JPS5853733B2 - 試錐孔が貫通する地層の密度を測定する方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は試錐孔が貫通する地層の密度のガンマ線測定１
こ関し、更１こ詳しくいえば試錐孔の壁１こ付着してい
る泥壁の存在１こ対してはできる限り感じないような測
定を行う方法と、その方法を実施するための装置に関す
る。

ガンマ線を地層１こ照射して、その地層中で拡散させら
れたガンマ線を検出すること１こより、その地層の密度
を測定することは知られている。

地層密度に比例する密度の検出されたガンマ線が主と□ して電子と相互作用すると、それらのカウントレートは
その量に比例し、したがって地層密度を決定できる。

地層中で拡散されたガンマ線のカウントレートから演え
きされる密度は、試錐孔の壁１こ付着している泥壁の密
度１こよる影響を受けて、実際１こは見かけの密度１こ
すぎない。

泥壁の密度は普通は地層の密度とは異なる。

ガンマ線源から検出器へガンマ線が動くまで１こ、ガン
マ線は泥壁の中を２回貫通する。

この余計な層が存在するために生ずるこのような誤差を
補正するため１こ、泥壁の中で拡散されたガンマ線を主
として受けるよう１こガンマ線源の比較的近く１こ配置
されるガンマ線検出器と、地層中で主として拡散された
ガンマ線を主として受けるよう１こガンマ線源から比較
的遠く１こ設けられるガンマ線検出器との、２つのガン
マ線検出器を使用することが提案されている。

更１こ、ガンマ線を拡散した媒体の平均原子番号の影響
をなくすために、２つの検出器のカウントレートはスペ
クトル全体にわたって測定されず、主としてコンプトン
効果１こよってのみ弱められたガンマ線をカバーするエ
ネルギー帯１こ含まれるスペクトルだけを測定する。

更１こ、ガンマ線源に近い方の検出器１こより与えられ
る情報が、試錐孔の壁のすぐ近くに存在する物質中で拡
散されたガンマ線をより高い硬度で表すようにするため
１こは、この検出器のカウントレートはコンプトン効果
により１回だけ弱められたエネルギーを有するガンマ線
をカバーするバンド内で測定される。

次１こ、下記の式を用いて表層の近似密度ｄＬと、試錐
孔の壁のすぐ近＜１こ存在する物質の密度ｄｃを、ガン
マ線源１こ近くに設けられた検出器と、遠く１こ設けら
れた検出器とのカウントレートＮＬ。

Ｎｏからそれぞれ計算される。

ここに、ｄＯ、ｄＯ’ 、’ Ａ ｔ Ａ’は定数であ
る。

各種の厚みの泥壁１こついて行った測定から得られた校
正曲線を、カラントレー）ＮＬから求めた近似密度ｄＬ
が含む誤差△ｄを、差ｄＬ−ｄｏの関数として定めるた
め１こ使用できる。

地層の補正された密度のため１こ採用される値は である。

ガンマ線の近く１こ設けられる検出器１こ対しては、コ
ンプトン散乱を１回受けたガンマ線だけ、すなわち、試
錐孔のすぐそばの物質中にあまり深く浸透しないガンマ
線だけを検出するように構成されていることから、先１
こ説明した補償技術はそれらのガンマ線の浸透法さすな
わち約３０ｍｍ以下の厚みの泥壁に対して優れた結果を
与えるが、それより厚い泥壁１こ対しては補償は明らか
に不満足なものである。

しかし、この従来の方法における限界は、３０馴をこえ
る泥壁はまれであるから比較的限定されたものである。

この従来の方法が不適当である唯一の場合というのは、
変質した頁岩の場合である。

かなりの厚さ、しばしば３０ｒＩＬ７ＩＬの限界以上の
厚さ、１こわたって頁岩１こ水が吸収されると変質が起
り、頁岩の通常の密度よりも低密度の層ができるが、そ
の影響は補正できない。

そうすると測定した頁岩の密度は低すぎること１こなり
、試錐孔で行った測定の結果を解釈するための技術にお
いて、頁岩に付された重要性を考慮する場合に重大な欠
点となる。

この欠点を解消する１つの方法はすぐにわかるであろう
。

厚さが３０間以上あって、数回のコンプトン拡散１こよ
りガンマ線のエネルギーを弱める余分な物質層の密度を
考慮に入れることは、ガンマ線源に近い方の検出器のカ
ウント窓を低エネルギーの方へ拡げること１こより全く
簡単１こ行うことができる。

実際１こは、この解決法では厚みの薄い層１こ対する補
正が良く行われず、これは泥壁は比較的厚みが薄いのが
常態であるから許容できないため１こ、この解決法はあ
まりうまいものではない。

本発明は測定すべき地層の密度とは異なる密度を有する
物質の厚い層が、試錐孔の壁のすぐ近くに存在すること
１こより生ずる問題１こ対して、はるか１こ満足できる
解決法を提供するものである。

本発明１こよれば、ガンマ線を地層に照射する段階と、
その地層中で主として拡散させられ、かつコンプトン効
果１こよりエネルギーが弱められたガンマ線のカウント
レートを測定する段階と、試錐孔の壁のすぐ近く１こ存
在する物質中で主として拡散され、コンプトン効果によ
りエネルギーが１回だけ弱められたガンマ線のカウント
レートを測定する段階とを有する、試錐孔が直通する地
層の密度を測定する方法において、試錐孔の近く１こ存
在する物質中で主として散乱され、コンプトン効果１こ
より１回以上エネルギーが弱められたガンマ線のカウン
トレートを測定する段階と、それら３種類のカウントレ
ートを用いて、試錐孔のすぐ近くに存在する物質の影響
と、試錐孔の壁のすぐ近くではないが近く１こ存在する
物質の影響との両方を補償した地層の密度を決定する段
階とを備えることを特徴とする。

試錐孔が貫通している地層の密度を測定する方法が得ら
れる。

したがって、厚い厚さ１こ対する補償がより良好である
よう１こするため１こ、薄い厚さの補償の質を落すこと
１こたよる代り１こ、試錐孔の近くの領域内で拡散され
たが、コンプトン効果１こより１回以上エネルギーが弱
められたガンマ線１こ対して、カウントレートを別々に
測定する。

したがって、試錐孔の壁のすぐ近くではないが近くに存
在する物質の密度を表すこのカウントレートは、それら
の物質１こより影響を補償できるが、試錐孔の壁のすぐ
近くに存在する物質の影響は、１回のコンプトン散乱に
よりエネルギーが弱められたガンマ線のカウントレート
の測定結果を用いて補償される。

このよう１こして行われる２種類の補償は相互１こ干渉
せず、地層の密度を全く満足できるやり方で測定できる
。

本発明は有利な実施例１こ従って、地層をガンマ線で照
射する段階と、主として前記地層中で拡散され、かつエ
ネルギーがコンプトン効果１こより弱められたガンマ線
のカウントレートを測定する段階と、この第１カウント
レートから地層の近似密度を計算する段階と、試錐孔の
すぐ近く１こ存在する物質中で主として拡散され、エネ
ルギーがコンプトン効果により１回だけ弱められたガン
マ線のカウントレートを測定する段階と、この第２カウ
ントレートから試錐孔のすぐ近く１こ存在する物質の密
度を計算する段階と、このよう１こして算出した２種類
の密度の差を決定する段階と、前記すぐ近く１こ存在す
る物質がその密度で地層の近似密度に与える第１誤差を
前記差の関数として、実験データにより決定する段階と
、前記第１誤差を前記近似密度１こ加えて地層の補償さ
れた密度を得る段階とを備える、試錐孔が貫通する地層
の密度を測定する方法１こおいて、試錐孔の近く１こ存
在する物質中で主として拡散され、エネルギーがコンプ
トン効果により１回以上弱められたガンマ線のカウント
レートを測定する段階と、この第３カウントレートから
試錐孔の近くに存在する物質の密度を計算する段階と、
試錐孔の近くとすぐ近くとにそれぞれ存在する２種類の
物質の算出された密度の差を決定する段階と、それらの
物質１こより前記補正された密度に更１こ生ずる第２誤
差を上記差の関数として実験データにより決定する段階
と、地層の密度として最終的１こ保持される補償された
密度を得るため１ここの補正された密度１こ前記第２誤
差を加える段階とを備えることを特徴とする、試錐孔が
貫通している地層の密度を測定する方法も含む。

本発明は上記方法を実施するための装置であって、地層
１こ照射するためのガンマ線源と、主として地層中で拡
散されたガンマ線を受けるように試錐孔から比較的遠く
に設けられる第１ガンマ線検出器と、試錐孔の壁の近く
に存在する物質中で主として拡散されたガンマ線を受け
るよう１こガンマ線源の比較的近くに配置される第２ガ
ンマ線検出器と、エネルギーがコンプトン効果１こより
主として弱められたガンマ線をカバーする窓の中の第１
検出器からの出力パルスのカウントレートを測定するた
めの第２回路と、試錐孔のすぐ近く１こ存在する物質の
密度の影響を補正された地層の密度を、測定された２つ
のカウントレートから決定するための計算装置とを備え
る前記方法を実施するための装置において、コンプトン
効果により１回以上エネルギーが弱められたガンマ線を
カバーする窓の中の第２検出器の出力パルスのカウント
レートを測定するための第３計算回路と、試錐孔の壁の
すぐ近くではないが近く１こ存在する物質の密度の影響
を更に補償された地層の密度を第３測定回路１こより測
定されたカウントレートを用いて決定するための計算装
置とを更に備えることを特徴とする装置も含む。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において、地層１１を貫通している試錐孔１０の
内部１こはケーブル１３！こよりゾンデ１２が吊り下げ
られる。

ケーブル１３はゾンデ１２を地表の装置１４１こ接続す
る。

試錐孔１０の内部とく１こ、興味のある浸透性の部分に
面する部分には油、水、泥、ガス、またはそれらの混合
物が満されて、試錐孔の壁が泥壁１５で覆われるよう１
こする。

弾力的に作動されるアーム１６により試錐孔１０の中で
一方に片寄せられているゾンデ１２は、このアーム１６
とは反対側ｔこスキッド１７を含む。

このスキッド１７は弾力的に作動させられる２本のアー
ムによって試錐孔１０の壁１こ押しつけられ、壁のどの
ような凹凸にもスキッド１７ができるだけ追従できるよ
うになる。

第１図１こは１個しか断面で示されていない滑材１７は
、ゾンデ１２のアーム１６とは反対側の同じ母線１こ沿
って整列されたガンマ線源１９と、このガンマ線源１９
から異なった距離の位置１こ設けられる２台のシンチレ
ーション検出器２０ 、２１とを含む。

ガンマ線検出器１９は６６０Ｋｅｖのガンマ線を発生す
るセシウム１３７で作られ、ゾンデ１２の中心軸１こ対
して垂直で、ガンマ線に対して透明な材料たとえばエポ
キシ樹脂製の窓２３で覆われた円筒形規準凹部２２の底
部に設けられる。

ガンマ線源１９は、２台の検出器２０，２１がガンマ線
源１９からガンマ線を直接受けないよう１こするために
、タングステンのように密度の高い遮へい物質２４によ
り囲まれる。

検出器２０はシンチレータ２５と光電子増倍管２６とを
組合わせて構成される。

シンチレータ２５はスキッド１７のほぼ中心軸上で、凹
部２２の中心軸から１１ｃｆｒＬ離れた位置で、ガンマ
線源１９１こ対して４５度の傾斜をなしてタングステン
遮へい部材２８を貫通する規準導管２７の底部１こあた
る位置１こ配置される。

タングステン遮へい部材２８は試錐孔の壁１こ面するス
キッド１７のほぼ全面を覆う３検出器２１もシンチレー
タ２９と光電子増倍管３０とで構成される。

シンチレータ２９は、タングステン遮へい部材２８を貫
通して構成されている、ガンマ線ｔこ対して透明な保護
窓３１のすぐ後ろ１こ設けられる。

この位置は凹部２２の中心軸から３６ＣｒｒＬ離れた位
置である。

先に述べたスキッド１７の構造は、ガンマ線源１９に近
い方の検出器２０が、試錐孔１０の壁１こ比較的近いと
ころ１こ存在する物質、とくに泥壁１５の中で拡散され
たガンマ線１こ対して主として感度を有し、ガンマ線源
１９から遠い方の検出器２１は地層中で拡散されたガン
マ線１こ対して主として感度を有する。

これらの検出器１こより発生された信号はゾンデ１２の
電子装置部３２へ送られる。

この電子装置部３２は、第２図に詳細を示す解析部３３
と、この解析部３３で発生された情報を地表の装置１４
へ送るための送信機部３４とで構成される。

第２図に示すよう１こ、ガンマ線源１９（こ近い方の検
出器２０の光電子増倍管２６は、その増幅器を介して信
号をしきい値比較器３６，３７，３８に与える。

これらのしきい値比較器３６，３７゜３８は検出された
エネルギＥ１．Ｅ２．Ｅ３１こそれぞれ対応するパルス
振幅基準をそれぞれ有する。

エネルギーＥ１−Ｅ２はセシウム１３７ガンマ１ｍ１９
からのガンマ線のうち、コンプトン効果によりエネルギ
ーが１回以上弱められたガンマ線をカバーする窓の終り
を定め、エネルギーＥ２−Ｅ３はコンプトン効果により
エネルギーが１回だけ弱められたガンマ線をカバーする
窓の終りを定める。

比較器３６の出力端子は２人カアンドゲート３９の一方
の入力端子１こ直結され、比較器３７の出力端子はイン
パーク４０を介してゲート３９の第２の入力端子１こ接
続され、比較器３８の出力端子はゲート３９の第２入力
端子１こインバータ４２を介して接続される。

エネルギーＥ１よりも低い検出されたエネルギー１こ対
応する振幅を持つ増幅器３５の出力パルスは、電圧比較
器３６，３７，３８に対しては何の作用も及ぼさず、し
たがってそれらの比較器の出力レベルはＯ状態１こ保た
れることは容易にわかるであろう。

その場合１こは、アンドゲート３９と４１は閉じたまま
である。

また、エネルギーＥ３よりも高い検出エネルギーに対応
する゛振幅を持つ増幅器３５からのパルスは、比較器３
６〜３８を同時１こトリガするが、インバータ４０，４
２の作用１こよリアンドゲート３９と４１は再び閉じら
れる。

これとは対照的１こ、エネルギーＥ１とＥ２の中間のエ
ネルギー１こ対応する振幅を有するパルスは比較器３６
はトリガするが、比較器３７はトリガしない。

しかし、インバータ４０の作用１こよってアンドゲ−ト
３９はそれらのパルスを通過させる。

同様に、エネルギーＥ２とＥ３の中間の円ネルギーを有
するエネルギーに対応するパルスは、比較器３６と３７
はトリガするが比較器３８はトリガしない。

これら３つの比較器３６〜３８とインパーク４０゜４１
との動作の組合わせにより、アンドゲート３９は閉じた
状態を保つが、ゲート４１は開く。

要約すると、アンドゲート３９は、増幅器３５の出力パ
ルスのうちエネルギーＥ１とＥ２の中間のエネルギー１
こ対応する増幅器３５からの全てのパルスに対してパル
スを発生し、ゲート４１はエネルギーＥ２とＥ３の中間
のエネルギーに対応する増幅器からの全てのパルスに対
してパルスを発生する。

ガンマ線源から遠い方の検出器２１の光電子増倍管３０
は、増幅器４３を介して電圧比較器４４゜４５に出力パ
ルスを与える。

これらの比較器４４４５は検出されたエネルギーＥ１′
とＥ３′にそれぞれ対応するパルス振幅基準をそれぞれ
有する。

それら２つのエネルギーレベルはガンマ線源１９からの
ガンマ線のうち、エネルギーがコンプトン効果により主
として弱められたガンマ線をカバーするエネルギーの窓
の終りを定める。

比較器４４の出力端子は２人カアンドゲート４６の一方
の入力端子に直結され、比較器４５の出力端子はインバ
ータ４７を介してゲート４６の第２入力端子に接続され
る。

回路要素４３，４４，４５，４６，４７で構成されたこ
の論理回路の動作は、回路要素３５，３６゜３７．３８
，３９，４０，４１，４２で構成された論理回路の動作
に類似するから、アンドゲート４６は、エネルギーＥ、
′とＥ３′の中間の検出エネルギーに対応する振幅をを
有する増幅器４３の全ての出力パルスに対して、パルス
を生ずることが直ちにわかるであろう。

エネルギーＥ１．Ｅ２．Ｅ３．Ｅ１′、Ｅ３′に対して
採用される値については、以上の説明から下記のことが
わかる。

すなわち、２つのエネルギー下部領域Ｅ１とＥ１′は、
媒体の平均原子番号に依存するスペクトルの低エネルギ
一部分、すなわち、一般に１２０ＫｅＶ以上のエネルギ
ーを持たねばならない。

２つのエネルギー上部類域Ｅ３．Ｅ３′はガンマ線源に
より発生されるガンマ線のエネルギー（セシウム１３７
の場合には６６０ＫｅＶ）よりも低くなければならない
。

一エネルギー中間領域Ｅ２はガンマ線源１９と、ガンマ
線源１９とそれに近い方の検出器との距離と、その検出
器のコリメーションとの関数である。

たとえば、セシウムガンマ線源の場合には上記エネルギ
ーＥ１〜Ｅ３′は次のような値を有する。

ＥｌとＥｌは１００ＫｅＶと２００ＫｅＶの間、Ｅ２
は ３００ＫｅＶと３００ ＫｅＶの間Ｅ３とＥ３は
４５０ＫｅＶと６００ＫｅＶの間。

これらの範囲内のある特定の値の選択は単に最適化の問
題にすぎない。

与えられた種類のゾンデに対しては、コンプトン散乱を
１回行ったガンマ線と、１回以上コンプトン散乱を行っ
たガンマ線と、コンプトン散乱のみによってエネルギー
か弱められたガンマ線とに対して、可能な最適の感度を
得るように上記の５種類の値を調整することが重要であ
る。

アンドゲート３９，４１，４６の出力は送信機部３４に
加えられる。

この送信機３４は受けた出力をケーブル１３を通じて地
表の装置１４へ送られ、それらの出力を受けた受信機４
８はデジタルコンピュータ４９に出力を与える。

このコンピュータ４９はアンドゲート４６，４１，３９
によりそれぞれ発生されたパルスのカウントレートＮＬ
。

Ｅｏ、Ｎｏから、スキッド１７のすぐ近くの地層の密度
を決定する。

計算および補償された密度の値は記録器５０に与えられ
る。

コンピュータ４９がカウントレートＮ Ｌ ７ Ｎ Ｏ
？Ｎｃ′について行う処理の詳細を説明する前に、測定
原理を説明することが適当である。

ガンマ線源１９から遠い方の検出器２１により、エネル
ギーの窓Ｅ１′−Ｅ３′内で測定されたカウントレート
ＮＬは、エネルギーが主として１回だけのコンプトン散
乱により弱められたガンマ線を表す。

したがって、このカウントレートは媒体の平均原子数に
より影響は受けず、密度のみに関係する。

検出器２１はガンマ線源１９から比較的遠くに離れてい
るから、検出器２１が受けるガンマ線は近くの地層の中
で散乱させられるとともに、それよりもはるかに程度は
低いが、スキッド１７から地層を分離する泥壁１５の中
でも散乱させられる。

そのために、カラントレー）ＮＬから算出された密度ｄ
Ｌは地層の近似密度にすぎず、その誤差は泥壁１５の厚
みと密度との関数である。

ガンマ線源１９に近い方の検出器２０により測定された
カウントレートＮｏは、この泥壁層１５の影響による誤
差を補償するための第１補償において使用される。

このカウントレートＮＯはスキッド１７に比較的近い場
所に存在する物質中で散乱したガンマ線を表す。

また、カウントレートＮＯはエネルギがコンプトン効果
により１回だけ弱められたガンマ線をカバーするエネル
ギーの窓Ｅ２−Ｅ３の中で測定されるから、カウントレ
ートＮｃは試錐孔のすぐ近くで、スキッド１７から３０
間以下の距離の位置に存在する物質の密度を表す。

そうすると、カウントレートＮｏに対応して近似密度ｄ
。

が算出された場合には、ガンマ線源１９から遠い方の検
出器により与えられたカウントレートから算出された近
似密度ｄＬに及ぼされるそれらの物質の影響を補正する
ことが可能である。

この補正は、厚みと密度が既知の層について行われた測
定から、実験的に得たカーブを用いて行うことができる
。

この補償は密度の差（ｄＬｄｃ）の関数として、近似密
度ｄＬが含む誤差△ｄを与える。

このカーブはもちろんガンマ線源と検出器とに関係する
が、その全体的な形は第３図に示すようなものである。

コンピュータ４９を用いて誤差△ｄを決定できるように
するために、このカーブをサンプリングしてサンプリン
グ値を記憶装置に記憶させる。

そうすると、密度差（ｄＬ ｄａ）とを計算し、この
差に対応する補正項△ｄを記憶装置から読出すことで十
分である。

先に説明したように、この第１補正は、試錐孔の壁のす
ぐ近くに存在する物質の厚みが３０ＩＩＬｍをこえない
限りは、それらの物質の密度の影響を補償する。

次に、３０皿よりも厚い余計な物質の厚みに対して、密
度ｄＬを補償するために第３のカウントレートＮｏ’が
使用される。

ガンマ線源に近い方の検出器により測定されるがエネル
ギーの窓Ｅ１−Ｅ２の中に含まれるこのカウントレート
は、試錐孔の近くに存在する物質の中で主として散乱し
たが、エネルギーは１回以上のコンプトン効果により主
として弱められたガンマ線を表す。

この事実から、カラントレーｔ−Ｎ。

′は試錐孔の壁の近くではあるが、スキッド１７のすぐ
そばではない位置に存在する物質の密度を表す。

そのカラントレー）ＮＯ’は第１補償によってはカバー
されない領域内に位置する。

したがって、密度ｄ（３は式％式％（３ から計算され、第２補償のために用いられる。

これは、差（ｄｃ−ｄａ’）の関数として、第１補正を
施された密度が含む誤差△ｄ′を与える第２の実験カー
ブを用いて行われる。

第４図に全体的な形状を示すこのカーブはサンプリング
されてから記憶装置に記憶される。

そうすると、前記したように、差（ｄａ ｄａ’）を
計算し、それに対応する補正項△ｄ′を記憶装置からと
り出すだけで十分である。

それから、地層の補償された密度として最終的に得られ
る密度ｄは、次式から計算される。

この二重補償法により、約６０ｒｒＬ１１Ｌまでの厚さ
を持ち、試錐孔の壁の近くに存在する物質の密度の影響
をなくすことが可能である。

この約６０ｒＩＬｍという厚さは、変質した大部分の頁
岩をカバーする値である。

次に第５図を参照する。

第５図は３個の測定されたカウントレートから地層の密
度ｄを、以上説明した技術に従って決定するように構成
されているコンピュータ４９の構成部品を示す。

前記カウントレートは受信機４８に含まれている分解回
路によりコンピュータ４９に逐次加えられる。

ブロック５１はカウントレートＮＬから式 により近似密度ｄＩ、の計算と記憶を行う計算サブユニ
ットである。

上の式でｄｏとＡは実験により得られる定数で、デジタ
ルメモリ５２に貯えられている。

ブロック５２はカウントレートＮｏから式 ｄ ０＝
（ｉｏ’＋Ａ’ ｌｏｇ（Ｎ（３／ｄｉ、）により、試
錐孔ｄｃのすぐ近くに存在する物質の密度ｄｃの計算と
記憶を行うための計算サブユニットである。

上式でｄｏ′とＡ′は実験により得られる定数で、デジ
タルメモリ５４に貯えられている。

計算サブユニット５３においては、差（ａＬ−ｄｃ）が
計算されて、サブユニット５６にデジタル的に貯えられ
ている実験値のサンプルから、補正項△ｄを計算して、
それをデジタル的に貯えるように構成されている計算サ
ブユニット５６に加えられる。

ブロック５７はカウントレートＮＯから式 ｄ ｃ’＝
ｄ □’＋ Ａ’ ｌ ｏ ｇＮ（３’により、試錐
孔の近くの位置に存在する物質の密度ｄｃ′を計算して
それを貯える計算サブユニットである。

上式でｄｏ“とにはデジタルメモリ５８に貯えられてい
る実験的な定数である。

計算サブユニット５９においては、差（ｄａ−ｄａ’）
の計算が行われ、その差は計算サブユニット６０に加え
られる。

このサブユニット６０はそれに貯えられている実験値の
サンプルから補正項△ｄ′を発生し、それをデジタル的
に貯えるように構成されている。

このようにして発生され、貯えられた３種類の値ｄＬ、
△ｄおよび△ｄ′は加算ユニット６１に加えられる。

この加算ユニット６１は式に従って、補償された密度の
値を発生し、それを次の順序まで貯えるためのユニット
である。

記録器５０により深さに関して記録されるのはこの値で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置に用いられるゾンデの略図、第２
図は本発明の装置の解析部を示すブロック図、第３，４
図は実験的に得られたグラフ、第５図は測定した３種類
のカウントレートから密度を計算するための計算装置の
ブロック図である。 １９・・・・・・ガンマ１Ｌ２０，２１・・・・・・シ
ンチレーション検出器、２５，２９・・・・・・シンチ
レータ、２６．３０・・・・・・光電子増倍管、３２・
・・・・・電子装置部、３３・・・・・・解析部、３６
，３７，４４，４５・・・・・・比較器、４９・・・・
・・コンピュータ、５１，５２゜５３．５４，５５，５
６，５７，５９，６０・・・・・・計算サブユニット、
６１・・・・・・加算ユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 地層ｌこガンマ線を照射する段階と、近似密度を計
   算するための主信号を得るために、主として前記地層内
   で拡散され、かつコンプトン効果１こより全体的１こ弱
   められたエネルギーを有する前記ガンマ線１こより発生
   された第１カウントレートを測定する段階と、試錐孔の
   すぐ近くに存在する物質１こ関連する第１密度補正を計
   算するための第１補助信号を得るために、試錐孔のすぐ
   近く１こ存在する物質内で主として拡散され、かつコン
   プトン効果１こより１回だけ全体として弱められたエネ
   ルギーを有すをガンマ線１こより発生された第２カウン
   トレートを測定する段階とを備える、試錐孔が貫通する
   地層の密度を測定する方法ｌこおいて、試錐孔の壁のす
   ぐ近くではないがその壁の近くに存在する物質１こ関連
   する第２密度補正を計算するための第２補助信号を得る
   ために、その物質中で主として拡散され、かつコンプト
   ン効果１こより１回以上全体として弱められたエネルギ
   ーを有するガンマ線１こより発生された第３カウントレ
   ートを測定する段階を備えることを特徴とする試錐孔が
   貫通する地層の密度を測定する方法。 ２、特許請求の範囲の第１項１こ記載の方法ｌこおいて
   、前記主信号から地層の近似密度を計算する段階と、前
   記第１補助信号から前記すぐ近く１こ存在する物質の密
   度を計算する段階と、このよう１こして計算した２種類
   の密度の差を決定する段階と、第１の実験的関係から、
   前記すぐ近くの物質がそれ自身の密度のため１こ地層の
   近似密度を狂わす第１誤差を前記差の関数として決定す
   る段階とを備える方法であって、前記第２補助信号から
   前記近く１こ存在する物質の密度を計算する段階と、試
   錐孔の近くとすぐ近く１こそれぞれ存在する物質の計算
   して得た密度の差を決定する段階と、第２の実験的関係
   から、近く１こ存在するそれらの物質が前記近似密度を
   狂わす第２誤差を前記差の関数として決定する段階と、
   地層の実際の密度として最終的１こ得られる補償された
   密度を得るため１こ前記密度と前記第１誤差と第２誤差
   を組合わせる段階とを備えることを特徴とする方法。 ３ 試錐孔が貫通する地層を照射するためのガンマ線源
   と、地層内で拡散されたガンマ線を主として受けるよう
   １こガンマ線源から比較的長い距離の位置１こ配置され
   る第１ガンマ線検出器と、試錐孔の壁１こ近い物質中で
   拡散されたガンマ線を主として受けるようにガンマ線源
   から比較的短い距離の位置１こ設けられる第２ガンマ線
   検出器と、コンプトン効果１こより主として弱められた
   エネルギーを有するガンマ線をカバーする窓の中の第１
   検出器の出力パルスのカウントレートを測定して、地層
   の近似密度を決定するための主信号を発生するための第
   １回路と、コンプトン効果１こより１回だけ全体的１こ
   弱められたエネルギーを有するガンマ線をカバーする窓
   の中の第２検出器からの出力パルスのカウントレートを
   測定して、試錐孔の壁のすぐ近く１こ存在する物質１こ
   関連する第１密度を決定するための第２回路とを備える
   、試錐孔が貫通する地層の密度を測定するための装置１
   こおいて、コンプトン効果１こより１回以上弱められた
   エネルギーを有するガンマ線をカバーする窓の中の第２
   検出器からの出力パルスのカウントレートを測定して、
   試錐孔の壁のすぐ近くではないが近く１こ存在する物質
   １こ関連する第２密度補正を決定するための第２補助信
   号を発生する第３回路を更１こ備えることを特徴とする
   試錐孔が貫通する地層の密度を測定する装置。 ４ 特許請求の範囲の第３項１こ記載の装置であって、
   試錐孔のすぐ近く１こ存在する物質の密度に対して補正
   された地層密度を計算するための装置と前記主信号から
   地層の近似密度を計算するための装置と、前記第１補助
   信号から地層のすぐ近く１こ存在する物質の密度を計算
   するための装置と、第１の実験的関係から、前記近似密
   度と前記非常１こ近く１こ存在する物質の密度との差の
   関数として、前記近似地層密度ｌこ対して施すべき第１
   補正を決定するための装置とを備える装置１こおいて、
   試錐孔の壁のすぐ近くではなくて近くに存在する物質の
   密度を前記第２補助信号から決定するための計算装置と
   、第２の実験的関係から、近くと非常に近くとｆこそれ
   ぞれ存在する前記物質の密度の差の関数として、前記近
   似密度１こ施すべき補正を決定するための装置と、前記
   近似密度と前記第１および第２の補正とから補償された
   地層密度を計算するための装置とを更１こ備えることを
   特徴とする装置。 ５ 特許請求の範囲の第４項１こ記載の装置１こおいて
   、第１測定回路と、第２測定回路と、第３測定回路と１
   こより測定されるカウントレートはそれぞれＮＬ、Ｎ０
   ２Ｎ′ｏという記号がつけられ、地層の近似密度ｄＬを
   計算するための装置は、ｄｏとＡを実験的１こ決定され
   る定数として、 式ａＬ＝ｃｉｏ＋ Ａ Ｉ ｏ、ＮＬを解くよう１こ構
   成され、第１密度補正項△ｄを発生するための装置は計
   算された信号ｄＬとｄｃを受けて、実験式△ｄ＝ｆ（ｄ
   Ｌ ｄａ）！こより決定される信号△ｄを与えるよう
   に構成される前記装置ｔこおいて、完全１こ補償された
   密度を発生するために、近くの物質の密度ｄ′ｃを計算
   するためにｄ″ｏとにを実験１こより決定される定数と
   して、式ｄ′ｏ−ｄｌｌｏ＋に、１ｏ２ＮＩＣを解くよ
   う１こ構成された装置と、前記信号ｄ とｄ′ｏを受け
   て実験式△ｄ′−ｆ（ｄｏ−ｄ′ｏ）１こより決定され
   る信号△ｄ′を発生する第２密度補正項を発生するため
   の装置と、式ｄ−ｄＬ＋△ｄ＋△ｄ′を解くよう１こ構
   成され、完全１こ補償された情報密度ｄを計算するため
   の装置とを備えることを特徴とする装置。 ６ 特許請求の範囲の第３項または第４項１こ記載の装
   置１こおいて、ガンマ線源はセシウム１３７であり、前
   記第１、第２および第３測定回路は、第■下部領域Ｅ１
   ′と第１上部領域ＥＺの間、第２上部預域Ｅ３と中間領
   域Ｅ２の間、中間領域Ｅ２と第２下部領域Ｅ、との間の
   エネルギーであって、前記Ｅ１．Ｆ；。 Ｅ２．Ｅ３．Ｅ３のエネルギー範囲は １００ ＫｅＶ＜ ＥｌおよびＥｌ＜ ２００ ＫｅＶ
   ３００ ＫｅＶ＜ Ｅ２ ＜ ３００ Ｋｅ
   Ｖ４５０ＫｅＶ＜Ｅ３およびＥａ ＜６００ＫｅＶであ
   るようなエネルギー１こ対応する振幅を有するパルスカ
   ウントレートをそれぞれ与えるようニ構成されることを
   特徴とする装置。 ７ 特許請求の範囲の第３項または第４項ｌこ記載の装
   置１こおいて、第２検出器はガンマ線源の方向１こ約４
   ５度の傾斜をなす規準導管の底１こ配置されることを特
   徴とする装置。