JPS6078093A - ドリルストリングのコアボ−リング装置の流体圧リフト式インナ−バレル - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポーリング用の装置に係シ、より詳しくは、コ
ア掘りにおいて切断珪れたコアを保持するだめのコアキ
ャッチャ−に関する。

〔従来技術〕

石油探査の分野に於てはコア堀りを行なうのが一般的で
ある。この方法は複数のアウタチューブで編成したドリ
ルストリングの下端にコアピットを装着し、岩石地層か
ら円柱形のコア全切り取シ、このコアを切断または破壊
して地表に持ち上げて検査するというものである。しか
し、固化しない、ばらばらのまたけルーズな地ＮＫ遭遇
することもまれではない。その様な場合には、切り取っ
たコアは一般には強固な形を維持しないので、１°リル
スｌングのアウタチューブ内に同心的に配置したインナ
チー−ブ内に保持しなければならない。

更に、コアキャッチャ−は地層から切削されたコアの下
部をその下側の地層から切断しなければならないだけで
なく、オイルサンドやウォータサンドやルーズデブリス
の様に多くの場合地層は十分に固化していないので、ド
リルストリングラブ−リング坑井から抜き上げる時にイ
ンナチューブ内にコアを保持するためには完全閉鎖式の
コアキャッチャ−を用いてインナチューブの底を積極的
に封止しなければならない。この様な完全閉鎖式のコア
キャッチャ−はコア堀り作業が終った時にコアサンプル
を回収する前に地表から手動により操作されるものであ
る。したがって、ドリルストリング内に何らかの手段全
般けて、コア堀りの際、或は一般的にはパー−リング作
業の際に必要となるこれ等の操作およびその他の操作を
行なわせるのが望ましいのである。

即ち、コア採取作業の際にコア全効果的に保持すること
が凸丁能でドリルストリング内でインナチューブを上昇
させることの可能なリフト装置が必要とされる。この装
置は頑丈で操作が簡単でかつあらゆるポーリング条件に
於て信頼し得るものでなければならず、プラットホーム
のオイレータが一度作動を開始した時には自動的に作動
するものであることが好ましい。

〔発明の概要〕

本発明はトリルストリングのアウタチー−ブ内に同心的
に配置されたインナチー−プを流体圧によりリフトする
ための装置を提供するもので、この装置は第１機構と第
２機構と第３機構とを備えている。第１機構は後述する
様に制御された方法でアウタチ、−−プ内の流体圧力を
選択的に転向させるものである。第２機構はこの第１機
構によって選択的に転向された流体圧力に応答してイン
ナチー−プをアウタチューブに対して長手方向に移動さ
せるものである。（−たがって、この第１イ幾何と第２
機構とは互いに流体連通関係にある。第１機構は第２浅
構に流体圧力を選択的に転向させるものであり、嶋２機
構はインナチューブに連結されている。し杷がって、イ
ンナチー−プは第２機構によって長モ方向に移動せられ
る。第：３機構はこの第２機構ｒアウタチューブに対し
て固定位箇に選択的Ｖこロックするものである。この第
３銭（鱈にも第１後構Ｃよって流体圧力が選択的に供給
さ〕′シる。この第３機構は所定の第１の値の流体圧力
がそこに供給された時には＠２機構求、釈放するもので
ある。この時には、第２機構は前述した様にインナチュ
ーブを所定の距離にわたって長手方向に移動させる。

次に、流体圧力が所定の第２の圧力に達した時には、こ
の第１機構は流体圧力全第２磯横および第３機構から選
択的に再転向させる。この時には、第３磯横は第２機構
をアクタチー−プに対して第２位置にロックするので、
第１機構を作動させて流体圧力をフ３択的に転向させれ
ばインナチューブはアウタチー−プに対して自動的に選
択的にリフトせられる。

〔実施例〕

本発明の装置は、切断したコアが乱れない様な方法で未
固結状態のぼるほろの地層のコア全捕捉することの町ａ
しな外部駆動式コアギャソチャーである。この外部駆動
式コアギャッチャーは従来の摺動式コアキャッチャ−を
改造して成り、このコアキャッチャ−はより詳しくは後
述する手段によりコアバレルの端部内で摺動可能である
。この摺動式の従来型のコアキャッチャ−は完全にコア
バレル内に位置するコアを把持しかつ捕獲するべく外部
から作動せられる。しかし、前述した様にコアキャッチ
ャ−の作動は外部から行なわｉするのであって、コアと
の何らかの協働作用に依存するものではない。コアが固
まっていない場合には、この様な従来型のコアキャッチ
ャ−は外部から作動させたとしても往々にしてコアバレ
ルから未固化状態のコアが逸失するのを防ぐことができ
ないものである。したがって、不発Ｆ３ＡＫよれば、こ
の従来型の摺動式コアキャッチャ−は閉鎖方向に付勢さ
れた完全閉鎖式コアキャッチャ−と協働するもので、地
層が柔らかくほろぼろで或は未固結状態である場合には
この完全閉鎖式コアキャッチャ−は逆止弁として作用し
てコアバレルを完全に閉鎖しかつ封止する。この摺動式
コアキャッチャ−を外部から駆動する方法ならびにそれ
が完全閉鎖式コアキャッチャ−と協働する態様は添付図
面に示した実施例を参照して詳細に説明する。

第１図はコア掘りに使用されるドリルストリングの一部
を示す断面図で、このドリルストリングに本発明の装置
が取り付けである。このドリルストリング１０はアウタ
チューブ１２全備えており、このアクタチュー７’１２
は互いにねじ結合された複数のサブチューブから成る。

このアクタチューブ１２は従来の方法でコアビット１４
にねじ結合されている。コアビット１４はビットクラウ
ン１６全備えており、このビットクラウン１６ｉｄ回転
させた時に切削作用全行なうものである。この実７ｍ　
例では回転式ダイヤモンドビットが示しであるが、本発
明はダイヤモンドビットのみに限定されるもので６−ｉ
ない。ＮＩＪち、本発明の装置と組合せて任意の型式の
コアビットを使用することができる。ビットクラウン１
６の外側ゲージ部１８の直径はセーリング坑井の内径を
定め、内側ケゝ−ノ部２０はコアの外径を定める。本発
明の装置の構成要素を明瞭に図解するためポーリング坑
井ならびにコアは図示しない。しかし、ビットクラウン
１６１ｄ従来と同様にコアを切削し、このコアはイある
。図示した実施例では、インナチューブ２２の下端には
グラスチックのライナー２４が設けてあり、このライナ
ー２４はコアの取り扱いを容易にするためコアと一緒に
取り外すことができる。

即ち、コアを地上に取り出した時には、プラスチックラ
イナー２４全インナチー−ブ２２から敗シ外し、その両
端にキャップを被せ、またはライナーを幾つかに切断し
た後にキャラｆをかぶせ、石油研究所に送って試験を行
なう。

夫々の図面に示した様に、インナチューブ２２の下端は
上側インナチューブシュー２６にねし接続しである。イ
ンナチューブシー−２６は下側インナチューブシ、−２
８にねじ接続されている。

完全閉鎖式コアキャッチャー：３０については詳細に後
述するが、この完全閉鎖式コアキャッチャ−３０と摺動
式コアギャッチャー３２は上側インナチューブシュー２
６と下側インナチューブシュー２８との内部に配置され
ている。この完全閉鎖式コアキャッチャ−３０は本出願
人の米国特許出願第Ｒ３ｎ５２（１号ＣＩ　Ｑ　Ｒ３’
４９　月９日出〃百）ｖｃ　＝己載されている。

マス最初に、慴動式コアキャッチャ−３２につｂて説明
する。この摺動式コアキャッチャ−３２は次の点を除い
ては従来のコアキャッチャ−に実質的に類似している。

即ち、との摺動式コア上１−ツチヤー３２は上側インナ
チューブシュー２６および下側インナチューブシュー２
８′またはインナチューブ２２の長袖に平行な方向にシ
ー−２６および２８内で長手方向に並進移動可能である
。第２図に示した様に、との摺動式コアキャッチャ−３
２Ｉ′ｉ−組の第２のシャービン３６によってインナチ
ューブシ、−リング３４にビン結合さ瓦ている。第２シ
ヤーピン３６に直径方向に対峙した一組の第１シヤービ
ン３８はインナチューブシー−リング３４ｉ下側インナ
チー−ブシュ−２８に接続するものである。これらのシ
ャーピン３６および３８け第２図から第５図によく示さ
れている。

慴動式コアキャッチャ−３２は才たぎルト４０によって
シー−スリップ４２に接続されている。このシュースリ
ップ４２は下側インナチー−ブ７ユ一２８に形成された
長手方向スロット４４内で長手方向に摺動可能である。

したがって、リング３４全下側インナチユーブシユー２
８から釈放した時には、下側インナチューブシュー２８
に貫通形成したスロット４４内でシュースリップ・１２
が長手方向に移動するので、（ｄ動式コアキャッチャ−
３２Ｉｉ下側インナチー−ブシ、−２８に対して長手方
向に移動することができるのである。

全ての図面に示した様に、下側インナチューシン、−２
８Ｉ′ｉ円錐形の内イｔｉ！１面４６全備えている。

この円錐面４６の第１直怪４８（１ビ、７トクラウン１
６に最も近い下端忙位置しており、そのより大きな第２
の直径５０は、ビットクラウン１６から長手方向に離れ
た点に於て、インナチューブシュー２８内に形成された
。Ｉ−＃アの端部のところに位置している。したがって
、より詳しくは後述する如く、摺動式コアキャッチＪ、
＋　−３２が下側インナチューブシュー２８に対して長
手方向に移動すると、摺動式コアキャッチャ−３２は下
側インナチューブシ、−２８の円錐面４６の小径部によ
って締付けられるので、コアキャッチャ−３２は切削さ
れてインナチュー７″２２内に進入しているコアを圧縮
しかつ把持する。したがって、コアが硬い場合にはこの
摺動式コアキャッチャ−３２は従来と同様に作用してコ
アをインナチューブ２２内に把持しかつ捕獲する。

次に、摺動式コアキャ°ッチャー３２を下側インナチュ
ーブシー−２８に対して長手方向に移動させるための手
段につめて説明する。コアバレルを坑井から引き上げる
時Ｋｉｄ、以下に説明する手段によりインナチューブ２
２は長手方向上向きに引っ張られる。最初は、インナチ
ューブシューリング３４け第１シヤーピア３８によって
インナチー−ブシュ−２８ＫＬっかりと接続されている
ので、摺動式コアキャッチャ−３２を含むアッセンブリ
全体がインナチューブ２２内で上方に移動するが、アウ
ターチューブ１２ならびにビットクラウン１６は静止し
たままであり長手方向に動かない。

次に第２図を参照するに、第２図はインナチューブシュ
ーリング３４の頂面が７ウタチユーブリ：ｙｒ５２に当
接するに十分な所定距離にわたってインナチューブ２２
金持ち上げたところを示す。

このアウタチューブリング５２には複数の流体圧パイ・
平スｚ−）５４が設けてあり、このアウタチューブリン
グ５２はアウタチー−グ１２に長手方向に固定されてい
る。特に、このアウタチューブリング５２はコアビット
１４に形成した皿穴５６内に設置してあり、アウタチー
−プ１２の！投下セクションの衝当端部５９によって所
定位置に契止されている。

第２図に示した様にインナーチューグンユーリング３４
がアクタチューブリング５２に当接した時には、インナ
チー−グ２２全上方に強引する力により第１シャービン
；３８には剪断応力が作用する。第１／ヤーピン３８は
所定の剪断応力で切断する様に設計されている。第１シ
ヤービン３８が剪断されると、インナチー−ブシュ−リ
ング３４はインナチー−ブンユー２８から分離される。

インナチューブ２２ならびにインナチー−ブシュ−２８
は引き続き上方に引っ張られるので、アウタ−チューブ
リング５２によりインナチューブシュ１）ング３４はア
ウタチューブ１２に対する長手方向相対位置に保持され
る。したがって、インナチューブ２２が上方に移動し続
ける時には、インナチューブシューリング３４は摺動式
コアキャッチャ−３２をスロット４４内で下向きに引っ
張る。

前述した様に、下側インナチューブシュー２８の円錐面
４６内でコアキャッチャ−３２が下向き移動すれば慴動
式コアキャッチャ−３２はコアを捕獲する。

最終的には、インナチー−プ２２はスロット４４の長手
方向距離に等しい周たけ上方移動し、したがってシー−
スリップ４２はスロット４４の底に達するであろう。こ
の状態が第３図の断面図に示されている。第３図からよ
くわかる様に、第３図に示した状態に引き続きかつ操作
の全段階を通じて、インナチューブシューリング３４は
アウタチー−ブリング５２に当接したすまである。イン
ナチューブ２２が引き続き上方に引っ張られると、次に
は第２のシャービン３６に剪断応力が作用する。所定の
応力が作用すると、第２シヤービン３６は剪断せられて
摺動式コアキャッチャ−３２をインナチューブシューリ
ング３４から釈放する。摺動式コアキャッチャ−３２は
今やインナチューブシュー２８の第１直径４８またはそ
の近傍ニぴったりと喫大しているので、インナチュー７
’２２？ｉこの摺動式コアキャッチャ−３２トトモに自
由に上方移動を続ける。

しかし、第３図に示した様に、３′ｆＩ動式コアキャッ
チャー３２がスロット４４の底に到達した時にはコアキ
ャッチャ−３２の反対側の端部５８は完全閉鎖式コアキ
ャッチャ−３０の下側エツゾを通過したばかりである。

この完全閉鎖式コアキャッチャ−３０は複数のセグメン
ト５７に分割されており、図面にはこれらのセグメント
のうちの二つが示されている。完全閉鎖式コアキャッチ
ャ−のセグメントは尖頭状の逆止弁を構成するもので、
この逆止弁はインナチ、−ブ２２の内径’ｔ４黄切って
閉鎖することができる。完全閉鎖式コアキャッチャ−３
０のセグメント５７は上側インナチー−グシ＝−２６の
内径に８Ｉ”’には等しく乃・る様に切断し、鋳造しま
たは鍛造することができる。夫々のセグメント５７の下
端にはヒンジ６０が設けてあり、このヒンジ６０は上側
インナチューブシュー２６に接続されている。このヒン
ジ６０は対応するセグメントの回転軸を構成するもので
、この回転軸は上側インナチューブシュ−２６の内側面
に対］７タヨぼ接線方向である。したがって、夫々のセ
グメント５７はそのヒンジ６０全中心としてインナチュ
ーブシュー２６の中心に向かって回転して、前記中心の
ところで対応する反対側のセグメント５７と咬み合って
完全閉鎖式尖頭状逆１Ｆ、弁を形成する。図示した実施
例では、インナチューブシー−２６を完全に閉鎖するた
めに２つから４つのセグメント５７が使用してあＺ）。

これらのセグメント５７は閉鎖された時にはドリルスト
リングの長袖ならびにインナチー−ブシー−−２６の長
軸に対して傾斜する。−また、図示した実施例では、閉
鎖状態にある時には、セグメント５７はインナチ−ブシ
ュー２６の長袖に対して３０°から４５８の円錐角を形
成する円錐形の閉鎖面を形成する。

次に第３図全参照するに、特に注意すべきことに、完全
閉鎖式コアキャッチャ−３０は、摺動式コアキャッチャ
−３２が十分な距離にわたって長手方向に移動して端部
５８が完全閉鎖式コアキャッチャ−３０の最下部分全通
過するまでは閉じられること／ｉない。図示した実施例
に於ては、夫々のヒンジ６０にはねじりばねが設けてあ
ら、このねじりばねは対応するセグメント５７全完全閉
鎖位置へと内側に付勢するものである。更に、インナチ
ューブシュー２６内でコアが僅かでも下向きに移動すれ
ば、完全閉鎖式コアキャッチャ−３０の傾斜したセグメ
ントはコア内に食い込んで閉鎖位置へと回転するのであ
る。云うまでもなく、採取すべきコアが硬い場合には、
完全閉鎖式コアキャッチャ−３０は内向きに回転するこ
とは不可能であり、インナチューブ２２内にコアを捕獲
するのには役に立たない。しかしながら、コアが硬い場
合には、摺動式コアキャッチャ−３２がコアバレル内に
コアを十分確実に捕獲する。コアが柔らかくかつ未固結
状態の場合には、摺動式コアキャッチャ−３２はコアに
食い込んでコアを捕獲することは不可能であり、コアは
摺動式コアキャッチャ−３２を通過して落下してしまう
であろう。この様な場合には、第３図に示す様に慴動式
コアキャッチャ−３２が下方に移動した時には、ヒンジ
６０のところに設けたねじりばねによって完全閉鎖式コ
アキャッチャ−３０が作動せられるので、この完全閉鎖
式コアキャッチャ−３０は柔らかい地層内に食い込んで
インナチー−ブ２２乞完全に封止し、インナチー−ブ２
２内でキャッチャ−３０よりも上にある全てのコア材料
を保持するであろう。この柔らかいコアが落下しようと
しても完全閉鎖式コアキャッチャ−３０金より強く閉じ
るだけである。

この状態では、コアは摺動式コアキャッチャ−３２また
は完全閉鎖式コアキャッチャ−３０またはその両者によ
ってインナチューブ２２内に保持される。この時にはド
リルストリング蚕体ヲポーリング坑井から引き上げて、
分解し、コアを回収することができる。以上の説明に於
ては、インナチュー７′２２に上方に引き上げて前述の
シーケンスの操作を行なうための手段があるものと仮定
した。この様にインナチューブ２２およびインナチュー
ブシュー２６および２８を十分な距離にわたって長手方
向に移動させて前記操作を行なうに心安な力を作用させ
る手段としては多数の手段全採用することができる。し
かし、本発明の好ましい実施例では、インナチューブ２
２は次に述べる流体圧リフトにより作動される。

以下余白 再び第１図を参照してドリルストリングの上部に注目し
て説明する。図面の簡単な説明すると、アウタチー−ブ
１２は従来の方法で従来型の軸受はアッセンブリ６２に
接続されている。図面を簡単にするだめ第１図では軸受
はアッセンブリ６２とアウタチューブ１２との間の接続
は省略しである。周知の様に、軸受はアッセンブリ６２
はアウタチー−ブ１２に設けだ嵌合面（図示せず）の内
側に簡単にねじ接続されているか或はスプライン嵌合さ
れている。

軸受はアッセンブリ６２の上部は軸受はリテーナ６４に
回転可能に連結されており、このリテーナ６４は軸受は
アッセンブリ６２内に軸方向に位置決めされている。リ
テーナ６４と軸受はアッセンブリ６２との連結は従来型
のビールベアリングまだはスラスト軸受け６６によって
行なう。このスラスト軸受け６６は上下のレース７０に
担持されたボールベアリング６８を有する。

軸受はリテーナ６４の下部には５＝−）７２が設けであ
る。このポート７２は軸受はリテーナ６４の上部に形成
した軸方向の室７４内にアウタチューブ１２から圧力流
体を供給するだめの第１手段を構成するものである。流
体１だは掘り泥はポート７２を通シかつ軸受はリテーナ
６４を通って半径方向プライマリポート７６を通って流
れる。この流体は更にアウタチューブ１２の内側ｊに沿
ってインナチューブ２２の外側に沿って下向きに流れて
コアビット１４の内側ケゞ−ノ部２０に供給される。

しかし、前述した様にアウタチューブ１２に対してイン
ナチー−グ２２を長手方向に移動させたい場合には、ド
リルストリング内を下向きに流れる流体内に中実のチェ
ック号？−ルア８を落下させる。ボール７８はドリルス
トリング内を落下して最終的にはポート７２に殖産する
（第１図）。このチェックボール７８は軸受はリテーナ
６４の２−ドア２を確実に閉鎖しかつそのポート７２に
僕入するに十分な直径を有する。この状態では、流体は
最早ブライマリポート７２および半径方向ブライマリポ
ート７６を通って流れることはできない。その代わりに
、流体は軸受はリテーナ６４に設けた長手方向通路８０
に転向される。この長手方向通路８０は横方向通路８２
に連通している。

し７たがりて流体は、横方向通路８２を通って、インナ
マンドレル８８の長手方向延長部８６に形成した軸方向
室８４内に節制的に送られる。

そうすれば、軸方向室８４内に流体圧力が蓄秋し、イン
ナロックピストン９００頂面に作用する。

このインナロックピストン９０にはそれを軸方向に貫通
して逆止弁９２が設けである。しかし、この逆止弁９２
は一方向弁であって流体が上向きに流れるとどのみを可
能にするのである。図面に示した様に、このインナロッ
クピストン９０は下側インナマンドレル９６内に形成し
たｆｉｌｉ方向室方向内９４内されている。との下側イ
ンナマンドレル９６は上側インナマンドレル８８にねじ
接続されている。この軸方向室９４は上側インナマンド
レル８８内の軸方向室８４と同心的である。インナロッ
クピストン９０は圧縮ばね９８によって室９４内で付勢
されており、このはね９８の一端はインナロックピスト
ン９０の下端に支承されており、その他端は下側インナ
マンドレル９６内に形成された軸方向室９４の端部に支
承されている。

軸方向室９４は逃がしポート１００によってインナチュ
ーブ２２の内部に連通してお知この逃がしポート１００
はインナロックピストン９０の背後の圧力を常にリリー
フするものである。

ところで、チェックポール７８が＋１ｅ−ドア２に着座
した時には、インナロックピストン９０の頂部には圧力
が蓄積し続けるので、この圧力はばね９８に抗してピス
トン９０を圧縮してピストン９０を軸方向室９４内で下
向きに１鳴動する。しかし、同時に、長手方向チー−ブ
８６に設けた半径方向ポート１０２を通って、上側イン
ナマンドレル８８０頂面とアウタピストン１０６との間
の内側空間１０４内に流体圧力が作用する。しかし、こ
のアウタピストン１０６は可動式ロック用ドッグ１０８
によって下側インナマンドレル９６の上端に接続されて
いる。したがって、アウタピストン１０６がロック用ド
ック１０Ｂによってロックされている限シはとのアウタ
ピストン１０６はマンドレル８８−ｊたは９６に対して
相対移動することはできず、ドッグ１０８に上向きの力
を作用させるだけである。ロック用ドッグ１０８の外周
エツジは面取りしてあり、アウタピストン１０６の内側
面に設けた半径方向くぼみ１１０のエツジも同様に面取
りしである。ロック用ドッグ】０８が対応するくほみ１
１０に係合することによりアウタピストン１０６を下側
インナマンドレル９６にロックするための手段が構成さ
れる。

しかし、ピストン９０を十分な距離にわたってばね９８
に抗して移動させるに十分な圧力が発生して、インナピ
ストン９０に設けた半径方向のくぼみ１１２がロック用
ドッグ１０８に整列した時には、ドッグ１０８はアウタ
ピストン１０６のくぼみ１１０から脱出してピストン９
０のくぼみ１１２に嵌合する。この時には、アウタピス
ト・７１０６は下側インナマンドレル９６ならびに上側
インナマンドレル８８に対して上向きに自由に移動する
ことが可能である。

第２図および第３図に示した様にアウタピストン１０６
が長手方向上向きに移動しはじめた時には、アウタピス
トン１０６はそれにねじ接続されたインナチューブ２２
とともに移動する。アウタピストン１０６がインナチー
−プ２２とともに長手方向上方移動すればリフト力が発
生して前述した様に完全閉鎖式コアキャッチャ−３０と
摺動式コアキャッチャ−３２とを作動させる。

アウタピストン１０６は第４図に示した状態になる捷で
上方に移動し続ける。この状態ではアウタピストン１０
６は軸受はリテーナ６４の相並ぶ肩部１１４によって規
制されるのでそれ以」二長手方向に運動することができ
ない。アウタピストン１０６が膨張することにより一旦
は低下した油圧は再び増加し始める。所定の圧力になる
と、一方の横方向通路８２の半径方向外側端部に設けた
破裂ディスク１１６が第４図に示しだ様に破裂する。

したがって、長手方向通路８０によって横方向通路８２
に供給されていた流体（ｄそれまで破裂ディスク１１６
によって閉鎖されていた半径方向開口を通って逃がれ、
アウタチューブ１２の低圧内部空間に流出する。

この時には、軸方向室８４および９４内の流体圧力は減
少し始める。第４α示した様に、アウタピストン１０６
の下端にも半径方向くぼみ１１８が設けてあり、このく
ぼみ１１８はロック用ドッグ１０８の対応する半径方向
外側表面に嵌合し得る様になっている。しかし、アウタ
ピストン１０６が完全に伸長して軸受はリテーナ６４の
肩部１１４に当接した時には、くぼみ１１８はロック用
ドッグ１０８を約暑インチ程上刃に通り過ぎてしまって
いるであろう。破裂ディスク１１６が破裂して流体圧力
が降下し始めると、アウタピストン１０６は自らの重さ
により落下し始めるであろう。しかし、同時に、インナ
ロックピストン９０がばね９８によって上方に押し上げ
られるので、ピストン９０のくぼみ１１２はロック用ド
ッグ１０８を半径方向外向きに押し出そうとする。しか
し、第３図および第４図に示した状態ではロック用ドッ
グ１０８とくぼみ１１８とは整列していないので、ロッ
ク用ドッグ１０８は半径方向外向きに移動することはで
きない。

しかし、圧力が更に減少するにつれて、アウタピストン
１０６は自らの重さにより下降し始める。

このアウタピストン１０６が約匂インチ程下降すると、
ロック用ドッグ１０８は今や整列したくほみ１１８内に
向かって外向きに押し出されるので、インナロックピス
トン９０は第５図に示した様にばね９８の作用により完
全に伸び切った位置に移動する。アウタピストン１０６
は再び下側インナマンドレル９６に対して長手方向にロ
ックされる。

この様にマンドレル９６とピストン１０６とが互いにロ
ックされることは、勿論、アウタピストン１０６に接続
されたインナチューブ２２がアウタチューブ１２に対し
て長手方向に固定されることを意味する。アウタチュー
ブ１２は軸受６２゜６４、長手方向延長部８６、および
上側インナマンドレル８８を介して下側インナマンドレ
ル９６に最終的に接続される。したがって、流体圧力を
解除した後にも閉鎖された摺動式コアキャッチャ−３２
および完全閉鎖式コアキャッチャ−３０はロック状態に
保持される。

本発明の範囲を逸脱することなく当業者は種々の修正や
変更を加えることが可能であろう。例えば、完全閉鎖式
コアキャンチャー３０の構成について、このコアキャッ
チャ−３０はインナチューブシー−２６に回転可能に接
続されているものとして説明した。しかし、この完全閉
鎖式コアキャッチャ−３０はドリルストリング内の他の
場所、例えばコアビットの軸部の内部に配置することも
可能であり、必ずしもインナチー−ブシーー２６に沿っ
て走行させる必要はない。この様か実施例も完全に本発
明の範囲に属するものである。この場合には、インナチ
ューブシュー２８は前述したところと同様に上方にリフ
トせられ、インナチューブシー−２８の下端がコアビッ
ト軸部に装着した完全閉鎖式コアキャッチャ−の上端を
通過した後には、この完全閉鎖式コアキャッチャ−は前
述したところとほぼ同様に自由に閉じるのである。

したがって、前述した実施例は単に例示を目的としたも
のであり、本発明はこれに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はコア掘シに使用され本発明の装置を備えだドリ
ルストリングの長手方向断面図、第２図は第１図のドリ
ルストリングの一部分の拡大断面図であって、コアギャ
ソチャーの作動の第１段階を示し、 第３図は第２図のドリルストリングの断面図であって、
コアキャッチャ−の作動の第２段階を示し、 第４図は第２図のドリルストリングの断面図でちって、
コアキャッチャ−の作動の第３段階を示し、 第５図は第２図のドリルストリングの一部の拡大断面図
であって、コアキャッチャ−の作動の最終段階を示すも
のである。 １０・・・ドリルストリング、１２・・・アウタチ−ブ
、１４・・・コアビット、１６・・・ビットクラウン、
１８・・外側ダージ部、２０・・・内側グーノ部、２２
・・・インナチー−ブ、２４・・・プラスチックライナ
ー、２６・・・上側インナチューブシュー、２８・・下
側インナチューブシュー、３０・・・完全閉鎖式コアギ
ャソチャー、３２・・・摺動式コアキャッチャ−１３４
・・・インナチューブシューリング、３６・・・第２シ
ヤーピン、３８　・第１シヤーピン、４０・・・ボルト
、４２・・・シー−スリップ、４４・長手方向スロット
、４６・・・円錐形内側面、４８・・・第１直径、５０
・・・第２直径、５２・・・アウタチー−ブリング、５
４・・・流体圧バイパスポート、５６・・皿穴、５７・
・・セグメント、５８・・衝当端部、６０・・・ヒンジ
、６２．・軸受アッセンブリ、６４　・軸受リテーナ、
６６・・スラスト軸受、６８・・・ボールベアリング、
７０・・レース、７２・・弓？−）、７４・・室、７６
・・・半径方向ゾライマリポート、７８・・・チエノク
ヂール、８０・・・長手方向通路、８２・・・横方向通
路、８４・・・軸方向室、８６・・・長手方向延長部、
８８・・・上側インナマンドレル、９０・・インツー口
、クピストン、９２・・・逆止弁、９４・・軸方向室、
９６・・・下側インナマンドレル、９８・・・圧縮ばね
、１００・・逃がしポート、１０２・・・半径方向、Ｎ
−）、１０４・・・内側空間、１０６・・・アウタピス
トン、ｌＯ８・・・可動式ロック用ドッグ、１１０・・
・くほみ、■１２・・・くぼみ、１１４・・・肩部、１
１６・・−破裂ディスク、Ｊ１８・・半径方向くぼみ。 特許出願人 ツートン　クリステン七ン。 インコーホレイティド 特許出願代理人 弁理士青水　朗 弁理士西舘和之 弁理士伊藤　宏 弁理士　山　口　昭　之 弁理士西山雅也

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トリルストリングのアウタチューブ内に同心的に配
   置されたインナチー−プを流体圧力によシリンドするた
   めの流体圧力式リフト装置であって、 前記アウタチー−ブ内の流体圧力を選択的に転向するだ
   めの第１手段と、 選択的に転向された流体圧力に応じて前記インナチュー
   ブを長手方向に移動させるための第２手段と、 前記第２手段をアウクテユープに対して固定位置に選択
   的にロックするだめの第３手段、と全備えて成り、 前記第１手段は流体圧力を前記第２手段に選択的に転向
   させ、前記第２手段は前記インナチューブに接続されて
   いてインナチー−ブが第２手段によって長手方向に移動
   せられる様になっており、前記第３手段もまた前記第１
   手段によって選択的に流体圧力を供給され、前記第３手
   段は第２手段および第３手段に所定の第１の値の流体圧
   力が供給され／こ時に前記第２手段を釈放し、前記第２
   手段は次にインナチー−プをアウタチー−プに対して所
   定距離にわたって長手方向に移動させ、前記第１手段は
   次に流体圧力が所定の第２の値に達した時に流体圧力を
   第２手段および第３手段から選択的に再転向させ、前記
   第３手段は次に前記第２手段を第２の相対位置に於てア
   ウタチューブに対し７て口、りする様になっておシ、 もって、前記第１手段の作動によりインナチューブとア
   ウタチューブとが自動的に選択的に長手方向に相対移動
   する様になっている、流体圧力式リフト装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置であって、前記第
   １手段はアウタチー−ブ内に配置され前記第３手段に接
   続された軸受はアッセンブリを備えて成り、前記第１手
   段は、前記軸受はアツセンプリ内に形成され選択的に閉
   鎖可能な流体ポートと、前記流体ポートが選択的に閉鎖
   された時に流体圧力を前記第２手段および第３手段に連
   通ずるパイ・ぞスポート、とを備えて成る装置。 ３、前記第２手段は前記アウタチー−ブ内に長手方向に
   配置され前記軸受アッセンブリに対して長手方向に移動
   可能なピストンから成り、前記インナチューブは前記ピ
   ストンに接続されている特許請求の範囲第２項記載の装
   置。 ４、前記第２手段をアウタチー−プに対して選択的にロ
   ックするだめの前記第３手段は、前記流体圧力によって
   技手方向に移動可能で弾性的に付勢されたロックピスト
   ンを含んで成り、前記第３手段は前記ロックピストンに
   応答するロック手段を備えていて流体圧力に応じて前記
   ロックピストンが所定距離にわたって技手方向に移動す
   ると前記ロック手段が作動せられて前記第２手段の前記
   ピストンを第３手段に対する固定位置から釈放する様に
   なっており、前記第３手段はアウタチー−ブに対して固
   定されている特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５、特許請求の範囲第４項記載の装置であって、前記ロ
   ック手段は箭記第２手段の前記ピストンに形成した嵌合
   用くぼみに通常は係合する口、り用ドッグを備えており
   、前記ロック用ドッグはアウタチューブに対して長手方
   向に固定されていてもって前記ロック用ドッグと前記第
   ２手段の前記ピストンとが互いに係合することにより第
   ２手段の前記ピストンがアウタチューブに対して長手方
   向に固定される様になっており、前記ロック用ドッグは
   前記第３手段のロック用ピストンに設けた嵌合用くぼみ
   内に前記ロック用ドッグが配置されることにより前記第
   ２手′段のピストンから離脱する様になっており、所定
   の第１の流体圧力に応じて前記第３手段の前記口、り用
   ピストンが所定の距離にわたって長手方向に移動した時
   には前記第３手段の前記ロック用ピストンの嵌合用くぼ
   みは前記ロック用ドッグに整列して前記ロック用ドッグ
   がそのくぼみの中に嵌合するのを可能にする様になって
   いる装置。 ６　アウタチューブ内に同心的に配置されたインナチュ
   ーブを、インナチューブとアウタチューブが互いにロッ
   クされる第１位置と第２位置との間で、長手方向に移動
   させるためにドリルストリング内に設ける装置であって
   、 前記インナチー−プとアウタチューブとを前記第１位置
   に於て互いにロックするための第１手段と、 前記インナチー−ブをアウタチューブから選択的に釈放
   するだめの第２手段と、 前記インナチューブをアウタチューブに対して技手方向
   に移動させるだめの第３手段、とを備えて成る装置。 ７、　インナチー−プとアウタチューブとを前記第１位
   置に於て互いにロックする／杜めの前記第１手段はアウ
   タチューブに対して長手方向に固定されたロック用ドッ
   グを備えて成り、前記ロック用ドッグは前記インナチュ
   ーブに係合してそのインナチューブをアウタチューブに
   対して前記第１位置に於て長手方向に固定する特許請求
   の範囲第６項記載の装置。 ８、インナチューブをアウタチューブから選択的に釈放
   するだめの前記第２手段は流体圧力に応答する付勢され
   たインナロックピストンを備えて成シ、前記インナロッ
   クピストンは該インナロックピストンが所定の流体圧力
   に応じて所定の距離にわたって長手方向に移動した時に
   前記口、り用ドッグを受け入れる様に配置されかつ構成
   されておシ、前記ロック用ドッグは前記インナロックピ
   ストン内に受け入れられた時に前記インナチー−ブから
   離脱する特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９、　インナチー−ブをアウタチューブに対して長手方
   向に移動させるだめの前記第３手段はインナチューブに
   連結されアウタチューブ内で長手方向に移動可能なアウ
   タピストンを備えて成り、前記アクタピストンは前記流
   体圧力に応答し、前記アウタピストンは前記ロック用ド
   ッグがインナチー−ブから離脱した時に前記第１位置か
   ら第２位置へと長手方向に移動する特許請求の範囲第８
   項記載の装置。 １０、前記アウタピストンが前記第２位置にある時には
   流体圧力が所定の値に達する迄は前記装置に流体圧力を
   選択的に供給する第４の手段を備えて成９、前記第４手
   段は流体圧力が前記所定の値に達した時には前記装置か
   ら流体圧力を解放する特許請求の範囲第９項記載の装置
   。 １１、前記アウタピストンが前記第２位置に来た後に前
   記第４手段によシインナロックピストンから流体圧力が
   解放された時にインナチューブを前記第２位置にロック
   するだめの第５手段を備えて成り、前記インナロックピ
   ストンは流体圧力の前記解放に応じて前記ロック用ドッ
   グをインナチューブに係合させてもってインナチューブ
   を前記第２位置に於てアウタチー−ブにロックする特許
   請求の範囲第１０項記載の装置。 １２、特許請求の範囲第１０項記載の装置であって、前
   記第４手段は、 アウタチー−ブ内に配置されたグライマリＩ−トであっ
   て、アウタチューブを通って圧送される流体をアウタチ
   ー−ブとインナチューブとの間の前記流体およびその圧
   力をアウタピストンの内部におよびインナロックピスト
   ンに導くバイパス通路と、 アウタチー−ブ内に選択的に配置さするチェックゾール
   であって、前記アウタチー−ゾ内に投入された時に前記
   プライマリ２−トに密着して前記プライマリポートを実
   質的に封止して前記流体全前記パイ・ぞス通路に流入さ
   せてもってアウタピストン内の流体圧力を前記所定の値
   まで上昇させるものと、 前記バイパス通路に連通した破裂手段であって、流体圧
   力が前記所定の値以上となった時に前記アウタピストン
   から流体およびその圧力を釈放するもの、とを備えて成
   る装置。 １３、　’ｙグリルトリングおよびコアピットと組合せ
   て使用される流体圧式リフト装置であって、前記トリル
   ストリングはコアピットに接続されたアウタチー−ブを
   備えていてそのアウタチューブを通って加圧流体が強制
   圧送される様になっておシ、前記ドリルストリングは更
   に前記コ′アビットによって切削されたコアを収容しか
   つリフトするだめのインナチューブを備えておυ、前記
   流体はほぼアウタチューブとインナチー−プとの間を通
   ってコアピットへと流れる様になったものに於て、前記
   流体圧式リフト装置は、 前記アウタチューブに長手方向に固定されかつ連結され
   前記アウタチューブ内に同心的に配置されたインナマン
   ドレルと、 前記アウタチューブ内に配置され前記インナマンドレル
   のまわりにテレスコープ関係をもって同心的に配置され
   たアウタピストンであって、前記インナマンドレルした
   がって前記アウタチューブに対して選択的に長手方向に
   固定可能で前記インナチューブに接続されたものと、 前記アウタピストンに流体およびその圧力を供給してア
   ウタピストンを前記インナマンドレルから釈放するため
   の手段であって、もって、アウタピストンをインナマン
   ドレルに対して長手方向にもの、とを備えて成シ、 もって、づアを容易に捕獲しうる様にドリルストリング
   内でインナチューブを選択的にり７トするだめ前記流体
   圧式リフト装置をトリルストリング内に設けたことを特
   徴とする流体圧式リフト装置。 １４、前記インナマンドレルはアウタチューブに連結す
   れており、前記インナマンドレルには軸受はアッセンブ
   リが長手方向に固定してあり、前記軸受はアッセンブリ
   はアウタチューブに接続された第１部分と前記第１部分
   に対して回転可能な第２部分とを備えており、前記軸受
   アッセンブリの前記第２部分は前記インナマンドレルに
   接続されており、もって、前記インナマンドレルはアウ
   タチューブに対し長手方向に固定されだま１でそのアウ
   タチューブに対し回転可能である特許請求の範囲第１３
   項記載のリフト装置。 １５゜流体およびその圧力を供給するとともにアウタピ
   ストンをインナマンドレルから選択的に釈力を前記アウ
   タピストンの内部ならびに前記インナマンドレルに転向
   させる手段を備えており、前記インナマンドレル内には
   インナロックピストンを配置して前記インナロックピス
   トンに作用する流体およびその圧力に応じてインナマン
   ドレルをアウタピストンから釈放する様に成し、インナ
   マンドレルが７ウタピストンから釈放された時にはアウ
   タピストンはその内部に作用する流体およびその圧力に
   応じてインナマンドレルに対して長手方向に移動して、
   もって、アウタピストンに接続されたインナチューブを
   アウタチューブ内で上方にリフトさせる様になっている
   特許請求の範囲第１３項記載のリフト装置。 １６、特許請求の範囲第１５項記載のリフト装置であっ
   て、前記インナロックピストンはインナマンドレルに形
   成された軸方向ボア内で前記インナマンドレル内で長手
   方向に移動可能であり、前記インナロックピストンはそ
   の第１位置に向かって弾力付勢されているとともに前記
   流体および圧力に応じてその第２位置に移動可能であり
   、前記インナロックピストンは前記インナマンドレルに
   形成した半径方向ボア内に摺動可能に配置されたロック
   用ドッグを備えており、前記ロック用ドッグはインナロ
   ックピストンが前記第１位置にある時にはアウタピスト
   ンに係合してそのアウタピストンをインナマンドレルに
   対して長手方向に固定することが可能であり、前記ロッ
   ク用ドッグはインナロックピストンが前記第２位置にあ
   る時にはアウタピストンから離脱し、前記ロック用ドッ
   グはインナロックピストンが前記第２位置にある時には
   インナロックピストン内に形成した区会用のくほみ内に
   収容され、もって、ロック用ドッグがアウタピストンか
   ら離脱してアウタピストンの内部に作用する流体および
   圧力に応じてアウタピストンが長手方向に移動するのが
   可能であるリフト装置。 １７、前記アウタピストンが所定の距離にわたって長手
   方向に移動した時にインナマンドレルの前記軸方向ビア
   ならびにアウタピストンの内部から前記流体および圧力
   を解放する手段を備えて成る特許請求の範囲第１６項記
   載のり７ト装置。 １８　前記アウタピストンには前記ロック用ドッグに保
   合可能な第２のくぼみが設けてあり、インナマンドレル
   内の前記インナロックピストンからおよびアウタピスト
   ンの内部から前記流体および圧力が解放された時に前記
   ロック用ドッグは前記第２のくぼみ内に半径方向に嵌合
   可能であり、もって、前記第２のくぼみと口、り用ドッ
   グとが互いに整列して前記インナロックピストンを前記
   第１位置に弾力復帰させて前記ロック用ドッグをアウタ
   ピストンの前記第２のくぼみ内に固定しうる様にした特
   許請求の範囲第１７項記載のリフト装置。 １９、特許請求の範囲第１７項記載のリフト装置であっ
   て、 アウタピストンの内部ならびにインナマンドレルに流体
   およびその圧力を供給するだめの前記手段は少なくとも
   一つのバイパス通路を備えており、前記パイ・ぐス通路
   の一端はアウタチューブを流れる流体と連通しており、
   前記バイパス連方向ゴアに連通しているとともにアウタ
   ピストンとインナマンドレルとの間のアウタピストン内
   部空間に連通しており、 アウタピストンの内部およびインナマンドレルに流体お
   よびその圧力を選択的に転向するだめの前記手段は選択
   的に閉鎖可能なゾライマリチートを備えておシ、通常の
   作動時には前記流体はこのプライマリポートを通って専
   ら流れ、とのプライマリポートは選択的に閉鎖されて全
   ての流体および圧力をアウタピストンの内部およびイン
   ナマンドレルに連通ずる前記通ｉに転向させる様になっ
   ているリフト装置。 ２、特許請求の範囲第１９項記載のリフト装置であって
   、前記アウタピストンの内部およびインナマンドレルか
   ら流体圧力を解放するだめの前記手段は前記バイパス通
   路をドリルストリングのインクチューブの内部に連通ず
   る少なくとも一つの通路を備えて成シ、前記通路は流体
   圧力が所定の値に達するまでは破裂ディスクによって閉
   鎖され／−１−ｋ　作１石ユ＋ゼｔｅコｌｄｒ　ｂｒ　
   ５φ身　ふゴ出１１Ｉ斗始母二址万」−ィスクが破裂し
   て前記通路を開口して、もって、前記バイパス通路から
   アウタチー−プへとおよび前ｎ己インナマンドレルから
   およびアウタピストンの内部から流体および圧力を排出
   させる様になっているリフト装置。 以下金山