JPH11505306A - 傾斜掘削用の調節可能なスタビライザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スタビライザ本体（９）がスタビライザサブ（３）により回転可能に支持され、スタビライザ本体はドリルストリングが回転しても坑井に対し実質的に静止状態を維持する。少なくとも一つのスタビライザブレード（１１）がスタビライザ本体により支持されており、スタビライザブレードは坑井の側壁に係合する位置までスタビライザ本体より半径方向に進出可能である。各スタビライザブレードは相互に独立してスタビライザ本体より進出可能であり且つ後退可能である。各スタビライザブレードは傾斜した底壁（１７Ａ）を有する溝（１７）内にて案内され、電動機（１９）により底壁に沿って駆動される。電動機はバッテリ（２５）により駆動され、バッテリはスタビライザサブ（３）により支持された充電コイル（２７）によって誘導結合により充電される。スタビライザブレードの運動は地表より遠隔通信装置を介して制御され、或いはＭＷＤ装置により制御される。

Description

【発明の詳細な説明】 傾斜掘削用の調節可能なスタビライザ技術分野 本発明は、全体的には傾斜坑井を掘削する際に使用される装置に係り、更に詳 細にはドリルストリングにより支持され掘削方向を鉛直方向より変更するための スタビライザ組立体に係る。背景技術 石油等の炭化水素を採掘する目的で傾斜掘削する初期の努力に於いては、機械 的なホイップストック（むちの柄状の部材）が使用され、ホイップストックはそ れまでに形成された鉛直方向の油井内に於いて回転ドリルストリングを鉛直方向 より偏向させるために使用されていた。ホイップストックを使用することの主要 な欠点は、ドリルストリングがホイップストックにより偏向されると、ビット及 びドリルストリングの方向の制御を行うことができないということである。更に ホイップストックの操作は時間を要し、従って高コストである。 傾斜掘削を行う他の一つの方法に於いては、ダウンホールモータやタービンと の組合せにて湾曲サブ又は湾曲可能なサブが使用される。湾曲サブにはドリルス トリングの他の他の部分の鉛直方向の軸線よりドリルビットを数°偏向した位置 に位置決めする湾曲部が形成されている。ダウンホールモータは湾曲サブとドリ ルビットとの間に接続され 或いは湾曲サブ内に組み込まれる。ビットが地層を掘削しそれまでに形成された 坑井の角度及び方向と同一の角度及び方向にて直線的に掘削を継続するよう、ド リルストリング及びダウンホールモータは回転駆動される。ドリルストリングの 方向を変更する必要があるときには、ドリルストリングの回転が停止され、ビッ トが掘削モータにより回転される。この作動モードは、ドリルストリングが坑井 の側壁に対し相対的に回転するのではなく摺動するので「摺動」モードとして知 られている。坑井の偏向された部分に於いては、ドリルストリングはビットに十 分な重さを与えることができないほど坑井の側壁と摩擦接触し、その結果回転掘 削の場合に比して掘削速度が低下する。湾曲サブやモータによる傾斜掘削装置及 び方法の例が１９９４年５月１７日付にて発行された米国特許第５，３１１，９ ５３号公報、１９９２年８月１８日付にて発行された米国特許第５，１３９，０ ９４号公報、１９９１年９月２４日付にて発行された米国特許第５，０５０，６ ９２号公報に記載されている。 他の一つの傾斜掘削装置及び方法に於いては、一対のスタビライザがドリルビ ットより上方に於いて互いに隔置された状態でドリルストリングに設けられる。 スタビライザが調節可能なものであろうと固定されたものであろうと、上側のス タビライザとビットに近い側のスタビライザとの間の直径の差及び二つのスタビ ライザの間の間隔により、 坑井の鉛直方向の軸線よりビットを偏向させることを補助する横方向の力が与え られる。かかるスタビライザ構造は回転掘削装置及びダウンホールモータ装置の 何れにも採用される。スタビライザが調節可能なものであり地表回転試錐に使用 される場合には、各スタビライザブレードは対称性を維持し偏心性及びこれに起 因するラフな作動を回避すべくスタビライザ本体より等距離進出せしめられなけ ればならない。掘削が掘削モータを使用して行われる場合には、掘削モータより 上方の上側のスタビライザは回転駆動されないので、上側のスタビライザには上 述の如き制約は課せられない。スタビライザ構造の例が１９９４年７月２６日付 にて発行された米国特許第５，３３２，０４８号公報、１９９４年３月１５日付 にて発行された米国特許第５，２９３，９４５号公報、１９９３年１月２６日付 にて発行された米国特許第５，１８１，５７６号公報、１９８８年７月１日付に て発行された米国特許第４，７５４，８２１号公報に記載されている。 調節可能なスタビライザ構造に対する一つの修正例は、固定されたスタビライ ザブレードを有するスタビライザ本体であって、ドリルストリング又はスタビラ イザサブと固定されたスタビライザ本体との間に作用して上側のスタビライザと 下側のスタビライザとの間に偏心性を与え、これにより横方向の偏向力を与える ピストンを有するスタビライザ本体を設けることである。かかる構造に於いては 、ド リルストリングの一回転毎にピストンを多数回駆動しなければならず、そのため 機械的構造上及び信頼性の点で不利である。かかる構造の例が１９９１年８月１ ３日付にて発行された米国特許第５，０３８，８７２号公報及び１９７１年７月 ２０日付にて発行された米国特許第３，５９３，８１０号公報に記載されている 。 従って効率的な回転ドリルストリングに使用され、掘削作業者が掘削工程中に ビットの軌道を正確に制御することを可能にする傾斜掘削用組立体が必要とされ ている。発明の開示 本発明の一般的な目的は、坑井内に於ける回転ドリルストリングの方向を制御 する改良された方向制御組立体を提供することである。 本発明のこれらの目的及び他の目的は、ドリルビットに近接してドリルストリ ング内に取り付けられるスタビライザサブを提供することにより達成される。ス タビライザ本体がスタビライザサブにより回転可能に支持され、スタビライザ本 体はドリルストリングが回転する際にも坑井に対し実質的に静止状態を維持する 少なくとも一つのスタビライザブレードがスタビライザ本体により支持されてお り、スタビライザブレードはスタビライザ本体より坑井の側壁に係合する位置ま で半径方向に進出可能である。 本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも三つのスタビライザブレード がスタビライザ本体の周りに互いに 隔置された状態にて配置される。各スタビライザブレードは相互に独立して選択 的に進出可能且つ後退可能である。 また本発明の好ましい実施形態によれば、各スタビライザブレードはスタビラ イザ本体に形成された長手方向溝内に支持され、溝は傾斜した底壁を有し、従っ てスタビライザブレードとスタビライザ本体との間の長手方向の相対運動により スタビライザブレードの進出又は後退が行われる。電動機が各スタビライザブレ ードとスタビライザ本体との間に接続され、スタビライザブレードとスタビライ ザ本体との間に長手方向の相対運動を発生させる。 更に本発明の好ましい実施形態によれば、各スタビライザサブはドリルビット とは反対側の端部に固定スタビライザを含んでいる。リードスクリューが電動機 をスタビライザブレードに接続しており、電動機によってリードスクリューが回 転されることによりスタビライザブレードの長手方向の相対運動が行われる。図面の簡単な説明 図１は本発明による方向制御組立体を示す坑井の縦断面図である。 図２は図１の改良された方向制御組立体のスタビライザ部の立面図である。 図３は図２のスタビライザ部の縦断面図である。 図４Ａ乃至図４Ｄは図１の線４−４に沿う坑井及びスタビライザ部の横断面図 である。 図５は図１の方向制御組立体の調節可能なスタビライザの作動及び制御を示す フローチャートである。好ましい実施形態の説明 添付の図面、特に図１には、方向制御組立体が配置された坑井１の縦断面図が 図示されている。方向制御組立体はスタビライザサブ３を含み、スタビライザサ ブ３はねじ式のツールジョイントにより従来の回転ドリルストリング（図示せず ）に従来の要領にて接続されている。ドリルビット５（固定カッタ式又は回転カ ッタ式の何れであってもよい）がスタビライザサブ３の下端に固定されている。 固定スタビライザ７がスタビライザサブ３により支持され、ドリルビット５より 隔置されている。複数個のスタビライザブレード１１を含む調節可能なスタビラ イザ９が、スタビライザサブ３によりドリルビット５の近傍にてスタビライザサ ブの下端に支持されている。アッパスタビライザ７は本発明による方向制御組立 体の多様性を更に増大させるべく調節可能なスタビライザであってよい。 図２及び図３はそれぞれ本発明による方向制御組立体の立面図及び縦断面図で ある。実質的に円筒形のスタビライザ本体１３が軸受及びシール１５により実質 的に円筒形のスタビライザサブ３の外面に接続されており、軸受及びシール１５ によりスタビライザ本体１３はスタビライザサブ３に対し相対的に回転すること ができ、またスタビライザサブ３とスタビライザ本体１３との間の環状空間に潤 滑油 が維持される。 本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも四つのスタビライザブレード １１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄがスタビライザ本体１３に設けられた長手方向 溝１７内に受け入れられており、舌形及び溝形構造により溝１７内に保持されて いる。各長手方向溝１７は傾斜した底壁１７Ａを有し、底壁１７Ａはスタビライ ザブレード１１Ａ〜１１Ｄと底壁１７Ａとの間に長手方向の相対運動が生じるこ とによりスタビライザブレード１１Ａ〜１１Ｄがスタビライザ本体１３より半径 方向に進出せしめられ後退せしめられるよう傾斜面を郭定している。各溝１７に は二分の一馬力の電動機１９が設けられている。電動機１９はリードスクリュー ２１を回転させ、リードスクリュー２１は上述の長手方向の相対運動を行わせる よう各スタビライザブレード１１Ａ〜１１Ｄに担持されたボールナット（図示せ ず）に係合している。 本発明の好ましい実施形態によれば、各リードスクリュー２１は、調節可能な スタビライザ９がドリルストリングを坑井内に固着させることを防止すべく、ス タビライザ９が各スタビライザブレード当り１万ポンド（１４００kg）の軸線方 向の固着荷重に曝されると降伏するよう構成されている。各スタビライザブレー ド１１Ａ〜１１Ｄには電動機１９及びリードスクリュー２１の形態にてそれ自身 のアクチュエータが設けられているので、スタビライザブレー ドはスタビライザ本体１３に対し相互に独立して進出及び後退可能である。電動 機１９はリードスクリュー２１の回及びスタビライザ本体１３よりの各スタビラ イザブレード１１Ａ〜１１Ｄの進出を正確に制御することができるステップモー タやサーボモータであることが好ましい。 電動機１９及びリードスクリュー２１の回転を制御し、これによりスタビライ ザ本体１３よりのスタビライザブレード１１Ａ〜１１Ｄの進出を制御すべく、マ イクロプロセッサ２３、即ち制御装置が各電動機１９に接続されている。スタビ ライザ本体１３に担持されたマイクロプロセッサ２３は各電動機１９に設けられ たエンコーダより位置データを読み込んで各スタビライザブレード１１Ａ〜１１ Ｄの進出を確認する従来の手段を含んでいる。マイクロプロセッサ２３及び電動 機１９はスタビライザ本体１３内に支持されたバッテリ２５により駆動される。 バッテリ２５はスタビライザサブ３内にて周方向に互いに隔置された複数個の充 電コイル２７により誘導結合によって充電されることが好ましい。充電コイル２ ７はスタビライザサブ３により支持された従来の掘削流体駆動式発電機又はドリ ルストリング内に配置された独立の掘削中測定（ＭＷＤ）装置により付勢される ことが好ましい。 図４Ａ〜図４Ｄは図１の線４−４に沿う坑井１、スタビライザ本体１３、スタ ビライザブレード１１Ａ〜１１Ｄの横断面図であり、ドリルビット５の軌道に種 々の影響を有 するスタビライザブレード１１Ａ〜１１Ｄの種々の形態を示している。便宜の目 的で、上側のスタビライザブレードには符号１１Ａが付されており、右側のスタ ビライザブレードには符号１１Ｂが付されており、下側のスタビライザブレード には符号１１Ｃが付されており、左側スタビライザブレードには符号１１Ｄが付 されている。 図４Ａに於いて、調節可能なスタビライザ９は鉛直方向よりの角度を低減する 形態、即ち鉛直方向よりの偏向度合を低減する形態をなしている。この形態に於 いては、上側のスタビライザブレード１１Ａはスタビライザ本体１３を越えて坑 井１の側壁に係合するまで進出せしめられ、下側のスタビライザブレード１１Ｃ はほぼ完全に後退せしめられた状態にある。本発明の好ましい実施形態によれば 、互いに対向するスタビライザブレード１１Ａ、１１Ｃはビット５の外径又は坑 井１よりも小さい直径の位置まで進出可能である。勿論互いに対向するスタビラ イザブレード１１Ａ、１１Ｃは坑井１内に於ける固着を防止すべく同時に完全に 進出せしめられることはない。このことは互いに対向するスタビライザブレード １１Ｂ、１１Ｄについても同様であり、これらのスタビライザブレードは図示の 角度低減形態に於いてはビット５の外径及び坑井１よりも小さい中間位置まで進 出せしめられる。 図４Ｂに於いては、スタビライザ９は坑井１内に於いて鉛直方向よりの角度を 増大する形態、即ち鉛直方向よりの 偏向度合を増大する形態にて図示されている。この形態に於いては、下側のスタ ビライザブレード１１Ｃはほぼ完全に進出せしめられ、上側のスタビライザブレ ード１１Ａはほぼ完全に後退せしめられた状態にある。更に右側のスタビライザ ブレード１１Ｂ及び左側のスタビライザブレード１１Ｄはビット５の外径及び坑 井１よりも小さい中間位置まで進出せしめられている。 図４Ｃはビット５を左方へ方向転換する形態にてスタビライザ９を示しており 、この形態に於いては、ビット５の方向の転換が可能であるよう、右側のスタビ ライザブレード１１Ｂはほぼ完全に進出せしめられ、左側のスタビライザ１１Ｄ は後退せしめられた状態にある。また上側のスタビライザブレード１１Ａ及び下 側のスタビライザブレード１１Ｃは角度を維持するようビット５の外径及び坑井 １よりも小さい中間位置まで進出せしめられている。 同様に図４Ｄはビット５を右方へ方向転換する形態にてスタビライザ９を示し ており、この形態に於いては、左側のスタビライザブレード１１Ｄはほぼ完全に 進出せしめられ、右側のスタビライザブレード１１Ｂはほぼ完全に後退せしめら れた状態にあり、上側のスタビライザブレード１１Ａ及び下側のスタビライザブ レード１１Ｃは角度を維持するよう中間位置まで進出せしめられた状態にある。 図４Ａ乃至図４Ｄは本発明による方向制御組立体のスタビライザ９の種々の形 態のうちの四つの形態を示している が、各スタビライザブレード１１Ａ〜１１Ｄは相互に独立して進出可能であるの で、実質的に無限に種々のスタビライザの形態及びビットの軌道が可能である。 勿論スタビライザ９を実質的に無限に調節可能であることは、ドリルストリング が回転する際にもスタビライザ本体１３が坑井１に対し実質的に静止状態を維持 するようスタビライザ本体１３をスタビライザサブ３に対し回転可能に接続する ことによって可能にされる。このことによりスタビライザブレード１１Ａ〜１１ Ｄを偏差的に、即ち非対称に進出することができ、これによりスタビライザ９の 種々の形態により広範囲に亘る種々の軌道を達成することができる。 勿論スタビライザ本体１３が坑井の側壁に対し完全に静止状態を維持すること を期待することはできない。スタビライザ本体１３の内径部とスタビライザサブ ３の外径部との間の摩擦力はスタビライザブレード１１Ａ〜１１Ｄと坑井の側壁 との間の摩擦力よりも小さく、従ってスタビライザ本体１３は１００〜５００フ ィート（３０〜１５０ｍ）の掘削が行われる度毎に約１回転する。かくしてスタ ビライザ本体１３がゆっくりと回転すると、上側のスタビライザブレード１１Ａ は右側のスタビライザブレード１１Ｂの方向へ向けて移動しようとし、これと同 様のことがスタビライザブレード１１Ｃ及び１１Ｄにも生じる。スタビライザブ レード１１Ａ〜１１Ｄの方向が坑井１の側壁に対し変化すると、ビット５の軌道 を所望の方向に維持するよう補 正が行われなければならない。 各加速度計が直交座標軸に整合された三軸式加速度計がスタビライザ本体１３ により支持されマイクロプロセッサ２３に接続されており、これによりスタビラ イザ本体１３の傾斜角やスタビライザ本体１３及びスタビライザブレード１１Ａ 〜１１Ｄの回転方向を測定することができるようになっている。マイクロプロセ ッサ２３はスタビライザサブ３の方向の変化を自動的に補正するようプログラム されており、或いは適当な応答が可能であるようＭＷＤ装置を介してこの情報を 地表へ通信することができる。ＭＷＤ装置が使用される場合には、マイクロプロ セッサ２３とＭＷＤ装置の遠隔通信部分との間に於いて二方向の無線通信が可能 であるようＡＭ無線トランシーバ（図示せず）がスタビライザ本体１３により支 持され、ＭＷＤ装置の遠隔通信部分は幾つかの従来の遠隔通信手段や導線の何れ かを介して地表と通信可能な状態に設定される。 同様に、地層物質の予期せぬ変化やビット５の掘削特性などに起因するビット の軌道の予期せぬ変化を補正すべく、スタビライザ９の形態を故意に変更するこ とが好ましいことが多い。従ってスタビライザ９の適当な形態は地表に於いて決 定され、或いはマイクロプロセッサ２３又はマイクロプロセッサ２３と通信可能 なドリルストリング内のＭＷＤ装置に予めプログラムされる。次いで電動機１９ 、リードスクリュー２１、スタビライザブレード１１Ａ〜１１Ｄ が所望の軌道又は軌道の補正が達成されるよう適宜に調節される。 図５は本発明による方向制御組立体の制御シーケンス及び作動を示すフローチ ャートである。これより本発明による方向制御組立体の作動を図１乃至図５を参 照して説明する。まず第一に、傾斜掘削の開始が必要である屈曲点、即ち方向転 換点まである長さの鉛直方向の坑井を掘削すべく、ビットがドリルストリングに 組み付けられる。屈曲点の手前や屈曲点の直後に於いてドリルビットの寿命がく ることがないほど屈曲点が十分に浅い場合には、鉛直方向のドリルストリングは 固定スタビライザ７及び調節可能なスタビライザ９と共にスタビライザサブ３を 含んでいてよい。坑井の鉛直方向の部分に於いて、スタビライザブレード１１Ａ 〜１１Ｄは完全に後退せしめられ或いはビット５の外径及び坑井１よりも小さい 位置に位置決めされ、スタビライザ７及び９はただ単に心出し装置として機能す る。 屈曲点に於いては、スタビライザ９及びスタビライザブレード１１Ａ〜１１Ｄ は図５のステップ１０１にて示されている如く軌道の屈曲を行う形態に設定され る。互いに隔置されたスタビライザ７及び９により制御された状態での非整合が 行われることにより、スタビライザサブ３及びビット５が坑井１の鉛直方向の軸 線より偏向され、これにより傾斜掘削が開始される。 図５のステップ１０３により示されている如く、スタビ ライザ本体１３は坑井１に対する相対回転についてマイクロプロセッサ２３のみ により又は地表と通信可能な状態にあるＭＤＷ装置及びマイクロプロセッサ２３ により監視される。スタビライザ本体１３の回転が検出されると、その情報はマ イクロプロセッサ２３へ通信され又はマイクロプロセッサ２３を介して通信され 、マイクロプロセッサ２３は補正動作を行ってスタビライザブレード１１Ａ〜１ １Ｄの形態を再度調節し、これにより坑井１内に於けるスタビライザ本体１３の 回転を補償する。 スタビライザ本体１３が回転してはいないことが検出されると、図５のステッ プ１０５に於いて軌道の変更が必要であるか否かが判定される。軌道の変更はマ イクロプロセッサ２３にプログラムされており、スタビライザ本体１３により支 持された加速度計よりの測定結果又は軌道の変更が好ましいことを示すＭＷＤ装 置よりの検出データにより開始され、或いは軌道の変更が是認されることを示す 地表に於いて検出され又は監視された表示が存在する場合には地表より遠隔通信 装置を介してマイクロプロセッサ２３へ通信されるデータにより開始される。 図５のフローチャートにより示されている如く、スタビライザ本体１３の回転 が検出されず、軌道の変更や修正も必要ではない場合には、マイクロプロセッサ ２３は何れかの状況が生じた場合に適当な応答が可能であるよう両方の状況の監 視を継続する。 本発明によれば、従来の方向制御組立体や方向制御装置に勝る多数の利点が得 られる。主要な一つの利点は方向制御組立体が効率的な回転掘削法及びその高い 掘削速度との関連で使用されるよう構成されていることである。本発明による方 向制御組立体は掘削工程中に於けるビットの偏向や軌道の変更を行うための複雑 な油圧装置や機械的装置を必要としない。 以上に於ては本発明を好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の 実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて変更や修正が行われて よい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年４月３０日 【補正内容】 請求の範囲 １．坑井（１）内に於ける回転ドリルストリングの方向を制御する改良された方 向制御組立体であって、ドリルストリング（３）内に取り付けられるスタビライ ザサブ（９）と、前記スタビライザサブにより回転可能に支持され、前記ドリル ストリングが回転する際にも坑井に対し実質的に静止状態を維持するスタビライ ザ本体（１３）とを有する改良された方向制御組立体にして、 少なくとも一つのスタビライザブレードが前記スタビライザ本体により支持さ れており、前記スタビライザブレードは坑井の側壁に係合する位置まで前記スタ ビライザ本体より半径方向に進出可能であり、前記スタビライザブレードは前記 スタビライザサブが坑井内にて固着した状態になると前記ドリルストリングに十 分な軸線方向の力が与えられた段階で最小の半径方向の寸法に後退するよう前記 スタビライザ本体により支持されていることを特徴とする改良された方向制御組 立体。 ２．坑井（１）内に於ける回転ドリルストリングの方向を制御する改良された方 向制御組立体であって、ドリルストリング（３）内に取り付けられるスタビライ ザサブ（９）と、前記スタビライザサブにより回転可能に支持され、前記ドリル ストリングが回転する際にも坑井に対し実質的に静止状態を維持するスタビライ ザ本体（１３）とを有する改良された方向制御組立体にして、 前記スタビライザ本体により支持された少なくとも一対の実質的に互いに対向 するスタビライザブレードを含み、前記スタビライザブレードは坑井の側壁に係 合する位置まで相互に独立して前記スタビライザ本体より半径方向に進出可能で あり、前記スタビライザブレードは前記スタビライザサブが坑井内にて固着した 状態になると前記ドリルストリングに十分な軸線方向の力が与えられた段階で最 小の半径方向の寸法に後退するよう前記スタビライザ本体により支持されている ことを特徴とする改良された方向制御組立体。 ３．坑井（１）内に於ける回転ドリルストリングの方向を制御する改良された方 向制御組立体であって、ドリルストリング（３）内に取り付けられるスタビライ ザサブ（９）と、前記スタビライザサブにより回転可能に支持され、前記ドリル ストリングが回転する際にも坑井に対し実質的に静止状態を維持するスタビライ ザ本体（１３）とを有する改良された方向制御組立体にして、 前記スタビライザ本体の外面に形成され、傾斜した底壁を有する少なくとも一 つの長手方向溝（１７）と、 前記スタビライザ本体の前記溝内に配置された少なくとも一つのスタビライザ ブレード（１１）であって、前記スタビライザブレードは坑井の側壁に係合する 位置まで相互に独立して前記スタビライザ本体より半径方向に進出可能であり、 前記スタビライザブレードは前記傾斜した底壁を 有する前記溝内にて長手方向に運動することにより坑井の側壁に係合する位置ま で前記スタビライザ本体より半径方向に進出可能であり、前記スタビライザブレ ードは前記スタビライザサブが坑井内にて固着した状態になると前記ドリルスト リングに十分な軸線方向の力が与えられた段階で最小の半径方向の寸法に後退す るよう前記スタビライザ本体により支持された少なくとも一つの長手方向溝（１ ７）と、 前記スタビライザ本体により支持され、前記スタビライザブレードに接続され 、前記溝内にて前記スタビライザブレードを長手方向に運動させる電動機（１９ ）と、 前記スタビライザサブにより支持され、前記電動機と電気的に接続された電源 と、 を含んでいることを特徴とする改良された方向制御組立体。 ４．各スタビライザブレードは前記スタビライザ本体に形成された長手方向溝内 に配置されており、前記溝は傾斜した底壁を有し、前記スタビライザブレードと 前記スタビライザ本体との間の長手方向の相対運動により前記スタビライザブレ ードの進出又は後退が行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の改良さ れた方向制御組立体。 ５．前記スタビライザ本体の周りに互いに隔置された少なくとも三つのスタビラ イザブレードを含んでいることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の改 良された方向制御組立体。 ６．各スタビライザブレードと前記スタビライザ本体との間に接続され、前記ス タビライザブレードと前記スタビライザ本体との間に長手方向の相対運動を発生 させる電動機（１９）を含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載の改 良された方向制御組立体。 ７．前記スタビライザサブは前記ドリルビットとは反対側の端部に固定スタビラ イザ（７）を含んでいることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の改良 された方向制御組立体。 ８．前記スタビライザ本体の周りに互いに隔置された四つのスタビライザブレー ドを含んでいることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の改良された方 向制御組立体。 ９．前記スタビライザ本体の外周に形成された長手方向溝内に互いに隔置され状 態にて配置された四つのスタビライザブレードと、前記スタビライザ本体により 支持された四つの電動機とを含んでいることを特徴とする請求項３に記載の改良 された方向制御組立体。 １０．リードスクリュー（２１）が前記電動機を前記スタビライザブレードに接 続しており、前記電動機によって前記リードスクリューが回転されることにより 前記スタビライザブレードが前記溝内にて長手方向に駆動されることを特徴とす る請求項３に記載の改良された方向制御組立体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＲ ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＧＢ，ＧＥ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｓ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．坑井内に於ける回転ドリルストリングの方向を制御する改良された方向制御 組立体にして、 ドリルストリング内に取り付けられるスタビライザサブと、 前記スタビライザサブにより回転可能に支持され、前記ドリルストリングが回 転する際にも坑井に対し実質的に静止状態を維持するスタビライザ本体と、 前記スタビライザ本体により支持された少なくとも一つのスタビライザブレー ドであって、坑井の側壁に係合する位置まで前記スタビライザ本体より半径方向 に進出可能な少なくとも一つのスタビライザブレードと、 を含んでいることを特徴とする改良された方向制御組立体。 ２．前記スタビライザ本体の周りに互いに隔置された少なくとも三つのスタビラ イザブレードを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の改良された方向制 御組立体。 ３．各スタビライザブレードは前記スタビライザ本体に形成された長手方向溝内 に支持され、前記溝は傾斜した底壁を有し、前記スタビライザブレードと前記ス タビライザ本体との間の長手方向の相対運動により前記スタビライザブレードの 進出又は後退が行われることを特徴とする請求項１に記載の改良された方向制御 組立体。 ４．各スタビライザブレードと前記スタビライザ本体との間に接続され、前記ス タビライザブレードと前記スタビラ イザ本体との間に長手方向の相対運動を発生させる電動機を含んでいることを特 徴とする請求項３に記載の改良された方向制御組立体。 ５．前記スタビライザサブは前記ドリルビットとは反対側の端部に固定スタビラ イザを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の改良された方向制御組立体 。 ６．坑井内に於ける回転ドリルストリングの方向を制御する改良された方向制御 組立体にして、 ドリルビットに近接してドリルストリング内に取り付けられるスタビライザサ ブと、 前記スタビライザサブにより回転可能に支持され、前記ドリルストリングが回 転する際にも坑井に対し実質的に静止状態を維持するスタビライザ本体と、 前記スタビライザ本体により支持された少なくとも一対の実質的に互いに対向 するスタビライザブレードであって、 坑井の側壁に係合する位置まで相互に独立して前記スタビライザ本体より半径方 向に進出可能な少なくとも一対の実質的に互いに対向するスタビライザブレード と、 を含んでいることを特徴とする改良された方向制御組立体。 ７．前記スタビライザ本体の周りに互いに隔置された四つのスタビライザブレー ドを含んでいることを特徴とする請求項６に記載の改良された方向制御組立体。 ８．各スタビライザブレードは前記スタビライザ本体に形成された長手方向溝内 に支持され、前記溝は傾斜した底壁 を有し、前記スタビライザブレードと前記スタビライザ本体との間の長手方向の 相対運動により前記スタビライザブレードの進出又は後退が行われることを特徴 とする請求項６に記載の改良された方向制御組立体。 ９．各スタビライザブレードと前記スタビライザ本体との間に接続され、前記ス タビライザブレードと前記スタビライザ本体との間に長手方向の相対運動を発生 させる電動機を含んでいることを特徴とする請求項７に記載の改良された方向制 御組立体。 １０．前記スタビライザサブは前記ドリルビットとは反対側の端部に固定スタビ ライザを含んでいることを特徴とする請求項７に記載の改良された方向制御組立 体。 １１．坑井内に於ける回転ドリルストリングの方向を制御する改良された方向制 御組立体にして、 ドリルビットに近接してドリルストリング内に取り付けられるスタビライザサ ブと、 前記スタビライザサブにより回転可能に支持され、前記ドリルストリングが回 転する際にも坑井に対し実質的に静止状態を維持するスタビライザ本体と、 前記スタビライザ本体の外面に形成され、傾斜した底壁を有する少なくとも一 つの長手方向溝と、 前記溝内にて前記スタビライザ本体により支持された少なくとも一つのスタビ ライザブレードであって、前記溝内に於ける長手方向の運動により坑井の側壁に 係合する位置 まで相互に独立して前記スタビライザ本体より半径方向に進出可能な少なくとも 一つのスタビライザブレードと、 前記スタビライザ本体により支持され、前記スタビライザブレードに接続され 、前記溝内にて前記スタビライザブレードを長手方向に運動させる電動機と、 前記スタビライザサブにより支持され、前記電動機と電気的に接続された電源 と、 を含んでいることを特徴とする改良された方向制御組立体。 １２．前記スタビライザ本体の外周に形成された長手方向溝内に互いに隔置され た状態にて配置された四つのスタビライザブレードと、前記スタビライザ本体に より支持された四つの電動機とを含んでいることを特徴とする請求項１１に記載 の改良された方向制御組立体。 １３．リードスクリューが前記電動機を前記スタビライザブレードに接続してお り、前記電動機によって前記リードスクリューが回転されることにより前記スタ ビライザブレードが前記溝内にて長手方向に駆動されることを特徴とする請求項 １１に記載の改良された方向制御組立体。 １４．前記スタビライザサブは前記ドリルビットとは反対側の端部に固定スタビ ライザを含んでいることを特徴とする請求項７に記載の改良された方向制御組立 体。 １５．坑井内に於けるドリルストリングの方向を制御する方法にして、 ドリルビットより上方にてドリルストリング内にスタビ ライザサブを組み付ける工程であって、前記スタビライザサブは該スタビライザ サブにより回転可能に支持され前記ドリルストリングが回転する際にも坑井に対 し実質的に静止状態を維持するスタビライザ本体と、前記スタビライザ本体によ り支持された少なくとも一対のスタビライザブレードであって、坑井の側壁に係 合する位置まで相互に独立して前記スタビライザ本体より半径方向に進出可能な 少なくとも一対のスタビライザブレードとを含む工程と、 各スタビライザブレードを坑井の側壁に係合する位置まで選択的に且つ相互に 独立して進出させ、前記スタビライザブレードを坑井の側壁と係合した状態より 選択的に且つ相互に独立にして後退させ、これにより前記ドリルビットの掘削方 向を変化させる工程と、 を含んでいることを特徴とする方法。 １６．前記スタビライザブレードを相互に独立して進出させ後退させる前記工程 は遠隔通信装置を介して地表より制御されることを特徴とする請求項１５に記載 の方法。 １７．前記スタビライザブレードを相互に独立して進出させ後退させる前記工程 は前記ドリルストリング内に支持された掘削中測定装置により制御されることを 特徴とする請求項１５に記載の方法。