JPS5931638B2 - Method and apparatus for extracting hydrocarbons and other materials from underground formations penetrated by boreholes - Google Patents

Method and apparatus for extracting hydrocarbons and other materials from underground formations penetrated by boreholes

Info

Publication number
JPS5931638B2
JPS5931638B2 JP9815977A JP9815977A JPS5931638B2 JP S5931638 B2 JPS5931638 B2 JP S5931638B2 JP 9815977 A JP9815977 A JP 9815977A JP 9815977 A JP9815977 A JP 9815977A JP S5931638 B2 JPS5931638 B2 JP S5931638B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
borehole
oxygen
gas generator
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP9815977A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5342103A (en
Inventor
ジヨセフ・テイ・ハムリツク
レスリ−・シ−・ロ−ズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
World Energy Systems Inc
Original Assignee
World Energy Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/727,039 external-priority patent/US4077469A/en
Priority claimed from US05/726,745 external-priority patent/US4050515A/en
Application filed by World Energy Systems Inc filed Critical World Energy Systems Inc
Publication of JPS5342103A publication Critical patent/JPS5342103A/en
Publication of JPS5931638B2 publication Critical patent/JPS5931638B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石油等の採取方法およびその装置に関しせん孔
の底に設置したガス発生器内で水蒸気および他の熱ガス
を作るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for extracting oil, etc., in which water vapor and other hot gases are produced in a gas generator installed at the bottom of a borehole.

高粘度の石油を含油層力・ら採取するには、熱した水お
よび水蒸気をせん孔内に管で導入するのが効果的である
ことが認められており、これにより、石油の粘度を低下
させ、石油が流動して地面へ汲み上げることができる。
In order to extract highly viscous oil from oil-bearing formations, it has been found effective to introduce heated water and steam into the borehole through pipes, which reduces the viscosity of the oil. , the oil can flow and be pumped into the ground.

水蒸気をせん孔内に管で導入することにおける一つの問
題は、さく井孔ケーシングの加熱および膨張によりケー
シングの重大な横島が屡々起ることである。
One problem with introducing steam into the borehole by pipe is that heating and expansion of the wellbore casing often results in significant lateral islanding of the casing.

他の問題は、さく井の底までの途中において、ケーシン
グを通じて水蒸気力・らの熱の損失があることである。
Another problem is the loss of steam power and heat through the casing on the way to the bottom of the well.

更に、従来の装置においては、約1,070メートル(
約3、.500フイート)以上の深さでは、せん孔内に
水蒸気を送ること、またはせん孔内で水蒸気を発生させ
ることができない。
Furthermore, conventional equipment has a distance of approximately 1,070 meters (
Approximately 3. At depths greater than 500 feet, it is not possible to send or generate water vapor within the borehole.

本発明の目的は、石油等の採取のために、約1.070
メートル(3,500フイート)またはそれ以上の深さ
において、せん孔内で水蒸気および熱ガスを発生させる
ための装置を提供することである。
The purpose of the present invention is to obtain approximately 1.070
An object of the present invention is to provide an apparatus for generating water vapor and hot gases in a borehole at depths of 3,500 feet or more.

本発明の他の目的は、せん孔の底に設置されたガス発生
器として知られている開口のある圧力容器内で燃料およ
び酸化剤を互いに混合し、これを燃焼させることによっ
て水蒸気および他の熱ガスを作ることのできる装置を提
供することであり、これ妃より、熱した水および水蒸気
をせん孔内へ送る際のさく井ケーシングの加熱およびケ
ーシングを通ずる熱の損失刀・ら生ずる諸問題を避ける
ことである。
Another object of the invention is to generate water vapor and other heat by mixing the fuel and oxidizer together and burning the same in an open pressure vessel known as a gas generator installed at the bottom of the borehole. The object of the present invention is to provide an apparatus capable of producing gas, thereby avoiding the problems caused by heating of the well casing and loss of heat through the casing when delivering hot water and steam into the borehole. It is.

ガス発生器は室を形成するハウジングを備え、この室は
燃焼帯を形成する。
The gas generator includes a housing defining a chamber, which chamber defines a combustion zone.

ノ・ウジングは、燃料および酸化流体を受入れるための
上部入口端、および熱ガスの通路のための制限された下
部出口を有し、燃焼帯内で可燃ガスに点火する。
The nozzle has an upper inlet end for receiving fuel and oxidizing fluid, and a restricted lower outlet for the passage of hot gases to ignite the combustible gases within the combustion zone.

本発明の更に他の目的は、水素および酸素をせん孔内へ
ガス発生器に供給して可燃性混合物を形成し、この混合
物を燃焼帯内で点火して燃焼させることである。
Yet another object of the invention is to feed hydrogen and oxygen into the borehole to a gas generator to form a combustible mixture and to ignite and combust the mixture in a combustion zone.

可燃性混合物は水素および酸素の化学量論的混合物また
は水素豊富の混合物である。
A flammable mixture is a stoichiometric or hydrogen-rich mixture of hydrogen and oxygen.

ガス発生器および燃焼生成物は、水素を冷却環状室に導
入することにより、または水せん孔内へガス発生器に供
給することによって冷却される。
The gas generator and the combustion products are cooled by introducing hydrogen into the cooling annular chamber or by feeding the gas generator into a water well.

水素豊富混合物の燃焼または冷却環状室に供給される水
素のいずれ力・によって含油層内に排出される水素は熱
を含んでおり、この熱は石油に伝達されてその粘度を低
下させる。
The hydrogen ejected into the oil-bearing formation by either combustion of the hydrogen-rich mixture or hydrogen supplied to the cooling annular chamber contains heat, which is transferred to the oil and reduces its viscosity.

分子量が小さく力・つ拡散性が高いので、水素は、他の
ガスでなし得るよりも、石油を含有する地層により容易
に浸透し、従ってより大きな地層容積をより迅速に加熱
することができるという更に他の利点がある。
Because of its low molecular weight and high diffusivity, hydrogen can more easily penetrate oil-bearing formations and thus heat larger formation volumes more quickly than can other gases. There are further advantages.

更に、触媒として働き得る地層成分があると、水素は−
般に水素添加と言われている作用をなしてより低粘度の
炭化水素を形成することができ、従って、加熱および石
油との結合の両方によって石油の粘度を低下させる。
Furthermore, if there is a stratum component that can act as a catalyst, hydrogen will -
Hydrocarbons can form lower viscosity hydrocarbons through what is commonly referred to as hydrogenation, thus reducing the viscosity of petroleum by both heating and combination with petroleum.

水素および酸素の流量を確実に制御するために、および
、水を冷却環状室に供給する場合にガス発生器の早期溢
水を防止するために、遠隔制御される弁がせん孔内にガ
ス発生器の近くに設けられる。
In order to reliably control the flow rates of hydrogen and oxygen, and to prevent premature flooding of the gas generator when supplying water to the cooling annulus, a remotely controlled valve is installed in the borehole of the gas generator. located nearby.

これらの弁は地面力・ら制御され、ガス発生器への水素
および酸素の流量を制御し、また、水を冷却用に用いる
場合に冷却環状室への水の流量を制御する。
These valves are ground force controlled and control the flow of hydrogen and oxygen to the gas generators and, if water is used for cooling, the flow of water to the cooling annulus.

水を冷却用に使用する実施例においては、水はせん孔ケ
ーシングを通じてせん孔内に供給され、水素および酸素
はせん孔を通って延びる別々の導管を通じて供給される
In embodiments where water is used for cooling, water is supplied into the borehole through the borehole casing, and hydrogen and oxygen are supplied through separate conduits extending through the borehole.

水素を冷却環状室に供給する実施例においては、水素は
せん孔内へせん孔ケーシングを通じて供給され、酸素は
せん孔を通って延びる別個の導管を通じて供給される。
In embodiments where hydrogen is supplied to the cooling annular chamber, hydrogen is supplied into the borehole through the borehole casing and oxygen is supplied through a separate conduit extending through the borehole.

さく井ケーシングは、ガス発生器の上方でハウジング構
造を取巻く膨張可能封塞体によってガス発生器の直上に
おいて封止される。
The well casing is sealed directly above the gas generator by an inflatable closure that surrounds the housing structure above the gas generator.

水を冷却用に用いる実施例においては、封塞体は水素忙
よって膨張され、これにより、封止は、当初は水素圧力
により、そして最終的にはケーシング内の水柱によって
生ずる圧力によってなされる。
In embodiments where water is used for cooling, the closure is expanded by hydrogen pressure, such that the seal is initially created by hydrogen pressure and ultimately by the pressure created by the water column within the casing.

水素をガス発生器の冷却環状室に供給する実施例におい
ては、封塞体は酸2の圧力によって膨張され、これによ
り、封止は、当初は酸素圧力により、そして次いでさく
井ケーシングを通じて供給される水素圧力によってなさ
れた。
In the embodiment in which hydrogen is supplied to the cooling annular chamber of the gas generator, the seal is expanded by the pressure of acid 2, so that the seal is supplied initially by the oxygen pressure and then through the well casing. Made by hydrogen pressure.

遠隔制御される弁は、一つの実施例においては、せん孔
内に設置され地面力・ら制御されるソレノイド弁である
The remotely controlled valve, in one embodiment, is a solenoid valve located within the borehole and controlled by ground forces.

他の実施例においては、弁スプール内に別々の弁通路を
有する単一のスプール弁をせん孔内に用い、531Jf
l15のソレノイドまたは水素圧によって地面から遠隔
制御する。
In another embodiment, a single spool valve with separate valve passages in the valve spool is used in the borehole and the 531Jf
Remotely controlled from the ground by solenoid or hydrogen pressure.

水素は、地面力・ら、水素供給源、水素調整弁および水
素流量計を介して供給され、これら諸部材は全て地面に
設置される。
Hydrogen is supplied via a ground force, a hydrogen supply source, a hydrogen regulating valve, and a hydrogen flow meter, all of which are installed on the ground.

酸素は、地面力・ら、酸素供給源、酸素調整弁および酸
素流量計を介して供給され、これら諸部材もまた全て地
面に設置されろ。
Oxygen is supplied via a ground source, oxygen regulator, and oxygen flow meter, all of which are also located on the ground.

一つの実施例においては、所望の水素−酸素比は地面に
設置された水素流量制御器によって保持され、この制御
器はガス発生器によって支持された熱電対に従って作動
させられる。
In one embodiment, the desired hydrogen-oxygen ratio is maintained by a ground-mounted hydrogen flow controller that is operated in accordance with a thermocouple supported by a gas generator.

水素流量制御器出口は水素調整弁に連結されておって、
これを通る所望量の水素を制御する。
The hydrogen flow controller outlet is connected to a hydrogen regulating valve,
Control the desired amount of hydrogen passing through it.

地面力・らせん孔を通ってガス発生器へ延びる導管およ
び導電線の数を減らすために、直流電力点火器制御器を
せん孔内に設置し、ガス発生器内の可燃性混合物の点火
を制御する。
To reduce the number of conduits and conductive wires extending through the ground force/spiral borehole to the gas generator, a DC power igniter controller is installed within the borehole to control the ignition of the combustible mixture within the gas generator. .

点火器制御器は、スブー+の弁スプールによって支持さ
れたスイッチニヨって作動させられ、このスプール弁ハ
水素圧によって遠隔制御される。
The igniter controller is actuated by a switch carried by the Subu+ valve spool, which is remotely controlled by hydrogen pressure.

この実施例においては、所望の水素−酸素比は、水素調
整弁および水素流量計に、ならびに、酸素調整弁および
酸素流量計に連結された水素−酸素流量制御器によって
保持される。
In this embodiment, the desired hydrogen-oxygen ratio is maintained by a hydrogen-oxygen flow controller coupled to a hydrogen regulator valve and hydrogen flow meter, and to an oxygen regulator valve and oxygen flow meter.

好ましい実施例においては、水素および酸素の、箇たは
水素および水の燃料−酸化剤−冷却流体の組合せを用い
ているが、他の燃料−酸化剤−冷却流体の組合せも用い
ることができる。
Although the preferred embodiment uses fuel-oxidizer-cooling fluid combinations of hydrogen and oxygen, or hydrogen and water, other fuel-oxidizer-cooling fluid combinations can be used.

第1図乃至第9図を参照して本発明の採取装置の一実施
例を説明すると、この装置はせん孔31内で水蒸気を発
生させて、せん孔が貫通している地面下の含油層337
)−らの石油採取を行う(第1図)。
An embodiment of the sampling device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. This device generates water vapor in the borehole 31 and removes water from the oil-containing layer 333 under the ground through which the borehole penetrates.
) - oil extraction will be carried out (Figure 1).

発生した水蒸気は層33内の石油を、層33を貫通する
他項隔せん孔(図示せず)へ送り、周知の方法で採油が
行われる。
The generated water vapor transports the oil in the formation 33 to an interstitial borehole (not shown) penetrating the formation 33, where oil is extracted in a well-known manner.

本発明の装置は、せん孔上装置35、およびガス発生器
39を含むせん孔内装置37を備え、このガス発生器は
、せん孔内に、含油層33の水準またはこの水準の近く
に配置されろ。
The apparatus of the invention comprises an above-borebore device 35 and an in-borebore device 37 comprising a gas generator 39, which is arranged in the borehole at or near the level of the oil-bearing layer 33.

第1図の実施例におし・ては、酸素および水素が地面力
・らガス発生器に供給されて可燃混合物を形成し、この
混合物はガス発生器内で点火され燃焼させられて水蒸気
を作る。
In the embodiment of FIG. 1, oxygen and hydrogen are supplied to a gas generator from a ground source to form a combustible mixture that is ignited and combusted within the gas generator to produce water vapor. make.

ガス発生器および発生した水蒸気は、地面力・ら供給さ
れる水によって冷却される。
The gas generator and the steam generated are cooled by water supplied from the ground.

第2A図および第2B図について説明すると、ガス発生
器39は、せん孔内に設置されたハウジング43内に支
持された外部筒状シェル41を備えている。
Referring to Figures 2A and 2B, gas generator 39 includes an outer cylindrical shell 41 supported within a housing 43 located within the borehole.

外部シェル4’l上端部45を有し、この上端部を貫通
して供給導管および他の構成部材が延びている。
The outer shell 4'l has an upper end 45 through which supply conduits and other components extend.

外部シェルはまた下端部47を有し、この下端部を貫通
して径小の出口ノズル49が延びている。
The outer shell also has a lower end 47 through which a reduced diameter outlet nozzle 49 extends.

外部シェル41内には内部シェル51が支持されており
、この内部シェルと外部シェルとの間に冷却環状室53
を形成している。
An inner shell 51 is supported within the outer shell 41, and a cooling annular chamber 53 is provided between the inner shell and the outer shell.
is formed.

内部シェルは上壁55を有し、この上壁は導管5Tに接
続されており、この導管は上端部壁45を貫通して延び
、かつこれに接続されている。
The inner shell has a top wall 55 connected to a conduit 5T that extends through and is connected to the top end wall 45.

導管5T/I′i、後述するように、供給導管の一つを
形成しており、刀・つ内部シェル51を外部シェル内に
支持して、環状室53を形成し、また壁45と55との
間に上部空所59を形成している。
Conduit 5T/I'i, as described below, forms one of the supply conduits and supports an inner shell 51 within the outer shell to form an annular chamber 53, and walls 45 and 55. An upper space 59 is formed between the two.

空所59は、第9図に示すように、環状室53と連通し
ている。
The cavity 59 communicates with the annular chamber 53, as shown in FIG.

内部シェル510反対端部は61において開口している
The opposite end of inner shell 510 is open at 61.

内部シェルの下端部を貫通して複数の孔63が設けられ
ており、この孔は、環状室53力・ら内部シェルの内部
へ冷却流体の流れる通路となっている。
A plurality of holes 63 are provided through the lower end of the inner shell, providing passageways for cooling fluid from the annular chamber 53 into the interior of the inner shell.

内部シェル内にはその上端部に耐熱性のライナ63が支
持されており、このライナは主燃焼帯67を形成する。
A refractory liner 63 is supported within the inner shell at its upper end and defines a main combustion zone 67 .

ライナは保持リング53Aによって支持されており、土
壁部65Aを有し、この上壁部を貫通して供給導管およ
び他の構成部材が延びている。
The liner is supported by a retaining ring 53A and has an earthen wall 65A through which the supply conduits and other components extend.

孔63の高さにおける内部シェルの部分は混合帯69を
形成する。
The part of the inner shell at the level of the hole 63 forms a mixing zone 69.

導管57(ri、壁45および55を貫通し、力・つ上
部ライナ壁65Aを貫通して主燃焼帯61へ延びている
Conduit 57 (ri) passes through walls 45 and 55 and extends through upper liner wall 65A to main combustion zone 61.

導管57内に同心的に、力・つこれ力・ら内方へ間隔を
おいて、導管71が配置されており、この導管T1も燃
焼帯67へ延びている。
Disposed concentrically within the conduit 57 and spaced inwardly from the conduit 71 is a conduit 71 which also extends into the combustion zone 67 .

燃料は導管57と71との間に形成された環状室を通っ
て供給され、酸化流体は導管71を通じて供給される。
Fuel is supplied through an annular chamber formed between conduits 57 and 71 and oxidizing fluid is supplied through conduit 71.

うず巻具13および14が、導管51と導管71との間
の環状室、および導管71内に設けられており、酸化剤
を燃料と混合して可燃混合物を形成する。
Whirlpools 13 and 14 are provided in the annular chamber between conduit 51 and conduit 71 and within conduit 71 to mix the oxidizer with the fuel to form a combustible mixture.

この混合物は燃焼帯内で点火器75によって点火され、
燃焼する。
This mixture is ignited in the combustion zone by an igniter 75;
Burn.

図示のように、点火器75は、スパーク、プラグ寸たは
電極を備えており、このプラグまたは電極は、壁45お
よび55を貫通して、上部ライナ壁65AK貫通形成さ
れた孔65B内に延びておって、燃焼帯61内のガスと
流体的に連通ずる。
As shown, igniter 75 includes a spark, plug or electrode that extends through walls 45 and 55 and into a hole 65B formed through upper liner wall 65AK. and is in fluid communication with the gas within the combustion zone 61.

この実施例においては、酸化流体は酸素であり、燃料は
水素である。
In this example, the oxidizing fluid is oxygen and the fuel is hydrogen.

従って水素と酸素との混合物が燃焼すると水蒸気が作ら
れる。
Thus, when a mixture of hydrogen and oxygen burns, water vapor is produced.

冷却流体は、外部シェル41の上壁45を貫通して形成
された導管77(第4図も参照されたい)によって環状
室53に供給される。
Cooling fluid is supplied to the annular chamber 53 by a conduit 77 (see also FIG. 4) formed through the top wall 45 of the outer shell 41.

この実施例においては、冷却流体は水である。In this example, the cooling fluid is water.

導管77カ・ら、水は、壁45と55との間に形成され
た空所59を通って環状室53へ流れる。
Through conduit 77, water flows into annular chamber 53 through a cavity 59 formed between walls 45 and 55.

水は内部シェル51を冷却し、そして、孔63を通じて
流れて燃焼ガスを所望の温度に冷却する。
The water cools the inner shell 51 and flows through the holes 63 to cool the combustion gases to the desired temperature.

水素と酸素との燃焼および冷却水力・ら生ずる水蒸気は
出口ノズル49を通って含油層に流入する。
Steam generated from the combustion of hydrogen and oxygen and the cooling water flows into the oil-bearing layer through the outlet nozzle 49.

出口ノズル49は燃焼帯の直径姉比べて小さい力・ら、
ガス発生器内に発生する圧力は、外部圧力(含油層の圧
力)が内部圧力の値の約80%に近づくまでは、外部圧
力の影響を受けない。
The outlet nozzle 49 has a smaller force than the diameter of the combustion zone.
The pressure developed within the gas generator is not affected by external pressure until the external pressure (oil-bearing layer pressure) approaches approximately 80% of the value of the internal pressure.

従って、設定したガス発生器圧力に対しては、外部圧力
(含油層圧力)が内部ガス圧力の約80係に近づくまで
は、発生器に流入する前記各流体の流量を変える必要が
ない。
Therefore, for a set gas generator pressure, there is no need to change the flow rate of each of the fluids flowing into the generator until the external pressure (oil-containing layer pressure) approaches about 80 times the internal gas pressure.

第1図について説明すると、水素、酸素、および水は、
水素供給源81、酸素供給源83、および水供給源85
によって、せん孔内に設置された発生器に供給される。
To explain Figure 1, hydrogen, oxygen, and water are
Hydrogen supply source 81, oxygen supply source 83, and water supply source 85
is supplied to a generator installed inside the borehole.

水素は、圧縮機87を通り、次いで調整弁89、流量計
91を通り、そして、配管用のリールおよび装置95に
よってせん孔内へ挿入される導管93を通って供給され
る。
Hydrogen is supplied through a compressor 87, then through a regulating valve 89, a flow meter 91, and through a conduit 93 inserted into the borehole by a piping reel and device 95.

酸素は、圧縮機101を通り、次いで調整弁103、流
量計105を通り、そして、配管用のリールおよび装置
109を通ってせん孔内へ挿入される導管107を通っ
て供給される。
Oxygen is supplied through a conduit 107 which is inserted into the borehole through a compressor 101, then through a regulating valve 103, a flow meter 105, and through a piping reel and device 109.

水供給源の貯水槽857)−ら、水は水処理装置111
に供給され、次いでポンプ113によって導管115を
通ってせん孔31内に送られる。
The water supply source is the water storage tank 857), and the water is supplied to the water treatment device 111.
and then pumped through conduit 115 into borehole 31 by pump 113.

第1図において、せん孔内の水は117に示しである。In FIG. 1, water in the borehole is shown at 117.

せん孔31は鋼ケーシング121で囲われており、刀・
つ上部さく弁頭123を有し、このさく弁頭を通って全
ての導管、導線、およびケーブルが延びている。
The perforation 31 is surrounded by a steel casing 121, and a sword/
It has a raised spigot head 123 through which all conduits, conductors, and cables extend.

せん孔内には、ガス発生器の上方に力・つその近くに封
塞体125が設置されており、この封塞体を通って導管
、ケーブル、および導線が延びている。
A closure 125 is installed in the borehole above the gas generator and near the shaft through which conduits, cables, and wires extend.

発生器への水素、酸素および水の流れは、ンレノイド作
動弁127,129、および131によって制御され、
これら弁はせん孔下部に、ガス発生器の近くに、封塞体
の上方に設置されている。
Flow of hydrogen, oxygen and water to the generator is controlled by renoid operated valves 127, 129 and 131;
These valves are located at the bottom of the borehole, close to the gas generator and above the closure.

弁127,129、および131//′i導線133,
135、および137を有し、これら導線は、地面へ、
ソレノイド制御器141゜143、および145へ延び
、せん孔内の弁の開閉を地面力・ら別々に制御するよう
になっている。
valves 127, 129, and 131//'i conductor 133,
135, and 137, and these conductors are connected to the ground.
It extends to solenoid controllers 141, 143, and 145 to separately control the opening and closing of valves in the borehole depending on the ground force.

制御器14L143、および145は実際上はスイッチ
であり、これらスイッチは別々に作動させられて弁12
7.129、および131のせん孔内コイルへの電気エ
ネルギーの供給を制御する。
Controllers 14L 143 and 145 are actually switches that are actuated separately to control valve 12.
7. Controls the supply of electrical energy to the borehole coils 129 and 131.

弁127は水素導管93および5Tに連結し、弁129
Vi酸素導管10γおよび11に連結している。
Valve 127 is connected to hydrogen conduit 93 and 5T, and valve 129 is connected to hydrogen conduit 93 and 5T.
It is connected to Vi oxygen conduits 10γ and 11.

弁131は水導管77に連結しており、力・つ入口14
7を有し、弁131が開くと水がケーシング内に人って
ガス発生器へ流れるようになっている。
Valve 131 is connected to water conduit 77 and is connected to water inlet 14.
7, so that when the valve 131 is opened, water flows into the casing and to the gas generator.

点火器75は導線151Aおよび151Bを介してせん
孔内変圧器149に接続している。
Igniter 75 is connected to borehole transformer 149 via conductors 151A and 151B.

変圧器は導線155Aおよび155Bを介してせん孔上
点火制御器153に接続している。
The transformer is connected to the overbore ignition controller 153 via conductors 155A and 155B.

せん孔上点火制御器153はスイッチを備えており、せ
ん孔下部変圧器149への、従ってまた点火器T5への
電気エネルギーの供給を制御する。
The above-bore ignition controller 153 comprises a switch and controls the supply of electrical energy to the below-bore transformer 149 and thus also to the igniter T5.

熱電対161がガス発生器に支持されており、165に
示す導線を介してせん孔上水素流量制御器163に電気
的に接続されている。
A thermocouple 161 is supported by the gas generator and is electrically connected to an overbore hydrogen flow controller 163 via a conductor shown at 165 .

水素流量制御器は熱電対によって検出された温度を感知
し、出力を発生する。
The hydrogen flow controller senses the temperature detected by the thermocouple and generates an output.

この出力は調整弁89に与えられ、水素の流量が制御さ
れて所望の水素−酸素比が得られる。
This output is given to the regulating valve 89, and the flow rate of hydrogen is controlled to obtain a desired hydrogen-oxygen ratio.

流量制御器163力・らの出力は電惣的出力または空気
もしくは水力出力であり、167に示す導線または導管
を介して弁89に与えられる。
The output of flow controller 163 is electrical or pneumatic or hydraulic and is provided to valve 89 via a lead or conduit shown at 167.

壕だガス発生器には圧力変換器171が支持されており
、この変換器はガス発生器と封塞体との間の空所円建設
置されておって、発生器内の圧力を感知するようになっ
ている。
A pressure transducer 171 is supported on the trench gas generator and is positioned in the cavity between the gas generator and the enclosure to sense the pressure within the generator. It looks like this.

173に示す導線が変換器1zi70−ら地面へ延び、
メータ175に接続仁て監視が行われるようになってい
る。
A conductor shown at 173 extends from the transducer 1zi70- to the ground;
Monitoring is performed by connecting to a meter 175.

′!た封塞体の下方および上方には圧力変換器17?お
よび17°9が設けられており、これら変換器は、地面
へ、メータ185および187へ延びる導線181およ
び183を有し、封塞体の両側における圧力差を監視す
るようになっている。
′! Pressure transducers 17 are located below and above the closure. and 17°9 are provided and these transducers have leads 181 and 183 extending to the ground to meters 185 and 187 to monitor the pressure differential on either side of the closure.

再び第2A図および第2B図について説明すると、ガス
発生器39は環状部材191を介してハウジング43に
取付けられている。
Referring again to FIGS. 2A and 2B, the gas generator 39 is attached to the housing 43 via an annular member 191.

ハウジングはケーブル193によってせん孔内に支持さ
れている。
The housing is supported within the borehole by a cable 193.

図示のように、ケーブル193の下端部は亜鉛ロック1
95に取付けられており、この亜鉛ロックはハウジング
の上部43Aに取付けられている。
As shown, the lower end of cable 193 connects to zinc lock 1
95, this zinc lock is attached to the top 43A of the housing.

第4図、第5図、および第8図に示すように、ハウジン
グの上部は、これを通って延びる水、水素、点火器線、
熱電対線、圧力路線、酸素、およびダン゛ブ(dnmp
)導管用の導管77.57,201乃至203,71お
よび204を有す。
As shown in FIGS. 4, 5, and 8, the top of the housing has water, hydrogen, and igniter lines extending therethrough.
thermocouple wires, pressure lines, oxygen, and dungeons (dnmp
) Conduits 77, 57, 201 to 203, 71 and 204 for conduits.

導管204については後述する。Conduit 204 will be described later.

またノ・ウジングの上部はその周に形成された環状スロ
ット209を有し、このスロット内に封塞体125が支
持されている。
The upper portion of the housing also has an annular slot 209 formed around its periphery within which the closure 125 is supported.

封塞体は弾性部材であり、封塞体の内側部および外側部
125Bおよび125Cの間に形成された内部環状室1
25Aにガスを注入することによって膨張させられる(
第6図も参照されたい)。
The closure is a resilient member and has an internal annular chamber 1 formed between the inner and outer parts 125B and 125C of the closure.
It is expanded by injecting gas into 25A (
(See also Figure 6).

この実施例においては、水素導管刀・らの水素を用いて
封塞体をふくらませ、ノ1ウジング43Aとせん孔のケ
ーシング121との間の封止を形成する。
In this embodiment, hydrogen from a hydrogen conduit is used to inflate the closure to form a seal between the borehole 43A and the borehole casing 121.

水素は酸素よりも好ましい。Hydrogen is preferred over oxygen.

すなわち、水素は非酸化性であり、従って封塞体に悪影
響を与えない力・らである。
That is, hydrogen is non-oxidizing and therefore has no adverse effect on the closure.

水素導管577)−らの水素は、せん孔内弁121の上
方の水素導管93に連結されている導管211を通じて
環状室125Aに注入される。
Hydrogen from the hydrogen conduit 577) is injected into the annular chamber 125A through the conduit 211 connected to the hydrogen conduit 93 above the borehole valve 121.

なお、第1図乃至第6図を参照されたい。せん孔内装置
が第1図に示すようにせん孔内の所定位置にあり、かつ
全てのせん孔内弁が閉じている状態力・らの始動の手順
は次の通りである。
In addition, please refer to FIGS. 1 to 6. The procedure for starting the borehole is as follows, with the borehole device in place as shown in FIG. 1 and all the borehole valves closed.

水素および酸素をせん孔内配管に流入させ、調整弁89
および103を開いて所定の圧力にならしめる。
Hydrogen and oxygen are allowed to flow into the borehole piping, and the regulating valve 89
and 103 are opened to equalize the predetermined pressure.

水素がせん孔内導管93に流入すると、この水素は封塞
体125をふくらませ、ノ1ウジング43Aとせん孔ケ
ーシング121との間の封止を形成する。
When hydrogen flows into the borehole conduit 93, it inflates the closure 125 and forms a seal between the borehole 43A and the borehole casing 121.

次いで、水をさく井ケーシングに流入させ、ケーシング
を一杯にまたは部分的に満たす。
Water is then allowed to flow into the well casing, filling it fully or partially.

これはポンプ113を作動させることによって行われる
This is done by activating pump 113.

水は更にせん孔内封塞体の封止に圧力を加える。The water also applies pressure to the seal of the borehole closure.

点火制御器153ならびに酸素、水素および水のソレノ
イド弁127,129、および131を次のような順序
で始動させる。
Activate the ignition controller 153 and oxygen, hydrogen and water solenoid valves 127, 129, and 131 in the following sequence.

作動制御器153によって点火器を始動させる。The activation controller 153 activates the igniter.

作動制御器143によって酸素弁129を開いて酸素を
偉力・に先行導入させる。
The operating controller 143 opens the oxygen valve 129 to allow oxygen to be introduced in advance.

次に水素弁127を開き、次いで水弁131を開く。Next, the hydrogen valve 127 is opened, and then the water valve 131 is opened.

制御器141および145を作動させることによって弁
127および131をそれぞれ開く。
Valves 127 and 131 are opened by actuating controllers 141 and 145, respectively.

この操作は、制御器14L 143,145および15
3を手動で制御するが、またはこれらの制御器を自動式
のせん孔上制御装置で制御することによってなされる。
This operation is performed by the controllers 14L 143, 145 and 15.
3 manually or by controlling these controllers with an automatic overbore control.

この時点において、せん孔内圧力変換器1717)−ら
の特性信号によりメータ175上に正常の始動が得られ
たの・歪力・が示され、また、熱電対により、導線16
5に接続されているメータ164上に所望の水蒸気温度
が保持されている力・否かが示される。
At this point, the characteristic signal from the borehole pressure transducer 1717) indicates the strain force on the meter 175 indicating a normal start-up, and the thermocouple indicates the strain force on the conductor 16.
A meter 164 connected to 5 indicates whether or not the desired water vapor temperature is maintained.

水素流量制御器163は熱電対161に作動的に接続さ
れており、水素流量を自動的に制御する。
Hydrogen flow controller 163 is operatively connected to thermocouple 161 and automatically controls hydrogen flow.

水素対酸素比は、水素弁および酸素弁を手動で制御する
力・、これらの弁を自己同期モータに電気的に連結する
力・。
The hydrogen-to-oxygen ratio is determined by the power to manually control the hydrogen and oxygen valves and the power to electrically couple these valves to a self-synchronous motor.

または流量計105および917)−らの出力をコンパ
レータ90に加えることによって制御される。
Alternatively, it is controlled by applying the outputs of the flowmeters 105 and 917) to the comparator 90.

コンパレータ90は電気出力を発生し、酸素調整弁を動
力・して水素−酸素比を一定に保持させる。
Comparator 90 generates an electrical output to power the oxygen regulating valve to maintain a constant hydrogen-oxygen ratio.

このコンパレータは例えばコンピュータの形であり、各
流量計力・らのディジタル計数を受取り、酸素調整弁の
必要な動きを計算し、必要な電気的、空気的、または水
力的の動力を弁制御器に与えて作動させる。
This comparator, for example in the form of a computer, receives the digital readings of each flow meter force, calculates the required movement of the oxygen regulating valve, and transfers the required electrical, pneumatic, or hydraulic power to the valve controller. and activate it.

このような制御器は商業的に入手できる。Such controllers are commercially available.

ガス発生器温度が低い程、水素の大きな流量が要求され
る。
The lower the gas generator temperature, the greater the hydrogen flow rate required.

調整弁89を通る流量率は水素流量制御器16371)
−ら導管167を介する電気通信によって制御される。
The flow rate through the regulating valve 89 is determined by the hydrogen flow rate controller 16371).
- controlled by electrical communication via conduit 167.

水素流量制御器1637)・ら調整弁89への通信は適
当な導管を介する空気的または水力的手段によって行な
ってもよい。
Communication from the hydrogen flow controller 1637) to the regulating valve 89 may be by pneumatic or hydraulic means via appropriate conduits.

この時点で、水素、酸素、および水の各流量が点検され
、水素と酸素との比率、および水素、酸素、および水の
各流量が確認される。
At this point, the hydrogen, oxygen, and water flow rates are checked to confirm the hydrogen to oxygen ratio and the hydrogen, oxygen, and water flow rates.

水素および酸素の流れの監視は流量計91および105
を見ることによってなされる。
Hydrogen and oxygen flow monitoring is done using flow meters 91 and 105.
It is done by looking at.

水素および酸素の各供給路線内の地面にある流量計また
は感知器91および105はまたガス発生器内の圧力変
化を検出するのに用いられる。
Ground flow meters or sensors 91 and 105 in each hydrogen and oxygen supply line are also used to detect pressure changes within the gas generator.

例えば、ガス発生器が燃え上がると、燃料および酸化剤
の流量が増し、誤作動のあることが表示される。
For example, when a gas generator flares up, the flow of fuel and oxidizer increases, indicating a malfunction.

供給源圧力がガス発生器内部圧力と等しいと、燃料およ
び酸化剤の各流量が低下し、供給源力・らの圧力を高め
る必要があることの信号が与えられる。
When the source pressure equals the gas generator internal pressure, the fuel and oxidant flow rates decrease, providing a signal that the source pressure needs to be increased.

水素および酸素の各流量の調節は供給源圧力を調節する
ことによってなされる。
Adjustment of the hydrogen and oxygen flow rates is accomplished by adjusting the source pressure.

弁89および103はいずれも手動で所望の初期設定値
に調節される。
Both valves 89 and 103 are manually adjusted to the desired initial settings.

この時点で、ガス発生器は稼動する。At this point, the gas generator is running.

封塞体の下方の圧力が高まるにつれて、封塞体が上方へ
押され、また、熱いガスが上方へさく井ケーシング内に
漏出するという傾向が生ずる。
As the pressure increases below the closure, the closure is pushed upwards and there is a tendency for hot gas to leak upward into the well casing.

これらはいずれも望ましくないものであり、刀・つ害を
生ずる危険性がある。
All of these are undesirable and pose a risk of injury.

し力・シ、これはケーシング内に保持されている水柱に
よって防止されるものであり、これは封塞体の下方の貯
槽の圧力に等しい力・マたはそれ以上の圧力に保持され
ている。
This is prevented by a column of water held within the casing, which is held at a pressure equal to or greater than the pressure in the reservoir below the enclosure. .

浅いさく井に対しては、水柱による圧力に加えてポンプ
113によって圧力を保持することが必要である。
For shallow wells, it is necessary to maintain pressure by pump 113 in addition to the pressure by the water column.

深いさく井に対しては、ケーシング内の水柱の高さを制
御することが必要である。
For deep wells, it is necessary to control the height of the water column within the casing.

これは、せん孔内の水導管115に途中の深さまで浮作
動遮断弁を挿入する力・、封塞体の上方と下方との圧力
を測定する力・、封塞体の両側間の圧力差を測定する力
・、または封塞体およびガス発生器を支持しているケー
ブルの、水柱に水が追加されるのにつれて生ずる張力の
変化を測定することによってなされる。
This includes the force required to insert the floating shutoff valve to a halfway depth into the water conduit 115 in the borehole, the force required to measure the pressure between the upper and lower sides of the closure, and the pressure difference between both sides of the closure. This is done by measuring the force or change in tension that occurs as water is added to the water column in the cables supporting the closure and gas generator.

ケーシング121への水の流入は、前記の測定値が過大
となると遮断される。
The inflow of water into the casing 121 is cut off when said measured value becomes excessive.

水の遮断は自動的になされる。Water shutoff is done automatically.

更に、水作動スイッチをさく弁内に用いて、さく井が所
望の高さまで水で満されたら水流入を止めてもよい。
Additionally, a water-activated switch may be used in the well valve to stop water flow once the well is filled to the desired height.

圧力および圧力差は、ひずみ計、可変磁気抵抗素子、ま
たは圧電素子のような市販の圧力変換器によって感知で
き、これら変換器は圧力の変化に伴って電気信号を発生
する。
Pressure and pressure differences can be sensed by commercially available pressure transducers, such as strain gauges, variable reluctance elements, or piezoelectric elements, which generate electrical signals as pressure changes.

ケーブルの張力の変イ距地面でケーブルを支持する負荷
セルによって感知できる。
Variations in cable tension can be sensed by load cells supporting the cable in a distance plane.

第1図の実施例においては、封塞体の上方および下方の
圧力は圧力変換器177および179によって測定され
、これら変換器の出力はメータ185および187によ
って監視され、ケーシング121への水の流入が制御さ
れる。
In the embodiment of FIG. 1, the pressure above and below the closure is measured by pressure transducers 177 and 179, the outputs of which are monitored by meters 185 and 187, and the inflow of water into casing 121 is monitored by meters 185 and 187. is controlled.

ガス発生器の稼動は数週間にわたって継続できる。The gas generator can continue to operate for several weeks.

稼働を停止させるには次のようにする。To stop operation, do the following:

先ずせん孔内酸素弁129を閉じ、次いで水素弁127
を閉じ、そして次に水弁131を閉じる。
First close the borehole oxygen valve 129, then close the hydrogen valve 127.
and then close the water valve 131.

水弁は、稼働停止後、若干時間開いたままにしておいて
、発生器を冷却し力・つ熱を吸出するようにすべきであ
る。
The water valve should be left open for some time after shutdown to allow the generator to cool and extract power and heat.

点火器の遮断は手動で行う刀・、または始動した後タイ
マによって行う。
The igniter can be shut off manually, or by a timer after it has started.

本発明石油採取装置の一つの実施例においては、水蒸気
は水素および酸素を化学量論比で用いることによりせん
孔内発生器によって作られる。
In one embodiment of the oil extraction apparatus of the present invention, steam is produced by an in-borehole generator using hydrogen and oxygen in stoichiometric ratios.

水蒸気は約1,520メートル(5,000フイート)
の深さにおいて、圧力約70.3に9/crt! (1
,000psi )、温度約316℃(600下)で5
040XIOキロカロリー/時の出力で作られる。
Water vapor is approximately 1,520 meters (5,000 feet)
At a depth of 9/crt, the pressure is approximately 70.3 to 9/crt! (1
,000psi) at a temperature of approximately 316°C (below 600°C)
Produced with an output of 040 XIO kilocalories/hour.

せん孔内発生器は内径約16.8センチメートル(6,
625インチ)のせん孔ケーシング内に用いられる。
The borehole generator has an inner diameter of approximately 16.8 cm (6,
625 inch) borehole casing.

これらの条件の下で、燃焼に必要な水素の総重量を計算
すると1時間当り約50.3キログラム(327,6ポ
ンド)となる。
Under these conditions, the total weight of hydrogen required for combustion is calculated to be approximately 50.3 kilograms (327.6 pounds) per hour.

水素1キログラムに対して8キログラムの酸素が必要で
ある力・ら、必要な酸素の総量は1時間当り約403キ
ログラム(2620,8ポンド)である。
Since 8 kilograms of oxygen are required for every kilogram of hydrogen, the total amount of oxygen required is approximately 403 kilograms (2620,8 pounds) per hour.

水素と酸素で化学量論的に燃焼させて得られる最高温度
は大気圧において2,910℃(5,270’F)であ
る。
The maximum temperature obtained by stoichiometric combustion of hydrogen and oxygen is 2,910°C (5,270'F) at atmospheric pressure.

水の分解は少ないから、圧力が高くなると最高温度も高
くなる。
Since there is less water splitting, the higher the pressure, the higher the maximum temperature.

熱ガスを冷却するのに必要な冷却水の量は1時間当り約
2,080キログラム(13,579ポンド)すなわち
1秒当り約0.579キログラム(3,77ポンド)と
なる。
The amount of cooling water required to cool the hot gas is approximately 2,080 kilograms (13,579 pounds) per hour or approximately 0.579 kilograms (3,77 pounds) per second.

水素導管および酸炭導管93および107/d25.4
ミリメートル(1,00インチ)管材力・ら31.75
ミリメートル表定管である。
Hydrogen and charcoal conduits 93 and 107/d25.4
mm (1,00 inch) tube material force / 31.75
It is a millimeter rated tube.

さく井ケーシングは水の供給に用いられる。水が懸架装
置に過大の応力を及ぼす場合には、前述のようにケーシ
ング内の水の深さを制御する必要である。
Drill casings are used for water supply. If the water exerts too much stress on the suspension, it is necessary to control the depth of the water within the casing as described above.

約1,520メートル(5,000フイート)の水柱の
圧力は約153Kg/24(2,175psi)である
The pressure in a water column of approximately 1,520 meters (5,000 feet) is approximately 153 Kg/24 (2,175 psi).

この深さにおいてはポンプ圧力は必要でない。No pump pressure is required at this depth.

それよりも、圧力調整器オリフィスをさく井底に用いて
ガス発生器における圧力を減らす。
Rather, a pressure regulator orifice is used in the bottom of the wellbore to reduce the pressure in the gas generator.

水は水供給源力・ら直接にさく井ケーシング内へ調整器
オリフィスに供給される。
Water is supplied from the water supply source directly into the well casing and into the regulator orifice.

ガス発生器の始動および作動のためには、弁をせん孔内
に封塞体の直上に設置して始動処おける酸素の先行およ
び制御に対する確実に応動を確保することが必要である
For starting and operating the gas generator, it is necessary to install a valve in the borehole directly above the closure to ensure a reliable response to the advance and control of oxygen in the starting process.

せん孔内遠隔制御弁127.129および131を用い
ることは、これら弁によりガス発生器において発生器へ
の流体の流量に対する確実な制御が得られると(・う利
点がある。
The use of in-bore remote control valves 127, 129 and 131 has the advantage that these valves provide reliable control over the flow of fluid into the gas generator.

せん孔内遠隔制御水弁131はガス発生器の早期溢水を
防止するという利点を有する。
The in-bore remotely controlled water valve 131 has the advantage of preventing premature flooding of the gas generator.

せん孔内弁127,129、および131はシリンダ駆
動ポール型弁であってよく、これらの弁は、ソレノイド
弁を用いて駆動シリンダに圧力を刀・け、空気的または
水力的に作動させられる(第1図の実施例では水力的)
The borehole valves 127, 129, and 131 may be cylinder-driven pole-type valves that are pneumatically or hydraulically actuated by applying pressure to a drive cylinder using a solenoid valve. (hydraulic in the example shown in Figure 1)
.

さく井ケーシングを水または燃料の導管の一つとして用
いる場合にU(これについては後述する入ソレノイド弁
の一方の口をせん孔内封塞体の下方で排気することが必
要である。
When the wellbore casing is used as one of the water or fuel conduits, it is necessary to evacuate one mouth of the inlet solenoid valve (described below) below the borehole closure.

また、もつと確実な駆動のためには、非規制の水圧を駆
動流体として用いるのが望1しく、封塞体の両側間に最
大の圧力差が得られる。
Also, for a more reliable drive, it is desirable to use unregulated water pressure as the drive fluid, so that the maximum pressure difference between the two sides of the closure is achieved.

弁127゜129、および131の各々に対する弁構造
の略図を第10図に示す。
A schematic diagram of the valve structure for each of valves 127, 129, and 131 is shown in FIG.

この図た示す弁は弁127である。The valve shown in this figure is valve 127.

弁129および131はこれと同様に構成される。Valves 129 and 131 are similarly constructed.

図示のように、第10図の弁は導管57を流れる流体の
流量を制御するための工夫221を有する。
As shown, the valve of FIG. 10 has a device 221 for controlling the flow rate of fluid through conduit 57. As shown, the valve of FIG.

この工夫の開閉ハレバー223によって制御され、この
レバーは弁駆動シリンダ227のピストン225および
ロッド226によって制御される。
The opening/closing lever of this device is controlled by a lever 223, which is controlled by a piston 225 and a rod 226 of a valve drive cylinder 227.

三方ソレノイド弁229および231を用いてシリンダ
227を駆動して工夫221を開閉させる。
Three-way solenoid valves 229 and 231 are used to drive cylinder 227 to open and close device 221.

図示のように、三方ソレノイド弁229は導電線232
を有し、この導電線は地面へ延びて導線133の一部を
形成する。
As shown, the three-way solenoid valve 229 is connected to a conductive wire 232.
, which extends to the ground and forms part of the conductor 133.

弁229は、フィルタおよびスクリーン235を有する
水流入導管233、シリンダ221の一方の側に連結し
た流出導管237、ならびに排出口239を有する。
Valve 229 has a water inlet conduit 233 with a filter and screen 235, an outlet conduit 237 connected to one side of cylinder 221, and an outlet 239.

同様に、弁231は導電線241を有し、この導電線も
地面へ延びて導線133の一部を形成する。
Similarly, the valve 231 has a conductive wire 241 which also extends to the ground and forms part of the conductive wire 133.

弁231はこれに連結されたフィルタおよびスクリーン
245を有する水流入導管243、シリンダ22γの他
方の側に連結された流出導管24γ、ならびに排出口2
49を有す。
The valve 231 has a water inlet conduit 243 with a filter and screen 245 connected thereto, an outlet conduit 24γ connected to the other side of the cylinder 22γ, and an outlet 2
It has 49.

口239および249にいずれもダン゛プ(dump
)空胴である導管204を接続し、この空胴は上部ハウ
ジング部43Aを通って封塞体の上方の位置力・ら封塞
体の下方の位置へ延びている。
Both ports 239 and 249 have dumps.
) Connecting conduit 204, a cavity, which extends through upper housing portion 43A from a position above the closure to a position below the closure.

従って、口239および249はいずれも封塞体125
の下方の圧力建連通する。
Therefore, ports 239 and 249 are both
Communicate the downward pressure of the building.

作動においてに、弁229は賦勢され、弁231(ri
除勢されて工夫221を開く。
In operation, valve 229 is energized and valve 231 (ri
Be emasculated and open device 221.

工夫221を閉じるには、弁229を除勢し、弁231
を賦勢する。
To close device 221, valve 229 is deenergized and valve 231 is closed.
Activate.

ソレノイド弁229が賦勢され、従って開くと、水圧が
導管233、弁229、および導管237を介してシリ
ンダ22γの一方の側に加わり、工夫221を開く位置
へピストン225従ってまたレバー223を動力・シ、
流体を導管57を通じて流れさせる。
When solenoid valve 229 is energized and thus opens, water pressure is applied to one side of cylinder 22γ via conduit 233, valve 229, and conduit 237, powering piston 225 and thus also lever 223 to the opening position of device 221. C,
Fluid is allowed to flow through conduit 57.

弁231が除勢され、従って閉じると、シリンダ227
0反対側が導管247、弁231および導管249を介
して封塞体の下方の圧力忙連通する。
When valve 231 is deenergized and thus closed, cylinder 227
The opposite side is in pressure communication below the closure via conduit 247, valve 231 and conduit 249.

弁231が開くと、水圧が導管243、弁231および
導管247を介してシリンダの他方の側に加わり、弁2
21を閉じる方向に駆動レバー223を動力・す。
When valve 231 opens, water pressure is applied to the other side of the cylinder via conduit 243, valve 231 and conduit 247, causing valve 2
The drive lever 223 is powered in the direction to close the drive lever 21.

弁229が閉じると、シリンダの反対側が導管237、
弁229および導管239を介して封塞体の下方の圧力
に連通ずる。
When valve 229 is closed, the opposite side of the cylinder is connected to conduit 237,
It communicates with the pressure below the closure via valve 229 and conduit 239.

再び封塞体125について説明すると、初期の封止は、
水素圧力・らの、そして最終的には水柱によって生ずる
圧力力・らの封止上の気体圧によってなされる。
Explaining the sealing body 125 again, the initial sealing is as follows.
This is done by gas pressure on the seal of hydrogen pressure and finally the pressure force created by the water column.

従って、封塞体は気体圧を用いて初期の封止を確保し、
従って水圧は封止の頂部側上に累積する。
Therefore, the closure uses gas pressure to ensure the initial seal,
Water pressure therefore builds up on the top side of the seal.

一旦ケーシング内の水柱が適当な高さに達して封止をケ
ーシングに対して支えると、気体圧はもはや必要でなく
なり、ケーシングに対して封止を保持する水圧は水柱の
高さに伴って増す。
Once the water column within the casing reaches a suitable height to support the seal against the casing, gas pressure is no longer needed and the water pressure holding the seal against the casing increases with the height of the water column. .

従って、水素力・らの封止圧に加えて気体圧封止上に圧
力を加える水があるので、封塞体が通ずる漏洩はほとん
どまたは全くなくなる。
Thus, there is little or no leakage through the closure since there is water exerting pressure on the gas pressure seal in addition to the hydrogen seal pressure.

し力・シ、もつと重要なことは熱ガスが封塞体を通って
上方へ漏れないことである。
However, it is important that the hot gas does not leak upward through the closure.

すなわち、封塞体の下側は2つの相対向する圧力の低い
方の圧力に面している刀・らである。
That is, the lower side of the closure is the edge facing the lower of the two opposing pressures.

封塞体の両側間に確実な圧力勾配を保持するは刀・に、
水はまた封塞体封止および封塞体の上方の諸部材に対す
る冷却剤として働く。
To maintain a reliable pressure gradient between the two sides of the closure,
The water also acts as a coolant for the closure seal and the components above the closure.

封止はピトン・ゴム(viton rubber)また
はネオブレンCneoprene)で作られる。
The seal is made of piton rubber or neoprene.

ケーブル懸架装置はガス発生器および封塞体を水柱荷重
力・ら支持するように働く。
The cable suspension system serves to support the gas generator and enclosure against water column loading forces.

一つの実施例においては、ケーブルはプラウ鋼ローブで
作られる。
In one embodiment, the cable is made of plow steel lobes.

一つの実施側においては、ガス発生器の外部シェル41
(第2B図)および内部シェル51は304ステンレス
・スチールで作られている。
In one implementation, the outer shell 41 of the gas generator
(Figure 2B) and the inner shell 51 is made of 304 stainless steel.

外部シェル41の壁の厚さは約9.53ミリメートル(
3/8インチ〕であり、内部シェル51の壁の厚さは約
3.18ミリメートル(1/8インチ)である。
The wall thickness of the outer shell 41 is approximately 9.53 mm (
3/8 inch] and the wall thickness of the inner shell 51 is approximately 3.18 millimeters (1/8 inch).

ライナ65は約7.94ミリメートル(5/16インチ
)の壁厚の黒船で作られている。
Liner 65 is made of black ship with a wall thickness of approximately 7.94 millimeters (5/16 inch).

ライナは内部シェルの上部55%に沿って延びている。The liner extends along the top 55% of the inner shell.

内部シェル51は水で冷却されている力・ら、あまり太
きくは膨張しない。
The inner shell 51 does not expand very much due to the force of being cooled by water.

黒船もその外側面が冷却され、従って最高温度には達し
ない。
The black ship is also cooled on its outer surface and therefore does not reach its maximum temperature.

酸素導管71内の案内用うす巻き翼14は入って来る酸
素を一つの方向にうず巻方・せ、導管71と57との間
の水素環状通路内の案内用うず巻具73は水素を酸素の
方向と反対方向にうず巻方・せる。
Guide spiral vanes 14 in oxygen conduit 71 spiral the incoming oxygen in one direction, and guide spiral vanes 73 in the hydrogen annular passage between conduits 71 and 57 swirl the hydrogen into oxygen. Wrap it in a spiral in the opposite direction.

酸素は水素よりも重く、外方へ遠心力を受け、水素と混
合する。
Oxygen is heavier than hydrogen and is subject to outward centrifugal force, causing it to mix with hydrogen.

前述のように、水素に点火するために点火器電極75に
よってスパークが与えられる。
As previously discussed, a spark is provided by igniter electrode 75 to ignite the hydrogen.

熱電対161は発生器の頂部力・ら排出用出口ノズル4
9に近い点まで延びている配管162の靴内に格納され
ており、この点における温度を感知する。
The thermocouple 161 is connected to the outlet nozzle 4 for discharging the top force of the generator.
It is housed within the shoe of tubing 162 that extends to a point near 9 and senses the temperature at this point.

この温度を感知する。Sense this temperature.

この温度測定値を用いてガス発生器へ流入する燃料−酸
化剤の流量を制御し、約316’C(600’F)の排
気温度を保持する。
This temperature measurement is used to control the flow of fuel-oxidizer into the gas generator to maintain an exhaust temperature of approximately 600'F.

熱電対の導線はハウジングの導管202(第8図)を通
り、導線165(第1図)となって地面へ延びる。
The thermocouple wires pass through conduit 202 (FIG. 8) in the housing and extend to the ground as wire 165 (FIG. 1).

圧力変換器171(第1図〕は発生器圧力を監視する。A pressure transducer 171 (FIG. 1) monitors the generator pressure.

圧力変換器171は発生器と封塞体との間の空所に配置
されており、203A(第4図)において発生器に接続
している。
A pressure transducer 171 is located in the cavity between the generator and the closure and connects to the generator at 203A (FIG. 4).

変換器171は導線173を有しており、この導線はノ
1ウジングの導管203を通じて地面へ延びる。
The transducer 171 has a conductor 173 that extends to the ground through a conduit 203 in the nozzle housing.

酸素取入導管71の直径は、圧力約70.3に9A4
(1000psi)、秒速約10.5メートル(34゜
6フイート)で1時間当り約403キログラム(2,6
21ポンド)重量の酸素の流量が得られる大きさに作ら
れている。
The diameter of the oxygen intake conduit 71 is 9A4 at a pressure of approximately 70.3
(1000psi), approximately 403 kg (2,6 kg) per hour at approximately 10.5 meters (34°6 feet) per second.
It is sized to provide a flow rate of 21 lbs.

導管T1と57の間の水素取入環状通路は、圧力約70
.3に9A4 (lto 00 ps i )、秒速約
10.5メートル(34,6フイート)で1時間当り約
50.4キログラム(328ポンド)の水素を流通させ
る大きさに作られている。
The hydrogen intake annular passage between conduits T1 and 57 is at a pressure of about 70
.. It is sized to flow approximately 50.4 kilograms (328 pounds) of hydrogen per hour at a speed of approximately 10.5 meters (34.6 feet) per second.

これら2つのガスが燃焼帯にうず巻いて流入すると、そ
の流通方向における平均設計燃焼前速度は秒速約2.9
9メートル(9,8フイート)であり、安定した燃焼が
得られる。
When these two gases swirl into the combustion zone, their average design pre-combustion velocity in the direction of flow is approximately 2.9 per second.
It is 9 meters (9.8 feet) and provides stable combustion.

燃焼が終り力・つ燃焼ガスが約316℃(600下)に
冷やされると、速度は秒速約9.75メートル(32フ
イート)となる。
Once combustion is complete and the combustion gases are cooled to about 316 degrees Celsius (below 600 degrees Celsius), the velocity is about 9.75 meters (32 feet) per second.

水素と酸素との燃焼および冷却水力・ら生じた水蒸気が
流出ノズルに入ると、この水蒸気は、1秒当り約707
グラム(4,6ポンド)重の総流量に対して、秒速約4
97メートル(1,630フイート)の速度になる。
When the water vapor produced from the combustion of hydrogen and oxygen and the cooling water enters the outflow nozzle, this water vapor flows at a rate of about 707 g per second.
For a total flow rate of gram (4,6 lb) weight per second, approximately 4
This results in a speed of 97 meters (1,630 feet).

流出ノズルの面積は、ノズル係数100%に対して、約
2.14平方センチメートル(0,332乎方インチ)
である。
The area of the outflow nozzle is approximately 2.14 square centimeters (0,332 square inches) for a nozzle factor of 100%.
It is.

ノズル係数0.96に対しては、その面積は約16,9
ミリメートル(0,664インチ)の直径に対して約2
.23平方センチメー)−/L’(0,346乎方イン
チ)である。
For a nozzle coefficient of 0.96, its area is approximately 16,9
Approximately 2 for a millimeter (0,664 inch) diameter
.. 23 square centimeters)-/L' (0,346 square inches).

外部シェル41の内径は約109ミリメートル(4,3
インチ)であり、内部シェルの内径は約92.7ミリメ
ートル(3,65インチ)である。
The inner diameter of the outer shell 41 is approximately 109 mm (4,3
inch) and the inner diameter of the inner shell is approximately 92.7 millimeters (3.65 inches).

これらの寸法に対して、ノズル49は約16.9ミリメ
ートル(0,664インチ)の最小内径を有す。
For these dimensions, nozzle 49 has a minimum inner diameter of approximately 16.9 millimeters (0,664 inches).

ガス発生器力・ら流出する流量は、含油層が約38.7
Kg/crA (約550psi)の臨界圧力に達す
るまでは、含油層圧によって影響されない。
The flow rate flowing out from the gas generator is approximately 38.7
It is unaffected by oil-bearing formation pressure until a critical pressure of Kg/crA (approximately 550 psi) is reached.

この流量は、含油層圧が約5”6.2Ky/c4(80
0psi)に達するまでは余り影響を受けず、それ以後
は急速に減少する。
This flow rate corresponds to an oil-bearing layer pressure of approximately 5"6.2Ky/c4 (80
It is not affected much until it reaches 0 psi, after which it decreases rapidly.

ガス発生器には高圧が伴うので、発生器をせん孔内に降
す前にプラグをノズル49に挿込み、ガス発生器が始動
したらプラグが吹き飛ばされるようにすることができる
Because of the high pressures associated with the gas generator, a plug can be inserted into the nozzle 49 before the generator is lowered into the borehole, so that the plug is blown out when the gas generator is started.

このプラグは、発生器がせん孔内の所定位置に降された
時にせん孔の流体が発生器に入るのを防止するのに用い
られる。
This plug is used to prevent borehole fluid from entering the generator when the generator is lowered into position within the borehole.

更に、高圧が連続的に得られかつ所要面積が小さいので
、逆止め弁をノズルの下流側に設け、ガス発生器が作動
停止したら逆止め弁が閉じ、流体が発生器内に逆流して
入るのを阻止するようにすることができる。
Furthermore, since high pressure can be obtained continuously and the required area is small, a check valve is installed downstream of the nozzle, and when the gas generator stops operating, the check valve closes and the fluid flows back into the generator. It is possible to prevent this from happening.

図に示してないが、適当なケーブル巻取りおよび挿入装
置を用い、ケーブル193によってガス発生器をせん孔
内に降す。
Although not shown, the gas generator is lowered into the borehole by cable 193 using suitable cable winding and insertion equipment.

更にまた、水導管115をせん孔内に力・なりの深さに
挿入する場合には、95および109と同様の適当な水
配管用リールおよび装置を用い、水配管をせん孔内に挿
入する。
Additionally, if the water conduit 115 is to be inserted into the borehole to a greater depth, a suitable water reel and equipment similar to 95 and 109 may be used to insert the water conduit into the borehole.

水素および酸素の調整弁89および103は制御器を有
し、手動で弁開口を予め設定して所定の水素−酸素比を
得るようになっている。
Hydrogen and oxygen regulating valves 89 and 103 have controllers to manually preset the valve openings to obtain a predetermined hydrogen-oxygen ratio.

前述のように、弁103は弁89に応じて作動する。As previously discussed, valve 103 operates in response to valve 89.

弁の開口は、水力または空気圧により、または電気エネ
ルギーによって自動的に変化させられて、これを通る流
量を変化させる。
The opening of the valve is automatically varied by hydraulic or pneumatic pressure, or by electrical energy, to vary the flow rate therethrough.

調整弁が水力または空気圧で駆動される型である場合は
、調整弁は水力または空気圧で制御されるばね荷重ピス
トンを有しニードルをオリフィス力・ら出入させる。
If the regulating valve is of the hydraulically or pneumatically driven type, it has a hydraulically or pneumatically controlled spring loaded piston to force the needle into and out of the orifice.

調整弁が電気的に駆動される型である場合は、調整弁は
電気モータを有してこのモータで開口を制御する。
If the regulating valve is of the electrically driven type, it has an electric motor that controls the opening.

適当な調整弁は、米国のニューヨーク州、ニューヨーク
市のアライド・コントロール社(Al l i edC
ontrol Co、、lnc、)、オ/’%/lオ州
、クリープランド市のリパブリンク社(Repub l
i c Mfg。
Suitable regulating valves are available from Allied Control, Inc., New York City, New York, USA.
ontrol Co., Inc.), Republic of Creepland, Ohio.
ic Mfg.

Co、)、ニュージャージ州、クランフォード市のスキ
ナ・ユニフロー・バルブ事業所(SkinnerUni
f low Valve Div、 )等の諸会社力
・ら市販されている。
Co., Ltd.), SkinnerUniFlow Valve Operations, Cranford, New Jersey.
It is commercially available from various companies such as f low Valve Div, ).

第1図の実施例においては、弁89は熱電対信号によっ
て自動的に作動する。
In the embodiment of FIG. 1, valve 89 is automatically actuated by the thermocouple signal.

せん孔内熱電対161Fi温度を表わす電気信号を発生
し、この信号は水素流量制御器163に加えられる。
In-bore thermocouple 161Fi generates an electrical signal representative of temperature, which signal is applied to hydrogen flow controller 163.

調整弁89が電気的に駆動される場合は、水素流量制御
器は熱電対信号に応動して適当な電気出力を発生し、こ
の出力は導線167を介して弁に加えられてこれを通る
流量を増減させる。
If regulating valve 89 is electrically driven, the hydrogen flow controller responds to the thermocouple signal to generate an appropriate electrical output that is applied to the valve via conductor 167 to control the flow rate therethrough. increase or decrease.

例えば、熱電対が低温を感知した場合は、水素流量制御
器163は調整弁89の開口、従ってまた弁103の開
口を拡大させてこれを通る流量を増加させ、せん孔内に
より多くの熱を発生させる。
For example, if the thermocouple senses a low temperature, the hydrogen flow controller 163 enlarges the opening of the regulating valve 89 and thus also the opening of the valve 103 to increase the flow rate therethrough and generate more heat within the borehole. let

弁89が水力または空気圧で駆動される場合は、水素流
量制御器163は熱電対信号を水力または空気の圧力に
変換し、これを弁89に加えて制御する。
If valve 89 is hydraulically or pneumatically driven, hydrogen flow controller 163 converts the thermocouple signal to hydraulic or pneumatic pressure and applies this to valve 89 for control.

流M計91および105は、これを流れる流体によって
駆動される回転翼を有する型であってよい。
The flow meters 91 and 105 may be of the type having rotor blades driven by the fluid flowing through them.

流量は磁気ピンクアンプを用いて翼の速度を測定するこ
とによって計られる。
Flow rate is measured by measuring blade speed using magnetic pink amplifiers.

このピンクアンプは翼が回転してピンクアンプを通過す
る時に翼を検出する。
This pink amplifier detects the wing as it rotates and passes through the pink amplifier.

磁気ピンクアンプの出力計数は電子計数器に与えられ、
流量を表示する出力が発生する。
The output count of the magnetic pink amplifier is given to an electronic counter,
An output is generated that indicates the flow rate.

前記Ω実施例においては、水素と酸素との化学量論的混
合物がガス発生器に導入されて燃焼し、水蒸気を作って
熱および圧力によって石油の粘度を低下させて二次採取
を行う。
In the Ω embodiment, a stoichiometric mixture of hydrogen and oxygen is introduced into a gas generator and combusted to produce water vapor and reduce the viscosity of the oil through heat and pressure for secondary extraction.

他の実施例においては、過剰の水素(水素豊富)をガス
発生器の燃焼帯に導入し、これにより、ガス発生器の主
燃焼帯内の温度を下げ、水素の低い分子量によって含油
層の浸透をよくし、また、石油に水素添加してより低粘
度の炭化水素を作る。
In other embodiments, an excess of hydrogen (hydrogen-enriched) is introduced into the combustion zone of the gas generator, thereby lowering the temperature within the main combustion zone of the gas generator, and the low molecular weight of the hydrogen allows for penetration of the oil-bearing layer. It also hydrogenates petroleum to make hydrocarbons with lower viscosity.

水素豊富混合物で主燃焼帯の温度を低下させることは、
ガス発生器をより一般的な材料で作ることができるとい
う利点がある。
Reducing the temperature of the main combustion zone with hydrogen-rich mixtures
The advantage is that the gas generator can be made from more common materials.

この魚の・ら、酸化アルミニウムまたは二酸化けい素の
耐火材料もしくは更に普通のステンレス・スチールのよ
うな低融点材料を、黒鉛の代りにライナとして用いるこ
とができる。
Low melting point materials such as aluminum oxide or silicon dioxide refractory materials or even common stainless steel can be used as liners in place of graphite.

主燃焼帯の温度を約L430℃(2,600’F)に下
がるには、1時間当り約257キログラム(約1,67
5ポンド)の流量の水素が必−懸である。
To reduce the temperature of the main combustion zone to approximately L430°C (2,600'F), approximately 257 kg (approximately 1,67
A flow rate of 5 lbs.) of hydrogen is required.

これは、化学量論的燃焼に必要な水素流量の5倍を少し
超える。
This is just over five times the hydrogen flow rate required for stoichiometric combustion.

約1,090℃(2,000下)から1,760℃(3
,200下)までの主燃焼帯温度において504万キロ
力ロリー/時の熱量を作るのに必要な1時間当りの水素
の流量をポンド単位で表わしたグラフを第11図に示す
Approximately 1,090℃ (below 2,000℃) to 1,760℃ (3
FIG. 11 shows a graph showing the flow rate of hydrogen in pounds per hour required to produce a heat capacity of 5,040,000 klory/hour at main combustion zone temperatures of up to 200,000 kg/hr.

これは、1時間当り約402キログラム(2,616ボ
ンド)の一定酸素流量に対するものである。
This is for a constant oxygen flow rate of approximately 402 kilograms (2,616 bonds) per hour.

分子量が低く拡散性が高いので、水素は、他のガスより
も、含油層に容易に浸透し、従ってより大容積の含油層
をより迅速に加熱できるという利点がある。
Because of its low molecular weight and high diffusivity, hydrogen has the advantage that it can penetrate oil-bearing layers more easily than other gases, and therefore can heat larger volumes of oil-bearing layers more quickly.

更に、触媒として働く地層成分があると、水素は一般に
水素添加と君われている作用をなしてより低粘度の炭化
水素を形成し、従って加熱および石油との結合の両者に
より石油粘度が下る。
Additionally, with formation components acting as catalysts, hydrogen generally acts as hydrogenation to form lower viscosity hydrocarbons, thus reducing oil viscosity both on heating and on combination with oil.

水素添加作用において、水素は原油分子を解離させ、次
いで解離した成分と結合してより軽い、より低粘度の炭
化水素を作る。
In hydrogenation, hydrogen dissociates crude oil molecules and then combines with the dissociated components to create lighter, less viscous hydrocarbons.

触媒として働く地層成分がない場合は、刀・なりΩ量の
水素添加を得るのに必要な時間を、触媒をせん孔内に注
入することによって減らすことができる。
In the absence of a formation component to act as a catalyst, the time required to obtain a large amount of hydrogenation can be reduced by injecting a catalyst into the borehole.

例えば、モリブデン酸の水酸化アンモニウム溶液触媒を
、加熱工程開始前の適当な時にさく弁内に注入する。
For example, a molybdic acid ammonium hydroxide solution catalyst is injected into the throat valve at an appropriate time before the heating step begins.

この溶液は地層に浸透し、発生器排出ガスによって生ず
る圧力の先頭に立って移動する。
This solution penetrates the formation and moves on top of the pressure created by the generator exhaust gases.

第1図乃至第10図の装置は、前に述べたように、導管
71と57との間に所望の大きさの環状通路を形成し、
刀・つ、調整弁89および103ならびに水素流量制御
器163を適当な設定値に設定し、調整弁89を通る水
素流量を熱電対161および水素流量制御器163によ
って自動的に補正することによって所望の水素−酸素比
を得ることにより、水素豊富で作動できる。
The apparatus of FIGS. 1-10 forms an annular passageway of a desired size between conduits 71 and 57, as previously described;
By setting the regulating valves 89 and 103 and the hydrogen flow rate controller 163 to appropriate settings, the hydrogen flow rate through the regulating valve 89 is automatically corrected by the thermocouple 161 and the hydrogen flow rate controller 163 to obtain the desired value. By obtaining a hydrogen-oxygen ratio of , it is possible to operate in hydrogen abundance.

更に、補正は、要すれば、流量計91および105なら
びに熱電対出力メータ164を監視することによって手
動で行うことができる。
Additionally, corrections can be made manually by monitoring flow meters 91 and 105 and thermocouple output meter 164, if desired.

更に他の実施例においては、水素は水に代ってガス発生
器の冷却剤として用いられる。
In yet other embodiments, hydrogen is used in place of water as a coolant in the gas generator.

これは、水処理装置を省くことができ、また唯1連のせ
ん孔内配管し力・必要でないという更に他の利点がある
This has the further advantage that water treatment equipment can be omitted and only one series of downhole piping is required.

この実施例においては、水素は、導管71と57との間
に形成された環状通路を通じて導入されて燃焼し、燃焼
帯を取巻く環状室53を通って冷却を行う。
In this embodiment, hydrogen is introduced through an annular passage formed between conduits 71 and 57 for combustion and cooling through an annular chamber 53 surrounding the combustion zone.

水素は、導管71と57との間の環状通路を通って適当
な過剰状態で主燃焼帯に供給され、約1,090℃(2
,000’F)以下の温度が保持される。
Hydrogen is supplied to the main combustion zone in suitable excess through an annular passageway between conduits 71 and 57, at a temperature of about 1,090°C (2
,000'F) or less.

発生した水蒸気および熱ガスは、前述のように、石油を
加圧し加熱してその粘度を低下させる。
The generated steam and hot gases pressurize and heat the oil, reducing its viscosity, as described above.

主燃焼帯の周りの環状室53を流れる水素は更にガス温
度を約316℃(600?)に下げる。
Hydrogen flowing through the annular chamber 53 around the main combustion zone further reduces the gas temperature to about 316°C (600?).

冷却剤として使われて環状室53力・ら出て来る熱い水
素も地層に浸透してこれを加熱し、水素添加作用をなす
The hot hydrogen, which is used as a coolant and comes out of the annular chamber 53, also penetrates into the geological formations and heats them, producing a hydrogenation effect.

せん孔内に圧送されて燃焼しない水素は地面で回収でき
る。
Hydrogen that is pumped into the borehole and not burned can be recovered in the ground.

第1図乃至第10図の装置を変形して水素を冷却剤とし
て使用し、貯水槽85、水処理装置111、水ポンプ1
13、水導管115、およびせん孔内水弁131を含む
水供給系を省くことができる。
The apparatus shown in FIGS. 1 to 10 is modified to use hydrogen as a coolant, including a water storage tank 85, a water treatment device 111, and a water pump 1.
13, the water conduit 115, and the water supply system including the borehole water valve 131 can be omitted.

さく井自体は水素供給導管として使われる。The well itself will be used as a hydrogen supply conduit.

この場合には、水素導管93f′iさく弁内に短い距離
だけ延びればよく、せん孔内弁127には接続されない
In this case, the hydrogen conduit 93f'i only needs to extend a short distance into the borehole valve and is not connected to the borehole valve 127.

ンレノイド作動弁127の工夫221に入口を設け、弁
を開いた時に、せん孔内に供給された水素が弁127の
弁221を通って導管51へ流れるようにする。
An inlet is provided in device 221 of hydrogen-operated valve 127 to allow hydrogen supplied into the borehole to flow through valve 221 of valve 127 to conduit 51 when the valve is opened.

水素は、導管77の上部を、弁131にではなく、導管
57に接続することによって環状室53に供給される。
Hydrogen is supplied to the annular chamber 53 by connecting the upper part of the conduit 77 to the conduit 57 rather than to the valve 131.

これは、第12図に示すように、導管77の頂部を截除
し、L字形導管77’を導管71および導管57に接続
するとと処よってなされる。
This is done by cutting off the top of conduit 77 and connecting L-shaped conduit 77' to conduit 71 and conduit 57, as shown in FIG.

従って、導管11は、その一端がL字形導管77′を介
して導管5Tに連結され、その他端は空所59と、従っ
てまたガス発生器の環状室53と流体連通する。
The conduit 11 is thus connected at one end to the conduit 5T via the L-shaped conduit 77' and at its other end in fluid communication with the cavity 59 and thus also with the annular chamber 53 of the gas generator.

この実施例においては、弁127を用いて、主燃焼帯お
よび主燃焼帯の周りの環状室53の両方への水素の流れ
を制御する。
In this embodiment, valve 127 is used to control the flow of hydrogen into both the main combustion zone and the annular chamber 53 around the main combustion zone.

弁121および129のいずれも、せん孔内の水素から
の気体圧を用いてその工夫を作動させる。
Both valves 121 and 129 use gas pressure from hydrogen within the borehole to operate the device.

すなわち、弁127および129の各々はその入口なら
びに排出導管233,243゜239および249に水
素を流通させてそ1動シリンダ22T(第10図)を制
御してその工夫221を制御する。
That is, each of the valves 127 and 129 allows hydrogen to flow through its inlet and exhaust conduits 233, 243, 239 and 249 to control the single actuating cylinder 22T (FIG. 10) to control the device 221.

前に述べたように、排出口239および249は封塞体
の下方の低圧に連通する。
As previously mentioned, outlets 239 and 249 communicate with the low pressure below the closure.

作動においては、せん孔内の水素圧は封塞体の下方の含
油層内の圧力よりも高く保持される。
In operation, the hydrogen pressure within the borehole is maintained higher than the pressure within the oil-bearing layer below the closure.

従って、封塞体に漏洩があっても、これは含油層内への
水素である。
Therefore, even if there is a leak in the closure, this is hydrogen into the oil-bearing layer.

第13図につぜ・オ説明すると、封塞体125は室25
2内に置方・れたシリコーン流体251で膨らませられ
ており、室252は封塞体環状室125Aと導管211
を介して流体連通している。
To explain the details in FIG. 13, the sealing body 125 is
2, the chamber 252 is inflated with a silicone fluid 251 disposed within the enclosure annular chamber 125A and the conduit 211.
is in fluid communication through.

1252はペロー253を含んでおり、このベローは酸
素導管107に連結する入口254を介して供給される
酸素で膨張させられ、酸素が導管107に流入すると、
シリコーン流体を封塞体環状室125Aにおし入れる。
1252 includes a bellows 253 that is inflated with oxygen supplied through an inlet 254 that connects to oxygen conduit 107 such that as oxygen enters conduit 107;
Silicone fluid is introduced into the closure annular chamber 125A.

装置を始動させるには、点火器75を賦勢し、酸素弁1
29を開いて酸素を燃焼帯に流入させ、次いで水素弁1
27を開いて水素を燃焼帯および周りの冷却環状室53
に流入させる。
To start the device, igniter 75 is energized and oxygen valve 1 is turned on.
29 to allow oxygen to enter the combustion zone, then hydrogen valve 1
27 to open the hydrogen into the combustion zone and surrounding cooling annular chamber 53.
to flow into.

点火したら、点火器75は、タイマによって自動的に遮
断される刀・、または、圧力読みによって点火を確認し
た後に手動で遮断される。
Once ignited, the igniter 75 can be shut off automatically by a timer or manually after ignition has been confirmed by a pressure reading.

稼動を停止するには、先ず酸素弁129を閉じ、次いで
水素弁121を閉じる。
To stop operation, first close the oxygen valve 129 and then close the hydrogen valve 121.

せん孔内に液体がある場合には、前述のように水素導管
83を弁127の工夫221に直接に接続し、水素箇た
は酸素の圧力を用いて(第13図の装置を使う)封塞体
を膨らます。
If there is liquid in the borehole, the hydrogen conduit 83 is connected directly to the device 221 of the valve 127, as described above, and sealed using hydrogen or oxygen pressure (using the apparatus shown in FIG. 13). Inflate your body.

この実施例においては、せん孔内の液体または導管93
力・らの水素を用い、弁229,231およびシリンダ
227によって弁127および129の各々の工夫22
1を制御する。
In this embodiment, the liquid in the borehole or conduit 93
Using the hydrogen of force, each device 22 of valves 127 and 129 by valves 229, 231 and cylinder 227
Control 1.

次に第14図乃至第1T図を参照して本発明のせん孔内
採取装置の他の実施例を説明する。
Next, other embodiments of the in-bore sampling device of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 1T.

この実施例においては、せん孔内スプール弁(Spoo
lva l ve )を用いてガス発生器への燃料、酸
化剤、および冷却流体の流量を制御する。
In this example, the borehole spool valve (Spoo
lva lve ) to control the flow of fuel, oxidizer, and cooling fluid to the gas generator.

スプール弁は第15図に示す。The spool valve is shown in FIG.

せん扛上およびせん孔内の装置は第1図乃至第9図の実
施例と類似のものであるが、若干の変更がなされている
The equipment on and within the drill hole is similar to the embodiment of FIGS. 1-9, with some modifications.

第14図乃至第17図においては、第1図乃至第9図の
実施例において用いたものと同一の部材は同一の番号で
示す。
In FIGS. 14-17, the same members as those used in the embodiment of FIGS. 1-9 are designated by the same numbers.

第14図において、線26トは地面の水準を示す。In FIG. 14, line 26t indicates the ground level.

番号31で示す枠は囲いぜんを示し、番号33は含油層
を示す。
The frame indicated by the number 31 indicates the enclosure, and the number 33 indicates the oil-containing layer.

線261の上方の全ての部材は地面に設置されており、
線261の下方の部材はせん孔内に設置されている。
All members above line 261 are placed on the ground;
The member below line 261 is placed within the borehole.

図には全部を示してU7.c=V・が、第14図の装置
もまた点火器75、熱スィッチ151、変換器171お
よびそのせん扛上読取りメータ175、ならびに変換器
117および179およびそれらのせん扛上読取りメー
タ185および187を用いる。
The figure shows all U7. c=V. The apparatus of FIG. 14 also includes igniter 75, heat switch 151, transducer 171 and its lift reading meter 175, and transducers 117 and 179 and their lift reading meters 185 and 187. Use.

これらの部材の全部は、簡単化のため忙第14図Kid
示してない。
All of these parts are shown in Figure 14 for simplicity.
Not shown.

第15図のスプール弁は、第14図において263で示
してあり、269で示す導電線を介してせん孔内ソレノ
イド弁261に電気的に接続されている。
The spool valve of FIG. 15 is shown at 263 in FIG. 14 and is electrically connected to the borehole solenoid valve 261 via a conductive wire shown at 269.

ソレノイド制御器265を駆動することによって弁26
7を開くと、気体圧(水素)が分岐導管271、弁26
7、および導管213を介して弁263に加えられ、後
述するように、スプール弁263を制御する。
Valve 26 by activating solenoid controller 265
7 is opened, gas pressure (hydrogen) flows through the branch conduit 271 and the valve 26.
7, and is applied to valve 263 via conduit 213 to control spool valve 263, as described below.

第14図乃至第1T図の装置は水素および酸素を用い、
これらはせん孔内ガス発生器の燃焼帯内で燃焼させられ
て水蒸気を作る。
The apparatus of FIGS. 14 to 1T uses hydrogen and oxygen,
These are combusted in the combustion zone of the downhole gas generator to produce water vapor.

水素−酸素混合体は、前述したように、化学量論的混合
物または水素豊富の混合物である。
The hydrogen-oxygen mixture is a stoichiometric or hydrogen-enriched mixture, as described above.

この装置もまた水素を冷却環状室53内の冷却流体とし
て用いることができるが、また、水を冷却流体として用
いてもよい。
This device may also use hydrogen as the cooling fluid in the cooling annular chamber 53, but may also use water as the cooling fluid.

第14図乃至第17図の装置は、先ず、水素を環状室5
3内の冷却流体として用いるものとして説明する。
In the apparatus shown in FIGS. 14 to 17, hydrogen is first introduced into an annular chamber 5.
The explanation will be given assuming that it is used as a cooling fluid in 3.

この実施例においては、貯水槽85、水処理装置111
、ポンプ113、および水導管1157)−ら成る水供
給系は用いない。
In this embodiment, a water storage tank 85, a water treatment device 111
, pump 113, and water conduit 1157) are not used.

水素導管93は弁263に直接連結して図示しであるが
、次に説明する第1の実施例においては、導管93の弁
263への直接連結はない。
Although hydrogen conduit 93 is shown connected directly to valve 263, in the first embodiment described below, there is no direct connection of conduit 93 to valve 263.

すなわち、導管93はせん孔内に延び、航孔ケーシング
が水素供給のための導管として用いられる。
That is, conduit 93 extends into the borehole, and the borehole casing is used as a conduit for hydrogen supply.

ソレノイド弁導管271は水素導管93に連結する力・
またはせん孔に対して開いており、水素を受入れて導管
273へ流し、弁267が開いた時に制御を行う。
The solenoid valve conduit 271 is connected to the hydrogen conduit 93.
or open to the borehole to accept hydrogen and flow it to conduit 273 and control when valve 267 is open.

第1T図において、図示はしてないが、ガス発生器39
は外部ハウジングを有し、このハウジングは第2A図お
よび第2B図について説明したと同じ方法でケーブルに
よって支持されている。
Although not shown in FIG. 1T, the gas generator 39
has an outer housing that is supported by cables in the same manner as described with respect to FIGS. 2A and 2B.

このハウジングハマた膨張可能封塞体125を有し、こ
の封塞体は、第13図に説明したように、導管1077
)−らの酸素によって封塞体内におし入れられるシリコ
ン流体で膨らませられる。
The housing has an inflatable closure 125 that fits into the conduit 1077 as illustrated in FIG.
) - are inflated with silicone fluid which is introduced into the enclosure by oxygen.

第15図のスプール弁はケーブルによって封塞体の上方
に支持される。
The spool valve of FIG. 15 is supported above the closure by a cable.

水素供給系は供給源81、圧縮機87、調整弁89、お
よび流量計91力・ら成り、これらは前述と同じ方法で
作動させられる。
The hydrogen supply system consists of a supply source 81, a compressor 87, a regulating valve 89, and a flow meter 91, which are operated in the same manner as described above.

同様に、酸素供給系は供給系83、圧縮機101、調整
弁103、および流量計105から成り、これらは前述
と同じ方法で作動させられる。
Similarly, the oxygen supply system consists of supply system 83, compressor 101, regulating valve 103, and flow meter 105, which are operated in the same manner as described above.

水素流量制御器163および点火制御器153も前述に
おけると同様である。
The hydrogen flow controller 163 and the ignition controller 153 are also the same as described above.

せん孔内加熱装置に対する始動の仕方は次の通りである
The method of starting up the borehole heating device is as follows.

調整弁89および103は遮断弁としても働くもノので
あるが、へこれらの弁を開いて水素および酸素を装置に
導入し、作動圧力に安定させる。
Regulating valves 89 and 103, which also act as isolation valves, open these valves to allow hydrogen and oxygen to enter the system and stabilize it at operating pressure.

点火制御器153//iソレノイド弁267と同時に賦
勢する。
Ignition controller 153//i is activated simultaneously with solenoid valve 267.

ソレノイド弁267は弁263に圧力を与え、次いで弁
263は水素および酸素を、酸素を偉力・に先行させて
、ガス発生器に流入させる。
Solenoid valve 267 applies pressure to valve 263, which in turn allows hydrogen and oxygen to flow into the gas generator, with oxygen leading the charge.

水素および酸素は点火され、そして、温度が上昇するに
つれて、熱電対161が温度を感知し、水素流量制御器
163を介して水素流量を規制することによって温度を
制御する。
The hydrogen and oxygen are ignited and as the temperature rises, thermocouple 161 senses the temperature and controls the temperature by regulating the hydrogen flow via hydrogen flow controller 163.

点火は、手動で、または始動した後のタイマーによって
、遮断される。
The ignition is shut off manually or by a timer after starting.

遮断においては、酸素調整弁103を最初に閉じる。In shutoff, the oxygen regulating valve 103 is first closed.

供給系内の圧縮酸素がなくなるにつれて、水素の流量は
自動的に低下して弁263が閉じるようにプログラムさ
れ、これにより発生器を作動停止させる。
As the compressed oxygen in the supply system depletes, the hydrogen flow rate is automatically programmed to decrease and valve 263 closes, thereby shutting down the generator.

この系は手動でまたは自動的に制御される。This system can be controlled manually or automatically.

次に、気体圧力的に作動させられる弁2$3について第
15図および第16図を参照して説明する。
Next, the valve 2$3 operated by gas pressure will be explained with reference to FIGS. 15 and 16.

この弁は可滑動スプール303を有するーウジング30
1を備え、このスプールは内部に2つの環状空洞305
および307を有する。
This valve has a sliding spool 303 - using 30
1, this spool has two annular cavities 305 inside.
and 307.

空洞305は、スプールが下方へ所定の位置へ移動させ
られた時に、2つの口309と311の間を連通させる
ようになっている。
Cavity 305 provides communication between the two ports 309 and 311 when the spool is moved downwardly into position.

同様に、空洞301は、スプールが下方へ所定の位置へ
移動させられた時に、2つの口313と315とを連通
させるようになっている。
Similarly, the cavity 301 allows the two ports 313 and 315 to communicate when the spool is moved downwardly into position.

入口317は空洞319を介して口309と連通し、水
素導管57は空洞321を介して口311と連通してい
る。
Inlet 317 communicates with port 309 via cavity 319 and hydrogen conduit 57 communicates with port 311 via cavity 321.

本実施例においては、入口31γはせん孔への水素供給
源へ開いている。
In this example, the inlet 31γ is open to a source of hydrogen to the borehole.

酸素導管107Vi空洞323を介して口313と連通
し、酸素導管71は空洞325を介して口315と連通
している。
Oxygen conduit 107Vi communicates with port 313 via cavity 323, and oxygen conduit 71 communicates with port 315 via cavity 325.

弁の頂部において分岐導管273が部材329内に形成
された導管321にねじ込まれている。
At the top of the valve, branch conduit 273 is threaded into conduit 321 formed in member 329.

作動は、ソレノイド弁261を開いて水素を導管211
、弁267および導管273を介して導管273に導入
させることにより加圧流体(水素)を導管273に導入
させることによって開始する。
In operation, the solenoid valve 261 is opened to supply hydrogen to the conduit 211.
, by introducing pressurized fluid (hydrogen) into conduit 273 by introducing it into conduit 273 via valve 267 and conduit 273 .

ソレノイド弁261はソレノイド制御器265を駆動す
ることによって作動させられる。
Solenoid valve 261 is activated by driving solenoid controller 265 .

ソレノイド制御器265は事実上はスイッチであり、こ
れを閉じると電気エネルギーが導線269を介して弁2
67に供給される。
Solenoid controller 265 is effectively a switch that, when closed, transfers electrical energy through conductor 269 to valve 2.
67.

ばね331の設定によって予め定められた圧力において
、ポペット333が部材329上の座の・ら離れて移動
し、加圧流体が室335に流入する。
At a pressure predetermined by the setting of spring 331 , poppet 333 moves away from its seat on member 329 and pressurized fluid flows into chamber 335 .

ばね331の設定はねじ嵌合体337を調節することに
よって決められる。
The setting of spring 331 is determined by adjusting threaded fit 337.

室335内の加圧流体は導管339を通じて弁スプール
303の頂面へ加えられ、スプールを−・ウジフグ30
1内下方へ移動させる。
Pressurized fluid within chamber 335 is applied through conduit 339 to the top of valve spool 303, causing the spool to
Move it downward within 1.

空洞305は口309を介して空洞319内の加圧水素
と連通しているが、この空洞305は、スプールが下方
へ移動すると0331と連通し、これにより空洞319
と321との間を連通させる。
Cavity 305 communicates with pressurized hydrogen in cavity 319 via port 309, which communicates with 0331 as the spool moves downward, thereby causing cavity 319
and 321 are communicated with each other.

酸素は空洞323に供給され、この空洞323r/i口
313゜空洞307、および口315を介して空洞32
5と連通ずる。
Oxygen is supplied to the cavity 323 via the cavity 323r/i port 313° cavity 307 and the port 315.
Connects with 5.

空洞305が口311と連通するには、空洞30!Mj
、空洞307が移動して口315と連通ずるよりも多く
移動しなければならない。
For cavity 305 to communicate with mouth 311, cavity 30! Mj
, the cavity 307 must move more than it must move to communicate with the mouth 315.

従って、酸素が最初に弁を通過して最初に発生器に注入
され、これにより偉力・な酸素先行が得られる。
Therefore, oxygen passes through the valve first and is injected into the generator first, which provides a strong oxygen advance.

弁スプール303が下方へ移動し、ねじ嵌合体341上
に着座すると、スプール303はねじ343を圧縮し、
従って、導管327における水素圧がばね343で決定
される閉止中の成る値に低下すると、弁スプールは上方
へ移動し、弁は酸素および水素を遮断する。
As the valve spool 303 moves downward and seats on the screw fitting 341, the spool 303 compresses the screw 343;
Thus, when the hydrogen pressure in conduit 327 drops to the closing value determined by spring 343, the valve spool moves upward and the valve shuts off oxygen and hydrogen.

ポペット333が再び着座すると、室335内に捕えら
れていたガスは口345を通じて導管327内に放出さ
れる。
When poppet 333 is reseated, the gas trapped within chamber 335 is released into conduit 327 through port 345.

(詳細を第16図に示す)。(Details are shown in Figure 16).

すなわち、残留圧が、ばね349の弾力に抗して、ビン
トル347をその圧力・ら離して押し上げる力・らであ
る。
That is, the residual pressure is a force that pushes up the bottle 347 away from the pressure against the elasticity of the spring 349.

ばね349は、弁開口作動において圧力がポペット33
3に加えられた時にビントル341の着座を確保するた
めにのみ設けられている。
The spring 349 applies pressure to the poppet 33 during valve opening operation.
It is provided only to ensure the seating of the bottle 341 when it is added to the bottle 341.

弁の下端部には、圧力接触スイッチが設けてあって、後
述する装置に対する自動せん孔内電池点火を行うように
なっているえスプール303が上方へ移動すると、導電
キャンプ351によって導電線353と355との間の
電気的接続がなされる。
A pressure contact switch is provided at the lower end of the valve to provide automatic in-bore battery ignition for the device described below.As the spool 303 moves upwardly, the conductive camp 351 causes the conductive wires 353 and 355 to An electrical connection is made between the

プラグ357およびロンド359は誘電体材料で作られ
ており、この誘電体材料は多くのものが市販されている
Plug 357 and rond 359 are made of dielectric material, and many dielectric materials are commercially available.

スプリング手段361Fi、弁が開口位置にある間、キ
ャンプ351ならびに導電線353および355間Q連
続的接触を確保する。
Spring means 361Fi ensure continuous contact between camp 351 and conductive lines 353 and 355 while the valve is in the open position.

ばね荷重ポペット33機構の主な目的は、気体圧弁が開
く前にせん孔内の水素圧を確保すること、および迅速な
開口をなさしめることである。
The primary purpose of the spring loaded poppet 33 mechanism is to ensure hydrogen pressure within the borehole before the pneumatic valve opens and to provide rapid opening.

空洞319,32L323、および325は弓なりの形
状であり、これにより多重口309,31L313、お
よび315が各空洞319,32L323、および32
5にそれぞれ設けられる。
The cavities 319, 32L323, and 325 are arch-shaped, so that the multiple ports 309, 31L313, and 315 are connected to each cavity 319, 32L323, and 32L.
5 respectively.

第17図について説明すると、ガス発生器39に第2B
図に示すものと類似している。
To explain FIG. 17, the gas generator 39 has a second B
Similar to the one shown in the figure.

すなわち、このガス発生器は外部シェル47を備え、こ
の外部シェルはこれに貫通形成された小さい出口ノズル
49を有−する。
That is, the gas generator comprises an outer shell 47 having a small outlet nozzle 49 formed therethrough.

外部シェル内には内部シェル51が配置されており、こ
れら外部シェルと内部シェルとの間に冷却環状室53が
形成されている。
An inner shell 51 is arranged within the outer shell, and a cooling annular chamber 53 is formed between the outer shell and the inner shell.

内部シェルを貫通して複数の孔63が形成されており、
環状室53力・ら発生器室内部への冷却流体の通路とな
っている。
A plurality of holes 63 are formed through the inner shell,
The annular chamber 53 serves as a passage for cooling fluid into the interior of the generator chamber.

発生器室は主燃焼帯61および混合帯69を有す。The generator chamber has a main combustion zone 61 and a mixing zone 69.

また、点火電極75、熱スィッチ157ならびに変圧変
換器および熱電対(図示せず)が設けられている。
Also provided are an ignition electrode 75, a thermal switch 157, and a voltage transformer and thermocouple (not shown).

内部シェル51は導管371に取付けられており、この
導電は内部シェルの頂端部内に延びており、この頂端部
はガス発生器の頂部外壁45とハウジング41との間に
接続された上部板373に取付けられている。
Inner shell 51 is attached to a conduit 371 that conducts electricity into a top end of the inner shell that connects to a top plate 373 connected between top outer wall 45 of the gas generator and housing 41. installed.

酸素導管T1は壁45を通って導管371内に延び導管
71と371との間に供給環状通路315を形成してい
る。
Oxygen conduit T1 extends through wall 45 and into conduit 371 to define supply annular passageway 315 between conduits 71 and 371.

また、壁45を通って入口377;6r延びており、こ
の入口は壁45と板373との間に形成された室319
と流体連通している。
Also extending through the wall 45 is an inlet 377;
is in fluid communication with.

壁45および板313を通って他の入口381が延びて
おり、この入口はノ・ウジング内部筒41と外部筒51
との間に形成された環状室と流体連通している。
Another inlet 381 extends through wall 45 and plate 313 and connects inner tube 41 and outer tube 51.
is in fluid communication with an annular chamber formed between.

また、板313を通って複数の孔383が形成されてい
る。
Additionally, a plurality of holes 383 are formed through the plate 313.

第17図に示してないが、第2B図に示したと同様の方
法で、翼74が導管71の下端部に設けられ、また、翼
73が環状通路375内にその下端部に設けられている
Although not shown in FIG. 17, a wing 74 is provided at the lower end of the conduit 71 and a wing 73 is provided within the annular passageway 375 at its lower end in a manner similar to that shown in FIG. 2B. .

酸素は導管11を通って供給され、入口導管377およ
び381は水素導管57に接続している。
Oxygen is supplied through conduit 11 and inlet conduits 377 and 381 connect to hydrogen conduit 57.

第11図の実施例においては、耐火ライナは示されてな
いが、このようなライナは、要すれば、内部シェル51
内に設置される。
Although no refractory liner is shown in the embodiment of FIG. 11, such a liner may optionally
installed within.

このようなライナは孔63と対応する位置に孔を有す。Such a liner has holes at positions corresponding to holes 63.

作動においては、酸素は導管71に入り、オリフィス板
?i入内のオリフィスを通過し、主燃焼帯6T内に出て
行く。
In operation, oxygen enters conduit 71 and orifice plate ? It passes through the orifice in the inlet and exits into the main combustion zone 6T.

水素は入口377に入り、オリフィス板317A内のオ
リフィスを通過して室379に入る。
Hydrogen enters inlet 377 and passes through an orifice in orifice plate 317A into chamber 379.

室3797)−ら、水素の一部は環状通路375を通過
して主燃焼帯6Tへ入り、点火電極75力・ら導電11
および371へ電気的に発生スるスパークによって点火
される。
Part of the hydrogen passes through the annular passage 375 and enters the main combustion zone 6T, and the ignition electrode 75 conducts 11
and ignited by an electrically generated spark to 371.

4W71および371は接地されている。4W71 and 371 are grounded.

室319に入った水素の残部は孔383を通過して環状
室53に入る。
The remainder of the hydrogen that entered chamber 319 passes through hole 383 and enters annular chamber 53 .

更に多くの水素が入口181に入り、オリフィス板38
1A内のオリフィスを通過し、環状室53内に入る。
More hydrogen enters the inlet 181 and the orifice plate 38
It passes through the orifice in 1A and enters the annular chamber 53.

この構造は、環状通路315に入る水素流量を外部力・
ら調節して、主燃焼帯6Tに最も効果的な混合物を供給
することができる。
This structure allows the hydrogen flow rate entering the annular passage 315 to be controlled by an external force.
can be adjusted to supply the most effective mixture to the main combustion zone 6T.

環状室53内の水素は孔63を通し、混合帯69および
主燃焼帯67の外縁部に入り、主燃焼帯67内で作られ
るガスを、このガスが出口ノズル49を通って含油層内
へ出て行く前に、冷却する。
The hydrogen in the annular chamber 53 passes through the holes 63 and enters the mixing zone 69 and the outer edge of the main combustion zone 67, which carries the gas produced in the main combustion zone 67 through the outlet nozzle 49 into the oil-bearing layer. Let cool before leaving.

熱的に作動させられるスイッチ157は、外部シェルが
このスイッチの設定されている温度に達した時に、点火
装置の点火を停止させる。
A thermally actuated switch 157 deactivates the igniter when the outer shell reaches the switch's set temperature.

第14図乃至第17図の実施例においては、せん孔内に
液体があると、水素導管93f′iソレノイド弁267
の入口導管211および気体圧スプール弁263の入口
317に直接に接続される。
In the embodiment of FIGS. 14-17, if there is liquid in the borehole, hydrogen conduit 93f'i solenoid valve 267
and the inlet conduit 211 of the pneumatic spool valve 263 and the inlet 317 of the pneumatic spool valve 263 .

水素または酸素の圧力を用いて(第13図の実施例を使
用)封塞体を膨らますことができる。
Hydrogen or oxygen pressure can be used to inflate the closure (using the embodiment of Figure 13).

第14図乃至第17図の実施例を変形して、水を冷却環
状室53内の冷却剤として用いることができる。
In a modification of the embodiment of FIGS. 14-17, water can be used as the coolant in the cooling annular chamber 53.

この実施例においては、前に述べたように、第14図に
示す貯水槽85、水処理装置111、ポンプ113およ
び水導管115を用いて水をせん孔に供給する。
In this embodiment, water is supplied to the borehole using a water reservoir 85, a water treatment system 111, a pump 113, and a water conduit 115, shown in FIG. 14, as previously described.

また、水素導管93は延び、スプール弁263の入口3
17およびソレノイド弁2670入口導管2T1に連結
される。
Further, the hydrogen conduit 93 extends to the inlet 3 of the spool valve 263.
17 and solenoid valve 2670 is connected to inlet conduit 2T1.

第15図のスプール弁は変形され、前に示した2つの弁
区域と同様の第3の弁区域を備える。
The spool valve of FIG. 15 has been modified to include a third valve section similar to the two valve sections previously shown.

すなわち、ハウジングは第3の入口/出口構造を有し、
スプール303は長く延長され、第3の空洞を有して、
前記第3の入口および出口組合せ間を連通させ、前に述
べたように、水がせん孔から水導管TIへ流通できるよ
うにする。
That is, the housing has a third inlet/outlet structure;
The spool 303 is elongated and has a third cavity,
Communication is provided between said third inlet and outlet combination to allow water to flow from the borehole to the water conduit TI, as previously described.

第3の入口および出口は口309および311と同様で
ある力ζハウジング内に口309および211の上方に
作られる。
A third inlet and outlet are made in the force housing above ports 309 and 211, which are similar to ports 309 and 311.

第3の入口は317および319と同様の入口および空
洞を有しており、第3の出口に321と同様の空洞を有
するが第11図の発生器の人口381に連結されている
The third inlet has an inlet and cavity similar to 317 and 319, and the third outlet has a cavity similar to 321 but is connected to the generator population 381 of FIG.

弁スプール303の第3の空洞は空洞305の上方に配
置される。
A third cavity of valve spool 303 is located above cavity 305.

スプール303内の第3の空洞は、酸素および水素が弁
を通って流れた後に水が弁を通って流れるように形成さ
れる。
A third cavity in spool 303 is formed so that water flows through the valve after oxygen and hydrogen flow through the valve.

この実施例においては、第17図のガス発生器の板31
3はこれを貫通する孔383を有してない。
In this embodiment, the gas generator plate 31 of FIG.
3 does not have a hole 383 passing through it.

深いさく井に対しては、地面からせん孔内諸部材へ延び
る導管および導電線をできるだけ少なくすることが望ま
しい。
For deep wells, it is desirable to have as few conduits and conductive wires as possible extending from the ground to the elements within the wellbore.

この目的を達成するための一つの構造を第18図に示す
One structure for achieving this purpose is shown in FIG.

この構造はせん孔上水素−酸素比制御器および点火用の
せん孔内電池を用いる。
This design uses an above-bore hydrogen-oxygen ratio controller and an in-bore battery for ignition.

これに用いるための銀−亜鉛電池のような高密度電池は
市販されている。
High density batteries such as silver-zinc batteries are commercially available for this purpose.

第18図の装置は、水素−酸素混合物をガス発生器の燃
焼室内で燃焼させ、力・つまた水素を冷却環状室53内
に冷却用に用いる。
The apparatus of FIG. 18 burns a hydrogen-oxygen mixture in the combustion chamber of a gas generator and uses the hydrogen in a cooling annular chamber 53 for cooling.

せん扛上の水素および酸素の供給系は前述のものと同様
である。
The hydrogen and oxygen supply system on the ship is similar to that described above.

使用されるせん孔内発生器は第1T図に示すものと同様
であってよく、せん孔内制御弁は第15図に示すものと
同様であってよい。
The in-bore generator used may be similar to that shown in FIG. 1T, and the in-bore control valve may be similar to that shown in FIG. 15.

この実施例においては、酸素導管107は酸素空洞32
3に連結されており、水素導管93/riせん孔内へ延
びて水素をせん孔内へ供給するように、すなわちせん孔
ケーシングを介してせん孔内へ導くようになっている。
In this embodiment, oxygen conduit 107 is connected to oxygen cavity 32.
The hydrogen conduit 93/ri extends into the borehole to supply hydrogen into the borehole, that is, to guide it into the borehole via the borehole casing.

水素導管93は弁の水素空洞319t−たは導管327
には連結してないが、前述のように、入口317がせん
孔に開口しておって水素をせん孔部・ら空洞319へ通
過させるようになっている。
The hydrogen conduit 93 is connected to the hydrogen cavity 319 of the valve or to the conduit 327.
Although not connected to the borehole, an inlet 317 opens into the borehole and allows hydrogen to pass into the borehole cavity 319, as described above.

導管327は導管411に連結されており、この導管4
11はせん孔に開いている。
Conduit 327 is connected to conduit 411, which
11 is open to the borehole.

封塞体の膨張は第13図について説明した装置によって
行われる。
Inflation of the closure is performed by the apparatus described in connection with FIG.

また第18図の装置には水素酸素流量制御器401が設
けられており、その出力は導管または導線403を介し
て調整弁89に与えられ、所望の水素−酸素流量比に従
って調整弁89を制御し、所望のせん孔内ガス発生器流
出ガス温度を保持するようになっている。
The apparatus of FIG. 18 is also provided with a hydrogen-oxygen flow rate controller 401, the output of which is given to a regulating valve 89 via a conduit or lead 403 to control the regulating valve 89 according to the desired hydrogen-oxygen flow rate ratio. The temperature of the gas exiting the borehole gas generator is maintained at a desired temperature.

水素流量計91は導管または導線405を介して水素酸
素流量制御器401と連結している。
Hydrogen flow meter 91 is connected to hydrogen oxygen flow controller 401 via conduit or wire 405 .

水素酸素流量制御器401//′iまた導管または導電
線407を介して酸素調整弁103を制御する。
Hydrogen/oxygen flow controller 401//'i also controls oxygen regulating valve 103 via conduit or conductive wire 407.

更にまた、酸素流量計105は導管または導電線409
を介して水素酸素流量制御器401と連結している。
Furthermore, the oxygen flow meter 105 is connected to a conduit or conductive wire 409.
It is connected to a hydrogen/oxygen flow rate controller 401 via.

作動においては、調整弁89および103を開いて水素
および酸素を導管93および107に流通させる。
In operation, regulating valves 89 and 103 are opened to allow hydrogen and oxygen to flow into conduits 93 and 107.

せん孔内では、ケーシンク力・らの水素が分岐導管41
1を介して弁263の導管327へ与えられて弁の弁ス
プールを下方へ移動させ、前述のように、酸素および水
素を、偉力・に酸素先行で、弁263を流通させる。
Inside the borehole, hydrogen from the casing force flows into the branch conduit 41.
1 to conduit 327 of valve 263 to move the valve spool of the valve downwardly, causing oxygen and hydrogen to flow through valve 263, with oxygen first, as described above.

弁263は、前述のように、ばね331の設定によって
予め定めた圧力において開く。
Valve 263 opens at a predetermined pressure by the setting of spring 331, as described above.

せん孔内電池式点火器413は電池413Aを備えてお
り、この電池の一方の側は導線415を介して弁263
の導線353(第15図)に接続されている。
The borehole battery type igniter 413 is equipped with a battery 413A, and one side of the battery is connected to the valve 263 via a conductor 415.
is connected to a conductive wire 353 (FIG. 15).

弁263の他の導線355は導線417を介して電極7
5の接地側に電気的に接続されている。
The other conductor 355 of the valve 263 is connected to the electrode 7 via the conductor 417.
It is electrically connected to the ground side of 5.

電極75はまた導線421を介して熱スィッチ157に
電気的に接続されており、導線421は導線423を介
して電池の他方の側に接続されている。
Electrode 75 is also electrically connected to thermal switch 157 via lead 421, which is connected to the other side of the battery via lead 423.

弁263のスプールが導管327に与えられる水素によ
って下方へ移動させられて導電キャンプ接触子351を
導線353と355との間に接続させると、電気エネル
ギーが電極に供給されてガス発生器内の可燃混合物に点
火する。
When the spool of valve 263 is moved downwardly by the hydrogen provided in conduit 327 to connect conductive camp contact 351 between conductors 353 and 355, electrical energy is supplied to the electrodes to remove the combustible material within the gas generator. Light the mixture.

始動は次のようにして行われる。Starting is performed as follows.

酸素調整弁103を所定の運転位置へ開き、圧力を安定
させる。
Open the oxygen regulating valve 103 to a predetermined operating position to stabilize the pressure.

次に水素調整弁89を所定の運転位置へ開く。水素圧が
運転圧力の約90〜95%に達すると、せん孔内気体圧
弁263が開き、水素および酸素が発生器へ流れ(偉力
・に酸素先行)、同時に電池式点火器が発火する。
Next, the hydrogen regulating valve 89 is opened to a predetermined operating position. When the hydrogen pressure reaches about 90-95% of the operating pressure, the borehole gas pressure valve 263 opens and hydrogen and oxygen flow to the generator (oxygen first), and at the same time the battery-powered igniter ignites.

ガス発生器シェルが安定混IfK近づくと、熱スィッチ
157が電池式点火器の接続を断つ。
When the gas generator shell approaches a stable mixture IfK, the thermal switch 157 disconnects the battery powered igniter.

発生器を稼動停止させるには、酸素調整弁103を閉じ
、装置を予めプログラムした水素の流量で稼動停止させ
る。
To shut down the generator, the oxygen regulator valve 103 is closed and the device is shut down at the preprogrammed hydrogen flow rate.

水素圧がなくなると気体圧弁が閉じる。When the hydrogen pressure disappears, the gas pressure valve closes.

この装置は地上で指示されるせん孔部材で更正すること
が必要である。
This equipment requires calibration with ground-directed drilling elements.

第18図の実施例においては、液体がせん孔内にある場
合は、水素導管93/l′i気体圧弁263の入口31
7および分岐導管411に直接に接続される。
In the embodiment of FIG. 18, when liquid is in the borehole, the inlet 31 of the hydrogen conduit 93/l'i gas pressure valve 263
7 and branch conduit 411 directly.

水素または酸素の圧力が(第13図の実施例を使用)封
塞体を膨もますのに用いられる。
Hydrogen or oxygen pressure (using the embodiment of Figure 13) is used to inflate the closure.

第18図の装置が水を環状室53に対する冷却剤として
用いる場合は、前に説明した水供給系を用いて水をせん
孔ケーシングに注入する。
If the apparatus of FIG. 18 uses water as a coolant for the annular chamber 53, the water supply system previously described is used to inject water into the borehole casing.

水素導管93を弁263の水素人口317および分岐導
管411に接続する。
Hydrogen conduit 93 is connected to hydrogen port 317 of valve 263 and branch conduit 411 .

弁263を変形して前述のよう忙第3の空洞ならびに第
3の入口および出口を設け、入口381を介して水を環
状室53を流通させる。
Valve 263 is modified to provide a third cavity and a third inlet and outlet as described above to allow water to flow through annular chamber 53 via inlet 381.

この実施例においては、第1図乃至第9図の実施例につ
いて説明したように、封塞体125は水素圧によって膨
らまされる。
In this embodiment, the closure 125 is inflated by hydrogen pressure as described for the embodiment of FIGS. 1-9.

始動するには、弁103を開き、次いで弁89を開き、
次いで水をケーシング内に注入する。
To start, open valve 103, then open valve 89,
Water is then injected into the casing.

稼動停止するには、弁103を閉じ、そして、気体圧弁
が自動的に閉じた後、調整弁89を閉じ、次いで水ポン
プ装置を稼動停止させる。
To shut down, the valve 103 is closed, and after the gas pressure valve closes automatically, the regulating valve 89 is closed, and then the water pump device is shut down.

次に第19図を参照して水素酸素流量制御器401の作
動を更に詳細に説明する流量に伴って変化する流量計9
1力・らの信号は出力感知器431へ与えられ、次いで
これを通うて感知器増巾器433へ与えられる。
Next, referring to FIG. 19, the operation of the hydrogen/oxygen flow rate controller 401 will be explained in more detail.The flowmeter 9 changes in accordance with the flow rate.
The signals of 1 and 2 are provided to an output sensor 431 and then passed through to a sensor amplifier 433.

増巾器4337)−らの信号は感知器コンパレータ43
5へ与えられ、このコンパレータはこの信号を設定信号
と比較する。
The signal from the amplifier 4337) is sent to the sensor comparator 43
5, this comparator compares this signal with the set signal.

流量計91によって発生した信号と設定信号との間に差
があると、これは調整弁89に対する弁駆動器動力供給
源437へ与えられ、この供給源は弁駆動器439を適
当な方向へ動力・して流量を加減し、流量計91の出力
が設定信号と等しくなるようにする。
Any difference between the signal generated by the flow meter 91 and the setpoint signal is applied to the valve driver power supply 437 for the regulating valve 89 which powers the valve driver 439 in the appropriate direction. -Adjust the flow rate so that the output of the flow meter 91 becomes equal to the set signal.

流量計は、回転流量部材または翼の各回転に対して1つ
の電気パルスを発生する型である。
Flowmeters are of the type that generate one electrical pulse for each rotation of a rotating flow member or vane.

電気パルス力・らの計数はコンパレータ内の設定ディジ
タル計数と電気的に比較される。
The electrical pulse force count is electrically compared with a set digital count in a comparator.

コンパレータは流量計917)−らの計数が設定ディジ
タル計数と等しくなるまで流量比を変化させる。
The comparator changes the flow ratio until the count of the flowmeters 917) equals the set digital count.

水素酸素流量制御器の制御は、電気手段の代りに気体圧
または水力手段で行うこともできる。
Control of the hydrogen-oxygen flow controller can also be performed by pneumatic or hydraulic means instead of electrical means.

水素酸素流量制御器401の酸素制御部は、次の点を除
いて、水素に対するものと同じである。
The oxygen control section of the hydrogen-oxygen flow controller 401 is the same as that for hydrogen, except for the following points.

すなわち、酸素制御部では、感知器信号が比較される設
定信号を与える代りに、水素流量計91によって発生し
た信号は酸素流量計感知器コンパレータ441へ与えら
れ、酸素に対する設定信号として使われる。
That is, in the oxygen control section, instead of providing a set signal to which the sensor signals are compared, the signal generated by hydrogen flow meter 91 is provided to oxygen flow meter sensor comparator 441 and used as the set signal for oxygen.

酸素流量計105の出力は酸素流量計出力感知器445
へ与えられる。
The output of the oxygen flow meter 105 is detected by the oxygen flow meter output sensor 445.
given to.

この酸素流量計出力感知器は感知器431と同じであり
、その出力は酸素流量計感知器増巾器447へ与えられ
る。
This oxygen flow meter output sensor is the same as sensor 431 and its output is provided to oxygen flow meter sensor amplifier 447.

増巾器447の出力はコンパレータ441へ与えられ、
水素流量計力・ら与えられる信号と比較される。
The output of the amplifier 447 is given to the comparator 441,
It is compared with the signal given by the hydrogen flow meter.

増巾器447の利得は適当に設定される。The gain of amplifier 447 is set appropriately.

増巾器433および4477:l−らの出力信号間に差
があると、この差は酸素調整弁103の弁駆動器動力供
給源451へ与えられ、調整弁103は弁駆動器453
を適当な方向へ動力・シて流量を加減し、増巾器447
の出力が増巾器433の出力と等しくなるようにする。
If there is a difference between the output signals of the amplifiers 433 and 4477:l-, this difference is provided to the valve driver power supply 451 of the oxygen regulating valve 103, and the regulating valve 103 is supplied to the valve driver 453.
Power is applied to the appropriate direction to adjust the flow rate, and the amplifier 447
The output of the amplifier 433 is made equal to the output of the amplifier 433.

この装置により、酸素対水素比は一定に保持される。This device keeps the oxygen to hydrogen ratio constant.

水素と酸素との燃料−酸化剤組合せの利点は、それが化
学量論的混合物であろうと水素豊富のものであろうと、
また冷却剤として水を用いようと水素を用いようと、前
に述べた通りである。
The advantage of fuel-oxidizer combinations of hydrogen and oxygen, whether it is a stoichiometric mixture or a hydrogen-rich one, is that
Also, the same applies whether water or hydrogen is used as the coolant.

更に、水の電気分解によって水素を作ることができると
いうことは、水素を燃料として魅力あるものたらしめる
Furthermore, the ability to produce hydrogen by electrolysis of water makes it attractive as a fuel.

明ら力・なように、酸素が同時に作られ、これは、せん
孔内の化学量論的燃焼で水蒸気を作るのに必要な正確な
比率である。
Apparently, oxygen is produced at the same time, and this is the exact ratio needed to produce water vapor in stoichiometric combustion within the borehole.

更に、水素および酸素は電気分解により使用に必要な圧
力に作ることができ、従って圧縮機が不要となる。
Additionally, hydrogen and oxygen can be produced to the pressure required for use by electrolysis, thus eliminating the need for a compressor.

化学量論的に燃焼される水素および酸素に対する冷却剤
として水を用いる場合は、水蒸気は単なる最終生産物で
ある。
When water is used as a coolant for stoichiometrically combusted hydrogen and oxygen, water vapor is the only end product.

ここでは汚染がない。過剰の水素を用いれば、前述のよ
うに、水素豊富酸素燃焼力・ら生ずる炎温度を普通の金
属が耐えることのできる温度に調節することができる。
There is no pollution here. With excess hydrogen, the flame temperature resulting from the hydrogen-enriched oxy-combustion force can be adjusted to a temperature that common metals can withstand, as described above.

例えば、水素および酸素を水素0.8キログラム対酸素
1キログラムの比率で組合わせれば、燃焼温度は約1,
090’C(2,000下)となり、この温度は多くの
ステンレス・スチール合金が容易に耐えることのできる
ものである。
For example, if hydrogen and oxygen are combined in a ratio of 0.8 kg of hydrogen to 1 kg of oxygen, the combustion temperature will be approximately 1.
090'C (below 2,000C), a temperature that many stainless steel alloys can easily withstand.

燃焼の・らの生成物は、次いで、水素または水の追加に
よって所望の温度に冷却できる。
The products of combustion can then be cooled to the desired temperature by addition of hydrogen or water.

冷却剤として水素のみを用いれば、せん孔内の水に対す
る水硬度処置の必要がない。
If only hydrogen is used as the coolant, there is no need for water hardness treatment for the water in the borehole.

すなわち、加水分解が水素−酸素発生のために用いられ
る以外には水を用いない刀・らである。
That is, no water is used except when hydrolysis is used for hydrogen-oxygen generation.

過剰の水素は、生成した水蒸気と同温度であり、この水
素もまた含油層を加熱する役をなす。
The excess hydrogen is at the same temperature as the water vapor produced, and this hydrogen also serves to heat the oil-bearing layer.

水は、分子量が極めて小さく力・つ高い拡散性を有し、
他の如何なるガス、蒸気、または液体よりも容易力・つ
迅速に地層に浸透する。
Water has an extremely small molecular weight, power, and high diffusivity.
Penetrates formations more easily and quickly than any other gas, vapor, or liquid.

気体状においては、1キログラムの水素f113.5キ
ログラムの水蒸気と同量の熱を地層に運ぶことができる
In gaseous form, 1 kilogram of hydrogen can transport the same amount of heat to a geological formation as 113.5 kilograms of water vapor.

し力・し、凝結すると、水蒸気は、それが浸透したより
小さな面積において、地層処更に著L〈多ぐの熱を運ぶ
When forced and condensed, the water vapor carries much more heat into the formation over the smaller area it penetrates.

更に、冷却剤として使用された熱い水素は、原油分子を
解離させ、次いでこの解離した成分と結合してより軽い
より低粘度の1炭化水素を作ることができる。
Additionally, hot hydrogen used as a coolant can dissociate crude oil molecules and then combine with the dissociated components to create lighter, lower viscosity monohydrocarbons.

これは水素添加として知られている過程であり、ある種
の触媒があると大巾に促進される。
This is a process known as hydrogenation, and is greatly accelerated in the presence of certain catalysts.

また、せん孔内へ送られて燃焼しな力・つた水素は地面
で回収できるO 前述の水素および酸素、または、水素、酸素および水の
燃料−酸化剤−冷却剤の組合せは種々の利点を有するが
、他の燃料−酸化剤−冷却媒体の組合せも本装置に用い
ることができる。
In addition, the hydrogen that is sent into the borehole and not burned can be recovered on the ground.The aforementioned fuel-oxidizer-coolant combinations of hydrogen and oxygen or hydrogen, oxygen and water have various advantages. However, other fuel-oxidant-coolant combinations may also be used in the present device.

これらの組合せを、水素および酸素の組合せ、ならびに
水素、酸素および水の組合せとともに第1表に示す。
These combinations are shown in Table 1 along with hydrogen and oxygen combinations and hydrogen, oxygen and water combinations.

水素、アンモニアまたはメタンを燃料として用い、酸素
を酸化剤として用い、水素、アンモニア、水またにメタ
ンを冷却媒体として用いた場合のガス発生器の性能も第
1表に示しである。
Table 1 also shows the performance of the gas generator when hydrogen, ammonia or methane is used as the fuel, oxygen is used as the oxidizing agent and hydrogen, ammonia, water or methane is used as the cooling medium.

代替として、水酸化アンモニウムを第1表の水の代りに
用いてもよい。
Alternatively, ammonium hydroxide may be used in place of water in Table 1.

計算は、約70.3 Ivc4(LOOOps i)お
よび約538℃(LOOO’F)における1時間当り1
0,080,000Kcal(20,000,000B
TU)の値を基として行っである。
The calculation is approximately 70.3 Ivc4 (LOOOps i) and 1 hour per hour at approximately 538°C (LOOO'F).
0,080,000Kcal (20,000,000B
This is done based on the value of TU).

1時間当り10.080,000Kcal(20,00
0,000BTU)の計算は、約454グラム(1ポン
ド)当り約15.400KCalC6LO45BTU)
における水素、約454グラム(1ポンド)当?1)約
239KcaR23,910BTU)におけるメタン、
および、約454グラム(1ポンド)当り約1730
Kcal(6,870BTU)におけるアンモニアの高
熱値に基いている。
10.080,000 Kcal (20,00
0,000BTU) is approximately 15.400KCalC6LO45BTU per 454 grams (1 pound)
Approximately 454 grams (1 pound) of hydrogen per ? 1) methane at approximately 239 KcaR23,910 BTU);
and about 1730 per pound
Based on the high heat value of ammonia in Kcal (6,870 BTU).

第1表の第3行および第5行に示す燃料−酸化剤−冷却
媒体の組合せは水素−酸素一水の組合せを用いた前述と
同じ実施例において用いられ、その場合の作動は水素−
酸素一水の組合せについて前述したものと同じである。
The fuel-oxidizer-cooling medium combinations shown in rows 3 and 5 of Table 1 are used in the same embodiment as described above using the hydrogen-oxygen-water combination, in which case the operation is hydrogen-oxygen-water.
This is the same as described above for the combination of oxygen and water.

第1表の第3行の流体組合寝においては、アンモニアが
封塞体を膨らますのに直接に用いられ、第1表の第5行
の流体組合せにおいてはメタンが封塞体の膨張に直接に
用いられる。
In the fluid combination in row 3 of Table 1, ammonia is used directly to inflate the closure, and in the fluid combination in row 5 of Table 1, methane is used directly to inflate the closure. used.

第1表の第4行および第6行に示す燃料−酸化剤−冷却
媒体の組合せは水素−酸素−水素の組合せを用いた前述
と同じ実施例において用いられ、そノ場合の作動は水素
−酸素−水素の組合せについて前述したものと同じであ
る。
The fuel-oxidizer-cooling medium combinations shown in rows 4 and 6 of Table 1 are used in the same embodiment as described above using the hydrogen-oxygen-hydrogen combination, in which case the operation is hydrogen-oxygen-hydrogen. This is the same as described above for the oxygen-hydrogen combination.

第1表9第4行および第6行の流体組合せにおいては、
いずれも、酸素が第13図の装置に与えられて封塞体を
膨らます。
In the fluid combinations in the fourth and sixth rows of Table 1,
In both cases, oxygen is applied to the device of Figure 13 to inflate the closure.

アンモニアの酸素との燃焼の生成物は全て気体状である
All products of combustion of ammonia with oxygen are gaseous.

従って地層を詰らせるという問題はない。Therefore, there is no problem of clogging the strata.

し力・シ、窒素が発生し、地層におけるの・なりの汚染
物質となる。
Carbon dioxide and nitrogen are generated and become pollutants in the geological formations.

アンモニアおよび水酸化アンモニウムは優れた冷却剤で
あり、水に匹適する。
Ammonia and ammonium hydroxide are excellent coolants and are comparable to water.

いずれもせん枠内のアンモニアの集積を生ずる。Both lead to accumulation of ammonia within the helical frame.

し力・シ、アンモニアは地面に回収できる、アンモニア
も水酸化アンモニウムも比較的低圧において液体であり
、大気温度において液状でタンクに入れて貯蔵または輸
送できる。
However, ammonia can be collected in the ground, both ammonia and ammonium hydroxide are liquids at relatively low pressures, and can be stored or transported in liquid form at ambient temperatures in tanks.

従って、アンモニアまたは水酸化アンモニウムの取扱い
、貯蔵、およびポンプ送りには格別の問題はない。
Therefore, there are no particular problems in handling, storing, and pumping ammonia or ammonium hydroxide.

メタンは燃料として用いられるが、このガスは水素はど
無汚染ではない。
Methane is used as a fuel, but this gas and hydrogen are not pollution-free.

すなわち、メタンは約649’C(1200下)以上の
温度で炭素と水素とに分解する力・らである。
That is, methane decomposes into carbon and hydrogen at temperatures above about 649'C (below 1200C).

酸素を燃焼すると、メタンはCO2を生じ、CO2は含
油層において汚染ガスである。
When combusting oxygen, methane produces CO2, which is a polluting gas in oil-bearing formations.

メタンは、酸素と化学量論的に燃焼し刀・つ生成ガスが
水で冷却される時に、最良に働く。
Methane works best when it burns stoichiometrically with oxygen and the resulting gas is cooled with water.

過剰のメタンは冷却剤とし用いることができるが、解離
メタン力・らの炭素粒子で地層が詰まる危険がある。
Excess methane can be used as a coolant, but there is a risk of clogging the formation with carbon particles from dissociated methane.

水蒸気を水蒸気駆動および石油を近くのさく井へ送るの
に用いることのほかに1本発明の目的としてはまた水蒸
気を水蒸気ソーク(steam−soak)作用に用い
る。
In addition to using the steam for steam-driving and transporting oil to nearby wells, it is also an object of the present invention to use the steam for steam-soak operations.

この方法においては、水蒸気を通例5乃至15日間のよ
うな日数にわたって注入し、次いでさく井を約1週間ソ
ーク期間として閉鎖し、その後さく井の生産開始をする
In this process, steam is typically injected over a number of days, such as from 5 to 15 days, and the well is then shut down for a soak period of about one week before the well begins production.

この方法//iまた当業者が[バフ、パフJ (huf
f and puff )と呼んでいるものであり、数
千のさく井において実施されている。
This method//i also known to those skilled in the art [buff, puff J (huf
f and puff) and has been implemented in thousands of wells.

ガス発生器は油母頁岩に対して現場レトルトのために用
いられる。
Gas generators are used for in-situ retorts on oil-bearing shales.

この方法においては、頁岩に孔を堀る。In this method, a hole is drilled into the shale.

頁岩が自然に充分に破砕している場合には、ガス発生器
からの熱ガスを頁岩に直接与える。
If the shale is naturally well fractured, the hot gas from the gas generator is applied directly to the shale.

約482℃(900°F)以上の温度において石油が頁
岩から放出される。
Oil is released from shale at temperatures above about 482°C (900°F).

所望の流体石油と近くのさく井へ送り込むか、またはそ
の同じさく井から、連続的にまたは周期的に採取する。
The desired fluid oil is pumped into a nearby wellbore or is extracted continuously or periodically from the same wellbore.

硬い非浸透性の頁岩に対しては、頁岩を爆薬を用いて破
砕する。
For hard, impermeable shale, the shale is crushed using explosives.

このようにして破砕された母岩には、容易に熱蒸気が侵
入して頁岩と接触できる。
The host rock fractured in this way allows hot steam to easily penetrate and come into contact with the shale.

本発明の他の目的はガス発生器を行者の現場ガス化に用
いることである。
Another object of the invention is to use the gas generator for on-site gasification by practitioners.

この方法においては、炭層に孔を堀り、ガス発生器から
の熱ガスを行者と接触させる。
In this method, a hole is drilled in the coal seam and hot gas from a gas generator is brought into contact with the practitioner.

ガスの高温により行者との反応が起り、二酸化炭素と水
素とが生ずる。
The high temperature of the gas causes a reaction with the practitioner, producing carbon dioxide and hydrogen.

このガスは低品位の燃料として燃されるか、または、要
すれば、高品位のガスに精製する。
This gas is burned as a low-grade fuel or, if desired, refined into a high-grade gas.

若干の含油層においては、石油採取はガス注入法または
圧力維持法によって増進される。
In some oil-bearing formations, oil extraction is enhanced by gas injection or pressure maintenance methods.

これらの作業においては、天然ガスまたは煙道ガスを注
入用のガスとして用いる。
In these operations, natural gas or flue gas is used as the injection gas.

本発明のガス発生器はガス注入用の煙道ガスを供給する
のに用いられる。
The gas generator of the invention is used to supply flue gas for gas injection.

この作業においては、ガス発生器をさく弁内に設置し、
ある期間連続的に作動させる。
In this work, a gas generator is installed inside the swell valve,
Operate continuously for a period of time.

空気を主酸化媒体として用いる場合は、煙道ガスは主と
して窒素および水蒸気から成る。
When air is used as the primary oxidizing medium, the flue gas consists primarily of nitrogen and water vapor.

水素豊富流を用いる場合は、過剰の水素が窒素または水
蒸気とともてオイル、サンド(0il−sand )自
注入用に得られる。
If a hydrogen-rich stream is used, excess hydrogen is obtained with nitrogen or steam for oil, sand, autoinjection.

熱ガスおよび揮発性水素は石油の粘度を低下させ、従っ
て石油は容易に採油井に流入する。
The hot gas and volatile hydrogen reduce the viscosity of the oil so it easily flows into the production well.

現場燃焼採取法によって採油するには、空気または煙道
ガスで稀釈した空気または空気および水を用いる。
Oil extraction by in situ combustion extraction uses air or air and water diluted with air or flue gas.

注入井で燃焼を起した後、前記の流体のどれかを用いて
燃焼を維持させ、石油を近くの採油井へ圧送する。
After combustion occurs in the injection well, one of the aforementioned fluids is used to sustain the combustion and pump the oil to a nearby production well.

本発明のガス発生器は前記機能のいずれをも満たすよう
に作動する。
The gas generator of the present invention operates to fulfill all of the above functions.

このガス発生器は過剰の酸素または空気で作動させられ
る。
This gas generator is operated with excess oxygen or air.

この場合には、未使用の酸素は岩層内に注入され、普通
の方法で燃焼帯を維持する役をなす。
In this case, unused oxygen is injected into the rock formation and serves to maintain the combustion zone in the usual way.

本発明のガス発生器は冷却剤として水および過剰の酸素
または空気で作動させられる。
The gas generator of the invention is operated with water as coolant and excess oxygen or air.

この場合には、熱湯または水蒸気および過剰の酸素がオ
イル、サンドに入る。
In this case, hot water or steam and excess oxygen enter the oil, sand.

水蒸気または熱湯はオイル。サンドを加熱する役をなし
、過剰の酸素は岩の孔内の燃焼を維持する。
Steam or boiling water is oil. It serves to heat the sand, and the excess oxygen sustains combustion within the rock's pores.

次に第20図を参照して、若干変形した第1図乃至第1
0図および第12図の装置を用いて地層内で炭化水素に
水素添加する方法を更に詳細に説明する。
Next, referring to Fig. 20, slightly modified Figs.
A method for hydrogenating hydrocarbons in a geological formation using the apparatus shown in FIGS. 0 and 12 will be described in more detail.

第20図において、囲い注入せん孔31は地面下の含油
層33を貫通している。
In FIG. 20, an enclosure injection hole 31 penetrates an oil-bearing layer 33 below the ground.

せん孔31から間隔をおいて採油せん孔501がある。There is an oil extraction hole 501 spaced apart from the hole 31 .

図には示さないが、他の間隔採油せん孔も用いられる。Although not shown, other spacing wells may also be used.

せん孔31内にはガス発生器39が設置されており、こ
の発生器には、地面に設置した水素生成器81および酸
素供給源83から水素および酸素が供給される。
A gas generator 39 is installed in the borehole 31, and hydrogen and oxygen are supplied to this generator from a hydrogen generator 81 and an oxygen supply source 83 installed on the ground.

せん孔ケーシング121は発生器の上方で封塞体125
によって封止される。
The perforation casing 121 has a closure 125 above the generator.
sealed by.

冷却および分離塔503が地面に設置されており、導管
505を介して採油井501に連結されている。
A cooling and separation tower 503 is installed in the ground and is connected to the production well 501 via a conduit 505.

前に述べたように、ガス発生器39は、燃焼帯67、冷
却環状室53および制限出口49を有する室を備えてい
る。
As previously mentioned, the gas generator 39 comprises a combustion zone 67 , a chamber with a cooling annular chamber 53 and a restricted outlet 49 .

生成器81からの水素は、調整弁89および導管93を
介してガス発生器に供給される。
Hydrogen from generator 81 is supplied to the gas generator via regulating valve 89 and conduit 93.

同様に、供給源83からの酸素は、調整弁103および
導管107を介してガス発生器に供給される。
Similarly, oxygen from source 83 is supplied to the gas generator via regulating valve 103 and conduit 107.

発生器における水素はソレノイド弁127によって燃焼
帯67および冷却環状室57へ送られる。
Hydrogen in the generator is directed by solenoid valve 127 to combustion zone 67 and cooling annular chamber 57 .

このソレノイド弁127け導線133を介して地面で制
御される。
This solenoid valve 127 is controlled on the ground via a conductor 133.

酸素はソレノイド弁129によって燃焼帯へ送られる。Oxygen is directed to the combustion zone by solenoid valve 129.

このソレノイド弁129は導線135を介して地面で制
御される。
This solenoid valve 129 is controlled from the ground via conductor 135.

供給された水素の量は充分に多くてガス発生器内で水素
豊富混合物を形成し、この混合物は導線155Aおよび
155Bに電流を通じてグロー・プラグまたはスパーク
・プラグ75を賦勢することによって点火される。
The amount of hydrogen supplied is sufficiently large to form a hydrogen-rich mixture within the gas generator, which mixture is ignited by energizing glow or spark plug 75 through electrical current through conductors 155A and 155B. .

熱電対161はガス発生器排出口の付近の温度を感知し
、温度データを導線165を介して地面へ送る。
Thermocouple 161 senses the temperature near the gas generator outlet and sends temperature data to the ground via conductor 165.

同様に、圧力変換器171は導線173を介してデータ
を送る。
Similarly, pressure transducer 171 sends data via lead 173.

採油を行うには、水素および酸素をガス発生器39Vc
供給して水素豊富可燃混合物を作り、この混合物を点火
かつ燃焼させて熱ガスを作る。
To extract oil, hydrogen and oxygen are supplied to a gas generator 39Vc.
supply to create a hydrogen-rich combustible mixture, which is ignited and combusted to create hot gas.

この熱ガスは制限出口49を通ってさく井孔31に入る
This hot gas enters the wellbore 31 through the restriction outlet 49.

このガスはさく井孔から、さく井ケーシングに貫通形成
された孔507を通って、地層33内に入る。
The gas enters the formation 33 from the wellbore through holes 507 formed through the wellbore casing.

この熱ガスは、主として水蒸気および水素で構成されて
おり、含油層33内に入る。
This hot gas is mainly composed of water vapor and hydrogen and enters the oil-containing layer 33 .

調整弁89および103により、ガス発生器からの排出
ガスの温度は規制され、地層内の石油を充分な温度に加
熱して炭化水素の鎖をより軽いセグメントに分離させ、
このセグイントはガス発生器からの水素と反応してより
軽いかつより低粘度の最終生成物を作る。
Regulating valves 89 and 103 regulate the temperature of the exhaust gas from the gas generator to heat the oil in the formation to a sufficient temperature to separate the hydrocarbon chains into lighter segments;
This seguint reacts with hydrogen from the gas generator to create a lighter and less viscous final product.

例えば、地層は約141kFj/cyi (2,000
psi )の圧力におイテ約399℃(750°F)の
温度に加熱される。
For example, the geological formation is about 141 kFj/cyi (2,000 kFj/cyi
psi) and heated to a temperature of approximately 399°C (750°F).

熱電対161および変換器171の出力を監視して、所
望の温度および圧力を得る。
The output of thermocouple 161 and transducer 171 is monitored to obtain the desired temperature and pressure.

地層内に存在する温度および圧力はせん孔内で測定され
るものよりも低いということを理解すべきである。
It should be understood that the temperatures and pressures existing within the formation are lower than those measured within the borehole.

いわゆる枯渇した含油層は地層内の孔空間の20乃至2
4%を占める残留石油を含んでいるが、この枯渇した含
油層に対しては、地層を約399℃(750’F)以上
に、なるべくは約593°C(約1,100’P)に加
熱して石油を充分に分解させることが必要である。
The so-called depleted oil-bearing layer consists of 20 to 20% of the pore space within the formation.
For depleted oil-bearing formations, the formation should be heated to above about 399°C (750'F), preferably about 593°C (about 1,100'P). It is necessary to heat the oil to sufficiently decompose it.

この約593°C(1,100°F)の上限は、メタン
が炭素と水素とに分解するのを防止するのに望ましいも
のである。
This upper limit of about 593°C (1,100°F) is desirable to prevent the decomposition of methane into carbon and hydrogen.

メタンは約649°C(約1,200’F)で分解する
Methane decomposes at about 1,200'F.

この方法は普通の水素分解法とはやや異っており、地面
下の地層は適当な触媒物質を含んでおらず、熱分解は水
素添加前に起らなければならない。
This method differs somewhat from conventional hydrogen cracking processes in that the subsurface formations do not contain suitable catalytic materials and pyrolysis must occur before hydrogenation.

水素と炭化水素セグメントとの反応が起ると、含油層内
の砂岩層を約399℃(750°F)に上げるのに必要
な量の5乃至15優に等しい量の熱が放出される。
When the reaction between the hydrogen and the hydrocarbon segments occurs, an amount of heat is released that is well between 5 and 15 times the amount required to raise the sandstone layer within the oil-bearing formation to about 399°C (750°F).

現場水素添加の計画の仕方は地層の孔空間内に存在して
いる石油の量による。
The way in-situ hydrogenation is planned depends on the amount of oil present within the pore space of the formation.

一般に、孔空間は含油層体積の38乃至42係である。Generally, the pore space is between 38 and 42 parts of the oil-bearing layer volume.

砂岩、石灰石または頁岩の層が残りの部分を占めている
Layers of sandstone, limestone or shale occupy the remainder.

42チの孔空間が一杯に占有されているとすれば、含油
層は、面積約4.050平方メートル(1エーカ)、厚
さ約4.050平方メートル(1フート)当り約492
キロリツトル(約3,100バレル)の石油を含む。
If the pore space of 42 inches is fully occupied, the oil-bearing layer will be approximately 492 mm thick per 1 acre and 1 foot thick.
Contains a kiloliter (approximately 3,100 barrels) of oil.

一般には、孔空間は一杯に占有されてはない。Generally, the pore space is not fully occupied.

孔空間の万有率が高い含油層に対して本発明における方
法を用いれば、温度は石油を熱的に分解するのに丁度充
分な高温に保持され、石油を先ず水素添加して液化する
When using the method of the present invention for oil-bearing formations with a high percentage of pore space, the temperature is maintained just high enough to thermally decompose the oil, which is first hydrogenated and liquefied.

占有率が20%に低下したら、温度を上げて残留してい
る石油を熱的に分解かつ水素添加してガスに変えること
が必要であり、このガスは地層の孔から逸出する。
Once the occupancy drops to 20%, it is necessary to raise the temperature to thermally decompose and hydrogenate the remaining oil into gas, which escapes through the pores of the formation.

この結果できた水素添加生成物は、その大半がメタン、
プロパンおよびブタンのようなより軽い最終生成物であ
る。
The resulting hydrogenation products are mostly methane,
lighter end products such as propane and butane.

次の表は種々の含油層深さに対して地層温度を約399
°C(750°F)K上げるに必要な熱の量を示すもの
である。
The following table shows formation temperatures of approximately 399°C for various oil-bearing depths.
It indicates the amount of heat required to raise the temperature by 750°F (°C) K.

上の表において、種々のさく井深さにおける温度は、深
さ10メートル当りの地熱上契約0.36℃(深さ10
0フィート当りの地熱上昇2°F)を基礎としたもので
ある。
In the table above, the temperature at various drilling depths is 0.36°C per 10 meters depth (10 meters deep).
It is based on a geothermal rise of 2°F per ft.

工程において消費される採取石油のパーセントは、軽い
最終生成物から効率50%の改質によって水素が生成さ
れることを基礎としている。
The percentage of extracted oil consumed in the process is based on hydrogen being produced by 50% efficiency reforming from the light end product.

採取された石油からの熱の若干は改良工程に使われるが
、これは計算には考慮してない。
Some of the heat from the extracted oil is used in the upgrading process, but this is not taken into account in the calculations.

水素添加において発生する熱は、約47.600Kca
l/Kl(30,000BTU/BBL)としてあり、
これは石油の加熱に割当てられ、石油加熱所要地から差
引いである。
The heat generated during hydrogenation is approximately 47.600Kca
l/Kl (30,000BTU/BBL),
This is allocated to oil heating and is deducted from the oil heating requirement.

若干の含油量に対しては、石油を熱的に分解する必要は
なく、水素化分解を行えばよい。
For some oil contents, it is not necessary to thermally crack the petroleum, but hydrocracking can be carried out.

すなわち、若干の地層においては極めて多種の痕跡元素
が存在しており、これが水素化分解に対する触媒として
働くからである。
That is, a very large variety of trace elements are present in some geological formations, and these act as catalysts for hydrocracking.

周知のように水素化分解は中程度の熱的分解と水素添加
との組合せであり、適当な触媒の存在において低温で行
われる。
Hydrocracking, as is well known, is a combination of moderate thermal cracking and hydrogenation, carried out at low temperatures in the presence of suitable catalysts.

若干の触媒があれば、水素化分解ば260°C(500
’F)のような低い温度においては、約35.2kg/
ff1(500psi )において行われる。
With some catalyst, hydrogen cracking can reach 260°C (500°C).
At low temperatures such as 'F), approximately 35.2 kg/
ff1 (500psi).

しかし、温度は、約427℃(約800’F)を上限と
して、もつと高くてもよい。
However, the temperature may be higher, up to about 800'F.

熱的分解および水素添加および水素化分解の詳細につい
ては、米国石油委員会(Nationalpetrol
etm Counci 1 )の報告書「新技術の米国
石油産業に対する影響、1946−1965J(Imp
act of New Technology on
the U、 S ・petroleum Indus
try 1946−1965 )、米国国会図書館カタ
ログ、カード番号67へ31533を参照されたい。
For more information about thermal cracking and hydrogenation and hydrocracking, see the National Petroleum Commission.
etm Council 1) report, “The Impact of New Technologies on the U.S. Petroleum Industry, 1946-1965J (Imp.
act of New Technology on
the U, S ・petroleum Indus
Try 1946-1965), Library of Congress Catalog, Card No. 67 to 31533.

薄い含油層に対しては、上の被覆層および下の被覆層へ
の熱の逃げを考慮に入れて熱を供給する必要がある。
For thin oil-containing layers, heat must be supplied taking into account the escape of heat to the upper and lower coating layers.

このことは上の表には考慮してない。触媒なしの熱的分
解に引続いて水素添加を行う場合には、最初は約704
℃(1,3o o T )乃至871℃(1,600’
F)付近の温度でガスを導入して地層内の迅速な熱の移
動を補償する。
This is not taken into account in the table above. If the hydrogenation is carried out following a catalytic thermal decomposition, initially about 704
°C (1,3 o o T ) to 871 °C (1,600'
F) Introducing gas at nearby temperatures to compensate for rapid heat transfer within the formation.

次いで温度を約482℃(900’F)に下げて、熱せ
られた含油層内の石油の最初の熱的分解を開始させ、含
油量が最低熱的分解温度になったら、ガス発生器排出ガ
スを約399℃(750’F)に下げる。
The temperature is then lowered to approximately 482°C (900'F) to initiate the initial thermal cracking of the oil in the heated oil-bearing formation, and once the oil content is at the minimum thermal cracking temperature, the gas generator exhaust gas is to about 399°C (750'F).

これは、水素添加の熱により、含油層を通って移動する
前面における温度が上って分解に寄与するといりことに
依存するわけである。
This depends on the fact that the heat of hydrogenation raises the temperature at the front moving through the oil-bearing layer, contributing to decomposition.

地層の組成が解ってない場合は、ガス発生器を最初は低
温でガスを作るように作動させて、軽い炭化水素がせん
孔501から水素化分解によって採取されるかどうかを
調べる。
If the composition of the formation is not known, the gas generator is initially operated to produce gas at a low temperature to determine whether light hydrocarbons can be extracted from the borehole 501 by hydrocracking.

採取ができなかったら、ガス発生器をより高い温度で作
動させて熱的分解を開始させ、次いで水素添加を行わせ
る。
If extraction is not possible, the gas generator is operated at a higher temperature to initiate thermal decomposition, followed by hydrogenation.

触媒なしの熱的分解とこれに続く水素添加によるか、ま
たは水素化分解による水素添加から生じたガスおよび液
体は、せん孔ケーシング511を貫通して形成された孔
509を通ってせん孔501内に入り地面へ出る。
Gases and liquids resulting from catalyst-free thermal cracking followed by hydrogenation or from hydrogenation by hydrocracking enter the borehole 501 through holes 509 formed through the borehole casing 511. Go out to the ground.

地面において、ガスおよび液体は導管505を通って冷
却および分離塔503に入る。
At ground level, gas and liquid enter cooling and separation tower 503 through conduit 505.

液体およびガスは塔内で分離され、液体は導管513を
通って貯液槽515に入る。
Liquid and gas are separated in the column and the liquid enters reservoir 515 through conduit 513.

ガスは塔503の頂部から導管517を通って圧縮機5
19へ入る。
Gas passes from the top of column 503 through conduit 517 to compressor 5.
Enter 19.

圧縮機519はガスを、約176kg/criF (2
,500psi )にせん孔31に先立つ装置内で起り
得る圧力低下分を加えた値の圧力に圧縮する。
The compressor 519 compresses gas at approximately 176 kg/criF (2
, 500 psi) plus any pressure drop that may occur in the equipment prior to the borehole 31.

圧縮機519から、ガスは導管521を通って水素生成
器81へ流れる。
From compressor 519, gas flows through conduit 521 to hydrogen generator 81.

若干の適用においては、適切な制御のためには、圧力を
約246kg/i(3,800psi )に上げて発生
器ノズルまたは出口49を通る音速を保持することが必
要である。
In some applications, proper control requires increasing the pressure to about 3,800 psi to maintain the velocity of sound through the generator nozzle or outlet 49.

水素生成器81における水素生成は水を用いる改質また
は部分的酸化によってなされる。
Hydrogen generation in the hydrogen generator 81 is performed by reforming or partial oxidation using water.

部券的酸化を用いる場合は、導管523を酸素供給源8
3から水素生成器81へ接続する。
When partial oxidation is used, conduit 523 is connected to oxygen source 8.
3 to the hydrogen generator 81.

酸素供給源83はタンクであってよく、商業的供給源か
らの、または現場の空気から酸素への変換器からの酸素
で満たされる。
Oxygen source 83 may be a tank filled with oxygen from a commercial source or from an on-site air-to-oxygen converter.

所要の高圧は約176に、y/cffl(2,500p
si )乃至267 kg/ff1(3,800psi
)であり、液体酸素を密閉容器内で気化させることによ
って便利に得られる。
The required high pressure is approximately 176, y/cffl (2,500p
si ) to 267 kg/ff1 (3,800 psi
), which is conveniently obtained by vaporizing liquid oxygen in a closed container.

第20図の水素添加処理においては、前述のように、水
でなく水素がガス発生器の冷却環状室53Vc供給され
る。
In the hydrogenation process shown in FIG. 20, as described above, hydrogen instead of water is supplied to the cooling annular chamber 53Vc of the gas generator.

これは第12図の変形を用いることによってなされる。This is done by using the modification of FIG.

この代替手段としては、孔を、ガス発生器の導管57を
貫通して壁45と55との間の高さに形成し、これによ
り、水素が導管57と71との間の環状通路から前記孔
を通って空所59に流入し、次いで環状室53に流入す
るようにする。
As an alternative to this, a hole is formed through the gas generator conduit 57 at a level between the walls 45 and 55, so that hydrogen can pass from the annular passage between the conduits 57 and 71 to said Through the holes it flows into the cavity 59 and then into the annular chamber 53.

この代替手段においては、水制御弁131も導管77も
使用せず、壁45を通る空所59への入口を塞ぐ。
In this alternative, neither water control valve 131 nor conduit 77 is used and the entrance to cavity 59 through wall 45 is closed.

せん孔内弁127を用いて主燃焼帯および環状室53の
双方への水素の流量を制御する。
An in-borehole valve 127 is used to control the flow of hydrogen into both the main combustion zone and the annular chamber 53.

過剰の水素をガス発生器の燃焼帯に導入し、水素豊富混
合物を作ってガス発生器の主燃焼帯内の温度を下げ、か
つ、過剰の熱い水素を供給して現場での水素添加を行う
Introducing excess hydrogen into the combustion zone of the gas generator to create a hydrogen-rich mixture to reduce the temperature in the main combustion zone of the gas generator and supplying excess hot hydrogen for on-site hydrogen addition. .

水素はまた環状室53へも供給される。Hydrogen is also supplied to the annular chamber 53.

環状室53を流れる水素は内部シェル51を冷却し、孔
63を通って流れて燃焼ガスを所望の温度に冷却する。
Hydrogen flowing through the annular chamber 53 cools the inner shell 51 and flows through the holes 63 to cool the combustion gases to the desired temperature.

環状室53を流れ混合帯69に入る水素が冷却作用を行
うと、この水素は熱せられて水素添加のための一層多く
の熱水素を供給することになる。
As the hydrogen flowing through the annular chamber 53 and entering the mixing zone 69 performs a cooling action, it is heated to provide more hot hydrogen for hydrogenation.

水素と酸素との燃焼から生ずる水蒸気および過剰の熱水
素は、次いで、出口ノズル49を通って地層内に流入す
る。
Water vapor and excess hot hydrogen resulting from the combustion of hydrogen and oxygen then flows into the formation through outlet nozzle 49.

水素のほかに水も用いて発生器を冷却することもでき、
この水はせん扛上貯水槽85から供給できる。
In addition to hydrogen, water can also be used to cool the generator.
This water can be supplied from the water tank 85.

貯水槽85から、水は処理装置111へ供給され、次い
でポンプ113によって導管115を通ってせん孔31
内に送られる。
From the water storage tank 85, water is supplied to the treatment device 111 and then by the pump 113 through the conduit 115 to the borehole 31.
sent within.

水素導管からの水素は封塞体を膨らますのに用いられ、
せん孔のハウジング43Aとケーシング121との間の
封止を形成する。
Hydrogen from the hydrogen conduit is used to inflate the closure;
A seal is formed between the borehole housing 43A and the casing 121.

水素導管57からの水素は導管211を通じて環状室1
25Aに注入される。
Hydrogen from the hydrogen conduit 57 passes through the conduit 211 to the annular chamber 1.
Injected into 25A.

導管211は水素導管93にせん孔内弁127の上方で
連結されている。
Conduit 211 is connected to hydrogen conduit 93 above borehole valve 127 .

以上については第1図および第6図を参照されたい。For the above, please refer to FIGS. 1 and 6.

せん孔内装置が第1図に示すような所定位置にあり、か
つ全てのせん孔内弁が閉じている状態からの稼動開始は
次のようにして行われる。
The operation is started in the following manner when the borehole device is in a predetermined position as shown in FIG. 1 and all the borehole valves are closed.

水素および酸素をせん孔内配管に導入し、調整弁89お
よび103を開くことによって所定圧となす。
Hydrogen and oxygen are introduced into the piping inside the borehole, and the regulating valves 89 and 103 are opened to achieve a predetermined pressure.

せん孔内導管93に導入されると、水素は封塞体125
を膨らませ、ハウジング43Aとせん孔ケーシング12
1との間の封止を形成する。
When introduced into the borehole conduit 93, hydrogen enters the sealing body 125.
Inflate the housing 43A and the punching casing 12.
1 to form a seal.

次いで水をさく井ケーシングに導入し、ケーシングを一
杯にまたは部分的に満たす。
Water is then introduced into the well casing, filling it fully or partially.

これは駆動ポンプ113によってなされる。This is done by drive pump 113.

水は更にせん孔内封塞体封止に圧力を加える。The water also applies pressure to the borehole closure seal.

点火制御器153ならびに酸素および水素のソレノイド
弁127および129を次の順序で作動させる。
Activate the ignition controller 153 and oxygen and hydrogen solenoid valves 127 and 129 in the following order.

駆動制御器153を作動させることによって点火器を作
動開始させる。
The igniter is started by operating the drive controller 153.

駆動制御器143を作動させることによって酸素弁12
9を開いて僅かに酸素を先行させる。
Oxygen valve 12 by actuating drive controller 143
9 to allow a slight amount of oxygen to precede.

次に、制御器141を作動させることによって水素弁1
27を開く。
Next, by operating the controller 141, the hydrogen valve 1
Open 27.

この順序は、これら制御器141.143および153
を手動で制御するか、またはこれらの制御器を自動せん
扛上制御装置によって制御することによって行う。
This order is such that these controllers 141, 143 and 153
manually or by controlling these controllers by an automatic lifting controller.

この時点において、せん孔圧力変換器171の特性信号
によって、メータ175上に、正常の始動が得られたか
どうかが示され、熱電対ば、導管165に接続されたメ
ータ164によって、所望の温度が保持されているかど
うかを示す。
At this point, the characteristic signal of the borehole pressure transducer 171 indicates on the meter 175 whether a normal start-up has been obtained, and the desired temperature is maintained by the meter 164 connected to the thermocouple conduit 165. Indicates whether the

水素流量制御器163け熱電対161に従って作動せし
められ、水素流量を自動的に制御する。
The hydrogen flow controller 163 is operated according to the thermocouple 161 to automatically control the hydrogen flow rate.

水素対酸素比は、水素弁および酸素弁を手動で制御する
か、これら弁を自己同期的に連結するか、または流量計
105および91からの出力をコンパレータ90に与え
ることによって制御され、コンパレータ90は電気出力
を発生して酸素調整弁を適当な方向へ動かして所望の水
素−(1素比を保持させる。
The hydrogen to oxygen ratio is controlled by manually controlling the hydrogen and oxygen valves, by self-synchronously linking the valves, or by providing the outputs from flow meters 105 and 91 to comparator 90 . generates an electrical output to move the oxygen regulating valve in the appropriate direction to maintain the desired hydrogen-(1) ratio.

稼動停止は次のようにして行う。The operation is stopped as follows.

先ずせん孔内酸素弁129を閉じ、次に水素弁127を
閉じる。
First, the in-bore oxygen valve 129 is closed, and then the hydrogen valve 127 is closed.

点火器の作動停止は手動で行うかまたは始動した後のタ
イマによって行う。
The igniter can be deactivated manually or by a timer after starting.

前述のように、過剰の水素(水素豊富)をガス発生器の
燃焼帯に導入して、ガス発生器の主燃焼帯における温度
を下げ、′かつ、過剰の熱水素を提供して石油の水素添
加を行って粘度のより小さな炭化水素を形成する。
As previously mentioned, excess hydrogen (hydrogen-rich) is introduced into the combustion zone of the gas generator to reduce the temperature in the main combustion zone of the gas generator and provide excess thermal hydrogen to increase the hydrogen content of the petroleum. Additions are made to form less viscous hydrocarbons.

水素を化学量論的に酸素と燃焼させることによって得ら
れる最高温度は大気圧において約2,760°C(約5
,000°F)またはこれよりもやや高い。
The maximum temperature obtained by stoichiometric combustion of hydrogen with oxygen is approximately 2,760°C (approximately 5°C) at atmospheric pressure.
,000°F) or slightly higher.

水素豊富混合物を用いることにより、主燃焼帯における
温度は、燃焼の停止することなしに、約982°c(i
、ooooF)に下がる。
By using a hydrogen-rich mixture, the temperature in the main combustion zone is approximately 982 °C (i
, ooooF).

水素豊富混合物で主燃焼帯の温度を下げることは、ガス
発生器を普通の材料で作ることができるという利点があ
る。
Reducing the temperature of the main combustion zone with a hydrogen-rich mixture has the advantage that the gas generator can be made of common materials.

主燃焼帯の温度をこの所望の温度まで下げるためには、
水素の流量は化学量論的燃焼に必要女流量の4乃至6倍
となる。
In order to reduce the temperature of the main combustion zone to this desired temperature,
The flow rate of hydrogen is 4 to 6 times the flow rate required for stoichiometric combustion.

所望の温度低下の程度により、他の流量を用いる。Other flow rates are used depending on the degree of temperature reduction desired.

また前述したように、水素を環状室を流通させてガス発
生器を冷却し、排出ガスの温度を更に約982℃(1,
800’F)以下の所望の温度まで下げ、また、一層多
くの熱水素を提供して水素添加を行う。
Furthermore, as mentioned above, the gas generator is cooled by passing hydrogen through the annular chamber, and the temperature of the exhaust gas is further lowered to approximately 982°C (1,
Hydrogenation is performed by lowering the temperature to the desired temperature below 800'F) and providing more hot hydrogen.

水素添加処理において、若干の場合には、冷却用に水素
の代りに水を環状室53を流通させるのが望ましい。
In the hydrogenation process, in some cases it is desirable to flow water through the annular chamber 53 instead of hydrogen for cooling purposes.

しかし、この場合には、水素添加用に提供される水素の
量は減る。
However, in this case the amount of hydrogen provided for hydrogenation is reduced.

水け、前述のように、弁131および導管77を用いる
ことによって環状室53を流通させられる。
Drainage is communicated through the annular chamber 53 by using valve 131 and conduit 77, as described above.

水素添加および採油処理を地面下の地層内の石油の現場
における水素添加について説明したが、この処理は、炭
層または油母頁岩層を横切るせん孔内にガス発生器を用
いて石炭または油母頁岩の現場における水素添加を行う
ことができる。
Although the hydrogenation and oil extraction process has been described as the in-situ hydrogenation of petroleum in underground formations, this process involves the in-situ hydrogenation of coal or oil-bearing shale using a gas generator in a borehole across the coal seam or oil-bearing shale formation. It can be performed.

頁岩に適用する場合には、水素添加処理の前に頁岩を破
砕する。
When applied to shale, the shale is crushed before the hydrogenation treatment.

図には示していないが、要すれば採油弁用の周知のポン
プ装置を用いる。
Although not shown in the figure, a well-known pump device for the oil extraction valve is used if necessary.

若干の場合には、酸化剤として酸素の代りに空気を用い
ることができる。
In some cases, air can be used in place of oxygen as the oxidizing agent.

次に第21図、第22A図、第22B図および第23図
を参照して、せん孔31内において、メタンを酸素で燃
焼させ、発生したガスを水で冷却して水素、水蒸気およ
び二酸化炭素を発生させて、せん孔によって貫通された
地面下の含油層33からの石油採取を行うようにした本
発明の装置について説明する。
Next, referring to FIGS. 21, 22A, 22B, and 23, methane is combusted with oxygen in the borehole 31, and the generated gas is cooled with water to produce hydrogen, water vapor, and carbon dioxide. The apparatus of the present invention, which extracts oil from the underground oil-bearing layer 33 penetrated by a borehole, will be described.

発生した水蒸気および熱ガスは地層33内の石油を地層
33を貫通する他の間隔せん孔(図示せず)へ送って採
油できるようにする。
The generated steam and hot gases direct the oil in formation 33 to other spaced boreholes (not shown) through formation 33 for oil extraction.

水素はまた、その低分子量により、地層によく浸透し、
石油の水素添加を行って粘度のよい低い炭化水素を形成
する。
Hydrogen also penetrates well into geological formations due to its low molecular weight,
Hydrogenation of petroleum to form low viscosity hydrocarbons.

二酸化炭素はまた、石油を前記せん孔から膨張させ、そ
の粘度を低下させる働きをなす。
The carbon dioxide also serves to expand the petroleum out of the borehole and reduce its viscosity.

第21図に示すように、ガス発生器39はせん孔内に含
油層33の水準またはこの水準付近に設置される。
As shown in FIG. 21, the gas generator 39 is installed in the borehole at or near the level of the oil-containing layer 33.

酸素および好ましくはメタンである炭化水素ガスは地面
からガス発生器に供給されて可燃混合物を作り、この混
合物は発生器器内で点火され燃焼させられる。
Oxygen and a hydrocarbon gas, preferably methane, are fed from the ground to a gas generator to create a combustible mixture that is ignited and combusted within the generator vessel.

炎温度はメタンの分解温度よりも低く保持し、炭素の遊
離を防止し、かつ、メタンのほぼ全量を一酸化炭素ガス
および水素ガスに変える。
The flame temperature is kept below the decomposition temperature of methane to prevent the liberation of carbon and convert almost all of the methane to carbon monoxide and hydrogen gas.

これらのガスは更に酸素を供給して燃焼させ、二酸化炭
素および水素を作る。
These gases are further supplied with oxygen and combusted to produce carbon dioxide and hydrogen.

ガス発生器ならびに発生した二酸化炭素ガスおよび水素
は水で冷却され、この水は水蒸気となシ、これにより、
水素、水蒸気および二酸化炭素がガス発生器から地層内
に注入される。
The gas generator and the generated carbon dioxide gas and hydrogen are cooled with water, which turns into water vapor, thereby
Hydrogen, water vapor and carbon dioxide are injected into the formation from a gas generator.

第22A図、第22B図および第23図について説明す
ると、ガス発生器39けせん孔内に設置されたハウジン
グ43内に支持された外部筒状シェル41を備えている
Referring to FIGS. 22A, 22B, and 23, the gas generator 39 includes an outer cylindrical shell 41 supported within a housing 43 installed within the borehole.

外部シェル41は上端部45を有し、これを貫通して供
給導管および他の部材が延びている。
Outer shell 41 has an upper end 45 through which supply conduits and other elements extend.

シェル41はまた下端部47を有し、これを貫通して径
小の出口ノズル49が延びている。
Shell 41 also has a lower end 47 through which a reduced diameter outlet nozzle 49 extends.

外部シェル41内には内部シェル51が支持されており
、この内部シェルと外部シェルとの間に冷却環状室53
が形成されている。
An inner shell 51 is supported within the outer shell 41, and a cooling annular chamber 53 is provided between the inner shell and the outer shell.
is formed.

内部シェルは上部壁55を有し、この壁は導管57に接
続されており、この導管は上部壁45を貫通して延びか
つこの壁に接続されている。
The inner shell has a top wall 55 connected to a conduit 57 extending through and connected to the top wall 45 .

導管57は後述するように供給導管の一つを形成し、ま
た、外部シェル内に内部シェル51を支持し、環状室5
3を形成し、また壁45と55との間に上部空所59を
形成している。
Conduit 57 forms one of the supply conduits, as will be described below, and also supports inner shell 51 within the outer shell and is connected to annular chamber 5.
3 and an upper cavity 59 between walls 45 and 55.

空所59は、第9図に示すように、環状室53と連通し
ている。
The cavity 59 communicates with the annular chamber 53, as shown in FIG.

内部シェル51の反対端部ば61で開放している。The opposite end of the inner shell 51 is open at a flange 61.

内部シェルの下端部を貫通して複数の孔63が設けられ
ており、これら孔は環状室53から内部シェルの内部へ
の通路を形成し、冷却流体を流通させるようになってい
る。
A plurality of holes 63 are provided through the lower end of the inner shell, forming a passageway from the annular chamber 53 to the interior of the inner shell for the passage of cooling fluid.

内部シェル内にはその上端部に耐熱性ライナ65が支持
されており、このライナは燃焼帯68およびこの燃焼帯
の下流側に位置する第2の帯域68を形成する。
A refractory liner 65 is supported within the inner shell at its upper end and defines a combustion zone 68 and a second zone 68 located downstream of the combustion zone.

ライナは保持リング53Aによって支持されており、か
つ上部壁部65Aを有し、この上部壁部を貫通して供給
導管および他の部材が延びている。
The liner is supported by a retaining ring 53A and has a top wall 65A through which supply conduits and other components extend.

孔63の高さにおける内部シェルの部分はガスおよび水
の混合帯69となる。
The part of the inner shell at the level of the holes 63 becomes a gas and water mixing zone 69.

導管57は壁45および55を貫通し、かつ上部ライナ
壁65Aを貫通してライナ65の内部へ延びている。
Conduit 57 extends through walls 45 and 55 and into the interior of liner 65 through upper liner wall 65A.

導管57内に同軸的にかつこれから内方へ間隔をおいて
2つの同軸導管71および72が設置されており、これ
ら同軸導管は互いから間隔をおきかつ燃焼帯67へ延び
ている。
Coaxially within the conduit 57 and spaced inwardly therefrom are two coaxial conduits 71 and 72 which are spaced apart from each other and extend into the combustion zone 67 .

導管72は導管57と72との間に接続されたスペーサ
72Aによって所定位置に保持されている。
Conduit 72 is held in place by a spacer 72A connected between conduits 57 and 72.

第1の環状通路13が同軸導管71と72との間に形成
されており、第2の環状通路74が同軸導管72と15
との間に形成されている。
A first annular passage 13 is formed between coaxial conduits 71 and 72 and a second annular passage 74 is defined between coaxial conduits 72 and 15.
is formed between.

メタンは導管71を通ってガス発生器の燃焼帯67内に
導入され、酸素は導管57に接続された導管57Aを通
って供給される。
Methane is introduced into the combustion zone 67 of the gas generator through conduit 71 and oxygen is supplied through conduit 57A connected to conduit 57.

酸素は2つの通路に分かれて2つの環状通路73および
74を流通する。
Oxygen is divided into two passages and flows through two annular passages 73 and 74.

環状通路73を通る酸素は燃焼帯67に流入し、メタン
と組合わさって燃焼帯内にガスの可燃混合物を形成する
Oxygen through annular passage 73 enters combustion zone 67 and combines with methane to form a combustible mixture of gases within the combustion zone.

このガスの可燃混合物は点火器75によって点火され、
燃焼させられる。
This combustible mixture of gases is ignited by an igniter 75;
be burned.

丁度充分な酸素が環状通路73を通って供給され、燃焼
の温度を炎正面において約649°G(1,200°F
)以下に保持し、これにより、メタン中の炭素のほぼ全
部が酸素と反応して一酸化炭素および遊離水素を作る。
Just enough oxygen is supplied through the annular passage 73 to bring the temperature of combustion to about 649°G (1,200°F) at the flame front.
), which causes nearly all of the carbon in the methane to react with oxygen to form carbon monoxide and free hydrogen.

従って、炭素の遊離は防止または最少限化される。Carbon liberation is thus prevented or minimized.

このことは、もし炭素があったとすると燃焼室を詰らせ
、また、せん孔内作業において砂岩面を詰まらせるので
、好ましいことである。
This is desirable since carbon, if present, would clog the combustion chamber and also clog the sandstone face during downhole operations.

燃焼帯の全体的温度は約1320℃(約2,400°F
)である。
The overall temperature of the combustion zone is approximately 1320°C (approximately 2400°F).
).

メタンおよび酸素の各々の単位重量当りの熱量をもつと
増し、従って所要のメタンおよび酸素の費用を減らすた
めには、温度をもつと高めることが望ましい。
It is desirable to increase the temperature in order to increase the calorific value per unit weight of methane and oxygen, and thus to reduce the cost of the required methane and oxygen.

高温は、追加の酸素を供給して一酸化炭素および水素を
燃焼させることによって得られる。
High temperatures are obtained by providing additional oxygen to burn off carbon monoxide and hydrogen.

この酸素の追加供給は第2の環状通路74を通じてなさ
れる。
This additional supply of oxygen is provided through the second annular passage 74.

このようにして環状通路74を流れる酸素は第2の帯域
68に流入し、そこで、燃焼帯67からの一酸化炭素お
よび水素がこの追加供給の酸素で燃焼させられ、温度を
約2.0900C(約3,800°F)乃至2,200
℃(4,000°F)に高め、また、二酸化炭素および
水素が生じる。
The oxygen thus flowing through the annular passage 74 enters the second zone 68 where the carbon monoxide and hydrogen from the combustion zone 67 are combusted with this additional supply of oxygen, raising the temperature to about 2.0900C ( approximately 3,800°F) to 2,200°F
(4,000°F) and also produces carbon dioxide and hydrogen.

ガスは帯域68から混合帯69へ流れ、そこで、含油層
への注入前に、水で約284℃(約544’F)に冷や
される。
The gas flows from zone 68 to mixing zone 69 where it is cooled with water to about 544'F before injection into the oil-bearing formation.

充分な水が加えられて約70.3kg/ffl (1,
000psi )の室圧で80%品質の水蒸気が作られ
、水素および二酸化炭素とともに注入される(水蒸気の
品質とは蒸気の形におけろ水のパーセントである)。
Approximately 70.3 kg/ffl (1,
80% quality steam is produced at a room pressure of 0,000 psi) and injected with hydrogen and carbon dioxide (steam quality is the percentage of water in steam form).

水は、外部シェル41の上部壁45を通って延びる導管
77(第4図も参照)を通じて環状室53に供給される
Water is supplied to the annular chamber 53 through a conduit 77 (see also FIG. 4) extending through the upper wall 45 of the outer shell 41.

導管77から、水は壁45と55との間に形成された空
所を通じて環状室53に流れる。
From conduit 77, water flows into annular chamber 53 through a cavity formed between walls 45 and 55.

水は内部シェル51を冷却し、そして、孔63を通って
流れて燃焼ガスを冷却し、水蒸気を作る。
The water cools the inner shell 51 and flows through the holes 63 to cool the combustion gases and create water vapor.

水蒸気、水滴、水素および二酸化炭素の混合物は出口ノ
ズル49を通過して地層内に入る。
The mixture of water vapor, water droplets, hydrogen and carbon dioxide passes through outlet nozzle 49 and enters the formation.

排出ノズル49は室の内径と比較して小さいので、発生
器内に発生する圧力は、外部圧力(含油層の圧力)が内
部圧力の値の約80係に近づくまでは、外部圧力による
格別の影響を受けない。
Since the discharge nozzle 49 is small compared to the inner diameter of the chamber, the pressure generated in the generator will not be significantly affected by the external pressure until the external pressure (pressure in the oil-bearing layer) approaches approximately 80 times the value of the internal pressure. Not affected.

従って、成る設定したガス発生器圧力に対しては、外部
圧力(含油層圧力)が内部ガス圧力の約80係に近づく
までは、発生器に流入する諸成分の流量を変える必要は
ない。
Therefore, for a set gas generator pressure, it is not necessary to change the flow rates of the components entering the generator until the external pressure (oil-bearing layer pressure) approaches approximately 80 parts of the internal gas pressure.

炭素の全部を一酸化炭素に変える燃焼帯内の酸素対メタ
ンの最低比は酸素1.1キログラム対メタン1キログラ
ムである。
The minimum ratio of oxygen to methane in the combustion zone that converts all of the carbon to carbon monoxide is 1.1 kilograms of oxygen to 1 kilogram of methane.

帯域68内の第2過程に使用される酸素の量は、一酸化
炭素の全部を二酸化炭素に変えるに必要な量、最高規定
温度、および、砂岩面に通じて含油層に注入したい水素
の量による。
The amount of oxygen used in the second step in zone 68 depends on the amount needed to convert all of the carbon monoxide to carbon dioxide, the maximum specified temperature, and the amount of hydrogen that is desired to be injected into the oil-bearing formation through the sandstone face. by.

通路73および74への酸素の分流はオリフィス板78
によって実験的に調節され、このオリフィス板は環状通
路74の出口を所望だけ覆う大きさに作られる。
Diversion of oxygen to passages 73 and 74 is achieved by orifice plate 78.
The orifice plate is sized to cover the outlet of the annular passageway 74 as desired, as adjusted experimentally.

図には示してないが、うづ巻具が通路74の端部に設け
てあり、通路74を通って外方へ流れ燃焼帯67を通過
して第2の帯域68へ流れる酸素をうず巻かせ、これに
遠心力を与える。
Although not shown, swirlers are provided at the ends of passageway 74 to swirl the oxygen flowing outwardly through passageway 74 through combustion zone 67 and into second zone 68. skein and apply centrifugal force to it.

要すれば、うず巻具を導管71の端部および環状通路7
3の端部に設け、メタンおよび酸素を互いに反対方向に
うず巻かせて適切に混合させ、所望の可燃混合物を燃焼
帯67内に作る。
If desired, the spiral winder is attached to the end of the conduit 71 and the annular passage 7.
3 and swirl the methane and oxygen in opposite directions to ensure proper mixing and create the desired combustible mixture within the combustion zone 67.

第23図を参照して説明すると、水を通すための冷却管
79が設けてあってバーナ、チップを冷却する。
Referring to FIG. 23, a cooling pipe 79 for passing water is provided to cool the burner and chips.

ガス発生器を取巻くハウジングまたはジャケット43は
発生器の外壁41とともに環状室80を形成している。
A housing or jacket 43 surrounding the gas generator forms an annular chamber 80 with the outer wall 41 of the generator.

水は環状室80内に供給され、発生器からの熱は環状室
80内の水温を上げ、この水は、次いで対流によって、
発生器の上方の室80A内の水と混合して導管57Aお
よび71を加熱する。
Water is supplied into the annular chamber 80, heat from the generator raises the temperature of the water within the annular chamber 80, and this water then flows through convection into the annular chamber 80.
It mixes with water in chamber 80A above the generator to heat conduits 57A and 71.

これらの導管は、要すれば、適当な表面積を有するよう
にコイル形圧巻かれ、メタンおよび酸素を予熱する。
These conduits are optionally coiled to have a suitable surface area to preheat the methane and oxygen.

第21図について説明すると、メタン、酸素および水け
、メタン供給源81、酸素供給源83および水供給源8
5により、せん孔内に設置された発生器に供給される。
To explain FIG. 21, methane, oxygen and water, methane supply source 81, oxygen supply source 83 and water supply source 8
5 is supplied to a generator installed in the borehole.

メタンは、圧縮機87により、次いで調整弁89、流量
計91を通り、そして、配管用リールおよび装置95に
よってせん孔内に挿入された導管93を通って供給され
る。
Methane is supplied by a compressor 87, then through a regulating valve 89, a flow meter 91, and through a conduit 93 inserted into the borehole by a piping reel and device 95.

酸素は、圧縮機101により、次いで調整弁103、流
量計105を通り、そして、配管用リールおよび装置1
09によってせん孔内に挿入された導管107を通って
せん孔内に供給される。
Oxygen is passed through a compressor 101, then through a regulating valve 103, a flow meter 105, and then to a piping reel and apparatus 1.
09 into the borehole through a conduit 107 inserted into the borehole.

貯水槽85から、水が水処理装置111に供給され、次
いでポンプ113により、導管115を通ってせん孔3
1内に送られる。
From the water storage tank 85, water is supplied to the water treatment device 111 and then pumped by the pump 113 through the conduit 115 to the borehole 3.
Sent within 1.

第21図において、せん孔内の水は117で示しである
In FIG. 21, water in the borehole is indicated by 117.

せん孔31は鋼ケーシング121で囲われており、上部
さく弁頭123を有し、このさく弁頭を通って全ての導
管、導線およびケーブルが延びている。
The borehole 31 is surrounded by a steel casing 121 and has an upper spigot head 123 through which all conduits, conductors and cables extend.

せん孔内には、ガス発生器の上方にその近くに封塞体1
25が設置されており、これを通って導管、ケーブルお
よび導線が延びている。
Inside the borehole, a sealing body 1 is placed above and near the gas generator.
25 is installed through which conduits, cables and conductors extend.

発生器へのメタン、酸素および水の流量はソレノイド作
動弁127,129および131によって制御され、こ
れらの弁は、せん孔内に、ガス発生器の近くに、封塞体
の上方に設置されている。
The flow of methane, oxygen and water to the generator is controlled by solenoid operated valves 127, 129 and 131, which are located in the borehole, near the gas generator and above the closure. .

弁127゜129および131は導線133 、135
および137を有し、これら導線は、地面へ、ソレノイ
ド制御器141,143および145に延びており、せ
ん孔内弁の開閉を地面から別々に制御するようになって
いる。
Valves 127, 129 and 131 are connected to conductors 133, 135
and 137, and these conductors extend to the ground to solenoid controllers 141, 143 and 145 for separately controlling the opening and closing of the borehole valves from the ground.

制御器141,143および145は実際にはスイッチ
であり、これらスイッチは別々に作動させられて弁12
7,129および131のせん孔内コイルへの電気エネ
ルギーの供給を制御する。
Controllers 141, 143 and 145 are actually switches that are actuated separately to control valve 12.
7, 129 and 131 to control the supply of electrical energy to the borehole coils.

弁127はメタン導管93および71(第21図)に連
結されており、弁129は酸素導管107および57A
(第21図)に連結されている。
Valve 127 is connected to methane conduits 93 and 71 (FIG. 21), and valve 129 is connected to oxygen conduits 107 and 57A.
(Fig. 21).

弁131は水導管77(第21図:に連結されており、
かつ入口147を有し、弁131が開いた時に1ケーシ
ング内の水をガス発生器へ流すようになっている。
The valve 131 is connected to the water conduit 77 (Fig. 21:
It also has an inlet 147, so that when the valve 131 is opened, water in one casing flows into the gas generator.

点火器75はスパーク、プラグまたは電極を備えておシ
、この電極は壁45および55を通り、そして、ライナ
壁65Aを通して形成された孔65B内に延び、これに
よシ、燃焼帯61内のガスに露出する。
The igniter 75 includes a spark, plug, or electrode that extends through walls 45 and 55 and into a hole 65B formed through liner wall 65A, thereby providing a spark within combustion zone 61. Exposure to gas.

点火器75は導線151Aおよび151Bを介してせん
孔内変圧器149に連結されている。
Igniter 75 is connected to borehole transformer 149 via conductors 151A and 151B.

この変圧器は導線155Aおよび155Bを介してせん
扛上点火制御器153に連結されている。
This transformer is connected to a spark ignition controller 153 via conductors 155A and 155B.

せん扛上点火制御器153//iスイッチを備えており
、せん孔内変圧器149への、従ってまた点火器75へ
の電気エネルギーの供給を制御するようになっている。
A perforation ignition controller 153//i switch is provided to control the supply of electrical energy to the perforation transformer 149 and thus also to the igniter 75.

熱電対161がガス発生器によって燃焼帯67内に支持
されており、かつ、導線165を介してせん扛上メタン
流量制御器163に電気的に連結されている。
A thermocouple 161 is supported within the combustion zone 67 by the gas generator and is electrically coupled to the scraped methane flow controller 163 via a conductor 165.

このメタン流量制御器は熱電対が検出した温度を感知し
、出力を発生する。
The methane flow controller senses the temperature detected by the thermocouple and generates an output.

この出力は調整弁89に与えられてメタンの流量を制御
し、所望のメタン−酸素比が得られる。
This output is applied to regulating valve 89 to control the flow rate of methane to obtain the desired methane-oxygen ratio.

流量制御器163からの出力は、電気的出力もしくけ気
体圧的または水力的出力であり、167で示す導線また
は導管を介して弁89に与えられる。
The output from flow controller 163, which may be electrical or pneumatic or hydraulic, is provided to valve 89 via a lead or conduit indicated at 167.

第20熱電対156がガス発生器によって制限出口49
の近くに支持されており、出口49から流出するガスの
温度を感知する。
The 20th thermocouple 156 is restricted to the outlet 49 by the gas generator.
is supported near the outlet 49 and senses the temperature of the gas exiting from the outlet 49.

その出力は導線157を介してせん扛上へ送られ、電力
供給及び制御装置158に与えられる。
Its output is sent to the ship via conductor 157 and provided to a power supply and control device 158.

この装置158の出力は導線159を介して、水中で出
口147に連結されている電気的に制御されるトルクモ
ータ弁160に接続される。
The output of this device 158 is connected via conductor 159 to an electrically controlled torque motor valve 160 which is connected underwater to outlet 147.

この装置は、弁160の開口の大きさを制御して、環状
室53への、従ってまた通路63を通る水の量を制御し
、発生器出口49から流出するガスの温度を制御するた
めのものである。
This device controls the size of the opening of the valve 160 to control the amount of water into the annular chamber 53 and thus also through the passageway 63 and to control the temperature of the gas exiting the generator outlet 49. It is something.

メータ158Aがまたせん扛上導線に連結されており、
作業者が発生器出口49におけるガス温度を目で読取り
、要すれば、制御装置158を介して手動制御できるよ
うになっている。
A meter 158A is also connected to the top conductor,
The gas temperature at the generator outlet 49 can be read visually by the operator and, if desired, manually controlled via the controller 158.

代替例としては、弁160を省き、導管115を通る水
流量を地面で制御して、深いさく井のケーシング内の水
柱の高さを、発生器を通る所望の流量が得られるように
調節する。
Alternatively, valve 160 may be omitted and the water flow rate through conduit 115 may be controlled at ground level to adjust the height of the water column within the deep well casing to achieve the desired flow rate through the generator.

深いさく井に対しては、制御はポンプの出力圧力を調節
することによってなされる。
For deep wells, control is achieved by adjusting the pump output pressure.

この実施例においては、酸素導管からの酸素を用いてシ
リコーン流体に圧力を加えて封塞体を膨らませ、第13
図について述べたように、ハウジング43Aとせん孔の
ケーシング121との間の封止を形成する。
In this example, oxygen from the oxygen conduit is used to apply pressure to the silicone fluid to inflate the closure and
A seal is formed between the housing 43A and the borehole casing 121 as described for the figures.

せん孔内装置が第21図に示すように所定の位置にあり
、かつ、全てのせん孔内弁が閉じている状態からの稼働
開始は次のようにして行う。
The operation is started in the following manner when the borehole device is in a predetermined position as shown in FIG. 21 and all the borehole valves are closed.

メタンおよび酸素をせん孔内導管に導入し、調整弁89
および103を開くことによって所定の圧力にあらしめ
る。
Methane and oxygen are introduced into the borehole conduit, and the regulating valve 89
By opening and 103, a predetermined pressure is applied.

酸素は、せん孔内導管107に導入されると、室252
内のシリコーン流体に圧力を加えて封塞体125を膨ら
ませ、ハウジング43Aとせん孔ケーシング121との
間の封止を形成する。
When oxygen is introduced into the borehole conduit 107, it enters the chamber 252.
Pressure is applied to the silicone fluid therein to inflate the closure 125 and form a seal between the housing 43A and the borehole casing 121.

次に、水をさく井ケーシングに導入し、ケーシングを→
隆にまたは部分的に満たす。
Then water is introduced into the well casing and the casing is →
to fill fully or partially.

これはポンプ113を作動させることKよってなされる
This is done by activating pump 113.

水けせん孔内封塞体封止に更に圧力を加える。点火制御
器153ならびにメタン、酸素および水のソレノイド弁
127,129および131を次の順序で作動させる。
Further pressure is applied to the sealing body in the drainage hole. The ignition controller 153 and methane, oxygen and water solenoid valves 127, 129 and 131 are operated in the following order.

制御器158を作動させることによって点火器を始動さ
せる。
The igniter is started by actuating controller 158.

制御器143を作動させることによって酸素弁129を
開いて酸素を僅かに先行させる。
Activating controller 143 opens oxygen valve 129 to slightly advance oxygen.

次にメタン弁を開き、次いで水弁131を開く。Next, open the methane valve and then open the water valve 131.

水弁160は常に開いておくか、その開口の大きさを変
えて前述のように環状室を流れる水の量を制御器141
および145を作動させることによって弁127および
131をそれぞれ開く。
The water valve 160 can be kept open at all times, or the size of its opening can be varied to control the amount of water flowing through the annular chamber 141 as described above.
and 145 to open valves 127 and 131, respectively.

この順序は制御器141:143.145および153
を手動で制御するか、またはこれらの制御器を自動せん
扛上制御装置によって自動的に制御することによってな
される。
This order is controller 141:143.145 and 153
manually or by automatically controlling these controllers by an automatic lifting controller.

この時点において、せん孔内圧力変換器171からの特
性信号により、メータ175上に、正常の始動がなされ
たかどうかが示され、また、熱電対156および161
により、メータ158Aおよび164によって、所望の
温度が保持されているかどうかが示される。
At this point, a characteristic signal from downhole pressure transducer 171 indicates on meter 175 whether a normal start has occurred, and thermocouples 156 and 161
The meters 158A and 164 indicate whether the desired temperature is being maintained.

メタン流量制御器163は熱電対161に従って作動さ
せられ、メタン流量を自動的に制御する。
Methane flow controller 163 is activated according to thermocouple 161 and automatically controls the methane flow rate.

同様に制御装置158は熱電対156に従って作動させ
られ、環状室53への水流量を自動的に制御する。
Similarly, the controller 158 is activated according to the thermocouple 156 and automatically controls the flow of water into the annular chamber 53.

メタン対酸素比は、メタン弁および酸素弁を手動で制御
するか、これら弁を自己同期モータと電気的に連結する
か、または流量計105および91からの出力をコンパ
レータ90Vc与えることによって制御され、コンパレ
ータ90は電気的出力を発生して酸素調整弁を適当な方
向へ動かしてメタン−酸素比を一定に保持する。
The methane-to-oxygen ratio is controlled by manually controlling the methane and oxygen valves, by electrically coupling the valves to self-synchronous motors, or by providing the outputs from flow meters 105 and 91 to comparator 90Vc; Comparator 90 generates an electrical output to move the oxygen regulator valve in the appropriate direction to maintain a constant methane-oxygen ratio.

この時点において、メタン、酸素および水の流量が点検
され、メタンおよび酸素の正しい比率、ならびにメタン
、酸素および水の流量が確認される。
At this point, the methane, oxygen and water flow rates are checked to ensure the correct ratio of methane and oxygen, as well as the methane, oxygen and water flow rates.

メタンおよび酸素の流量の監視は流量計91および10
5を見ることによってなされる。
Monitoring of the flow rates of methane and oxygen is carried out using flowmeters 91 and 10.
This is done by looking at 5.

ガス発生器内で環状通路74を通って帯域68へ流れる
酸素の量は、熱電対156のせん扛上メータ158AK
表われる酸素流量における差およびせん扛上メータ10
5から読取られる酸素流量を得ることによって確認され
る。
The amount of oxygen flowing through the annular passage 74 into the zone 68 within the gas generator is measured by a thermocouple 156 dropout meter 158AK.
Difference in Oxygen Flow Rate and Discharge Meter 10
This is confirmed by obtaining the oxygen flow rate read from 5.

稼動停止は次のようにして行う。The operation is stopped as follows.

せん孔内酸素弁129を最初に閉じ、次いでメタン弁1
27を閉じ次に水弁131を閉じる。
The in-bore oxygen valve 129 is closed first, then the methane valve 1 is closed.
27 and then close the water valve 131.

水弁は、稼動停止後も、発生器が冷却しかつ熱が吸出し
戻されるまでの時間だけ開いたままにしておく。
The water valve remains open after shutdown until the generator has cooled down and the heat has been sucked back out.

点火器の作動停止は、手動で、または稼働開始後のタイ
マによってなされる。
The igniter is deactivated manually or by a timer after activation.

メタンおよび酸素の化学量論的混合物が燃焼して二酸化
炭素および水を生ずるならば、排出ガスの最終的温度は
2,760°C(5,000下)以上となり、この温度
は、せん孔内でのガス発生器の長期間作動に対して望む
ものよりも高い。
If a stoichiometric mixture of methane and oxygen is combusted to produce carbon dioxide and water, the final temperature of the exhaust gas will be over 2,760°C (below 5,000°C), which is higher than desired for long-term operation of the gas generator.

低温においてメタンを部分的に酸化して一酸化炭素およ
び水素の安定なガスを作り、次に酸素を追加供給してこ
れらガスを燃焼させることにより、メタンおよび酸素の
各々の単位重量当りの高い熱量を得るのに充分な温度に
おいて炭素の遊離なしに所望のガスを作ることができ、
かつこれにガス発生器が耐え得る。
By partially oxidizing methane at low temperatures to produce stable gases of carbon monoxide and hydrogen, and then combusting these gases with additional oxygen supply, a high calorific value per unit weight of each of methane and oxygen is achieved. The desired gas can be produced without liberation of carbon at a temperature sufficient to obtain
And the gas generator can withstand this.

更に他の実施例においては、ガス発生器内でメタンの代
りにブタンまたはプロパンを用い、部分的酸化によって
一酸化炭素および水素を作り、これを酸素の追加供給で
燃焼させることKよって二酸化炭素および水素に変える
In yet another embodiment, butane or propane is substituted for methane in the gas generator to produce carbon monoxide and hydrogen by partial oxidation, which is combusted with an additional supply of oxygen, thereby producing carbon dioxide and Convert to hydrogen.

好ましくは、ブタンおよびプロパンに対する供給圧力は
メタンの供給圧力よりも低くする。
Preferably, the feed pressure for butane and propane is lower than the feed pressure for methane.

第22B図においては、オリフィス板78および冷却管
79は簡単化のために示してない。
In FIG. 22B, orifice plate 78 and cooling tube 79 are not shown for simplicity.

水は、せん孔内で封塞体の上方で水に連結されかつハウ
ジングを通り封塞体内に管79へ延びる導管(図示せず
)によって冷却管79に供給される。
Water is supplied to the cooling tube 79 by a conduit (not shown) connected to the water above the closure within the borehole and extending through the housing and into the closure to the tube 79.

同様に、水は、せん孔内で封塞体の上方で水に連結され
かつ−・ウジングを通って封塞体内へ延びる導管(図示
せず)Kよって環状室80に供給される。
Similarly, water is supplied to the annular chamber 80 by a conduit (not shown) K which is connected to the water above the closure in the borehole and extends into the closure through the housing.

次に第24図を参照して第1図乃至第11図の実施例の
ガス発生器の変形例について説明する。
Next, a modification of the gas generator of the embodiment shown in FIGS. 1 to 11 will be described with reference to FIG. 24.

第24図において、同一番号は第1図乃至第11図の装
置の同一部材を示す。
In FIG. 24, like numbers refer to like parts of the apparatus of FIGS. 1-11.

せん孔内熱電対およば変換器は簡単化のために示してな
い。
Borebore thermocouples and transducers are not shown for simplicity.

孔121Aがケーシング121に形成されており、熱ガ
スの地層33への通路となっている。
A hole 121A is formed in the casing 121 and provides a path for hot gas to the formation 33.

第24図の変形例においては、内部冷却環状室53は省
くかまたは使用せず、その代りに、水をせん孔内に、封
塞体125の上方に、封塞体125を通ってその下方に
、およびガス発生器の・・ウジング壁とせん孔の壁との
間の環状室に流入させてガス発生器を冷却する。
In the variation of FIG. 24, the internal cooling annular chamber 53 is omitted or not used, and instead the water is directed into the borehole, above the closure 125, through the closure 125 and below it. , and of the gas generator... into the annular chamber between the housing wall and the wall of the borehole to cool the gas generator.

第24図においては、導管601がこの目的で使用され
る。
In FIG. 24, conduit 601 is used for this purpose.

第5図の導管について説明したように、導管60トは封
塞体125においてガス発生器の中央部を通って延びて
いる。
As described for the conduit of FIG. 5, conduit 60 extends through the center of the gas generator at closure 125.

導管601はまた制限開口を有しておって、導管601
を通る水の流量を制御するようになっている。
Conduit 601 also has a restricted opening so that conduit 601
It is designed to control the flow rate of water through.

図に示してないが、導管601の下端部は環状空所12
2内に設置されたマニホルドに接続されており、ガス発
生器を取巻いている。
Although not shown in the figure, the lower end of the conduit 601 has an annular cavity 12
It is connected to a manifold installed in 2 and surrounds the gas generator.

このマニホルドはその内周の周りだ複数のジェットを有
し、水をガス発生器の外周に噴霧させるようになってい
る。
The manifold has a plurality of jets around its inner circumference to spray water onto the outer circumference of the gas generator.

環状空所122から、水は、ハウジング43に形成され
た孔44を通って、ハウジング43とケーシング121
との間に形成された環状空所126に流入する。
From the annular cavity 122, the water passes through the hole 44 formed in the housing 43 and into the housing 43 and the casing 121.
It flows into the annular cavity 126 formed between.

環状部材603がガス発生器の下端部に接続されており
、ガス発生器とせん孔壁との間に制限された下部環状開
口604を形成して下方への水の流量を制限し、これよ
り、水がガス発生器とせん孔の壁との間の上部環状空所
を満たすようになっている。
An annular member 603 is connected to the lower end of the gas generator and forms a restricted lower annular opening 604 between the gas generator and the borehole wall to limit the downward flow of water, thereby Water fills the upper annular cavity between the gas generator and the wall of the borehole.

部材603は金属部材であってよく、ガス発生器の下端
部に溶接されている。
Member 603 may be a metal member and is welded to the lower end of the gas generator.

ガス発生器の室内においては、シェル51の下端部は省
かれているが、シェル51の上端部は残してあってライ
ナ65を支持する。
Inside the gas generator chamber, the lower end of shell 51 is removed, but the upper end of shell 51 remains to support liner 65.

簡単化のためにライナ65は第24図には示してない。Liner 65 is not shown in FIG. 24 for simplicity.

水素および酸素の水素豊富混合物を燃焼させる際には、
水弁131および導管77は省かれ、従って水は室69
内に注入されない。
When burning a hydrogen-rich mixture of hydrogen and oxygen,
The water valve 131 and conduit 77 are omitted so that the water does not flow into the chamber 69.
not injected into the body.

冷却は、燃焼の温度が低いこと、および、ガス発生器の
壁とせん孔の壁との間の環状室内の水によってなされる
Cooling is provided by the low temperature of the combustion and by the water in the annular chamber between the wall of the gas generator and the wall of the borehole.

稼働の開始および停止は第1図乃至第11図の実施例に
ついて前述したと同じである。
Starting and stopping operations are the same as described above for the embodiment of FIGS. 1-11.

但し、第1図乃至第11図の実施例においては水を用い
て冷却したが、本実施例においては水は室69内に注入
されない。
However, although water was used for cooling in the embodiments shown in FIGS. 1 to 11, water is not injected into the chamber 69 in this embodiment.

他の実施例においては、水素および酸素の水素豊富混合
物、または水素および酸素の化学量論的混合物を燃焼さ
せる際に、水弁131を備え、かつ導管77をガス発生
器の下端部に接続して、水を室部69内に注入する。
In other embodiments, when combusting a hydrogen-rich mixture of hydrogen and oxygen or a stoichiometric mixture of hydrogen and oxygen, a water valve 131 is provided and conduit 77 is connected to the lower end of the gas generator. Then, water is injected into the chamber 69.

第24図に示すように、導管77は室壁41を通って室
部69内に延びている。
As shown in FIG. 24, conduit 77 extends through chamber wall 41 and into chamber 69. As shown in FIG.

図には示してないが、導管77はガス発生器を取巻くマ
ニホルドに接続されている。
Although not shown, conduit 77 is connected to a manifold surrounding the gas generator.

このマニホルドはガス発生器の室69内へ入る複数の導
管を有し、これにより、水は室69内に、その内周の周
りの複数の点において注入される。
The manifold has a plurality of conduits entering the gas generator chamber 69, whereby water is injected into the chamber 69 at a plurality of points around its inner circumference.

従って、冷却は、ガス発生器とせん孔壁との間の環状室
内の水、およびガス発生器の室内に注入される水によっ
てなされる。
Cooling is thus provided by water in the annular chamber between the gas generator and the borehole wall and by water injected into the gas generator chamber.

稼働の開始および停止は、水を冷却用に用いた第1図乃
至第11図の実施例について前述したと同じである。
Starting and stopping operations are the same as described above for the embodiment of FIGS. 1-11 using water for cooling.

第1図乃至第11図の実施例においては、点火は、地面
に設置した電源から賦勢されるスパーク。
In the embodiment of FIGS. 1-11, the ignition is a spark energized from a ground-based power source.

プラグまたは電極T5によってなされる。This is done by a plug or electrode T5.

電極75の賦勢のために地面からガス発生器へ延びる導
電線を省くために、燃料および酸化剤の自動燃焼性組合
せ体を用いてガス発生器の室67内の可燃性ガスの点火
を行うことができる。
A self-combustible combination of fuel and oxidizer is used to ignite the combustible gas in the gas generator chamber 67 to eliminate conductive wires extending from the ground to the gas generator for energizing the electrode 75. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のせん孔上およびせん孔内装置の一つの
実施例を示す略図、第2A図は第1図のガス発生器をせ
ん孔内に支持するためのせん孔内ハウジング構造の頂部
部分の拡大断面図である。 第2B図は第1図のガス発生器を支持する第2A図の・
・ウジングの下部部分の拡大部分断面図であり、ガス発
生器を有する完全なハウジングは、第2A図の下部を第
2B図の頂部に接続したものである。 第3図は第2B図の■−■線に沿う断面図、第4図は第
2B図のIV−IV線に沿う断面図、第5図は第2A図
のv−v線に沿う断面図、第6図は第5図のVI−VI
線に沿う断面図、第7図は第5図の■−■線に沿う断面
図、第8図は第2B図の■−■線知沿う断面図、第9図
は第2B図のIX −■線に沿う断面図、第10図は第
1図のせん孔内遠隔制御弁の一つのブロック線図、第1
1図は本発明を理解するのに有用な曲線図、第12図は
第2図の装置の一部の変形例を示す図、第13図は第1
図、第2A図および第2B図の装置の変形例の封塞体を
膨ますための変形構造を示す図、第14図は変形したせ
ん孔内遠隔制御弁装置を用いた本発明の他の実施例を示
す図、第15図は第14図の遠隔制御装置の拡大断面図
、第16図は第15図の弁の一部拡大図、第17図は第
2B図のものと同様であるが若干の変形を行ったガス発
生器の拡大断面図、第18図は本発明の他の実施例を示
す略図、第19図は第18図の水素−酸素流量制御装置
のブロック線図、第20図は炭化水素含有層を貫通する
せん孔内に設置されたガス発生器および含有層から炭化
水素を採取するための間隔配置された採取弁を示す略図
、第21図は本発明の他の実施例のせん孔上およびせん
孔内装置を示す略図、第22A図はせん孔内の第21図
のガス発生器を支持するためのせん孔内・・ウジング構
造の頂部部分の拡大断面図、第22B図は第21図のガ
ス発生器を支持する第22A図のハウジングの下部部分
の拡大一部所面図、第23図は第22B図のガス発生器
の拡大一部所面図、第24図は変形した冷却構造を用い
たせん孔内装置を示す図である。 39・・・・・・ガス発生器、41,43,51・・・
・・・シェルまたはハウジング、49・・・・・・出口
または排出ノズル、53・・・・・・冷却環状室、67
・・・・・・燃焼帯、69・・・・・・混合帯、73,
74・・・・・・うず巻具、75゜413・・・・・・
点火器、79・・・・・・冷却管、81・・・・・・水
素またはメタン供給源、83・・・・・・酸素供給源、
85・・・・・・水供給源、89,103・・・・・・
調整弁、90.435,441・・・・・・コンパレー
タ、91゜105・・・・・・流量計、125・・・・
・・封塞体、127゜129.131,267・・・・
・・ソレノイド作動弁、141.143,145,26
5・・・・・・ソレノイド制御器、153・・・・・・
点火制御装置、157・・・・・・熱スィッチ、161
,164・・・・・・熱電対、163・・・・・・水素
またはメタン流量制御器、171,177゜179・・
・・・・圧力変換器、221・・・・・・子弁、227
・・・・・・子弁駆動シリンダ、229,231・・・
・・・三方ソレノイド弁、251・・・・・・シリコー
ン流体、253・・・・・・ベロー、263・・・・・
・スプール弁、401・・・・・・水素酸素流量制御器
、431.445・・・・・・出力感知器、439,4
53・・・・・・弁駆動器。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one embodiment of the on-borehole and in-borehole apparatus of the present invention, and FIG. 2A is an enlarged view of the top portion of the in-borehole housing structure for supporting the gas generator of FIG. 1 in the borehole. FIG. Figure 2B shows the gas generator shown in Figure 2A supporting the gas generator of Figure 1.
- An enlarged partial cross-sectional view of the lower part of the housing, the complete housing with gas generator, connecting the lower part of FIG. 2A to the top of FIG. 2B; Figure 3 is a sectional view taken along line ■-■ in Figure 2B, Figure 4 is a sectional view taken along line IV-IV in Figure 2B, and Figure 5 is a sectional view taken along line v-v in Figure 2A. , Figure 6 is VI-VI of Figure 5.
7 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 5, FIG. 8 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 2B, and FIG. 9 is a sectional view taken along the line IX - in FIG. 2B. ■A cross-sectional view taken along the line, Figure 10 is a block diagram of one of the in-bore remote control valves in Figure 1, Figure 1
1 is a curve diagram useful for understanding the present invention, FIG. 12 is a diagram showing a partial modification of the device in FIG. 2, and FIG. 13 is a curve diagram useful for understanding the present invention.
FIG. 14 shows a modified structure for inflating the closure of a modification of the device of FIGS. 2A and 2B, and FIG. 14 shows another embodiment of the invention using a modified borehole remote control valve device. 15 is an enlarged cross-sectional view of the remote control device in FIG. 14, FIG. 16 is a partially enlarged view of the valve in FIG. 15, and FIG. 17 is similar to that in FIG. 2B. FIG. 18 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention; FIG. 19 is a block diagram of the hydrogen-oxygen flow rate control device shown in FIG. 18; FIG. Figure 21 is a schematic diagram showing a gas generator installed in a borehole penetrating a hydrocarbon-bearing formation and spaced extraction valves for extracting hydrocarbons from the bearing formation; Figure 21 is another embodiment of the invention; 22A is an enlarged cross-sectional view of the top portion of the housing structure in the borehole for supporting the gas generator of FIG. 21 in the borehole; FIG. 22A is an enlarged partial partial view of the lower portion of the housing of FIG. 22A supporting the gas generator shown in FIG. 23; FIG. 23 is an enlarged partial partial view of the gas generator of FIG. FIG. 39... Gas generator, 41, 43, 51...
... Shell or housing, 49 ... Outlet or discharge nozzle, 53 ... Cooling annular chamber, 67
... Combustion zone, 69 ... Mixing zone, 73,
74... Whirlpool tool, 75°413...
Igniter, 79...Cooling pipe, 81...Hydrogen or methane supply source, 83...Oxygen supply source,
85... Water supply source, 89,103...
Regulating valve, 90.435,441...Comparator, 91°105...Flowmeter, 125...
...Occupation body, 127°129.131,267...
...Solenoid operated valve, 141.143,145,26
5... Solenoid controller, 153...
Ignition control device, 157...Heat switch, 161
, 164...Thermocouple, 163...Hydrogen or methane flow rate controller, 171,177゜179...
... Pressure transducer, 221 ... Child valve, 227
...Sub valve drive cylinder, 229, 231...
... Three-way solenoid valve, 251 ... Silicone fluid, 253 ... Bellows, 263 ...
・Spool valve, 401...Hydrogen oxygen flow rate controller, 431.445...Output sensor, 439,4
53... Valve driver.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 燃焼ガスを形成するために燃料を酸化流体とともに
燃やすための燃焼室を揃えたガス発生器を有し、せん孔
の貫通した地下地層力・ら炭化水素およびその他の物質
を採取するための装置であって、前記ガス発生器はせん
孔の中へ挿入されるようになっていて、前記ガス発生器
をせん孔の中へ挿入したとき、ガス発生器の外壁とせん
孔の壁との間に環状室が構成され、冷却流体が前記環状
室を通過することができ、更に前記装置は、前記ガス発
生器の上方でせん孔を密閉するための封塞装置と、冷却
流体が環状室の中へ流れることができるようにするため
の前記封塞装置を貫通する導管装置と、前記ガス発生器
の近くに位置し、前記ガス発生器への燃料および酸化流
体の流量を制御する遠隔制御式バルブ装置とを有するこ
とを特徴とする装置。 2 前記ガス発生器の下端の近くに位置し、前記環状室
力・らせん孔への冷却流体の下向きの流れを制限するた
めの装置を有することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の装置。 3 冷却流体を前記燃焼室の中へ注入するための装置を
有することを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の装
置。 4 冷却流体を前記燃焼室の中へ注入するための前記装
置が、流体をせん孔刀・ら燃焼室の中へ通過させるため
の導管装置と、前記ガス発生器の近くに位置し、前記導
管装置を通る流体の流量を制御する遠隔制御式バルブ装
置とを有することを特徴とする特許請求の範囲第3項記
載の装置。 5 前記封塞装置力ζ燃焼室を包囲する環状部材を有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の装置。 6 前記燃料が水素であって、前記酸化流体が酸素であ
り、燃料および酸化流体の流量を制御する前記バルブ装
置が、燃焼温度および燃焼ガスの温度を予め選択された
レベルに維持するために、燃焼室の中に水素に富んだ可
燃混合物を形成す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項記載の装置。 7 せん孔の貫通した地下地層力・ら炭化水素および他
の流体を採取するため、せん孔内で水素、水蒸気、およ
び二酸化炭素を発生させるガス発生器を有する装置であ
って、 前記ガス発生器は、せん孔の中へ挿入されるようになっ
ていて、一端に制限された出口を備える燃焼室と、燃焼
室の反対端の近くに第1燃焼帯を構成する装置と、前記
第1燃焼帯と前記制限された出口との間に第2燃焼帝を
構成する装置と、前記第2燃焼帯と前記制限された出口
との間にガスと水との混合帯を構成する装置とを有し、
水蒸気が前記ガスと水との混合帯の中に形成され、第1
燃焼帯を構成する前記装置は炭化水素ガスおよび酸素を
燃焼室の中へ注入するための装置を有し、前記炭化水素
ガスおよび酸素は燃焼すると一酸化炭素および水素を形
成し、第2燃焼帯を構成する前記装置は、付加的な酸素
を燃焼室の中へ注入するための装置を有し、前記付加的
な酸素は温度を上昇させ、前記制限された出口力・ら放
出される二酸化炭素を形成することを特徴とする装置。 8 冷却流体を通過できるようにさせる環状室は、前記
ガス発生器をせん孔の中へ挿入したとき、前記ガス発生
器の外壁とせん孔の壁との間に構成され、前記環状室は
前記燃焼室を包囲し、且つ前記ガスと水との混合帯と連
通ずることを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の装
置。 9 炭化水素燃料がメタンであることを特徴とする特許
請求の範囲第8項記載の装置。 10せん孔の貫通した地下地層力・ら炭化水素または他
の流体を採取する方法であって、 せん孔の貫通した地下地層に隣接したレベルまでせん孔
の中へガス発生器を挿入する工程、水素と酸素との正規
組成混合物をガス発生器の中で燃焼させる工程を特徴と
する方法。 11せん孔の貫通した地下地層力・ら炭化水素または他
の流体を採取する方法であって、 せん孔の貫通した地下地層に隣接したレベルまでせん孔
の中へガス発生器を挿入する工程、水素と酸素との水素
に富んだ混合物をガス発生器の中で燃焼させる工程を有
し、過剰の水素は燃焼温度を低下させることを可能にし
、地下地層中の炭化水素への水素添加は、炭化水素の粘
度を減少させることを特徴とする方法。
[Scope of Claims] 1. A gas generator equipped with a combustion chamber for burning fuel with an oxidizing fluid to form combustion gas, and capable of removing hydrocarbons and other materials from underground formations penetrated by a borehole. The gas generator is inserted into a borehole, and when the gas generator is inserted into the borehole, an outer wall of the gas generator and a wall of the borehole are connected to each other. an annular chamber is configured between the annular chamber and a cooling fluid passing through the annular chamber, the device further comprising a closure device for sealing the borehole above the gas generator; a conduit device passing through said closure device to allow flow into said gas generator; and a remote control located near said gas generator to control the flow of fuel and oxidizing fluid to said gas generator. A device characterized in that it has a type valve device. 2. A device located near the lower end of the gas generator for restricting the downward flow of cooling fluid into the annular helical hole.
Apparatus described in section. 3. Device according to claim 2, characterized in that it comprises a device for injecting a cooling fluid into the combustion chamber. 4. said device for injecting a cooling fluid into said combustion chamber is located near said conduit device for passing fluid from a perforator into said combustion chamber and said conduit device; 4. The apparatus of claim 3, further comprising a remotely controlled valve arrangement for controlling the flow rate of fluid through the apparatus. 5. The device according to claim 1, further comprising an annular member surrounding the combustion chamber. 6. the fuel is hydrogen, the oxidizing fluid is oxygen, and the valve device controlling the flow rates of the fuel and oxidizing fluid maintains combustion temperature and combustion gas temperature at a preselected level; 2. The device of claim 1, wherein the device is operative to form a hydrogen-enriched combustible mixture in the combustion chamber. 7. An apparatus having a gas generator for generating hydrogen, water vapor, and carbon dioxide in a borehole in order to extract hydrocarbons and other fluids from underground formations penetrated by the borehole, the gas generator comprising: a combustion chamber adapted to be inserted into a borehole and having a restricted outlet at one end; a device defining a first combustion zone near an opposite end of the combustion chamber; said first combustion zone and said combustion chamber; a device that configures a second combustion zone between the restricted outlet; and a device that configures a gas and water mixing zone between the second combustion zone and the restricted outlet;
Water vapor is formed in the gas and water mixing zone and the first
The device constituting the combustion zone has a device for injecting hydrocarbon gas and oxygen into the combustion chamber, the hydrocarbon gas and oxygen forming carbon monoxide and hydrogen upon combustion, and forming a second combustion zone. The device comprises a device for injecting additional oxygen into the combustion chamber, said additional oxygen increasing the temperature and carbon dioxide released from said limited exit force. A device characterized by forming. 8. An annular chamber through which a cooling fluid can pass is configured between an outer wall of the gas generator and a wall of the borehole when the gas generator is inserted into the borehole, and the annular chamber is arranged between the combustion chamber and the outer wall of the borehole. 8. A device according to claim 7, characterized in that it surrounds and communicates with said gas and water mixing zone. 9. The device according to claim 8, wherein the hydrocarbon fuel is methane. 10 A method for extracting hydrocarbons or other fluids from underground formations penetrated by a borehole, the process comprising inserting a gas generator into the borehole to a level adjacent to the underground formation penetrated by the borehole, hydrogen and oxygen. A method characterized by the step of combusting a stoichiometric mixture of and in a gas generator. 11 A method for extracting hydrocarbons or other fluids from underground formations penetrated by a borehole, the process comprising inserting a gas generator into the borehole to a level adjacent to the underground formation penetrated by the borehole, hydrogen and oxygen. The process involves burning a hydrogen-rich mixture with a gas in a gas generator, the excess hydrogen makes it possible to lower the combustion temperature, and the addition of hydrogen to the hydrocarbons in underground formations A method characterized by reducing viscosity.
JP9815977A 1976-09-27 1977-08-16 Method and apparatus for extracting hydrocarbons and other materials from underground formations penetrated by boreholes Expired JPS5931638B2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US000000726745 1976-09-27
US05/727,039 US4077469A (en) 1974-12-20 1976-09-27 Downhole recovery system
US000000727039 1976-09-27
US05/726,745 US4050515A (en) 1975-09-08 1976-09-27 Insitu hydrogenation of hydrocarbons in underground formations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5342103A JPS5342103A (en) 1978-04-17
JPS5931638B2 true JPS5931638B2 (en) 1984-08-03

Family

ID=27111380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9815977A Expired JPS5931638B2 (en) 1976-09-27 1977-08-16 Method and apparatus for extracting hydrocarbons and other materials from underground formations penetrated by boreholes

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS5931638B2 (en)
MX (1) MX145676A (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS576506A (en) * 1980-06-13 1982-01-13 Hitachi Ltd Gas insulated switching device
WO1982001214A1 (en) * 1980-10-07 1982-04-15 Foster Miller Ass Thermal enhancement
US4336839A (en) * 1980-11-03 1982-06-29 Rockwell International Corporation Direct firing downhole steam generator
US4453597A (en) * 1982-02-16 1984-06-12 Fmc Corporation Stimulation of hydrocarbon flow from a geological formation

Also Published As

Publication number Publication date
MX145676A (en) 1982-03-19
JPS5342103A (en) 1978-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3982591A (en) Downhole recovery system
US3982592A (en) In situ hydrogenation of hydrocarbons in underground formations
US4024912A (en) Hydrogen generating system
US4050515A (en) Insitu hydrogenation of hydrocarbons in underground formations
US4078613A (en) Downhole recovery system
US4159743A (en) Process and system for recovering hydrocarbons from underground formations
US4199024A (en) Multistage gas generator
RU2582694C2 (en) Ignition of underground coal bed in method for underground coal gasification, ucg
US3372754A (en) Well assembly for heating a subterranean formation
CN102477857B (en) Passage formation method for underground coal gasification
US8881799B2 (en) Downhole gas generator with multiple combustion chambers
US20160123128A1 (en) Gas injection apparatus with controllable gas injection point, gas injection process, and gasification method
US4053015A (en) Ignition process for downhole gas generator
US4380265A (en) Method of treating a hydrocarbon producing well
US5488990A (en) Apparatus and method for generating inert gas and heating injected gas
US2973812A (en) Process and apparatus for in situ combustion
JPS5931638B2 (en) Method and apparatus for extracting hydrocarbons and other materials from underground formations penetrated by boreholes
US5832999A (en) Method and assembly for igniting a burner assembly
US2958380A (en) In-situ combustion process for the production of oil
SU686629A3 (en) Method of igniting solid fuel such as oil shale in its underground progessing
US3055427A (en) Self contained igniter-burner and process
CA1206411A (en) Oil recovery by in situ combustion
WO2014043747A1 (en) Oxygen injection device and method
US3780803A (en) Downhole control valve for catalytic wellbore heaters
US3713482A (en) Gas flow regulator for wellbore catalytic heaters