JPS62242090A

JPS62242090A - 地中井戸ボ−リング装置およびそれを形成するための方法

Info

Publication number: JPS62242090A
Application number: JP61303603A
Authority: JP
Inventors: ベン　ウェイド　オークス　ディッキンソン　ザ　サード; ロバート　ウエイン　ディッキンソン; ディヴィッド　トムリンソン　ラッブ; ランデル　アール　アンダーソン; エリック　ダブリュー　ディッキンソン; ハーマン　ダイクストラ; チャールズ　エス　マッキー; アーヴィング　エル　オジャーズ; リチャード　イー　カミングズ; マール　ディ　ラーソン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-12-19
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1987-10-22
Also published as: CA1264934A; ZA869462B; US4715128A; AR240351A1

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】本発明は一般には地中に井戸をボーリングする装置およ
びその使用法に関する。特に本発明は井戸の下方領域か
ら鉱物を含有する地層内に、横方向に伸長する１つ以上
のボアホールをボーリングするのに有効な装置に関する
。

本発明は基本的には油を支持する地層から油を回収また
は油の回収を増加するのに用いられ、または鉱物堆積物
を回収するためのボアホールを形成するためのまたは他
の目的のため地下の地層にボーリングするためのシステ
ムに関する。

本システムは一実施態様では、井戸のボア内に嵌合され
た多数の折りたたまれて接続されたガイドウェイアセン
ブリを含む構造体に関する。この構造体はガイドウェイ
アセンブリの後方側に接続された後退自在なアンカー手
段と、このアセンブリ内でも摺動自在な架設手段も含む
。この架設手段はガイドウェイアセンブリの前方の１つ
に枢着され、他端は地表まで延長する伸長部材に接続さ
れる。このシステムが地層に隣接する所望位置に達する
と、アンカー手段は地中の井戸内にロックされ、架設手
段は伸長アームにより地表から引かれ、複合状態のガイ
ドウェイアセンブリが地層内に延長するわん曲した通路
を形成するよう、ガイドウェイアセンブリの前方の１つ
を枢動してわん曲させる。通路内には一連のプーリーす
なわちローラーが設けられている。好ましい実施態様で
は通路はアセンブリの両側に延長する部分を備えた倒立
したコンマの形状になっている。

架設後、ボーリングチューブはホイップストックを通過
され、地層内に貫入され、スチーム注入のために使用さ
れる。このチューブは生産のためホイップストック手段
の出口近くで切断され、ホイップストック内のチューブ
部分は地表から引き戻される。本システムは伸長アーム
がガイドウェイアセンブリを後退位置へ戻すよう再び降
下され、アンカー手段がたたまれ、全アセンブリが井戸
内の別の位置まで移動できるか、地表まで引き抜きでき
るようにする架設解除システムも含む。

この実施Ｂ様の目的は、たたんだ状態で地中の井戸内に
降下できるホイップストック手段、地表で引張り力を加
えることにより地層内の所望の通路が設けられるよう、
ホイップストックを正確に架設するためのシステム、お
よび機械力により架設解除ができ、必要なアンダーリー
ムの量を低減するようホイップストックの両側に対し倒
立したコンマの形状にホイップストックを形成で参る上
記タイプのシステムを提供することにある。

本発明の別の実施態様は、油を含有する地層から油を回
収または油の回収を増加するのに用いられ、または鉱物
堆積物を回収するためのボアホールを形成するためのま
たは他の目的のため地下の地層にボーリングするための
システムに関する。

このシステムは、駆動用流体チャンバを画定する手段お
よびボーリング用流体チャンバを画定する手段とを含む
。内部の流体通路を備えたボーリングストリングは前者
のチャンバから後者のチャンバまで延長する。ボーリン
グストリングの前方端には、内部の通路と連通ずる液圧
ジェットタイプのボーリングヘッドが接続される。駆動
用流体チャンバ手段とボーリングストリングの間には第
１シールが配置されるが、ボーリング流体チャンバ手段
とボーリングストリングとの間には第２シールが配置さ
れる。ボーリングストリングの内部通路は駆動用流体室
から実質的にシールされ、駆動用流体チャンバと連通ず
る。駆動用流体室に加圧流体が供給されると、この加圧
流体はボーリングストリングを前方に駆動する。ボーリ
ング流体チャンバへ加圧流体が供給されると、この流体
は駆動用流体室から内部通路を通り、ボーリングヘッド
に圧力を加える。加圧流体はボーリングストリングを地
層内へ前進させかつ加圧流体を地層へ向ける。

好ましい実施態様では、曲げ手段、詳細にはホイップス
トックが第１シールから下流側に配置され、この曲げ手
段はボーリングストリングを短い半径の回転で垂直方向
から一般に水平方向へ曲げる。

別の実施態様では、本システムは好ましくはホイップス
トックを（２）遇させて設置した後に井戸のボアから地
層内へ伸長する一つ以上の産出用ラジアルチューブに砂
利をパッキング（詰める）ことに関連する。このシステ
ムは、一つの井戸のボアから地層内へ延長する多数のラ
ジアルチューブに砂利をパッキングするのに有効である
。かかるラジアルチューブは上記タイプの技術により設
置される。本明細書で用いる「産出用ラジアルチューブ
」または「ラジアルチューブ」なる用語は、地表から地
層内へ伸長するボーリングストリング部分を意味する。

かかるラジアルチューブはボーリング中に井戸のボアを
貫通するボーリングストリングの残部（「主ボーリング
ストリング」と称す）に接続されるが、産出前に主ボー
リングストリングから切断できる。

ボーリング中にラジアルチューブと地層との間に環状部
が形成された後、砂利をパッキングする一ＩＩ的方法で
は、スラリーがラジアルチューブの内部を通って流れ、
開いた遠方端を流出し、環状部内へ流入し、井戸のボア
へ向って戻り、砂利パック粒子のジャケットを形成する
。好ましくは、砂利パックジャケットを形成した後、井
戸のボア内でボーリングストリングからラジアルパイプ
を切断し、井戸のボアからラジアルチューブの遠方端に
向って環状部内へ砂利パックを流入し、砂利パックジャ
ケットを拡大する。切断前切断点の近くおよび遠方でラ
ジアルパイプ内に透過性プラグフィルタを置くことが好
ましい。このプラグフィルタは、ラジアルチューブの内
外に流体（油）を通過させるが、砂利パック粒子流を阻
止するよう働く。

特定の実施態様ではラジアルチューブの遠方端近くに多
数のポートが開けられ、ラジアルチューブを貫通する中
空チューブ孔開は工具を使用して１、ラジアルチューブ
の長手方向に沿ってその他のポートが設けられる。かか
る工具は、工具をラジアルチューブの中心に位置するよ
う作動するチューブの外側壁に沿って伸長するフィン状
のうねと共に導電性の周辺部が電源に接続された離間し
たポートを含む、電解溶液が孔開は工具のルーメンを通
過され、ポートを出て導電性ラジアルパイプの隣接領域
に向けられ開口を切る。次に、孔開は工具が引き抜かれ
る。ラジアルチューブ内には好ましくは細長い中空のチ
ューブライナーが入れられ、このライナーは流体、例え
ば油を通過できるが、砂利パック粒子は通過できない寸
法の開口を含む。

可撓性ライナーと共にラジアルチューブの長さ方向に沿
ってポートを設けるとことにより、スラリー内の液体の
いくらかはライナーの内部からラジアルチューブの孔よ
り流出し、地層内に流入し、井戸のボアに向かうスラリ
ーの移動を助ける。油を通過できるが砂利パック粒子を
通過しないよう多数の孔に隣接してチューブ内に透過性
プラグフィルターが設置される。砂利パッキング量の制
御は、砂利パックの存在を検出するよう、ラジアルチュ
ーブの近接端近くの環状部内の導電度を検出することに
より達成できる。かかる検出に応答して、砂利パックス
ラリーの流れが中断される。

本発明の別の実施態様では、曲率プローブに軸方向伸長
可撓性シャフトと、この可撓性シャフトに取付けられ軸
方向に離間する複数のガイド部材と、軸方向に延長する
二対の検出ワイヤーが設けられ、これらヤイヤーはシャ
フトのまわりに９０″間隔に配置され、各対内の２本の
ワイヤーはシャフトの両側に配置される。検出ワイヤー
はガイド部材内の軸方向に整合した開口を自由に通過し
、プローブが曲がる時に軸方向に自由に相互に移動する
。各対内における２本のワイヤーの相対的軸方向位置は
モニターされ、プローブが曲げられる曲率に対応する出
力信号を発生する。

Ａ１機械的に作動されるホイップストックアセンブリ第１図は、鉱物含有地層１２まで下方に伸長する地中井
戸１０を略図で示す。この場合井戸にはケーシング１４
が設けられているが、このケーシングは、地層１２に隣
接するアンダーリームされたキャビティ１６まで下方に
伸長できる。構造体１７は、井戸内を伸長するパイプを
含み、このパイプは本例ではこのパイプは第２図に示す
最下方部分１８ａを備えたパイプストリング状の外側パ
イプ１８から成り、外側パイプ１８内には通常ボ−リン
グ用チューブ２０が配置されている。第４図に示すよう
に、パイプストリング内にはシール２２が取付けられ、
パイプストリングとボーリング用チューブ２０との間の
シールを形成している。

ボーリングパイプの上端部は、ボーリングチューブが後
退しているときには、シール２２の上方にある。ボーリ
ングチューブが伸長する前は、ボーリングヘッドがシー
ル２２の下方に位置する状態でボーリングチューブはパ
イプストリング１８内に位置する。構造体１７は、ホイ
ップストック手段２８を担持するよう働くハウジング２
６も含む。

シール２２はホイップストック手段２８の上端部に隣接
するカップリング内に内蔵されることが好ましい。これ
とは異なり、シールは外側パイプ１８の他のある部分内
に配置できる。第１図は、モビールタイプの産出リグ３
０と、ボーリングチューブ２０の供給部を搬送できるリ
ール搬送トラック３２を略図で示してもいる。このトラ
ックは−井戸内で使用される供給ボーリングチューブを
持って（るが、ボーリングチューブ設置中に接続さない
。

第２．３および４図に示すように、ハウジング２６、は
ヒンジにて枢着された５つの曲げアセンブリ３０．３２
．３４．３６および３８を保持する。ハウジング２６は
、架設解除位置にあるホイップストック手段と、アンカ
ー手段と、後に述べるようにホイップストック手段を架
設したり、架設解除する手段を含む。外側パイプ１８は
、ホイップストック手段を架設するための間隙を含む。

第１．３および４図に示すように間隙はホイップストッ
クの左右にある。長方形形状のホイップストック部分３
０．３２．３４．３６および３８を使用することにより
、ハウジング２６は平らな剛性のサイドプレート４０の
ような形状であり、これらサイドプレートは底部がリフ
トビン４２により相互接続され、頂部が下記のように内
側パイプおよびアセンブリに取付けられたボルト４４に
より相互に接続されている。リフトビン４２は、最前方
のホイップストックセグメント３８に枢着されている。

特に、第１図および第２図を参照すると、ハウジング２
６は、地層２６に隣接する所望位置に達するまでケーシ
ング１４へ降下される。このシステムのすべての部品は
、このシステムが予め設けられたケーシングを通って降
下できるようかかる通過をする間中この構造体内に収容
される。

再度第２図を参照すると、アンカー手段４６はケーシン
グ内の後退位置にあり、ホイップストック手段は架設解
除されている。アンカー手段４６は、ホイップストック
手段２８の後方側に作動的に接続されている。アンカー
手段は図示した後退位置にあるとき、地中の井戸内を摺
動する。アンカー手段は、第３図に示すようなアンカー
位置にあるとき、地中の井戸に対して固定位置にロック
し、ホイップストック手段２８を固定されたアンカー位
置から上昇させるので、リフトビン４２は下記のように
直立上昇できる。

このシステムの重要な特徴の一つは、ケーシング１０と
内側パイプ４８とが相対移動することであり、内側パイ
プ４８はホイップストック手段２８の架設および架設解
除操作を行うのに使用される。従って、部品を内側パイ
プに取付けたものとして説明するとき、この部品が移動
すれば内側パイプも移動する。固定的に取付けられてい
ないシステム中の部品はアンカー手段だけであり、この
アンカー手段は下記のように機能する。

内側パイプ４８は、外側パイプ１８内に取付けられ、構
造体１７の他の部分と共にホイップストック手段２８を
係留（アンカー）したり、架設状態または架設解除状態
にするよう作動する。内側パイプ４８の前端部すなわち
最下方セグメントはホイップストック手段２８の頂部セ
グメント３０にねじで接続されている。

本システムは、上方の架設解除スプリング５２と下方の
架設解除スプリング５４から成る架設解除手段も含む。

上方の架設解除スプリングリテーナ５６は内側パイプ４
８に取付けられ、スプリング５２を係止するための下方
ショルダ５６ａを含む。内側パイプ４８には直立摺動シ
ール５８が取付けられ、システムが下記のように架設さ
れているときボーリングチューブとのシールを維持する
。

外側パイプ１８には下方のスプリング係止リング６０が
取付けられる。同じように、内側パイプ４８には上方ス
プリング係止リング６２が取付けられ、一方向側パイプ
１８には下方スプリング係止リング６４が取付けられて
いる。スプリング５２および５４は、下記のようにシス
テムの架設および架設解除操作のための同じ種類の圧縮
力を発生する。これらスプリングは同じように機能し、
圧縮力を加える。所望すれば所望する力にて一つのスプ
リングを使用することもできる。

アンカー手段４６は、外側パイプ１８または内側パイプ
４８のいずれかに固定されていない図示されている装置
のうちの一部である。アンカー手段４６の部品は内側パ
イプ４８により摺動自在に担持された引張スプリング６
６であり、本アセンブリが所定位置に降下している間外
側パイプ１８内のスロット６７を通って突出し、ケーシ
ング１４に載る。引張スプリング６６は全ユニットを中
心に位置させると共に、外側パイプ１８が下記のように
上方に引き上げられるときケーシング４に抗して充分な
摩擦力を与えアンカーをケーシングに対して所定位置に
ロックすることができる。

アンカー手段４６は下記のように外側に押圧されたとき
ケーシング１４に貫入できるようのこぎり波状の外側表
面６８ａを備えたアンカージョー６８を含む。アンカー
ジａ−６８の内側表面は傾斜した壁６８ｂとなっており
、この壁は上方方向に内側に傾斜し、対応して傾斜した
ランプが作用できる表面を形成している。ジョー６８は
内側パイプ４８に載るよう摺動自在に取付けられており
、これらジョーが作動されなければ内側に押圧されるよ
うスプリングで取付けられている。システムが第２図に
示される位置にある地層に隣接する所望高さまで降下さ
れると、アンカージョー６８は垂直スロット６７との整
合が外れ、構造体の隣接壁に当接することにより外側パ
イプ１８内に係止される。かかるアンカージョーは、シ
ステムを係留したいとき外側パイプ１８を内側パイプ４
８に対して回転し、アンカージョーを垂直スロットに一
致するよう移動させ、よってジョーがケーシングに対し
て外側に押圧されるように垂直スロットと同じ高さにあ
る。

外側パイプ１８にはジョー伸長ランプ７０が取付けられ
ているが、このランプ７０は、ランプ７０がジョーに対
して上方に移動されたとき、アンカージョーを外側に押
圧するようアンカージョー６８の内側傾斜壁６８ｂに嵌
合する形状の傾斜した上方壁７０ａを含む。

アンカー手段４６の作動は次の通りである。地層に隣接
する所望の高さに達すると、外側パイプ１８は内側パイ
プ４８に対して回転され、アンカージョー６８が対応す
るスロットに一致することができる。スロットは、外側
パイプ１８の上方への移動を可能とし、下記のようにシ
ステムを架設するのに充分な距離ジーｓ　−６８の下方
に延長している。構造体１７は、伸長アーム７２に引張
られるが、このアームは表面まで延長するパイプから構
成できる。伸長アーム７２は、通路を含み、ボーリング
チューブは下記のようにこの通路を通って突出する。伸
長部材７２が上方に引張られると、外側パイプ１８およ
び内側パイプ４８はリフトビン４２に接続されているの
で、双方のパイプは対応して引張られる。ジョーがスロ
ット内にある場合において、内側パイプが上方に引張ら
れ、ジョー延長ランプ７０により壁に押圧されるとき引
張スプリング６６はアンカージョー６８の開始する上方
運動に対する充分な抵抗力を与え、ケーシング内の貫入
位置ヘジせ−をロックする。外側パイプ１８は、スロッ
トの間隙のため影響されない。

一旦システムが係留されると、ホイップストック手段２
８の頂部セグメント３０がアンカー手段４６により固定
された位置に係止される間リフトピン４２は上方へ移動
されるのでホイップストック手段２８は直立し始める。

ガイドウェイアセンブリ３８は、リフトビン４０に枢着
され、リフトビンは偏心（図示するよう左側に）した状
態に取付けられているので、傾斜した上方壁３８ａがガ
イドウェイアセンブリ３６の対応する下方壁３６ａに接
触するまでセグメント３８左側へ枢動し始める。下方の
パイプセグメント］、　８　ａは、初期の架設作動中ｌ
：二上方ガイドウェイアセンブリ３０を固定位置に維持
するシュラウドを形成するのでかかる拒動は頂部でなく
て底部で始まる。これによりシステムは所望の形状に架
設され得る。その後、架設操作が開始した後パイプセグ
メント１８ａはガイドウェイアセンブリ３０を通過し、
このアセンブリが第３図に示されるように架設できるよ
うにする。

スプリング５２および５４は、システムが地中の井戸内
に降下する前に部分的に圧縮されている。

このことは、ホイップストックに張力を維持することに
よりホイップストック手段２８が地中の井戸を通過でき
るようホイップストック手段２８をサイドプレート４０
内に直線状の架設解除状態に維持する。架設中は、外側
ケーシングを上方に引くと、内側パイプ４８に取付けら
れていた上方係止リング５６および６２は固定された高
さの位置にあるが、外側パイプ１８に取付けられた下方
の係止リング６０および６４は、上方に移動してスプリ
ング５２および５４を更に圧縮する。このことは、下記
のようにシステムの架設解除を助ける。

かかる附加的圧縮は１、ヒンジを架設位置に強めるよう
ホイップストック手段にひずみ荷重をかけるシステムの
強度も高める。

ホイップストツタ手段２８は、地表にあるスリップカラ
ーの挿入により架設位置に維持できる。

架設を解除するときは、スリップカラー（図示せず）を
取外し、外側構造体を下方へ移動できるようにする。

第４図を参照すると、本図には架設されたホイップスト
ックの詳細図が示されている。ホイップストックの頂部
には高圧シールが設けられているが、このシールは本明
細書で参考とする米国特許第４，５２７，６３９号に記
載されているようにパイプがホイップストックを通過し
、地層中に貫入するようピストン状に力を発生する。要
約すれば、流体圧支持面に抗してボーリングヘッドの後
部側に高圧流体が向けられる。このボーリングヘッドは
流体圧ジェットタイプのものであって、１つ以上のジェ
ットタイプの開口を含む。ボーリングチューブがホイッ
プストック内に圧入されるとこのチューブを一般にホイ
ップストックの曲線に順応せしめるような曲げ力が加え
られるので、チューブは曲がって地層に進入する。ボー
リングヘッドの後部側に力が向けられ、ボーリングヘッ
ドを前方方向に突出させるよう、加圧ボーリング流体は
シールおよびシールから上流側のガイドパイプ部分を加
圧する。

ホイップストック手段２８は次のように機能する。シー
ル２２の上にはガイドリング８０があり、このリングは
ボーリングチューブ２０がシールを通過するようこのチ
ューブを案内し、かつ水がホイップストックの内側の案
内壁とボーリングチューブとの間の小さな環状部に噴出
するのに使用できるよう、水のバイパスシステムへの進
入を可能とする。流体力を加える前に、ボーリングチュ
ーブはシール内に設置される。次にボーリングチューブ
２０がシステム内の最初の２つのホイール８２を通過す
るようシステムが加圧される。次にボーリングチューブ
はガイドウェイアセンブリ３０内の第１ランプ８４に接
触するが、この第１ランプはホイップストック手段の後
部に曲げ作用を加え、かつガイドウェイアセンブリ３０
内の第３ホイール８６に付加をかける。

次にボーリングチューブはガイドウェイアセンブリ３２
に進入し、２つの第１ホイール８８によって案内され、
この部分のランプに沿って案内されるが、この案内はボ
ーリングチューブが最後のホイール９２のすぐ上の最終
ランプ９０に衝突し、ボーリングチューブがホイール９
４に装架するよう移動され、かつ図中の右側に向かって
ボーリングチューブが曲げ運動を開始するまで続く。ホ
イール９２および９４はボーリングチューブを約３０．
５ｃｍ（１フイート）の径に最初に曲げるが、この曲げ
は実質的な付加的曲げモーメントを生じることなく、ボ
ーリングチューブがガイドウェイアセンブリ３４および
３６を通過できるようにする。

ガイドウェイアセンブリ３４内のホイール９８およびガ
イドウェイアセンブリ３６内のホイール１００は、ガイ
ドウェイアセンブリ３８に対してボーリングチューブ２
０を位置決めするためのガイドホイールとして作動し、
アセンブリ３８はストレーナとして働く。ガイドウェイ
アセンブリ３４および３６内のランプは曲げがあまり正
確でない場合にかかるホイール上にボーリングチューブ
２０を装荷するのを助ける。ボーリングチューブ２０が
ガイドウェイアセンブリ３６を出るとき、ボーリングヘ
ッドがガイドウェイアセンブリ３８の底部にあるランプ
に接触するようこのチューブはごのセグメント内のホイ
ールによって案内され、アセンブリ３８はボーリングヘ
ッドをキャリッジ１０４内に取付けられたストレーナホ
イールに装架し、キャリッジ１０４はボーリングヘッド
をセグメント３８の頂部まで移動させると共に、ボーリ
ングヘッドを地層内に直線状に進入させる。キャリッジ
１０４は調節自在であり、よってボーリングヘッドが地
層内に水平に進入または任意の角度で進入するよう、較
正によりホイール１０２の位置をセントできる。

ホイソブス！・ツタ手段２８の利点は、ごの手段がハウ
ジングの両側に突出し、これが片側のみに突出する場合
よりもアンダーリーミングが少なくてすむことにある。

図示するようにホイップストック手段は地層に進入する
直前は、比較的鋭角で回転するボーリングヘッドを備え
た倒立したコンマの形状をとる。アンダーリーミングは
従来のように行うことができる。

ホイップストック手段の内部機構の別の利点は、ローラ
ーおよびスライドのユ、−一りな利用により、摩擦が小
さいこと、ボーリングヘッドが損傷せずに最初に回転す
ること、ボーリングチューブは回転中に比較的丸い形状
に維持されていることである。ホイールおよびランプの
使用はシステムを最小の平らにした状態でこれを達成で
きるようにする。

本システムの大きな利点は、架設を行・うため液圧シリ
ンダを使用するよりもむしろ地表から引く簡単な機械力
によりホイップストックを架設することである。かかる
架設の一つの利点は、ラジアルを地層内に進入できるよ
うホイップストック手段が完全に架設されたことを正確
に知ることができる点にある。地表で外側構造体を完全
架設のため所定距離だけ上方に引くと、ホイップストッ
クが架設されるのでかかることを知ることができる。

このことはリーク等のため作動が正確でない液圧シリン
ダを用いる場合と対照的である。更に地表まで連続的ス
トリングが設けられているので、パイプの伸びは、架設
機能に影響しない。

本発明のシステムは、構造体１７を同じ地中井戸の別の
位置へ移動するか、または地中井戸から全体を引き抜い
て別の地中井戸内で再使用できるよう迅速に架設解除も
できる。本質的には、ケーシングからアンカー手段を解
放し、内側パイプを外側構造体に対し下方へ移動せしめ
、よってリフトピンを下方に移動し、ホイップストック
のセグメントを第２図に示すように直線内へ引き込むこ
とにより架設解除を行う。架設解除中でも、ホイップス
トック手段のセグメントが張力状態に維持されてシステ
ムの自動的架設を防止するようスプリング５２および５
４は充分圧縮される。

架設解除中は、外側構造体は下方に移動され、リフトピ
ン４２をそれに従って下方に移動せしめ、かつホイップ
ストック手段を直線ラインすなわち後退した位置へ移動
させる。ホイップストック手段が直線ラインにある状態
で、外側構造体２６が連続的に降下することにより、内
側パイプ４８がリフトピン４２にて下方に引かれ、よっ
てランプ７０は下方に移動してジョー６８のうちの６８
ｂの対応する内側壁とに係合から外れる。このように、
ジョー６８は、内側パイプ４８にしぼみ、次に外側構造
体２６がジａ−６８に対して回転され、ジョーを対応す
るスロットとの一致から外し、よって外側構造体の隣接
壁セグメントにより後退位置に係止される。ジョー６８
がケーシング１４の内側壁にロックされないようにされ
た状態で、全ユニットを地中井戸から抜くよう上昇でき
る。

上記架設解除システムシステムがジョースロット等の砂
による詰まりのため作動しない場合、バツクアップシス
テムを設けることができる。一つのパックアップシステ
ムでは、シェアビン１１０により内側パイプ４８にジョ
ー延長ランプ７０が取付けられる。ジョーが上記のよう
に解放されない場合、地表から構造体１７に対して充分
な押圧力が加えられ、シェアビンをせん断し、ランプ７
０を落下せしめ、ジｓ−６８との保合を外す。

この目的のためランプ７０の下方に支持スプリング１１
２が設けられているが、このスプリングはシステム内に
砂が進入しないように上方ワイパーリング１１４および
下方ワイパーリング１１６によりシールされている。こ
のようにシェアビン１１０がせん断されると、ランプ７
０はスプリング１１２により設けられた間隙のためジ！
！−６８を解放するよう充分な距離落下できる。

上記のようにホイップストックの架設中外側パイプは固
定された内側パイプ４８に対して上方に移動する。よっ
て、パイプ４８の最上方セグメントとパイプを貫通する
ボーリングチューブとの間に潜在的ギャップが形成され
る。上記のようなピストン状の力によりボーリングチュ
ーブを内側パイプに押し込み、かつ液圧力によりホイッ
プストックから出すよう液圧シールを維持することが重
要である。従って、スライドシール５８を外側パイプ１
８に取付けて高圧液圧シールを形成し、外側パイプと内
側パイプとの相対的運動中にギャップを防止する。

本システムの作動時には、所望の鉱物含有地層、一般に
油田内にラジアルパイプを設置する。蒸気の注入により
周辺の地層を加熱してもよく、油は同じ油井または他の
産出油井へ流れせしめられる。

このような産出前の代表的作動では、地層内に突出する
ボーリングチューブ部分は、従来手段によりホイップス
トック近くで切断される。本システム架設を解除するに
は、まず地表からボーリングチューブを上方に引くこと
により、ホイップストック部分から取除く。当然ながら
、このことは、地層内に突出するボー・リングパイプ部
分をまず切断することに容易にされる。その後上記のよ
うに架設解除を行う。

上記システムは、上記のように液圧システムで推進され
るボーリングパイプと共に使用するとき特に有効である
。この目的のため、ピストン状効果を達成するためこの
システム内には液圧シールが設けられる。しかしながら
、本システムは他の手段により地層内にラジアルパイプ
を貫入させるのにも使用できる。

Ｂ、マルチ液圧力一般に本発明は米国特許第４　、５２７　、６９３号の
液圧ピストン効果方法および装置の改良から成る。前記
出願は、ボーリングヘッドに液圧力を加えて、地層内に
パイプを引き入れるシステムを述べている。このシステ
ムは、ボーリングパイプの他端部からの押圧力を前記引
く力に追加する。

第５図の実施態様を参照すると、地下鉱物含有地層２１
２の上方の地中レベル１０が示されている。ボーリング
ストリング２１４は、一体壁タイプの金属チューブから
形成されている。この金属チューブは、例えば約３．１
８ａｍ　（１，２５インチ）の外径を有し、スプール上
に巻（ことができ、第５図に示す形状に本システムをシ
ールする前にシステム内に下方に通過できる。所望の最
終ラジアル長さに達するための充分な長さのボーリング
ストリングが与えられると、ストリングを切断し、ガイ
ドパイプの下方へ降下する。

本明細書で使用される「ボーリングストリング」なる用
語は、ラジアル中空チェーブ部分２１４ａまたは互いに
接続されたマルチ部分に使用できるタイプの単一の一体
的中空バイブを含み、マルチ部分のい（つかは、中空で
な（でもよく、例えば下記の実施態様に述べられている
ような自重を与えるよう各端部にねし取付される吸引ロ
ンドのようなものである。ボーリングストリング２１４
は、一般に中空パイプ状であり、下記の理由からシステ
ムの上流のドリルヘッド２１６からマルチポート２１４
ｃまで伸長する内部通路２１４ｂを画定する。内部通路
がボーリングストリングの頂部に向ってシールされる限
り、ポート２１４ｃの上流は、中空または中実パイプか
ら構成できる。

図示された実施態様では、ボーリングストリング２１４
は、マルチポート２１６ａを含む液圧ジェ・７トタイプ
のボーリングヘッド手段２１６に端部が接続されたパイ
プから成りボーリング用流体はマルチポート２１６ａを
通って行路内を地層を支持し、かつこれを浸食する。ボ
ーリングストリング２１４の他端には、取外自在キャッ
プ２１８が固定されている。このキャップの目的は、キ
ャップの位置でボーリングストリング２１４の内部をシ
ールすることにある。このキャップは、システムを通し
てワイヤーライン工具を降下して、ある点のボーリング
ヘッド２１６の位置を時間で測定するよう周期的に取外
しできる。

図示するようにシステムは予め設けられたセメント化さ
れた井戸のケーシング２１９内で作動し、ここでは下記
のようにボーリングヘッドから切出片の通過に適当なよ
うにケーシングとパイプ２２０の間に環状チャンバ２２
１が残るように外側パイプ２２０が取付けられる。外側
パイプ２２０は内側ローラー２２４を含むガイドパイプ
２２２に下方端がシールされる。ガイドパイプ２２２は
、次にホイップストック手段２２６に接続され、このホ
イップストック手段２２６は、倒立したコンマ状の５つ
のセグメント２２６ａ、２２６ｂ、２２６ｃ。

２２６ｄおよび２２６ｅから成る。ボーリングストリン
グ２１４は、ローラ２２４およびホイップストツタ手段
２２６を貫通し、一般に垂直方向から一般に水平方向に
旋回し、ラジアル２１４ａを形成する。ホイップストッ
ク手段２２６は、つぶれた状態で地層内へ降下され、現
場にて上記のように図示された形状に形成される。

駆動流体室２２８を画定する手段２２７が円筒形の内側
パイプ２３０状に設けられており、このパイプはこれを
囲む環状空間からシールされている。内側パイプ２３０
の内側壁には第１摺動シール２３２が取付けられ、ボー
リングストリング２１４はシール２３２を通って摺動す
る。内側パイプ２３０は外側パイプ２２０により囲まれ
ている。外側パイプ２２０および内側パイプ２３０は、
少なくとも部分的にボーリング流体チャンバ２３４を画
定し、このチャンバは駆動流体チャンバ２２８からシー
ルされる。

ボーリング流体チャンバ２３４とボーリングストリング
２１４の間のシールを形成するための手段が設けられ、
この手段はボーリングストリング２１４が通過するガイ
ドパイプ２２２に取付けられた第２シール２３５となっ
ている。

駆動流体チャンバ２２８およびボーリング流体室２３４
に液圧流体を供給するための手段（図示せず）が設けら
れている０図示するように流体は導管２３６を通過し、
ここで流体の主要部分が通過される。導管２３６内のボ
ーリング流体の一部は、バルブ手段２３８により導管２
４０内へ抜き、静止した駆動流体チャンバ２２８内へ送
ることができる。外側パイプ２００に取付けられたドー
ム状のシールされた頂部２２０ａ内のシールされた孔２
４１を導管２４０が貫通する。第６図に示す別の実施態
様では、駆動流体の別の流体源を使用してもよい。

本システムが作動中は、ボーリングストリング２１４は
ホイップストック手段２２６を貫通し、高温流体、例え
ばスチームを地層内へ注入し、粘性油を加熱して除去す
るのに適すラジアルまたは横方向チューブまたはダクト
２１４ａとなる。別の例では高温流体からの熱が生産ポ
ンプを含むケーシングのみならずラジアルに向けて油を
流す。

本発明に係るラジアル形成の一般的原理は、流体をボー
リングヘッド手段に押圧することにより加えられる液圧
引張力（ａ）を利用し、よってこの力をボーリングスト
リングの上流端に流体チャンバ２２８を駆動する際加え
られる液圧駆動力すなわち押圧力（ｂ）と共にラジアル
をボーリングストリングの下流端から地層内へ引く。前
者のタイプの力は一般に米国特許第　４．５２７，６３
９号に記載されている。要約すればボーリングストリン
グ２１４は、シール２３２および２３５を貫通し、ホイ
ップストック手段２２６を貫通し、地層内に進入する。

導管２３６から、ボーリング流体チャンバ２３４、ポー
ト２１４Ｃを通って内部流体通路２１４ｂ内へ更にボー
リングヘッド手段２１６の後方側まで開いた通路が設け
られる。

流体は、ボーリングヘッド手段内に設けられたマルチ流
体出口ポートを通って流出し、ボーリング流体を隣接す
る地層へ通過できる。ボーリング流体チャンバ２３４か
ら流れる高圧流体はボーリングヘッドの後方側に圧力を
加え、ボーリングストリングを前方方向に移動せしめる
。ホイップストック２２６を貫通するドリルストリング
の一部のみは、ラジアル状の中空チューブから成り、こ
の中空チューブは、物理的冶金技術で応力が加えられ、
塑性変形され、ラジアル方向、好ましくは水平方向に曲
げられかつ旋回され、地層内へ進入される。ボーリング
ヘッドから生じる高圧液は地層をボーリングし、切削片
を形成するが、これら切出片はスラリー化され、第５図
の矢印Ａの示すようにボーリングストリング２１４の外
側の周辺に沿って後方へ通過され、外側パイプ２２０の
外から地表へ移動できる。これと異なり、ボーリング流
体の圧力が、地層の圧力より大きければ、流体は地層が
破壊される程度の力で周辺の地層内へ向けられ、形成さ
れるスラリーは割れ口内に流入できるので、切削片はラ
ジアルに沿って後方へはほとんど移動されず、よってか
かる切削片の上昇は不要である。

本システムは、ぷ管２４０を通って駆動流体チャンバ２
２８内に進入する流体による押圧力も使用し、ボーリン
グストリングの頂部にてキャンプ２１、８を押す。駆動
流体チャンバ２２８およびボーリング流体チャンバ２３
４の位置は、シール２３２がホイップストック２２６の
上方にある限りボーリングストリングの頂部またはこれ
より下方のある位置にできる。ホイップストック内の摩
擦力を克服することに役立つ大ｆｆｌ量すなわち自重の
吸引ロンドにより力を下記のようにラジアルに担持でき
る点で井戸の頂部（井戸のヘッド内）に向けてシリンダ
を設置することはいくつかの利点がある。更に長いチュ
ーブ状パイプは不要にでき、ポート２１４ｃより上のド
リルストリング２１４の一部は開通路にする必要はない
ので、パイプをロンドに交換できる。

このシステムの利点は回転しないボー・リングストリン
グによりラジアルボアをボーリングできること、ボーリ
ング中にボアホールにケーシングを設けることができる
ことである。

本システムは、次のように設置できる。ホイップストッ
クの近くの周辺の地層内に予め設けられた井戸ケーシン
グを従来の手段でアンダーリームできる。ホイップスト
ックは、隣接セグメントにねし取付けされたセグメント
から形成されたストリングシステムを使用することによ
り所定位置まで降下できる。このホイップストックは所
定位置に留まり、ポート２１４ｃの上方でキャップ２１
８として終端するボーリングストリングの一部を形成で
きる。かかるポートは、ラジアルがホイップストックを
通過し、地層内の所望する最終位置まで移動する間内側
通路とボーリング流体チャンバ２３４内の流体との開放
された連通を維持する。

このストリングまたは別に設置されたチューブストリン
グは所定位置に留まり、ボーリングヘッドに対する別の
押付力を発生するデッドウェイトを形成する。これと異
なり、ボーリングストリングを前方に移動してホイップ
ストックを通過させるときからラジアルの最終設置の間
シール２３２を一部が貫通するように充分なボーリング
ストリングがある限り、ストリングを取除くことができ
る。

システムの液圧力が加えられているホイップストック内
へ移動する直前の位置にボーリングストリング２１４が
設置された後、ケーシングに頂部２２０ａを載せて、駆
動流体シリンダ手段２２８の頂部をシールすることによ
りシステムをシールできる。

ボーリングストリングをホイップストック手段２２６内
に通過させるとき、ストリングがホイップストックのカ
ーブに一般に順応するような曲げ力が加えられ、よって
ボーリングストリングは地層内の一般に水平位置へ向っ
て旋回せしめられる。

この曲率を形成する詳細は米国特許第４，５２７，６７
９号に記載されている。

地層内のラジアルの位置を測定するために多数のシステ
ムを使用できる。例えば、地表でリールにアクセスする
限りボーリングストリングの頂部に取付けられたライン
を備えたリールを使用できる。これと異なり、ボーリン
グヘッドから発信される送信信号と共に音響アセンブリ
を使用することもでき、このヘッドは測定される通過時
間および移動を示すよう反射する。別のシステムでは、
駆動流体チャンバ内に流入する流体の変位量の関数とし
て距離を測定する。しかしながら、チューブの接合部が
完全に密でないと、誤差を生じさせるようなリークが生
じる。

第６図を参照すると、駆動機構のタイプが異なるが、装
置の他の部分は同じである本発明の別の実施態様が示さ
れている。２つのシステムで同一の部品には同じ番号が
付してあり、第５図中のかかる同一部品に関する説明を
第６図のシステムにも適用する。

第６図のシステムでは、ピストン本体２５０は、円筒形
のボーリングストリング２１４の上流側に取付けられ、
ピストン本体の移動方向に垂直な平面にてボーリングス
トリングの横断面よりもかなり大きい（例えば１．１〜
１０倍、好ましくは２〜４倍大きい）横断面を有する。

このピストン本体２５０は、その頂部に取付けられた取
外し自在なプラグ２５２を含み、このプラグは、プラグ
２１８に類似の態様で、ボーリングストリング内にワイ
ヤーラインを設置するため取外しできる。内側パイプ２
３０の円筒形側壁に密にシール係合するようピストン本
体２５０の外側壁には第３の高圧シール２５４が取付け
られる。（これとは異なり、シール２５４は、内側パイ
プ２３０の内側壁に取付けできる。）ピストン本体２５
０の下方かつ第１シール２３２の上方に形成されたチャ
ンバ内の流体を抜くための手段が設けられる。かかる手
段はポート２５６状であり、このポートはピストン本体
２５０が導管２５８により駆動流体室２２８へ供給され
る駆動流体により作動されるときチャンバ２３４内の流
体の流れと接触したり制限することなく外側パイプ２２
０の外側に流体を向ける。

導管２６０によりボーリング流体チャンバ２３４ヘボー
リング流体が供給されるので、この実施態様では、２つ
のチャンバに対し独立した流体源が設けられている。

ピストン本体２５０は、対応する長さのボーリングスト
リングが液圧力によりホイップストック２２６を貫通し
、ラジアルから外れて所望の距離だけ移動されるときシ
ール２５４とのシールを維持するよう充分長い。ピスト
ン本体のために拡大された横断断面積を使用しているの
で、このシステムにより供給される駆動力の増大化が可
能となっている。従って、横断断面積が２倍になると、
他のパラメータが一定に維持されていればボーリングス
トリングの頂部に加えられる力もこれに対応して倍にな
る。ピストン本体２５０に加えられる力の大きさは、導
管２５８により駆動流体チャンバ２３４へ供給される流
体の圧力によっても制御される。このように、ライン２
５８内のかかる駆動流体の圧力を変えることによりシス
テムの精密な制御を維持できる。所望すれば、頂部近く
のボーリングストリングに接続することによりボーリン
グストリングに作動的に関連するケーブル（図示せず）
等の拘束の利用により制御を更に増すことができ、これ
はシステムの移動の最大レートを制御する。しかしなが
ら、移動レートは、ケーブルを拘束することなくライン
２５８内に加えられる流体の対応する変化によって制御
できる。

図示していない別の実施態様では、第５図の実施態様に
類似するシステムにより第６図の実施態様の力を増大を
行っている。この場合、シール２３２は、シール２３５
の横断断面積よりもかなり大きな（例えば１．１〜１０
倍、好ましくは２〜１０４倍大きい）横断断面積を有す
る。ボーリング中にシール２３２を貫通するボーリング
ストリング２１４部分の横断断面積は、シール２３５を
貫通する横断面を増大することなく対応して拡大されて
いる。

第７図を参照すると、第５図のシステムの別の実施態様
が示されているが、ここで同一部品は同一番号で表示さ
れている。２つのシステムの差異は、ボーリングストリ
ング２１４の頂部で中実の金属ロッド部分２１４ｄを使
用していることである。ロッド２１４ｄは、ボーリング
ヘッドにデッドウエイトの駆動力を与えるが、この力は
上記液圧力に加算される。ロッド２１４ｄは適当にねじ
切りされたロッド状になっており、ロッドは接続部２１
４ｅにてボーリングストリング２１４の他の部分に螺合
されている。ロッドの寸法上の制約は、液圧力の印加中
シール２３２とのシールを維持するよう充分に長いこと
、およびこれらは、ボーリングストリングに沿ってポー
ト２１４ｃの上流点を越えない点まで伸長することであ
る。上記のようにポート２１４ｃの下方には、ボーリン
グヘッド２１６と連通ずる内部通路が形成される。

第８図を参照すると、ここには第６図の実施態様に類似
する本発明の別の実施態様が示されている。第８図の同
一部品は、第６図の同じ番号で表示されている。第６図
と第８図の差異は、ポート２１４ｃの上方のボーリング
ストリングの領域にある。第８図の場合、中実の金属ロ
ッド部分２６２はピストン本体２５０の底部とポート２
１４ｃの上方のボーリングストリングの領域を相互接続
する。かかるロッド２６２は、ピストン本体およびボー
リングストリングの頂部の双方にねし接続される吸引ロ
ッド状のピストンロッドを基本的に構成する。この相互
接続の一つの利点は、第７図を参照して説明したボーリ
ングヘッドを駆動するよう別の自重を提供することにあ
る。

第９図を参照すると、第６図の実施態様に類似する本発
明の実施態様が示されている。この場合、第６図と同じ
ような連続的な中空パイプのボーリングストリング２１
４が示されている。２つの実施態様の主な差異は、シー
ル２３２より下方かつポート２１４Ｃの上方の点でボー
リングストリングに取付けられたウェイト付ボーリング
カラー２６４を含むことにある。この位置の利点は、ボ
ーリングカラーはどのシールも貫通する必要がないこと
にある。自重がいかなるシールにも干渉しない限りシス
テム内の他の点に自重を追加することもできる。

ボーリングヘッド２・１６は後方面を形成するどのタイ
プのものでもよく、後方面にはボーリング流体の力が向
けられ、かつ所望すれば他方向への他のポートと共にラ
ジアルホールの水平ボーリング路と好ましくは軸方向に
一致する方向にボーリング流体が通過して流出するポー
トを形成する。

米国特許第４　、５２７　、６３９号には本発明に従っ
て使用するための適当なボーリングヘッドが記載されて
いる。

上記システムは、ボーリングストリングをホイップスト
ックに通し、地層に進入させる種々の力を設けている点
で米国特許第４．５２７，６３９号のシステムの改良を
構成する。デッドウェイトの力は、システムがホイップ
ストックおよび地層内の摩擦力を克服するのを容易にし
ている。駆動流体チャンバ２２８内で伝えられる液圧駆
動力は、ラジアルが進入すべき地層に応じて印加すべき
力の量を正確に制御しながら更に液圧力を発生する。ラ
ジ　。

アルが地層内に進入するのにシステムが特に大きい力を
必要とする場合、かかる補助をするのに第６図のピスト
ンの横断断面積を増加できる。

別の利点は、絶縁された駆動流体チャンバ２２８と駆動
流体室２３４内で液圧力を加える流体を分離したことに
ある。その理由は、後者のチャンバ内の大容積のボーリ
ング流体から絶縁された前者のチャンバ内の必要な流体
圧力は、ボーリングヘッドの移動に対し、正確な大きさ
の抵抗力を与えるからである。この圧力が所定レベルを
越えると、ボーリングが続けばシステムは不可逆的に地
層の抵抗領域内に不可逆的に貫入して耐着することが判
っている。このレベルを越えるときの駆動流体圧をモニ
タリングすることにより、ボーリングストリングを短い
距離だけ引抜き、孔を再ボーリングできるので、その結
果耐着の問題が回避できる。

第１θ図を参照すると、単一流体源および開頂部のボー
リングストリングを備えた別の実施態様が示されている
。この実施態様は第６図の実施態様と同じであるので、
同じ部品を表示するのに同じ番号を使用する。ピストン
駆動用流体およびボーリング流体のためのそれぞれの別
個の導管２５８および２６０の代わりに単一導管で双方
の機能のための流体を供給している。このようにするに
は、流体が開頂部からボーリングストリング２１４の穴
を通ってボーリングヘッド２１６のポート２１６ａから
出るようピストン本体２５０は、中空穴と開頂部２５０
ａを含む。

第６図に関連して説明したように、シール２３２に対し
て拡大されたシール２５４はシステムに対して力を増大
させる。第１０図の第６図から異なる他の点は、システ
ムに供給されるすべての流体はピストン本体２５０の開
頂部を通過するので、部品２１４ｃおよびシール２３５
が取除かれている点にある。

第１０図のシステムは二重の流体源およびシール２３５
を省略しているので、第１０図のシステム全体は第６図
のシステムより簡単になっている。

逆にピストン駆動用流体源とボーリング用流体源を分離
したことにより得られる制御の利点は含まない。

Ｃ０砂利のパッキング第１〜４図のアセンブリを使用することによりラジアル
チューブ２０を設置する特に有効なシステムが得られる
。ボーリングストリングは好ましくは、ガイドチューブ
内で摺動するピストンを形成する。ピストン本体を通過
して流れる加圧流体は、ボーリングヘッドに圧力を加え
、ボーリングヘッドが自己の通路を切削するのと同時に
ボーリングヘッドを地層内へ進入させる。このタイプの
システムは、米国特許第４．５２７．６３９号に記載さ
れている。このシステムの改良例も上記の特許に記載さ
れている。

上記システムでは、ボーリング中は、ラジアルチューブ
２０はホイップストック２８を通過する。

ボーリング用流体はボーリングへ７ド２４のポートを通
過し、ラジアルチューブ２０と周辺の地層との間に環状
部４２を形成する。本発明の特徴は、環状部４２の砂利
パッキングの有効手段を提供することである。

砂利パフキングは、環状部４２のようなゾーン内で油透
過性多孔質体またはジャケット内に粒子を配置したもの
（砂利パックと称す）を構成する。

この砂利パックは、周辺の地層内のほとんどの粒子をろ
過して除（が油は通過させる。かかる砂利（一般に、６
〜４０のふるい寸法範囲）は通過によりスラリー状の所
望領域に配置され、この領域に密に詰められている。例
えば、アンダーリームされた領域１６に砂利パック粒子
を詰めることは周知である。

−ａに、砂利のパッキングは、砂利パックを形成する大
体の寸法の粒子のスラリーを井戸のボア内からラジアル
チューブ２０の穴を通してチューブの遠方端内の開口か
ら環状部４２へ流し、井戸ボアへ向けて戻して環状部内
に砂利パックのジャケットを形成することにより行う。

砂利パックの流れが終了した後ラジアルチューブの穴か
ら粒子を除去するのに充分な時間と圧力をかけてラジア
ルチューブから水を流すことができる。

第１１−１５図に示すような本発明の特徴によれば、ラ
ジアルチューブは地層内に設置した後は孔開けされる。

このラジアルチューブには遠方端へ向けて配置された多
数の開°口が孔開けされており、これら開口を通して砂
利パックスラリーが流される。好ましくはラジアルチュ
ーブ２０の残りの長さ方向に沿っても間隔を置いて更に
孔が形成される。

孔開けは、導電性のラジアルチューブ２０と組合わせる
と機能的な孔開は工具３４４の使用により電解により行
うことができる。この工具は前方端がノーズ部分３４８
で終端する細長い中空の孔開はチューブ部分３４６を含
み、ノーズ部分３４８は中空ノーズ部分３４８を貫通す
る約８〜１６個の外径ポー）３５０ａを画定する周辺に
隔置された導電性ノーズポート壁３５０を含む。ノーズ
部分３４８は、ポート壁３５０を互いに絶縁する電気絶
縁材料から形成されている。次にかかるポート壁は導電
性コネクタ３５２を適当に介して電源に電気的に接続さ
れ、コネクタ３５２は次にチューブ部分３４６に埋め込
まれた導線に電気的に接続され、この導線は次に電源に
接続されている。

この同じ電気導線は、第１５図に最良に示すようにほぼ
等距離に隔置された３つのフィン状のうねに形成された
ポー）３５５ａを画定する導電性チューブポート壁３５
５に接続する。うね３５６は、チューブボーｉ−３５５
ａがラジアルチューブ３３８からほぼ等距離になり、は
ぼ均一の寸法の砂利パックボードが形成されるようラジ
アルチューブ内で千１−ブ部分を中心に位置させるよう
働く。チューブポート壁３５５はチューブ部分の壁を通
って突出する導電性シリンダであって、可撓性金属シー
ス３５８を介して電気的に接続され、シース３５８はコ
ネクタ３５２から電源まで延長し、ている。金属シース
３５８は、外側の電気的に絶縁されたジャケット３６０
および内側の電気的に絶縁されたジャケット３６２によ
り絶縁されている。

チューブ部分３４６はホイップストック手段３３６の曲
がり部を通過するよう充分に可撓性である。

作動中、適当な電解液、例えば塩化カリウムの水溶液が
、地表からチューブ部分３４６の内部および中空ノーズ
部分３４８、次にボー）３５０ａを通して送られ、かか
るポートに隣接する導電性ラジアルチューブ３３８の部
分に接触する。これらポートを通して電解液を通し、同
時に電流を流すことによってポート３５０ａに隣接する
頭載内に砂利バンク粒子を通過させるのに充分な寸法の
孔が形成される。ごの目的を達成するには中空孔あけニ
ー具３４６からのみ電解液を流し、ボー　［・より流出
させるのが好ましい、第１３図にこの目的を達成するだ
めの適当な後部コネクタアセンブリ３６４が示されてい
る。アセンブリ３６４はアダプタ３６８により金属シー
ス３５８に電気的に接続された中空金属チューブ３６６
を含む。千）、−ブ３６６の他端にはチヱーブ内に電解
液を進入させ、かつこれに電流を流すための手段が設け
られている。本例ではかか６手段は導電性の隔置された
バー３７０から成る。別の導電性アダプタ３７２はバー
３７０の後部側と、電源にまで延長する電気ケーブル３
７４とを相互接続する。チューブ３６６のまわりには可
撓性シール３７６が設けられ、チューブ３６６とラジア
ルチューブ３３８との間の環状部内の電解液の通過を阻
止し、よって流体がバー３７０を通って工具３４Ｇの内
部まで向けられる。このように電解液は濃縮された流れ
としてポート３５０ａおよび３５５ａを通過し、孔の形
成中、電解液の正確な接触面を設ける。

ポート３５０ａを通してラジアルチューブ２０の遠方端
のみに孔が形成されるとき、細長い中空の孔あき工具３
４４がラジアルチューブ２０に通過させられるが、この
通過は工具の前方端がチューブの端部に隣接するまで続
けられる。次に電解液が孔あき工具の穴を通して送られ
、ポート３５０ａから流出され、導電性ラジアルチュー
ブの隣接領域に向けられるが、この間にポート壁３５０
に電流が供給され、ラジアルチューブの隣接領域に隔置
された孔を形成する。その後孔あき工具を抜き取る。

所望する場合、上記ポート壁３５５を含めポート３５５
ａに電解液を通過させ、遠方端における孔あけと同じよ
うに、ラジアルチューブ２０に孔あけをするよう、ラジ
アルチューブの長さ方向に沿って隔置した状態にて孔を
形成することもできる。

第１６図を参照すると、電解パイプ切断装置３８０が電
気ケーブル３８２に接続されるよう示されており、次に
電気ケーブル３８２は図示されていない電源に接続され
ている。装置３８０は対衝撃性材料、例えばナイロンか
ら適当に形成されたノーズコーン３８４とケーブル３８
２に電気的に接続された導電性金属ストリップ３８６と
を含む。切断装置３８０は切断中ストリップ３８６に発
生する熱を除去するためのヒートシンクとして作動する
セラミックリング３８８を金属ストリップの両側に更に
含む。切断袋Ｗ３８０は更に前方および後方の液体流通
部分３９０および３９２を含み、チャンネル３９０ａお
よび３９２ａは液体通過リング３８６の流れを流通する
よう作動する。

作動時に、第１５図の切断装置はラジアルバイブ２０の
所定領域へ押され、電解水溶液、例えば塩化カリウムが
圧送されて切断装置３８０を通過され、ボーリングヘッ
ドのポート３５０ａから出される。図示した実施態様で
は、ノーズ部分３８４がボーリングヘッドの後方側に当
接してストリップ３８６を位置決めするまで切断装置３
８０はボーリングヘッドへ向けられる。次に直流電源が
ストリップを附勢する間電解液がストリップ３８６を通
過される。ストリ、ツブ３８６とラジアルチューブ２０
の隣接壁との間で電気回路が形成され、ラジアルチュー
ブが切断される。後により詳細に示すように切断後、パ
イプ切断装置３８０がラジアルチューブ２０より引き抜
かれる。ラジアルチューブ２０の切断された遠方端に形
成された開口に接近して適当な透過性フィルタ装置が配
置されるが、このフィルタ装置は、ラジアルチューブ２
０内への地層の粒子の流入を阻止すると共に油の流れを
可能とするタイプのものである。これは第１７図に示す
ようなパイプ切断フィルタ装置アセンブリを使用するこ
とにより達成できる。

他のラジアルパイプを地層内に入れるためホイップスト
ック手段２８を架設解除するには、ラジアルチューブ２
０を近接端で切断する。次に主要ボーリングストリング
を井戸から引き抜き、ホイップストックを所望位置に再
配置する０例えば、ホイップストックが同じ高さに残っ
た場合は別のラジアル位置へ回転させる。その後、上記
のように別のボーリングストリングをホイップストック
に通過させ、井戸の軸線から突出するスポークを形成す
る。

ラジアルチューブ２０の遠方端を切断するためラジアル
チューブ２０の遠方端近くに切断装置３８０を配置する
。上記のように切断装置により電解溶液を流しながら同
時に装置に電流を流すことによりパイプを切断する。切
断装置を正確に位置決めする一つの方法は、剛性バーが
ホイップストックにより完全に一回転できないよう長い
可撓性ケーブルの一部として剛性バーを含めることであ
る。切断装置はラジアルチューブ２０の遠方端近くに位
置するように剛性パイプから所定距離下流に配置する。

切断後、切断装置３８０をケーブル３８２により地表へ
引抜（ことができる。これと異なり、ケーブルを地表へ
引抜く開切断機が所定位置に留まるようケーブル接続部
に電気フユーズ装置のような自動取外し装置を設けるこ
とによって切断装置を所定位置に残すことができる。第
１７図を参照してこの実施態様についてより完全に説明
する。

第１７図は、ラジアルチューブ２０内に配置された透過
性プラグフィルタ部分３９８とパイプ切断部分４００の
アセンブリ３９６を示す。プラグフィルタ部分３９８は
、油等の流体を通過するが実質的に砂利パック粒子を阻
止できるよう製造される。図示するようにこのフィルタ
部分はシャフト４０２と、パイプ切断部分４００の隣接
部分に取付けられたシャフト４０２から径方向に突出す
るワイヤブラシ４０４を含むボトルブラシ状透過性プラ
グから成る。フィルタ効果を高めるためワイヤブラシ４
０４の旋回部の間にスチールウールのような別のフィル
タ手段を設けることもできる。

金属ストリップ３９７を含むパイプ切断部分４００をパ
イプ切断装置３８６と同じように製造し、ケーブル４０
６を通して適当な電源に接続できる。

金属ストリップ３９７に隣接するパイプ２０の切断後、
取外しのため切断装置部分４００とプラグフィルタ手段
３９８の間に適当な取外手段（図示せず）を設けてもよ
い。かかる取外し手段は、電気フユーズまたは取外し自
在なねじ接続部等から構成できる。ラジアルチューブ２
０の近接端近くを切断した後、切断装置部分４００を引
き抜き、次に主要ボーリングストリングを取除けば、ホ
イップストックの架設解除が可能である。プラグフィル
タ手段部分３９８は、ラジアルチューブ２０の内部に実
質的に砂利パックまたは地層粒子がないように維持し、
ラジアルチューブ内に効率的に油が累積できるよう作動
する。この目的のため、第２３図に示すように下記のよ
うにライナーと組合わせてラジアルチューブの遠方端お
よび近接端の双方にかかるプラグフィルタ手段を設置で
きる。

しかしながら本発明の簡略化された変形例では、プラグ
フィルタ手段は油がこのプラグフィルタ手段のみを通過
してラジアルチューブに流入し、その後砂利パックを通
ってアンダーリームキャビティ１６内へ進入し、従来技
術に従って地表へポンプ送りできるようラジアルチュー
ブ２０の近接端および遠方端に設置される。

第１８図および第１９図を参照すると、地層内にはラジ
アルチューブ２０が示されており、ラジアルチューブ内
には穴４１０ａを画定する多孔質の細長い中空のチュー
ブライナー４１０が同心状に配置されている。ラジアル
チューブ２０は、ポート２４ａを備えたボーリングヘッ
ド２４と、ボーリングヘッドに接近して配置された周面
方向に隔置されたポート４１２を含む。ポー１−４１２
は、砂利バンキング中にライナー４１０のルーメン４１
０ａを砂利パック粒子が流れることができるように働く
。ラジアルチューブ２０は、ラジアルチューブに沿って
長手方向に離間したポート４１４も含む。ライナー４１
０は、過度の摩擦を受けることなくホイップストック手
段２８のカーブを通過できるよう充分に可撓性である。

ライナー４１０も、スラリー中の水分の一部がライナー
４１０の孔４１０ａを通過してポート２４ａを出て環状
部４２内へ流入するよう液体を充分に透過する。これら
目的を達成するためのライナー４１０に適した種類のも
のは、電気ケーブル用の従来のＢＸ電気導管であり、隣
接するコイルセグメント間に間隔を置きコイル状にスパ
イラル巻きされた金属から成る。流体通過率を増したい
場合、ライナー内にスリット４１６のような別のポート
を設けてもよい。

上述のようにラジアルチューブ２０を設置する前は、ホ
イップストックに隣接する地層をアンダーリームし、ホ
イップストックを架設する。次にスロット付ライナー４
１０を設置する。−モードでは、ライナー４１０とラジ
アルチューブ２０との間の環状体内に流体を通過させる
ことによりポンプで下方へ送ることができるようマジッ
クファスナー等の材料から形成された可撓性ピストンを
そのノーズに置いてもよい。これと異なり、設置中のラ
イナーの押しつぶれを防止するよう充分な剛性が得られ
るようにラジアルチューブおよび内部剛性ロッドのいず
れかによりライナー４１０を押し下げることができる。

設置後は内部剛性ロッドを除去する。いずれの場合でも
、ライナーの前方端がボーリングヘッドの後方側に当接
するまでライナー４１０を置く。次にライナーを通して
砂利バンクスラリーを流し、矢印Ａの示すように遠方方
向にポート４１２から流出させ、次に矢印Ｂの示すよう
に環状部４２内で近接方向に流す。穴４１０ａの通過中
は、砂利は部分的に脱水され、砂利濃度は増加する。ス
ラリー中の砂利の適当な初期濃度は１ガロンあたり約１
〜４ボンドであり、この値は脱水中に約２５〜５０％濃
縮できる。ボーリングヘッド２４の近くのポート４１２
は、ラジアルチューブ２０の横断断面積の２倍である。

この広い面積は、ポート通過時の圧力低下を最小にし、
従ってスラリー速度も遅くし、地層における砂利パック
のエントレインメントを防止する。

さもないとかかるエントレインメントは砂利粒の間の不
明確な寸法の割れ目に有害な影響を与え、よって砂利パ
ックの寿命を短くする。ボーリング中よりも遅い速度で
ポート４１２から流出する砂利は、井戸のボアに向って
流れ、砂利流はスラリー化速度よりも低いので砂丘４１
７を形成する。

この移動する砂丘４１７は、環状部４２の一部を満し、
アレーン４１８と称される開領域を残す。

このアレーンは底部が比較的平らでかつ頂部がわん曲し
た形状のセグメントである。砂丘４１７の前面は、徐々
に移動して環状部の全横断面の約５０〜９０％の範囲で
環状部４２を満ず。砂丘４１７が井戸のボアへ戻るとき
、ボー１−４１４を通過した水は、スラリーに再進入し
、砂丘が井戸のボアへ向う際のスラリー〇詰まりを防止
する傾向がある。第１８図は井戸のボアに達する前の通
過中の砂丘４１７を示す。

第２０図を参照すると、ラジアルチューブ２０内のライ
ナー４１０が再度示されている。前方セグメント４１０
ａとラジアルチューブ２０の近接端に近い後方セグメン
）４１０の中間に導電度検出手段４２０が配置されてい
る。検出手段４２０は、砂利パックがこれに接触すると
き生じる導電度の低下により砂利パックの存在を検出す
るよう作動する。図示するように検出手段４２０は電気
絶縁ハウジング４２４を含み、このハウジング４２４は
軸方向に離間した電極４２６．４２８および４３０を含
む。電極４２８は、電極４２６および４３０と逆極性に
帯電され、一方の電極は予備のものである。２つの逆極
性に付勢された電極間に配置された媒体の導電度がモニ
タされる。かかる媒体は、環状部４２からラジアルチュ
ーブ２０内のポートを通過し、電極に接触するスラリー
液を構成する。媒体に接触する砂丘４１７により生じる
導電度の低下が検出され、これに応答して砂利流が中断
される。

その後、プラグフィルタ手段はラジアルチューブ２０の
両端に置かれ、チューブの遠方端がボーリングストリン
グの残りの部分から切断されるので、ホイップストック
の架設解除ができ、同じように別のラジアルチューブを
地層内に設置できる。

所望の数のラジアルチューブを設置した後、スロット付
ライナーを井戸のボアに下方に入れ、ライナーのまわり
に砂利パックをポンプ送りしてアンダーリーム領域１６
を満し、かつ砂丘砂利パックジャケットに先に満されて
いなかった環状部内の残りの空隙領域を埋め戻すことが
できる。

第２２図および第２３図を参照すると、これら図には砂
利のパッキングが完了した後の本システムの好ましい実
施態様が示されている。特に、ラジアルチューブ２０は
、第１８図に示されたものと同じタイプのものが示され
ており、同一部品は同一番号で表示され、切断された近
接端２０が備えられている。このシステムは、ラジアル
チューブ内に配置された上記タイプのライナー４１０を
含む。ラジアルチューブの近接端および遠方端には上記
のようにそれぞれ透過性プラグフィルタ手段４３２およ
び４３４が設置されている。装置３８０のパイプとラジ
アルチューブ２０との間に配置されたライナー４１０部
分を切断するのにパイプ切断装置３８０も使用できる。

井戸およびアンダーリーム部分を通してポンプ送りしか
つ環状部の残りの部分が満されるまでポンプ送りを続け
ることにより井戸内でスロット付ライナーを使用する従
来の方法で更に砂利パック４３６を置く。

次に第２２図および第２３図のラジアルチューブは完全
に砂利が詰められ、従来の井戸のボアと組合わせると産
出に適す。周辺の地層からの油は、ラジアルチューブの
孔４１４および透過性ライナー４１０を通って、ラジア
ルチューブのルーメン４１０ａ内へ流れ込み、次にこれ
から井戸のボアに設けられたサンプへ流入し、従来技術
に従って地表へポンプ送りされる。好ましい実施態様で
は、多数のラジアルチューブを設置し、一本の軸線から
突出するスポークのように配置する。

Ｄ０曲率プローブ第２４図に示されるようにボーリングヘッドを探すのに
有効な曲率プローブは、一般に円形の横断面の細長い本
体５１１を有し、本体の前方部分にロールセンサ５１２
が取付けられ、中心部分に曲率センサ５１３が取付けら
れ、本体の後方部分にはロールセンサおよび曲率センサ
がらの信号を処理するための電子回路５１４が取付けら
れる。

ロールセンサは適当な公知の設計であり、長手方向軸線
のまわりのプローブの配置に対応して出力信号を発生す
る。現在のところ好ましい実施態様では、ロールセンサ
は重力を基準に利用し、この装置からの出力信号は下方
方向に対する、すなわち地球の中心に向うプローブの配
列を表示する。

プローブの長さは、径よりも実質的に長く、プローブの
外径は検層すべき孔の径よりも若干小さい。−°実施態
様では、プローブは約１．９ｃｍ（１インチの３／４）
の大きさの径を有し、曲率センサが設けられた中心部分
は約４５．７ａｍ（１８インチ）の長さを有する。

第２５図に示すように、曲率センサは、プローブ本体内
の中心に位置する軸方向延長可撓性シャツｌ−５１６を
有する。この可撓性シャフトは軸線まわりに自由に曲が
り得るが、ねじり方向に剛性である。すなわち、回転時
には軸線まわりのねじりは生じない。現在のところ好ま
しい実施態様では、シャフトは二重織りされたケーブル
から成り、このケーブルは実質的に中立であり、好まし
いバイアスを有しない。すなわち特定方向への曲げに抵
抗する。このタイプのケーブルは、制御駆動装置に一般
に使用されている。

シャフト５１６には複数のガイド部材またはスペーサ５
１７が取付けられている。ガイド部材の各々は、中心開
口５１８を有する一般に環状本体−を含み、開口を可撓
性シャフトが貫通している。

はとんどのガイド部材では、開口５１８は、ガイド部材
がシャフト上で軸方向に自由に移動できるようシャフト
５１６よりも径が若干大きい。ガイド部材の各々は、プ
ローブが使用される開口の横断面の輪郭に対応する輪郭
を備えた外側の周面５１９を有する。ガイド部材ナイロ
ンのような剛性材料から製造することが好ましいが、適
当な材料から製造することもできる。

ガイド部材を可撓性シャフト上で軸方向に離間した状態
に維持するための手段が設けられる。この手段は圧縮ス
プリング５２１から成り、これらスプリングはシャフト
まわりに同心状に設けられ、ガイド部材の抗対面に支持
される。ガイド部材およびスプリングはハブ５２２によ
りシャフト上に係止され、ハブ５２２はシャフトの端部
近くの固定ねしく図示せず）のような適当な手段により
シャフトに固定される。更にガイド部材はシャフトに対
して同じように６個置きに固定されている。

ハブおよび固定ガイド部材は、スプリングを部分的に圧
縮された状態に保持するよう維持されるが、この状態は
ガイド部材の間隔を維持すると共にプローブの屈曲すな
わち曲げ能力を実質的に損わない。

可撓性シャフトの端部部分は、ユニバーサルジヨイント
５２４によりエンドピース５２３に接続されている。エ
ンドピースはガイド部材５１７と同じ径の一般に円筒体
であり、これらはガイド部材と軸方向に整合している。

検出ワイヤー５２６は、可撓性シャフトに対して平行か
つ離間した状態でプローブの長手方向に延長し、検出ワ
イヤはシャフトのまわりに９０’離間してかつ対にして
配置されている。検出ワイヤーはガイド部材５１７およ
びハブ５２２内の軸方向に整合する開口５２７を貫通し
、一端がエンドピース５２３に固定されている。検出ワ
イヤーの自由端は、トランスジューサ５２８に接続され
、これらトランスジューサは、自由端の位置に対応する
電気出力信号を発生する。自由端の移動、従ってプロー
ブの感度は、プローブの中心線からのワイヤーの距離に
依有し、ワイヤーが中心から離間すればするほど大きく
なる。トランスジューサはエンドピース５２３内のボア
５２９内に取付けられ、２対のワイヤー用トランスジュ
ーサはワイヤーの両端に設けられている。ワイヤーおよ
びトランスジューサの軸は互いにずれ、ワイヤーは径方
向に延長するコネクタプレート５３１によりトランスジ
ューサに接続される。トランスジューサの本体は、シャ
フト５１６に固定されているので、検出ワイヤーに対し
て移動すると、差動的に感度が大きくなる。

現在のところ好ましい実施態様では、位置検出トランス
ジューサは、リニア電圧差動トランス（ＬＶＤＴ）　、
例えばシュービッツＸ５−Ｂシリーズのサブミニチュア
ＬＶＤＴである。これら装置は、検出ワイヤーが接続さ
れた磁気コアの変位量に対応する出力信号を発生する。

各トランスは、円筒形状の２つの２次コイルが両側にあ
る１次コイルを有し、コアはコイル内で軸方向に移動し
、コイルと結合する磁束路を形成する。１次コイルが交
流電流により附勢されると、２つの２次コイルに電圧が
誘導される。これらコイルは、直列に対抗して接続され
、トランスの純出力は、２つのコイルに誘導される電圧
の差であり、この電圧差はコアが中心位置すなわちゼロ
位置にあるときゼロである。コアがゼロ位置から移動す
ると、コアが移動した方向のコイル内の誘導電圧は増加
するが、他方のコイル内に誘導された電圧は減少する。

これにより、コアがその進行路の一端から他端へ移動す
るにつれてリニアに変化する電圧差出力が生じる。各対
内のワイヤーに関連するトランスからの２つの出力信号
は、対に対する一つの出力信号を生じるよう共に加算さ
れる。

再度第２４図を参照すると、Ｌ　Ｖ　Ｄ　Ｔ用の附勢信
号は、地表に設けられた電源５３３によって発生される
。現に好ましい一実施態様では、附勢信号は実効値が２
０Ｖ、周波数が２ＫＨｚの大きさの交流電圧である。電
源５３３は、プローブ用の作動電力（±ＩＯＶ直流）も
供給する。回路５１４による処理の後、ＬＶＤＴからの
出力信号は、ケーブル５３４により地表へ送信され、整
流器５３６により直流信号へ変換される。この直流電流
は、アナログ／デジタルコンバータ５３７によりデジタ
ル信号へ変換され、コンピュータ５３８へ印加され、コ
ンビエータはこれら信号からプローブの曲率を決定する
。コンピュータはロールセンサ５１２により生じる情報
も処理し、曲率の配列すなわち方向も決定する。

図解を明瞭にしかつ容易にするため第２４図および第２
５図からトランスジューサおよびロールセンサの配線は
省略した。しかしながらプローブの前方端すなわち遠方
端にあるロールセンサおよびトランスジューサ用のワイ
ヤーは、ガイド部材５１７内の開口５３９を軸方向に貫
通し、エンドピース内の適当な開口を通過する。

プローブの中心部分は可撓性ケーシング５４１内に閉じ
込められ、このケーシングは高張力強度の布の層５４３
および圧潰自在な材料５４４の層により囲まれた可撓性
チューブ５４２から成る。

ごのチューブは、可撓性材料、例えば適当なプラス千ツ
クから製造され、現に好ましい一実施態様では、このチ
ューブは、約０．０８９ｃｍ　（０，０３５インチ）の
肉厚を有するハイトレルチューブから成る。布層５４３
は高張力強度、例えば、２９９５０ｇ／ｍｅ　　（２５
０，０００１ｂ　／ｌｎ”　）を有する織られた、すな
わちブレード繊維の布からなり、現在好ましい布として
はデュポン社によりケプラー（にｅｂｌａｒ　）なる商
標名で製造されている芳香族ポリアミド繊維がある。外
側層５４４は、プローブが小さな凹凸に合わせるよう若
干圧潰または変形でき、プローブが使用される孔内にプ
ローブを中心に位置させるのを補助する。現在のところ
好ましい一実施態様では、圧潰自在な材料としては、マ
ジックファスナーで使用されているようなタイプのパイ
ルを有する材料である。この材料は、０．０７６ｃｏ＋
　（０，０３０インチ）だけ圧縮される。

ロールセンサー１２・および電子回路５１４は、米国特
許第４，５２４，３２４号に記載されているようにパッ
ケージされる。このパッケージは、センサーおよび電子
部品が埋め込まれたクッション材料からなる可撓性本体
を含み、布の可撓性ケーシングは高張力強度を有する。

プローブの内部はシールされ、流体例えばシリコーン油
にて満され、絶縁をすると共にプローブの内外の圧力バ
ランスを維持する。プローブが液圧力により油井のケー
シングまたは地中の別のボアホール内を通過されるとき
、２１１〜３５２　ｋｇ／ｃＩＩｌ　（３０００〜５０
００ｐｓｉ　）の大きさの圧力を受ける。

所望すれば、プローブの存効径はプローブの外側のガイ
ド部材上に延長リングを取付けることによりより大きな
孔で使用できるよう増加できる。

座屈を防止するためリングの間に圧縮自在な材料（図示
せず）が取付けられ、リングの外側表面には圧潰自在な
材料（図示せず）が取付けられる。

曲率プローブの作動、使用および本発明の方法は次のと
おりである。曲率を測定すべきボアホールまたは他の開
口内にプローブを挿入し、適当な手段、例えば加圧流体
により孔に進入させる。プローブが孔を通過するとき、
プローブは孔の曲率に従って屈曲または曲る。プローブ
が曲るとき、プローブの両側の検出ワイヤーの自由端は
、曲率半径に応じた量だけ両方向に移動する。自由端の
位置はＬＶＤＴによりモニタされ、ＬＶＤＴにより発生
される信号は組合わされ、開口の曲率を決定するよう処
理される。

このプローブは、ピッチ（傾きすなわちプロフィル）が
±１％および片揺れ（平面すなわちアジマス）が±２％
の精度を有することが判っている。

この精変は比較的高価な光学的測定器具で得られる結果
と同程度であり、このためプローブは高精度を必要とす
る用途で使用するのに適す。

上記の説明から新規でかつ改良された曲率プローブおよ
び方法が得られることが明らかである。

当業者には明らかとなるように現在好ましい所定の実施
態様しか詳細に説明しなかったが、特許請求の範囲に記
載した発明の範囲から逸脱することなく変形および改良
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ボーリングチューブが横方向孔内で伸長した
状態になっている地中の井戸内に配置された装置を示す
略側面図、第２図はマウント内に折りたたまれた位置に
あるホイップストックを示す詳細側面図、第３図は伸長
した位置にあるホイップストックアセンブリを示す詳細
側面図、第４図は内側の曲げ表面およびホイールを示す
装置のうちのホイップストック部分の詳細断面図、第５
図はラジアルチューブを地層内に進入させるのに使用さ
れる本発明に係わるボーリングストリングアセンブリを
示す側断面図、第６図は改良されたピストン装置を備え
た第１図の装置の別の実施態様を示し、第７図は地層内
への駆動を補助するため大重量ロッドまたはパイプを使
用する別の実施態様の略断面図、第８図は第６図のピス
トン手段および第７図のロッドを使用する本発明の別の
実施態様を示し、第９図は更に駆動力を発生するためボ
ーリングカラーを使用する第５図の装置の一部の実施態
様を示し、第１０図は頂部が開放されたボーリングスト
リングを備えた本発明の実施態様を示し、第１１図は孔
開は工具を示す一部を破断した孔開きラジアルチューブ
の横断面図、第１２図は１２−１２線に沿った第１１図
の横断面図、第１３図および１４図はラジアルパイプ内
に配置された孔開は工具の前方および後方部分のそれぞ
れの横断面図、第１５図は第１３図の１５−１５線に沿
った孔開は工具の横断面図、第１６図はラジアルチュー
ブ内に配置されたパイプ接断装置の前方部分の側面図、
第１７図はラジアルチューブ内に配置された多孔性プラ
グフィルターとパイプカッターの組合せの側面図、第１
８図は一部が地層内に配置されたラジアルチューブ用ラ
イナーを示す一部が破断されたラジアルチューブの側面
図、第１９図は第１８図の１９−１９線に沿った横断面
図、第２０図はライナーおよび砂丘センサーを示す孔開
きラジアルチューブの一部を断面図にした側面図、第２
１図は・第２０図の２１−２１線に沿った横断面図、第
２２図は地層内のラジアルチューブ、遠方端および近接
端における透過性ライナーおよびプラグフィルターの一
部を破断した側面図、第２３図は２３−２３線に沿った
第２２図の横断面図、第２４図は本発明を実施した曲率
プローブシステムの一実施態様の略ダイヤグラム、第２
５図は第２４図の実施態様中の曲率プローブの部分断面
図、第２６図は第２５図中の２６−２６線に沿った横断
面図である。１０・・・井戸、　　　　１２・・・地層、１４・・・
ケーシング、１６・・・アンダーリームされたキャビティ、１８・・
・パイプストリング、２０・・・ボーリングチューブ、２４・・・ボーリングヘッド、２８・・・ホイップストック、３８・・・ガイドウェイアセンブリ、４６・・・アンカー手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鉱物含有地層に隣接する地中の井戸内に位置する
ようになっているホイップストック手段を含む構造体か
ら成り、前記ホイップストック手段は実質的に外側の井
戸内の後退した位置から前記ホイップストック手段が取
付けられた井戸内に配管された、わん曲したチューブ曲
げガイドウェイを形成する伸長位置まで横方向に伸長自
在な複数の接続されたガイドウェイアセンブリから成り
、前記構造体はホイップストック手段の後方側に作動的
に接続され、前記地中の井戸内を摺動するための後退位
置および前記地中の井戸に対して固定された位置にロッ
クするためのアンカー位置を有するアンカー手段と、前
記地中の井戸内で摺動自在であり、一端が前記ガイドウ
ェイアセンブリの前方の一つに枢着され、他端が地表ま
で伸長する伸長手段に枢着された架設手段とを含み、前
記枢着接続部は前記伸長手段が後方端に固定された前記
ホイップストック手段と共に地表から抜かれるとき前記
ガイドウェイアセンブリを前記わん曲した通路に曲げる
タイプのものである地中井戸ボーリング装置。
（２）前記架設手段はスロット手段を画定する壁セグメ
ントを含み、前記アンカー手段は後退自在なジョー手段
を含み、このジョー手段は前記壁セグメントにより後退
位置に係止でき、かつ前記スロット手段を通って突出し
、前記ロッキング位置にて前記地中の井戸の壁に接触で
きる特許請求の範囲第１項記載の装置。
（３）前記伸長したガイドアセンブリを後退位置に押圧
するよう作動する架設解除手段を更に含む特許請求の範
囲第１項記載の装置。
（４）前記架設解除手段は前記枢着接続部において前記
伸長部材と前記ガイドアセンブリとの間で充分な圧力を
維持するためのスプリング手段を含み、前記ガイドアセ
ンブリとの間で充分な圧力を維持するための圧縮スプリ
ング手段を含み、前記架設手段にかかる引張り力を解放
すると前記ホイップストック手段が後退位置まで移動す
るよう前記ガイドアセンブリの張力を保持する特許請求
の範囲第３項記載の装置。
（５）前記わん曲したチューブ曲げガイドウェイは一部
が前記枢着接続部の一方の側に対する地層内に突出し、
他方の部分が前記枢着接続部の他方の側に対する地層内
に突出した一般に倒立したコンマの形状になっている特
許請求の範囲第１項記載の装置。
（６）実質的に地中内の後退した位置からボーリングチ
ューブを地層内に径方向に伸長させるようわん曲したチ
ューブ曲げガイドウェイを形成する伸長位置まで横方向
に伸長自在な複数の接続されたガイドアセンブリを含む
ホイップストック手段と、前記ホイップストック手段の
後方側に作動的に接続され、前記地中の井戸内で摺動す
る後退位置と前記地中の井戸に対して固定した位置にロ
ックするためのアンカー位置を有するアンカー手段と、
前記地中の井戸内で摺動自在であり、前記ガイドアセン
ブリの前方の一つに枢着され、他端が地表まで伸長する
伸長手段に枢着された架設手段を利用して地表の表面か
らラジアルチューブの設置領域まで下方に伸長する地中
の井戸から鉱物含有地層内の横方向にラジアルチューブ
を設置するための地中井戸ボーリング装置を形成する方
法において、前記ホイップストック手段およびアンカー手段が後退し
た状態にて鉱物含有地層に隣接させて前記ホイップスト
ック手段を移動し、前記アンカー手段を前記アンカー位
置へ移動し、前記架設手段の前記伸長手段を地表から引
き、前記わん曲した曲げガイドウェイを形成するのに充
分な程度まで前記井戸から離間するよう前記ガイドアセ
ンブリの前記前方の一つを枢動させることから成る方法
。
（７）ボーリングチューブを移動して前記ガイドウェイ
に通し、チューブを曲げて、前記地層内へ進入させラジ
アルチューブを形成する工程を含む特許請求の範囲第６
項記載の方法。
（８）前記わん曲したチューブ曲げガイドウェイは一部
分が前記枢着接続部の一方の側に対する地層内へ突出し
、他方の部分が前記枢着接続部の他方の側に対する地層
内へ突出する一般に倒立されたコンマの形状となってい
る特許請求の範囲第６項記載の方法。
（９）前記伸長したホイップストック手段を後退位置に
たたみ、前記アンカー手段を後退させかつ前記ホイップ
ストック構造体を取除く工程を含む特許請求の範囲第６
項記載の方法。
（１０）地下の地層に隣接して井戸内に位置するように
なっている構造体を含む地中井戸ボーリング装置におい
て、ボーリング用流体チャンバを画定する手段と、駆動用流
体チャンバを画定する手段と、内部流体通路を備え、前
記駆動用流体チャンバから前記ボーリング用流体チャン
バを貫通するボーリングストリングと、前記ボーリング
ストリングの前方端に取付けられ、前記内部通路と連通
する液圧ジェットタイプのボーリングヘッドと、前記駆
動用流体チャンバ手段と前記ボーリングストリングとの
間に配置された第１摺動シール手段と、前記ボーリング
用流体チャンバ手段と前記ボーリングストリングとの間
に配置された第２摺動シール手段とから成り、前記ボー
リングストリングの内部通路は実質的に前記駆動用流体
チャンバからシールされ、前記ボーリング用流体チャン
バと連通し、よって加圧流体が駆動用流体チャンバ手段
に供給されるとき、この加圧流体は第１および第２シー
ルを通してボーリングストリングを前方に駆動し、加圧
流体がボーリング流体チャンバ手段に供給されるとき加
圧流体は、ボーリング流体チャンバ手段から内部通路を
通って圧力をボーリングヘッドに加え、よってボーリン
グストリングを地層内へ前進せしめかつ加圧流体を地層
内へ向ける地中井戸ボーリング装置。
（１１）駆動用流体チャンバ手段はパイプを含み、第１
シール手段は、前記ボーリングストリングと流体シール
係合状態にて前記パイプの内側表面に取付けられる特許
請求の範囲第１０項記載の装置。
（１２）前記ボーリングストリングはこのストリングの
下流部分に対して横横断が拡大された上流ピストン本体
部分と、上流ピストン本体部分と前記第２シール上の駆
動チャンバ手段との間の第３摺動シール手段と、前記第
３シールと第２シールとの間の前記内側パイプ内に配置
された流体を取除くための手段とを含む特許請求の範囲
第１０項記載の装置。
（１３）前記第１シールの下流に配置されたホイップス
トック手段を含み、前記ボーリングストリングは前記ホ
イップストック手段を通過する際の方向を実質的に変化
する特許請求の範囲第１０項記載の装置。
（１４）前記ボーリングストリングはボーリングヘッド
に自重駆動力を与えるよう中実の金属ロッド部分を含む
、特許請求め範囲第１０項記載の装置。
（１５）駆動用流体チャンバからシールされたボーリン
グ用流体チャンバと、前方端にて液圧ジェットタイプの
ボーリングヘッドと連通し、前記駆動用流体チャンバか
らシールされたボーリングストリングとから成るボーリ
ングシステムを使用して地下の地層内にボアホールを形
成する方法において、（ａ）前記ボーリングストリングの上流端が前記駆動用
流体チャンバに位置し、前記内側通路が前記駆動用流体
チャンバからシールされ、前記ボーリングストリングが
前記駆動用流体チャンバ内の第１摺動シールを通過し、
次に前記ボーリング用流体チャンバ内の第２摺動シール
を通過し、前記ボーリングヘッドは双方のシールの下流
側に位置し、前記内側通路は前記流体ボーリング流体チ
ャンバ内の流体と連通するよう前記ボーリングストリン
グを配置し、（ｂ）前記第１シールの上流にて前記駆動流体チャンバ
内に流体を向け前記ボーリングストリングを下流へ押し
、（ｃ）同時に前記内部通路を通して前記ボーリング用流
体チャンバ内へ流体を向け前記ボーリングヘッドに圧力
を加えて前記ドリルヘッドを地層内へ進入させかつ加圧
流体を地層に加えることから成るボアオール形成方法。
（１６）装置は前記ボーリングストリングの上方端部に
ボーリングストリングの横断面に対して拡大した横断面
のピストン本体を更に含み、更にピストン本体と前記第
２シールの上方の駆動チャンバ手段との第２第３摺動シ
ールを更に含み、前記駆動用流体チャンバ内の前記ピス
トン本体の上流側に流体を向けることにより工程（ｂ）
を達成する特許請求の範囲第１５項記載の方法。
（１７）第１シールの下流でドリルストリングはホイッ
プストックを通過し、このホイップストック内でストリ
ングは方向を変える特許請求の範囲第１５項記載の方法
。
（１８）ラジアルチューブおよび地層は両者の間に比較
的透過性の、すなわち地層のない環状部を画定し、前記
ラジアルチューブの内部および井戸のボアは流体で連通
しており、開いた遠方端を有し、井戸のボアから地層内
へ伸長する中空の産出用ラジアルチューブの内部に砂利
をパックする方法において、砂利パックを形成できる寸法の粒子のスラリーを井戸の
ボアからラジアルチューブの内部を通して前記開遠方端
から環状部内へ流入させ、井戸のボアへ向けて戻し、前
記環状部内に砂利パック粒子のジャケットを形成する砂
利パッキング方法。
（１９）前記井戸のボアは一般に垂直であり、前記ラジ
アルチューブは地層内に一般に水平方向へ伸長する特許
請求の範囲第１８項記載の方法。
（２０）ラジアルチューブを通過するよう前記スラリー
を流す前に前記チューブが地層内に配置された状態でチ
ューブ内に多数の開口を形成することによりラジアルチ
ューブの前方部分に孔開けをする工程を更に含む特許請
求の範囲第１８項記載の方法。
（２１）井戸ケーシングと、井戸ケーシングから地層内
へ伸長する開き中空産出ラジアルチューブを含み、前記
ラジアルチューブの内部および井戸ボアは流体連通して
おり、更に前記ラジアルチューブの外側と周辺の地層と
の間に配置された砂利パック粒子の実質的に連続的な環
状ジャケットを含む油含有地層から油を回収するのに適
した産出装置。
（２２）前記井戸のボアは実質的に垂直であり、前記ラ
ジアルチューブはホイップストック手段と共に実質的に
水平であり、前記ラジアルチューブはホイップストック
手段を通って突出する特許請求の範囲第２１項記載の産
出装置。
（２３）前記ラジアルチューブの遠方端近くの多数の孔
および前記多数の孔に隣接する前記ラジアルチューブ内
に配置されたプラグフィルタ手段とを含み、前記プラグ
フィルタ手段は砂利パックを実質的に阻止できるが流体
は通過する特許請求の範囲第２１項記載の産出装置。
（２４）前記ラジアルパイプからの油を前記地層へ通過
させるが、ジャケットからラジアルパイプへの砂利パッ
クの通過を阻止するようラジアルパイプの孔に隣接して
前記ラジアルパイプ内に配置された中空チューブライナ
ーを更に含む特許請求の範囲第２１項記載の産出装置。
（２５）前記ラジアルチューブはその遠方端へ向って配
置されたポートのアレイを含み、前記ライナーの前方端
は前記ポートアレイに隣接して配置された特許請求の範
囲第２１項記載の産出装置。
（２６）前記ポートアレイに配置され、実質的に砂利パ
ック流の通過を阻止できるが、流体を通過できるプラグ
フィルタ手段を含む特許請求の範囲第２１項記載のシス
テム。
（２７）ラジアル部分がその遠方端に隣接するポートの
アレイを画定し、前記アレイ内のポートは、砂利パック
粒子のスラリーを通過するに充分大きく、井戸のボアを
下方に延長し、このボアから地下の地層内のラジアルボ
ア内へと外側に突出する産出チューブのラジアル部分の
外側に砂利をパックする方法において、液体を通過できるが、砂利パック粒子の通過を実質的に
阻止できる寸法の開口を画定する可撓性チューブから成
るライナーの前方端が前記ポートアレイに隣接またはこ
のポートアレイの後方に位置するよう中空チューブをボ
ーリングパイプを通してそのラジアル部分に進入させ、
水性の砂利パックスラリーをポンプで送り、ライナーを
通過させ、ポートアレイから流出させ、スラリーが前記
ラジアル部分に沿って後方へ移動し、前記ボーリングパ
イプのラジアル部分と前記地層との間に砂利パックのジ
ャケットを形成するまでスラリーを流し続けることから
成る砂利をパックする方法。
（２８）前記ラジアル部分は前記ポートアレイから後方
に延長する附加的ポートを含み、前記スラリーのポンピ
ング中、前記スラリー内の液体は前記ライナーの開口お
よび附加的ポートを通過して前記附加的ポートに隣接す
る砂利パック粒子をスラリー化された状態に保持するの
を助ける特許請求の範囲第２７項記載の方法。
（２９）砂利パックの後に前記ポートアレイに隣接して
前記ラジアルチューブ内に透過性プラグフィルタ手段を
配置し、隣接する地層内の砂利粒子がライナーの内部に
流入することを実質的に阻止するが、油が地層からラジ
アルチューブ内へ通過することを可能とする工程を含む
特許請求の範囲第２７項記載の方法。
（３０）地下の地層内で井戸のボアから延長する導電性
産出用ラジアルチューブ内に隔置された孔を形成する方
法において、（ａ）前記ラジアルチューブを通して電源に接続された
導電性周辺と共に隔置されたポートを画定するポート手
段を備えた細長い中空の孔開けパイプを含む細長い中空
孔開け工具をこの工具の前方端が前記ラジアルチューブ
の遠方端に隣接するまで孔開けすべき導電性産出用ラジ
アルチューブに通過させ、（ｂ）前記ポートの周辺に電流を供給しながら電解溶液
を前記孔開け工具の穴に通過させ、前記ポートから流出
させ前記導電ラジアルチューブの隣接領域へ向けて、前
記隣接領域にて隔置した孔を形成し、（ｃ）前記孔開け工具を抜き取ることから成る隔置した
孔を形成する方法。
（３１）前記ラジアルチューブは一般に垂直の井戸ボア
からホイップストックを通って地層内へ一般に水平に突
出し、前記孔開け工具は可撓性で前記ホイップストック
を通って曲がる特許請求の範囲第３０項記載の方法。
（３２）チューブの壁内に多数の開口を備え、井戸のボ
アから地下の地層内へ延長し、遠方端が開いた孔開き産
出用ラジアルチューブの外側に砂利をパックする方法に
おいて、流体を通過できるが砂利パック粒子は通過できない寸法
の開口を含む細長い中空チューブのライナーを開いた遠
方端が孔開きラジアルチューブに位置するよう設置し、
（ｂ）砂利パックスラリーをポンプ送りしてライナーを
通過させ、ライナーの開いた開端から前記ラジアルチュ
ーブの開端を通して地層内へ流し、井戸のボアへ向けて
戻すよう流し、ラジアルチューブと地層との間に砂利パ
ックの少なくとも部分的ジャケットを形成することから
成る方法。
（３３）（ｃ）ラジアルチューブをその近接端へ向けて
切断する工程を含む特許請求の範囲第３２項記載の方法
。
（３４）軸方向に伸長する可撓性シャフトと、可撓性シ
ャフトに取付けられた複数の軸方向に隔置されたガイド
部材と、各対内の二本のワイヤーがシャフトの両側に位
置する状態でシャフトのまわりに９０°の間隔で設けら
れた２対の軸方向に延長する検出ワイヤーを含み、前記
ワイヤーはガイド部材内の軸方向に整合した開口を自由
に通過し、プローブの曲げに応じて互いに自由に軸方向
に移動し、プローブが曲げられた曲率に対応した出力信
号を発生するよう各対内の二本のワイヤーの相対的軸方
向位置に応答する手段とを含む曲率プローブ。
（３５）ガイド部材はガイド部材を離間した状態に維持
するためガイド部材のうちの隣接する部材間に設けられ
た手段と共に可撓性シャフト上を軸方向に移動自在であ
る特許請求の範囲第３４項記載の曲率プローブ。
（３６）ガイド部材を離間した状態に維持するための手
段は圧縮スプリングを含み、この圧縮スプリングは可撓
性シャフトと同軸状に位置し、ガイド部材の対向面に載
っている特許請求の範囲第３５項記載の曲率プローブ。
（３７）ワイヤーの軸方向位置に応答する手段はワイヤ
ーの各々の一端に接続されたトランスジューサを含む特
許請求の範囲第３４項記載の曲率プローブ。
（３８）トランスジューサはリニア電圧差動トランスで
ある特許請求の範囲第３７項記載の曲率プローブ。
（３９）軸方向に延長する可撓性シャフトおよびシャフ
トのまわりに９０°の間隔で配置された検出ワイヤの２
対を有し、前記ワイヤーは可撓性シャフトから所定の径
方向距離に保持され、プローブの曲げ時に相互に自由に
軸方向移動できるようになっているプローブによりボア
ホールの曲率を測定する方法において、プローブがボアホールの曲率に対応する曲率まで曲げら
れるようプローブをボアホールへ挿入し、可撓性シャフ
トの両側における検出ワイヤーの相対的軸方向位置をモ
ニタしてボアホールの曲率を決定することから成る方法
。