JPS58193477A - 穴探査装置、その製造法及びその使い方 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に穴掘り及び探査に係り、特に、穴探査装
置、その製造法及びその使い方に係る。

油井やその他の穴を地中に掘削する場合には、掘削を行
なう場所や、地表面下の相当の距膚（目でおける穴の正
離な位置を測定することがしばシ、ニ゛必要とされる。

このため、探査プローブが穴に挿入され、このプローブ
からのデータが地上で分析されて、グローブの位置が測
定される。又、掘削を進めていく方向を決定したりこの
方向を制御したりすることも所望される。

これまでに提供されている穴探査装置で１１、上記のプ
ローブが、一般に、不柳性金属殻をもつ細長い堅固な本
体を備えている。この型式のグローブは比較的半径の短
い（例えば、直径が７．９ないしコ、ｊαｉ！度の穴に
おいて１５ないし、？０ｃｔｒの半径）曲り部には通す
ことができず、従ってこｔｌらのプローブは若干の穴に
は使用できない。穴内で　　１□′管や、ドリルノ量イ
ブやケースを切断する器具も提供されている。これらの
器具は、一般に、細長い堅固なハウジング内に収容され
た遠隔起爆式の火薬を１つ以上有している。この型式の
器具も、比較的半径の小さい曲り部には通すことができ
ないと共に若干の穴には使用上適していないという点で
、これまでに提供されている探査・測定装置と四種の制
約及び欠点がある。

本発明の一般的な目的は、新規で且つ改良された穴探査
装置、その製造法、及びその使い方を提供することであ
る。

本発明の別の目的は、穴を掘削する案内体としても利用
できるような上記特徴の装置及び方法を提供することで
ある。

本発明の更に別の目的は、管やドリルパイグやケースの
切断にも利用できるような上記％徴の装置及び方法を提
供することである。

本発明の更に別の目的は、比較的小さな半径の曲り部を
もつ穴に用いるのに適した上記特徴の装置及び方法を提
供することである、 本発明の更に別の目的は、経済的に製造できる上記特徴
の装置を提供することである。

これら及び他の目的は１本発明によれば、穴内に挿入さ
れ、穴の比較的小半径の曲り部にも自由に通せるような
細長い可撓性グローブを提供することによって達成され
る。

このプローブは、７つ以上のセンサと、クツシ璽ン材を
含む可撓性本体に離間状態で埋設された火薬又はこれと
同様のものと、引張り強さの大きい織物より成る可撓性
の外部ケースとを備えている。上記グローブは、水や空
気のような加圧流体によってピストン状の形態で穴内に
送られ、上記可撓性本体は比較的半径の小さい曲り部に
グローブを自由に通せるようＫする。グローブからの信
号を処理する装置は地上に配ｆＩｉされ、この装置は可
撓性ケーブルによってグローブに相互接続される。

第１図に示されたように、探査装置は、探査さるべき穴
１２へ挿入される細長い可撓性プローブ１１を備えてい
る。穴は図示されたような地中の穴であって龜よいし、
或いは・母イブや管の開口のような直径の限定された細
長い開口であってもよい。プローブの断面は一般的に円
形であり、プローブの外径は穴の内径より若干小さく、
例えば、穴の直径が八９ないし２．５α程度の場合は、
グローブの直径が八ｇないしコ謙α程度である。グロー
ブの長さはその直径より実質的に大きく、例えば、グロ
ーブの直径が八ｇαの場合には、その長さが７−〇儂程
度である。

可撓性の測定クーゾル１６はプローブの／端から軸方向
に延ひ、グローブと地上の装置との間で電力及び信号を
伝送する。このケーブルは一般設計のものであり、ステ
ンレススチールのような適当な材料の複数の補強ストラ
ンドが被せられた機数本の可撓性電気導体を有している
。このケーブルは地上ではケーブルリール１８に巻き取
られており、大円へ送られたケーブルの長さは、このリ
ールに接続されたケーブル長さ指示器１９によって監視
される。

地上では、グローブが適当なインター７エイスユニツト
２２によってマイ、クロコンピユータ２１に接続される
。このマイクロコンピュータはプローブ及びケーブル長
さ指示器からの信号を処理１２、グローブが置かれてい
る領域の穴の位置及び／又は向きを決定する。

第一図に示されたように、プローブ１１は３個の方向セ
ンサ２１ないし２３のような装荷物（ｐａｙｌｏａｄ）
を備え、これらセンサは直交基準軸に対するセ／すの方
向に対応する電気信号を発生する。この実施例では、セ
ンサ２１の基準軸がプローブの軸に揃えられ、センサ２
２，２３の軸はそれに垂直な半径方向に揃えられる。こ
れらのセンサ２１ないし２３は既知の設計の適当なセン
サであり、＄束ｆ−）コンノ９スや磁力計を含む。ここ
で使用する磁力計という語は、自然の磁束軸又は人工の
磁束線を検出できるいかなる装置も意味し、一つの一般
型式の出力計としてはホール効実装箇及び磁束ダート変
成器システムが挙げられる。他の適当なセンサとしては
、ジャイロスコープや慣性装置が含まれる。センサ２１
ないし２３は、プ　　　□ローブ内の電力・信号調整モ
ジュール２６を経てケーブル１６に接続される。プロー
ブは傾斜旧２７も備えており、これは縦軸に対するプロ
ーブの向きに相当する信号を発生する。所望ならば、器
具の偏角のような付加的な情報を与えるように更に別の
傾斜計を含むことができる。適当な傾斜計としては、加
速度計や電解レベル計や根子装置が含まれる。ケーブル
と、電力・信号Ｉ！１６Ｉｖ、モジュール及びプローブ
内の他の素子との間の電気接続は、適当な既知の設計の
コネクタ２８によって行なわれる。

センサ２１ないし２３、モジュール２６、傾斜計２７及
びコネクタ２８はプローブ１１の軸に沿って離間されて
おり、可撓性の宵気導体３１によって相互接続されてい
る。或いは父、これらの電気部品は、可撓性の回路板上
に作らね、でもよいし、複数個の比較的短い堅固な区分
を１つ以上の可撓性区分で相互接続したものを有する回
路板上に作られてもよい。これらの素子は引張り強さの
大きい細長い可撓性のケース３２内に封入される。この
ケースは蓋され、グローブの遠方端ではクランプ３４に
よってステンレススチールの突起部片３３に同定され、
そしてグローブの近方端ではクラン７”３５によってコ
ネクタ２８へ固定さｔｌ、ひいては測定ケーブル１６へ
固定される。

ここに示す好ましい実施例では、ケース３２は、引張り
強さが大きく即ちステンレススチールよりも引張り強さ
が大きく好ましくは／７！；００勤／　ｒｖ　’以上で
あるようなファイバで編まれた織物より成る。ここに取
り上げる好ましい織物の１つは、デュポン社によりＫｅ
ｖｌａｒ　　という商標で製造されている芳香ポリアミ
ドファイバである。このファイバの引張り強さは２ｇ０
００　Ｋｔ　／　１２程度である。又、グラファイトフ
ァイノぐや、ガラスファイバや、ナイロンファイバやホ
ウ素ファイバを含む引′張り強酵の高い他の適当なファ
イバを使用することもできる。

ケース３２の内部には、センサや他の電気部品を取り巻
いてこれらのクッション作用を果たす可撓性の電気絶縁
材３６が充填される。この材料と、外部ケースとによっ
て、穴の比較的小半径の曲り部に自由に通すことのでき
る可撓性本体が形成される。適当な材料としては、シリ
コーンやその他の合成ゴム材例えばＤ６ｖｃＯｎ　’（
商標）／リウレタン又ｉｆ　８１１ａａｔｉｅ　　とい
う商標で販売されているシリコーンゴムが含まれる。可
撓性の材料は固体状態であってもよいし流体状態であっ
てもよい、適当な流体材料には、誘電率が高くそして蒸
気圧が低いシリコーンやフルオロカーデンが含まれる。

この流体はｒルの状態にあり、比較的粘性が高いことが
好ましい。１つの特に適ｌ−た流体材料はＤｏｗ　Ｃｏ
ｒｎｌｎｇ　２００流体として知られているシランーリ
マである。或いは、固体のクッション材の場合には、織
物のケースを除去でき、所望の引張り強変を与えるよう
に、軸方向に延びるファイ・ぐをこの材料に埋設するこ
とができる。この場合には、本体が曲げられた時に本体
がこわれないようにするためにファイバが材料内で軸方
向に動けることミが望ましい。

ケース３２の外面には、プローブが穴全自由に通りやす
くする？リテトラフルオロエチレン（テフロン）のよう
な潤滑材を塗布することができる。

彼達するように１デローゾを穴に通しやすくする　ｌ′
ために１本体の近方端付近で本体の外壁に可撓性の’／
−ル９ング４１が固定される。このシールの外径は、プ
ローグが使用される開口の内壁とすべりシール係合する
ような大きさに選択され、種々の直径のケースに対して
交換できるように種々のサイズ及び形状のシールを取り
付けることができる。プローグを穴から引き出す時にプ
ローブの頭部の後方に真空が生じるのを防止するために
、流路（図示せず）をシールにパイノｆスさせることが
できる。

ここに示す７つの好ましい製造法においては、プローグ
の電気部品を互いに接続しそして所望の離間関係でケー
ブル１６から垂直方向に懸架する。

ケース３２の開端が上方に向くようにしてこれら部品に
同軸的にケース３２を配置する。次いで流体のシリコー
ンゴム材をケースに注ぎ込み、可撓性本体を形成する。

コネクタ２８を設置し、プローブ内のリード及びケーブ
ル１６の導体に電気的に接続し、ケースの開端をコネク
タに対して引張り、そしてクランプ３３を設置する。

固体のクッション材の場合は、この材料を電気部品の周
りに１つ以上の次々の層として成形し、＊＊する層を互
いに若干動かせるようにする。次いで電気部品及びクッ
ション材を７つのユニットとして織物ケースに挿入する
。

使用に際し、探査又は掘削さるべき穴の上部にデ四−ブ
１１を挿入し、加圧流体（例えば、水又は空気）をプロ
ーブの上から大円へ流し込み、ピストンのようＫして穴
を通してプローブを下方に進ませる。この場合、シール
４１ｉｔ、プローグの本体と、穴の壁又はプローブを挿
入する他の開口の壁との間のシールを形成する。流体が
プローブの手前で大円に九まつ要理合には、例えばポン
プで流体を穴から排出させるか、ケーブルによって穴か
らデｐ−デを引き抜くか、陵いは穴の周りの地層内へ流
体を吸い込ませるか、というような適当な手段によって
流体を除去することができる。

プローグが穴の曲り部に達すると、本体が撓み、プロー
グは曲り部を自由に通り抜ける。前記したように１デロ
ーデは、比較的半径の小さい曲９部、例えば直径／、デ
ないしコ、ｓ備の穴において半径／！ｒｃａの曲り部を
通ることができる。プローブは、測定ケーブルを引張る
ことにより穴から引き抜かれる。

グローブ１１け、比較的直径が小さいので、穴掘削シス
テムの案内体として用いるのにも適している。この場合
は、グローブがドリルモータハウジング自体に取り付け
られるか、或いはドリルヘッド付近の流体流路に取り付
けられ、ケーブル１６は流体流路又は井戸ケース内の別
の適当な流路を経て地上へと延びるようにされる。地上
では、プローブからの信号が処理され、これを用いてド
リルの方向が制御される。

プローブ内の装荷物即ち測定器としては、方向センサに
加えて、例えば、温度や圧力や核放射線や水素イオン濃
寂のようなものを測定する機能を果たす他のセンナや、
掘削されている地層の特性を測定する装置を含ませるこ
とができる。

本発明は、穴内のドリルノ々イデ、管及び／又はケース
を切断する器具にも有用である。本発明により形成され
九この型式の器具は＠１図及び第３図の装置と同様であ
るが、センサ２１−２３に代つて電気起一式の火薬を備
えている。火薬ｉ／ｌ既知の＃１戒の適当な火薬であり
、倒えはイレット父はプラスチックＣ３又はＲＤＸであ
る。電気起爆信号はケーブル１６及びグローブ内の電気
リードによって火薬釦送られる。火薬は、所要の形式の
切断作用、例えば管の端からドリルヘッドを切り離す念
めの集中爆発作用、或いは管に穴をあけてこれにプロー
ブを通す時の一連の爆発作用、を与えるように配置され
る。

以上の説明よや、新規で且つ改良された穴探査デローゾ
、その製造法及びその使い方が提供されたことが明らか
であろう。好ましい実施例のみを詳細に説明したが、本
発明の範囲から逸脱せずに、種々の変更がなされ得るこ
とが当業者に明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による穴榛査装置の／実施例を示す概略
図であって、可撓性のプローブを穴に挿入し曲り部に通
すところを示した図、 第２図は第１図の探査装置のブロック図、そして 第３図は第７図の実施例の可撓性プローブの部分破断断
面図である。 １１・・・・・・・ブロー！、　　１２・・・・・・・
穴、　１６・・・・・・・・・ケーブル、　１８・・す
・・・・・ケーブルリール、１９・・・・・・・・・ケ
ーブル長さ指示器、２１・・・・・・・・・　マイクロ
コンピュータ、２２・・・・・・・・・　インターフェ
イスユニット、２１．２２，２３・・・・・・・・・方
向センサ、２６・・・・・・・・・電力・信号Ｒ４整モ
ジュール、２７・・・・・・・・・傾斜計、　２８・・
・・・・・・・コネクタ、３１・・・・・・・・・導体
、　３２・・・・・・・・・ケース、３３・・・・・・
・・・突起部片、　３４・・・・・・・・・クランプ、
４１・・・・・・・・・シールリング 図面の浄書（内容に′８：史なし） 手　統　禎　止　淋（力ｉｌｌ、） 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示　　　昭和５８年特許願第２０５２２号
３、補ｉＦをする者 事件との関係　　出１人 ４、代理人

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）地中の穴内に装荷物を搭載するノクツケーゾにお
   いて、 引張り強度の天性い可撓性材料で作られた軸方向に細長
   いケースを具備し、 更に、上記装荷物を取り巻くようにして上記ケースに充
   填されて可撓性の本体を形成するような可撓性クッショ
   ン材の細長い塊を具備し、上記の可撓性本体は加圧流体
   によってピストンのようにして上記穴に推進させること
   ができると共に、上記穴の比較的小半径の曲り部に通す
   ことができ、 更に、上記本体のｌ端から軸方向に延びそして上記可撓
   性材料のケースに固定されていて、上記装荷物と地上と
   の間で信号を送る可撓性ケーブルを具備したことを特徴
   とするパッケージ。
2. （２）地中の穴内で使用する装置を製造する方法におい
   て、複数個の装荷素子を上記装置の軸に沿って離間させ
   、上記装荷素子を可撓性の１１Ｌ気導体で相互接続し、
   上記装荷素子と地上との間で信号を伝送するように上記
   装荷素子に可撓性ケーブルを接続し、上記装荷素子及び
   導体の周囲に引張り強度の大きい可伊杓祠料のケースな
   配置し、この可撓性のケースに１紀ケーブルタ・固定し
   、上記ケースに可撓性のクッション材を充填してこのク
   ッション材で上記装荷素子及び導体を取り巻くようにし
   、上記穴の比較的小半径の曲り部に通すことのできる可
   撓性のプローブを形成することを特徴とする方法。
3. （３）比較的半径の小さい曲り部を少なくとも１つ有し
   ている直径の限定された穴内へ装荷物を送り込む方法に
   おいて、クッション材を有する細長い可撓性の本体内に
   上記装荷物を設繭し、上記本体を上記穴に挿入し、上記
   穴に沿い上ｕ［：曲り部を経て上記本体を通し、上記本
   体は上記曲り部に通される時に自由に撓み、そして上紀
   装荷物が所望の位置に達するまで上記穴に沿って上記本
   体を進ませることを特徴とする方法。