JPS59106689A - ダウンホ−ルさく岩装置 - Google Patents

ダウンホ−ルさく岩装置

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JPS59106689A
JPS59106689A JP58220872A JP22087283A JPS59106689A JP S59106689 A JPS59106689 A JP S59106689A JP 58220872 A JP58220872 A JP 58220872A JP 22087283 A JP22087283 A JP 22087283A JP S59106689 A JPS59106689 A JP S59106689A
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JP
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hydraulic
drilling
tool assembly
anchor
drilling tool
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JP58220872A
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English (en)
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ロバ−ト・ジエイ・ホ−ストメイヤ−
ラリ−・ジエイ・ウエイツク
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Original Assignee
Advanced Drilling Corp
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    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/04—Electric drives
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    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B4/18—Anchoring or feeding in the borehole

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】 技術分野 本発明は全般的にさく岩ドリル、さらに特に自己推進ダ
ウンホールさく治工具が可撓のケーブルを介して地表に
接続されているさく岩システムに関する。
従来技術 典型的には、さく岩装置はさく岩ドリル切刃を作動させ
るのに必要なトルクが伝達されるパイプセグメントのド
リル列を用いる。ホールの深さが増大するのに伴って、
動力損失は主としてドリル列とボア壁の間の摩擦によっ
て有意に増大する。
通常のドリルの別の特性は切刃をホールから取出しそれ
を戻すのに要する時間の長短である。これは「トリップ
時間」として知られている。ドリル列が用いられるとき
、トリップ時間は有意な非生産時間を現わす。
ドリル列は、ドリル切刃を回転させるのに必要なトルク
を伝達するの今ならず、その重量はドリル切刃を穿孔す
べき構成物内に強制するのに必要なドリル切刃における
軸方向力を与える。
ドリル列を除いた装置の従来例がメイ（Ｍａｙ　）に与
えられた米国特許第１．１１８．００１号に示され、そ
こには空気作動ドリルおよびアンカーシステムが開示さ
れている。ホールを密封し且つアンカーを与える膨張可
能の空気袋を用いる別のアンカーシステムがつ゛アンヴ
インクル（Ｖａｎ　Ｗｉｎｋｌｅ）に与えられた米国特
許第３．３７６．９４２号に示されている。
ドリル列から独立されたさく岩システムのためには、そ
れ自身をさく岩ホール内で推進することができなければ
ならない。この方法を用いる殆どのシステムは、ドリル
切刃に力を加えるスラスト装置と、ホールがドリル切刃
の作用によって深くなるのに伴ってさく治工具をホール
内で前進させることができるように二重のアンカー装置
との組合せを用いる。かかるシステムの例は、エベリン
グ（Ｅｂｅｌｉｎｇ　）に与えられた米国特許第３．３
５４，９６９号、ケルナー（ｋｅｌｌｎｅｒ　）に与え
られた米国特許第３．７９７．５８９号およびカッタフ
ェルト（ｃａｔｔｅｒ　ｆｅｌｄ　）に与えられた米国
特許第４，０６０，１４１号に示されている。アンカー
装置とスラスト装置の別の組合せはエドモンド（Ｅｄｍ
ａｎｄ　）に与えられた米国再発行特許第２８．４４９
号およびスフローダ（５ｃｈｒｏｅｄｅｒ　）に与えら
れた米国特許第３，９７８，９３０号に開示されている
。
発明の目的 それ故本発明の目的は、内蔵する液圧駆動のダウンホー
ル（さく治工具）を提供することである。
別の目的は、トリップ時間を減少させるさく治工具を提
供することである。
さらに別の目的は、さく巻作業の妨害なしに即時さく岩
および構成物のパラメータを伝達することができるダウ
ンホールさく治工具を提供することである。
さらに別の目的は、ドリルピット上の軸方向力の妨害な
しにアンカーし且つそれ自身を前進させることができる
自己推進ドリルを提供することである。
さらに別の目的は、そのさく岩の方向を任意の方向に変
えることができる自己推進さく治工具を提供することで
ある。
さらに別の目的は、さく層流体が工具の内部構造内には
いらず、それによってさく層流体からのコロ−ジョンま
たはエロージョンをなくＬ、且つさく治工具の如何なる
動力要求にか１わずにさく層流体パラメータを最適化す
る液圧駆動ダウンホールさく治工具を提供することであ
る。
さらに別の目的は、電気捷たは液圧動力を工具に供給す
ることができる可撓のケーブルをもった液圧駆動のダウ
ンホールさく治工具を提供することである。
さらに別の目的は、全ての液圧動力が液圧を工具に伝達
するケーブルの長さに関連する圧力損失を減少させるよ
うにダウンホールを創る液圧駆動ダウンホールさく治工
具を提供することである。
さらに別の目的は、さく層流体が工具の内部へ進入する
のを妨げるように内部液圧が外部さく岩流体圧より高い
ダウンホールさく治工具を提供することである。
゛さらに別の目的は、工具の回収を許す位置にないアン
カーシステムをもったダウンホールさく治工具を提供す
ることである。
さらに別の目的は、その地表の回収装置が作動不能にな
った場合にそれ自身をさく岩ホールの外に推進させるこ
とができるダウンホールさく治工具を提供することであ
る。
発明の構成 要約すれば１本発明は、典型的に油およびガス井戸さく
岩に立向わされるサイズの地中のさく岩ホールのための
システムを含む。本発明は、垂直および水平の両方向に
おけるさく岩を許し、且つビット上の前向きスラストを
生ずる重力によらない。
本発明は、動力、さく岩流体、地表とダウンホールさく
治工具の間の制御および計測４百号を与える連続する可
撓のケーブルを含む。ダウンホールさく治工具は、工具
位置および方向、ドリルビットの如き工具作動パラメー
タ、’ＲＰＭ、温度および圧力の如き構成物を検知する
ための機能を含む。
その工具はドリル切刃を回転させる液圧モータ。
井戸の壁に対する切刃スラストおよびトルクの反力を伝
達するアンカー装置、ドリル切刃と前方に移動し、且つ
工具を回収するスラスタ−装置１および工具を所望の方
向にさく岩するように強制するザイドスラスター装置を
含んでいる。
発明の効果 本発明のダウンホールさく治工具システムの利点は、そ
れが内蔵液圧駆動ユニットであるということである。
別の利点は、ダウンホールさく治工具がトリップ時間を
減少させるということである。
さらに別の利点は、ダウンホールさく治工具がさく巻作
業の妨害なしに即時にせん孔および構成物パラメータを
伝達することである。
さらに別の利点は１本発明がドリル切刃上の軸方向力の
減少なしでアスカ−し且つそれ自身を前進させることが
できるということである。
さらに別の利点は５本発明がそのさく岩の方向を任意の
方向に変えることができるということである。
さらに別の利点は１本発明がさく層流体の内部存在によ
るコロ−ジョンおよびエロージョンをなくシ、且つさく
治工具に対する如何なるさく岩要求にかまわずにさく層
流体のパラメータを最適にすることを許すことができる
。
さらに別の利点は１本発明が電気または液圧動力をさく
治工具に供給することができる可撓のケーブルを有する
ことである。
さらに別の利点は１本発明が液圧を工具に伝達するケー
ブルの長さに関連する動力損失を減少させる全ての液圧
駆動ダウンホールを創ることができることである。
さらに別の点点は１本発明が内部液圧を外部のさく層流
体の圧力よりも高く、維持することによってさく層流体
をもった工具の内部の汚染を阻止することでるる。
さらに別の利点は、本発明のアンカーシステムが工具の
回収を許す位置にないということである。
さらに別の利点は１本発明のダウンホールさく治工具が
その地表の回収装置が作動不能になった場合にそれ自身
をさく岩ホールから外に推進させることができるという
ことである。
本発明のこれらの、および他の目的および利点は、以下
図面に示される好逼実施例の詳細な説明を見ればいうま
でもなく１本技術分野に属する通常の知識を有する者に
明らかになるであろう。
実施例 第１図には本発明に係る全体的に参照番号１０によって
示されるダウンホールさく岩装置が示されている。その
さく岩装置はリール１２を含み。
そのリールの周りにケーブル１４が巻き掛けられている
。電子処理装置１５がケーブル１４に電気的に接続され
ている。ケーブル１４は備装々置１６を通ってボア１８
内に伸びている。ケーブル１４の終端部２０は全体的に
参照番号２１によって示されたさく治工具組立体に接続
している。ケーブル１４とさく治工具組立体２１は、コ
イル状の管の備装々置のような、連続する長いホースを
操作するリールのための数種の現在システムのどれかを
使って伸ばされ且つ回収される。
第２図に示されるように、ケーブル１４は吊上げケーブ
ル２２．制御ワイヤ２４．計測用ワイヤ２６及び電カケ
ープル２８を含む。これらはさく層流体供給ホース３０
０周りに螺線状又は直線状に巻きついている。空間はプ
ラスチック３２とホースで満たされ、ワイヤとケーブル
は熱収縮耐摩耗性管３３の中にある。代替的に、ホース
、ワイヤ及びケーブルは、他の耐摩耗性被覆で巻いても
よい。又ケーブル１４は第２図に書いである液圧り／り
補元ホース３４を含む。その結果、ケーブル１４は全体
的に円形断面をしている柔軟だが半ば固く、標準の破裂
防止装置と両立する。もつとごつごつした構造の代替ケ
ーブルは市販でコフレキシット　コーポレーションから
入手できる。
第６図を参照して、さく治工具組立体２１は。
カッタヘッド３６．カッタヘッドサブ３８．ｆ％１スラ
スタ−組立体３９、液圧モーター４０．第１液圧ラム組
立体４２．第１アンカー組立体４４゜ダウンホール検知
装置４６、第２液圧ラム組立体４８、第２アンカー組立
体５０．第２スラスタ−組立体５２．カップリングＵ継
手５４、液圧システム制御装置５６．液圧ポンプ５８．
電気モーター６０及び液圧タンク６１を含み、総て第６
図に配置しである通りである。第１液圧ラム絹立体４２
と第１アンカー組立体４４は組合ってアンカー及びラム
ユニット６２となる。同様にしてラム組立体４８とアン
カー組立体５ｏは第２アンカー及びラムユニット６３と
なる。
カッタヘッド３６は、さく岩切刃、ドラッグ切刃、穴明
は切刃、オーガー、ミーリング切刃及びアンダリーマー
を含む在米の切削装置の−っでよい。
標準液圧配管と弁を有する液圧分配システムは。
さく治工具組立体２１の長さにわたっていて、液圧構成
要素に供給する。液圧タンク６１は液圧流体が入ってい
て、吸込配管６６により液圧ポンプ５８へ接続され、且
っ液圧システム戻シ配管６８へ接続する。液圧ポンプ５
８は、標準機械式カップリング７０を介して電気モータ
ー６０と接続している在米の液圧ポンプで、電気モータ
ー軸Ｔ２の回転は液圧ポンプ軸、７４を回転してポンプ
５８を駆動するようになっている。ポンプ５８の吐出口
は液圧分配システムの供給配管７５へ接続する。
液圧分配システムは以下に詳しく述べる。
スラスタ−組立体３９及び５２は同様の構造であり、ス
ラスタ−組立体５２だけを述べる。第４図に示す通り、
スラスタ−組立体５２は個別の運転ができて、アクチュ
エータ　ハウジング７Ｔの中に入っている複数個の両側
作動の液圧アクチュエータ７６を含む。アクチュエータ
７６の端部にスラスタ−足Ｔ８がついている。各アクチ
ュエータ　ハウジング７７は又アクチュエータＴ６の周
りに位置するばねＴ９を含む。
第５図に示す通シ、アンカー組立体５０（アンカー組立
体４４は同様の構造）はアクチュエータハウジング８４
内にある複数個の両側作動液圧アクチュエータ８２を含
む。ボア壁８０には１って示されるアンカー足８６は、
アクチュエータ８２にボールとソケット８３で接続する
。アンカー足８°６はボア壁８０に対し支持力を分配し
、岩屑に対して擦ることから摩耗を受けるように作動す
る。
アクチュエータ８２の断面積は円、楕円又は長方形を含
む幾つかの形状のどれかである。両側に作動するアクチ
ュエータ８２は積極的な力を持ち。
移動の時に足８６を制御してボア壁８０に入れたり出し
たシする。谷アクチュエータ８２はその周りにはね８７
を持つ（第５図にはアンカー足８６がボア壁８０にはま
って押付けられて示されている）。第６図に示す通シ、
アンカーガイド８８はハウジング組立体壁９０に固定し
てついている。
長手方向のアンカースロット９２はハウシング壁９０の
中にあり、さく岩装置１０の作動中、さく治工具組立体
２１がアンカー組立体５０に対して動けるようになって
いる。アンカー組立体５０は液圧ラム組立体４８と接続
されていて、以下に述べるようにアンカー及びラムユニ
ット６３を形成する。アクチュエータ　ハウジング８４
の下部表面９４はピストン軸１００の第１端部９８を受
けるようになっているラムソケット９６に固定されてい
る。ピストン軸１００の第２端部１０２はシリンダ１０
６の中にあるピストン１０４についている。シリンダ１
０６はクロス部材１０８に固定され、クロス部材は順に
ハウジング組立体壁９０に固定される。こうしてアンカ
ー及びラムユニット６３はさく上工具組立体２１０本体
に次のような方法で接続する。それは、カッタヘッド３
６の反作用の推力とトルりはボア壁８０に移シ、一方さ
く岩工具組立体２１本体の僅かな角度偏位と。
個々のアンカー及びラムユニット６２及び６３の間の角
度方向のずれの２個の自由度が許容される。
第７図に示す通シ、アンカー組立体５０とラム組立体４
８について述べたのと同様な構造をして接続しているア
ンカー組立体４４とラム組立体４２は、アンカーハウジ
ング１１０．アンカー足１１２（１個だけ示す）、アン
カーガイド１１４゜長手方向のアンカースロット１１６
．アンカーハウジング１１０の下部表面１１８．ラムソ
ケット１２０、ピストン軸の第１端部１２２．第２端部
１２６、ピストン１２８．シリンダ１３０及びクロス部
材１３２を含む。
ラム組立体４２の下には、在来の方法でさく岩切刃３６
に機械的に連結する液圧モーター４０が取付けてあり、
そのような連結は、スラスタ−組立体３９．カッタヘッ
ド切刃サブ３８及び上及び下の軸受組立体１３４と１３
６を通っている。
液圧分配システムの概要図を第８図に示す。このシステ
ムは、液圧ポンプ５８の吐出口に接続する供給配管７５
と、液圧タンク６１に接続する戻り配管６８を含む。各
液圧構成要素は供給及び戻り配管Ｔ５と６８の両方に接
続する。圧力逃し弁２０４は配管２０５を通る供給配管
７５の圧力を検知して、流体を供給配管から配管２０６
を通って配管６８へ放出し、予め設定した圧力に達した
時に供給配管１５の圧力を減少させる。
アンカー、ラム及び液圧モーター夫々に６個の同等な構
造の圧力制御電磁弁２０６．２０８及び２１０がある。
その要素に望まれる圧力は、地表から制御ワイヤ２４に
より夫りの電磁石に伝達される制御イぎ号にエリ保持さ
れる。圧力制御電磁弁２０６．２０８及び２１０は配管
２１２．２１４及び２１６により供給配管７５１＼、配
管２１８゜２２０及び２２２により配管６８へ戻るよう
に夫夫接続する。
アンカー及びラム夫々に対する位置制御電磁弁２２４．
２２６，２２８及び２３０は同様の構造と作動なので、
弁２２４だけを述べる。弁２２４は配管２３２と２３４
により圧力制御電磁弁２０６に接続する。位置制御弁２
２４は、６個の別個の液圧流体通路が作られるように弁
内部の位置を決める電磁石によって操作される。中立位
置では。
アンカー組立体５０へ行ったり戻ったシする流れは遮断
される。第２位置では、供給配管Ｔ５からの流体は配管
２３６を通ってアクチュエータ８２のＡ側に向けられ、
アクチュエータ８２０Ｂ側からの流体は配管２３８を通
って配管６８へ戻るよう整えられる。第６位置では、供
給配管７５は配管２３８を通ってＢ側へ流体的に接続さ
れ、戻り配管６８は配管２３６を通ってＡ側に接続され
る。
アンカー位置制御電磁弁２２４の位置は、地表から制御
ワイヤで送られる制御信号によって制御され、そのワイ
ヤは、弁と協同して作動する電磁石にエネルギを与え、
望む弁位置を得る。
スラスタ−組立体３９と５２のｑ！ｒｈのアクチュエー
タ７６は、望むアクチュエータが個々に作動できるよう
にそれ１牙の位置制御弁を持つ。総てのそのような弁は
同様な構造と作動なので、唯１個のそのような弁、Ｊｉ
’１ｊ’５スラスタ−位置制御１ｔＬ磁弁２４０を第８
図に示す。弁２４０は供給及び戻す配管７５と６８に天
寿配管２４２と２４４で接続する。弁２４０は２位置弁
である。１位置では供給配管Ｔ５は配管２４６を通って
アクチュエータ７６のＡ側に接続し、戻り配管６Ｂは配
管２４８を通ってアクチュエータ７６のＢ側に接続する
。
他の位置では供給配管Ｔ５は配管２４８を通ってアクチ
ュエータＴ６のＢ側に接続し、戻り配管６８は配管２４
６を通ってアクチュエータ７６のＡ側に接続する。上に
述べた他の電磁弁のように、スラスタ−位置制御電磁弁
２４０は地表から制御ワイヤ２４で送られる制御信号に
よって制御される。
液圧流体は上に述べたように、圧力制御弁２１０を通っ
て液圧モーター４０に供給される。弁２１０を通る供給
配管Ｔ５は配管２５２によシ流量制御弁２５０に接続す
る。弁２５０は配管２５４を通って戻り配管６８に接続
する。液圧モーター４０は夫に配管２５６と２５８によ
って供給及び戻り配管７５と６８に接続する。液圧モー
ター４０への液圧流体の流れは、望む流れ割合を得るた
め流量制御弁２５０の位置を決めるように地表から制御
ワイヤ２４で伝達される信号によって制御される。第８
図に示すように、上に述べた弁の大部分は液圧システム
制御装置５６に含まれる。
液圧分配システムに使われる各要素は、その要素と協同
して作動する可変のパラメータを監視する検知器を有す
る。夫々ラム、アンカー及びスラスタ−組立体４２．４
Ｂ、４４．５０．３９及び５２に対して、それら夫々の
ピストン及びアクチュエータの機械的位置と液圧が検知
される。モーター４０に対しては、カッタヘッド３６の
回転数が測定される。２等検知器の各々は、さく治工具
組立体２１からケーブル１４を通って電子処理装置１５
へ通じている計測用ワイヤ２６によって電気的に接続し
ている。
ダウンホールさく巻装置１０を使９前に、さく治工具組
立体２１がカッタヘッド３６を穴の底に。
そして少なくとも第１アンカー組立体４４が穴の地表の
下になるように穴の中へ展開できるように１個の穴を準
備しなければならない。さく治工具組立体２１をそのよ
うな位置にして正常な作動が始められる。
動力がケーブルの中の動カケープル２８を通って７Ｅ気
モーター６０と液圧システム制御装置５６に供給される
。モーター６０はモーター軸７２とカップリング７０を
介して液圧ポンプ軸７４を駆動し、液圧ポンプ５８は液
圧システム制御装置５６によって指令される通シに、各
種の液圧要素に圧力のある流体を供給する。アンカー組
立体４４及び５０は第５図に仮想線で示すよりに引込ん
だ位置にあり、ラム組立体４２及び４Ｂは第６図と第７
図に示すように再配置の位置にあって。
液圧システム制御装置５６は流体をアンカー組立体５０
に向わせる（作動は初めどちらかのアンカー組立体を使
うことにより始められる）。
第５図に示す通シ、液圧はばね８７の力に打ち勝ってア
クチュエータ８２に作用し、アンカー足８６をボア壁８
０にはめ合うように押す。第９Ａ図にさく治工具組立体
２１のアンカー組立体５０がボア壁８０にはめ合ってい
るのを示す。第９Ｂ図、第９Ｃ図及び第９Ｄ図は以下に
述べるようなさく治工具組立体２１の進行を示す。第６
図及び第７図を参照して、液圧はこの時ラム組立体４８
に作用し、流体はピストン１０４の底とピストン１０４
の下のシリンダ空間１３８に作用するようになる。ピス
トン１０４は軸１００とソケット９６を介してはめ合っ
ているアンカー組立体５０に接続しているから、軸方向
の力はクロス部材１０８を介しさく治工具組立体２１に
カッタヘッド３６の方向へ向って作用する。こうしてカ
ッタヘッド３６は掘削している岩屑の中・＼よす深く押
される。ケーブル１４を通して吸い上げられ、さく治工
具組立体２１とカッタヘッド３６を通るさく層流体は、
在来の回転さく岩での切屑除去に似た方法で切屑を除去
する。ピストン１０４はシリンダ１０６に関して動くか
ら、さく治工具組立体２１は、アクチュエータ８４がボ
ア壁８０に関して停止し、一方アンカーガイドがアンカ
ーノ・ウジング８４によシ滑るようにアクチュエータ　
ノ＼ウジング８４に関して動く。長手方向のアンカース
ロット９２は液圧アクチュエータ８２とアンカー足８６
とに干渉されずに、さく治工具組立体を移動させる。こ
の相対移動はピストン１０４がそのストロークの限度に
達するまで続く。
そのような限度に達したら、液圧をアンカー組立体４４
にかけ、アンカー組立体５０について上記に述べたよう
に、アンカー足をボア壁影１にはめ合うようにする。ア
ンカー組立体４４がボア壁８０にはまった時に、アンカ
ー足８６が内へ引込むように液圧圧力をアクチュエータ
８２のばね側にかけることによりアンカー組立体５０を
ボア壁８０から離す。アンカー組立体５０が離れると同
時に、ラム組立体４８について上記に述べたのと同じ方
法で軸方向の力がカッタヘッド３６に伝達されるように
液圧をラム組立体４２にかける。ラム組立体４２が作動
している間に、液圧はラム組立体４８内のピストン１０
８の反対側にか〜り。
アンカーフ１ウジング８４をアンカーガイド８８内で滑
らせてアンカーノ・ウジング８４をその元の再配置位置
に戻す。アンカー及びラムユニット６′２と６３の、こ
の交互の作動と再配置はさく治工具組立体２１が岩屑の
中で望む位置又は深さに達する迄続く。
液圧分配システムの故障による液圧の損失の時にはね８
７は伸びてアンカー足８６をボア壁８０から離させると
いうことは、液圧アクチュエータ８２に関するばね８７
の位置から分る。この故障の時安全側に作動する設計の
ために、液圧故障の時に修理のためさく治工具組立体２
１をボア１８から取外すことができる。代りに、アンカ
ー足８６が引込んだ位置から動くのに反対するようにば
ねを作用させ、液圧故障の時にアンカー足８６を再び引
込捷せるようにばねを・・ウジング組立体壁９０の外側
に取付けることもできる。
各アンカー及びラムユニット６２と６３はお互に独立に
作動し１手動、自動何れでも制御され。
前進又は後退の動作を続けることができる。ラム組立体
圧力はアンカーのどの組合せも同時にはめ合せられるよ
うに変えられる。カッタヘッド３６に対するラム組立体
の全部の力は、こうしで希望する量に制御される。アン
カー及びラムユニット６２と６３は、２個以上のそのよ
うなユニットがさく治工具組立体２１に含まれるように
単一になった構造である。そのようなユニットの追加は
全保持力とカッタヘッド３６−＼の引続く推力を増大す
るのに使うことができる。又追加ユニットはアンカーと
ラムユニットの故障の時に予備となる。
ユニットの正確な個数は谷さく岩応用に対し、カッタヘ
ッド３６の期待される寿命と、各アンカー及びラムユニ
ットの平均故障時間から決められる。
掘削の方向はスラスタ−組立体３９と５２の作動で変え
られる。スラスタ−組立体３９と５２を使って方向を変
える間、アンカー組立体４４と５０は外しておき、さく
岩切刃に作動力を与えない。この記述の目的のために、
さく治工具組立体２１の長手方向の軸は本来地表に対し
垂直であることが想定される。ばね７９の力が負けて１
選ばれた液圧アクチュエータ７６と協同して作動するス
ラスタ−７８が半径方向に外に押されてボア壁８０には
まるように、液圧は第４図に示すスラスタ−組立体５２
の液圧アクチュエータ７６の１個にか〜る。同様にして
スラスタ−組立体３９と協同して作動するスラスタ−足
の１つも又ボア壁８０とはめ合う。どのスラスタ−組立
体３９と５２のスラスタ−足が作動されるのに選ばれる
かは、さく岩したい方向による。スラスタ−組立体３９
と５２は１回転するとカッタヘッド３６が側面を掘削す
るような側面方向の力を持つ。
スラスタ−作動中のボア１８内のさく治工具組立体２１
の位置を第１０図に示す。さく治工具組立体２１をボア
１８内で少し傾けて、さく治工具組立体２１が再び心合
せした位置になるまで正常のさく岩作業が続けられる。
さく治工具組立体２１が望む方向に向く１で、スラスタ
−組立体３９と５２の作動は繰り返される。カッター３
６の在来の切削切刃を使ってスラスタ−組立体３９と５
０が上記のように作動している時に、さく治工具組立体
２１が竪穴ケーシングを介して切削するのに使うことが
出来るということは注目されるべきである。アンカーば
ね８Ｔについて上記に論じた通り、スラスタ−はね７９
は同様に、液圧システムが故障の時にスラスタ−足７８
を引込めさせる。又スラスタ−ばねＴ９はアンカーはね
−８９−について述べた方法で外側に取付けることもで
きる。
さく治工具組立体２１の作動は手動でも自動でもできる
。さく治工具組立体２１の位置と方向は。
デベルコインコーポレーション製の一型式の検知装置４
６で得られる。この情報はケーブル１４を〕１賀シて地
表へ計測用ワイヤ２６により伝達される。
手動の方法では、操作者は制御ワイヤ２４全通して液圧
システム制御装置５６へ電気的信号を送る手動のスイッ
チにより、さく治工具組立体２１にさく岩させ、それ自
身の方向を変えさせることができる。その液圧システム
制御装置ｆｆ５６はさく治工具組立体２１の希望する液
圧要素、即ちモーター４０、スラスタ−組立体３９又は
５２．アンカー組立体４４又は５０及びラム組立体４２
又は４Ｂを作動させる。
自動的な方法では、電子処理装置１５は検知装置４６か
らさく治工具組立体２１の位置と方向の情報を、又谷液
圧要素又はさく治工具組立体２１から位置及び圧力の清
報、即ちモーターの回転数。
アンカー、ラム及びスラスタ−の出張り具合と圧力、そ
の他を受取る。電子処理装置ｔ１５はさく治工具組立体
２１の方向と作動を予め設定しである指令と比較し、ど
の液圧要素を作動させ或は修正すべきかを計算し、さく
岩工具組立体２１内のどれかの液圧要素の状態を作動さ
せたり変更させたシするように、液圧システム制御装置
５６にケ−プル１４経由で制ｒ１ワイヤ２４から制御信
号を送る。電子処理装置１５は、こうして目動的にさく
治工具組立体２１が前進又は後退し、さく治工具組立体
２１の方向を得るよう要求した通りにスラスタ−組立体
３９と３２を作動させるように制御装置醒５６内の連続
作動弁に対しプログラムを進める。
さく治工具組立体２１の方向を変える代替方法を第１１
図に示す。スラスタ−組立体２８０はさく岩切刃とアン
カー及びラムユニット６２の中間にあるスプラインの渭
υ軌道（図示してない）に取付けである。スラスタ−組
立体２８０は上に述べたスラスタ−組立体３９と５２と
同様な構造と作動のものである。組立体２８０の両側作
動液圧アクチュエータの１個又は複数個を作動させると
。
少しの角度変形させる側面の力がさく治工具組立体２１
に作用し、カッタヘッドの攻め角度を少量変化させる。
カッタヘッド面角度の変化はアーク状にさく岩する。さ
く巻方向を変更するようにスラスタ−組立体２８０を使
うと、さく岩切刃３６は回転して１個又は複数個のアン
カー及びラムユニット６２又は６３はカッタヘッド３６
に軸方向の力が作用する動作にある。スロット９２と１
１６と同様な長手方向のスロット（図示してない）がさ
く治工具組立体にあシ、それがスラスタ−組立体２８０
をはめ合せた時、ボア壁８０に関してスラスタ−組立体
２８０を静止した１−にし、さく岩が進むにつれ、さく
治工具組立体２１がスラスタ−２８０に相対的に動くよ
うにする。スラスタ−２８０の動きの終りに、小さいア
クチュエータ（図示してない）がスラスタ−２８０を元
の位置に戻す。
本発明の他の実施例は地表から供給される液圧動力を有
する装置を含む。そのような実施例では。
ケーブル１４′は、第１２図に示すように、液圧供給ホ
ース３００．液圧戻シホース３０２．吊上げケーブル２
２′、制御ワイヤ２４１　、＠↑測用ワイヤ２６′及び
さく層流体供給ホース３０′を含む。
他の実施例では切屑戻シホースはケーブル１４′に含ま
れることもある。
本発明の更に他の実施例は既存のコイル状管装置と両立
するケーブルを含む。第１３図に示す通Ｌ　２Ｍ筋ココ
イルした管のケーブル３０６はさく層流体管３０８と管
リンク３１２で接続するワイヤ保獲ケーブル２８′及び
場合によっては液圧タンク補光管３４′を、含む。管３
０８と３１０はさく治工具組立体２１をボア１８の外へ
引上げる装置を持つ。
他のアンカー装置がボア１８内でさく治工具組立体２１
に使われる。第１４図に示す通り、他のアンカー及びラ
ムユニット３２０は柔軟なアンカー組立体３２２と液圧
ラム組立体３２４を含む。
アンカー組立体３２２はラム組立体３２４の中空シリン
ダ軸３２８についている膨張する梱包物に似た構造と機
能を持つニジストマーの袋から成る。
袋３２６は圧力のある液圧流体の導入が袋３２６を膨ら
ませ、ボア壁８０にはめ合せる（仮想線で示す）ような
液圧分配システムに接続する。液圧圧力をゆるめ、十分
に大きい戻り管（図示してない）を通って袋３２６から
流体を逃がすと、袋３２６は伸ばしたエラストマーの袋
３２６の縮む力によシ、つぶれるか又はボア壁８０から
引込む。
液圧ラム組立体３２４はシリンダ３３２内のピストン３
３０がついている中空のシリンダ状軸３２８を含む。柔
軟なアンカー組立体３２２がはめ合っている時に、ラム
組立体３２４は、上記に述べたようなラム組立体４２又
は４８と同様な方法で、カッタヘッド３６に軸方向の力
がか〜るように作動する。同様にして、ラム組立体３２
４はアンカー組立体３２２とその再配備位置に戻す。他
のアンカー及びラムユニット３２０はアンカー及びラム
ユニット６２と６３に接続して、或はその代りに使われ
る。戻ｐのさく層流体の通路はアンカー３２２が環状空
間を遮断するので、さく治工具組立体２１内にある。
エラストマー袋でお瓦われる上記のアンカー組立体５０
に似ている両側作動アクチュエータから成る組合せアン
カーには１次の点で個々のどちらの形式にも優るいくつ
かの利点がある。それは両側作動のアクチュ、二一タは
積極的に袋を壁から離し、引込みの速度を増すことかで
＠１袋は包まれたピストンをきれいな液圧流体に保持し
、棚側流体の腐蝕作用から離しておくことによシ、アク
チュエータ作動面を保護することである。
本発明は今あげた実施例の項に述べたけれども。
そのような開示は制限するものとして解釈すべきではな
いと了解すべきである。当業者が上記の開示を読んだ後
には、いろいろの代替物や変形物がでてくることは疑い
ない。従って特＃′Ｉ−請求の範囲は発明の真の意図と
範囲に入る総ての代替物や変形物を含むと解釈されるも
のである。
【図面の簡単な説明】
第１Ｎは本発明によるダウンホールさく岩装置の立面図
； 第２図は第１図の２−２線に清って取られたケーブルの
断面図； 第６図はさく治工具組立体の断面図； 第４図は第３図の４−４線に沼って取られたスラスタ−
組立体の断面図； 第５図は第６図の５−５線に沿って取られたアンカー組
立体の断面図； 第６図はアンカー及びラムユニットの部分断面図； 第７図は第６図の連続図； 第８図は液圧分配システムの概要図； 第９図はアンカー及びラムユニットの使用によって前進
するカッタヘッドを示すさく治工具組立体の説明図： 第１０図は方向を変えるさく治工具組立体の説明図； 第１１図は方向を変えるための他の方法を示す本発明の
他の実施例の説明図； 第１２図は他のケーブルの断面図； 第１６図は第２の他のケーブルの断面図；第１４図は他
のアンカ一方法の断面図である。 １０　さく岩装置 １２　　　リ　−ル １４　ケーブル １５　電子処理装置 １６　備装装置 １８　ボア ２１　さく治工具組立体 ２２　吊上げケーブル ２４　制御ワイヤ ２６　計測用ワイヤ ２８　電カケープル ３０　ホース ３３管 ３４　ホース ３６　カッタヘッド ３９．５２　　スラスタ−組立体 ４０　液圧モーター ４２．４８　　液圧ラム組立体 ４４．５０　　アンカー組立体 ５４　カップリングＵ継手 ５６　液圧システム制御装置 ５８　液圧ポンプ ６０　電気モーター ６１　液圧タンク ７６　液圧アクチュエータ ７７　アクチュエータ　ノ１ウジング ８２　液圧アクチュエータ ８４　アクチュエータ　ハウジング １００　ピストン軸 １０４　ピストン １０６　シリンダ 代理人　浅　村　　　皓 Ａ　　　　　　Ｂ　　　　　　ＣＤ Ｆｔ’ｇ−９

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１１展開及び回収リール装置と；前記リールの周りに
    巻かれたケーブルと；前記ケーブルの一端に接続したさ
    く治工具組立体と；前記さく治工具組立体の中に入って
    いる液圧タンクと；前記タンクから供給される液圧分配
    システムと；前記さく治工具組立体内に入っている電気
    モーターと；前記さく治工具組立体内に入っている液圧
    ポンプであって、そのポンプの出力が高圧力流体を前記
    液圧分配システムへ供給するような前記電気モーターに
    より駆動される液圧ポンプと；前記液圧ポンプによって
    供給される複数個の液圧アンカー装置と；前記液圧ポン
    プによって供給される複数個の液圧スラスタ−装置と；
    前記液圧ポンプによって供給される複数個の液圧ラム装
    置と；液圧システム制御装置と；前記さく治工具組立体
    の中に入っているさく岩パラメータ検知装置と；ドリル
    回転装置と；前記ドリル回転装置に連結し前記ケーブル
    接続の反対側で前記さく治工具組立体の端部に位置する
    カッタヘッドと；前記さく治工具組立体と地表へさく層
    流体を戻す通路とを通ってさく層流体をカッタヘッドへ
    供給する装置と；アンカー、スラスタ−及びラム装置の
    各動く要素に対する複数個の位置検知装置と；データを
    受は取９分析しそのデータの分析と予め設定した指令と
    そのデータとの比較に基づいた制御信号を作る処理装置
    とを組合せてなり。 それによって前記アンカー、ラム及びスラスタ−装置と
    関連する位置に沿う前記さく治工具組立体と関連するパ
    ラメータは前記ケーブル内の計測用ワイヤを経て地表の
    前記処理装置−＼伝達され。 その処理装置は前記さく治工具組立体が前後に動き希望
    するようにさく岩の方向を変えるよりにする予め設定し
    た指令に一致した方法で、アンカー。 ラム、及びスラスタ−装置が作動するように、ケーブル
    内の制御ワイヤを経て、前記さく治工具組立体内の液圧
    シス−ラム制御装置へ伝達される制御１３号を作るよう
    になっていることを特徴とするダウンホールさく岩装置
    。 （２）　　前記ケーブルは、′亀気動ブハ言１測と制御
    用信号及びさく岩流体が工具へ供給され、前記計測と制
    御用信号は地表と工具の間を往復するように。 大体において円形断面の摩擦に強い被覆の中に複数個の
    導管、電気ワイヤ及び支持装置を含むことを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載のダウンホールさく岩装置。 （３）前記アンカー装置は、前Ｈ〆さく治工具組立体の
    中に取付けられ、前記アンカー装置が作動する時ボア壁
    に位め合った９外れたりするように力がか瓦る足に接続
    する両側作動液圧アクチュエータを含み、更に前記アン
    カー装置は、液圧装置の故障の時は前記ばね装置が足を
    ボア壁とのはめ合いから外すべく動かすように前記アク
    チュエータについているばね装置を含むことを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載のダウンホールさく岩装置
    。 （４）前記スラスタ−装置は、前記さく岩切刃に近接し
    て、且つハウジング組立体がＵ継手で曲るよりにするカ
    ップリングＵ継手に近接して位置することを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載のダウンホールさく岩装置。 （５）前記液圧アンカー装置は、ニジストマー材料から
    造られ１袋の上のボアホールは袋の下のボアホールと隔
    離され、内部液圧圧力を取り去るとニジストマー材料の
    収縮で袋がボア壁とのはめ合いが解除されるように、液
    圧を中に入れる仁とによｐボア壁と円周が密封してはめ
    合うように広がる膨らむ袋から成ることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載のダウンホールさく岩装置。 （６）　　前記ラム装置は、ピストンと前記アンカー装
    置に隣接して３１７付いているシリンダを含み、前記シ
    リンダは、ピストンに接続する軸が前記アンカー装置の
    液圧アクチュエータに固定して接続しているソケットに
    はめ合い、且つピストンの前記軸と反対側に液圧がか瓦
    ると、軸方向の力が前記さく治工具組立体本体を介して
    シリンダからカッタヘッドへ伝達されるように前記さく
    治工具組立体に固定して取シ付いていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載のダウンホールさく岩装置
    。 （７）前記ケーブルは、圧力のめる流体が地表からさく
    治工具組立体へ供給できるように液圧供給及び戻し導管
    を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のダ
    ウンホールさく岩装置。 （８）前記ケーブルは、管が互に平行に走り、一つのそ
    の管は前記さく治工具組立体へさく岩流体を供給する導
    管を有し、第二のその管は制御用ワイヤ、計測用ワイヤ
    及び動カケープルを含むように接続している２つの巻い
    た管を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
    のダウンホールさく岩装置。 （９）前記液圧スラスタ−装置は、前記さく治工具組立
    体の方向制御が達成され、前記さく治工具組立体の角度
    方向が軸方向の力をカッタヘラげにかけないで得られる
    ように、前記さく治工具組立体に横方向の力をかけて、
    カッタヘッドが片寄るように作動することを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載のダウンホールさく岩装置。
JP58220872A 1982-11-26 1983-11-25 ダウンホ−ルさく岩装置 Pending JPS59106689A (ja)

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