JPS62153789A - スロツトアンテナを有する電磁記録装置 - 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 本発明は井記録に関し、より詳細（ては電磁エネルギー
を有する井記録装置に関する。

従来の技術 さく井を凹んでいる累層の比誘電率（又は電気誘電率）
を測定する方法が知られ１いて、その累層についての非
常に有益な情報が与えられる。犬地累１＠の比誘電率は
物質によって大きく異なっていて（例えば、オイルの２
２、石灰石の’２！ｆ、水のｇＯ）、それ故紡電体の性
質を測定することは累層を評価する手段として有効であ
る。特定の累層の構成及び水分の飽和状態が通常の井記
録技術によって決定されたり他の方法で知られていると
き、その累層の比ｇ［率を得ることができれば多孔率を
決定することが可能であることを理解されたい。同様に
、構成及び多孔率が既知として与えられているならば、
水分の飽和状態の度会についての情報を、その累層の比
誘電率を測定することによって得ることができる。

記録装置は累層の比誘電率を測定する技術を改良したも
のであり、例えば、米国特許第３．９ｔＩダ、９１０号
に開示された電磁波伝搬を用いた器具である。その米国
特許に記述されているようにその記録装置はパッド中に
取り付けられた７個の伝送器及び間隔をおいて配置され
た複数の受信器を備えている。そのパッドはさく井壁に
向けられている。マイクロ波の電磁エネルギがその累層
中に送信され、その累層中を伝搬して受信アンテナで受
信される。その累層中を伝搬するエネルギの位相シフト
及び、減衰は、その受信器の出力信号から決定される。

比誘電率及び、望むならば、その累層の導電率を位相及
び減衰測定値から得ることができる。一般的に、必ずし
もそうではないけれども、測定は累層侵入区域について
行なわれる。

アンテナの形状は、説明したタイプの記録装置をじょう
ずに作用させるために重要な要素である。

相対的に高周波（例えば、／１０ＯＭＨ１）での動作で
は信号が急激に減衰するので、エネルギを効果的に発生
させ、かつ、累層内にそのエネルギを注入する送信用ア
ンテナを有することが重要である。そしてその累層内を
伝搬するエネルギを効果的に受信する受信用アンテナを
有することも重要である。比誘電率及び導電率の測定精
度は受信信号の減衰及び位相をいかに正確に測定するか
Ｋよるので、アンテナが一定の時間安定に動作し、かつ
、本質的に均衡のとれた状態であり、その状態を維持し
続けることである。更に、スプリアス信号成分及び周辺
場の悪影響を最小にしなければならない。

−Ｆ記の米国特許第３，９１４’／−，９７０号におい
て、電磁伝搬記鍋装置内のアンテナはキャビティ支持型
スロットアンテナである。このスロットアンテナは、誘
電体物質で満たされており、プローブを備えている。こ
のプローブは同軸フィーダ線の中心導体が送信アンテナ
へ（又、場合しだいでは、受信アンテナから）延びたも
のであり、その送信アンテナはキャビティ支持型のスロ
ットを横切るよって延びており自由端を有している。そ
の自由端はキャピテイ支持型スロットの側面内の誘導体
で舖たされたへこみで終っている。それぞれのアンテナ
では波長のｊ分の／の深さのキャビティがその金属ハウ
ジング内に延びている。キャビティ支持型スロットの長
さは波長の一分の／の長さである。

この樫のキャビティ型スロットアンテナは、そのキャピ
テイ構造による動作周波数に固有に同調される。相対的
な低信号レベルに関しては、この同調によって透析周波
数において効果的な動作が与えられて適切な信号−ノイ
ズ比を得ることができる。しかし、この種の記録装置の
構造及び動作に欠点も存在する。キャピテイ支持型スロ
ットの寸法は／波長に近い大きさである。相対的に大き
い寸法の結果として、スロットの位相中心が明確にされ
ず、さらにスロット開口部には、その開口部の近くに伝
搬している電磁波と本質的に相互作用を行なう傾向が生
じる。キャビティ支持型スロットは本質的に狭帯域でお
り、この条件によって動作周波数の変化する可能性が制
限される。ドリル用さく井は非常に難しい動作環境であ
り、記録装置は一定範囲の圧力、温度及び機械的なスト
レスを受ける。出願人の注目したことは、誘電体物質に
流体が流入することが前述のタイプの記録装置内で動作
時に生じる問題の本質的な原因である。

さく井環境にさらされた誘電体物質には水が侵入するこ
とがある。水は誘電体物質の割れを通して侵入しく割れ
の可能性は１境の悪化によって増大する）、割れがなく
ても、誘電体物質は固有の小孔を有していて流体が侵入
し易い。液体（一般的には、水）がキャビティ支持型ス
ロット内の誘電物質に入ると、′濡れ九′誘電物質の比
誘電率が１乾いた′もとの状態の値以上に相当増加する
（なぜならば、水の比誘電率は使用する誘電物質の比誘
電率よりはるかに大きい）。キャビティ型スロット内の
動作信号の波長がその波を含んでいる媒体の比誘電率に
依存するので、エネルギを有する波長が変化する（この
場合、水の比誘電率が高いので波長は短くなる）。キャ
ビティが共振しなくなると、キャビティ支持型スロット
アンテナの動作が劣化する。

アンテナの誘電体物質に液体が流入することによって、
説明した構造内の自由端のプローブの周囲にある物質に
作用するために、問題が生じる。

特に、アンテナ壁のへこみのプローブ端には、ある固有
の容量があり、その容量値は誘電体物質の比誘電率によ
って影響される。さらに、誘電体物質が１濡れる′と、
アンテナの特性が変化する。

本発明の目的の７つは、電磁的記録装置の動作を向上さ
せ、特に、累層の比誘電率を決定することであり、更に
、さく弁環境内において動作が改善され、かつ、より安
定になるようにすることである。

発明の要約 本発明はさく井を取り囲む累層を調査するための装置に
関する。本発明の実施例によれば、記録装置が与えられ
ていて、さく井を通して移動可能である。パッド部材は
記録装置上に取り付けられていて、さく井壁に取り付け
られている。送信アンテナはその部材の壁取り付け面に
設置されている。対になっていて一定の間隔をもつ受信
アンテナも送信アンテナに対して一定の間隔をもつ関係
で部材の壁取り付け面に設置されている。送受信アンテ
ナはそれぞれ導体の金員ベース（この金属ベースは／又
はそれ以上のアンテナに共通であることもあるし、共通
でないこともある）から成っている。この金へベースは
さく井壁の方に開くスロットを有しており、このスロッ
トは誘電体物質でほぼ満たされている。それぞれのアン
テナもスロット内に配置された導体プローブ、及びその
スロットから分離した同調素子を有していて、その同調
素子はそのプローブに結合されている。プローブはスロ
ットを横切ってさぐ井軸に平行な方向に延びていて、し
かも一端でそのスロットの壁に短絡されているのが望ま
しい。送信アンテナを付勢させるための手段が与えられ
ていて、信号をベースに関して同調素子に加えることに
よって電磁エネルギを累層内に送信する。ベースに関し
て同調素子の両端子間での信号を得ること（（よって、
累層からの受信し７た電磁エネルギを示す受信アンｆ　
ｆ　（Ｄ　ソｆ’Ｌぞれで出力を発生させるための手段
も与えられている。スロットアンテナは、それぞれスロ
ットの長さ及び幅がそのスロットの誘電体物質内の動作
周波数において、波長の２分の／より小さくし波長の弘
分の／より小さいのが望ましい〕、スロットの深さがそ
のスロットの誘電体物質内の動作周波数におい１、波長
の９分の／より小さい（波長の３分の７より小さいのが
望ましい）。したがって、スロットは動作周波数におい
て共振キャビティとして動作せず、水の侵入によって誘
電体詰め物物質内における変化のような要因に関してア
ンテナ特性の感度が実質的に小さくなる。このスロット
の寸法は、例えば、従来技術の項で記載したキャビティ
支持型スロットに比較して小さい。スロットアンテナは
エネルギの分散を減らし、かつ、そのスロットの近くに
伝搬している。！＠気のスプリアス成分との相互作用を
減らす。誘電体で満たされた開口部が小さくなればなる
ほど、その開口部はよりでこぼこになり液体が侵入し難
くなシ又さく井のきびしい環境の悪影響を受は難くなる
。さらに、アンテナが広帯域特性を有するので、異なる
周波数における動作の効率化が可能になる。

好ましい実施例において、プローブはスロットの壁に対
して一方の端で短絡されてる。それ故、容量変化は誘電
体物質の特性の変化で生じ、減少されることもある。

この好ましい実施例において、同調素子はスロットから
分離され、かつ、スロットに関してシールされていて、
スロット内の誘電体物質に対する周囲の外乱（例えば、
水の侵入や機械的外乱）からその同調素子を分離するよ
うにする。したがって、磁気ダイポールとしてスロット
のふるまいはそのスロットを満たしでいる誘電体物質の
性質の変化によって大きく変わらない。分離されている
同調素子によってアンテナの動作効率が上昇して、きび
しい環境によって゛も劣化が実質的に生じない。

本発明の更に別な特徴及び利点は、添付図面を参照する
ことＫより実施例の記載から容易に理解されるであろう
。

実施例 第１図には、さく井３２が横切ることによって現われる
表面下の累層３１を調査するための装置１０の実施例が
示されている。この装置は本発明により改良されたもの
である。一般的にさく井３２はドリル用の液体又は泥で
充満していて、この液体又は泥には最終的に分割された
固体が浮遊状態で含まれている。一般的に、さく井が累
層を横切るときの液体圧力はさく井内の泥の柱の静水が
浮玉力より小さく、その結果泥及びろ過液がその累層中
に多少流れ込む。周知であるように、累層は泥中の小さ
な浮遊粒子を排除する傾向があシ、その結果泥のかたま
り４０がさく井の壁土に形成される。

調査用装置、すなわち記録装置３０はさく井内において
外装ケーブル３３でつるされている。その外装ケーブル
３３の長さは装置３０の縦方向の相対的な長さによって
実質的に決定される。ケーブルの長さは、ドラム及びウ
イ／グ機構（図示せず）のような表面上の適当な手段で
制御される。

記録装置３０は、はぞ長い円筒状のゾンデ３４を備えて
おり、このゾンデ３４の内部には大量の電子部品を備え
る液体を通さないノ・ウジングがある。

このゾンデ３４の一方の側に取り付けられているのがパ
ッド３７である。このパッド３７は、とりわけ、垂直方
向に間隔をおいて配置した送信アンテナＴ１及びＴ２、
そしてこれらの送信アンテナ間に垂直方向に配置された
受信アンテナＲ１及びＲ２を備えている。ゾンデ３４の
他方の側にはバックアップアーム３８がある。このバッ
クアップアーム３８Ｖｉ水力学的に制御されていて、パ
ッド３７がさく井の壁に接触するよって維持されている
。バックアップアーム３８は、カリパスの読取りを示す
ようにも使用することが可能である。記録装置が得る情
報は、電子信号としてケーブル３３を介して、一般に、
地表に設置しである計算モジュール８５及び記録器９５
に伝送される。第１図に示された特定の手段は、アンテ
ナがさく井の壁に設置されているようにしている。この
目的を達成するために既知の手段も用いることが可能で
ある。

ゾンデ３４内の電子装置が、説明の便宜上、さく井の側
面に示されている。発振器４５はエネルギーを出力し、
この周波数は／　００　ＭＨｚ以上であるのが望ましく
、この例では／１００ＭＨｚである。

発振器４５の出力は、アイソレータ４６及びスイッチン
グ回路７１を介して送信アンテナＴ１及びＴ２にそれぞ
れ接続されている。従来技術で知られているように、送
信アンテナＴ１及びＴ２は交互に可能化されて１さく井
補償１ｗＪ作を行なう。

この点に関しては、例えば、米国特許第３９ｇ弘９．７
．２／号を参照されたい。この特許に記述されているよ
うに、受信器の役割はさく井補償手段の一部としてスイ
ッチング動作も行ない、増幅器のドリフトや他の処理上
の不安定さを補償している。この種のスイッチング動作
は本発明においても利用することができる。しかし、本
発明の改良は、それ自体、さく井補償や関連するスイッ
チング動作や処理に関するものではない。それ故、説明
が容易になるように、送信機Ｔ１からの送信中受信機Ｒ
１及びＲ２を近くの受信機及び遠くの受信機としてそれ
ぞれ考慮して、送信機Ｔ２からの送信の場合を詳細には
考慮しない。

電磁エネルギーが、送信機Ｔ１から周囲の累層に送シ出
される。受信アンテナＲ１及びＲ２で受けられたエネル
ギーがミキサ４Ｔ及び４Ｂの入力端子にそれぞれ送られ
る。例えば、米国特許第３、　　ｑ（Ａ≠、９１Ｏ号に
記載されているように、受信機Ｒ１及びＲ２からの信号
は互いに位相が異なっている。その位相差は、周囲の累
層の性質に依存する。その信号の振幅比は周囲の累層の
性質に依存する。ミキサの第二の入力端子には送信器の
周波数から相対的に低い周波数によって分離された周波
数でのエネルギが供給される。この低い周波数は、一般
には、キロヘルツ周波数の範囲内にある。図示された実
施例において、発振器４９は、ある周波数、例えば送信
器の周波数より１ＯＨｚ　　上の周波数で電磁エネルギ
をミキサ４γ及び４８に供給する。それ故、ミキサ４Ｔ
及び４８の出力信号４７Ａ及び４８ＡＫは周波数の差７
０にＨｚが存在する。周知の原理によれば、信号４γＡ
及び４８Ａは、送信機Ｒ１及びＲ２からの信号の位相及
び振幅を維持するが、位相検出の仕事が混合信号のうち
の低周波数においてきわめて容易になる。発振器４５及
び４９の出力間の周波数差が必ず７０にＲ２であるよう
にするため、発掘器の出力が標本化されミキサ５０に供
給される。そのミキサの出力を周波数安定化回路５１が
受は取り、この回路５１は、標準の／θＫＨ２からのド
リフトを検出して従来の１２ニーズロツクループｌの方
法で発振器４９を制御する訂正信号５１Ａを発生させる
。信号４７Ａ及び４８＾は位相検出回路５３及び振幅比
較器５４に加えられる。位相検出回路５３の出力は、受
信機Ｒ１及びＲ２での受信信号間での位相差に比例する
ような信号レベルである。

振幅比較器５４の出力は受信機Ｒ１での受信信号に対し
て受信機Ｒ２での受信信号の相対的な大きさに比例する
ような信号レベルである。適切なタイプの位相検出器及
び振幅比較器は従来技術において知られている。（前記
の米国特許第３．９≠ｑ、９７０号を参照されたい。） 位相検出回路５３及び振幅比較回路５４の出力は、外装
ケーブル３３を介して導体５３＾及び５４Ａを通じて地
表面に伝送される。これらの信号は、直流レベルであり
増幅されて地表面に伝送され、又はデジタルに変換され
て地表面に伝送されることもある。

地謄面では、ライン５３Ａ及び５４Ａの信号は記録器９
５によって記録される。この記録器９５は、さく井の深
さの関数として回転ホイール９６に機械的に結合するこ
とによって従来のように駆動されている。ホイール９６
はケーブルに結合されていて同期して回転してさく井の
深さの関数として動く。記録器９５上で減衰及び位相を
示す信号を記録するほかに、これらの信号は、一般的に
は、計算モジュール８５にも結合される。この計算モジ
ュールは、比誘電率及び／又は周囲の累層の領域の導電
率を決定するだめの処理手段を備えることもある。記録
手段は、従来技術において周知であるように、周囲の累
層の他のパラメータを決定するための処理手段を備える
こともおる。本発明は記録装置の構造の改良に関するも
のであり、検出信号が処理される方法によ′）′″ＣＣ
制限るものではないことを理解されたい。同様に、位相
及び減衰の差を測定することを前述の実施例で説明した
けれども、送信器に関しての位相及び／又は振幅を絶対
的な意味で測定することを、もし望むならば、考慮し利
用することもできることを認識されたい。これらの測定
法は泥のかたまシの抵抗及び厚さを決定するときにも有
用である。

第２図及び第３図は本発明の実施例によるパッド３Ｔの
形状を示す。このパッドはゾンデ３４の開口部に取り付
けられていτ、アンテナＴ１、Ｒ１、Ｒ２及びＴ２を形
成している金桟ベース２１０を備えている。本実施例に
おいて、このベース２１０はその下のフレーム２２０に
固定されタフつの金ＥＮ分から成っている。このフレー
ム２２０は開口部を有しており、この開口部を通して同
軸ラインがゾンデ３４に達し１いて、かつ、ゾンデ３４
から戻ってきている。ゾンデでは、第／図Ｖこ示された
ように、同軸ラインが回路に結合されている。金属端プ
ラウ２３１及び２３２が泥のかたまりを切断して通過す
るのに使用され、さく井の壁に沿ってパッドが勧き易く
なるようにする。

送受信用アンテナとして本発明に用いられたスロットア
ンテナを第９図から第６図までにより詳細に示す。これ
らのスロットアンテナは、金槁ベース２１０内のスロッ
トによってそれぞれ形成されていて、一定の比誘電率、
例えば約３を有する誘電物質で満たされている。スロッ
トはその長さ及び幅が共に半波長以下であり、七の深さ
がスロットを満たしている誘電体物質内の動作周波数の
波長の９分の／より小さい。それ故、スロット内には定
在波が存在しない。その長さ及び幅が波長の９分の／よ
り共に小さくて、その深さが誘電体物質内の動作周波数
の波長の５分の／より小さいのが望ましい。

第ｔ１図から第６図までの実施例において、導電プロー
ブ俸又はワイヤ２５０がさく共軸に平行な方向にスロッ
トを横断するように延びていて、一方の端で、ベース２
１０のスロットの壁に短絡さｎｌいる。プローブ２５０
の他方〃ｊは絶縁性のセラミック圧力シール２６０を頁
通し又同調素子３００の一方の端に結合づれている。こ
の同調素子は、本実施例では、コンデンサである。シー
ル２６０は、同調素子をスロット部から絶縁して水や他
の物質の侵入を防ぎ、又国］調素子の特性を変化させた
り劣化させたりする機械的な振動から絶縁するように作
用する。スロットアンテナは、パッド部材の平面に平行
な磁気ダイポールとして作用する。このスロットが本質
的に誘導的にふるまうので、同調素子は本質的に容量的
である。もつとも、誘導型同調も寄生容−ｉｉ　Ｋは］
調するように使用することができることを理解されたい
。同一、ｌ！素子は集中容量、分路スタブ、又は他の適
当な素子である場合もある。本実施例におい又、コンデ
ンサ３００の他方の端子は同軸ラインの中央導体に結合
され１いて、同軸ラインの外部導体は金属ベース２１０
であるか、又はそのベース２１０　Ｋ結合されている。

それぞれの同軸ラインは、第３図に示されるように、コ
ネクタに結合されて適当な送受信ラインに接続される。

磁界は良導体の表面に平行であり、電界はその表面に垂
直である。導体表面の小さな穴によって磁界及び電界が
その穴に侵入する。もし穴の直径が波長と比較して小さ
いならば、その穴は、導体平面に並行な磁気ダイポール
と導体平面に垂直な電気ダイポールとの和として形成さ
れるという事が示されている。（例えば、ペーゼ（Ｈ，
Ａ、　Ｂｅｔｈｅ）による亀小穴に関する回折理論（Ｔ
ｈｅｏｒｅｙ　ｏｆＤｌｆｆｒａｃｔｌｏｎ　ｏｆ　Ｓ
ｍａｌｌ　Ｈｏ１ｅｓ　）’−物理レビュー（Ｐｈｙｓ
、　Ｒｅｖ、　　）　、第乙乙巻、／６３頁〜／ｇ２頁
、／９’ｌｔ１年を参照されたい。）このアンテナは穴
の磁気ダイポール成分を使用しているのであって、電気
ダイポール成分をオリ用していない。第６図に示すよう
に、磁界が存在しているとき、多少の漏れ磁束が穴（す
なわち、スロット）に侵入してプローブとスロットの後
壁及び側壁とが形成するループの周囲に起電力を生じさ
せる（第ダ図参照〕。この起電力は、初期の磁界及びプ
ローブの下の領域に比例する。アンテナの実効磁気ダイ
ポールモーメントはスロットの切断されている平ｉｉｉ
に平行であってプローブの方向に垂直である。

電界が存在しているとき、第７図に示きれているように
、その電界はスロット内に侵入してプローブに信号を発
生する。これは磁気ダイポールアンテナにおける寄生効
果である。プローブの配置により、かつ、スロットの寸
法が相対的に小さいことによって磁気ダイポールがアン
テナの電気ダイポールより支配的になる。プローブに平
行な電界成分のみによってプローブ中に’Ｊｌ（Ｎ、が
誘導される。このように、スロットの側壁での周辺電界
が寄生成分に一番強く貢献している。これらの電界がλ
つの側壁において反対方向の周辺に存在しているので、
その効果は互いに打ち消し合っている。

本実施例におけるように、もしスロットが波長よりずっ
と小さいならば、打ち消しの度合いは高い。

というのは、そのスロットを横切る電界の位相及び撮幅
がほぼ一定であるからである。電気ダイポ−ルモーメン
トを減少させるためには、第ｇ図及び第９図に示されて
いるようにアンテナを変更する必要がある。本実施例知
おい１、プローブは、中心を除いて全てをシールドで囲
むことＫよって、電界に対して感度を純くしている。こ
のシールドはスロット壁に短絡されている２つの外側の
円柱状導体から成っている。円柱間のギャップはスロッ
トのちょうど中央に置かれており、このスロットてこの
設計の対称性が増している。このスロットに侵入する電
気力線が大部分シールド上で終了しプローブ自体を励磁
しない。シールドは中央テ開いているので、磁界で誘導
される起電力によってプローブがまだ励磁される。

このアンテナは地平面上に電流ループとして形成され、
プローブ及びスロットがループを形成する。ソ〒ス外で
は、電流ループの代わシに強さｍの水平磁気ダイポール
を代用することができる。

プローブ上の電流が１ならば、ｒｒ＋＝、２ＡＩが成立
する。Ａはアンテナの実効面積である。地平面がンース
ダイボールと同相のダイポールイメージを加えることに
なるので定数コを用いる。この場合、送信アンテナによ
υ受信アンテナにおけるパッド表面上の磁界は次式で示
される。

ここでに＊は累層複素伝搬定数であり、ｒは２つのアン
テナ間の距離でおる。同軸ラインでの受信信号■はＨ，
Ｋ比例する。遠受信器信号に対する近受信器信号の比は
次式で示される。

（，２） Ｋ＊　について求めると次式で示される。

ここで次式の比 ｎｅａｒ ■ｆａｒ は次のように表わされる。

ここでＧは信号比の大きさをｄＢ　　表示したもので、
θは信号比の位相をラジアンで表示したものでおる。Ｇ
及びθを得たのち（例えば、第１図に示され九タイプの
回路を使用して）、（，３）の関係式を用いてに＊　を
決定することができる。特に、一般的には”ｌ　”ｎｅ
ａｒ　Ｉ又は’　ｋ＊ｒｆａｒ　Ｉ　＞＞　／であり、
関係式〇）の括弧内の最後の項の自然対数はほぼ零であ
るので、その項を省略して第１の近似としてに＊　につ
いて解くことができる。このようにして得られたに＊　
を完全な（３）式の右辺に適用し１より正確なに＊の値
を求めることができる。この方法によって急速に収束し
ていきに＊の値を求めることができる。導電率Ｃ′及び
導電率σは次式を用いて求めることができる。

ここで、ｋ′及びｋ“は、それぞれに＊の実部及び虚部
であシ、ｋｏ　　は自由空間伝搬、ωは動作角周波数を
それぞれ示す。前述した数値解の繰り返し使用法の他に
は、従来技術において周知であるように、テーブル索引
技術又は曲線調和技術がある。前述した関係を示す出力
関数を与えるよつな特別用途用のアナログ又はデジタル
プロセサを別の方法として使用することも可能である。

適当な大きさの試験用の穴のさく弁内で前述した記録装
置を使用することによって、記憶値を経験上得ることが
できるということも認識すべきである。

本発明を特定の好ましい実施例に関して記述してきたが
、本発明の精神及び範囲内圧おける変更が当業者には可
能であろう。例えば、コ台の受信器及び一台の送信器が
実施例では示されているが、３台又はそれ以上の受信器
及び／又は７台又はそれ以上の送信器を用いることがで
きるという事を理解されたい。更に、望むならば、テー
パー状のスロットを使用することが可能であることも理
解されたい。その上、動作周波数を、穴の上方で又は穴
の下方で、そして記録開始前又は記録中に、変えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による改良タイプの装置で心ってその一
部をブロックで示した図、 第２図は第１図の記録装置のパッド部材の平酊図、 第３図は第２図の矢印３−３についての第一図のパッド
部材の断面図、 第９図は本発明の実施例によるアンテナの断面図、 第Ｓ図は第９図のアンテナの平面図、 第６図は第７図及び第Ｓ図の矢印４−４についての第ｑ
図及び第Ｓ図のアンテナの断面図、第７図は第グ図のみ
そに入る電気力線を示す図、第３図は第７図のような断
面図であるがアンテナプローブの周囲にシールドを偏見
た図、第９図は第３図の矢印ｑ−９についての第３図の
断面図である。 ３０・・・記録装置、３１・・・累層、３２・・・さく
井１，１３３・・・外装ケーブル、３４・・・ゾンデ、
３７・・・パッド、３８・・・バックアップアーム、４
０・・・泥のかたまシ。 ＦＩＧ、　／ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、　６ ε Ｆ／θ７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）さく井を通って移動可能な記録装置と、前記記録
   装置上に設置され、かつ、さく井壁に取り付けられるよ
   うにした部材と、 前記部材の壁取り付け面に設置された１台の送信アンテ
   ナと、 前記送信アンテナに対して間隔をおいた関係で、前記部
   材の壁取り付け面に設置され一定の間隔をもって配置さ
   れた１対の送信アンテナと、前記送信アンテナを付勢し
   て電磁エネルギを累層に送信する手段と、 前記受信アンテナのそれぞれにおいて、前記累層から受
   けた電磁エネルギを示す出力を発生させる手段と、 を備え前記さく井を取り囲んでいる累層を調査するため
   の装置において、 前記アンテナの各々が前記さく井壁方向に開くスロット
   を有する導体ベースを含んでいて、前記スロットは誘電
   体物質、前記スロット内の導体プローブ及び前記スロッ
   トから分離されている同調素子で実質上満たされていて
   、前記同調素子は前記プローブに結合されており、 前記送信アンテナが信号を前記ベースに関して前記同調
   素子に加えることによって付勢され、前記それぞれの受
   信アンテナにおける出力が前記ベースに関して前記同調
   素子で生じる信号を得ることによって生成されることを
   特徴とする装置。 （２）前記同調素子が容量性同調素子である特許請求の
   範囲第（１）項記載の装置。 弔　前記同調素子を前記スロットから分離するシール手
   段をさらに備える特許請求の範囲第（１）項又は第（２
   ）項記載の装置。 （３）前記スロットの長さ及び幅が前記スロットの誘電
   体物質内において動作周波数の波長の２分の１より小さ
   く、前記スロットの深さが前記スロットの誘電体物質中
   の動作周波数の波長の４分の１より小さい特許請求の範
   囲第（１）項又は第（２）項又は第（３）項記載の装置
   。 （５）前記スロットの長さ及び幅が前記スロットの誘電
   体物質内の動作周波数の波長の４分の１より小さく、前
   記スロットの深さが前記スロットの誘電体物質内の動作
   周波数の波長の８分の１より小さい特許請求の範囲第（
   １）項又は第（２）項又は第（３）項記載の装置。 （６）前記アンテナのそれぞれにおいて導体プローブが
   前記スロットを横切ってさく井軸に平行な方向に延びて
   いて、しかも前記スロットの壁への一方の端で短絡され
   ている特許請求の範囲第（１）項から第（５）項のいず
   れかに記載の装置。 （７）前記金属ベースに結合され、かつ、前記スロット
   を横切るプローブの一部分を取り囲んでいる導体シール
   ド手段を備えている特許請求の範囲第（６）項記載の装
   置。 （８）前記スロット内のプローブの中央部がシールドさ
   れておらず、前記シールド手段が前記金属ベースに結合
   されていて、かつ、前記スロット内のプローブの残りを
   取り囲んでいて一定間隔をもって配置された管状の導体
   を有している特許請求の範囲第（７）項記載の装置。 （９）前記受信アンテナの出力に応答して前記受信アン
   テナの出力の相対振幅及び位相を得るための手段と、前
   記振幅及び位相の関数として前記累層の比誘電率を決定
   するための手段とを有する特許請求の範囲第（１）項か
   ら第（８）項のいずれかに記載の装置。 （１０）さく井を通って移動可能な記録装置と、前記記
   録装置上に設置され、かつ、さく井壁に取り付けられる
   ようにした部材と、 前記部材の壁取り付け面に設置された１台の送信アンテ
   ナと、 前記送信アンテナに対して間隔をおいた関係で、前記部
   材の壁取り付け面に設置され一定の間隔をもって配置さ
   れた１対の受信アンテナと、前記アンテナの各々が前記
   さく井壁方向に開くスロットを有する導体ベースを含ん
   でいて、前記スロットは誘電体物質及び前記スロット内
   の導体プローブで実質上満たされており、 信号を前記ベースに関して前記プローブに加えることに
   よって、前記送信アンテナを付勢して電磁エネルギを累
   層に送信する手段と、 前記ベースに関して前記プローブ間に生じる信号を得る
   ことによって、前記受信アンテナのそれぞれにおいて、
   前記累層から受けた電磁エネルギを示す出力信号を発生
   させる手段と、を備え前記さく井を取り囲んでいる累積
   を調査するための装置において、 前記スロットの長さ及び幅が前記スロットの誘電体物質
   内において動作周波数の波長の２分の１より小さく、前
   記スロットの深さが前記スロットの誘電体物質中の動作
   周波数の波長の４分の１より小さいことを特徴とする装
   置。 （１１）前記スロットの長さ及び幅が前記スロットの誘
   電体物質内の動作周波数の波長の４分の１より小さく、
   前記スロットの深さが前記スロットの誘電体物質内の動
   作周波数の波長の８分の１より小さい特許請求の範囲第
   （１０）項記載の装置。