JPS5854239B2 - チソウシケンホウホウ オヨビ ソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地層試験方法および地層試験装置に関する。

ごく最近まで、一般に使用されて最も成功していたいｂ
ゆるワイヤーライン地層試験器は、大部分が選択された
地層の単一の試験、またはせいぜい２種類の試験しか行
えなかった。

一般にこれらの試験の成功はある程度までは、与えられ
た性質の地層を試験するために要求される試験器を装備
できるように、試験すべきある特定の地層の全般的な特
性を前もって知ることにある程度依存していた。

たとえば、試験を行う地層がかなり固いと考えられ。

従って容易には崩れない場合には、米国特許第３０１１
５５４号に開示されているような試験器が非常に有効で
ある。

一方、かなり軟弱な地層を試験する場合には、米国特許
第３３５２３６１゜３５３０９３３．３５６５１６９．
３６５３４３５号に開示されているような地層試験器を
通常使用している。

これらの特許において十分に説明されているように、こ
れらの各試験器は筒状サンプリング部材を用いており、
このサンプリング部材はばらばらの地層物質が試験器内
に意図しない時に入らないようにするために、選択され
た一様な寸法の流体開口部を有するｒ過媒体に組合わさ
れる。

従って、米国特許第３２６１４０２号に開示されている
ような二重目的試験器を除いて、これらの地層試験装置
は試験を行う地層がかなり固いか、または比較的軟弱で
あるかが前もって知られている場合には、試験はほとん
ど成功している。

更に、これらの地層試験器は試錐孔内を１回動かされて
いる間に１回しか動作しないから、与えられた試験操作
に最も適すると信ぜられている１過媒体の寸法を予め選
択することが通常行われている。

地層試験技術における最も重要な進歩は、米国特許第３
７８０５７５号に開示されている反復動作可能な試験器
を実用化したことである。

この試験器は種々の地層から任意の数の圧力測定値を反
復して得ることができ、かつ与えられた試錐孔内を試験
器を１回移動させる間に、少くとも２種類の流体サンプ
ルを集めることができる。

これらの試験器は全く良好ではあるが、あらゆる種類の
地層に対して効果的に動作できるｐ過媒体はないから、
それらの試験器の性能に大幅な影響を及ぼす場合がある
。

たとえば、試験器に例外的に小さい地層物質を阻止する
のに最も適する特別の沢過器を取りつけたとすると、こ
の試験器に対する流量はかなり固い地層を試験する場合
には著しく制限される。

更に重要なことには、これに類似する状況では潜在的に
発生できる地層に隣接する試錐孔の壁を通常覆う泥壁に
より、沢過器が急速にふさがれるということはほとんど
ない。

従って、これらの条件の下での試験は誤りには導かない
が、しばしば不確定的である。

その理由は地層が本当に非生産的であるかどうか、また
は沢過器が試験の当初に単にふさがれているかどうか確
実に知ることができないからである。

一方、試験器がかなり大きな地層物質のみを１過するよ
うに構成されている試験器を使用しているとすると、非
常に軟弱な地層を試験している場合には微細な地層物質
が過大に導入されることがしばしば起る。

その結果、封止パッドの周囲の地層の壁が絶えず腐食さ
れて、地層との連通が速やかに失われることがしばしば
である。

これによって不確実な試験が行われることになる。

もちろん、与えられた試錐孔内の異った種類の地層の試
験をこの種の反復動作できる試験で、沢過器を交換する
ことは全く非実用的であることがわかるであろう。

更に、与えられた試錐孔が貫通している種々の地層の特
性を、前もって確実に決定できる保証はない。

従って、本発明の目的は１つまたはそれ以上の流体すな
わち地層特性の多重測定値を確実に得ることができ、か
つ組成と固さの固なる任意特性の異った地層から１種類
またはそれ以上の遺留流体のサンプルを選択的に集める
、新規かつ改良された地層試験法および装置を提供する
ことである。

本発明の１つの面によれば、本発明は壁面に泥壁が付着
される試錐孔により貫通される地層から遺留流体（Ｃｏ
ｎｎａｔｅ ｆｌｕｉｄｓ）のサンプルを得る方法であ
って、地層に近い試錐孔の壁は前記壁の一部と前記地層
を前記試錐孔内の流体から分離するために封止され、前
記分離された壁の部分と地層とから流体入口および１過
装置を介して流路内に導入されてなる地層から遺留流体
のサンプルを得る地質試験方法において、最初に泥壁の
粒子に対して十分な寸法を有する前記１過装置内の１過
通路を通じて前記流路内に泥壁の粒子を送る過程と、前
記分離された壁部分からぼろぼろの地層粒子が脱落した
時に、前記流体入口を累積されるぼろぼろの粒子でほぼ
充して、その後に脱落させられる地層粒子を保持するよ
うに、前記１過装置により前記脱落した粒子を常に集め
る過程とをそなえてなる、試錐孔により貫通される地層
から遺留流体のサンプルを得る地質試験方法が得られる
。

本発明の別の面によれば、泥壁ライニングを有する試錐
孔であって、その壁は発生できる遺留流体を含む地層に
隣接する前記試錐孔内に吊り下げられるようにされる地
層試験装置において、遺留流体を受けるようになってい
る流路を有するボデーと、前記流路に連結される流体入
口を含み、試錐孔の壁面を試錐孔流体から分離するため
に試錐孔の壁に係合されるようになっている前記ボデー
上の流体取り入れ装置と、この流体取り入れ装置を試錐
孔に対して位置させて前記試錐孔の壁の分離された壁面
をこえた地層に前記流体入口を連通させるために選択的
に動作する装置と、前記流路と前記流体入口との間に協
力動的に配置されて、前記分離された壁面から前記ｒ過
装置を通って前記流路内へ変位される泥壁粒子を最初に
通すための流体沢過装置とを備え、この流体沢過装置は
前記分離された壁面からぼろぼろの地層粒子が遊離した
時に、遺留流体が前記ｒ過装置を通って前記流路へ流れ
るにつれて遊離された地層粒子を常に収集するように動
作してなる地質試験装置が得られる。

本発明の実施に際しては、得られる可能性のある地層に
封止するように係合するために選択的に動くようになっ
ている流体取り入れ装置を有する地層試験装置は、その
一部を試錐孔流体から分離するために使用できる。

本発明の方法においては、泥壁は詰りを起させる物質を
容易に通すように寸法を選択的に定められている第１濾
過通路を介して、まず最初流体取り入れ装置内へ導かれ
る。

次に、固まっていない地層物質を流体取り入れ装置内へ
取り入れるべきだとすると、前記第１通路を通って流れ
る少くとも十分な流れを迅速に阻止することにより試錐
孔の壁からそれらの物質が更に離れることを停止させる
ためにそれらの物質は集められ、かつ地層物質よりも小
さな寸法となるように選択的に定められる第２通路を通
って遺留流体を送るようになっている。

本発明の一実施例では流体取り入れ装置には、泥壁粒子
のような詰りを起す大きな物質を容易に通すような寸法
の１つまたはそれ以上の拡大１過通路と、選択された寸
法の地層物質を透過させない寸法の１つまたはそれ以上
の縮少１過通路とが設けられる。

このようにすると、流体取り入れ装置が分離された地層
に初めて連通された時に、地層の壁に付着されている泥
壁が拡大された１過通路を通って、ｐ過装置の入口面に
はそのような詰り物質は付着しない。

その後で、地層から離れた物質が流体取り入れ装置内に
入ったとすると、それらの物質は１過装置の入口面に沿
って凝集し、拡大されている１過通路を通る少くとも主
要な流れを阻止し、遺留流体を縮少されているｐ過通路
に流すようにする。

本発明の別の実施例では、流体取り入れ装置には、互い
に相対的に動くようになっている第１および第２の協働
する１過部材が設けられる。

これらの１過部材には泥壁粒子のような詰りを起す大き
な物質を容易に通す寸法の１つまたはそれ以上の１過通
路がそれぞれ設けられる。

これらの１過部材のそれぞれ組合わされる１過開口部対
の位置を部分的にずらすように、１過部材を通常偏倚さ
せるための偏倚部材が設けられる。

流体取り入れ装置が分離されている地層に連通ずるよう
に最初に位置されると、地層の壁に付着している泥壁が
完全に位置が合っている１過通路を通って、１過装置の
入口とそのような詰り物質が付着しないように、１過部
材はｐ過量口部の位置が合う位置まで動かされる。

その後で、地層から離れた物質が流体取り入れ装置内に
入ったとすると、偏倚装置が動作してそれぞれの１過開
口部の位置が部分的に外れて、各１過開口部対を通る全
有効流路面積を縮少して、１過装置を通る遺留流体の流
れを不当に制限することなしに、効果的に狭くされた１
過通路を通る離れた地層物質の大部分の通路を遮断する
ような通常の位置へ向って１過部材を移動させる。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず第１図を参照して、本発明の原理を具体化した新規
かつ改良した流体取り入れ器１０が、地層試験器１１に
取りつけられているのが示されている地層試験器１１は
１つまたはそれ以上の地層１３．１４等を貫通する試錐
孔１２のような坑井内で、典型的な観測および試料採取
作業を行う時に使用される。

図示のように地層試験器１１は典型的な多心ケーブル１
５の下端部から試錐孔１２の中に吊り下げられる。

ケーブル１５は地表の適当なウィンチに巻き取られると
ともに、地層試験器の制御装置１６の地表部と、記録表
示器１７および電源１８に接続される。

地層試験器１１はその典型的な例では細長い本体１９を
含む。

本体１９の中には試験器制御装置１６の試錐孔の中に降
ろされる部分が収められ、１つまたはそれ以上のピスト
ンアクチュエータ２１上に配置される、選択的に延長で
きる試験器係留部材２０と、本体１９の下端部に縦続連
結される１つまたはそれ以上の流体収集室２２．２３と
を保持する。

試験器係留部材２０は本体１９の流体取り入れ器１０が
取りつけられている側とは反対側から動くようになって
いる。

米国特許第３７８０５７５号に詳しく記述されているよ
うに、地層試験器１１とその制御装置１６とは、地表か
ら指令を受けた時に５個所の選択された動作位置のうち
から１個所またはそれ以上の場所に選択的に置かれるよ
うに、関連して動作するように構成される。

後で簡単に説明するように、制御装置１６は試験器１１
をそれらの動作位置の１個所またはそれ以上の位置に逐
次置くように機能したり、それらの動作位置の間を選択
的に周期的に置くように機能することもある。

これら５種類の動作位置はケーブル１５の種々の導体３
２〜３８へ選択的に電力を供給するように、制御装置１
６の地表部に含まれている適当な制御スイッチ２４．２
５を種々のスイッチング位置へ選択的に動かすことによ
り達成できる。

本発明の新規な流体取り入れ装置１０は、試錐孔１２の
壁の選択された部分を選択的に封止すなわち分離させる
ために構成される。

試錐孔１２の選択された部分が試験孔１２内の流体から
分離されると、流体取り入れ装置１０は隣接する地層１
３に圧力を加える、すなわち流体を浸透させる。

第２Ａ、２Ｂ図に示す実施例では、流体取り入れ装置１
０は弾力のある環状封止パッド３９を含む。

この封止パッド３９は横方向に動くことができ、縦方向
に隔てられている一対のピストンアクチュエータ４１に
連結される垂直支持部材すなわち支持板４０の前面に取
りつけられる。

ピストンアクチュエータ４１はアクチュエータ２１に類
似しており、封止パッド３９を本体１９の前側に関連し
て前後に動かすために、本体１９に対して横に配置され
る。

従って、制御装置１６が加圧された油圧用の流体をピス
トンアクチュエータ４１に選択的に供給すると、封止パ
ッド３９はボデー１９の前方に隣接する引き込められた
位置と、進められたすなわち前方へ延ばされた位置との
間を横方向に動く。

環状封止パッド３９を試験器係留部材２０から本体１９
の反対側に設けることにより、これら２種類の壁係合部
材が同時に延びると封止パッド３９は試錐孔１２の隣接
する壁に押しつけられて封止するとともに、試験器１１
を係留する。

しかし、封止パッド３９が試錐孔１２の一方の壁に対し
てしっかり封止できるように延びることができ、本体１
９の後部が試錐孔１２の反対側の壁に確実に係留できる
ように、ピストンアクチュエータ４１の有効ストローク
が十分あれば、試験器係留部材は不要であることがわか
るであろう。

これとは逆に、封止パッド３９が試錐孔１２の一方の壁
に対してしっかりと封止するように、本体１９の前方を
その一方の壁へ向って動かすのに、試験器係合部材２０
を延長させるだけで有効である場合にはピストンアクチ
ュエータ２１を省くことができる。

しかし、地層試験器１１の一実施例では係合部材２０と
流体取り入れ装置１０は、十分な直径の試錐孔内で試験
器１１の動作が可能となるように、同時に延長されるよ
うに構成される。

この実施例では本体１９の外径を小さくするためにピス
トンアクチュエータ２１と４１のストロークを最少限に
押えている。

次に第２Ａ図を参照する。

この図では、遺留流体（ｃｏｎｎａｔｅ ｆｌｕｉｄ
）を地層試験器１１の内部に導入させるために、本発明
の流体取り入れ装置１０は拡大された筒状流体取り入れ
部材４２を含む。

筒状部材４２は環状封止パッド３９内に同軸状に配置さ
れる開放前部と、支持板４０の裏面に固定されるより大
きな筒状部材４３内に摺動自在に装着される閉じた後部
とを有する。

筒状部材４３は支持板４０の裏面から後方へ延びている
。

筒状流体取り入れ部材４２の先端部が封止パッド３９の
前面から短い距離だけ通常は突出するように構成するこ
とにより、流体取り入れ装置１０を延ばすと筒状流体取
り入れ部材４２の前端部は試錐孔１２の近くの壁面に係
合し、その直後に環状封止パッドもその壁面に押しつけ
られて、試錐孔１２の壁面のその部分と流体取り入れ部
材の先端部を試錐孔内の流体から分離する。

この係合の順序の重要性については後で説明する。

大きな外側筒状部材４３に関連して筒状流体取り入れ部
材４２を選択的に動かすために、筒状取り入れ部材４２
は外側部材４３の中に摺動自在に挿入され、外側部材４
３の内向きに拡大されている端部４６゜４７上の封止部
材４４，４５と、筒状取り入れ部材４２の直径の大きな
中間部分４９の上の封止部材４８とによって流体が洩れ
ないように封止される０従って、封止部材４４，４５．
４８によって外側筒状部材４３内の中間部分４９の両側
にピストン室５０．５１が形成されることがわかるであ
ろう。

そこで、後方のピストン室５０内に高い油圧をかけるこ
とにより、流体取り入れ部材４２は外側筒状部材４３と
封止パッド３９とに対して相対的に前方へ動かされる。

これとは逆に、前側のピストン室５１に油圧を加えると
、流体取り入れ部材４２は外側筒状部材４３と封止パッ
ド３９に対して引き込められる。

本発明の流体取り入れ装置１０への圧力伝達すなわち流
体の送りは、全体として円筒形の弁部材５２により制御
される。

弁部材５２は流体取り入れ部材４２内に同心状に配置さ
れ、引き込められた位置すなわち開放位置と、図示の前
進した位置すなわち閉じた位置との間を軸心方向に動く
ように構成される。

閉じた位置では弁部材５２の拡大された前端部５３は、
流体取り入れ部材の最前方の内側部分に十分に係合して
その部分を封止する。

弁部材５２を支持するために、その後部は参照番号５４
で示すように軸心方向が中空になっており、流体取り入
れ部材４２の後端部を閉じる横壁５６から前方に突出す
る。

軸心方向中空部５４は、その大きな頭部５３のすぐ後ろ
の弁部材５２の前方部分にある１つまたはそれ以上の横
方向流体通路５７で終る位置まで、弁部材５２に沿って
前方へ伸縮される。

流体取り入れ部材４２に関連して弁部材を選択的に動か
すための作動機構を設けるために、弁部材５２は拡大後
部５８を有し、その渡大後部５８の中に外側封止部材５
９と内側封止部材６０が同軸状に配置され、流体取り入
れ部材の内側と後方に延びる筒状部材５５の外側とにそ
れぞれ係合してそれらの部分を封止するようになってい
る。

弁部材５２の中間部分の周囲に取りつけられて、流体取
り入れ部材４２の隣接部分の内壁に接触してその部分を
封止する封止部材６１は、流体取り入れ部材に関連して
弁部材５２を封止する。

従って、ピストン部材として機能する拡大弁部５８の後
部に形成される拡大ピストン室６２内の油圧を上昇させ
ることによって、弁部材５２は流体取り入れ部材４２に
関連して前方へ動かされる。

逆に、封止部材５９と６１の間に形成される前方ピスト
ン室６３に高い油圧を加えることによって、弁部材５２
は前方に突出している筒状部材５５に沿って後方へ動か
され、流体取り入れ部材４２に関連して弁部材５２を引
き込める。

前記したように、多くの地層は割合に凝固してなく、し
たがって遺留流体を抜き取ることにより容易に脱落する
ことがわかるであろう。

したがって、そのような凝固されていない地層物質の大
きな脱落を防ぐために、流体取り入れ部材４２はその前
方部分に内部環状スペース６４と流路６５を形成するよ
うに構成される。

後で第７〜９図を参照して詳しく説明するように、本発
明の目的は、環状スペース６４を覆うように流体取り入
れ部材４２の先端部に、独特の配列のスリットを有する
筒状１過部材６６（または６６′）を同軸状に装着する
ことにより達成される。

このようにすると、弁部材５２が１過部材６６ 、６６
’の内側で引き延ばされた位置から引き込められると、
地層の流体は拡大頭部５３の前方のいま露出されている
１過部材６６を通って環状スペース６４へ入り、それか
ら流体通路６５を通って流体通路５７と筒状部材５５の
中に入る。

したがって弁部材５２が弓き込められた時に、地層から
遺留流体が抜き取られるにつれて地層から凝固していな
い地層物質が脱落すると、その物質は弁部材５２の拡大
頭部５３の前方の独特に配列されている１過部材６６に
よりせき止められ、それにより浸透性の障壁を急速に形
成して、弁部材５２が停止すると凝固していない地層物
質の持続的な脱落を防ぐ。

次に第２Ｂ図を参照する。

この図に示されている本発明の流体取り入れ部材１０の
実施例は、選択的に変化できる１過部材４４を含む。

１過部材４４は流体取り入れ部材４２の前端部に入る遺
留流体から、粒子寸法の異なる詰まるおそれのある物質
を選択的に１過するために、流体取り入れ部材４２の前
方部分上に配置される。

ｒ過部材４４′の図示の実施例では、本発明の目的は流
体取り入れ部材４２に形成される内側に開かれている環
状室６４を覆うように、流体取り入れ部材４２の前方部
分に一対の筒状１過部材４５’、４６’を入れ子穴に設
けることによって最も良く達成される。

後述する理由によって、外側１過部材４６′は流体取り
入れ部材４２にねじ４８′により固定され、内側１過部
材４５は第２Ｂ図に示されている僅かに延ばされている
位置と、もつと引き込められた位置との間を軸心方向に
動くために配置される。

１つまたはそれ以上のスプリングまたはベルビル（Ｂｅ
１ｌｖｉｌｌｅ）ワッシャ４９′のような偏倚部材が内
管すなわち筒形１過部材４５′拡大先端部と、流体取り
入れ部材４２の先端部との間に配置されて、内側ｒ過部
材４５を図示の引き伸ばされた位置に通常に保持する。

１過装置４４′のこの独特な配置の意味については後で
説明する。

筒状流体取り入れ部材の先端部が、封止パッド３９の前
面から短い距離だけ通常突出するように構成することに
より、流体取り入れ装置１０の延長すると流体取り入れ
部材４２と内側１過部材４５′との前端部は、環状封止
パッド３９が試錐孔１２の壁の表面に接触する直前に、
その表面に接触して、その壁の表面と２つの筒状部材の
先端部とを試錐孔内の流体から分離する。

第２Ｂ図に示す筒状流体取り入れ部材４２の動作は第２
Ａ図に示す実施例の動作と同じである。

従って、弁部材５２がｐ過装置４４′の内側で弓き伸ば
された位置から縮められると、地層流体は２つの１過部
材４５’、４６’の露出されている前方部分を通って環
状スペース６４の中に押し込まへそこから流体取り入れ
部材４２の流体通路６５を通って流体通路５７と流体取
り入れ装置１０の中に入る。

よって、弁部材５２が縮められて凝固していない地層物
質が流体取り入れ装置１０の中に入るとすると、弁部材
５２の前方の拡大頭部５３の前方に独特に配置される１
過装置４４′により、詰りを起す物質は阻止され、それ
により浸透性の障壁を迅速に形成して、弁部材が停止す
ると凝固していない地層が引き続き脱落することを阻止
する。

次に第３Ａ、３Ｂ図を参照する。

これらの図には流体取り入れ装置１０と、制御装置１６
の試錐孔１２の中に降ろされる部分と、地層試験器１１
の係留部材２０と、流体収集室２２とが示されている。

これらの図では地層試験器１１が十分に引き込められ、
制御スイッチ２４．２５がオフ位置２６（第１図）にあ
る時の状態を示す。

流管６７の一例が地層試験器１１に組み込まれ、その一
端はたわみ導管６８を介して流体取り入れ装置１０に連
結され、他端部は一対分岐管６９゜７０に連結される。

分岐管６９．７０は流体収集室２２．２３にそれぞれ連
結される。

流体取り入れ部材１０と流体収集室２２．２３との間に
流体の流通を制御するために、常閉流量制御弁７１〜７
３が流管６７と分岐管６９．７０にそれぞれ設けられる
。

後述する理由から、常閉制御弁７１〜７３に類似する常
開制御弁７４は、地層試験器１１の外側の試錐孔流体と
、制御弁７１と流体取り入れ装置１０との間に延びるた
わみ導管６８との間の連通を選択的に制御する。

たとえば常開制御弁７４は典型的な圧力応答アクチュエ
ータ７６により作動される。

アクチュエータ７６は少くとも所定の大きさの作動圧に
応答して弁γ４を閉じるように構成される。

制御弁７４をその開放位置まで偏倚させるスプリングは
、弁７４を閉じるのに要する圧力の大きさを定める。

更に、常閉制御弁７１〜７３を上記とは異った所定の大
きさの圧力に応答して開くように選択的に構成される圧
力応答アクチュエータ７７〜７９によりそれらの弁７１
〜７３がそれぞれ作動されることを除き、常開制御弁７
１〜７３は常開制御弁７４に類似する。

第３Ａ、３Ｂ図に示す地層試験器１１の実施例では、サ
ンプル室制御弁７２．７３と流管制御弁１１との間の便
利な場所で分岐管８０が流管６７に連結され、この分岐
管は所定容積の膨張室８１で終端される。

直径の小さくされたピストン８２は膨張室８１の中に取
りつけられ、ピストンアクチュエータ８３により、選択
された上部位置と下部位置の間を動かされる。

従ってピストン８２が第３Ａ図に示す下部位置から上部
位置へ動くと、その時に分岐管８０の中に含まれていた
流体の量と、流管６１のうち流管制御弁７１とサンプル
室制御弁７２．７３との間の部分の容積との組合わされ
た容積は、それに応じて増大する。

第３Ａ図によく示されているように、制御装置１６はモ
ータ８５に連結されるポンプ８４を更に含む。

このポンプ８４は油だめ８６から出口管８７へ油圧用流
体を送るようになっている。

地層試験器１１は非常に深い試錐孔１２の中で動作する
ようになっており、しかも試錐孔１２には汚れた腐食性
の流体を含むのが普通であるから、油だめ８６はポンプ
８４とモータ８５を清浄な油圧用の油を完全に浸すよう
になるべく構成する。

油圧をその時に地層試験器１１が位置している深度にお
ける静水圧に等しく保ち、かつ異った試錐孔条件の下で
起る油圧流体の容量変化に合わせるために、スプリング
により偏倚される分離ピストン８８も設けられる。

地層試験器１１の動作中に試験器１６からの油圧流体を
油だめ８６へ戻すために、１つまたはそれ以上の入口８
９，９０が設けられる。

流管８７は「セット」管９１と「引き込み」管９２の２
本の主な分岐管に分割される。

セット管９１と引き込み管９２への油圧流体の流入を制
御するために、それらの管には地表の制御スイッチ２４
が選択的に位置された時に、それら２本の管へ油圧流体
を選択的に流入させる一対の常閉電磁弁９３．９４が設
けられ、かつセット管９１内の圧力がその時に出口管８
７に存在する圧力よりも高い時には、油圧流体が逆流す
ることを常に阻止するために、セット管９１の制御弁９
３の下流側には逆止弁９５が設けられる。

管内の圧力を選択された動作範囲内に維持するためにポ
ンプ８４を選択的に作動および停止させるため、セット
管９１と引き込み管９２には圧力スイッチ９６〜９８が
設けられる。

セット管９１と引き込み管９２内の動作圧を予定通りに
急速に上昇させるために、ポンプ８４はなるべく容積形
にするから、ポンプを動作させるたびに制御装置１６も
出力管８７から戻り管８９を介して油だめ８６へ油圧流
体を直接側路させるために、制御弁９４（まだ開かれて
いない時）と第３の常閉電磁弁９３を一時的に開くよう
に機能する。

モータ８５が動作速度に達すると、側路弁９９は再び閉
じらへセット管制御弁９３または引き込み管制御弁９４
のいずれかが、地層試験器１１の動作モードの要求に応
じて選択的に開かれる。

従って、制御装置１６はセット管９１と引き込み管９２
に加圧された油圧流体を選択的に供給するために動作す
ることがわかる。

セット管９１と引き込み管９２内の圧力をポンプ８４の
定格に釣り合う最高圧力範囲に制振するためにのみ、圧
力スイッチ９６．９７はそれぞれ動作するから、制御装
置１６は装置の選択された部分に種々の時刻に供給され
る油圧流体の圧力を調整するためにも構成される。

この圧力調整は種々のやり方で行うことはできるが、い
くつかの圧力作動制御弁１００〜１０３を採用すること
が好ましい。

第３Ａ図に示すように、たとえば制御弁１００は下向き
に偏倚される作動ピストン１０５を保持する拡大上部を
有する弁体１０４を含む。

作動ピストン１０５はその軸心方向の孔１０８内に摺動
自在に配置される直立ステム１０７により、弁部材１０
６に連結される。

選択された長さのスプリング１０９が弁部材１０６を弁
座に通常押しつけるために、孔１０８の中に取りつけら
れる。

制御弁１００（１０１）は第３Ａ図に示す非作動位置で
は単に常閉逆止弁として機能する。

すなわち、この位置では弁の出口における圧力が入口の
圧力よりも十分に高い時には、油圧流体は常に逆向きに
だけ流れて、スプリング１０９により加えられる所定の
閉成力に対して弁部材１０６を開く。

一方、油圧が作動ピストン１０５に加えられてピストン
１０５が上昇させられると、ステム１０７の向い合う肩
１１０とピストン１０５が係合して弁部材１０６を弁座
から離す。

第３Ａ。３Ｂ図に示すように、制御弁１０２，１０３は
弁部材１１１が関連する作動ピストン１１２になるべく
固定することを除き、制御弁１００に類似する。

したがって、制御弁１０２ 、１０３は別に逆止作用を
持たず、逆向きにも油圧流体を流すことができるが、入
口と出口の間の油圧流体の出入りを選択的に制御する常
閉電磁弁にすぎない。

セット管９１の逆止弁９５の下流側は低圧部１１３より
成る。

この低圧部１１３の一方の分岐１１４は制御弁１０２の
入口に連結され、他方の分岐１１５は制御弁１００の入
口に連結されて、セット管９１の高圧部１１６に油圧流
体を選択的に供給する。

高圧部１１６は制御弁１０３の入口で終端される。

セット管９１の低圧部１１３から高圧部１１６への油圧
流体の供給を調整するために、低圧部１１３と制御弁１
００の制御ポートとの間に圧力連通管１１７が連結され
る。

従って、セット管９１の低圧部１１３内の油圧力線１脚
弁１００を開くのに要する所定圧力以下に保たれている
限りは、高圧部１１６は低圧部１１３内の油圧が弁１０
０の所定作動圧に達すると、制御弁１００が開かれて油
圧用油が高圧部１１６の中に入る。

制御弁１０２，１０３は低圧部１１３と高圧部１１６を
油だめ８６に選択的に連通させるために構成される。

これを行うために、制御弁１０２゜１０３の制御ポート
は適当な圧力連通管１１８゜１１９を介して引き込み管
９２に連結される。

従って、引き込み管９２内の圧力がそれぞれの所定の作
動レベルに達すると、制御弁１０２，１０３は開かれて
セット管９１の低圧部１１３と高圧部１１６を、制御弁
１０２，１０３のそれぞれの出口に連結されている戻り
管８９を介して油だめ８６に選択的に連結させる。

前記したように、第３Ａ、３Ｂ図では地層試験器１１と
制御装置１６の試錐孔１２内に降ろされる部分とは、地
層試験器１１が引き上げられた時に数個の部品が現われ
るように示されている。

ここで、地層試験器１１を試錐孔１２内に容易に降ろす
ために、地層試験器係留部材２０と封止パッド３９は本
体１９に対してそれぞれ引き込められる。

地層試験器１１を試錐孔１２の中に降ろす準備をするた
めに、スイッチ２４．２５はオフ位置２６から開始位置
２７へ動かされる。

ここで油圧ポンプ８４が始動されて、パッド３９と係留
部材２０が十分に引き込められるように、引き込み管９
２内の圧力を選択された最高値まで上昇させる。

この時に、圧力等代弁７４が開かれて、閉じられている
流管制御弁７１と流体取り入れ装置１０との間の流管６
７の部分は、地層試験器１１か試錐孔１２の中に降ろさ
れた時に試錐孔内の流体で充される。

地層試験器１１が選択された動作深度に達すると、スイ
ッチ２４．２５は第３の位置２８まで動かされる。

次に、ポンプ８４がその定格動作速度に達すると、出口
管８１内の油圧は、圧力スイッチ９６の最高設定により
決定される最高動作圧まで急速に上昇する。

圧力が次第に上昇するにつれて、制御装置１６は米国特
許出願第３１３２３５号に十分に説明されているような
動作サイクルで制御弁７１〜７４と１００〜１０３を順
次動作させるために、選択された中間圧レベルで逐次動
作する。

しかし、図示されている地層試験器１１の次の動作順序
は本発明の方法の実施や、流体取り入れ装置１０をうま
く動作させるために重要である。

次に第４図を参照する。

この図には出力管８７内の圧力がその最低中間圧力レベ
ルに達した時に、図示の実施例の動作を説明するために
制御装置１６の選択された部分と、地層試験器１１の種
々の部品を示す。

いくつかの図に示されている動作サイクル中のこの点に
おける地層試験器１１と制御装置１６の動作の理解を容
易にするために、その時に動作している部品だけが第４
図に示されている。

この時には匍脚スイッチ２４は第３位置にあるから、電
磁弁９３．９９は開かれる。

セット管９１内の油圧はスイッチ９６により決定される
圧力上限値に達していないから、ポンプモータ８５はま
だ回転している。

制御弁１００は閉じられているから、セット管９１の高
圧部１１６は低圧部１１３からなお分離されている。

同時に、ピストンアクチュエータ２Ｌ４１の前方圧力室
に含まれる油は引き込み管９２まで動かされ、開放され
ているソレノイド弁９９を介して油だめ８６へ戻される
。

これらの動作によって係留部材２０と封止パッド３９は
試錐孔１２の反対側の壁に強く接触するまで反対側に動
かされる。

第４図で、油圧流体は流体取り入れ部材４２の拡大直径
部４９の後部の囲まれた環状室５０へ分岐管１２１，１
２２を介して入る。

同時に、拡大直径部４９の前部のピストン室５１からの
油圧流体は、流体取り入れ部材４２の先端部が試錐孔１
２の壁に接触してから停止するまで、封止部材３９に関
連して流体取り入れ部材４２を前方へ逐次動かすために
、分岐管１２３，１２４を通じて引き込み管９２の中に
放出される。

次に封止パッド３９が分離されている壁の部分を試錐孔
の流体から分離するために試錐孔の壁に接触するまで、
いま停止されている筒状部材４２に関連して前方へ押さ
れる。

このようにして、流体取り入れ部材４２の直前の泥壁は
、流体取り入れ装置１０の中に入る望ましくない泥壁の
量を最少限にするために、流体取り入れ部材の先端部か
ら半径方向に動かされる。

この時には弁部材５２の封止部材５９と６１の間の前方
ピストン室６３の中に加圧された油圧流体が入るが、弁
部材５８は内側筒状部材４２と外側筒状部材に関連して
後方へ動くことを一時的に阻止される。

制御弁１０１はなるべくならまだ閉じていることが好ま
しいから、それにより後方ピストン室６２内の油圧流体
を弁部材の後方に一時的に保留される。

弁部材５２のこの引き込みの遅れについては後に説明す
る。

第４図に示すように、セット管９１内の低圧部１１３内
の油圧流体は、分岐管１２５を介してピストンアクチュ
エータ８３へも流される。

そのために、ピストンアクチュエータ８３からの油圧流
体が分岐管１２６を介して引き込み管６２へ戻される時
にピストン８２は変位される。

これかられかるように、膨張室８１内の変位ピストン８
２の上昇によって、分岐管８０の分離されている部分と
、まだ閉じられているいる制御弁７１と閉じられている
制御弁７２．７３との間の流管６７の部分とに、初めに
存在していた圧力は大幅に低下させられる。

この圧力低下の目的については後で詳しく説明する。

地層試験器係留部材２０と、封止パッド３９と、流体取
り入れ部材４２とが第４図に示すそれぞれの伸ばされた
位置に達すると、ポンプ８４により与えられる油圧は再
び上昇させられる。

それから、出口管８１内の動作圧が第２の中間レベルに
達すると、油圧制御弁１０１はこの圧力に応じて開かれ
、弁部材５２の後方のピストン室６２に保持されていた
油圧流体は流体だめ８６へ戻すために放出されない。

第５図に示すように、制御弁１０１が開かれると、セッ
ト管９１からの加圧された油圧流体が弁部材５２の拡大
直径部５８の前方のピストン室６３に加えられた時に、
油圧流体は後方のピストン室６２から分岐管１２７，１
２８，１２４を介して引き込み管９２へ動かされる。

これによって地層１３０分離されている部分と弁部材５
４，５７内の流路との間を、沢過部材６６を介して流体
が連通できるようにするために、いま停止されている流
体取り入れ部材４２に関連して弁部材５２を後方へ急速
に動かす。

第５図には十分には示されていないが、制御弁７１〜７
３の間の流管６７の下側部分と、減圧室８１へ導く分岐
管８０とを分離するために、制御弁７１〜７３は最初は
閉じられていることが第３Ａ、３Ｂ図かられかるであろ
う。

しかし、流管均圧制御弁７４は、油圧制御弁１０１が開
かれて弁部材５２を第５図に示すように引き込められる
時にもなお開かれている。

従って、弁部材５２が新規かつ改良されたＥ渦部材６６
から外れてゆくと、分離されている地層中に存在するこ
とがある遺留流体の圧力よりも高い圧力の試錐孔１２内
の流体は、流管６７の上側部分内に導入されるとともに
、たわみ導管部材６８を介して筒状部材５５の後端部内
に導入される。

これらの高圧試錐孔流体が沢過部材６６の周囲の環状ス
ペース６４の中に入ると、それらの流体は矢印１２９で
示すように流体取り入れ部材４２の後端部から強制的に
放出されて、ｒ退部材６６が弁部材５２の引き込みによ
り最初に露出された時に、濾過部材６６の内面に付着さ
れることがある泥壁等のような詰まり物質を洗い流す。

したがって、図に示す制御装置の実施例は、試験動作が
開始される前に望ましくない岩石の破片等を瀝過部材６
６から除去するために、試錐孔流体を一時的に外向きに
急激に流させるように動作する。

しかし、このことは本発明の流体取り入れ装置１０の良
好な動作に必須のものではない。

地層試験器１１のいくつかの部品と制御装置１６が第５
図に示すそれぞれの位置に達すると、出口管８７内の油
圧は次の中間圧力レベルまで再び急速に上昇する。

ポンプ８４が出口管８７内の油圧をこの次の所定の中間
圧力レベルまで上昇させると、制御弁１００は第６Ａ図
に示すように選択的に開かれる。

第６Ａ図に示すように制御弁１００が開かれると、セッ
ト管９１の高圧部１１６と、高圧部１１６に連結されて
いる２本の分岐管１３０，１３１とに油圧流体が供給さ
れ、圧力等代弁１４を逐次閉じ、それから流管制御弁７
１を開く。

このようにして矢印１３２，１３３により示されている
ように、油圧流体がアクチュエータγ６の下側部分から
引き込み管９２に連結されている導管を介して放出され
た時に、中間動作レベルを表す圧力の油圧流体が常開圧
力等代弁７４のアクチュエータ７６の上部へ、逆止弁１
３４を介して供給される。

これにより圧力等化弁７４は閉じられ、流管６７と地層
試験器１１の外側の試錐孔流体とが更に連通ずることを
阻止する。

それと同時に、油圧流体は制御弁７１のアクチュエータ
７７の下側部分にも入れられる。

常開圧力等代弁７４用のアクチュエータ７６を常閉制御
弁７１用のアクチュエータ７７よりも多少速く動作させ
るように構成することにより、弁７４が閉じてしまうま
で弁γ１は閉じられた位置に一時的に保持される。

それから流体が制御弁７１のアクチュエータ７７の下側
部分に入って圧力等化弁７４が閉じられ、アクチュエー
タ７７の上側部分から逆止弁１３６と、引き込み管９２
に連結されている分岐戻り管１３７とを介して油圧流体
が放出されると、制御弁７１は開かれる。

従って、地層試験器１１が第６Ａ、６Ｂ図に示す位置に
あると、流管６７ば試錐孔流体から分離され、たわみ導
管６８を介して地層１３の分離されている部分に連通さ
れる。

第４図を参照しての説明から、分岐管８０と、主流管６
７のうち流管制御弁７１とサンプル室制御弁７２．７３
との間の部分との中の流体は、容積が小さくされている
チャンバ８１内の変位ピストン８２の上方運動により既
に膨張させられている。

したがって、制御弁７１が開かれると、地層１３の分離
されている部分は、流管６１と分岐導管８０の前に分離
される賜部分により表される減圧スペースに連通ずる。

本発明にとって特に興味のあることは、地層１３が割合
に固まっていないとすると、流体取り入れ部材４２の前
方への動きと組合わされる弁部材５２の後方への動きに
より、流体取り入れ部材４２の前方への動きにより変位
させられるゆるい地層物質のみが流体取り入れ部材４２
の中に入ることができるようにする。

すなわち、ゆるい地層物質を変位させることによっての
み、流体取り入れ部材４２は地層１３の中に進むことが
できる。

そして、弁部材５２の後方への変位により流体取り入れ
部材の前端部内で開かれるスペースは、脱落した地層物
質が入ることができる場合であり、流体取り入れ部材が
脱落した物質で充されると地層物質のそれ以上の脱落は
停止される。

一方、試験される地層の間隔が比較的狭いとすると、流
体取り入れ部材４２の前進は比較的僅かであり、その先
端部は分離されている地層内へはほとんど入らない。

もちろん、流体取り入れ部材４２の先端部は、浸透性の
地層に隣接する試錐孔１２の壁に並ぶ泥壁内に少くとも
入り込むのに十分な力で外方へ押されることがわかるで
あろう。

しかし、このような状況では流体取り入れ部材４２の前
進運動は弁部材５２の後退運動とは関連しない。

その理由は弁部材５２が沢過部材６６から次第に離れる
からである。

いずれの場合でも、弁部材５２が急に開かれると流体取
り入れ部材４２の先端部内に詰っている泥は沢過器６６
の後方へ引き出させる。

これらの動作の意味については後で説明する。従って、
第６Ａ、６Ｂ図に示すように、分離されている地層１３
の中に発生できる遺留流体があるとすると、地層の圧力
によってそれらの遺留流体は本発明の流体取り入れ部材
１０を介して、流管６７の下部と分岐管８０とが充され
て全流管内の圧力が平衡するまで、流管内に流れ込む。

流管６７内に適当な圧力測定トランスデユーサ１４０を
配置することにより、遺留流体と地層１３との特性を表
す１つまたはそれ以上の測定値を導体１４１を介して地
表へ送り、記録計１７により表示または記録できる。

いずれにしても、トランスデユーサ１４０により与えら
れる圧力測定値によって、地表のオペレータは地層の圧
力を容易に決定できるとともに、地層１３の電位発生性
能を表す１つまたはそれ以上の指示値を得ることができ
る。

地層の圧力を解析するための種々の技術は周知であるか
ら、本発明を理解するには伺ら重要ではない。

ここで圧カドランスデューサ１４０により与えられる測
定値は、予測された地層圧力が地層試験器１１がその時
位置している深度における試錐孔流体の静止よりもはっ
きりわかるほど低いから、封止パッド３９は地層１３の
完全な封止係合したか否かを示す。

封止係合の有効性を決定するこの性能により、オペレー
タは残りの完全な動作順序を無駄に続けることなしに、
地層試験器係留部材２０と封止パッド３９とを引き込め
ることができる。

しかし、圧カドランスデューサ１４０により与えられる
圧力測定値が封止パッド３９がしっかりと係合している
ことを示すと仮定すると、オペレータは圧力測定値の観
測と記録が望ましい限りは地層試験器１１を第６Ａ、６
Ｂ図に示す位置に置いたままにすることができる。

その結果、オペレータは地層の圧力が平衡に達するのに
要する時間や、圧力上昇率のようなことを決定でき、そ
れにより浸透性や有孔率のような地層１３の種々の特性
を示す貴重な情報を得ることができる。

更に、地層試験器１１の図示しである実施例により、流
体サンプルの採集が保証されるかどうかをオペレータは
容易に決定できる。

完全な試験動作の説明を続ける前に、本発明の詳細な説
明することが適切であると信ぜられる。

本発明の重要性は、圧力測定値と流体サンプルを得る時
の新規かつ改良された流体取り入れ装置１０の性能を、
従来のｐ過部材を有する先行技術の地層試験器の性能と
比較すると最もよく理解される。

典型的には、これらの先行技術のｆ過部材は細長い筒状
部材であり、その筒状部材の縦方向または円周方向のい
ずれかに配置される一様な幅の複数の狭いスリットだけ
を有する。

米国特許第３３５２３６１号にはこの先行技術の一例が
示されている。

あるいは、たとえば米国特許第３６５３４３６号に開示
されているように、多孔質部材あるいは細かい目の網が
よく用いられている。

いずれの場合でも、これら従来の地層試験装置は与えら
れた作業中に遭遇することが予測されるゆるい地層粒子
の特別な寸法により示されるような寸法である、一様な
寸法の濾過用開口部しか持たない普通の沢過器を採用し
ている。

しかし、それらの従来の沢過器が軟かい地層に使用され
る場合には、沢過要素と累積されている地層粒子の間の
圧力降下はしばしば過大となるから、流体サンプルは妥
当な時間内に単に得ることができないだけであることが
見出されている。

このことは米国特許第３６５３４３６号に示されている
従来の地層試験器について考えると容易に理解される。

その米国特許の第５図に示されているように、サンプリ
ング管の先端部内に入る流体はいくつかの流路に分割さ
れ、最短の流路はサンプリング管の前端部にある沢過ス
クリーン中の第１の開口部を通り、最長の流路は理論的
にはサンプリング管を通り、スクリーンの最後部の開口
部を通る。

しかし、実際にはサンプリング管により捕えられる微少
な砂の粒子のきつく詰められた柱により与えられる余分
の流れ抵抗のために、はとんどの流れは沢過スクリーン
の最前部の開口部を通ることが見出されている。

したがって、スクリーンの後部を通る流れはほとんどな
いから、全体の流量は極めて大幅に減少させられる。

しかし、このような場合には、サンプリング管の中に最
初に入ってくる泥はサンプリング管の後端部に集中し、
泥の粒子は砂の粒子を保持する程度に小さな沢過器の孔
を通ることができないほど太きいためにサンプリング管
の後端部に保持されるから、ｆ過器のスクリーンが泥に
より全面的にふさがれるということは起らない。

しかし、ある砂の粒子が前方の開口部を通るようにスク
リーンの開口部が少し太き目に作られているとすると、
Ｅ過器のスクリーンがもはや用をなさない点までスクリ
ーンを砂が徐々に腐食することは全くまれではないこと
が経験から判明している。

したがって、流れを改善するために開口部を拡大すると
、濾過器が急速に故障することがしばしばである。

しかし、非常に狭いスリットを有する普通の沢過器が設
けられる従来の地層試験器が、かなり固い地層を試験す
るために使用される場合にもつと重大な問題が生ずる。

この場合には、通常の結果はサンプリング管の中に入る
泥がサンプリング管の内部で旋回し、そのためにスクリ
ーンの内面が泥の粒子で速やかに覆われて狭い沢過器の
開口部を詰らせることである。

従来はこの問題の唯一の実用的な解決法は、脱落した地
層物質を捕える可能な最大の開口部を有するスクリーン
を使用することであった。

そのために、種々の硬度より成る地層に、地層試験器１
１により行うことができるような多層地層試験作業中に
出会うことが予測されるという問題が生ずる。

したがって、濾過器の開口部が太きすぎると、固まって
いない地層を試験する場合には砂は濾過器のスクリーン
を容易に透過する。

一方、スクリーンの開口部が小さすぎると、硬い地層を
試験する場合にはそれらの開口部は簡単に詰ってしまう
。

本発明の方法と流体取り入れ装置１０はこれらの問題を
なくすものである。

従って、第７Ａ。８Ａ図は主として極めて微小な砂など
の粒子より成る硬くない地層１３の試験の開始時におけ
る引き続く瞬間における流体取り入れ部材１０の実施例
が示されている。

第７Ａ図に示す時刻では、地層試験器１１の種々の要素
は、第６Ａ、６Ｂ図を参照して先に説明したそれぞれの
位置に置かれている。

したがって、前記したように流体取り入れ部材４２が地
層１３の中に入り込むと、流体取り入れ部材４２の先端
部内への泥壁１４２の詰りは、試錐孔１２の壁から筒状
部材へと促進さへ筒状部材の内部は流体取り入れ部材１
０が地層中に入り込むにつれて、流体取り入れ部材１０
の中に対応して動かされる脱落した地層物質により急速
に充される。

第７Ａ図に示すようｌこ、試錐孔１２の壁からの泥壁の
詰りは流体取り入れ部材４２の地層物質１３８が充満し
ている部分の前に入るから、弁部材５２が沢過部材６６
の後方へ動かされる時に、筒状部材の後方へ流される。

しかし、従来の地層試験器の場合のような流体取り入れ
部材４２の後方に泥壁の栓がくる代りに、泥壁はスクリ
ーン６６の後方スリット１４３を通り抜けることができ
る。

しかし、後で説明するように、独特に配列されたｐ過部
材６６は砂の粒子の圧縮された柱を迅速に形成するよう
に、それらの砂の粒子を捕える本発明の第１実施例によ
り示されるようにしてこれを行うために、本発明の流体
取り入れ装置１０の濾過部材６６は、少くとも後部のス
リット１４３が前部のスリット１４４よりも個々に広い
ように、選択的に配置される。

所望によっては沢過部材６６内の中間部のスリット１４
５も、後部スリット１４３の幅よりも少し狭いが、前部
スリット１４４よりも少し広いように寸法を選択するこ
ともできる。

たとえば第７Ａ、７Ｂ図に示すように、数本の沢過器ス
リットがｐ過部材６６の周囲の２本または３本のスリッ
トの多重組とし−Ｃ配置される、円周方向に向けられる
細長いスリットとしてそれぞれ配列され、いくつかのス
リット組は濾過部材のほとんど全長に沿って分布され、
最後部のスリット１４３が最前部のスリット１４４より
も選択的に広いようにそれぞれの寸法が定められる。

あるいは、第９Ａ図に多少誇張して示すように、ｐ過部
材６６′は縦方向に向けられた複数の細長いスリットが
濾過部材６６′の周囲に一様の間隔で配列され、比較的
広い後部と比較的狭い前部とを持つようにテーパーを成
すように構成することもできる。

いずれのやり方でも、地層試験器１１を用いて本発明の
方法の第１実施例を実施する前に、試験操作の初めに流
体取り入れ部材４２の中に入る泥壁１４２は、広い後部
スリット１４３を自由に通り抜けて流管６７の中に入る
。

従って、第７Ａ。９Ａ図に示すように、本発明の方法と
装置によって泥壁１４２は流体取り入れ部材４２と沢過
部材６６の内側から効果的に除去され、かなり固い地層
１４の試験中にしばしば起るような、この泥壁が詰りを
起すおそれのある詰り材料源となることをなくす。

しかし、幅の広いスリット１４３（または１４３’）が
あると、地層１３が砂の粒子１３８のような固まってい
ない細かな物質よりほぼ構成される場合に、潜在的な重
大な問題を呈することになることを認識すべきである。

前記したように、流体取り入れ部材４２内へのそのよう
に微細な粒子の流入を迅速に停止させないと、固まって
いない地層１３の分離されている壁部分は、封止パッド
３９が試錐孔１２の壁にもはや封止係合しない範囲まで
、固まっていない地層の分離されている壁部分は急速に
脱落させられる。

従って、本発明の方法と装置の第１実施例の更に重要な
面として、多数の砂の粒子１３８が流体取り入れ部材４
２の中に入ると、それらの微細な粒子が後部の開口部を
迅速確実に橋絡するように、寸法を選択的に定められる
。

この橋絡動作はもちろん流体取り入れ部材４２が十分に
伸ばされる時までに起るべきである。

この橋絡動作が起ると、集められた砂の粒子１３８の圧
縮された柱はその後で補助Ｅ過媒質として機能する。

この補助ｐ過媒質は少くとも最後部の沢過スリット１４
３（および後方スリット部１４４’）を通る流体を少く
とも大幅に減少させる。

比較的高い流量の下でも、与えられた寸法の砂の粒子を
積極的に保持するように、より狭い前方スリット１４４
（および前方スリット部１４４’）の寸法を選択的に定
めなければならない。

一方、広い後方スリンＮ４３（および後方スリット部１
４３’）は前方スリット１４４（および前方スリット部
１４４’）よりも十分に広く、そのために泥壁粒子は高
い流量で容易に通過する。

これらの後方スリットと後方スリット部は、砂の粒子の
柱の間の増大する圧力降下がこれらの後方スリットを通
る流体の流量を大幅に減少させると、捕えられた砂の粒
子１３８を迅速確実に橋絡させるある特定の幅をこえる
ことはできない。

次に第７Ｂ図に示す本発明の第２の実施例を参照する。

地層試験器１１の種々の要素は第６Ａ。６Ｂ図に示すそ
れぞれの位置に置かれている。

第７Ｂ図に示すように、円周方向に向けられる複数のス
リットを与えるように内側ｐ渦管４５′と外側沢通管４
６′とにスリット１４１’、 １４２’がそれぞれ形成
される。

これらのスリットはｒ通管の周囲に２本または３本の列
となってなるべく配置し、各ｒ通管の全長にほぼ沿って
一様の間隔で分布される。

各スリンＩ−１４１’、 １４２’は選択された幅を有
する。

この幅自体は詰まる危険がほとんどなしに、大きな泥壁
粒子を通常通過させるのに適当であることが見出されて
いる。

濾過装置４４′の第２の実施例では、スリット１４１’
１４２′に対しては約０．４６ＣＩＩｌ（約０．０１８
インチ）の幅が全く適当であることが見出されている。

従って、第７Ｂ図で沢過部材４５′と４６′が図示の十
分に引き込められた位置まで動かされると沢過装置４４
を通る最大寸法の流体開口部を選択的に与えるように、
スリンＮ４１’はスリット１４２′に完全に位置が合わ
される。

一方、第２Ｂ、８Ｂ図に示すように入れ子犬のＥ過部材
４５’、４６’が正常に伸ばされた位置では、偏倚スプ
リング４９′は組合わされる各スリット対の正味の有効
幅がそれらのスリットの個々の幅よりも十分に狭いよう
に、スリンｌ−１４１’をスリット１４２との位置合わ
せからほとんど外すように作用する。

たとえば、ｐ過装置の前記した実施例では、関連する各
スリット対を通る有効開口部が約０．０１５ｃｆｒＬ（
０，００６インチ）の程度である時に、沢過部材４５′
と４６′とを停止させるためには停止ピン１４３′′と
、その受は溝１４４′とを設けることが全く有効である
ことが見出されている。

しタカって、この新規な沢過装置４４′のこの実施例１
こより、沢過部材４５’、４６’が伸ばされた時に関連
する各スリット対１４１’、１４２’を通る実効流れ開
口部の寸法は最小で約０．０１５ｃｍ（約０．００６イ
ンチ）であり、ｐ過部材４５’、４６’が十分に引き込
められた時に最大で約０．０４６ｃｆｒＬ（約０．０１
８インチ）である。

しかし、偏倚スプリング４９′によって１過部材４５’
、４６’は通常は十分に伸ばされた位置にあり、組合わ
されるスリット対１４１′と１４２′を通る実効流れ開
口部を選択された砂捕捉幅まで通常小さくする。

前記したように、流体取り入れ装置１０が地層１３に対
して最初に延ばされると、封止パッド３９により分離さ
れる試錐孔１２の壁に泥壁の栓１４２が形成される。

従って、弁部材５３が最初に開かれた時に泥壁の栓１４
２が沢過装置４４′をふさがないようにするために、ス
トップピン１４３“とスロット１４４′により許される
限り内側沢通管すなわち沢過部材４５′を一時的に外壁
ｒ通管すなわち沢過部材４６′に押しつげるように、ス
プリング４９′はＥ過部材４５′が試錐孔１２の壁に最
初に係合するのに応答するために選択される。

非常に軟弱な地層でも試錐孔内の静圧によって十分に圧
縮されているから、試錐孔の壁に入り込むためには流体
取り入れ部材４２と沢過部材４５′に最初は十分な力を
加えることが必要である。

したがって、地層１３が割合に軟弱であると仮定しても
、内側１過部材４５′を通る弁部材５３の後方への運動
により、遊離した地層物質１４６が前方へ動いている流
体取り入れ部材の中に入る前に、流体取り入れ部材４２
の先端部内に泥壁１４２が入り込む。

遊離している地層材料１４６′を流体取り入れ部材の中
に動かすことによってのみ、流体取り入れ部材４２を地
層１３の中に対応して進ませることができるから、流体
取り入れ部材４２が前方へ動いている限りは、内側１過
部材４５′の先端部は十分な抗力を受けてなお偏倚スプ
リング４９′の力を押えて、それによりスリンｌ−１４
１’と１４２′との完全な位置合わせ状態を維持する。

従って、泥壁１４５の少くともかなりの部分が十分に開
かれているスリット１４１′と１４２′とを通って逃れ
る機会を持つことになる。

しかし、流体取り入れ部材４２が第８Ｂ図に示す十分に
伸ばされた位置に達すると、内部沢過部材４５′の先端
部は偏倚スプリング４９′の力に打ちかつ十分な抵抗を
もはや受けない。

したがって、図示のように偏倚スプリング４９′は協働
して濾過部材４５’、４６’をその十分に伸びた位置へ
選択的に戻し、スリット１４１′と１４２′とを互いに
関連するように再び位置させるから、関連する各スリッ
ト対の有効流れ開口度は最小となる。

そのために清浄な砂の粒子の浸透性のある障壁を形成し
て、遊離している砂の粒子が流体取り入れ装置１０の中
にそれ以上入ることを停止させるために、入ってくる遊
離した地層粒子１４７を集める。

沢過装置４４が動作して付加的な砂の粒子が流体取り入
れ装置１０の中に入ることを停止させると、そのような
付加的な粒子が行くべき場所がないから、試錐孔１２の
壁の分離された部分の腐食が更に起るはずがない。

従って、比較的軟弱な地層１３を試験する場合には、沢
過装置４４′はその下流側の入来する詰り泥壁１４２の
少くともほとんどを通すために最大開口度を与えるよう
に、最初に沢過部材４５′。

４６′を関連するスリット対１４１’、１４２’を位置
させる引き込まれた位置へ最初に動かすことがわかるで
あろう。

それから砂の粒子１４６′が濾過装置４４の中に入ると
偏倚スプリング４９′は砂の粒子がそれ以上入ることを
停止させるのに十分な弁部材５３の直前の位置に、浸透
性の障壁を砂の粒子で形成するように砂の粒子を効果的
に集めるための最小流れ開口度を与えるように、スリッ
ト対１４１’、１４２’を再配置するための伸ばされた
位置に沢過部材４５′と４６′を戻す。

一方、第９Ｂ図に示すように試験される地層１４が比較
的よく固められているとすると、流体取り入れ部材４２
の前進は比較的僅かであって、その先端部は地層の中に
ほとんど、または全く取り込まない。

もちろん流体取り入れ部材４２の先端部と内側沢過部材
４５′とを浸透性の地層１４に隣接する試錐孔１２の壁
に付着している泥壁１４７′内に浸透させるのに少くと
も十分な力で流体取り入れ装置１０は外方へ押されるこ
とがわかるであろう。

したがって、この場合には内側沢過部材は入来する泥壁
粒子１４８′が十分に開かれているスリンｌ−１４１’
、１４２’を容易に通ることができるようにするために
、沢過部材４５′。

４６′を引き込まれた位置へ動かすのに十分な力で試錐
孔１２の壁に対して直ちに押される。

しかし、軟弱な地層１３に対してたったいま説明した状
況とは対照的に、内側濾過部材が固い地層１４に係合さ
れると（第９Ｂ図）、関連するスリット対１４１′と１
４２′とを十分に開いたままにしておくために、沢過部
材４５′と４６′は十分に引き込まれた位置に保持され
る。

したがって、弁部材５３が第９Ｂ図に示すその後方位置
に動くと、流体取り入れ装置１０の中に入る全ての泥壁
１４８′は、地層１４との以後の連通を妨げることなし
に沢過装置４４を容易に通る゛。

従って、試験中に出会う地層の性質にかかわらず、試験
の開始時に流体取り入れ部材４２の中に入る泥壁１４８
′は完全に位置が合っているスリット１４１’と１４２
′を自由に通って流管７０の中に入ることがわかるであ
ろう。

従って第７Ｂ。９Ｂ図に示すように本発明の装置のため
に泥壁粒子１４８′を以後の可能な詰り物質のもととし
て速やかになくすために、泥壁粒子１４８′は流体取り
入れ部材４２と沢過部材４５’、４６’との内側から効
果的に除去される。

固い地層１４が何らかの理由によって脱落したとしても
、沢過装置４４は地層状態の変化を受は入れるのに必要
な狭い位置へスリット１４１′と１４２′を動かすこと
ができる性能を有する。

本発明の流体取り入れ装置１０の動作を理解するために
、流体取り入れ装置に関連する流体理論の記述は妥当で
ある。

たとえば、第７Ａ図に示す実施例に示されでいる位置に
流体取り入れ装置があると、地層１３が入手できる遺留
流体を含んでいるとすると、それらの流体は流体取り入
れ部材４２と沢過部材６６を通ることができるのと同じ
速さで、流管だけに入ることができることがわかるであ
ろう。

これらの流体の全流量は、捕えられた地層粒子１３８の
柱と沢過部材６６により呈される流れ制限の程度により
直接支配される。

もちろん、流体取り入れ部材４２の先端部内の任意の点
１４６と環状スペース６４との間の圧力差は与えられた
流れの状況に対して一定であることがわかるであろう。

また、この全圧力差は、全流量と、沢過部材４６により
与えられる全制限と、集められた地層粒子１３８により
与えられる全制限との関数であることもわかるであろう
。

もちろん、流体取り入れ部材４２に入る流体は、環状ス
ペース６４の中に入る前に沢過部材６６の全長に沿って
種々の開口部１４３〜１４５を通るためにいくつかの流
路１４１〜１４９に分割せねばならない。

したがって、最後部の流路１４７に沿って流体があるよ
うにするために、点１４６とチャンバ６４との間の流路
を流れる流体の全圧力降下は、それら２つの場所の間に
存在する全有効圧力差をこえることはできない。

いくつかの流路１４７〜１４９のうちの任意の１つの流
路に沿う全圧力降下は、その流路に沿う各部分圧力降下
の合計である。

したがって、最も長い流路１４７に対しては、全圧力降
下は集められた粒子１３８の全円柱長の圧力降下と、ｐ
過部材６６内のスリット１４３に沿う圧力降下との和で
ある。

一方最短流路１９４に沿う圧力降下は、最初の何個かの
捕えられた粒子１３８のみによる圧力降下と、沢過部材
６６内の最前部のスリット１４４に沿う圧力降下との和
である。

もちろん、このことは任意に与えられる固まっていない
地層に対する試験状況に対しては、入ってくる流体は倒
木かの流路１４７〜１４９に沿って比例的に分割され、
これらの流路のうちの任意の１本の流路に沿う流量は、
砂の粒子１３８の柱を通る流路の長さ方向の流量におけ
る組合わされた段階的な圧力降下の関数である。

各流路１４７〜１４９に沿う全圧力降下はその特定の状
況に対して同じであるから、全流量の大部分は前方スリ
ット１４４を通り、そのうちの大部分は中間スリット１
４５を通り、流量のうちのわずかな部分は拡大された後
方スリット１４３を通る。

従って、倒木かの流路１４７〜１４９に沿う流れのこの
分割は本発明の第１実施例の精密な面である。

前記したように、後方スリット１４３は少くとも固い地
層が試験される時には泥壁の粒子を確実に通すのに十分
なだけ大きくなければならず、固まっていない地層を試
験する時には砂の粒子によりそれらのスリットが迅速に
橋絡されるほど小さくなければならない。

この精密な制限は、固くない地層の試験中に正当に経験
される全圧力差がどのようなものであっても、砂の粒子
の固められた柱１３８が、スリット１４３′に形成され
た砂の粒子の橋絡を乱すことなしに、最少量の流量だけ
が流路１４７とスリット１４３とを通ることができるよ
うな十分な流量制限を与えるようにスリット１４３の寸
法を定めることにより最もよく達成される。

したがって、流路１４７をそれらの後方スリンＮ４３（
または拡大後方スリット１４３’）を通って上記のよう
に慎重に制限することにより、それを通って流れる流体
の流量が後方のスリットに砂粒子の橋絡が形成されるこ
とを阻止したり、あるいは形成されている橋絡を維持す
ることを阻止する臨界流量以下にできる。

いいかえれば、後方スリット１４３の与えられた幅と、
点１４６と環状スペース６４との間の与えられた全有効
圧力差とに対して、前方スリット１４４によって通常保
持される寸法の砂の粒子が後方スリットもはや橋絡しな
くなる前に、それらの拡大されたスリットを安全に通る
ことができる流体の最大許容流量についての決定を（実
験的な試験または計算により）容易に行うことができる
。

これがわかると、長い流路１４７に沿う流量を、後方ス
リット１４３を橋絡している砂の粒子により確実に支持
される最高許容流量以下に保つのに十分な流量制限を行
うのに要求される、砂の粒子の柱の最短長を決定するこ
とは簡単である。

もちろん、中間位置のスリット１４５に中間の幅を持た
せるように設計するために、同じ基準を適用できること
もわかるであろう。

砂の粒子の固められた柱により行われる流れの制限が比
例的に減少されることは自然であろう。

その理由は流路１４８はその柱の比例的に短い長さを通
るからである。

従って制限が小さくなると、与えられた全圧力差に対し
て中間流路１４８に沿う流量はそれに比例して大きくな
るから、中間スリット１４５の砂粒子の橋絡を維持する
ためには、中間スリット１４５の幅を後方スリット１４
３の幅よりも多少狭くしなければならない。

しかしこの程度の区別は不必要であると信ぜられる。

たとえば、全体として第７Ａ図に示すように構成された
濾過部材６６により、幅がそれぞれ約０．０４５ＣＩｎ
（０，０１８インチ）の後方スリット１４３を３本と、
幅が約０．０２５ＣＩｒＬ（０，１０インチ）の中間ス
リット１４５と前方スリット１４４をそれぞれ８本用い
ると、流体取り入れ装置１０はほとんどの試験状況にお
いて効果的に機能することができ、従来のｐ過器で可能
であったものよりもはるかに多くの流量を細かに砕かれ
た地層物質に与える。

第９Ａ図は本発明の第１実施例の原理に従って構成され
た装置の別の実施例を示すが、図示の状況では地層１４
は地層１３よりも固いことに注意されたい。

その結果、流体取り入れ部材４２は可能な最も長く伸び
た位置へ前進できなくなっている。

従って、砂の粒子で充されていた流体取り入れ部材４２
には、十分に少ない砂の粒子が入る結果となる。

この場合には、流体取り入れ部材の中に入る砂の粒子の
うち、全部ではないがいくらかはテーパー状スリットの
後方部分１４３′を単に流れることが全く可能である。

これと同じことがｆ過部材６６にももちろん起る。

したがって、ｐ過部材６６′には短い砂の粒子の柱だけ
が捕えられたり、または全く捕えられないとすると、後
方スリット部分１４３’（または後方スリット１４３）
により定められる大きな有効流れ面積によって、従来の
と過器により可能であった流量よりも多い流量になる結
果となるにすぎない。

ここで注意すべき重要なことは、比較的固い地層の試験
においては、大きくされた後方スリット部１４３′（１
４３）を有する沢過器６６’（６６）の独特の設計によ
り、浸透性の地層を貫通している試錐孔１２の壁に付着
する泥壁のほとんどを確実に通す。

よって、沢過器６６または６６′のいずれを流体取り入
れ装置１０に用（ちれるかとは無関係に、沢過部材には
泥壁がほとんど、または全く保持されない。

拡大された沢過器の開口部１４３（１４３’）によって
、泥壁は流管６７に自由かつ迅速に入るから、沢過器６
６または６６′の内側は十分に開かれたままである。

この場合には試錐孔１２の壁からは地層粒子はほとんど
離れないから、地層１４の分離された部分の継続した腐
食を防ぐために、後方スリンＮ４３（または１４３’）
の上に粒子を橋絡する機会はない。

以上本発明の詳細な説明したが、流体取り入れ装置１０
の完全な動作サイクルのバランスを手短かに要約する必
要があると信ぜられる。

第６Ａ。６Ｂ図を参照すると、試験１１と制御装置１６
とのいくつかの部品が図示のそれぞれの位置へ動かされ
ると、セット管の圧力スイッチ９６が動作して油圧ポン
プ８４を停止させるまで油圧は再び上昇する。

圧力スイッチ９６は選択された動作範囲を有するから、
典型的な状況では圧力等代弁７４が閉じ、流管制御弁７
１が開いてから短時間の間ポンプ８４は停止される。

試験器１１の動作サイクルのこの点で、前記したように
して十分な数の圧力測定値が得られると、地層１３に存
在する得ることができる遺留流体の１つまたはそれ以上
のサンプルを得ることが良いかどうかについて決定を行
うことができる。

そのようなサンプルが望ましくないとすると、オペレー
タは試験器係留部材２０と封止パッド３９を引き込める
ために、制御スイッチ２４．２５を操作できる。

この操作の自由さは流体取り入れ装置１０の動作の融通
性と、遺留流体を沢過部材６６に確実に通すことができ
る、ということのために可能とされた。

一方、ある流体サンプルが望ましいものとすると、制御
スイッチ２４．２５を次のサンプル位置２９へ切り換え
て、たとえば電磁弁１５０を開き、セット管９１の高圧
部１１６からの加圧されている流体を、サンプル室制御
弁７２のピストンアクチュエータ７８へ結合させる。

これはもちろん制御弁１２を開いて、遺留流体を流管６
７と分岐管６９を通じてサンプル室２２へ入れるのにも
効果がある。

希望によっては、制御装置１６の地表部内の「チャンバ
選択」スイッチ１５１を、その第１サンプル位置１５２
から第２サンプル位置１５３まで動かして電磁弁１５４
に電流を与え、サンプル室制御弁７３を開かせて他のサ
ンプル室２３へも遺留流体を入れさせることができる。

いずれの場合でも、分離されている地層１３に存在する
遺留流体の１つまたはそれ以上のサンプルを、地層試験
器１１によって選択的に得ることができる。

制御スイッチ２４，２５を「サンプル・ トラッピング
」位置３０へ動くと、ポンプ８４は再始動する。

ポンプ８４が動作速度に達すると、ポンプ８４は前記し
たのとほとんど同じような動作を開始し、出力管８７内
の油圧は再び上昇し、種々の中間圧レベルで一時的に停
止してゆく。

従って、制御スイッチ２４．２５が「サンフンレ・トラ
ッピング」位置３０に置かれると、電磁弁９４は開かれ
て油圧流体を引き込み管９２の中に入れる。

しかし、電気導体９８ａによって圧力スインチ９８が動
作を開始し、圧力スイッチ９７は動作を停止されるから
、制御スイッチ２４ 、２５のこの位置では、ポンプ８
４が初めに到達できる最高動作圧力は、圧力スイッチ９
８により決定される動作圧力レベルに制限される。

したがって、この所定の圧力レベルに対応する油圧に応
じて油圧制御弁１０３を開くように油圧制御弁１０３を
構成することにより、セット管９１の高圧部１１６内の
油圧流体は、戻り管８９を介して油だめ８６に戻される
。

高圧部１１６内の油圧流体が油だめ８６に戻されると、
セット管９１のこの部分の圧力は急速に低下して、油圧
制御弁１００を開いておくのに不十分な値になると油圧
１ｆｆｉｌＪ１ｆｌ］弁１００は閉じられる。

油圧制御弁１００が閉じられると、セット管９１の低圧
部１１３に残っている圧力はある低い圧力を保つ。

この圧力は試験器係留部材２０と封止パッド３９を十分
に伸ばしておくのには有効である。

ピストンアクチュエータ８７の下側部分から、まだ開か
れている電磁弁１５０を介して放出され、引き込み管９
２からの流体がピストンアクチュエータ７８の上側部分
に分岐管１５５を介して入ると、サンプル室制御弁７２
が閉じて、その時にサンプル室２２内にあった遺留流体
のサンプルを捕える。

同様に、流体サンプルが他のサンプル室２３内にも集め
られたとすると、サンプル室制御弁７３はスイッチ１５
１を操作することにより電磁弁１５４を再び開くことも
できる。

サンプル室制御弁７２（７３）を閉じると、サンプル室
２２゜２３に集められる流体サンプルを捕えるのに有効
である。

サンプル室制御弁７２（必要があれば制御弁７３も）が
再び閉じられると、制御スイッチ２４゜２５は試験器係
留部１材２０と封止パッド３９の同時引き込みを開始さ
せるために、制御スイッチ２４．２５は次の「引き込み
」位置３１へ動かされる。

制御スイッチ２５のこの最後の位置では、圧力スイッチ
９８は再び動作を停止させられ、圧力スイッチ９７は動
作を開始して、油圧ポンプ８４が全定格速度で動作して
、引き込みサイクル中の最初の中間動作レベルよりも高
い油圧を発生できるようにする。

圧力スイッチ９８が再び動作を停止させられると、圧力
スイッチ９７が動作して油圧ポンプ８４を動作させるか
ら、圧力は次の動作レベルに達するまで迅速に上昇する
。

ここで、圧力等代弁７４を再び開いて試錐孔流体を流管
６７の中に再び入れるために、油圧流体が引き込み管９
２と分岐管１３５を通じて供給される。

圧力等化弁７４が開かれると、封止パッド３９により形
成される分離されているスペース内に試錐孔流体が入り
、封止パッド３９が引き込められる前にそのパッド間に
存在していた圧力差を等しくする。

圧力等化制御弁７４のピストンアクチュエータ７６の上
側部分から動かされる油圧流体は、逃し弁１５６を通じ
て放出される。

逃し弁１５６はこの現在の動作レベルに等しいか、また
は高い圧力に応じてのみ開くように構成される。

ピストンアクチュエータ７６から逃し弁１５６を通じて
動かされる油圧流体は、分岐管１３０と、セット管９１
の高圧部１１６と、まだ開いたままの油圧制御弁１０３
と、戻り管８９とを介して油だめ８６へ戻される。

出口管８７内の油圧が次の動作レベルまたはそれよりも
高いレベルに達すると、引き込み管９２内の油圧流体は
制御弁１０２を再び開いて、セット管９１の低圧部１１
３を油だめ８６に連通させる。

そうすると、引き込み管９２内の油圧流体はピストンア
クチュエータ２１．４１の引き込み側に入る。

同様に、圧力をかけられた油圧流体も直径の大きなピス
トン部４９の前の環状スペース５１にも入れられて流体
取り入れ部材４２を引き込むとともに、環状スペース６
２内へも入れられて弁部材５２をその前方位置へ戻す。

ピストンアクチュエータ２１．４１とピストン室５０．
６３とから放出される油圧流体はセット管９１の低圧部
１１３と油圧制御弁１０２とを介して油だめ８６へ直接
戻される。

そのために試験器係留部材２０と封止パッド３９とを引
き込めて、試験器１１を試錐孔１２内で再位置させたり
、それ以上試験を行う必要が１１１１は地表へ戻すこと
ができる０圧力等化弁７４が再び開かれている時には、
流管制御弁７１のピストンアクチュエータ７７の上側部
分に動作圧が加えられてはいるが、逆止弁１３６に並列
にされている常閉逃し弁１５７は、ポンプ８４により発
生される上昇しつつある油圧が係留部材２０と封止パッ
ド３９を引き込むのに必要な動作レベルをこえるまで閉
じた状態を保つ。

地層試験器１１の動作順序のこの点で流管制御弁７１は
再び閉じられる。

もちろん、ポンプ８４は出口管８７内の油圧が、圧力ス
イッチ９７の設定により決定される上限に達するまで動
作を続ける。

その後で都合のいい時間が経過してから、制御スイッチ
２４．２５は再びオフ位置２６へ戻され、ポンプモータ
８５を停止させるとともに、電磁弁９９を開いて引き込
み管９２を油だめ８６に再び連通させる。

そのために地層試験器１１は動作を終る。

以上の説明から、本発明の流体取り入れ装置１０によっ
て地層試験器を、地層試験中に遭遇すると予測されるど
のような種類の地層の試験を行わせるために動作させる
ことができる。

沢過部材の後端部に選択的に寸法を調節できる沢過開口
部を設けることにより、サンプル室内に地層粒子が累積
しても、少くとも流体取り入れ装置の一部を通る遺留流
体の流れは阻止されなくなる。

したがってこのような流体取り入れ装置を使用すること
によって、与えられた地層が例外的に細かくて固まって
いない砂の粒子より成る場合に、流量が不当に少なくな
ったり、比較的固い地層に遭遇する場合に沢過装置が泥
壁等で詰るようなことがなしに、種々の地層の試験を行
うことができる。

以上本発明の詳細な説明したが、以下に本発明の主な実
施の態様を列挙する。

１、特許請求の範囲の第１項に記載の方法において、前
記収集する過程は、前記ｐ過装置の第２部分内の付加的
な濾過通路を流れる流体の大部分を流すことにより、前
記沢過装置の第１部分内の第１通路にばらばらの地層粒
子を橋絡できるようにする過程を備衣前記付加的な沢過
通路の寸法は前記第１部分の沢過通路の寸法よりも小さ
く、ばらばらの粒子がそれを通ることを阻止してなる方
法。

２、態様１に記載の方法において、前記第１部分は前記
流体の入口に入った流体の流れる向きを基準にして、前
記第２部分の下流側にある方法。

３、態様１または２に記載の方法において、前記第１お
よび第２部分の沢過通路はそれぞれ異なる幅の分離され
た細長いスリットを含んでなる方法。

４、態様２または３に記載の方法において、前記第１お
よび第２部分の濾過通路は前記沢過通路内の少くとも１
つのスリットのそれぞれの拡大および縮少された部分に
より定められてなる方法。

５、特許請求の範囲の第１項に記載の方法において、前
記収集過程はばらばらの地層粒子の脱落に応じて前記沢
過装置内の沢過通路の寸法を減少させて、ばらばらの粒
子がその通路を通ることを阻止する過程を備えてなる方
法。

６、態様５に記載の方法において、使用される沢過装置
は互いに入れ子穴に相対的に動くようになっている第１
および第２の協働するｐ過部材を備え、これらの沢過部
材には完全に一致または部分的に合致するように配置さ
れる開口部が設けらへそれによりそれぞれ大きい、また
は小さい寸法の複数の濾過通路を有し、分離されている
試錐孔の壁面に係合した時に前記部材を動かして前記開
口部に完全に合致させ、泥壁の粒子を最初に前記流体通
路へ通すために十分な寸法の濾過通路を設ける過程を備
え、前記濾過通路縮少過程は、ばらばらの地層粒子が前
記分離されている壁の部分から脱落した時には、前記第
１および第２の部材を前記開口部に部分的に合致させる
ために動かす過程を備えてなる方法。

７、前記各項に記載の方法において、前記地層の１つま
たはそれ以上の特性を決定するために前記沢過装置を通
る遺留流体の少くとも１つの特性を測定する過程を含ん
でなる方法。

８、態様７に記載の方法において、前記測定過程は前記
沢過装置を通る前記遺留流体の圧力の少くとも１つの測
定値を得る過程を備えてなる方法。

９、前記各項のいずれかに記載の方法において、前記ｐ
過装置を通る遺留流体の少くとも１つのサンプルを集め
る過程を含んでなる方法。

１０、特許請求の範囲の第３項に記載の装置において、
前記縮少された沢過通路は前記流体通路への前記入口を
通る流体の流れの向きを基準にして前記拡大された沢過
通路の上流側にある装置。

１１、特許請求の範囲の第３項または態様１０に記載の
装置において、前記沢過通路は少くとも１つの細長いス
リットを含み、このスリットは前記拡大沢過通路を形成
するための拡大端部と、前記縮少沢過通路を形成するた
めの縮少端部とを有してなる装置。

１２、特許請求の範囲の第３項または態様１１に記載の
装置において、前記沢過通路はそれぞれ幅が広く、およ
び狭い複数のスリットより成る装置。

１３、 ｉ許請求の範囲の第４項に記載の装置において
、前記流体沢過装置は、それぞれ第１および第２の沢過
開口部が設けられる第１および第２のＥ過部材を含み、
これらの沢過部材は、前記開口部が少くともほぼ互いに
整列されて大きな泥壁粒子を通過させるのに十分な大き
さの少くとも１つの拡大された濾過通路を相互に形成す
る前記１つの沢過通路と、前記沢過開口部が相互に少く
とも一部だけ位置が合わず、それによりばらばらの地層
粒子を保持するのに十分なように縮少された少くとも１
つの縮少沢過通路を形成する前記他の沢過位置との間を
相互に相対的に動くように構成されてなる装置。

１４、態様１３に記載の装置において、前記流体沢過装
置は試錐孔の壁に係合するために、前記流体取り入れ装
置の動きの方向に前記第１位置から第２位置へ前記沢過
部材を偏倚させる装置を更に含んでなる装置。

１５、％許請求の範囲の第２．３．４項および態様１０
〜１４項の１つに記載の装置において、前記流体入口か
らそこに以前に捕えられていたばらばらの地層粒子を動
かすために前記流体取り入れ装置から流体取り入れ装置
の係合が外れた後で選択的に動作してなる装置。

１６、特許請求の範囲の第２項に記載の装置において、
前記流体取り入れ装置は前記試錐孔の壁に係合されるよ
うになっている前記流体入口における入口通路と、この
入口通路の下流側に設けられ、前記流体通路に結合され
る出口通路とを有する流体サンプリング部材を含み、前
記流体ｐ過装置は前記入口通路と前記出口通路を相互に
連通させ、かつ前記入口通路に入る前記ばらばらの地層
粒子を集めるためのチャンバを形成する装置を含んでな
る装置。

１７、態様１６に記載の装置において、前記チャンバを
形成する装置は少くとも１つの筒状沢過部材を含み、そ
の前部は前記入口通路の近くで終端し、前記出口通路は
前記流体サンプリング部材内で前記筒状沢過部材の周囲
に形成される内側に開いた流体チャンバを含んでなる装
置。

１８、態様１７に記載の装置において、前記筒状ｐ過部
材は前記筒状部材の軸心に全体として平行な方向で、そ
の軸心の周囲に分布される複数の細長い沢過スリットを
含み、これらのスリットの幅は前記筒状部材の前部へ向
って狭くなる装置 １９、態様１７に記載の装置において、前記沢過部材は
横方向に向いた複数のスリットを有し、これらのスリッ
トは前記沢過部材に沿って縦方向に隔てらへ前記スリッ
トのうち少くとも最下流にある１つのスリットの幅は少
くとも最上流側にある１つのスリットの幅よりも広く、
それにより前記拡大された沢過通路と前記縮少された沢
過通路とを形成してなる装置。

２０、態様１７に記載の装置において、前記筒状沢過部
材は入れ子穴になった孔あき管を含んでなる装置。

２１、態様１７〜２０のうちの１つに記載の装置におい
て、前記粒子収集チャンバの後部壁を形成する前記筒状
沢過部材の後部に隣接する引き込まれた位置と前記入口
通路をふさぐための前記筒状沢過部材の前記前部内の通
常の伸ばされる位置との間を動くために前記粒子収集チ
ャンバ内に同軸状に配置されるピストン部材と、このピ
ストン部材に連結される装置とを含み、この装置は遺留
流体を前記入口通路に入れるために前記流体サンプリン
グ部材の試錐孔壁への係合に続いて前記ピストン部材を
その引き込まれる位置へ動かし、かつ前記粒子収集チャ
ンバ内に集められていたばらばらの地層質を排出させる
ために前記流体サンプリング部材が試錐孔の壁から離れ
た後で前記ピストン部材をその伸ばされる位置へ戻すよ
うに選択的に動作できるようになる装置。

２２、態様１７〜２１の１つに記載の装置において、前
記筒状部材の前部の周囲に協働的に配置される封止装置
を含み、この封止装置は前記流体取り入れ装置が試験す
べき地層に連通した後で、前記筒状部材の前部の周囲の
試錐孔の壁を封止するようになっている装置。

２、特許請求の範囲の第２，３．４項および態様１０〜
２２項のうちの１つに記載の装置において、前記流体通
路に連結され、その流体通路内の遺留流体の存在を表す
少くとも１つの測定値を与える圧力測定装置を含んでな
る装置。

２、特許請求の範囲の第２ 、 ＝３ 、４項および態
様１０〜２２項のうちの１一つに記載の装置において、
前記流体通路中の遺留流体のサンプルを得るために選択
的に動作できる前記ボデー上のサンプル収集装置を含ん
でなる装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を使用した流体取り入れ装置を含
む地層試験器の一実施例の地表部と孔の中に降ろされる
部分を示す略図、第２Ａ、２Ｂ図は第１図に示す流体取
り入れ装置の２つの実施例を示す拡大図、第３Ａ、３Ｂ
図は第２Ａ図に示す実施例における地層試験器の最初の
動作位置にある状態を示す略図、第４．５，６Ａ、６Ｂ
図は本発明の流体取り入れ装置の動作を一般的に示すた
めに試験およびサンプリング動作中における第３Ａ、３
Ｂ図に示す試験器の種々の部品の引き続く位置をそれぞ
れ示す略図、第７Ａ〜９Ａ、７Ｂ〜９Ｂ図は本発明の流
体取り入れ装置の２つの実施例が異った種類の地層に対
して用いられた時の動作の詳細を示す略図である。 １０・・・・・・流体取り入れ装置、１１・・・・・・
地層試験器、４４，４４’、６６．６６’・・・・・・
沢過装置、４５’、４６’・・・・・・沢過部材、５２
・−・・・・弁部材、５７．６５・・・・・・流体通路
、７１，７３・・・・・・制御弁、１４３．１４４，１
４３’、１４４’・・・・・・スリット、１４８′・・
・・・・泥島

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 壁面に泥壁が付着される試錐孔により貫通される地
   層から遺留流体のサンプルを得る方法であって、地層に
   近い試錐孔の壁は前記壁の一部と前記地層を前記試錐孔
   内の流体から分離するために封止され、前記分離された
   壁の部分と地層とから流体入口およびＥ過装置を介して
   流路内に導入されてなる地層から遺留流体のサンプルを
   得る地質試験方法において、最初に泥壁の粒子に対して
   十分な寸法を有する前記ｐ過装置内の１過通路を通じて
   前記流路内に泥壁の粒子を送る過程と、前記分離された
   壁部分からぼろぼろの地層粒子が脱落した時に、前記流
   体入口を累積されるぼろぼろの粒子でほぼ充して、その
   後に脱落させられる地層粒子を保持するように、前記１
   過装置により前記脱落した粒子を常に集める過程とをそ
   なえることを特徴とする試錐孔により貫通される地層か
   ら遺留流体のサンプルを得る地質試験方法。 ２ 泥壁ライニングを有する試錐孔であって、その壁は
   発生できる遺留流体を含む地層に隣接する前記試錐孔内
   に吊り下げられるようにされる地層試験装置において、
   遺留流体を受けるようになっている流路を有するボデー
   と、前記流路に連結される流体入口を含み試錐孔の壁の
   表面を試錐孔流体から分離するために試錐孔の壁に係合
   されるようになっている前記ボデー上の流体取り入れ装
   置と、この流体取り入れ装置を試錐孔に対して位置させ
   て前記試錐孔の壁の分離された壁面をこえた地層に前記
   流体入口を連通させるために選択的に動作する装置と、
   前記流路と前記流体入口との間に協働的に配置されて、
   前記分離された壁面から前記Ｅ過装置を通って前記流路
   内へ変位される泥壁粒子を最初に通すための流体沢過装
   置とを備え、この流体沢過装置は前記分離された壁面か
   らぼろぼろの地層粒子が遊離した時に、遺留流体が前記
   １過装置を通って前記流路へ流れるにつれて遊離された
   地層粒子を常に収集するように動作することを特徴とす
   る地質試験装置。 ３ 特許請求の範囲の第２項に記載の地層試験装置にお
   いて、前記流体ｐ過装置は、ぼろぼろの地層粒子を保持
   するような寸法にされる少くとも１つの縮少された濾過
   通路と、泥壁粒子を通すような寸法の少くとも１つの拡
   大された１過通路とを有する１過部材を含み、前記２つ
   の１過通路は少くとも遺留流体の大部分が前記縮少され
   た１過通路を通るように、前記拡大された１過通路を横
   切るブリッジ内に前記遊離された地層粒子を収集して、
   前記拡大された１過通路を通る遺留流体の流量を減少さ
   せるために協働して配置されることを特徴とする地層試
   験装置。 ４ 特許請求の範囲の第２項に記載の地層試験装置にお
   いて、前記流体沢過装置は選択的に調節でき、かつ前記
   泥壁粒子を最初に通すために前記流体取り入れ装置が試
   錐孔の分離された壁面に係合した時に１つの１過位置ま
   で動くことができ、更にぼろぼろの地層粒子が遊離され
   た時にはそれらの粒子を常に集めるために別の１過位置
   へ動くことができることを特徴とする地層試験装置。