JPS59501962A - 掘削中に井戸を検層する装置および方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 「掘削中に井戸を検層する装置および方法」本発明は地下掘さく装置並びに遠隔 計測システムに関し、特に井戸掘さくパラメータを地上に於いて検出、記録する ことによって掘さく井戸を検層（ｉｏ−ｇｇｌｎｇ）する装置に関するものであ る。

先行技術 井戸掘さくに当って、掘さく作業並びに地層に関するパラメータを知ることが有 用であることは論を待たがい。地層を構成する物質に関する情報は掘さく作業者 にとって貴重なものである。この情報に基いてドリル・ビット（掘さく切刃）の 重量、スピード、トルク等を調整し、最適掘さくを行なうことができるようにな るのである。また、地層に関する情報に基いて掘さく液が選択される。この掘さ く液は中空の掘さくパイプにポンプで送り込まれ、掘さくくずを地底に搬び出す と共に静水圧のバランスを採るのに役立てら牡る。

掘さくに当って、掘さく液が地層を汚染する以前にドリル・ビット直下にある地 層を知ることは掘さく後の地層情報と共に必要である。ドリル・ビットに関する 情報即ち、ビットのトルク４１等は有用情報として最適掘さく作業の実施に当っ て利用さするものである。掘さく液に関する成る種の情報、例えば温度、圧力等 も有用な情報の１つである。

これらすべての情報が掘さく作業中に得られるならば、それらの情報は掘さく環 境条件を網羅するものとして最も有用なものとなる。掘さく作業に関するパラメ ータは作業中の掘さく環境において計測され、実時間で地表へ転送され、掘さく 作業が最適条件下で実施されるようにしなければならない。また作業中の地層確 認も実施しなければ々らない。これまでの地層確認方法においては、掘さく作業 を一時休止し、ドリル−ビット、パイプ等を掘さく孔から完全に取り去り、地層 確認のために掘さく井戸にセンサを下して行かねばならなかった。しかし、この 方法では、地層確認段階に至るまでに地層は掘さく液の汚染を受け、地層抵抗が 変化し、その確認と評価は著しく困Ｎ力ものとなっていた。地層測定が終ると、 センサは掘さく孔から除去され、掘さくパイプおよびドリル・ビットが再び設置 される。こうした時間もかかり、かつ浪費的な手続きは、もし地層が掘さく作業 中に確認できるならば不必要である。

掘さく井戸中の情報集取、即ち、有用なパラメータの計測とか、この計測パラメ ータを地表に伝送するといった操作はいくつかの問題に立ち至らねばならない。

即ち、掘さく孔内の環境自体が、高温とか高圧といった苛酷条件であること、ド リル・ビットの振動が極めて高レベルにあること、また、掘さくパイプ中を流動 する掘さく液が極めて高い研磨性を示すこと等の問題である。したがって、１つ の設計思想は掘さく孔計測ユニットに、この苛酷栄件下にあっても長時間耐えら れる堅牢さを与えることであり、他の１つの設計思想は計測センサおよびその゛ ′回路を付勢するための電力を掘さく孔計測ユニットに供給することに向けられ 力ければならない。更に掘さく孔計測ユニットによって収集されたデータをいづ れかの方法によって掘さく中の実時間情報（ＩＷＤ）として地表に伝送しなけれ ばならない。掘さく孔計測ユニットに対する電力供給とか、ユニットと地上記録 装置との間のデータ通信にケーブルを使用することは、標準的な回転棚さくを行 なう場合、実際的とは官い難い。この為、地中を伝搬する電磁信号を用いて掘さ く孔計測ユニットと地上記録装置との間で通信を行表う方法が利用されているが 、これとても、信号の減衰、ノイズ等によってその有効性が限られてしまう。

井戸堀さく記録装置としては町成りの先行技術が存在していることは事実である 。しかし、ここではそのうちの最適例のものを引用することにする。磁性体の円 環状コアに巻線をした新制トロイダル・トランスホーマが掘さく井戸の情報記録 に利用されることはよく知られている。また、米特許第３，７９３、。

６３２号、同第４，３０２，７５７号にはドリルｅストリングに沿ってデータ伝 送するのにトロイドを利用することが開示されている。米特許第２，３５４，８ ８７号では発明者Ｓｉｌｖｅｒｍａｎはトロイダル・トランスホーマを用いて、 ドリル・ビットと掘さく面との間の地層の伝導度に比例するドリル・パイプ中の 表面発生電流を検知している。米特許第３，３０５，７７１号の発明者Ａｒｐｓ 。

同第３，０７９．５４９号のＭａｒｔｉｎ等は掘さく井戸情報記録のためにドリ ル・パイプ中の電流をトロイダルｅトランスホーマによって検知している。この 外、Ｊａｍ−ｅｓ　Ｒ，Ｗａｉｔ　、　Ｄａｖｉｄ　Ａ、　Ｈｌｌｌ等による” 導電性岩石中でドリル棒沿いに流れる電磁波伝搬理論”（Ｔｈｅｏｒｙ’ｏｆ　 Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｗａｖｅ ｓ　Ａｌｏｎｇ　ａＤｒｉｌｌ　Ｒｏｄ　ｉｎ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　Ｒｏｃ ｋ　）と題する論文（Ｔｒａ−ｎｓ　ｏｎ　Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｌｅｅｔ ｒｏｎ、ｉｃｓ　、ｐｐ、２１−２４　＋Ｖｏｌ＋ＧＥ−ＩＬＮｎ２　、　Ａｐ ｒｉｌ　、１９７９に掲載）を参照されたい。地表への伝送用として地下にある ドリル・パイプ中に記録データを示す変調交流を誘起させるためにトロイダル・ トランスホーマを利用することはＳｉｌｖｅｒｍａｎ　の米特許第２　、３５４ 　、８８７号、同第２，４１１，６９６号、ｌた５ｃｈｅｒｂａｔｓｋ７の米特 許第４．０５７．７８１号並びにＺｕｖｅｌａの米特許第４，０５７，７８１号 に開示されている。また５ｃｈｅｒｂａｔｓｋ７はその米特許第４，０５７，７ ８１号で、トロイダル・トランスホーマが地上に於いて、伝送されてくる掘さく 検層データの受信回路の１部として用いられ、ドリル・パイプ中の変調交流を検 知することを開示している。米特許第２．４１１．６９６号において、Ｓｌｌｖ ｅｒｍａＨはノイズ、感匠を低減する７辷めに、同様な働ぎをするトロイダル・ トランスホーマを地下に埋設することを開示している。しかしながら、上記引用 米特許のいづれも、ドリル−ビット周辺地層の導電度を計測する目的で、ドリル ・ビットを介して電流を誘起させるためにドリル・ビットに極めて近くトロイダ ル−トランスホーマを位置させて利用する方法を示唆してい彦い。

流体の流れによって付勢される掘さく孔発電機は本発明にとって有用なものでお る。斯る発電機の１つはＧｏｄｂｅ７の米ｌ＃許ｇ　３．３０５．８２５号に開 示されている。

ドリル・ビットの近房から井戸の地茨部に対して掘さく検層データを伝送するた めの交流電磁装置は周知で多る。例えば、米特許第２，１８１．６０１号（Ｊａ ｋ−ｏｓｋｙ）、同第３，９６７．２０１号（Ｂｏｒｄｅｎ）　＋同！４，０８ ７，７８１号等を参照すれば種々の形のものが見られる。

発明の概要 本発明の第１の目的は井戸堀さくｆｔ＠を実時間で収集、記録することが可能な 井戸堀さく検層装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、直下地層即ち掘さく液が侵入してくる以前にドリル・ビッ ト直下にある地層を表す情報が得られる井戸堀さく検層装置を提供することであ る。

本発明の更に他の目的は、掘さく作業中にあって、ある範囲の周波数を有する又 流電流を周囲の地層に与え、ドリル・ビットからの距離に応じた地層の電導度、 誘電率に関するパラメータを計測できる井戸堀さく検層装置を提供することにあ る。

更に本発明の他の目的は、掘さく作業中にあって、掘さく孔中にある計測ユニッ トと地上の記録制御ユニットとの間にドリル・パイプに沿う二方向通信が可能々 井戸堀さく検層装置を提供することにある。

また更に本発明の他の目的は掘さく孔中の計測ユニットと、地上記録制御ユニッ トとの間に可変周波数通信装置を備え、その間のデータ通信を最適に保持するこ とが可能である井戸堀さく検層装置を提供することにある。

更にまた、本発明の他の目的は掘さく孔中の計測ユニットと地上記録制御ユニッ トとの間の実時間データ通信に当って、データ値並びに可能帯域を選択すること によって実時間データ通信が選択的にできるようにした通信手段（ｔｔｎｂ、、 ）を備えた井戸堀さく検層装置を提供することにある。

更にまた、本発明の他の目的は、導電性ドリル・パイプによって伝送される収集 データおよび制御信号の伝送中に於ける減衰防止用として受動形電流力プラシよ びコンダクタ（ｐａｓｓｉｖｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｏｕｐｌｅｒｓ　ａｎｄｃ ｏｎｄｕｃｔｏｒｓ　）を備えた井戸掘さく検層装置を提供することにちる。

更にまた、本発明の他の目的は、ドリル・パイプを伝搬する信号の減衰を低減す るために、ドリル嘩パイプに沿って分散配置した能動影信号中継器（ａｃ−ｔｉ ｖ、ｅ　ｓｉｇｎａｌ　ｒｅｐｅａｔｅｒｓ　）を備えた井戸掘さく検層装置を 提供することにある。

上述の目的並びに以下に明らかにされるであろう他の目的は、掘さく孔計測ユニ ットと地上記録制御ユニットとから成る本発明の実時間掘さく情報（ｒｗｎ）装 置によって達成されるものである。計測ユニットはドリル・ビット直上のドリル ・パイプの端部にあるドリル・カラー（ｄｒｉｌｚ　ｃｏｌｌａｒ　）に納めら れ、データ収集サブシステムおよび電力サブシステムを含んで構成されている。

データ収集サブシステム中にはドリル・カラーに対して同軸な２つのトロイダル ・トランスホー−ｒ　カ含まれている。第２のトロイダル・トランスホーマはド リルｅビットの直上に位置し、ドリル・カラーを通過し、ドリル・ビットを通っ て地層に流れる誘起電流を検出する。周辺地層の電導度と誘電定数に関するデー タは誘起電流と検出電流間における位相シフトおよび振幅の減衰から計算するこ とが出来る。

誘起電流のあるものはドリル・ビラトラ通って地層を通過し、ドリル・ビット直 下の地層を通過するので、これによってその部分の地層確認が得られる。

第１のトロイダル・トランスホーマによって誘起される電流の周波数を変えるこ とによってドリル・カラーが種々の距離にある地層を検査することができる。高 い周波数は低いものに比較して地層による減衰が甚しい、即ち誘起信号の透過深 度は周波数と逆の関係にある。データ収集サブシステムは、ドリル・ビットの重 量、トルク、掘さく孔内圧力といったパラメータを計測するセンサを更に含み、 またデータ収集を音響的に行なったり、あるいは放射線を用いて行表ったり、更 には直接収集ができるよう々収集装置をも含んでいる。

このようにして得たデータは通信サブシステムを通して地上の記録制御装置へと 伝送される。データ伝送器はデータに応じて搬送波を変調し、第３トロイダル書 トランスホーマの巻線を駆動する。次いで変調波に応じた電流がドリル・パイプ 中に誘起される。この電流は導電性ドリル・パイプに達し、ここで地上の記録制 御ユニットによって地上に於いて検出される。掘さく孔中の通信サブシステムは また、第３トロイダル・トランスホーマに結合した受信器を含み、これによって 地上ユニットからの命令信号を受信している。

掘さく孔中の計測ユニットの命令制御サブシステムは地上ユニットからの命令信 号に応答する。これらの命令信号は、命令制御サブシステム７粁対し第１トロイ ダル・トランスホーマの励起周波数の選択を指令し、ドリル・ビットから種々の 距離にある周辺地層に関するデータを収集させるようにする。命令信号はまた、 データ伝送周波数も選択する。データ伝送周波数は一般に、（１）　ドリル深度 の増加（空間ロス）または（２）　掘さく中の地層の抵抗減少に伴って生ずる付 加的な信号減衰を補償するために小さくするのが普通である。

しかし、ドリル・ビットにおける累層抵抗が著しく増大した場合には、別のドリ ル−ストリング励起モードを利用し、最適伝動をドリル−ストリングに与えなけ ればなら力い。即ち、若し伝送トロイド以下の所にあるドリル・ストリング下部 の近傍における地層が非常に大きな抵抗を示し、もはやグラントープレイン（帰 還回路）の用をなさなくなった場合には、ドリル・ス）　ＩＪングを導電性媒体 に浸漬した垂直ダイポールとして取扱う必要がでてくる。

トロイドからドリル・ストリングにエネルギを送る最良の仕方は、４電性媒体と の組合せでドリル・ストリングの電気共振を見出すことである。共振周波数は伝 送トロイドに加えられる周波数をスイープし、最大入力電流がそれによって引出 される周波数を決めることによって掘さく孔中のモジュールに於いて、決定する ことができる。この周波数が最適または同調周波数となる。もう一つの方法は、 掘さく孔中のモジュールに対し伝送周波数をスイープするよう命じる一方、最大 信号振幅を検出する受信信号レベルをモニタすることによって最適周波数を地上 ユニットに於いて決定する方法である。次いで、掘さく孔中の七ジュールはこの 周ａ数で動作するように命令される。上述の技術に関する理論的な論議はに６Ｍ 、Ｌｅｅ、Ｇ、Ｓ、Ｓｍ１ｔｈ等による”砂中における裸アンテナおよび絶縁ア ンテナの特性”（Ｍｅａｓｕｒｅｄ　Ｐｒｏｐｅ−ｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｂａｒｅ 　ａｎｄ　Ｉｎ５ｕｌａｔｅｄ　Ａｎｔｅｎｎａｓ　ｉｎ　５ａｎｄ　）と題す る論文（ＩＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　Ａｎｔｅｎｎａｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｐｏｇａｔ 　＝ｈＶｏｌ、　ＡＰ−２３、ｐｐ、　６６４−６７０　、　Ｓｅｐｔｅｍｂｅ ｒ　、　１９７５）において詳述されている。低い周波数においては、単位間当 りのデータ伝送が減少する。そこで付加命令信号によって掘さく孔中の命令制御 サブシステムに対し最も重要がデータだけを選択的に伝送するよう指示を与える 。

掘さく孔中の計測ユニットの回路電力は電力サブシステムによって賄われる。中 空のドリルｅノくイブを流れ降る掘さく液流によってタービンを回転させ、次い で又流発電機を駆動する。発電機からの出力は電力供給装置によって調整され、 計測ユニット中の種々のサブシステムに分配される。掘さく液が停止した時には 電池によって、一定時間補助供給が行なわれる。

同様の仕方によって、地上の記録制御ユニットもドリル・パイプに結合される。

このユニットは通信サブシステム、データ収集サブシステム、命令制御サブシス テムおよび電力サブシステムから成っている。通信サブシステムは計測ユニット からの収集データを受信するデータ受信器と計測ユニットに対し命令信号を発信 する命令伝送器を備えている。地表電極は伝送信号の帰還路を形成するために地 中に埋設される。

地上データ収集サブシステムは、マイクロプロセッサ、インターフェース回路１ 表示装置、記録装置等からなっている。機能としては、通信サブシステムが受信 した収集データを取り出し、処理して操作者に対する通信として対応情報を種々 の表示装置。

記録装置へ送出する。

地上命令制御サブシステムは動１作順序を制御し、内蔵プログラムまたは操作者 からの命令にし皮がって掘さく孔中の計測ユニットに対し決定事項を伝達する。

このサブシステムは計測ユニットに対し命令を下し、データ収集の変更、データ 送信の周期変更。

伝送データの内容変更等を行なわせる。

地上の記録制御ユニットに対する電源は掘でく装置用電源とは別になっていて、 電力は補助電池電源を備えた発電機によって供給される。

本発明の他の実力例に於いては掘さく孔中の計測ユニットに２個のトロイダル１ トランスホーマを利用している。前述の第１トロイダル・トランスホーマは削除 されているが、第２のトロイダル・トランスホーマはその１まに残されている。

前述の第３゛トロイダルφトランスホーマは対象周辺地ｊＡに゛電流を易起させ る目的で使用される。このトロイダル１トランスホーマは時分割方式で次の３つ の動作を行なう。即ち、励起伝送（検層操作のため）、データ伝送および命令受 信の３動作である。

他の実施例においては検層励起信号は掘さく孔中に於いてではなく、地上に於い て発信される。

更に他の二つの実施例ではドリル・パイプによって搬送される信号の減衰を低減 するようにしている。

その１つの実施例では、ドリル・パイプに誘導結合し、伝送損失を低減するため に絶縁ワイヤによって信号を送るようにした受動形カプラ（ｐａｓｓｉｖｅ　ｅ Ｏｕｐ−１ｅｒｓ　）を利用し、他の実施例では、信号を受信し、増幅（ｂｏｏ ｓｔ　）　して、再送出する能動形リレー（ａｃｔｉｖｅｒｅｌａｙｓ　）を利 用している。

本発明の利点は、ドリル・ビットからある範囲内にあるビット近傍並びにその直 下に横たわる地層特性を掘さく中に特定化する能力があることである。

不発明の他の利点はデータ送信周波数を変化させて、送信信号の減衰程度を変化 させるための補償機能を備えている点である。

更にまた、本発明の利点は掘さく孔中の計測ユニットと地上の記録制御ユニット 間に２方向通信を構成させ相互に作用し得るデータ検層を可能にしている点であ る。

本発明の他の目的、利点は添付図面に示される好適実施とその応用実施例に関す る詳細な説明を読むことによって、井戸検層装置を知る当業者には自ずから明か になるであろう。

図面の説明 第１図は井戸掘さくに関する検層データ収集に用いる掘さく情報（ＩＷＤ）シス テムを採用した井戸掘さく装置の概略断面図。

第２図は第１図の掘さく情報システムの情報収集に利用する掘さく孔内計測ユニ ットの断面図。

第３図は第２図の計測ユニットで伝送器として利用されるトロイダル−トランス ホー・マの断面図。

第４図は第２図の計測ユニットに於ける検層データ受信器として使用されるトロ イダル・トランスホーマの断面図。

第５図は第２図の計測ユニットおよび地上における記録制御ユニットを含む掘さ く情報システムの機能ブロック図。

第６ａ図、第′６ｂ図は第２図の掘さく孔中の計測ユニットの機能ブロック図。

第７ａ図、第７ｂ図は第１図の掘さく情報システムに使用する地上の記録制御ユ ニットの機能ブロック図。

第８図ｒ＋、倹局デーｚｑのＲ６と地上記碌む」御ユニットとの父・信のために 、１１゛泄ユニツト中に：２つのトロイダル・トランスホーマｒ採用した掘さく 情報システムの他の実が」例の機能ブロック図。

第９図は井戸掘さくに関する検層データ収集のための地上励起、記録、制御ユニ ットに工って発住Ｇれた励起信号を用いた掘さく情報システムの他の実施例の機 能ブロック図。

第１０図は伝送信号の減衰を低減するために受動カプラを利用した掘さく情報シ ステムの他の実施例の断面図。

第１１図は掘さく孔中の計測ユニットと地上ユニットとの間に於ける又借を改善 するために能動形リレーを採用した掘さく情報システムの一部の他の実施例の断 面図。

第１２図は第１１図の実施例に使用される能動形リレーのｌｌｋｔｇブロック陥 。

実施例の説明 第１図Ｖこは従来の回転掘さく機によって掘さくされた井戸１０が示されている 。そこでは、掘さく検層情報（ＩＷＤ）収集のために本発明が適用されている。

特に、この従来型回転掘さく機はドリル−パイプ１２（ドリル・ストリングとも 言う）を含み、このドリル・パイプに坏ジによって相互接続された多数の中空パ イプからなり、その下端部には、ドリル・ビット（掘さく切刃）１４を終端とす るドリル・カラー１３が設けられている。地上１６に於いて、ドリル・パイプ１ ２は通常の装置（図示しない）によって支持され、矢印１７で示す方向に廻転さ れ、これによってドリル・ビット１４は井戸１ｔｌの深さ方向に進行する。

掘さく液１８の循環によってドリル・ビット１４に潤滑を与え、更に掘さくによ シ生ずるくず、破砕者を地上１６に運び出している。したがって掘さく液は井戸 １０の底に向ってポンプ２０によって送られ、矢印２２が示す方向にドリル−パ イプ１２の内部を流れ、次いでド刃ル・ビット１４に至り、ドリル・パイプ１２ と掘さく孔２４との間の環状空洞に沿って矢印２６で示す方向に上昇して米る。

地上１６に達した時、掘さく液１８は、パイプ２８によって沈積性３０に排出さ れる。この沈積性で掘さくくずは掘さく液から沈潜する。沈積性の掘さく液の一 部は溜池３２にあふれて移動し、そこで取水口３４を介して再びポンプ２０に吸 上げられ井戸１０に再循環される。掘さく時に出合う地層の性質によって種々の 掘さく液が利用される。また、井戸１０に対して水や周′辺地層が入ら々いよう に地上１６から掘さく孔２４に挿入したケーシングパイプ３８も、ここに示す従 来型の回転掘さく磯の一部を構成するものである。

掘さく中の井戸検層は次に述べる種々の手段を用いた本発明による掘さく情報（ ＩＷＤ）装置によって達成される。即ち、ドリル・ビット１４の直ぐ上におるド リル・ストリングの底部に位置し、ドリル争カラー１３の一部を形成する掘さく 孔中の計測ユニットまたはモジュール４０と、地上１６に於いてドリル拳バイブ の頂端で結合する地上記録・制御ユニット４２を用いることによって達成される 。基本的にはこのモジュール４０はドリル・ビット１４近傍の地層の種々のパラ メータを掘さく操作に関する種々のパラメータと共に計測し、その結果をドリル ・カラー１３とドリル・ストリング１２を介して地上の記録・制御装置４２へと 伝送する。この動作を適切に行なうためには、ドリル・カラー１３とドリル・ス トリング１２とは、モジュール４０から地上ユニット４２に至る電導路を構成し なければならない。したがって、ドリルΦストリング１２の各セクション同志の 接続に当っては電気的連続性の確保に特別の注意を払われねばならない。

計測と交信作業を良好にする意味から、モジュール４０は３個のトロイダルφト ランスホーマ４４゜４６．４８を使用している。このトランスホーマは磁性体か ら作った環状体に絶縁導線を巻いて形成したものである。３１固のトロイダル・ トランスホーマ４４．４６．４８　の各々はドリル・カラー１３を取り巻くよう にして同軸に、かつ一定間隔に配置されるのでドリル・ηラーを沢れるどんな電 流または信号も環状体の軸方図の開口を通して流れることになる。

トロイダル・トランスホーマは、ドリル・カラー中の電流とコイルを誘鳩結合さ せるが、またはその逆をやることによって送信器にも受信器にもなり得るもので ある。送信器とした場合、トロイダル・トランスホーマはコイル内の電流に応じ て、それによって囲まれたドリル・カラー１３に電流を誘起する。

逆に受信器の場合には電流はドリル・カー７−１３に流れる電流によってコイル 甲に誘起される。

トロイダル・トランス４４即ち励起トロイドは送信器として作用してドリル・力 ２−１３内に交流電流を誘起する。この前起′４波はドリル・カラー１３゜その 上のドリル・パイプ・ストリング１．そしてその下のドリル・ビット１４に沿っ て流れ、かつドリル・ビットの下端接地点または掘さく液１８を通って周辺地層 ３６に漏洩する。完全な回路を形成するために、点線５０．５２によって示すよ うに、電流は井戸１０の近傍の地層３６を介して流れる。

トロイダル拳トランスホー１４６、即ち検層トロイドはドリル・ビット１４にす ぐ上に位置し、その地点にあるドリル・カラー１３に流れる電流を検知する。ド リル・カラー１３のｄ起電流の一部は検層トロイド４６の上の地層に漏洩し、点 線５ｏで示すように流れる。一方、誘起電流の残部は検層トロイド４６の袖開口 を介してドリル・カラー１３に流れ、更に、実線５２で示す外側流路に沿って地 層３６に流れる。検層トロイド４６の上の地層に漏れる誘起電流の部分に対して 下の地層３６に漏れる誘起電流の部分は周辺地層の電導度の関数である。

検層トロイド４６を受信器として用いてドリル・カラー１３の下端、即ちドリル ・ビット１４を介して流れる電流を検出し、また励起トロイド４４によってドリ ル・カラーの誘起電流を知る仁とによって、モジュール４０は周辺地層３６の特 徴を知ることになる。更に励起トロイド４４の誘起信号と検層トロイド４６によ るそれとの間の位相差を知ることによって周辺地層の誘電定数が決定される。

検層トロイド４６によって計測される電流の大部分はドリル・ビット１４を通過 し、その下の地層５４に流れる。検層トロイド４６の位置をドリル・ビット１４ に対して実際的に近づけることによってこの電流の百分比は最大のものとなる。

したがってドリル・ビット１４を通して地層に漏れる誘起電流を計測することに よってドリルゆビット１４の先端にある地層の特徴を知ることができる。

掘さく孔中の計測二二ツ）４Ｇの下のある距離範囲にある地層の特徴は励起トロ イド４４によって誘起される電流の周波数を変化させることによって知ることが できる。高い周波数は低い周波数よりも地層による減衰が大きい。したがって、 信号の貫通深度とこれに対応する特性深度とは周波数に対して逆の関係にある。

モジュール４０によって得られる他のデータと同様に周辺地層を示すデータは地 上ユニット４２に伝送されねばならない。このためには、第３のトロイダル・ト ランスホーマ４８即ち）ランシーバ・トロイドを送信器として使用し、ドリルφ カラー１３とドリル−ストリング１２に変調された交流電流を誘起させることに よ２てデータを送信し、地上１６で受信させればよい。

地上ユニット４２を発した命令信号は掘さく孔中のモジュール４０に伝えられる 。再びドリル・パイプ１２がこの通信目的のための変調交流電流の導線として利 用される。この場合、トロイド４Ｂは、点線４９によって示されるように、地層 を介し、トロイド４８を通過したあとに帰ってくる命令信号を受信するように動 作する。

地上ユニット４２は種々の方法でドリル・ストリング１２に結合して差支えない 。１つの方法としては、カプリング５６を設けてドリル・ストリング１２と地上 ユニット４２の間に直接的な電気結合を作る方法である。このカプリング５６の 機能はドリル中ストリング１２の頂部に対し良好な電気接続を形成する導電体に よって得ることができる。例えば吹出防止用のふｆｃ６０を利用してもよい。他 の方法としては井戸１０にケーシング・パイプ３８を設置する前にその底部端に 第４トロイド・トランスホー−２５８を設け、シールドケーブル５９によって地 上ユニット４２に結合することもできる。この場合、第４トロイドは掘さく孔中 のモジュール４０からドリル・ストリングを伝わってくる信号を誘導的に受信し たシ、地上ユニット４２からくる命令信号をドリル・ストリング１２　ＶＣ対し 誘導的に送り返する云った作用を行なう。このトロイダル・トランスホーマに図 示の位置を占めさせているのは空中や地上のノイズを消すのに特に有効であり、 これによって送信信号中の信号・ノイズ比を改善できるからである。

ドリル・ストリング１２を伝搬する変調交流電流の帰路は地中６４に埋設した電 極６２に対する結合によって構成する。電流はｔ極６２とドリル・ビット１４の 間の地層３６を゛電路６６に沿って流れる。

これと共に漏れ電流も発生し６８で示す′！を路を流れ、伝送信号の減衰を起す 。この信号の減衰を防止するには、絶縁性の掘さく液１８を利用するか、ドリル ・パイプの外表面に絶縁コートを施すことによって地Ｊ（至）３６からドリル・ パイプ１２を絶縁してやると良い。また発信周波数を落し、それに応じてデータ 送信率を落してやっても信号減衰は小さくなる。

次に地上ユニット４２の動作並びに掘さく孔中のモジュール４０と地上ユニット との相互作用について述べる。

第２図を参照する。はじめに掘さく孔中のモジュール４０の組立串設置について 述べる。特製のドリル・カラー１３はモジュール４０の部品を取り付けるための ハウジングとして利用される。ドリル・カラー１３の上端はドリル・ストリング １２の底の部分にネジによって接続される。またドリル・カラー１３の下端には ドリル・ビット１４を取り付けるだめのネジ７４が設けられている。

検層並びに通信用誘導結合をカラー１３に備えさせるために、３個のトロイダル ・トランスホーマ４４゜４６　、４８　がモジュール４０の外側ハウジングを構 成する円筒カラーの長さ方向に沿って間隔、を置いて３点に配置される。トラン シーツく・トロイド４８は力２−１３の頂部近くに位置し、検層トロイド４６は ドリル・ビット１４の直ぐ上に位置し、励起トロイド４４は上記２個のトロイド の中間に位置する。これらトロイド４４，４６．４８　の各々は環状溝４３　、 ４５゜４７の中に埋められ、それぞれカラー１３を取り巻く形になる。し、たが ってドリル・カラーを流れる電流は必然的にトロイドの軸方向開口を通過するこ とになる。

ドリル・カラー１３の種々々位置に数個のセンサマｆｃはトランスデユーサが取 り付けられ、掘さく作業に必要な各種パラメータ、例えば温度、圧力、力と云っ たパラメータを計測する。例えば、図に於いてカラー１３の内側と外側の各々に 沿って２個のセンサ７６．７８が示されている。これは掘さく液１８の泥れをモ ニタするためのものである。ドリル・ビット１４にかかる重量とかトルクと云っ た力は、負荷トランスデユーサ８０によってモニタされる。これらセンナ並びに トランスデユーサ（７６，７８，８０）はトロイダＡ／拳トランスホーマ４４． ４６．４８　と共に全て配線８４によって電子システム８２に電気的に接続され ている。この電子システム８２には、検層トロイド４６．センサ７６．７８　、 ）ランスデューサ８０から送られるデータを処理し、地上ユニット４２と交信す るための電子回路が設けられている。

電力は、循環する掘さく液１８によって駆動されるタービン８８に結合した交流 発電機によって電子システム８２に供給される。又流発電機は弾性支持部材９２ ．９４によってカラー１３に取付けられているシェル（殻）９０円に納められて いる。弾性支持部材はこのシェルをドリル・カラーの振動からある程度分離する のに役立っている。シェルの上流側ではタービン８８の軸９６がタービン支持体 ９８に対し廻転自在に取り付けられ、下流側ではタービン軸は交流発電機８６と そのシェル９ｏによって支承されている。交流発電機８６がらの電力に電カケー ブル１００を介して電子システム８２に送られる。

交流発電機８６の場合と同じようにして、電子システム８２も、回路保護用のシ ェル１０２の中に納められる。弾性支持部材１０４　、１０６によって、シェル １０２はカラー１３内に保持される。シェル９ｏも１０２も、そしてすべての支 持部材９２．９４，９８，１０４゜１０６は掘さく液１８の流れに対する抵抗を 最小にするような流線形をしているのが望ましい。

第３図は励起トロイド４４の形番動作の詳細を示す図である。励起トロイド４４ は鉄、フェライトと言った磁性材料で作ったトロイド状コア１１８に、コアの内 側から外側に向うように絶縁ワイヤを巻回させた巻線コイル１２０を設けて作っ たものである。巻線コイル１２０がら出ている２本のリード１２２　、１２４は 配線８４を介して電子システム８２に接続される。

トロイドはカラー１３に設けた環状凹部４３に嵌め込み、セラミック等の絶縁カ バー１２８によって保護する。

動作時には、ある一時点で矢印１３０で示す方向に巻線コイル１２０内に交流電 流が流れる。この電流は磁場を発生させ、ドリル・カラー１３内に電流を誘起し 、周辺地層に電流１３８を流し、これによって検層が行なわれる。

検層トロイド４６も同様に構成され設置される。

ドリル・カラー１３に設置する以前の様子を第４図に示す。トロイド４４の場合 のように、巻線コイル１４０を形成する絶縁線が磁性材によって作った環状コア １４２に巻きつけられ、リード１４４　、１４６が配線８４に結線されて電子シ ステム８２と接続される。

検層トロイド４６は電流検出器として働き、コア１４２に磁場を形成することに よってトロイドの軸開口１４９内の電流に応答する。磁場の方向を矢頭印１５０ と矢の尾部印１５２によって示す。この磁場によって、トロイドの軸開口１４９ を通る電流に比例した電流１５４が巻線１４０内に誘起される。この誘導電流は 周辺地層３６の特性検出に利用される。掘さく孔中の３個のトロイダル・トラン スホーマ４４．４６゜４８のすべてはその構造、取り付は方に於いて実質的に同 一のものである。

井戸検層は、掘さく孔中のモジュール４０と地上ユニット４２との間における交 信手段と力るドリル・ス）　ＩＪング１２を利用し、本発明の掘さく情報装置（ ＩＷＤ）によって行なわれる・ 次にＩＷＤ装置の動作を第５図を参照し彦がら述べる。掘さく孔中の七ジュール ４０．地上ユニット４２の特定の動作・構造については第６図、第７図を参照し て説明する。

モジュール４０も地上ユニット４２も共に４つのサブシステムからなっている。

即ち、通信サブシスｆ　ム１５６　＋　１５８　、命令拳制御サブシステム１６ ｏ、１６２゜データ収集サブシステム１６４　、１．６６および電力サブシステ ム１６８　、１７０がそれである（併記２数字のうち前者はモジュール４０のも の、後者は地上ユニットのものをそれぞれ示している′）。これらサブシステム 全体でＩＷＤ装置の検層・データ・通信が実行される。掘さく孔中の七ジュール ４ｏに於いて、サブシステムのすべての要素は掘さく孔中のシェル１０２に格納 される。しかし、トロイダル書トランスホーマ４４，４６，４８　、センサ７６ ．７８．）ランスデューサ８０．タービン８８および交流発電機８６はシェル１ ０２に格納されない。

データ収集サブシステム１６４ハ井戸掘さく作業に関するあるパラメータの計測 を分担する。関係パラメータとしては地層３６に誘起される電流の位相差並びに 減衰、ドリル・カラー１３．ドリル・ビット１４、掘さく液１８の温度並びにシ ェル１０２内の温度、掘さく液の外部（環状部）における圧力、ドリル・ビット にかかる重量とトルク、ドリル台ビットの摩耗、掘さく孔の離心度とその方向、 ガンマ線または中性子線照射を用いた地層の放射線検層結果および音響による地 層の多孔性検査結果等がそれである。これらパラメータのあるものはシェル１０ ２内で計測・検知される。例えば放射線検層、掘さくの方向性検証等がそれでち る。一方他のパラメータはドリル会カラー１３に設けたセンサ、即ち励起・検層 トロイド４４，４６．流量センサ７６．７８．歪計８０等によって計測・検知さ れる。

掘さく孔中のデータ収集サブシステム１６４は励起トロイド４４を駆動する検層 送信器１７２および検層トロイド４６からの信号を処理する検層受信器１７４を 含んでいる。また、外部および内部センサ１Ｔ６゜１７８、他の必要データを収 集する横１装置１８０も含んでいる。

検層送信器１７２に於て、掘さく孔中の命令・制御サブシステム１６０は励起ト ロイド４４を駆動する信号の周波数と電力を１択する。周波数選択が可能な発振 器１８２と励起電力制御装置１８４は、その信号発生に関してパワーアンプ１８ ６に指令を出す命令・制御サブシステム１６０によって制御される。例えば１０ ００Ｈｚから３０　ＭＨｚ　の範囲にある周波数は、励起トロイド４４をその巻 線コイル１３０を介して駆動する検層送信器１７２によって発生することができ る。したがって励起トロイド４４は広い周波数範囲でドリル・カラー１３の電流 を減少するように選択的に動作さゼることができる。

励起トロイド４４によってドリル・カラー１３に誘起される電流の一部は検層ト ロイド４６によって検知され、ドリル・ビット１４近傍の地層の電導度。

誘電定数と云った特性を与えることになる。ドリル・カラー１３に流れる電流に よって検層トロイド４６に誘起される信号は検層受信器１７４によって増幅され かつフィルタされる。次いで横磨トロイド４６からの信号は切断リレー１８８． プリアンプ１９ｏ１選択性バンドパースフィルタ１９２．オートマチイック・ゲ イン俸コントロール・アンプ１９４を通り、周辺地層の特性を示す信号を形成し 、掘さく孔内の命令・制御サブシステム１６０に達スル。

掘さく孔内のデータ収集サブシステム１６４の残りの部分、即ち外部および内部 センサ１７６　、１７８　、検層装置１８０は掘さく作業に関するデータを収集 する。

外部センサ１７６はドリル・カラー１３上に設けら瓢ドリル・ビットにかかる重 量とトルク、掘さく液温度、およびドリル・カラー１３の内部における掘さく液 圧力と、ドリル・カラー１３と井戸の掘さく孔２４との間にある環状空間内に於 ける掘さく液圧力とを検知する。

第２図に示すセンサ７６．７８とトランスデユーサ８０は上述の外部センサ１７ ６の一例である。内部センサは保護用のシェル１０２に格納されシェル内の温度 と圧力とを計測する。この保護用シェル１０２には、ドリル・カラー１３近傍に ある地層に関する放射線計測によるデータ並びに音響計測によるデータを記録す る検層装置１８０が含まれている。またこの装置はドリル・ピット１４の掘さく 方向をも決定する。外部および内部センナによって収集されたデーく孔内の命令 ・制御サブシステム１６０に入力され、処理されて地上玉ニット４２に送出され る。

掘さく孔内にある計測ユニット４２の心臓部は命令・制御サブシステム１６０で あって、データ収集サブシステム１６４から来るデータを集め、さらに処理・解 析を行ない、自主的にまたは地上ユニット４２がらの命令によってデータ送信の 優先順位を決定し、励起トロイド４４の出力を制御し、電力サブシステム１６８ から来る電力をモジュール４ｏ内の各種回路に分配し、周波数と電力、および受 信周波数を決定して通信を制御する。

この操作のためには周知の方法で接続されたＦＲＯＭ１９８　、　ＲＡＭ　２０ Ｇ　、　ＥＥＰＲＯＭ　２０２　を有するマイクロプロセッサを用意する。この ように構成したコンピュータはＩ１０デジタル・コンバータ２０６を介してモジ ュ−／ｌ／　４０　（７）残りの要素に対してインターフェースを構成する。２ つのマルチプレクサ２０８　、２１・ｏはコンピュータに対するデータ久方を選 択的にスイッチするために設けられている。外部並びに内部センサ１７６　、１ ７８からのデータは、コンディショニング・アンプ２１２によって増幅され、検 層レシーバ１７４からのデータは整流器２１４によって交流から直流信号に変換 される。動作インストラクションはＰＲＯＭ　１９８とＥＥＰＲＯＭ　２０２　 に記憶するか、または地上ユニットから簀き込まれＲＡＭ　２０Ｇに記憶される 。

モジュール４０の電力はタービン駆動の交流発電機８６か、緊急用の電池電源２ １６によって賄われる。

この２つの電源の選択は入力電源七イサ２２−０に応じて命令嗜制御ザブシステ ム１６０によって制御される電源スィッチ２１８によって行なわれる。掘さく液 １８の流れが非常に遅くなったり、ｌたは停止した場合には電力スイッチ２１８ は緊急用補助電源２１６に切換えてモジュール４０が動作を続けるようにする。

交流発ｍ機による電源の電圧１周波数が大幅に変るので、電源２２２によって調 整され、整流され、ろ過される。寛′Ｏｇ、２２２に掘さく孔中の命令・制御サ ブシステム１６０に対しきれい、な電力を供給し、掘さく孔中のユニット（七ジ ュール）４０を介して分配する。

掘さく孔中のモジュール４０と地上ユニット４２は双方向通信網によって結合さ れている。両者はそれぞれ通信サブシステムを含み、地上ユニット４２から地下 モジュール４０への命令信号の送信、また地下モジュールから地上ユニットへの 計測データの送信を行なっている。通信信号は、位相差または周波数変調した搬 送波によるのが好ましい。これらの通信信号は地下モジュール４０と地上ユニッ ト４２との間にある導電法ドリル・ストリング１２０によって搬送さｎる。送信 周波数は送信ライン（ドリル・パイプ１２とドリル・カラー１３）に存在する信 号減衰の関数として変化する。井戸が深くなると信号の減衰は大きくなるので、 送信周波数上下げてこれを補償する。この場合使用される周波数帯域は２０Ｈ１ から１０００Ｈｚである。

動作時には掘さく孔中の通信サブシステム１５６は地上ユニット４２から信号を 受信し、地上ユニットに対し計測データを送信する。ドリル・カラー１３に対す る電気結合はトランシーバ・トロイド４８を介しｆｃ誘導結合によって行々う。

トランシーバ・トロイド４８の巻線コイル４８はディプレクサ２２２に接続さｎ る。このディプレクサ２２２はスイッチとして機能し、トランシーバを交互に命 令受信器２２４またはデータ送信器２２６に接続する。命令受信器２２４もデー タ送信器２２６も共に、地下の命令・制御サブシステム１６０に結合され、送信 周波数の選択とデータの転送を行なう。

命令受信器はプリアンプ２２８と、２個のオートマチイックφゲイン・コントロ ール・アンプ２３０，２３２と、２個の選択可能なバンドパス・フィルタ２３４ ゜２３６と、制限器２３８と復調器２４０とを含んでいる。

機能的には、トランシーバ・トロイド４８の巻線コイルに誘起された命令信号は ディプレクサ２２２によってプリアンプ２２８に与えられ、増幅される。そこか ら、命令信号は第１のオートマチイック・ゲイン・コントロール−アンプ２３０ と第１の選択可能なバンドパスフィルタ２３４を通過し掘さく孔中の命令・制御 サブシステムによって決められる周波範囲でフィルタされる。次に、命令信号は 第２のオートマチイック・ゲインφコントロールーアンプ２３２と第２の選択可 能なバンドパスフィルタ２３６を通って制限器２３８に達する。最後、命令信号 は復調器２４０によって復調され、掘さく孔中の命令争制御サブシステム１６０ に送られる。

データ信号は掘さく孔中のデータ収集サブシステム１６４によって得られた検層 データを含み、掘さく孔中の命令−制御サブシステム１６０によってデータ送信 器２２６に入力され、地上ユニット４２に送信されることになる。そのために、 データ信号は変調波に変換するために変調器２４２　Ｋ入力される。この変調波 は次いで周波数選択が可能である発振器２４４に入力され、掘さく孔中の命令響 制御サブシステム１６０が指定する搬送波周波数にセットされる。更に信号はパ ワー−アンプ２４６に入って増幅され、次いでディプレクサ２２２を通り、トラ ンシーバ・トロイド４８の巻線コイルに至り、ドリル・カラー１３と誘導結合す る。増幅された信号出力のレベルは出力センサ２４８によってモニタされ、出力 制御器２５０によって制御される。これら出力センサ２４８と出力制御器は共に 掘さく孔中のサブシステム１６０に結合されている。

機能面において、地上通信サブシステムは地中のそれに極めて類似している。そ れは地〒の計測ユニット４０から来る計測データ信号を受信する受信器２５２と 、地下のユニットに命令信号を送信する命令送信器２５４とを含んでいる。ディ プレクサ２５６はデータ受信器２５２または命令送信器２５４のいずれかをドリ ル・バイブ１２の頂部および電極６２に交互に結合させ、ドリル・パイプを流れ る電流に直接アクセスする。他の実施例では、ディプレクサはドリルΦストリン グ１２を電極６２に接続し、データ受信器２５２か、命令送信器２５４のいづれ かを第４のトロイダル・トランシ−バ５８に交互に結合させ、ドリル・ストリン グ中の電流に間接的にアクセスしている。

データ受信器２５２に入った信号はまず受動的バンドパスフィルタ２５８に入り 、次いで増幅、フィル受信器２２４のものと全く同一の機能と構成からなってい る。即ち、この回路はプリアンプ２６０と、２個のオートマチックｅゲイン・コ ントロール・アンプ２６２　、２６４と、２個の選択可能なバンドパス・フィル タ２６２　、２６８と、制御器２７０と、復調器２７２とを含んでいる。フィル タは周波数選択のために地上の命令拳制御サブシステム１６２に結合されている 。復調器の出力は、掘さく孔中の計測ユニット４０からの計測データを含んでい て、地上のデータ収集サブシステム１６６　ｉＣ結合され、そこで更に処理を受 ける。

これに対応する仕方で、命令送信器２５４はその形。

機能において掘さく孔中のす・プシステム１５６のデータ送信器２２６と同一で ある。変調器２７４１選択可能な周波数発振器２７６、パワーアンプ２７８．出 力センサ２８０．出力制御装置２８２はすべて地下にある相方と同じ作用をする 。したがって、地上の命令・制御サブシステム１６２からくる命令信号は、ドリ ル・ストリング１２を介して送信するために選択された周波数と出力を有する変 調信号となるように処理される。

地上ユニット４２に対する電力供給は地上の電力の電動発電機は補助゛電源を構 成している。２種の電源の選択は入力電力センナ２９０に応じて地上の命令・制 御サブシステム１６２によって制御されるパワー−スイッチ２８８によって行な われる。電圧調整とノイズろ過を含む電力調整が必要であり、と２″Ｌは電源２ ９２によって行なわれる。調整後の這刀は地上の命令・制御サブシステム１６２ によって地上ユニット４２内で使用される。

データ収集および命令−制御は地上の記録・制御ユニット４２に於いていくつρ １の入出力装置２９６゜２９８と共に地上の制御装置２９４によって行なわれる 。

データ収集装置の機能はデータ受信器２５２から米る計測データを処理する機能 と、それを出力するのに都合のよい形Ｖこ変換する機能からなっている。同時に 、命令・制御装置の機能は検層周波数およびデータ送信周波数とデータ内容を制 御するために、掘さく孔中の計測ユニット４０に対して送信する命令信号の発生 機能を含んでいる。命令・制御装置の機能は、外界との交信および電力配電のた めに種々の地上におるサブシステムに対しインターフェースの役を果す機能を含 んでいる。これらの機能は地上の制＃装置に於いて、周知の方法で接続されたマ イクロプロセッサ３０２　、　ＰＲＯＭ　３０４　、　ＲＡＭ　３０６　、　Ｅ ＥＰＲＯＭ３０８１ｔｔｒコンピュータ３００によって実行される。

コンピュータ３００と地上ユニット４２の残りの部分のインターフェースに工１ ０バッファ３１０によって賄なわれる。出力パワーセンサ２８０と入力パワーセ ンサ２３０からの信号はアナログ会マルチプレクサ３１２゜整流器３１４　、　 Ａ／Ｄ変換器３１６を介してＩ１０バッファ３１０に与えられる。地上の制御装 置に対する動作指示はＦＲＯＭ　３０４かＥＥＰＲＯＭ　３０８に記憶されるか 、或いは、操作者によって入力されるかまたは記憶装置から与えられる。

システム入力および出力は二点で与えられる。即ち検層操作ステーション３１８ と掘さく装備ステーション３２０の二点で与えられる。制御パネル３２２，３２ ４゜データ／状況表示装置３２６　、３２８　、チャート・レコーダ３３０　、 ３３２　、督報表示器３３４　、３３６は上記両ステーション３．１８　、３２ ０に配置される。更に、掘さく装備ステーション３２０は井戸の深さを入力する 深度測定装置を含み、掘さく操作ステーション３１８はプリンタ３４０とデータ ・プログラム記憶装置３４２を含んでいる。

以上説明した通シ、本発明によるＩＷＤ装置は井戸掘さくデータを実時間ペース で計測し、記録する。

第８図に示す本発明の他の実施例は、通信・検層励起両用のトランシーバ・励起 トロイド３５０を用いて励起トロイド４４とトランシーバトロイド４６の両機能 を併合した掘さく孔中のモジュール３４８を含んでいる。この実施例では、デー タ拳検層送信器３５２は比較的低い周波数のデータΦ通信信号、検層信号を発生 する。これらの発生信号は、例えば２０Ｈｚから１０００Ｈｚの範囲におる。

データ・検層送信器３５２は通信機能と、データ収集機能を有するので、その他 の通信関係部品とかデータ収集関係部品はすべて通信・データ収集サブシステム ３５４に併合することができる。このサブシステム３５４は１点を除いて、これ までに説明した通信サブシステム１５６およびデータ収集サブシステム１６４と 同様に動作する。トランシーバ・励起トロイド３５０は時分割ペースで命令受信 器２２４とデータ・検層送信器３５２に接続している。したがって、”データ送 信、命令受信、検層励起と云った動作は一連動作で行なわれ、同時には起ら力い 。掘さく孔中の計測ユニット３４８の残９の部分は前に述べたものと同様に動作 する。

第９図に示す他の実施例では、地上における記録嗜制御ユニット３５６は地下モ ジュール３６０に送信するための検層信号を発生する検層送信器３５８を含んで いる。したがってスイッチ３６２は、データ受信器２５２、命令送信器２５４． 検層送信器３５Ｂを次々にドリル・パイプ１２および電極６２に接続しデータを 受信したり、または命令或いは検層信号の送信を行々う。検層信号の周波数およ び出力は記憶されている動作インストラクションが操作者がする入力に従って地 上の制御装置３６４によって決定される。検層送信器３５８と地上の制御器３６ ４とを入・出力装置２９６　、２９８と共に組合せることによって地上の命令・ 制御・データ収集用サブシステム３６６が構成される。

検層送信器３５８の追加を別にすれば、地上の命令・制２御・データ収集サブシ ステム３６６は前述した地上の命令・制御サブシステム１６２とデータ収集サブ システム１６８との組合せと同一である。

この実施例ではドリル・パイプ１２を伝搬する検層信号は前述の検層トロイド４ ６によって検知される。伝送経路が長いため、検層信号は、信号の減衰を制限す るために比較的低い周波数で送信される。

その結果、検層受信器３６８を掘さく孔内のデータ収集サブシステム３１０に設 けて、検層トロイド４６によって検知された低周波信号を増幅し、フィルタする 。検層トランスミッタ１７２と励起トロイド４４を除去したことを別にすれば、 現在の掘さく孔内の計測ユニット３６０はその形１機能において先に述べた掘さ く孔中の計測ユニット４０と同等である。

第１０図には本発明の更に他の特徴として、ドリル・ス）　ＩＪング１２を伝搬 する信号減衰を小さくするのに用いる受動カブ２３７６が示されている。データ の伝送率を最大にする丸めに高周波の伝送信号を利用する場合には信号の減衰を 軽減することが望ましい。信号の減衰を軽減することによって、受動カブ２は計 測データの高周波伝送や、地上ユニット４２と地下モジュール４０間の命令信号 の高周波伝送を可能にする。

会受動カプラは、地下接点３７Ｂと、結合トロイド３８０と、この両者を結ぶ絶 縁ケーブル３８２とからなっている。結合トロイド３３０の取シ付けはドリル・ ストリング１２の一部を構成し掘さく孔中に挿入され、かつそこのモジュール４ ０の上部約１０００フイート以上の所に設けられた環状カプリング体３８４によ って行なわれる。ドリル・ストリング１２に対する結合ユニットのアタッチメン トは通常はドリル・パイプ部分のアタッチメントとして使われるネジ接合７２ｔ −有する。絶縁ケーブル３８２の導体はコ坏りタ３８５を介してトロイドの巻線 コイルの１つのリードに接続され、他のリードは結合体にアースされる。

地下接点３７８はユニット３８４から絶縁ケーブルによって懸垂されているので 、トランシーバ・トロイド４８の下のドリル・カラー１３の内側で電気接点を形 成する。重り３１６を接点３７８に取り付けて、絶縁ケーブル３８２ヲ弛みなく 張らせて、接点の正しい位置を確保する。

次に動作を説明する。データ送信の間、トランシーバトロイド４８は矢印３８８ で示ず電流を絶縁（シールドではない）ケーブル３８２と共にドリル・カラー１ ３内に誘起する。この電流（矢印３８Ｂ）は絶縁ケーブル３８２に伝搬し、結合 ト鴛イド３８０の巻線コイルを通過する。返りの電流径路（矢印３９０）はドリ ル・パイプ１２．ドリル・カラー１３を通って接点３７８に至る。結合トロイド ３８０の巻線コイル内の電ｔＬは結合体３８４とドリル・ストリング１２内Ｖこ 対応電抛を誘起する。そして更に他の受動カプラ３９４のケーブル３９２門にも 電流を誘起する。このようにして、受動カプラ３７６ニステージ内のドリル・パ イプ１２に沿って信号を伝送する１つに積上げて行くことができる。このように して、信号の減衰は絶縁ケーブルを用いることによって軽減される。信号減衰低 減のこの方法は、受動カプラ３７６が相互結合されているため、双方向性のもの である。

受画カプラ３７６の利用は直接的で、かつ容易に実施可能なものである。例えば 掘さくが進行している時、掘さくがある深さに達し、ドリル・ストリング中の信 号減衰が問題と々つたとする。その地点で、結合ユニット３８４をドリル中スト リング１２の頂部に付は接点を所定位置に下げてコ坏りタ３８５と接続する。そ して次の受動カブラ３９４が必要になるまで掘さくを続行する。この方法の中心 的な利点の１つは余分な電力を必要としない、所謂受動的動作にある。絶縁ケー ブルの長さは前取って取り扱いに程よい長さにしておけばよい。

本発明の更に他の特徴は、信号の減衰効果を無くするために能動中継器（Ａｃｔ ｉｖｅ　ｒｅｐｅａｔｅｒ　）　３９６を設けた点にある（第１１図、第１２図 ）。この実施例では、トランシーバ・トロイド４８の場合と同じようにして、結 合ユニット３９９上にリレイ・トロイド３９８を設ける。リレイ・シェル４０１ は、先に述べたモジュール・シェル１０２の場合と同じようにして結合サブ３９ ９内に吊夛下げる。リレイ用電子ユニット４００はリレイ・シェル円に位置して 、ディプレクサ４０２、リレイ受信器４０４．リレイ制御器４０６．リレイ送信 器４０８．電源４１０を含んでいる。リレイ・トロイド３９８の巻線とりレイ用 電子ユニット４００との間の電気接続はケーブル４１２で行なう。

次に、この実施例の動作を説明する。リレイ・トロイド３３８はドリル・ストリ ング１２を介して送信される信号を誘導的に検知する。リレイ受信器４０４はデ ィプレクサ４０２を介してリレイ・トロイド３９８に接続され、誘導的に検知し た信号を増幅し、フィルタして、リレイ制御器４０６に対して入力する。これら の信号は一定時間、リレイ制御器４０６によって遅延され、記憶され、次いでリ レイ・トロイド３９８によってドリル・ストリングを通して再送信される。

リレイ回路の電源は電池またはタービン／交流発電機の組合せ装置によって掘さ く孔中のモジュール４０の場合と同じようにして供給する。

当業者には明らかなように、本発明の思想内においてその改修・変更は可能であ る。上述のものはすべて例示的なものであって本発明の限定を意味するものでは ない。したがって以下の請求範囲は本発明の範囲に正当に入るすべての改修・変 更をも含むものであると解されねばならない。

手続補正書慟剖 昭和　年　月　日 特許庁長官殿　５９．９．６ ２、発明の名称 掘削中に井戸を検層する装置および方法３、補正をする者 事件との関係　特　許　出願人 名称（氏名）　マクレオド・ラボラトリーズ、インコーホレーテッド５・　ｍＴ Ｅ″−’ｈの日付　昭和５９　年　８月　７　日国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　掘さく孔に関するパラメータと、ドリル・ビット近傍の地層特性とに関係 する情報を含むデータを導電性ドリル・ストリングを介して検出し、かつ伝達す る掘さく情報装置であって、前記装置は励起源手段と、掘さく孔モジュール手段 と、通信手段とよ多構成され、前記励起源手段は地層と、ドリル・ビットと、電 導性ドリル・ストリングとを通る励起電流を創成し、前記掘さく孔モジ３−ルは 前記ドリル・ストリングの下端に前記ドリル−ビットを接続するためのドリル拳 カラ一手段を構成する細長い電導性の円筒ハウジングと、前記ドリル・ビットを 流れる励起電流を検出し、それに対応する検層電流を発生するために前記モジュ ールの下端に配置される第１トロイダル・トランスホーマと、前記検層電流に応 答し、かつ対応する第１のデータ信号を発生する第１電流検出手段と、前記第１ データ信号を前記ドリル・ストリングに結合させる第１信号結合手段とを含み、 前記通信手段は前記検層信号受信のために前記ドリル・ストリングに結合してい ることを特徴とする掘さく情報装置。 ２、請求範囲第１項に記載の装置に於いて前記励起源手段は地上に位置し、かつ 前記励起電流を発生する電流発生手段と、井戸より離れて位置に埋設めに前記電 流発生手段に結合した電極手段と、前記ドリル・ストリングの上端を前記電流発 生手段の結合し、前記励起電流の復路を形成する手段を含むことを特徴とする装 置。 ３、請求の範囲第２項の装置に於いて、前記電流発生手段はある範囲の周波数、 振幅に関して変化する励起電流を選択的に発生することを特徴とする装置。 ４、請求の範囲第１項の装置に於いて前記第１のトランスホーマ李段は、前記ハ ウジングの長さに沿って流れる励起電流が前記トランスホーマ手段の巻線に対応 する検層電流を誘起させるように前記ハウジングの下端を取囲んでいることを特 徴とする装置。 ５、請求の範囲第１項、第３項または第４項の装置において、前記第１の検出手 段は、前記検層電流を処理するための前記第１のトランスホーマ出力に結合する 第１の受信手段と、とのＭ１受信手段の出力に結合し、前記第１データ信号を発 生するように動作する第１の送信手段とを含み、前記モジュール手段は前記第１ の検出手段に対する電力を供給するための電源を更に含んでいることを特徴とす る装置。 ６、　請求の範囲第５項の装置に於いて、前記第１の信号結合手段は前記第１の トランスホーマ手段から離れた位置にある前記ハウジングを取巻くように配置さ れ、かつ前記第１の送信手段とドリル・ストリングの間でデータ信号を電磁的に 結合するように働く第２のトロイダル・トランスホーマ手段を含むことを肴徴と する装置。 ７、　請求の範囲第６項の装置に於いて前記モジュール手段は、前記第１の電流 検出手段によって検出される電流以外の少なくとも一つの掘さくパラメータをそ ニタし、対応する第２のデータ信号を発生して前記第１の送信手段に入力するセ ンサ手段を更に含むことを特徴とする装置。 ８、　請求の範囲第７項の装置に於いて、前記励起源手段は、前記地層と、前記 第２のトランスホーマ手段によって取り巻かれているハウジングの部分と、前記 ドリル・ストリングとを通過する制御信号電流を発生し、前記第２のトランスホ ーマ手段はそこを通過する前記制御信号電流に応じて制御信号を発生し、前記七 ジュール手段は前記制御信号に応答し、前記第１の送信手段を介して前記第１の データ信号と第２のデータ信号の送信を制御するように動作するモジュール制御 手段を更に含むことを特徴とする装置。 ９、　請求の範囲第８項の装置に於いて、前記モジュール制御手段は前記第１の 送信手段によって行なわれるデータ送信の周波数を制御する装置。 １０、請求の範囲第６項の装置に於いて、前記モジュール手段は前記第１のトラ ンスホーマ手段から離れた他の位置で前記ハウジングを取り巻くように配置され た第３のトロイダル・トランスホーマ手段と、この第３のトロイダル・トランス ホーマ手段によって前記ドリル・ストリングの下端を取り巻く地層に局部的な検 査電流を発生させるための第２の送信手段を更に含み、前記局部電流はまたドリ ル・ビットおよびハウジングにも流れることを特徴とする装置。 １１、請求の範囲第１０項の装置に於いて、前記第２の送信手段は所定の範囲に 於いて選択可能な周波数を有する検層信号を発生する信号源手段を含み、前記信 号は前記局部電流に特定の選択された周波数特性を持たせることができることを 特徴とする装置。 １２、請求の範囲第１１項の装置に於いて、前記第２の送信手段によって発生さ れた検層信号の周波数選択は前記モジュール制御手段によって制御されることを 特徴とする装置。 １３、請求の範囲第１項の装置に於いて、前記モジュール手段は種々の掘さく孔 条件、パラメータをモニタし、かつこれに対応する信号を発生させて前記第１送 信手段の入力とするためのセンサ手段を更に含むことを特徴とする装置。 １４、請求の範囲第１３項の装置に於いて、前記励起源手段は前記地層と、前記 第２トランスホーマ手段によって取シ巻かれたハウジングの部分と前記ドリル・ ストリングとを通過する制御信号電流を発生し、前記第２トランスホーマ手段は それを通過する前記制御信号電流に応じて制御信号を発生し、前記七ジュール手 段は前記制御信号に応答し、かつ前記第１と第２のデータ信号を前記データ送信 手段を介して制御すふように動作するモジュール制御手段を更に含んでいること を特徴とする装置。 １５、請求の範囲第１４項の装置に於いて、前記七ジュール制御手段は前記デー タ送信手段によって実行されるデータ送信の周波数を制御することを特徴とする 装置。 １６、請求の範囲第１５項の装置に於いて、前記モジュール制御手段はドリル・ ストリングの共振周波数を決定し、かつ前記データ送信手段にその共振周波数で 発信を行なわせることを特徴とする装置。 １７、請求の範囲第１５項の装置に於いて、前記通信装置は最適送信周波数を決 定し、かつ励起源手段に制御信号を発生させ、この信号はモジュール制御手段に よって受信され、次いでこのモジュール発信させることを特徴とする装置。 １８、請求の範囲第１７項の装置に於いて、前記最適周波数ゝは前記ドリル・ス トリングの共振周波数であり、かつ前記送信周波数をスイープ（Ｓｗｅｅｐ）し 、前記通信手段によって受信される信号の振幅が最大となる周波数を決定するこ とによって検出されることを特徴とする装置。 １９、請求の範囲第５項の装置に於いて、前記電源手段は、タービン手段と、電 力発生手段と、電池電源手段と、前記電力発生手段と前記電池電源手段からの電 力を調整かつフィルタする手段と、スイッチ手段とを含み、前記タービン手段は 前記ハウジング内に設けられ、かつドリル・ストリングを流れる掘さく液の流れ によって駆動され、前記電力発生手段は掘さく液流が在る間電力発生用の前記タ ービンによって駆動され、前記電池電源手段は掘さく液流が停止した際に電力を 供給し、前記電力発生手段と電池電源手段からの電力を調整し、かつフィルタす る手段は掘さく孔モジュールに含まれる種々の回路によって適正に利用されるよ うに電力を調整かつフィルタし、前記スイッチ手段はドリル・ストリングを流れ る掘さく液流に応答し、かつ前記モジュール手段の電源として電力発生手段かま たは電池電源手段のいずれか一方を選択するように動作することを特徴とする特 許２０、請求の範囲第９項の装置に於いて、前記電源手段は、タービン手段と、 電力発生手段と、電池電源手段と、前記電力発生手段と前記電池電源手段からの 電力を調整かつフィルタする手段と、スイッチ手段とを含み、前記タービン手段 は前記ハウジング内に設けられ、かつドリル・ストリングを流れる掘さく液の流 れによって駆動され、前記電力発生手段は掘さく液流が在る間電力発生用の前記 タービンによって駆動され、前記電池電源手段は掘さく液流が停止した際に電力 を供給し、前記電力発生手段と電池電源手段からの電力を調整し、かつフィルタ する手段は掘さく孔モジュールに含まれる種々の回路によって適正に利用される ように電力を調整かつフィルタし、前記スイッチ手段はドリル・ストリングを流 れる掘さく液流に応答し、かつ前記モジュール手段の電源として電力発生手段か または電池電源手段のいづれか一方を選択するように動作することを特徴とする 装置。 ２１、請求の範囲第１５項の装置に於いて、前記第１の検出手段は、第１の受信 手段と第１の送信手段とを含み、前記第１受信手段は前記検層電流を処理するた めの第１トランスホーマ手段の出力に結合され、前記第１送信手段は前記第１受 信手段と結合し、第１データ信号を発生するように動作し、前記第１信号結合手 段は第１トランスホーマ手段から離れた位置でハウジングを取９巻くように配置 され、かつ前記第１送信手段とドリル＠ストリング間のデータ信号を電磁的に結 合するように動作することを特徴とする装置。 ２２、請求の範囲第２１項の装置において、前記モジュール手段は前記第１トラ ンスホーマ手段から離れた他の位置で前記ハウジングを取り巻くように配置され た第３のトロイダル拳トランスホーマ手段と、前記第３トランスホーマ手段によ ってドリル・ストリングの下端周辺にある地層内に局部検層電流を発生させるた めの第２の送信手段とを含み、この局部電流がドリル・ビットとハウジング内を 流れるようにしたことを特徴とする装置。 ２３、請求の範囲第２２項の装置に於いて、前記＠２の送信手段は所定の範囲で 選択された周波数を有する検層信号を発生させるための信号源手段を含み、前記 信号は前記局部検層電流が特定の周波数特性を持つようにさせることを特徴とす る装置。 ２４、請求の範囲第１項、第３項、第４項、第１５項。 または第２３項の装置は、前記導電性ドリルφストリングの１部を形成する導電 性円筒形結合ハウジングと、前記結合ハウジングを取り巻くように配置され、こ の結合ハウジングに電気的に接続されたトロイダル巻線の１本のリードを備えた 遠隔トロイダル−トランスホーマ手段と、その一端を前記結合ハウジングに電気 的に結合され、その他端が前記ワイパ・コンタクタに電気接続されている所定長 さの絶縁導体とを更に含み、この絶縁導体は、前記第１信号結合手段の下の位置 でドリル・ストリングに電気的に接触する前記ワイパ・；ンタクタと共にドリル ・ストリングの内部下方に向って延びるように配置され、これによって前記第１ 信号結合手段は前記導体中１ｆＣＭ１データ信号を誘起し、前記導体は検層信号 を遠隔トランスホー１手段に伝達し、ついでこのトランスホーマ手Ｒが前記検層 信号をドリル・ス）ＩＪタング結合することを特徴とする装置。 ２５、　請求の範囲第２４項の装置は次の遠隔結合手段のトランスホーマ手段の 下に配置されている各遠隔結合手段のワイパ・コンタクタと共に前記ドリル・ス トリングに沿って次々に配置される追加の遠隔結合手段を更に備えたことを特徴 とする装置。 ２６、請求の範囲第１項、第３項、第４項、第１５項また拡第２３項の装置はド リル・ストリングの長さに沿って配置され、ドリルゆストリングの低い位置で誘 起された通信用データ信号を抽出し、かつこのデータ信号を前記ドリル・ストリ ングに再導入するように動作するりレイ手段を更に備えることをｐ＃徴とする装 置。 ２７、請求の範囲第２６項の装置に於いて、前記リレイ手段は前記ドリル・スト リングに前記通信用データ信号を再導入するためのトロイダル・リレー拳トラン スホーマ手段を含むことを特徴とする装置。 ２８、請求の範囲第２７項の装置に於いて、前記リレイ手段は前記りレイ・トラ ンスホーマ手段に誘起されるデータ信号を検出し、この検出されたデータ信号を 処理し、次いて前記りレイ・トランスホー１手段を介して前記ドリル・ストリン グ上に対応するデータ信号を誘起するための能動的信号処理手段を更に含むこと を％像とする装置。 ２９、請求の範囲第２８項の装置に於いて、前記信号処理手段は前記検出データ 信号を一時的に記憶する記憶手段を含むことを特徴とする装置６３０、請求の範 囲第２９項の装置に於いて、前記データ信号は前記ドリル慟スＦリングに再導入 される以前にその周波数がシフトされることを特徴とする装置。 ３１、通信用の電流を電導性ドリル・ストリングに誘起するための第１トロイダ ル・トランスホーマ手段と、通信用情報を中継するために前記ドリルφストリン グに沿って配置された１以上のりレイ手段を利用した遠隔計測システムにおいて 、前記りレイ手段は、前記ドリル・ストリングに沿って、かつその一部を構成す るように配置され良導電性円筒部材と、この円筒部材を取り巻゛き、゛かつ１本 のリードが前記ドリル・ス）ＩＪソング電気接続れたトロイダル巻線を有する第 ２トロイダル・トランスホーマ手段と、所定の長さを備えてトリかストリングの 内部下方に延び、その一端が前記トロイダル巻線の他のリードに接続され、他端 が前記第１トロイダル・トランスホーマの下に配されたコンタクタ手段に固定さ れている絶縁導体とからなり、これによって前記第１トランスホーマ手段は前記 導体中に通信電流を誘起し、この電流は前記第２のトランスホーマ手段の巻線を 通して流れ、この電流によって前記ドリル・ストリングに対応する通信電流を誘 起するようにしたことを特徴とする装置。 ３２、ドリル・ビット近傍にある地層の掘さく条件と特性に関する情報を含むデ ータを検出し、かつ伝達する掘さく情報装置であって、この装置は導電性ドリル ・ストリングの下端にドリル・ビットを結合するための細長い導電性の円筒ノー ウジングを有する掘さく孔モジュール手段を備え、このモジュール手段は、第１ の励起源手段と、第１のトロイダル・トランスホーマ手段と、検出手段と、信号 結合手段と、地上通信手段とを含み、前記第１励起源手段は前記ドリル・ビット と、ハウジングと、ドリル・ビットを囲む地層内を流れる励起電流を創成する前 記ノーウジングの長さ方向に沿って配置され、前記第１トロイダル・トランスホ ーマ手段は前記ハウジング下端近くに配され、ドリル・ビットを流れる励起電流 を検出し、かつその出力巻ゝ線部に於いてそれに対応する検層電流を発生し、前 記検出手段は前記検層手段に応答しかつその対応検層信号を発生し、前記信号結 合手段は前記検層信号をドリル・ストリングに結合させて地上に送信するために 前記ハウジングの長手方向に沿って配置され、前記地上通信手段は前記検層信号 を受信するた゛めにドリル・ストリングに結合されていることを特徴とする装置 。 ３３、請求の範囲第３２項の装置において、前記励起源手段は励起信号発生手段 と、この手段に結合され前記励起電流を発生するための第２トロイダル・トラン スホーマ手段を含むことを特徴とする装置。 ３４、請求の範囲第３３項の装置に於いて、前記第２トランスホーマ手段は第１ トランスホーマ手段から離れた位置で前記ハウジングを取り巻くように配されて いることを特徴とする装置。 ３５、請求の範囲第３４項の装置に於いて、前記励起信号発生手段は、ある範囲 で選択的に可変でおる励起電流を前記励起トランスホーマ手段によって発生させ ることができることを特徴とする装置。 ３６、請求の範囲第３５項の装置に於いて、前記検出手段は前記検層電流をフィ ルタし、増幅するための受信手段と、この受信手段の出力をドリル・ストリング を介して伝送するのに都合のよい形をした検層信号に変換する伝送手段を含んで いることを特徴とする装置。 ３７、請求の範囲第３６項の装置に於いて、前記信号結合手段はハウジングや上 端近くでノーウジングを取り巻くように配された第３のトロイダル・トランスホ ーマ手段を含むことを特徴とする装置。 ３８、請求の範囲第３７項の装置に於いて、前記地上通信手段は、ドリル・スト リングを取り巻く第４トロイダル・トランスホーマ手シを介して前記ドリル・ス トリングに誘導結合されることを特徴とする装置。 ３９、請求の範囲第３８項の装置に於いて、前記第４トロイダル・トランスホー マ手段は地下に位置しシールド・ケーブルによって前記通信手段に結合されてい ることを特徴とする装置。 ４０、請求の範囲第３２項または第３９項に於いて、前記モジュール手段は、前 記ハウジングの中に設けられ、ドリル・ストリング内を流れる掘さく液流によっ て駆動されるタービン手段と、掘さく液流がドリル舎ストリング内を流れている 間前記タービンによって駆動され、前記モジュールに対して電力を供給する電力 発生装置を更に含んでいることを特徴とする装置。 ４１、請求の範囲第４０項の装置に於いて、前記モジュール手段は廁さく液が流 れているか停止しているり）に応じてモジュール手段の電力ｔ−賄うｔ池電源手 にと、掘さく液流を検知し、前記覧刀元生手段か前記電池電源手段のいづれか１ つ′５ｒ：前記ハウジング円の電気＝ｍ妥素に家続するスイッチ手段を更に含ん でいること７＋−特徴とする装置。 ４２、謂ネの範囲第４１項の装を灯前記地層と、モジュール・ハウジングと、ド リル・ストリングを通って地上から訛れる制御ＩＩｒＬ流を創成する制御手段を 更に備え、前記モジュール手段は前記制御電流を検出し、これに応じて前記モジ ュール手段の動作を制御する制御手段を更に賞んでいることを特徴とする装置。 ４３、請求の範囲第４２項の装置に於いて、前記信号結合手段は前記制御電流を 制御手段に結合することを特徴とする装置。 ４４、請求の範囲第４３項の装置に於いて、前記モジュール手段は掘さく孔甲の ｌ々の条件とパラメータ會モニタするセンサ手段を更に有し、このセンサ手段は 前記送信手段に結合されていて、こ汽によってこのセンナによって光せられた１ 言号がドリル−ストリングを介して送信されることを特徴とする装置。 ４５、電４性ドリル・ストリングの下端に固定されたド、リル・ビット近傍の地 層特性を検出することによって井戸掘さく時に検層を行がう方法であって、この 方法はドリル・ビットの直上部にドリル・ストリングを囲む第１のトロイダル・ トランスホーマを配置する過程と、前記第１トロイダル・トランスホーマから離 れた所に配置した電流源を利用してドリル・ストリング、ドリル・ビット並びに その近傍にある地層を流れる電流を起させる過程と、この電流によって前記第１ トロイダル・トランスホーマに誘起される電流を測定することによってドリル・ ビットを流れる電流を検出する過程とからなることを特徴とする井戸掘さく時の 検層方法。 ４６、請求の範囲第４５項の方法に於いて、前記電流は前記第１トロイダル・ト ランスホーマから離れた所で前記ドリル・ストリングの周囲に配置された第２ト ロイダル・トランスホーマを付勢することによって発生させることを特徴とする 方法。 ４７、請求の範囲第４６項の方法に於いて、ドリル・ビット近傍の地層に関する ある種の特性は交流によって前記第２トランスホーマを付勢し、前記第１トラン スホーマに誘起された信号の位相と、付勢信号の位相とを比較することによって 決定されることを特徴とする方法。 ４８、請求の範匹第４５項、第４６項または第４７項の方法に於いて、情報は、 第１トランスホーマに誘起された電流を適当なデータの形に変換し、このデータ は電導性ドリル・ストリングを介して地上に送信することによって得られること を特徴とする方法。 ４９、請求の範囲第４８項の方法に於いて、ドリル・ビットの下に横たわる地層 の特性は前記第２トランスホーマを付勢する信号の周波数を変化させることによ って決定されることを特徴とする方法。 ５０、請求の範囲第４８項の方法に於いて、前記適当なデータの形は送信される データによって送信周波数を変調することＫよって得られ、前記方法はある範囲 に於いて送信周波数を変化させる過程と、ドリル・ストリングを介して送信され る送信電流が最大となる特定周波数を決定する過程と、データ通信にその特定周 波数を使用する過程とを更に含むことを特徴とする方法。 浄クシ（内容′こ変更なし）　１