JPS61162711A - せん孔の傾度及び方位角を測定するための装置及び方法 - 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】 発明の分野 本発明はせん孔傾斜計装置及びせん孔の傾度及び方位角
を測定する方法に関する。特に、本発明により、傾斜計
をせん孔内で移送するときにせん孔傾斜計の機械的な構
成要素をクランプすることによってこれらの構成要素の
損傷を防止する。

従来の技術 さく弁部分の傾度及び方位角を記録するために掘削作業
中、せん孔傾斜計を使用することが多い。

さく井の場所及びそのコンパス方位を掘削作業中に決定
することができる。これはせん孔の底の傾度及び方位角
を定期的に測定することによって行なう、かかる測定は
、実質的に垂直なさく弁内で１５２．４ｍ（５００フイ
ート）の間隔で行なわれ、非常にずれたさく井では９．
１４４〜１５．２４　ｍ（３０〜５０フイート）毎に行
なわれる。

さく井の傾度及び方位角を記録するために多種類のツー
ルが開発された。ウッドマンシー（Ｗｏｏｄｍａｎｓｅ
ｅ）に付与された米国特許第１．７８６．１８４号は２
つのトラニオンによって定められた垂直軸線を中心とし
て回転できるようなケージを有するさく弁用ツールを開
示している。内フレームで支持された揺れ本体が、２本
のビントルによって定められた水平軸線を中心として回
動する。揺れ本体は垂直線と一線をなした長さ方向軸線
を有している。揺れ本体の下端は、ビントルを通る水平
軸線によって定められる中心をもつ円弧に沿って移動す
る。ツールの長さ方向軸線が垂直方位から変位しても、
揺れ本体の質量中心がビントルを中心に回動しそれによ
りケージを垂直トラニオンを中心として回転させるので
揺れ本体は垂直位置のままである。掘削作業中、ツール
をさく井の中へ下降させ、そして鋼球を掘削泥の中に落
とし、それによって機械的なラッチを作動させる。

ランチは揺れ本体を下降させてこれをサドルに接触させ
、やがて制動ディスクがケージの下端に接触する。ツー
ルの傾度は、揺れ本体の長さ方向軸線とツールの長さ方
向軸線との、なす角度を測定することによって決定され
る。ツールの方位角は、揺れ本体とサドルとの接触後に
機械的にロックされる磁針の位置で記録される。

バーネ７　）　（Ｂａｒｎｅｔｔ　）氏等に付与された
米国特許第２．７７０．８８７号に開示するツールはス
テムの上端の上に設けられた揺れ指示器組立体を使用し
ている。指示器組立体の上部にはマーク付はチップが連
結されている。指示器組立体の重さをクッション支持す
るためにステムは下端かばね押しされている。ツールの
長さ方向軸線が垂直線から変位すると、指示器組立体は
ステムを中心に回動し、その結果マーク付はヘッドは垂
直方向上方を指す。

それと同時に磁石が回転自在にマーク付はヘッドを方位
させてツールの方位角を指示する。所定時に、タイマが
、金属又は紙の標示チャートを下降させこれをマーク付
はヘッドと接触させるための機械を作動させる０次に、
チャートをマーク付はヘッドとの接触から引っ込め、そ
れによって、ツールをせん孔から取り、出すときのチャ
ートの損傷を防止する。米国特許第２．７７０．８８７
号は揺れ内側ジンバルの凸面で支持された標示チャート
を有する別の実施例を開示している。内側ジンバルは、
２つのピボットによって定められた軸線に沿ってツール
に取り付けられた外側ジンバルに回転自在に連結されて
いる。指示ヘッドを下降させこれをチャートに接触させ
ることによってチャートをマーク付けする。次に、指示
ヘッドを、上述したようにチャートとの接触から引っ込
める。

アブス（Ａｂｓ　）に付与された米国特許第２．８７９
，４４３号では、標示チャートを、ピボットのまわりに
回転するコンパスヘッドの凹面内に置く。マーク付はビ
ンが改良ジンバルで支持された振り子の下端に配置され
ている。チャートをマーク付けするために、タイマー機
構がコンパスヘッドを上昇させやがてマーク付はピンが
チャートを刺し通す。次に、タイマーはコンパスヘッド
を下降させてチャート及び振り子の振り子の損傷を防止
する。

発明が解決しようとする問題点 上述したような傾斜針ツールの精度を高めるために、傾
斜針は代表的には、揺れマーク付はヘッドを支持するた
めの軸受に取り付けられたジンバルのような精巧な吊り
下げ装置を使用している。

しかしながら、精巧な吊り下げ装置は、ツールをせん孔
内へ下降させたりこのせん孔から回収したりするときの
衝撃や振動で損傷を受けやすい。さらに、掘削リグの床
の上で不注意に取り扱うことによってツールの重大な損
傷が起こることがある。

傾斜針ツールの損傷は測定誤差の可能性を高めそして結
局のところツールを使いものにならなくしてしまうこと
がある。

上述しなかった別の傾斜針ツールはツールに設けられて
いてせん孔の傾度及び方位角を１ｒｆｌ示する種々のセ
ンサを撮影するためのダウンホールカメラを使用する。

ｍ削管を掛は外し或いはワイヤを引き上げることによっ
てツールを表面まで引き上げた後、フィルムをツールか
ら取り外してこれを現像する。フィルムは測定値の恒久
的な記録ができるけれども、このツールは、フィルムを
損傷し或いは台無しにする過度の温度のせん孔内では役
立たない。

したがって、ツールの精巧な構成要素の損傷に耐えると
ともにせん孔の傾度及び方位角を正確に測定する傾斜計
ツールの必要性がある。ツールは高温及び高圧下で作動
すべきでありかつ作業環境から効果的に密封されるべき
である。

発明の概要 本発明は、傾斜針をせん孔内で移送するときに傾斜計の
成る特定の構成要素をクランプすることによってせん孔
傾斜計の構成要素の損傷を防止するための装置及び方法
を提供する。本発明の好ましい実施例では、凹面を有す
るレンズがハウジングに連結される。揺れ支持体はレン
ズの凹面と接触する上凸面を有する。揺れ支持体の下面
はハウジングに連結された作動器の凹面に接触する。揺
れ支持体には該揺れ支持体をその長さ方向軸線のまわり
に回転させるためのコンパスが連結されている。

作動器を、揺れ支持体を下降させてこれを前記レンズと
の接触から離したり揺れ支持体を上昇させてこれをレン
ズに接触させるために操作することができる。作動器が
揺れ支持体を下降させると、作動器と揺れ支持体との間
に配置されたスプリング及びピボットは協働して揺れ支
持体を作動器から押し離す。すると、揺れ支持体を重力
によってピボットのまわりに回転自在に運動させること
が　−できかつ揺れ支持体を地球の磁界がコンパスに及
ぼすトルクによってその長さ方向軸線のまわりに回転自
在に運動させることができる。揺れ支持体が平衡位置に
達して回転も回転もしなくなった後、作動器は揺れ支持
体を上昇させてこれをレンズに接触させ、作動器は揺れ
支持体に接触し、そして装置をせん孔から回収する。

本発明のもう１つの実施例では、揺れ支持体はハウジン
グと摺動係合の状態にある。揺れ支持体に回転自在に連
結されたコンパスの凸面はハウジングに連結されている
レンズの凹面に接触する。

コンパスをハウジングに押し付けるために揺れ支持体の
第１の表面も又、コンパスに接触する。第２のスプリン
グが揺れ支持体及びコンパスをレンズから押し離すこと
ができるようにし、また第１のスプリングがコンパスを
揺れ支持体との接触から押し離すことができるようにす
るために揺れ支持体の第２の表面と接触している作動器
を前記接触から引っ込める。すると、揺れ支持体はその
長さ方向軸線を垂直線に調心し、コンパスはさく井の方
位角を測定す名ように回転し、作動器は揺れ支持体がコ
ンパスに接触しそしてコンパスがレンズに接触するまで
揺れ支持体と再び係合する。そこで、揺れ支持体及びコ
ンパスを作動器とレンズとの間でクランプした後、装置
をせん孔から回収する。

実施例 第１図は本発明による磁気単一ショット傾斜計を示して
いる。外側ハウジングｌＯが、中心に長さ方向軸線をも
つ細長いシリンダとして示されている。外側ハウジング
１０は、該ハウジング１０をボアホールの圧力から保護
するような圧力容器（図示せず）内に位置決めされてい
る。外側ジンバル１２がシャフト１４によって外側ハウ
ジング１０に回転自在に連結されており、前記シャフト
１４は外側ジンバル１２を、外側ハウジング１０の長さ
方向軸線と直交した軸線を中心として回動させることが
できる。各シャフト１４は後でもっと完全な形で説明す
るように、滑り路１５内で往復動するように位置決めさ
れている。軸受１６が外側ジンバル１２とシャフト１４
との間の摩擦を減じている。第２図に示すように、内側
ジンバル１８はシャフト２０によって外側ジンバル１２
に連結されている。軸受２２が内側ジンバル１８とシャ
フト２０との間の摩擦を減じている。シャフト２０はシ
ャフト１４の構成する軸線と直交する軸線を構播成して
いる。シャフト１４．２０の軸線は外側ハウジングの長
さ方向軸線に沿った個所で互いに交わっていることが好
ましい。

内側ジンバル１８の質量中心はシャツ１−２０によって
構成された回動軸線から所定距離へだてて位置している
。重力の及ぼす力により内側ジンバル１８の質量中心を
最少ポテンシャルエネルギの位置にもってゆくと、内側
ジンバル１８の質量中心を通るラインは、内側ジンバル
１８の［中心軸線」として定められる軸線をたどる。こ
の中心軸線はシャフト２０によって定められた軸線と直
交し２、そして好ましくは外側ハウジング１０の長さ方
向軸線と交わる。重力以外の力が内側ジンバル１８に作
用しなければ、内側ジンバル１８の中心軸線は外側ジン
バル１２と内側ジンバル１８との機械的な組合せによっ
てつくられる局部的垂直線と一線をなす、当該技術で周
知のように、内側ジ２バ・ル１８の運動は、局部的垂直
線と外側ハウジング１０の長さ方向軸線との間の所定の
傾斜角の半分の角度で構成される円錐形の中に限定され
る。

第１図を参照すると、細長いコンパスシャフト２４が、
内側ジンバル１８の中心軸線と好ましくは一致した軸線
を中心に回転できる。コンパスシャフト２４は軸受２６
によって内側ジンバル１８内に保持され、前記軸受２６
はコンパスシャフト２４が回転するときにコンパスシャ
フト２４と内側ジンバル１８と間の摩擦を減する。図示
のように、コンパスシャフト２４の上端は、内側ジンバ
ル１１１の中心軸線と垂直な平面内にあるコンパスヘッ
ド２８に連結されている。コンパスヘッド２８の下面は
、内側ジン、パル１８の上面と平行な平らな表面として
図示されている。コンパスヘッド２Ｂの上面は球面の一
部の形をした凸面である。

球面の半径は、シャフト１４．２０で構成された軸線の
交点と好ましくは一致した中心点で定まる。

コンパスへラド２８は棒磁石３０を収容し、この棒磁石
３０は好ましくはサマリウムコバルト又はその他の永久
磁性体例えばアルニコＶ又はアルニコ■で作る。当該技
術では周知のように、磁石３０の極はコンパスシャフト
２４の軸線を中心とし・て直径方向反対側にある。磁石
３０が地球の磁界と相互作用すると、コンパスヘッド２
８は磁石３０に作用している地球９磁界の水平方向成分
によってつくり出される偶力によりコンパスシャフト２
４を中心として回転してついには地球の磁界に対して最
少磁気ポテンシャルエネルギの位置に位置することにな
る。

コンパスヘッド２８の球面は、コンパスシャフト２４の
軸線と交わる中心をもつ一連の同心円（図示せず）で描
かれる。これらの同心円は、外側ハウジング１０の長さ
方向軸線に対するコンパスシャフト２４の軸線の傾斜角
の増分を示すように位置決めされている。コンパスへラ
ド２８は又、コンパス方位で描かれる。

第３図を参照すると、作動器３２が外側ハウジングに連
結されている。作動器３２はタイマー３４とプランジャ
３６とプランジャスプリング３７とを有している。図示
のように、プランジャ３６の上面はタイマー３４によっ
て付勢されて内側ジンバル１８の下面と接触する。タイ
マー３４がプランジャ３６を所望の時間に解除しそして
スプリング３７がプランジャ３６を内側ジンバル１８と
の接触から離す。所定の期間を経て、タイマー３４がプ
ランジ中３６に再び係合してこのプランジャ３６を内側
ジンバル１８の下面と接触させる。プランジャ３６が内
側ジンバル１８に接触するとプランジャ３６は外側ハウ
ジング１０の長さ方向軸線と平行なうインに沿って全体
的に直線的に動くので、また、内側ジンバル１８の中心
軸線は外側ハウジング１０の長さ方向軸線と平行ではな
いので、内側ジンバル１８の下面の形状はプランジャ３
Ｇと内側ジンバル１８との間の距離が垂直線からの外側
ハウジング１０の傾斜にもかかわらず凸状であることが
好ましい。内側ジンバル１８の下凸面の半径は、シャツ
ｌ−１４，２０の軸線の交点と好ましくは一致する中心
点で決まる。

プランジャ３６の上端は形状が凸状であるものとして図
示されており、曲率は内側ジンバル１８の下凸面の曲率
の符号を逆にしたものに一致している。変形として、プ
ランジャ３６の上端を凹円錐形、同筒形又はその他の形
状に形作ってもよい。

レンズ４０がコンパスヘッド２８の上で外側ハウジング
１０に連結されているものとして図示されている。レン
ズ４０はコンパスヘッド２８の凸面の曲率の符号を逆に
した曲率の凹面を有している。したがって、レンズ４０
とコンパスヘッド２８の上面との間の距離は、外側ハウ
ジング１０が垂直線から角度をなして傾斜していても変
わらない。好ましくは、外側ハウジング１０の長さ方向
軸線はレンズ４０の凹球面の中心と交わる。十字線（図
示せず）がかかる交点の基準点を示しており、したがっ
て外側ハウジング１０の長さ方向軸、　線が垂直である
とき、十字線の中心は内側ジンバル１８の中心軸線及び
コンパスヘッド２８の中心点と一線をなしている。

第３図に示すように、プランジャ　３６は内側ジンバル
１８の下面と接触している。レンズ４０の凹面はコンパ
スヘッド２８の凸面と接触し、内側ジンバル１８の上面
はコンパスヘッド２日の下面と接触している。この位置
では、コンパスヘッド２８及び内側ジンバル１８はレン
ズ４０とプランジャ３６との間にクランプされていてコ
ンパスヘッド２８がコンパスシャフトのまわりに回転し
ないようにし、かつ内側ジンバル１８が外側ハウジング
１０に対して動かないようにする。

外側ハウジング１０をさく弁内の所望の位置まで下降さ
せて本発明の装置を使用する。本発明の装置をせん孔内
へ下降させるときの構成要素の損傷の可能性を減するた
めには、コンパスヘッド２８及び内側ジンバル１８を第
３図に示すようにクランプすることが好ましい。特に、
コンパスヘッド２８及び内側ジンバル１８をクランプす
ることにより外側ジンバル１２及び内側ジンバル１８を
それぞれ支持するために使用されている軸受１６．２２
の損傷を防止する。外側ハウジング１０がせん孔内の所
望の位置に到達して静止したとき、掘削作業を一時的に
中断する。すると、プリセットタイマー３４及びスプリ
ング３７が働いてプランジャ３６を内側ジンバル１８の
下面との接触から引っ込める。これと同時に、スプリン
グ４２が外側ジンバル１２．内側ジンバル１８及びコン
パスヘッド２８をレンズ４０から押し離し、スプリング
４４がコンパスヘッド２８を内側ジンバル１８との接触
から押し離す。その結果としての第１図に示す位置では
、コンパスヘッド２８は内側ジンバル１８の上方でコン
パスシャフト２４によって回転自在に吊り下げられてお
り、そして内側ジンバル１８及び外側ジンバル１２は協
働して内側ジンバル１８の中心軸線を垂直線に調心して
いる。コンパスヘッド２８を磁気的に方位させ、かつ内
側ジンバル１８を垂直線に関心させることができるよう
な所定の期間を経た後、タイマー３４はプランジャ３６
を付勢してこれを内側ジンバル１８に接触させる。

プランジャ３Ｇが内側ジンバル１８をレンズ４０に向っ
て付勢すると、プランジャ３６が内側ジンバル１８に及
ぼす力は軸受２２及びシャフト２０を介して外側ジンバ
ル１２に伝達され軸受１６及びシャフト１４を介して伝
えられてスプリング４２に作用する。滑り路１５は外側
ハウジング１０の長さ方向軸線と平行なうイン内におけ
る各シャフト１４の運動を拘束する。前記力はスプリン
グ４２を圧縮して、外側ジンバル１２．内側ジンバル１
Ｂ及びコンパスヘッド２８をレンズ４０に向って移動さ
せることができ、ついにはコンパスヘッド２８の上面は
レンズ４０に接触する。

かかる接触に続き、内側ジンバル１８及び外側ジンバル
１２をレンズ４０に向って引き続き移動させることによ
り内側ジンバル１８の上面がコンパスヘッド２８に接触
するまでスプリング４４を圧縮する。その時、内側ジン
バル１８及びコンパスヘッド２８は第３図に示すように
プランジャ３６とレンズ４０との間にクランプされる。

内側ジンバル１８及びコンパスヘッド２Ｂを完全にクラ
ンプするためには、プランジャ３６が内側ジンバル１８
に及ぼす力は、スプリング４２の及ぼす付勢力とスプリ
ング４４の及ぼす付勢力との合針よりも残留力の分だけ
大きくしなければならない。残留力の計算は内側ジンバ
ル１８及びコンハスヘッド２８の平均長さに、内側ジン
バル１８とプランジャ３６との間、及びコンパスヘッド
２８とレンズ４０との間の平均摩擦係数（これは内側ジ
ンバル、コンパスシャフト３７及びコンパスヘッド２８
の揺れ度を越える合成りランプトルクを定める）を掛け
、さらにツールがシャフト２４に垂直な方向において受
ける最大加速度を掛けることによって得られる０、この
後者の積はクランプされたツールに作用する最大妨害ト
ルクを定める。この合成りランプトルクが最大妨害トル
クよりも小さいとツールの読みはツールをさく井から引
き出したときに変わることになる。

コンパスヘッド２８及び内側シンバル１８をいったんク
ランプすると、外側ハウジング１０をさく井から引き上
げる。外側ハウジングｌＯを圧力容器から取り外しそし
てレンズホルダ４６を外側ハウジングから取り外してコ
ンパスヘッド２８の上面を見る。コンパスヘッド２８は
レンズ４０と接触しているので上方のレンズ４０を光学
的に補正する必要はない。使用者は方位角及び傾度の読
みを目で行なうことができ、或いは、レンズを通してコ
ンパスヘッドの位置の写真を撮り、これを後で機械的又
は光学的な手段を用いて分析することができる。レンズ
ホルダ４６をハウジング１０に再び取り付け、タイマー
３４をセットし、そしてハウジング１０を圧力容器内に
位置決めすることによって本発明の装置を次の測定に備
える。

ハウジング１０は軸受１６．２２の粒子汚染を防止する
ように設計されている。０−リング密封体（図示せず）
を使用して内側ジンバル１日及び外側ジンバル１２をさ
く井の環境から隔絶するのが良い。ハウジング１０の内
部と、該ハウジング１０を取囲む圧力容器との間の圧力
差が大きくならないように多孔質プラグ５６を配置し、
この多孔質プラグ５６焼結金属で作るのが良い。

第４図は本発明の別の実施例を示している。特に、第４
図は揺れ支持体を吊り下げるための単純化された機構を
示す、揺れ支持体６０は内側ジンバル１Ｂと僚ており、
この揺れ支持体６０はコンパスヘッド２８について既に
述べたように、レンズ４０と接触した上凸面を有してい
る。既に述べたように、作動ａ６１がタイマー６２とプ
ランジャ６３とを有している。シャフト６４．軸受６６
及びスプリング６８が揺れ支持体６０とプランジャ６３
との間に置かれている。シャフト６４の上端は後でもっ
と完全な形で説明するようにピボットとしての役目を果
たす。好ましくは、シャフト６４はハウジング１０の長
さ方向軸線と一致した軸線を有し、そして軸受６６でプ
ランジャ６４内に保持されている。シャフト６４とプラ
ンジャ６３との間にはスプリング６８が位置決めされて
いる。硬い摩耗面を与えるために端方７０．７２がシャ
フト６４の各端に置かれている。プランジャ６３は揺れ
支持体６０の下面と接触している。

好ましくは、揺れ支持体６０の下面は、シャフト６４の
上ピボット端に中心点をもつ半径によって定まる球面の
一部の形をした凸面である。プランジャ６３の接触面は
好ましくは凹面であり、曲率は揺れ支持体の下凸面の曲
率の符号を逆にしたものに一致している。

通常の位置では、揺れ支持体６０はプランジャ６３とレ
ンズ４０との間にクランプされている。

ハウジング１０をせん孔内の所定の場所まで下降させて
せん孔作業を中断したとき、プランジャ６３が揺れ支持
体６０の下面との接触から引っ込みついには揺れ支持体
６０はシャフト６４に載る。

プランジャ６３を引き続き引っ込めてついには揺れ支持
体６０の上面をレンズ４０との接触から引っ込める。揺
れ支持体６０は好ましくは、端方７０がシャフト６４の
上ピボット端に接触している個所よりも下の個所に位置
めされた質量中心をもっている。ハウジング１０の長さ
方向軸線を垂直線から変位させると、揺れ支持体６０は
その中心軸線が垂直のままになるようにシャフト６４の
上端を中心に回動することになる。揺れ支持体６０に連
結されたコンパス７４により、揺れ支持体６０の上面が
磁気的に方位するまで揺れ支持体６０をその中心軸線を
中心として回転させる。

揺れ支持体がハウジングの方位角を指示するように回転
しそしてハウジングの傾度を指示するようにシャフト６
４の上端を中心に回動した後、タイマー６２がプランジ
ャ６３に係合してスプリング６８及びシャフト６４を動
かし、それによって揺れ支持体６０の上面をレンズ４０
に向って付勢する。揺れ支持体６０ｄ上面がレンズ４０
に接触すると、プランジャ６３をレンズ４０に向ってさ
らに移動させることによりスプリング６８を圧縮し、や
がてプランジャ６３の上面は揺れ支持体６０の下面に接
触する。かかる時点で揺れ支持体６０はプランジャ６３
とレンズ４０との間でクランプされ、シャフト６４に作
用する軸方向の力は圧縮されたスプリング６８の及ぼす
力に制限される。すると、ハウジング１０をさく井から
引き上げることができそしてレンズホルダ４６を、上述
したように取り外すことができる。

第５図は本発明のもう１つの実施例を示している。図示
のように、第１図〜第３図の内側ジンバル　１８を内側
ジンバル７４で置き換えている。

内側ジンバル７４は本体７６とキャップ７８とシャフト
８０とスプリング８２とを有している。スプリング８２
はキャップ７８を本体７６から遠去け、シャフト８０は
キャップ７８と本体７６との間の離隔量を限定するよう
に形作られている。

作動において、プランジャ６３はキャップ７８が本体７
６に接触するまでスプリングに抗してキャップ７８を押
し上げる。しかる後、外側ジンバル１２．コンパスヘッ
ド２８及びスプリング４２゜４４は既に述べたように作
動する。

内側ジンバル７４の揺れ度を変えることにより、第５図
に示す本発明の実施例は、コンパスへラド２８をレンズ
４０にクランプすることによって生じる誤差を小さくす
る。揺れ度は本明細書中で・用いられる場合、内側ジン
バル１８の（付属のコンパスシャフト２４．コンパスヘ
ッド２８．及びスプリング４４の質量を含めた）質量と
、シャフト２０によって定められた軸線からの質量中心
の変位との積として定義されている。キャップ７８をシ
ャフト２０によって定められた軸線から遠去けることに
より、内側ジンバル７４の揺れ度は垂直線からのハウジ
ング１０の傾度を測定している間では大きくなる。この
揺れ度は、プランジャ３６がキャップ７８を本体７６に
向って押圧しそしてそれに対応してコンパスヘッド２８
をレンズ４０に押し付けるときには小さくなる。コンパ
スヘッド２８をレンズ４０に押し付けるときの揺れ度を
小さくすると内側ジンバル７４の質量中心に作用し、か
つハウジング１０の長さ方向軸線に対して横に働く加速
度によってつくり出される妨害トルクが小さくなるので
誤差のある読みの可能性が低くなる。

本発明の範囲から逸脱しないで本発明の多くの改良及び
修正を行なうことができる。例えば、タイマー及びプラ
ンジャを、レンズ又はレンズホルダを移動させこれをジ
ンバル及び付属のコンパスヘッドと接触させるように位
置決めしてもよい。

かかる実施例では、プランジャの及ぼす力に対抗するた
めにスプリングを外側ジンバルとハウジングとの間に配
置するのがよい。レンズ及びコンパスヘッドが下方のジ
ンバルを押し下げたときに内側ジンバルの下端に接触す
るためのものとしてハウジングの一部又は特別のストッ
プを使用してもよい。本発明のその他の実施例ではコン
パスヘッド及びレンズの場所を変えてもよい。例えば、
レンズをハウジングの下端に置きそしてコンパスヘッド
を内側ジンバルの下に置いてもよい。

本発明はせん孔傾斜計の構成要素を保護するための独特
の装置及び方法を提供する。測定用構成要素をクランプ
することにより、これらの構成要素の損傷の可能性が低
くなりかつ傾斜針の有効寿命が長くなる。また、本発明
の独特の形体によりその他の実用上の利点を得ることが
できる。例えば、精巧な吊り下げ構成要素に及ぼされる
力を制限するために傾斜針の測定用構成要素をしっかり
とクランプすることにより、傾斜計全体を小型化して従
来考えられる孔よりも小さな孔の中に取り付けることが
できる。加うるに、レンズの場所には、本発明の構造的
な構成要素を設けることができるだけでなく、この場所
を利用して傾斜針の構成要素を周囲環境に露出させない
でせん孔の方位角及び傾度の読みを行なうこともできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の縦断面図、第２図はＡ−Ａ線に
おける本発明の装置の断面図、第３図は通常のクランプ
位置で示す本発明の装置の縦断面図、第４図は揺れ支持
体及びシャフトで吊り下げられた付属コンパスの断面図
、第５図は可変質量中心をもつ揺れ内側ジンバルを示す
図である。 〔主要な参照符号の説明〕 １０・・・・・・ハウジング、 １２・・・・・・外側ジンバル、 １６・・・・・・軸　受、 １８・・・・・・内側ジンバル又はコンパス、３２．６
１・・・・・・作動器、 ４４・・・・・・スプリング、 ４０・・・・・・レンズ、 ７８・・・・・・キャップ。 ＦＩＧ、７　　　　　　　　　　　　　　　　　ＦＩＧ
、　３ＦＩＧ、　、ｇ ＦＩＧ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、せん孔の傾度及び方位角を測定するための装置であ
   って、ハウジングと、該ハウジングに連結されかつ凹面
   を有するレンズと、下面、前記レンズの凹面と接触する
   上凸面及び該上凸面と交わる長さ方向軸線を有する揺れ
   支持体と、磁極が前記揺れ支持体の長さ方向軸線のまわ
   りに直径方向反対側にあるように前記揺れ支持体に連結
   されたコンパスと、前記ハウジングに連結されかつ前記
   揺れ支持体の下面と接触する表面を有し、前記揺れ支持
   体を下降させてこれを前記レンズとの接触から離したり
   、前記揺れ支持体を上昇させてこれを前記レンズと接触
   させたりするように操作しうる作動器と、前記揺れ支持
   体の長さ方向軸線と交わる個所で前記揺れ支持体の下面
   と接触したピボットと、該ピボットと前記作動器との間
   に配置されて、前記作動器が前記揺れ支持体を下降させ
   てこれを前記レンズとの接触から離したときに前記ピボ
   ット及び前記揺れ支持体を前記作動器との接触から押し
   離し、それによって前記コンパスが前記揺れ支持体をそ
   の長さ方向軸線を中心として回転させることができるよ
   うにしたり前記ピボットを中心とする前記揺れ支持体の
   回動運動を可能にするためのスプリングとを備えている
   ことを特徴とする装置。 ２、前記ピボットと前記作動器との間に配置されて前記
   ピボットの回転を可能にするための軸受をさらに備えて
   い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、前記支持体と接触する作動器の表面は球面の凹セグ
   メントとして形作られ、前記揺れ支持体の下面は、前記
   作動器の凹面を構成する半径と同一の半径を有する球面
   の凸セグメントとして形作られていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４、前記揺れ支持体の下面と前記作動器の凹面との間に
   置かれかつこれらと接触するキャップと、該キャップと
   前記揺れ支持体との間に位置決めされて、前記揺れ支持
   体を前記作動器から押し離したときに前記キャップを前
   記揺れ支持体から押し離すための第２のスプリングをさ
   らに備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の装置。 ５、前記レンズは前記ハウジングと摺動自在に係合し、
   前記作動器を、前記レンズを移動させてこれを前記揺れ
   支持体の上面と接触させるように操作することができ、
   前記スプリングは前記ピボットと前記ハウジングとの間
   に配置され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、せん孔の傾度及び方位角を測定するための装置であ
   って、ハウジングと、該ハウジングに連結されかつ凹面
   を有するレンズと、前記レンズの凹面と接触する凸面を
   有するコンパスと、前記ハウジングと摺動係合して位置
   決めされかつ前記コンパスと接触する第１の表面及び第
   ２の表面を有する揺れ支持体と、前記揺れ支持体と前記
   コンパスとの間に連結されて、前記コンパスを前記揺れ
   支持体の第１の表面から所定距離押し離すための第１の
   スプリングと、前記揺れ支持体と前記ハウジングとの間
   に位置決めされて、前記揺れ支持体及びコンパスを前記
   レンズから押し離すための第２のスプリングと、前記コ
   ンパスを前記揺れ支持体と前記レンズとの間で接触させ
   たままにするために前記揺れ支持体の第２の表面と接触
   する表面を有する作動器とを備え、前記第２のスプリン
   グが前記コンパスを前記レンズとの接触から押し離すこ
   とができるようにしたり前記第１のスプリングが前記コ
   ンパスを前記揺れ支持体の第１の表面との接触から押し
   離すことができるようにするために前記作動器を前記揺
   れ支持体の第２の表面との接触から引込めることができ
   ることを特徴とする装置。 ７、前記レンズは前記コンパスの上に置かれ、前記コン
   パスは前記揺れ支持体の上に置かれていることを特徴と
   する特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８、前記揺れ支持体と接触する作動器の表面は球面の凹
   セグメントとして形作られ、前記揺れ支持体の第２の表
   面は前記作動器の凹面を構成する半径と同一の半径を有
   する球面の凸セグメントとして形作られていることを特
   徴とする特許請求の範囲第６項記載の装置。 ９、前記レンズは前記ハウジングと摺動自在に係合し、
   前記作動器を、前記揺れ支持体の下面が前記ハウジング
   に接触するまで前記レンズを移動させてこれを前記コン
   パスの上面に接触させるように操作することができ、前
   記第２のスプリングは前記揺れ支持体の下端を前記ハウ
   ジングから押し離すために前記揺れ支持体と前記ハウジ
   ングとの間に位置決めされていることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項記載の装置。 １０、せん孔の傾度及び方位角を測定するための装置で
   あって、せん孔の所定位置の軸線と平行な軸線を有する
   ハウジングと、該ハウジングの上端に連結されかつ凹面
   を有するレンズと、前記ハウジングと摺動係合して位置
   決めされており、上面、下面、及び垂直線と一線をなし
   た長さ方向軸線を有する揺れ支持体と、前記揺れ支持体
   の上面に連結された第１のスプリングと、該第１のスプ
   リングによって前記揺れ支持体の上面の上で回転自在に
   吊り下げられかつ前記レンズのは凹面の曲率の符号を逆
   にしたものと一致する曲率を有するコンパスと、前記揺
   れ支持体と前記ハウジングとの間に位置決めされて前記
   揺れ支持体及び前記コンパスを前記レンズから押し離す
   ための第２のスプリングと、前記支持体の下面と接触す
   るように操作することができ、前記コンパスの凸面が前
   記レンズの凹面に接触するまで前記揺れ支持体を前記第
   ２のスプリングに抗して付勢し、また、前記揺れ支持体
   の上面が前記コンパスに接触するまで前記揺れ支持体を
   前記第１のスプリングに抗して付勢するための作動器と
   を備えることを特徴とする装置。 １１、せん孔の傾度及び方位角を測定するための装置で
   あって、閉鎖端及び、せん孔の所定位置の中心線と平行
   な長さ方向軸線を有する細長いハウジングと、上面及び
   前記ハウジングの閉鎖端に隣接した下面を有しかつ前記
   ハウジングの長さ方向軸線に沿って摺動係合をなして位
   置決めされている揺れ支持体と、前記揺れ支持体の上面
   に連結された第１のスプリングと、前記第１のスプリン
   グによって前記揺れ支持体の上面の上で回転自在に吊り
   下げられかつ上凸面を有するコンパスと、前記揺れ支持
   体と前記ハウジングとの間に位置決めされて、前記揺れ
   支持体を前記ハウジングの閉鎖端から押し離すための第
   ２のスプリングと、前記ハウジングと摺動係合をなして
   位置決めされておりかつ前記コンパスの凸面の曲率の符
   号を逆にしたものと一致する曲率の、前記コンパスの凸
   面と隣接した凹面を有するレンズと、前記ハウジングに
   連結されていて、前記コンパスが前記揺れ支持体の上面
   に接触するまで前記レンズを前記コンパスに押し付けそ
   して前記第１のスプリングに押し付けたり、前記揺れ支
   持体の下端が前記ハウジングの閉鎖端に接触するまで前
   記レンズ、コンパス及び揺れ支持体を前記第２のスプリ
   ングに抗して付勢するための作動器とを備えていること
   を特徴とする装置。 １２、せん孔の傾度及び方位角を測定するための装置で
   あって、せん孔の所定位置の軸線と平行な長さ方向軸線
   を有する細長いハウジングと、該ハウジングに連結され
   かつ凹面を有するレンズと、前記ハウジングの長さ方向
   軸線に沿って摺動係合して位置決めされかつ前記ハウジ
   ングの長さ方向軸線と垂直な軸線を中心に回動できる外
   側ジンバルと、上面及び下面を有しかつ前記外側ジンバ
   ルの回動軸線と垂直な軸線を中心に、前記外側ジンバル
   に回動自在に連結されている揺れ内側ジンバルと、前記
   内側ジンバルの上面に連結された第１のスプリングと、
   該第１のスプリングによって前記内側ジンバルの上面の
   上で回転自在に吊り下げられかつ前記レンズの凹面の曲
   率の符号を逆にしたものと一致する曲率の上凸面を有す
   るコンパスと、前記揺れ支持体と前記ハウジングとの間
   に位置決めされて、前記揺れ支持体及びコンパスを前記
   レンズから押し離すための第２のスプリングと、前記ハ
   ウジングに連結されていて、前記コンパスの凸面が前記
   レンズの凹面に接触するまで前記内側ジンバル及び外側
   ジンバルを前記第２のスプリングに抗して付勢したり前
   記内側ジンバルが前記コンパスに接触するまで前記内側
   ジンバルを前記第１のスプリングに抗して付勢するため
   の作動器とを備えていることを特徴とする装置。 １３、せん孔の傾度及び方位角を測定するための装置で
   あって、ハウジングと、該ハウジングに連結されかつ凹
   面を有するレンズと、該レンズの凹面と接触する凸面を
   有するコンパスと、前記ハウジングと摺動係合をなして
   位置決めされ、前記コンパスと接触する第１の表面を有
   し、かつ第２の表面を有する揺れ支持体と、前記コンパ
   スと前記支持体の第１の表面との間に連結されて、前記
   コンパスを前記揺れ支持体から所定距離押し離すための
   第１のスプリングと、前記揺れ支持体と前記ハウジング
   との間に位置決めされて前記揺れ支持体及びコンパスを
   前記レンズから押し離すための第２のスプリングと、前
   記揺れ支持体の下面と接触して置かれたキャップと、前
   記キャップと前記下面との間に位置決めされて、前記キ
   ャップを前記揺れ支持体から押し離すための第３のスプ
   リングと、前記コンパス及び前記揺れ支持体を前記キャ
   ップと前記レンズとの間で接触させたままにするために
   前記キャップと接触する表面を有する作動器とを備え、
   前記第３のスプリングが前記キャップを前記揺れ支持体
   から押し離すことができるようにし、前記第２のスプリ
   ングが前記コンパスを前記レンズとの接触から押し離す
   ことができるようにし、前記第１のスプリングが前記コ
   ンパスを前記揺れ支持体との接触から押し離すことがで
   きるようにするために前記作動器を前記キャップとの接
   触から引っ込めることができることを特徴とする装置。 １４、せん孔傾斜計の構成要素の損傷を防止するための
   方法であって、揺れ支持体をハウジングに連結された作
   動器とレンズとの間でクランプし、前記ハウジングをせ
   ん孔の所定位置まで下降させ、前記揺れ支持体が前記作
   動器にもはや接触せず測定位置に吊り下げられるまで前
   記作動器を前記揺れ支持体との接触から引っ込め、前記
   揺れ支持体平衡位置に達した後、前記揺れ支持体を前記
   作動器と前記レンズとの間でクランプし、前記ハウジン
   グをせん孔から引き上げ、前記レンズに対する前記支持
   体の方位を視察することを特徴とする方法。