具をその軸線の周りに回転する必要があること
がある。この回転角を正確に制御し、さらに器具自身お
よびストリング、電気ケーブルなどを容易にかつ正確に
回転させることがしばしば望ましい。

上述の先行技術の欠陥を克服し、急激に傾斜したり、ほ
ぼあるいは完全に水平な坑井部分で専用器具によって作
業を行うことが可能な方法と装置とを得ることが、解決
すべき問題点である。

〔問題点を解決する方法〕

地上から最初のほぼ垂直に延びる部分と、これに続く深
い所に傾斜部分または水平に近い部分を有する坑井にお
いて前記最初の垂直部分よりも深い所に位置する予め定
めた区域で検層または測定などの操作を行う方法とし
て、次の手順が前記問題点を解決するものである。

（ア）上方から接近できるとともに電気コネクタの第１
要素に電気接続された検層用または測定用の器具を地上
において管連結体すなわちストリングを構成する最初の
１本目のストリング要素即ち管材の下端に固定する。こ
の時、この器具には第１の電気コネクタをとりつけてお
くが、このコネクタは後で下ろす電気ケーブルのコネク
タと嵌合できるように上向きにつけてある。

（イ）前記最初の１本目のストリング要素の上方へ複数
本のストリング要素を縦に順次接合することによりスト
リングを構成し、前記ストリング要素を接合するごとに
下に押し込む。従って器具およびストリングは坑井内に
順次降下してゆく。

（ウ）電送ケーブルの下端に第２の電気コネクタを機械
的に固定し、前記ストリングの中に送り込む。このコネ
クタは該ケーブルを通って地上と電気的に接続されてい
る。又液体媒質中で前記第１の電気コネクタと接続させ
ることができる。器具が坑井内のほぼ予定の区域まで降
下した時に、地上においてケーブルの貫通する側口を上
端近くに備える専用補助部材の該側口に固定された密封
部材を貫通して前記ケーブルを通し、その先端に該第２
の電気コネクタと錘りを固定して、これをストリング内
を滑降させる。

（エ）前記第２の電気コネクタを器具についている前記
第１の前記コネクタと接続するまで降下させるように流
体を地上から前記ストリングを通って圧送する。即ち前
記第２の電気コネクタをストリングの傾斜部分または水
平部分まで移動させる。

（オ）前記専用補助部材の上方にストリング要素を付加
することによって前記器具を坑井内で予定区域まで移動
させる。

（カ）器具をとりつける第１の管材と、器具との間にス
トリング全体を回転させることなく前記器具を回転させ
ることのできる機構をつけてあって、前記予定区域で検
層または測定などの操作を行うような位置まで回転させ
る。

以上の手順の中で、前記第２のコネクタが前記第１のコ
ネクタのすぐ近くまで押し下げられた時、第１の管材の
中に圧力パルスを発生させて、２つのコネクタが相互に
結合するのに充分な力を生成する。

また上記の方法を具体化する装置は中空で剛性の第１の
管材即ちストリング要素と該管材の先端にあってこれと
独立して回転し得る部分と、該部分にとりつけられる器
具と、該器具にとりつけられた第１の電気コネクタと、
前記第１の管材の上に次々に連結される複数の剛性中空
管材によって構成される管連結体即ちストリングと、電
気ケーブルと、該電気ケーブルの先端にとりつけられて
前記第１の電気コネクタと雌雄関係にある第２の電気コ
ネクタと、前記管連結体が相当数連結されて、前記器具
が予め定める位置に達した時に該管連結体に連結する、
専用補助部材と称する特別の管材と、該管材の上部に明
いているケーブルを貫通させる側口と、該側口にとりつ
けられ、ケーブルを該側口に通す時、該側口をシールす
る密封手段とを含む。

前記ケーブルは該専用補助部材が地上にある時、該側口
を通して該専用補助部材の中に密封手段を介して挿入
し、その先端に前記第２の電気コネクタと錘りをとりつ
けておく。該専用補助部材をそれまでに連結して構成さ
れている管連結体の上に該コネクタと錘りがその中に入
るようにして連結して、地中に押し下げ、更にその上に
管材をつぎ足していく。

前記一番先端の管材と器具との間に取り付けられた独立
して回転し得る部分は全管材が連結されて管連結体が完
成し、該器具が予定の測定又は作業位置に達した後に地
表からの水圧等の方法によって回転させ、該器具が、測
定または作業に最適の位置になるようにするためのもの
で、勿論この回転は、管連結体全体は回転させることな
しに行うことのできるものである。

第２のコネクタを移動させるために流体圧をうけ易くす
るための環状部分をつけておくこと、又、両コネクタが
連結される部分の少し上の所の管材の内側部分の内径を
小さくしておいて、流体圧のトリガパルスを発生させる
ことも好ましい。

〔実施例〕

次に本発明を添付の図面を参照して実施例について説明
する。

第１図に１で示す器具は、ケージング２で囲まれてい
る。このように形成した器具組立体は、多数の管材の端
部同士が互いに螺合する剛性の管連結体すなわちストリ
ング３の端部に固定される。ぴったりはまる差込式の第
１の電気コネクタ、すなわちプラグ４が器具１に連結さ
れている。

ここで「器具」と称するのは、掘削坑入中に導入して、
地層の少なくとも１つの特性（例えば抵抗、音響インピ
ーダンス、地層を経ての音伝搬速度、γ線自然透過、あ
る種の放射線の吸収率など）の測定、坑井内のチュービ
ングをセメントで膠結する作業を制御する操作、チュー
ビングを形成する各要素間のジョイントの位置制御、坑
井の正確な配向制御のような作業、またはチュービング
の穴あけ、坑井の壁からの固体サンプルの採取、坑井内
への液体サンプルの収集、地層傾斜測定などの作業を行
う装置または操作部材を総称するが、これに限定するも
のではない。

勿論、ケーシング２の形状は、関連器具のタイプに応じ
て当業者が決められ、通常坑井に充満している掘削泥の
ような流体の循環により器具の熱的保護を行う。

第９図に示す実施例では、この流体は電気ブラグ４をこ
えて接続部材3bに形成された開口を通過する。この開口
は器具の真上の側壁に形成しても、または保護ケーシン
グ２（第１図）の端部に形成してもよい。

本発明の方法によれば、器具１に電力供給およびまたは
情報伝送用ケーブルを接続することなく、器具１とその
保護ケーシング２とから成る組立体を剛固な中空ストリ
ング３の端部に締結することもできる。このように、ケ
ーブルが接続されない場合は、器具は、間違った移動や
寄生信号により誤って付勢されることのない不活性状態
にある。これにより、安全性、特に器具が坑井内の所定
位置にあるときにのみ作動させる必要のある爆薬を備え
た器具の場合、その安全性が保たれる。さらに、伝送ケ
ーブルがないのでストリング３を形成する管材の端部同
士の連結が一層容易になることがわかるであろう。

ケーシング２に包囲された器具１を、第２図に示すよう
に、ストリング３を通って井戸内に導入し所望の位置ま
で下げる。所望の位置とは、１回の独立操作にのみ使用
する器具の場合にはその器具を作用させたい位置であ
り、すなわち器具を使用する必要のある、地上からもっ
とも遠い長さ部分Ａ（第６図参照）の端部に相当する位
置である。ここで、部分Ａの長さは地上からほぼ鉛直に
延びる坑井部分Ｌの長さに等しいかそれより短いのが好
ましい。

器具を電力供給及び／又は情報伝送用のケーブルに接続
するためには、流体中での使用に適した差込式電気コネ
クタを使用する。このコネクタは米国特許第4,039,242
号に記載されているような周知の型式のものでよい。

このコネクタは雌雄関係の形状の第２のコネクタすなわ
ちソケット５と第１のコネクタすなわちプラグ４とより
なり、これらを互に接近させればはまり合うようになっ
ている。コネクタ構成部品の一方、例えばプラグ４は器
具１に連結され、他方の構成部品、例えばソケット５は
伝送ケーブル６の先端に固着される。

器具を、上述したように、坑井内に配置し終ったら、ソ
ケット５及びケーブル６（第３図）を中空ストリング３
中に導入する。重量部材、即ち錘り７をソケット５の上
に重ねることによりストリング３内をソケット５が重力
の作用によって移動する。次に流体をストリング３内に
ポンプ圧送することによりソケット５を移動させてプラ
グ４との連結を完了させる。この連結はブラグ４がソケ
ット５に正しくはまったときに電気回路を閉じることに
よって容易に確認することができる。周知の型式のロッ
ク装置によりソケットとプラグとは嵌合位置に保持され
る。

器具が坑井の所定位置でのみ作用する必要がある場合、
ソケット５及びケーブル６をストリング３へ導入及びポ
ンプ圧送操作は、掘削分野でよく知られており第４図に
示す噴出防止装置（B.O.P.＝blow out preventer）８を
使用することにより行うのがよい。この噴出防止装置は
半径方向に移動可能なジョー９、10を具え、これらのジ
ョーはケーブル６の周知を密封する部材として作用す
る。弁12を介して剛固なストリング３の内部と連通して
いるポンプ11によって流体を循環させる。

器具を坑井の或る部分に沿って移動させなければならな
い場合、一般に上端に近い所に「サイドエントリサブ」
と称される、側口をもつ、特別のサブと称する専用補助
部材13を介してケーブル６をストリング３中に導入する
のが好ましい。器具例えばゾンデが調査すべき区域（第
２図）に到達したらすぐに、第５図に示すように予めケ
ーブル６を側口から通してあるこの補助部材13をストリ
ング３の頂部につなぐ。プラグ４とソケット５との連結
後、ケーブルを補助部材レベルにしっかり位置決めする
ために、ケーブルを締付ける手段を設けるのが好まし
い。

器具の電気接続が差込式コネクタ４、５により達成され
た後に、第６図に示すように補助部材13の上部に調査す
べき区域の長さＡに等しい長さＬの分だけ剛性中空管材
を付加することにより、器具１を調査すべき区域の終端
まで下降させることができる。

オプションとして、第5A図に示すように、心決め用ゴム
部材3aが剛性なストリング３に固着されて補助部材13の
上方のケーブル６をストリング３に沿ってある距離にわ
たって案内する。

このような心決め手段の使用は、補助部材より上の管連
結体が部分的に傾斜する所があるとき、特に望ましい
（第5B図）。

これらの心決め部材は既知の型式のものでよく、特にWe
ather-ford-Stabilia社からの「Control line」の商標
名で販売されている型式のものが好ましい。

補助部材13は既知の型式のものでよく、特に米国特許第
4,062,551号に記載された型式のものでもよい。

ある種の器具は操作中に坑井内で正確に心決めする必要
がある。第７図に示すように、心決め部材14をケーシン
グ２に、また所望に応じてストリング３に取り着けする
ことにより心決めを行うことができる。これらの心決め
部材は、例えば地中掘削の分野でよく知られた板ばね形
式のものである。他の形式の心決め部材も使用でき、例
えば泥通路にゴムの心決め部材を使用できる。

第８図に示す実施例では、器具１及びケーシング２が剛
性なストリング３の端部に、例えば管状リングまたは輪
状部材を互に関節連結してなる可撓性チューブ15によっ
て連結される。かかる可撓性部材は当業界でよく知られ
ており、例えばARCO Drilling社から商標名「KNUCKLE J
OINT」で販売されている。

この場合、器具１を坑井とほぼ同軸に保つための心決め
部材14をケーシング２だけに設ける。

良好な条件下で操作するために、ある種の器具では保護
ケーシング２をはずす必要がある。それは例えば商標名
LaterologまたはDual Laterologとして知られる電気測
定ゾンデや音響測定ゾンデなどの場合である。

器具をケーシングからはずすことは、既知の装置、例え
ば器具と一体のピストンをケーシング中を摺動させるこ
とによって達成できる。泥水のような液圧流体を射出す
ることにより、ピストンを移動させ、器具の作動部をケ
ーシングから外したり器具を保護ケーシング中に戻した
りできる。

第10図Ａ及び10B図にそのような例を示し、その操作を
説明する。図示例において、符号16で示される器具は、
電気ケーブル17を介して雄コネクタすなわちプラグ４に
電気接続されるとともにケーシング２内に摺動自在に装
着されたピストン18に固着されている。器具16は第10A
図に示す後退位置即ち収納されている位置から第10B図
に示す前進位置即ち保護ケーシングからとび出している
位置まで摺動し、この前進位置ではストリング中に射出
された流体の過圧の結果として、戻しばね19を圧縮した
状態で器具16がケーシング２の先端より突き出ていて、
ピストン18についているロック部材20がケーシング２の
壁に設けた溝21からはずれて溝22に収まりピストンを支
え、器具16を突出位置に保つ。このようにして、ピスト
ンはロック部材20が溝21または溝22に収まることによっ
て２つの限定位置のいずれかにロックされる。ピストン
18にはチャンネルを設けて掘削流体が通過できるように
してある。ロック部材20は電磁式のものでも機械式のも
のでもよい。

第10A図の位置では、流体はケーシング２の先端にあけ
た穴24を通って流出し、ケーシング２の側壁にあけた横
穴25はリング23で塞がれている。

第10B図に示す位置に進むと、リング23がピストン18に
より右方に押され、横穴25を露呈させ、この横穴25を通
って流体が流出する。その結果、この流体の圧力降下が
生じ、これにより器具16がその作用位置に到達したこと
を地表で確かめることができる。

ある種の器具、例えば密度、微小抵抗率、微小音響測定
型のパッド付き器具や爆薬を装填したある種の穿孔具
は、その性能を向上させるために、操作開始前に坑井内
で正しい上下位置を保つようにする必要がある。のみな
らず、該器具の例えば母線の位置は測定パラメータの追
加的パラメータでもある。著しく屈曲した坑井および水
平坑井ではこれら２つの情報（坑井の傾斜と器具の向
き）を組合せることにより成果の解明が改善される。こ
れは、地層の割れ目を検出したり、チュービングのセメ
ントによる膠結の場所の決定をしたりする場合等にそう
である。

この目的のために、ケーシング２に、例えば少くとも１
個のアクセロメータまたはジャイロコンパスのような器
具の鉛直線に対する位置（以後オリエンテーションと略
称）センサをとりつける。

例えば、器具と同じ回転軸線を有する１つのアクセロメ
ータを用いることにより、器具軸線を通る鉛直面内に該
器具の予め定めた母線が来るように位置決めすることが
できる。

２つのアクセロメータをその回転軸線が互に直交し、か
つ器具の軸線とも直交するようにした組合せで用いるこ
とにより、鉛直線と、予定の母線及びゾンデ軸線を含む
平面との間に形成される角度を測定することができる。

従ってストリング３を地上から、これらセンサにより与
えられる指示に従って回転駆動し、器具を坑井内で正確
に位置決めすることができる。

しかしながら、このようにストリングを回転せる方法は
つぎのような欠点を有する。すなわち、 （ア）ストリングに沿う摩擦力のために回転角を正確に
制御するのがむつかしく、この摩擦力のために地上にお
いて大きなトルクを加えなければならない。

（イ）器具を回転させる前に地上で縦軸線の周りにスト
リングを何度も完全に回転させることを要する。

（ウ）器具が回転するとき、器具は円滑に回転せず、ま
た正確に制御できない。

（エ）さらにまた、電気ケーブルがストリングの外部に
あるために地上からストリングを回転させるのがむつか
しい。このためケリーバーや回転テーブルが使用できな
い。

（オ）地上からストリング全体を回転させることは安全
でないなどの欠点を有する。

従って、ストリング全体を回転させずに器具を回転させ
る手段が必要になる。

第７図において、器具を回転させる回転装置36はストリ
ングの可撓部分38のさき即ち器具に近い所に位置してい
る。

第８図においては、回転装置37が可撓部分15より、地表
に近い方に位置している。第７図と第８図において回転
装置の位置を逆にすることができる。

器具と同じ回転軸線を有するアクセロメータを備え、該
アクセロメータにより得られた信号が、器具の母線がス
トリングの軸線を通る鉛直面内にあることを指示する所
にくるまで、（ストリング全体を回転させることな
く、）該器具を軸線の周りに回転させて、検層または測
定操作を行う準備体制を整えることも本発明に属する。

また、本発明の方法によれば、互いに直交しかつ器具軸
線とも直交する回転軸線をそれぞれ有する２つのアクセ
ロメータを備えた器具を使用し、器具軸線を通る鉛直面
と、器具の軸線と器具上の特定の母線を含む面との間に
形成される角度を前記２個のアクセロメータの指示から
察知して、該角度が所定値に達するまで、（ストリング
全体を回転させることなく、）該器具をその軸線の周り
に回転させることも本発明の範囲内のものである。

本発明の要旨を逸脱せぬ範囲内で種々の変更、特に第９
図に示すような変更が可能である。

例えば、ある種の器具、例えば坑井内の液体のサンプル
を採取する器具、または坑井の壁に固着されたチュービ
ングを穿孔する器具、すなわち、当業界で「ガン」また
は「スキャロップ」と呼ばれる形式の器具を使用する場
合に、ケーシングは器具と一体とすることができ、また
ケーシングを省いてもよい。このような場合には、第９
図に示すように器具１をストリング３の端部に、好まし
くは流体通過用の開口3cを設けた中間補助部材3bによっ
て直接に固定することができる。

本発明により使用される器具は、該器具に加えられる強
さまたは力を測定する装置を含有することができる。こ
れは、器具が保護ケーシング内に収容されないときに特
に有用である。この装置は、電気接続装置が作動される
と動作する。

第11A及び11B図は、錘り７と雌コネクタすなわちソケッ
ト５とにより形成された組立体のそれぞれ上部および下
部を示し、この組立体はストリング３の底部に収容され
た雄コネクタすなわちプラグ４の接続された位置にあ
る。矢印は地上から送り込まれた流体の流れを示し、該
流体はケーシング２（第11B図）または器具１（第９
図）の上方の開口3cを通って流出する。

ジョイント26はケーブル６の導体27と雌コネクタ５とを
電気接続させるためのものである。

ジョイント26に機械的に連結された組立体５−７は、２
つの心決め部材7a、7b及びストリング３の内径より小さ
い直径の例えば弾性のある材料製の環状カラー29を有す
るスリーブ28を具える。スリーブの環状カラー29は加圧
流体の圧力を受けて一連のピストンとして作用すること
により組立体５−７が坑井の傾斜部分を通過することが
できる。

雌コネクタすなわちソケット５と雄コネクタすなわちプ
ラグ４との正確かつ信頼できる位置決めは次の組合せ作
用により達成される。

１）雌コネクタの円錐状段部30と、ソケット５が貫通す
るストリングの一部材の内壁に形成された対応円錐状の
着座面31との係合作用。

２）円錐状の段部30および着座面31より上方に位置する
とともに雌ソケット５に固着された少くとも１個の剪断
可能なフックリング33と、前記ストリングの前部一部材
の内側に一体的に形成された複数個の保持用弾性フィン
ガ32との係合作用。図示の実施例では、３個のフィンガ
を120°の角度間隔で設けている。

流体圧によって発生する、フックリングをインターロッ
クするためのパルスすなわちトリガーパルス（このパル
スの発生方法の詳細については後述する）により、フッ
クリング33をフィンガ32の保持面32aの下まで押し込ん
で係合させることによって、ソケット５は下方のストッ
パ面すなわち着座面31とフィンガ32の保持面32aにより
形成される上方のストッパ面との間に正確にもって来る
ことができ、この位置はコネクタ４と５とが正しく接続
されることに対応するものである。

地上からケーブル６を適度のけん引力（リング33が剪断
を生じる値より小）で引張ることにより、フック即ち係
止が有効であることを確かめることができる。このよう
に、ケーブルをけん引すると張力が増大する。

一層大きなけん引力を加えることにより、フィンガ32の
位置でリング33に剪断力を生じさせることによって、ソ
ケット５をプラグ４からはずすことができる。このけん
引力はストリング３全体に沿うケーブル６の摩擦力によ
り生じる剪断力より大きくなければならない。実験によ
れば、このような装置の場合、リング33に切欠き33a
（第12図）が形成されているので、次に新しく連結する
時にリング33を別のリングと取替えるために１回毎にリ
ング33を必ずしも地上まで持上げる必要はなく、何回か
続けて連結、切離しを行うことができることを確かめ
た。

しかしながら、リング33はソケット５を持上げた後に地
上で簡単に交換でき、ケーブル６の引張強さに応じて選
択できるように種々の剪断強さの複数組のリングを用意
しておくことが望ましい。

リング33と保持フィンガ32との相互ロック、従ってプラ
グ４とソケット５との相互ロックを行う流体圧力パルス
を得るには、ストリング内に、プラグ４とソケット５の
連結位置においてカラー29が占めるレベルより僅かに上
方のレベルに、カラー29の外径より僅かに大きい縮少内
径を有する管状ライニング34を配設して、連結の少し前
にカラー29が管状ライニング34を通過するとき、該カラ
ーに作用する下向き軸線方向推力が急激に増加するよう
に構成する。

このトリガーパルスは、リング33をフィンガ32と相互係
合させる作用を十分果す。

管状ライニング34の出口で、カラー29はもっと大径の室
に進入するので、この位置までくると、流体は容易にカ
ラーの周囲を流れることができる。

カラー29及び管状ライニング34それぞれの直径は任意に
変えることができる。

他と同等な手段を使用してプラグ４をソケット５に固定
することができ、例えば電気的、機械的または電気油圧
式装置を地上から制御できる。

上述した本発明の装置は、操作の過程で器具のまわりに
流体を連続的または周期的に自由に循環させることがで
きる。

この循環は、坑井の安全のため、穴の清掃のため、坑井
内のストリングの移動を容易にするためおよび（また
は）高温地層に使用される場合には器具を冷却するた
め、および（または）その地層自身を冷却するために、
特に有利である。

従って本発明の技術は、例えばケージング２の壁にあけ
た覗き窓を通して、坑井の壁を観察するのに用いるテレ
ビカメラを操作するのに有利である。実際、このような
場合、ストリングを通して透明な水を流すことで、カメ
ラレンズの視界をきれいにし、その操作中にカメラの冷
却を行うことができる。

回転装置は、米国特許第4,286,676号に図示される２つ
の管状部材間に180度以外の角度を生じさせることを除
き、該米国特許に記載される装置と同じ形式のものでも
よい。本発明の場合、これら管状部材の１つはストリン
グと一体回転をなし、他の管状部材は器具と一体回転を
なす。

第13図は器具回転装置の他の実施例を示し、この実施例
によれば、回転装置の第１部分39はストリングと一体的
に回転し、第２部分40はリンケージ42によって器具41と
一体に結合される。

これら部分39、40の内側に、２つの同軸管状要素43、44
が設けられる。第１管状要素43はリンケージ45によって
第１部分39と一体に結合されるとともに回転コネクタ46
を担持し、該コネクタが器具41とケーブル47の第１端部
とを電気接続する。このケーブルの他端はソケット５を
経て伝動ケーブル６の端部と接続される。従って、プラ
グ４は器具41から離れている。管状要素43を包囲する第
２管状要素44は一端に、第２部分40に設けてある少なく
とも１つのフィンガ49と噛み合って、第２部分40を第１
部分39に対して回転させるように協動する溝48を有す
る。この溝は米国特許第4,321,951号または第4,286,676
号に記載された形式の溝である。少なくともこの溝の一
部は前記第２管状要素44の軸線にたいし傾斜している。
この溝は、例えば地上からの流体の圧力を増大させるこ
とによって第２管状要素44を降下させたときに器具41が
回転するように位置決めするのが好ましい。この流体
は、前記第２管状要素44の他端に設けたピストン50に力
を加える。第２管状要素44はさらに別のピストン52と、
前記第１管状要素43に形成された開口65を経て前記流体
を循環させる開口51とを有する。ピストン50および52が
順次前記第１部分39の内壁に凸出している内腔部53と協
働する。静止時には、ピストン52が前記内腔部に当接し
ている。流体の流量が、当接部55と当接していて、第２
管状要素44を押し戻すためのばね54の剛性および初期圧
縮力とにより定められる値よりも低い時は、何も動かな
い。流体の流量が増大すると、この流体は第２管状要素
44を下降させるのに十分な力をピストン52に加え、ピス
トン52とともにピストン50が内腔部53と当接する。この
瞬間、開口51は流体を流通させず、ピストン50に加えら
れる力が増大して第２の管状要素44を押し下げ前記第２
部分40と器具とを回転させる。第２感情要素44がその最
も下の位置まで来ると、開口51は再び流体と連通して流
体を循環させる。流体がピストンを下から押し上げ、流
体の流量が遮断されると、ばね54は第２管状要素をその
静止位置へ押し戻す。

第１管状要素43は開口51を通って流体を循環させる開口
65を有する。

また、第２管状要素44は案内フィンガ57と協働する溝56
を有し、これらの協働により該第２管状要素が前記第１
部分39に対して回転しないようにしている。

第14A図と第14B図は回転装置の他の実施例を示す。この
実施例によれば、回転装置の第１部分58はストリング３
と一体に回転かつ並進運動する。この第１部分58は前例
の溝と同様な溝59を有するが、前例と反対方向、すなわ
ち、器具が引出される時に、器具を回転するように形成
されることが好ましい。第１部分58の周りに回転すると
ともに該第１部分に対して軸線方向に運動可能な第２部
分61の内壁から突出するように設けられている少なくと
も１つのフィンガ60がこの溝と協働することによって第
２部分を回転させる。器具62は前記第２部分61と少なく
とも一体回転する。第１部分58は回り継ぎ手コネクタの
第１要素63と一体に回転するが一体的に軸線方向運動し
ない。この作動は回転装置の前記第１部分58の内壁から
突出して設けられている回転防止用フィンガ66と回り継
ぎ手63が回転自在に連結している器具と反対側の内側筒
状部分上にある軸線方向溝67との協働によって達成され
る。前記回り継ぎ手コネクタの第１要素63は器具62に取
付けられた回り継ぎ手コネクタの第２要素64と協働す
る。これら２つの要素は互いに回転する。電気ケーブル
65は前記回り継ぎ手コネクタの第１要素63を電気プラグ
に接合し、該プラグはソケット５と協働する。

第２部分61、従って器具62を回転させるには、ストリン
グを地上で少し引き出し、前記部分58および61を第14A
図に示す位置から第14B図に示す位置へ変位させて第２
部分61を回転させる。ついで、ストリングを引き下げ
る。

第10A図と第10B図の実施例は第13図、第14A図および第1
4B図の各実施例と組合せできる。

また、他の装置、例えば器具と直結され（第10B図）ま
たは歯車69、70（第10A図）を介して結合されたモータ6
8を使用して、もしくは第13図に示す実施例の第２管状
要素44のような部分を動かすためにポンプと結合するこ
とによって、器具を回転できる。

さらに、他にも軸線方向運動を回転運動に変換できる装
置があり、例えば、交互軸線方向運動をする部材であっ
て、回転のみを行う中間部分のフィンガと協働する少な
くとも１つのらせん溝を有することによって、この中間
部分を両方向に交互に回転運動させることができるもの
もある。この部分は駆動追歯車（以後ラチエットと称
す）と協働するラチエット爪を備えている。これによっ
て、少なくとも１つのらせん溝を有する部材の交互軸線
方向運動は、駆動ラチエットを連続回転させる中間部分
の交互回転運動に変換される。この駆動ラチエットは器
具と一体的に回転する。

【図面の簡単な説明】

第１図は管連結体の先端に固着する器具１を収納する函
２の断面図、 第２〜６図は本発明の操作を具体的に示す説明図、 第７及び８図は可撓性部分を含む場合の坑井内での器具
及び函の心決め手段を示す説明図、 第９図はストリングの先端に直接固着された器具の例を
示す部分断面図、 第10A及び10B図は遠隔制御により器具を函から突出させ
る本発明の一実施例を示す断面図、 第11A及び11B図は錘りと雌コネクタすなわちソケットと
より形成された組立体のそれぞれ上部と下部とを、雄コ
ネクタすなわちプラグとの連結位置で示す断面図、 第12図は切欠きを有する保持リングの平面図、および、 第13、第14Aおよび第14B図は器具を回転させる手段の各
実施例の概略図である。 1,16,41,62……器具、２……函（又はケーシンング）、
３……管連結体（又はストリング）、４……第１の電気
コネクタ（プラグ）、５……第２の電気コネクタ（ソケ
ット）、6,17,47……ケーブル、７……錘り、８……噴
出防止装置、9,10……ジョー（密封部材）、11……ポン
プ、13……補助部材、14……心決め部材、18……ピスト
ン、21,22……溝、24,25……穴、23……リング、26……
ジョイント、28……スリーブ、29……環状カラー、30…
…段部、31……着座面、32,49,57,60,66……フィンガ、
33……フックリング、34……管状ライニング、42,45…
…リンケージ、36,37……回転装置、43,44……管状要
素、46……回転コネクタ、48,59,67……溝、50,52……
ピストン、54……ばね、56,67……回転防止溝、57,66…
…回転防止フィンガ、63,64……回り継ぎ手コネクタ、6
9,70……歯車

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地表に近いほぼ垂直な部分に続いて、地表
   に対して傾斜する部分、又は更に続いてほぼ水平に近い
   部分を含む坑井中の地表から遠い予め定めた位置で、検
   層や作業等の操作を行うための器具（１）を収納する函
   （２）を予め地上において、地中に挿入すべき最初の管
   材の下端に、その器具の第１の電気コネクタを後で上か
   ら接続できるように上向きになる状態にしてとりつけ、
   該最初の管材を該器具の函と共に坑井中に挿入し、その
   上に次々と管材を連結して押し下げることによって、該
   器具を前記予め定めた位置に到達せしめ、次に流体中で
   使用できる第２のプラグイン型の電気コネクタを電気伝
   送ケーブルの先端にとりつけて地表から引き下げ、前記
   第１の電気コネクタと接続させる方法において、該方法
   が： （ア）前記管材を連結して構成された管連結体（３）の
   先端の前記器具の函（２）がほぼ予め定めた位置に到達
   した時に、特別のサブ（13）の管壁の横穴にシール手段
   を介してケーブルを通し、その先端に第２の電気コネク
   タ（５）と錘り（７）とをとりつけ、該特別のサブ（1
   3）を、それまでに連結した管連結体の上に連結して押
   し下げ、ケーブルを該管連結体の中を滑降させ、 （イ）前記第２のコネクタ（５）に力を加えるように地
   表から管連結体の中に流体を圧入して、該第２のコネク
   タを移動させて前記傾斜又は水平に近い坑井の部分に至
   らしめ、前記第１のコネクタ（４）と完全に接続させ、 （ウ）更に前記特別のサブ（13）の上に管材を連結して
   地中に押し込んで、前記器具の函（２）を予め定めた位
   置まで移動させること、および、 （エ）前記器具（１）を前記管連結体に対して回転させ
   て、前記予め定めた位置における検層又は作業を行える
   ように位置決めすることを特徴とする、坑井内の傾斜又
   は水平部分で専用器具による測定などの操作を行う方
   法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、前記器具（１）が該器具と一致する回転軸をもつ加
   速度計を含み、該器具上の１本の特定された母線が、管
   連結体の中心軸を含む垂直面に含まれる位置に来たこと
   を加速度計の生成する信号によって確認するまで該器具
   を回転してから器具を操作することを特徴とする方法。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、前記器具（１）が互いに直交し且つ、該器具の軸と
   も直交する回転軸を有する２ケの加速度計を含み、該器
   具上の１本の特定された母線と該器具の中心軸とを含む
   面と、該中心軸を含む垂直面とのなす角度が加速度計の
   指示によって測定され得るものであって、該角度が予め
   定められた値となるように、該器具と一緒に回転する管
   連結体の部分を回転させることを特徴とする方法。
4. 【請求項４】坑井中の予め定めた位置において、特定の
   器具を用いて検層、測定などの作業を行うための装置に
   おいて、該装置が： 地表から該予め定めた位置までの坑井内の壁との間に支
   持用の坑内管を必要としないで、該予め定めた位置に器
   具を到達させるための手段として、先ず該器具に電気ケ
   ーブルとの接続用の第１のコネクタ（４）を後から上に
   接続できるように上向きにとりつけて、該器具を剛性で
   中空の最初の管材の下端にとりつけて、坑井中に挿入
   し、該最初の管材の上に次々と管材を連結して押し下げ
   ていって管連結体を構成し次に先端に前記第１のコネク
   タ（４）と嵌合すべき第２のコネクタ（５）を装着した
   電気ケーブル（６）を該管連結体内に通して第１のコネ
   クタ（４）に接続させる手段を含むことによって、構成
   されるものであって： 該電気ケーブル（６）は、管壁に横穴を有する特別のサ
   ブ（13）の該横穴にシール手段を介して挿入され、その
   先端に前記第２のコネクタ（５）と錘り（７）を接続し
   てから、該特別のサブ（13）をそれまでに挿入した管連
   結体の上に連結し、該ケーブルを該連結管体の中を錘り
   の力によって降下させ、その上に更に管材を連結してゆ
   き、更に管連結体の中に流体を圧入して該第２のコネク
   タを前記第１のコネクタと嵌合させた後前記器具を前記
   予め定めた位置内を作業位置までの距離（Ａ）だけ移動
   させることによって、構成される管連結体と器具との組
   合わせを含み、更に、該管連結体と器具との間に介在
   し、該器具を該管連結体に対して回転させるための回転
   手段を含むことを特徴とする装置。
5. 【請求項５】前記器具（１）が、フレキシブルなチュー
   ブ状の部分（38,15）を介して管連結体の先端にとりつ
   けられ、且つ坑井の中で穴の中心に位置決めされるため
   の手段（14）を備えていることを特徴とする、特許請求
   の範囲第４項に記載の装置。
6. 【請求項６】前記器具（１）と管連結体の先端部とを穴
   の中心に位置決めするための手段を備えていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第４項に記載の装置。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第４項に記載の装置におい
   て、前記回転手段が管連結体と一体となっている第１の
   部分（39）と、器具（41）と一緒に回転する第２の部分
   （40）と、該第１の部分と一体となっている第１の筒状
   部分（43）と、該第１の筒状部分と一致する軸をもつ第
   ２の筒状部分（44）とを含み、該第２の部分（40）上に
   とりつけられている少くとも１つのくさび（49）と協働
   して、前記第１の筒状部分を回転させるための溝（48）
   をもつ部分を含むことを特徴とする装置。
8. 【請求項８】特許請求の範囲第７項に記載の装置におい
   て、前記第２の筒状部分（44）が、２つのピストン（5
   0,52）を含み、該２つのピストンの間の該筒状部分に開
   口部があり、該開口部が前記第１の筒状部分上にある開
   口部と協働して流体を通過させることができることを特
   徴とする装置。
9. 【請求項９】特許請求の範囲第４項に記載の装置におい
   て、前記回転手段が管連結体と同軸で、該軸方向に移動
   可能であって、更に溝（59）を有する第１の内側部分
   （58）と、該溝の動きと協働する少くとも１ケのくさび
   （60）をもち、該くさびが溝（60）の動きに伴い軸に対
   して回転させられることによって器具（62）と一緒に回
   転する第２の外側部分（61）とを含むことを特徴とする
   装置。