JPS6376632A - Underground communication equipment - Google Patents

Underground communication equipment

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Publication number
JPS6376632A
JPS6376632A JP22283686A JP22283686A JPS6376632A JP S6376632 A JPS6376632 A JP S6376632A JP 22283686 A JP22283686 A JP 22283686A JP 22283686 A JP22283686 A JP 22283686A JP S6376632 A JPS6376632 A JP S6376632A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drill pipe
ultrasonic
ultrasonic wave
cavity
underground
Prior art date
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Pending
Application number
JP22283686A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiro Sanemori
実森 彰郎
Shinsuke Ishikawa
石川 新助
Satoru Inoue
悟 井上
Takaaki Maekawa
隆昭 前川
Akira Hisanaga
久永 彰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP22283686A priority Critical patent/JPS6376632A/en
Publication of JPS6376632A publication Critical patent/JPS6376632A/en
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  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

PURPOSE:To surely attain the data transmission with high S/N by converting a signal to be transmitted to an ultrasonic wave, and propagating and transmitting it in a fluid in an underground cavity. CONSTITUTION:In the internal cavity of a tip-most drill pipe 45 in which a transmitting part 90 and a storage container 8 where a measuring instrument 80 for logging is housed are loaded, an ultrasonic wave oscillating means 50 is provided. At a ground side, an ultrasonic wave receiving means 60 is provided at a mud supplying pipe 61 connected to the upper edge of the upper-most drill pipe 45. The cavity in many linked drill pipes 4, 4... is filled with the ultrasonic wave generated from the ultrasonic wave oscillating means 50, the wave is propagated in an upper-most drill pipe 45 direction, namely, to the ground side with the circulated mud as propagation media and received to the ultrasonic wave receiving means 60.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえば検層用計測装置、即ち主として石油
あるいは天然ガス等の採掘用縦坑、即ち油井、ガス井等
を掘削する際に、ドリルパイプ先端部に装着されて坑底
の性状を測定する装置、あるいはその他の地中に埋設さ
れた種々の計測装置のデータを地上へ送信するための通
信装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to, for example, a measuring device for well logging, that is, a vertical shaft for mining oil or natural gas, that is, when drilling an oil well, a gas well, etc. The present invention relates to a device attached to the tip of a drill pipe to measure the properties of the bottom of a pit, or a communication device for transmitting data from various measuring devices buried underground to the surface.

〔従来技術〕[Prior art]

たとえば従来、石油採掘用の油井等の縦坑を掘削する際
に、坑底付近の地質あるいは掘削用ビットに関する種々
の情報を得るには、ドリルパイプを一旦地上に引き上げ
て検査するか、検層用の計測装置を縦坑内に下ろして計
測するか、あるいは掘削中にドリルパイプ上端からビッ
ト先端を経て縦坑内を上方へ循環している泥水(マッド
)の状態、成分を分析するマントロギング(泥水検層)
と呼ばれる手法等が採用されている。
For example, conventionally, when drilling a vertical shaft such as an oil well for oil drilling, in order to obtain various information about the geology near the bottom of the pit or the drilling bit, the drill pipe was first raised above the ground and inspected, or well logging was performed. Either by lowering a measuring device into the shaft to take measurements, or by mant logging, which analyzes the state and components of the mud that circulates upward in the shaft from the top of the drill pipe through the tip of the bit during drilling. logging)
A method called ``is used.

しかし、上述の各手法では、計測に比較的時間を要し、
また掘削中の坑底のデータをリアルタイムで計測するこ
とは困難であった。このような事情から、近年、MWD
(MeasureIIIent While Dril
ling)と呼ばれる手法が開発されている。このMW
Dは端的には、ドリルパイプの坑底に近い先端部にセン
サを備えた検層用計測装置を装着し、得られた種々のデ
ータをたとえば電磁波等を媒介として地上へ送信するこ
とにより、リアルタイムにて坑底の性状(ビットの状態
を含む)を計測し、そのデータを得んとするものである
However, each of the above-mentioned methods requires a relatively long time to measure;
Furthermore, it was difficult to measure the bottom of the hole in real time during excavation. Due to these circumstances, in recent years MWD
(MeasureIIIent While Drill
A method called ling has been developed. This MW
Simply put, D is achieved by attaching a well logging measurement device equipped with a sensor to the tip of a drill pipe near the bottom, and transmitting the various data obtained to the ground via electromagnetic waves, etc., in real time. The objective is to measure the properties of the bottom of the pit (including the condition of the bit) and obtain data.

第4図は一例として、OGJ Report Feb、
21.1983に”5econd−Generatio
n MWD Tool Pa5ses FieldTe
s t”の表題で発表された装置の構成を示す模式図中
、■は掘削リグ、2は地層、3は掘削中の縦坑、即ち油
井、4は図示しない動力源にて回転されてその力をビッ
ト5に伝達するためのドリルパイプであり、掘削深さに
応じて多数が接続されてドリルストリングが形成されて
いる。
Figure 4 shows, as an example, OGJ Report Feb.
21. In 1983 “5econd-Generation”
n MWD Tool Pa5ses FieldTe
In the schematic diagram showing the configuration of the equipment announced under the title "S T", ■ is a drilling rig, 2 is a geological formation, 3 is a vertical shaft being excavated, that is, an oil well, and 4 is a shaft rotated by a power source (not shown). These are drill pipes for transmitting force to the bit 5, and a large number of them are connected to form a drill string depending on the drilling depth.

5は上述の如く地層を掘削するためのビット、6は最先
端の、つまりピント5の直上のドリルパイプ40を底部
41と上部42とに分割して両者を電気的に絶縁するた
めの絶縁カラーである。
5 is a bit for drilling the stratum as described above, and 6 is an insulating collar for dividing the most advanced drill pipe 40 directly above the pinto 5 into a bottom portion 41 and an upper portion 42 and electrically insulating the two. It is.

なお各ドリルパイプ4は円筒状に形成されており、最上
端のドリルパイプ4の上端面から図示しない泥水ポンプ
により加圧泥水が注入されている。
Note that each drill pipe 4 is formed in a cylindrical shape, and pressurized mud water is injected from the upper end surface of the uppermost drill pipe 4 by a mud water pump (not shown).

この泥水は、油井3の壁面の保護、即ち泥水の圧力によ
りその崩壊を防止する目的、あるいはビ。
This muddy water is used to protect the wall of the oil well 3, that is, to prevent it from collapsing due to the pressure of the muddy water.

ト5による坑底掘削の円滑化等の目的で注入される。具
体的には、泥水は各ドリルパイプ4の内部空洞を通じて
最先端のドリルパイプ40からビット5に至り、ビット
5先端から吐出されて多数のドリルパイプ4からなるド
リルストリングと油井3との間隙を上方へ上昇して地表
に至り、回収されるという循環を行う。この地表へ戻っ
た泥水を分析して坑底のデータを得る手法が前述のマッ
ドロギングである。
It is injected for the purpose of facilitating bottom hole excavation by Specifically, muddy water reaches the bit 5 from the most advanced drill pipe 40 through the internal cavity of each drill pipe 4, is discharged from the tip of the bit 5, and fills the gap between the drill string consisting of a large number of drill pipes 4 and the oil well 3. It rises upwards, reaches the surface of the earth, and is collected, forming a cycle. The aforementioned mud logging is a method of analyzing the muddy water that returns to the surface and obtaining data on the bottom of the mine.

また図中において破線にて囲繞した範囲7は、最先端の
ドリルパイプ40の底部41と上部42及びそれ以上の
位置の各ドリルパイプ4と絶縁カラー6とにより形成さ
れるダイポールアンテナを示している。そして、8は最
先端のドリルパイプ40の底部41側の内部空洞に取付
けられた格納容器である。
Furthermore, in the figure, a range 7 surrounded by a broken line indicates a dipole antenna formed by the bottom 41 and top 42 of the most advanced drill pipe 40 and the respective drill pipes 4 and the insulating collar 6 at positions above that. . 8 is a containment vessel attached to the internal cavity on the bottom 41 side of the most advanced drill pipe 40.

この格納容器8内には検層用計測装置80及びこの検層
用計測装置80にて得られたデータを通信するための通
信装置の送信部90が収納されている。
This storage container 8 houses a well logging measuring device 80 and a transmitter 90 of a communication device for communicating data obtained by the well logging measuring device 80.

検層用計測装置80は、掘削中の油井3の坑底及びビッ
ト5に関する種々の性状、たとえば温度。
The well logging measurement device 80 measures various properties, such as temperature, regarding the bottom of the oil well 3 and the bit 5 during drilling.

圧力、振動9回転トルク等をそれぞれ測定するセンサ等
からなる。また通信装置の送信部90は、検層用計測装
置80により得られたデータを、変調・増幅して上述の
ダイポールアンテナ7から一点破線にて示すような電磁
波として出力するための送信回路等にて構成されている
It consists of sensors that measure pressure, vibration, 9-rotation torque, etc. Further, the transmitter 90 of the communication device is connected to a transmitter circuit or the like that modulates and amplifies the data obtained by the well logging measurement device 80 and outputs it as an electromagnetic wave as shown by the dotted line from the above-mentioned dipole antenna 7. It is composed of

一方、地上には通信装置の受信部を構成するアンテナ1
0.アンプ11.信号処理部12等が設けられている。
On the other hand, on the ground is an antenna 1 that constitutes a receiving section of a communication device.
0. Amplifier 11. A signal processing section 12 and the like are provided.

具体的には、直線状のアンテナ10が油井3をほぼ中心
として張られており、このアンテナ10にて受信された
電磁波はアンプ11に出力される。
Specifically, a linear antenna 10 is extended approximately centered on the oil well 3, and electromagnetic waves received by this antenna 10 are output to an amplifier 11.

このアンプ11はアンテナ10から与えられた信号を増
幅して信号処理部12に出力する。信号処理部12は、
アンプ11の出力信号を復調し、坑底のデータ、即ち格
納容器8内に収納されている検層用計測装置80により
測定されたデータを再生する。
This amplifier 11 amplifies the signal given from the antenna 10 and outputs it to the signal processing section 12. The signal processing unit 12
The output signal of the amplifier 11 is demodulated to reproduce the data at the bottom of the pit, that is, the data measured by the well logging measuring device 80 housed in the containment vessel 8.

第5図は、上述のダイポールアンテナ7の部分を拡大し
て示した最先端のドリルパイプ4oの縦断面図であり、
格納容器8内に収納された送信部90から最先端のドリ
ルパイプ4の絶縁カラー6により電気的に絶縁された底
部41及び上部42それぞれに導線CI、 C2が接続
されてダイポールアンテナ7が構成されている。
FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of the most advanced drill pipe 4o showing an enlarged view of the above-mentioned dipole antenna 7.
A dipole antenna 7 is constructed by connecting conductive wires CI and C2 from a transmitter 90 housed in the containment vessel 8 to the bottom 41 and top 42 of the most advanced drill pipe 4, which are electrically insulated by the insulating collar 6, respectively. ing.

このような従来の装置は、以下のように動作する。Such conventional devices operate as follows.

掘削リグ1がドリルパイプ4,4・・・からなるドリル
ストリングを回転させると、最先端のドリルパイプ40
の先端に取付けられているビット5も回転するので、ビ
ット5により油井3の底部の地層2が掘削される。この
際、最先端のドリルパイプ40の底部41に取付けられ
た格納容器8内の検層用計測装ff80はセンサにて坑
底の地層2の性状あるいはビット5の状態を測定し、こ
の結果得られたデータを送信部90にて変調・増幅し、
5〜60Hzの交流信号としてドリルパイプ4を絶縁カ
ラー6にて電気的に絶縁したダイポールアンテナ7に印
加する。これにより、ダイポールアンテナ7からは図に
一点破線にて示す如く電磁波が放射される。
When the drilling rig 1 rotates the drill string consisting of drill pipes 4, 4..., the most advanced drill pipe 40
Since the bit 5 attached to the tip of the oil well 3 also rotates, the stratum 2 at the bottom of the oil well 3 is excavated by the bit 5. At this time, the well logging measurement device ff80 in the containment vessel 8 attached to the bottom 41 of the most advanced drill pipe 40 measures the properties of the stratum 2 at the bottom of the well or the state of the bit 5 using a sensor, and the results are obtained. The transmitted data is modulated and amplified by the transmitter 90,
An alternating current signal of 5 to 60 Hz is applied to a dipole antenna 7 electrically insulated from the drill pipe 4 by an insulating collar 6. As a result, electromagnetic waves are radiated from the dipole antenna 7 as shown by dotted lines in the figure.

なお、ダイポールアンテナ7に印加される周波数が60
Hzの場合、空中での波長に換算すると50001と極
めて長波長になる。
Note that the frequency applied to the dipole antenna 7 is 60
In the case of Hz, when converted to a wavelength in the air, it is an extremely long wavelength of 50,001 cm.

一方地上では、ダイポールアンテナ7から放射され地層
2中を伝播して来た電磁波は直線状のアンテナ10によ
り受信され、アンプ11にて増幅され、信号処理部12
にてデータとして再生される。
On the ground, on the other hand, the electromagnetic waves radiated from the dipole antenna 7 and propagated through the stratum 2 are received by the linear antenna 10, amplified by the amplifier 11, and then sent to the signal processing unit 12.
It is played back as data.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、上述のような構成の従来の通信装置では、地
中通信という観点から極めて長波長の電磁波をデータ送
信の媒体として使用しているので、高効率のA波長の送
信及び受信アンテナを得ることが難しい。このため、受
信された信号のS/Nが極めて低くなり、従ってデータ
の正確な伝達が困難である。
By the way, in the conventional communication device having the above-mentioned configuration, from the viewpoint of underground communication, electromagnetic waves with extremely long wavelengths are used as a data transmission medium, so it is difficult to obtain highly efficient A-wavelength transmission and reception antennas. is difficult. Therefore, the S/N of the received signal becomes extremely low, making it difficult to accurately transmit data.

また、電磁波の伝播途中に含水率が高い地層が介在して
いると、電磁波が著しく減衰されてS/Nがより一層低
下するという問題があるが、ダイポールアンテナ7とし
てのドリルパイプ4の周囲には泥水が存在するため、こ
こでまず電磁波の減衰が生じる。
Furthermore, if there is a stratum with high water content intervening during the propagation of electromagnetic waves, there is a problem that the electromagnetic waves will be significantly attenuated and the S/N will further decrease. Since there is muddy water, electromagnetic waves are first attenuated here.

更に、最先端のドリルパイプを絶縁カラーにより二分割
してダイポールアンテナとして使用する構成を採ってい
るので、絶縁カラーの部分でドリルパイプあ機械的強度
が低下する等の問題がある。
Furthermore, since the most advanced drill pipe is divided into two by an insulating collar and used as a dipole antenna, there are problems such as a decrease in the mechanical strength of the drill pipe at the insulating collar.

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり
、送信すべき信号を超音波に変換し、これを地中の空洞
としてのドリルパイプ4内部に満たされている流体、た
とえば泥水を媒体として伝播させることにより、高S/
Nにて確実にデータ送信可能で且つドリルパイプの機械
的強度を損なうこともない地中通信装置の提供を目的と
する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and converts a signal to be transmitted into an ultrasonic wave, and converts the signal to an ultrasonic wave into an ultrasonic wave to transmit a fluid, such as muddy water, that is filled inside the drill pipe 4 as an underground cavity. By propagating as a medium, high S/
The purpose of the present invention is to provide an underground communication device that can reliably transmit data over N and does not impair the mechanical strength of a drill pipe.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の地中通信装置は、たとえば泥水が循環されてい
るドリルパイプ等の如き、流体が満たされている地中の
空洞内に超音波の発振手段と受信手段とを位置せしめ、
両者間にて送信すべき信号を超音波に変換して送信する
構成としている。
The underground communication device of the present invention locates an ultrasonic oscillating means and a receiving means in an underground cavity filled with fluid, such as a drill pipe in which muddy water is circulated,
The configuration is such that a signal to be transmitted between the two is converted into an ultrasonic wave and then transmitted.

〔作用〕[Effect]

本発明の地中通信装置では、送信されるべき信号は超音
波に変換されて地中の空洞内の流体中を伝播されること
により送信されるので、高S/Nにて確実にデータ送信
が行われる。
In the underground communication device of the present invention, the signal to be transmitted is transmitted by being converted into an ultrasonic wave and propagated through the fluid in the underground cavity, so data can be reliably transmitted with high S/N. will be held.

(実施例〕 以下、本発明をその実施例を示す図面に従って詳述する
(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing examples thereof.

第1図は本発明に係る地中通信装置の構成を示す模式図
である。なお、前述の従来例の説明図と同一の構成部材
または相当する部材には同一の参照符号を付しである。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an underground communication device according to the present invention. Note that the same reference numerals are given to the same constituent members or corresponding members as in the explanatory diagram of the conventional example described above.

図中4はドリルパイプであり、前述の従来技術に於ける
と同様に多数が接続されてドリルストリングが形成され
ており、その最先端のドリルパイプ40の先端に装着さ
れたビット5により地N2に縦坑である油井3が掘削さ
れている。
Numeral 4 in the figure is a drill pipe, and a large number of drill pipes are connected to form a drill string as in the prior art described above, and a bit 5 attached to the tip of the most advanced drill pipe 40 is used to drill the ground N2. Oil well 3, which is a vertical shaft, is being drilled.

そして、本発明では、たとえばビット5直上の、即ち本
発明装置の送信部90及び検層用計測装置80が収納さ
れている格納容器8が装着されている最も先端のドリル
パイプ40の内部空洞に超音波発振手段50が備えられ
ている。
In the present invention, for example, the inner cavity of the drill pipe 40 at the tip end directly above the bit 5, that is, where the containment vessel 8 in which the transmitter 90 of the device of the present invention and the logging measuring device 80 are installed, is provided. Ultrasonic oscillation means 50 is provided.

また、地上側には、最上端のドリルパイプ45の上端に
接続された泥水供給管61に超音波受信手段60が備え
られている。なお、他の構成は前述の従来例と基本的に
は同様である。
Further, on the ground side, an ultrasonic receiving means 60 is provided in a mud water supply pipe 61 connected to the upper end of the uppermost drill pipe 45. Note that the other configurations are basically the same as those of the prior art example described above.

第2図は最先端のドリルパイプ40に備えられている超
音波発振手段50の構成を示すためのドリルパイプ40
の縦断面図である。
FIG. 2 shows a drill pipe 40 showing the configuration of an ultrasonic oscillation means 50 provided in the most advanced drill pipe 40.
FIG.

最先端のドリルパイプ40には、前述の従来例と同様に
その内部空洞内に堆付けられた格納容器8内に検層用計
測装置80及び本発明の地中通信装置の送信部90が収
納されている。そして、最先端のドリルバイブ40内面
の、検層用計測装置80及び送信部90が収納されてい
る格納容器8の上端部よりやや上側の位置には超音波発
振手段50が備えられている。この超音波発振手段50
は、最先端のドリルパイプ40の内面壁から中央部へ向
けて対向して突出された一対の絶縁性支持体51.51
及び適宜の間隙を介して対向するように両絶縁性支持体
51゜51の先端に取付けられた電極52.52、更に
本発明装置の送信部90内の発振器と両電極52.52
それぞれとを接続する導線53.53とからなる。
In the most advanced drill pipe 40, a logging measurement device 80 and a transmitting unit 90 of the underground communication device of the present invention are housed in a containment vessel 8 built into the internal cavity, similar to the conventional example described above. has been done. An ultrasonic oscillation means 50 is provided on the inner surface of the most advanced drill vibe 40 at a position slightly above the upper end of the containment vessel 8 in which the logging measuring device 80 and the transmitter 90 are housed. This ultrasonic oscillation means 50
A pair of insulating supports 51 and 51 are opposed to each other and protrude from the inner wall of the most advanced drill pipe 40 toward the center.
and electrodes 52 and 52 attached to the tips of both insulating supports 51 and 51 so as to face each other with a suitable gap in between;
It consists of conducting wires 53 and 53 connecting each.

一方、超音波受信手段60は第1図にその構成が示され
ている如く、最上端のドリルパイプ45の上端部に接続
された泥水供給管61の先端寄り部分、即ち最上端のド
リルパイプ45に近い位置の内部にたとえば圧電素子等
を固定して構成されている。
On the other hand, as the configuration of the ultrasonic receiving means 60 is shown in FIG. For example, a piezoelectric element or the like is fixed inside the device at a position close to the device.

この泥水供給管61内に取付けられている超音波受信手
段60の出力は本発明装置の受信部の入力部を構成する
アンプ11に与えられている。
The output of the ultrasonic receiving means 60 installed in the muddy water supply pipe 61 is given to an amplifier 11 constituting the input section of the receiving section of the apparatus of the present invention.

なお、図中65は直接的には最上端のドリルパイプ45
を回転させるための駆動機構であり、これにより総ての
ドリルパイプ4、即ちドリルストリング全体及びん5が
回転される。ところで、最上端のドリルパイプ45はこ
の駆動機構65にて回転されるが、最上端のドリルパイ
プ45と泥水供給管6】とは、両者の相対的な回転が可
能な継手62にて接続されている。従って、泥水供給管
61は地表面に対して回転しない。
Note that 65 in the figure directly refers to the drill pipe 45 at the top end.
This is a drive mechanism for rotating all the drill pipes 4, that is, the entire drill string 5. By the way, the drill pipe 45 at the top end is rotated by this drive mechanism 65, but the drill pipe 45 at the top end and the muddy water supply pipe 6 are connected by a joint 62 that allows relative rotation between the two. ing. Therefore, the muddy water supply pipe 61 does not rotate relative to the ground surface.

また、泥水の通流方向は図中に一点破線にて示されてお
り、油井3の上端に還流した泥水は排水バイブロ3から
排出される。
Further, the flowing direction of muddy water is indicated by a dotted line in the figure, and the muddy water that has returned to the upper end of the oil well 3 is discharged from the drainage vibro 3.

以上のような構成の本発明装置の動作について以下に説
明する。
The operation of the apparatus of the present invention having the above configuration will be explained below.

最先端のドリルパイプ40に収納されている検層用計測
装置80により得られた図示しないセンサの測定信号は
たとえばデジタル量に変換され、更に2値の数値列に変
換される。そしてこの数値列に基づいて、本発明装置の
送信部90はパルス的な信号を超音波発振手段50に出
力する。これにより、超音波発振手段50は両電極52
.52間に電圧をパルス的に印加してスパークを生して
超音波を発生する。
A measurement signal from a sensor (not shown) obtained by a well logging measuring device 80 housed in the most advanced drill pipe 40 is converted into a digital quantity, for example, and further converted into a binary numerical value string. Based on this numerical value sequence, the transmitter 90 of the apparatus of the present invention outputs a pulse-like signal to the ultrasonic oscillation means 50. As a result, the ultrasonic oscillation means 50
.. A voltage is applied in pulses between 52 to generate sparks and generate ultrasonic waves.

このようにして超音波発振手段50から発生された超音
波は、多数連結されたドリルパイプ4,4・・・内の空
洞に満たされ、一点破線にて示されている如く循環され
ている泥水を伝播媒体として最上端のドリルパイプ45
方向へ、即ち地上側へ伝播され、超音波受信手段60に
受信される。
The ultrasonic waves generated by the ultrasonic oscillating means 50 in this manner fill the cavities within the drill pipes 4, 4, which are connected in large numbers, and circulate muddy water as shown by the dotted line. the uppermost drill pipe 45 as a propagation medium.
direction, that is, to the ground side, and is received by the ultrasonic receiving means 60.

圧電素子にて構成される超音波受信手段60は、受信し
た超音波を電圧の変化として出力するので、この電圧信
号を本発明装置の受信部を構成するアンプ11にて増幅
し、適宜の信号処理装置にて処理すれば、油井3の坑底
の種々の情報を地表にて得ることが可能になる。
The ultrasonic receiving means 60 composed of a piezoelectric element outputs the received ultrasonic wave as a voltage change, so this voltage signal is amplified by the amplifier 11 which constitutes the receiving section of the device of the present invention, and an appropriate signal is generated. By processing with a processing device, it becomes possible to obtain various information on the bottom of the oil well 3 on the ground surface.

次に本発明の他の実施例について説明する。第3図はそ
の超音波発振手段50の構成を示す模式図である。
Next, other embodiments of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the ultrasonic oscillation means 50.

この実施例では、検層用計測装置80及び本発明装置の
送信部90を収納している格納容器8の上端部、即ち地
上面側の部分に輪生の角状の二本の電極棒55.55を
突出させ、これらの電極棒55.55の先端に適宜の間
隙が生じるようにして電極52.52をそれぞれ取付け
ることにより、超音波発振手段50としてのスパークギ
ャップを構成しである。なお、両電極棒55.55が送
信部90内の発振器に接続されていることは言うま゛で
もない。
In this embodiment, two horn-shaped electrode rods 55 are attached to the upper end of the containment vessel 8, which houses the logging measurement device 80 and the transmitter 90 of the device of the present invention, that is, the portion on the ground surface side. A spark gap as the ultrasonic oscillation means 50 is constructed by protruding the electrode rods 55 and 55 and attaching the electrodes 52 and 52 to each other so that an appropriate gap is created at the tips of the electrode rods 55 and 55. It goes without saying that both electrode rods 55 and 55 are connected to an oscillator within the transmitter 90.

この実施例の動作は前述の実施例と全く同様である。し
かし、前述の実施例では最先端のドリルパイプ40の内
部空洞に絶縁性支持体51.51を取付ける等して超音
波発振手段50を別途取付け、これと格納容器8内に収
納された本発明装置の送信部90との間を導線53.5
3にて接続する必要があるのに対して、本実施例では超
音波発振手段50全体が格納容器8に一体的に取付けら
れているので、格納容器8を最先端のドリルパイプ40
に取付けることが容易になる。
The operation of this embodiment is exactly the same as the previous embodiment. However, in the above-mentioned embodiment, the ultrasonic oscillation means 50 is separately attached by attaching an insulating support 51, 51 to the internal cavity of the most advanced drill pipe 40, and this and the present invention housed in the containment vessel 8. A conductor 53.5 is connected between the transmitter 90 of the device and
3, whereas in this embodiment the entire ultrasonic oscillation means 50 is integrally attached to the containment vessel 8, the containment vessel 8 is connected to the most advanced drill pipe 40.
Easy to install.

なお上記実施例では、油井、ガス井等を掘削するための
縦坑掘削用の設備における実施例を示したが、他にたと
えば地下水等にて満たされていれば、下水道管敷設等の
ための横孔掘削用の設備、あるいは地下に埋設されてい
る地震針等からデータを送信するための設備等にも適用
可能である。
In the above embodiment, an example was shown for the equipment for excavating a vertical shaft for drilling oil wells, gas wells, etc. However, if the equipment is filled with underground water, etc., it can be used for laying sewer pipes, etc. It can also be applied to equipment for horizontal hole drilling, equipment for transmitting data from seismic needles, etc. buried underground.

また上記実施例では地中側から地表側へ信号を送信する
例について説明しであるが、地表側から地中側へ、ある
いは双方向の信号送信も可能であることは言うまでもな
い。
Further, in the above embodiment, an example is explained in which a signal is transmitted from the underground side to the earth surface side, but it goes without saying that signal transmission from the earth surface side to the underground side, or bidirectional signal transmission is also possible.

更に上記実施例では、多数のドリルパイプ4.4・・・
からなるドリルストリング内の空間に満たされた泥水を
媒体として超音波を伝播させるようにしているが、通常
の水等の液体あるいは空気等の気体でもよいことは勿論
である。
Furthermore, in the above embodiment, a large number of drill pipes 4.4...
Although the ultrasonic waves are propagated using muddy water as a medium that fills the space within the drill string, it goes without saying that ordinary liquid such as water or gas such as air may also be used.

〔効果〕〔effect〕

以上のように本発明によれば、地中の空洞に満たされた
流体を媒体として信号を超音波の形で伝播するようにし
ているので、導電体を絶縁層にて部分したアンテナにて
発生される電磁波を媒体とする従来装置に比して、地上
での受信感度が高く、高S/Nであり、また導電体とし
てのドリルパイプの機械的強度を損ねる虞もない。
As described above, according to the present invention, signals are propagated in the form of ultrasonic waves using the fluid filled in the underground cavity as a medium. Compared to conventional devices that use electromagnetic waves as a medium, the receiving sensitivity on the ground is high, the S/N is high, and there is no risk of damaging the mechanical strength of the drill pipe as a conductor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の地中通信装置の構成を示す模式図、第
2図はその超音波発振手段の構成を示す模式図、第3図
は本発明の他の実施例の超音波発振手段の構成を示す模
式図、第4.5図は従来技術の説明図である。 2・・・地層  3・・・油井  4・・・ドリルパイ
プ5・・・ピント11・・・アンプ  5o・・・超音
波発振手段  60・・・超音波受信手段  9o・・
・送信部なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示
す。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an underground communication device of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of its ultrasonic oscillation means, and FIG. 3 is an ultrasonic oscillation means of another embodiment of the present invention. FIG. 4.5 is an explanatory diagram of the prior art. 2... Geological formation 3... Oil well 4... Drill pipe 5... Pinto 11... Amplifier 5o... Ultrasonic oscillation means 60... Ultrasonic reception means 9o...
- Transmitter unit Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、地中の空洞内に満たされた流体を介して送信器から
受信器へ信号を送信する地中通信装置において、 前記空洞内の流体中に位置せしめられ、前記送信器の信
号出力を超音波に変換出力する超音波発振手段と、 前記空洞内の流体中に位置せしめられ、前記超音波発振
器から発せられる超音波を受信して電気信号に変換して
前記受信器に与える超音波受信手段と を備えたことを特徴とする地中通信装置。 2、地中の空洞は地山掘削用ドリルパイプの内部空洞で
あり、流体は前記ドリルパイプの内部空洞に満たされた
泥水である特許請求の範囲第1項記載の地中通信装置。 3、超音波発振手段は、スパークギャップである特許請
求の範囲第1項記載の地中通信装置。
[Claims] 1. An underground communication device that transmits a signal from a transmitter to a receiver via a fluid filled in an underground cavity, wherein the underground communication device is located in the fluid in the cavity, and the transmission an ultrasonic oscillator that converts and outputs a signal output from the ultrasonic oscillator into an ultrasonic wave; and an ultrasonic oscillator positioned in the fluid in the cavity that receives the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillator and converts it into an electrical signal. What is claimed is: 1. An underground communication device characterized by comprising: ultrasonic receiving means for transmitting ultrasonic waves to the user. 2. The underground communication device according to claim 1, wherein the underground cavity is an internal cavity of a drill pipe for excavating earth, and the fluid is muddy water filling the internal cavity of the drill pipe. 3. The underground communication device according to claim 1, wherein the ultrasonic oscillation means is a spark gap.
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