JPS6378086A - 送信装置 - 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〕 本発明は主として石油、天然ガス等の地下資源の掘削時
に地下の情報を検知し、これを地上に伝送する場合等に
用いられる送信装置に関する。

〔従来技術〕

一般に石油等の掘Ｆｉ１時に地下における状況、例えば
地質等の情報は掘削時中掘削孔の保護、掘削すりの排出
、ビットの冷却等を目的として掘削孔内と地上との間で
循環させているマッド（泥水）の成分を調べる、所謂マ
ントロギング法、或いは掘θノ用のドリルストリンゲス
を一旦地上に引上げた後、検層用の計測装置を地中に降
ろして計測を行う方法等によって得ていた。

しかし、これらいずれの方法も掘削中の情報をリアルタ
イムに得ることが出来ないという欠点があった。

このため近年に゛あっては、ドリルビットの近くにドリ
ルストリンゲスの一部を構成するようドリルカラーを設
け、このドリルカラーそれ自体、又はドリルカラーに設
けた放射部をアンテナとし、内蔵するセンサで得たデー
タを電磁波として地中に放射し、これを地上に配した別
のアンテナにて受信し、その受信データに基づき地下の
情報をリアルタイムで検出し、解析し得るようにした所
謂Ｆｌ、Ｈ，Ｄ、（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｗｈ目ｅ
　Ｄｒｒｌｌｉｎｇ）法が提案されている（米国特許第
４４９６１７４号）。

第６図は上記した従来におけるドリルカラーを示す模式
的断面図であり、内部に電子回路等を収納し、ドリルス
トリングの一部を構成するよう厚肉円筒形に形成された
中間ドリルカラー５１の上。

下端に夫々上部ドリルカラー５２、下部ドリルカラー５
３を相互の間に絶縁物５４．５４を介在させて螺合連結
すると共に、中間ドリルカラー５１に内蔵したセンサ（
図示せず）と連繋する給電部（図示せず）を上部、下部
ドリルカラー５２．５３と接続させである。第７図は上
記した構成の等価的回路図であり、６１は絶縁物５４　
、５４にて上、下端ドリルカラー５２゜５３から絶縁さ
れている中間ドリルカラー５１の部分、６２．６３は絶
縁物５４．５４にて相互に絶縁された上部。

下部ドリルカラー５２．５３に相当する上部、下部導体
、Ｅは中間ドリルカラー５１内に収容された電子回路に
よって構成される信号源であり、この信号源Ｅから地下
の情報を地上に送信するために変調された信号を発生し
、上部導体６２と下部導体６３との間に電磁波を生じさ
せることとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところでこのような従来装置にあっては、中間ドリルカ
ラー５１と上、下部ドリルカラー５２．５３とを電気的
絶縁状態に保持する絶縁物５４．５４は両者の蝮条部分
間に介在せしめる構成となっているため、掘削に際して
上部ドリルカラー５２から下部ドリルカラー５３に伝達
されるトルクは絶縁物５４．５４に直接加えられる結果
となり、絶縁物５４．５４が受ける力が極めて大きく、
絶縁物５４自体が破壊、切断され絶縁が損なわれる虞れ
があるという問題があった・ 本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは絶縁物自体には大きな外力を作用
させることなく、しかも有効に地下の情報を電気的信号
として地上に送信せしめ得る一対の環状放射部を備えた
送信装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は金属筒体の外周面に軸長方向に相隔てて環状の
凹所を形成し、この環状の凹所内に絶縁物を隔てて環状
放射部を配設する。

〔作用〕

本発明はこれによって再放射部はいずれも構成が簡略化
され、また金属筒体をトルクの伝達手西として使用する
場合にもトルクが放射部、絶縁物に直接的に外力として
作用することがない。

〔実施例〕

以下本発明を油井の掘削装置に適用した実施例を示す図
面に基づき具体的に説明する。第１図は本発明に係る送
信装置（以下本発明装置という）を適用した油井掘削装
置の模式図であり、図中１はロータリテーブル、２はド
リルストリング、３はビット、４は受信用のアンテナ、
５はドリルカラーを示している。ドリルカラー５の下端
に備えたビット３をドリルカラーをドリルパイプを介し
てロータリテーブル１にて回転させて掘削し、掘削屑は
図示しないマッド循環系にて地上に運搬排出するように
しである。ドリルカラー５はビット３の近くに位置し、
地下の地質等を検出するセンサを内蔵し、また検出した
データを地上に電磁波として送信する放射部を備えてお
り、第２，３図に示す如く構成されている。

第２図はドリルカラーの一部を示す拡大斜視図、第３図
は第２図のＩＩＩ−Ｉ［［線による断面図であり、ドリ
ルカラー５はドリルカラ一本体１０の外周面に絶縁ｖＪ
１３を介在させて夫々環状の放射部１１．１２を配設す
ると共に、ドリルカラ一本体１０の内側に電磁波を放射
させるための給電部１７、変調部１８及び地質等を検出
するセンサ１９等を内蔵して構成され、その上、下端は
ドリルストリング２の一部を構成するよう他のドリルカ
ラーに一連に螺合連結せしめられている。

ドリルカラ一本体１０はドリルパイプ等と同じ材質の金
属製の筒体として構成され、その外周面に上、下端から
軸長方向の中央部近傍まで全周面にわたり所要深さの環
状凹所１０ａ、　１０ｂが形成され、この環状凹所１０
ａ、１０ｂ内にその内周面との間に絶縁物１３を隔てて
環状の放射部１１．１２がドリルカラ一本体１０と接触
しない状態であって、且つその外周面をドリルカラ一本
体１０の外周面と面一とした状態で配設されている。

放射部１１．１２はドリルカラ一本体１０と同じ材質の
金属を用いて円筒形に形成され、その軸長方向寸法は環
状凹所１０ａ、　１０ｂのそれよりも若干小さく、また
外径はドリルカラ一本体ｌＯのそれと等しく、内径は環
状凹所１０ａ、　１０ｂの外径より若干大きく夫々設定
され、内周面及び上、下端面を夫々絶縁物１３、１３に
てドリルカラ一本体１０と絶縁状態に隔てられて環状凹
所１０ａ、１０ｂ内に嵌め込まれ、放射部１１．１２の
対向端部にて給電を兼ねるボルトｌｌｂ、１２ｂを介し
てドリルカラ一本体１０に固定されると共に、連結金具
１４．１５にて上、下方向へ抜は止めされている。ボル
トｌｌｂ、　１２ｂはドリルカラ一本体ＩＯに穿った座
付穴１１ａ、１２ａ及びこれと対向させてドリルカラ一
本体１０に穿った■通孔１０ｃ、　１０ｃを通してドリ
ルカラ一本体１０内に突き出しナツトｌｌｃ、１２ｃに
て緊締しである。ドリルカラ一本体１０に穿った言通孔
１０ｃ内及びナソＦ　１１ｃ＋　１２ｃと対向するドリ
ルカラ一本体１０の内面にも絶縁物１３ａ、　１３ｂが
夫々介在せしめられており、ドリルカラ一本体１０と両
放射部１１．１２との絶縁状態が維持されるようにしで
ある。ポル）Ｉｌｂ、１２ｂの数については、特に限定
するものではなく必要に応じて設定すればよい。

また、各放射部１１．１２をドリルカラ一本体１０に固
定するための他のボルトを必要に応して適所に設けても
よい。

連結金具１４．１５はドリルカラ一本体１０の材料と同
じ金属にて円環状に形成されており、連結金具１４は下
端内周寄りにドリルカラ一本体１０の内周面に形成した
螺条１０ｄと複合する螺条１４ａを、また上端内周面に
は上部に連なる他のドリルカラー等と螺合連結するため
の螺条１４ｂを備え、一方連結金具１５は上端内周寄り
にドリルカラ一本体１０の内周面に形成した螺条１０ｅ
、ｌ！：Ｉａ′合する螺条１５ａを、また下端外周には
下部に連なる他のドリルカラー等と螺合連結するための
螺条１５ｂを備えており、これら連結金具１４．１５に
てドリルカラ一本体１０をドリルストリング２の一部を
構成するよう他のドリルカラー等と一連に連結されてい
る。

第４図は第１〜３図に示した本発明装置の等測的回路図
であり、ドリルカラ一本体１０の外周にこれと絶縁物１
３を介在させて配した放射部１１．１２に信号源Ｅから
検出データを変調した信号が送られ放射部ｌＬ１２を通
じて地中に電磁波が放射されることとなる。

絶縁物１３としては■ガラスクロスに耐熱性の熱可塑性
樹脂を熔融含浸してテープ又はシート状に形成したもの
、■ガラスクロスに耐熱性の熱硬化性４Ｈ脂を含浸して
テープ又はシート状に形成したもの、■耐熱性の熱可塑
性樹脂又は耐熱性の熱硬化性樹脂を材料とするコーテイ
ング材としたもの、■耐熱性の熱可塑性樹脂又は熱硬化
性樹脂にガラス繊維、マイカ、シリカ、　ＳｉＣ等の無
機材料を混入した複合材料、或いは■無機材料のみのも
の、等が用いられる。

なお、■における耐熱性の熱可塑性樹脂としては次のよ
うなものがある。

・ポリエーテルエーテルケトン樹脂（英国ＩＣ１社製：
商品名ビクタレソクスＰＥＥＫ）・ポリエーテルサルホ
ン樹脂（英国ＩＣ１社製：商品名ビクタレノクスＰＥＳ
　） ・ポリフェニレンサルファイド（Ｈ脂（米国フイリノプ
スペトリウム社製：商品名うイドン）・ポリエーテルイ
ミド樹脂（米国ゼネラル・エレクトリック社製：商品名
つルテム） ・全芳香族ポリエステル樹脂（米国Ｄａｒｔｃｏ　Ｍｆ
ｇ。

社製：商品名Ｘｙｄａｒ　、　Ｃｅｌａｎｅｓｅ社＋ｌ
Ｊ１：商品名ヘクトラ、住友化学工業社製：商品名エコ
ノール） ・その他フン素樹脂 また、■における耐熱性の熱硬化性樹脂としてはポリイ
ミド樹脂、トリアジン樹脂、シリコン樹脂 等がある。

更に、■における耐熱性の熱可塑性樹脂のコーテイング
材としては ・ポリエーテルエーテルケトン樹脂 ・ポリフェニレンサルファイド樹脂 ・ポリエーテルイミド樹脂 ・全芳香族ポリエステル樹脂 ・フッ素樹脂 等があり、また、耐熱性の熱硬化性樹脂のコーテイング
材としては ポリイミド４１４脂、シリコン樹脂、（・リアジン杉（
脂 等がある。

■における無機材料のものとしては、ガラス質の粉末と
マイカの粉末の混合物を原料とし、この原料粉末を原料
中のガラス質が軟化して加圧により流動し得る温度に加
熱し、加熱状態で加圧成形して得られる複合材料、所謂
ガラス・マイカ塑造体等であり、このうちガラス粉末と
してはＰｂＯ：１．０モル、Ｂ２Ｏ３：０．２モル以上
、Ｂ２０ｊと５ｉ０２の合量：０．５５モル〜２．０モ
ル、ＺｎＯ２：　０．０１モル〜０．１７モル、Ａｌ２
Ｆ３：　０．０５モル〜０．５モルからなるもの、或い
はＰｂＯ：１．０モル、Ｂ２０３１５ｉｏ２．各０．３
モル、ＺｒＯ２：　ｏ、ｉｏモル〜０．０５モル、Ｔｉ
Ｏ２：　０．０４モル〜０．１０モル、Ａ　Ｉ　Ｆ３：
０．４モルからなるもの等がある。

このような絶縁物１３はテープ又はシート状物として用
いる場合は環状凹所１０ａ、　１０ｂ内に敷設し、また
コーテイング材として用いるときは、放射部１１、１２
に対し、例えば静電粉体塗装法によって、或いは水分散
塗料として付着せしめ、環状凹所１０ａ。

１０ｂに嵌め込んだ後、加熱、加圧処理を施す。

なお塑造体とするときは適宜の金型にて加熱しつつ必要
個所へ加圧充填を行う。

第５図は本発明の他の実施例であって、ドリルカラ一本
体１０の周面に形成した環状凹所１０ａ、　１０ｂ内に
夫々各一対の環状放射部１１．１２を夫々絶縁物１３、
１３を介在させて装着してあり、各環状放射部１１．１
２はいずれもポル）　ｌｌｂ、　１２ｂを介して図示し
ない給電部に接続されている。他の構成は前記第１乃至
４図に示す実施例と同じである。

なお、上述の実施例はいずれも油井の掘削装置に通用し
た場合につき説明したが、何らこれに限るものではなく
、地下から地上への各種情報の送信を行う場合に通用で
きることは言うまでもない。

〔効果〕

以上の如く本発明にあっては一対の放射部は金属筒体の
外周面に形成した凹所内に絶縁物を介在させて嵌め込み
固定しであるから、金属筒体を例えばトルク伝送手段の
一部として用いる場合においても、放射部、絶縁物自体
には直接トルクが外力として作用せず、絶縁物が破壊さ
れる虞れがなく、放射部の構成も簡略化され、長期にわ
たる安定した使用が可能となり、高い信頼性が得られる
など本発明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を掘削装置に通用した構成を示す模式図
、第２図はドリルカラーの拡大斜視図、第３図は第２図
のｍ−ｍ線による断面図、第４図は等価的回路図、第５
図は本発明の他の実施例を示す部分断面図、第６図は従
来装置のドリルカラーの紺断面図、第７図は従来装置に
おけるドリルカラーの等価的回路図である。 １・・・ロークリテーブル　２・・・ドリルストリング
３・・・ビット　４・・・受信用アンテナ　５・・・ド
リルカラー　１０・・・ドリルカラ一本体　１０ａ、　
１０ｂ・・・環状凹所　１１，１２・・・環状放射部　
１１ｂ、１２ｂ・・・ボルト１３・・・絶縁物　１４．
１５・・・連結金具　１７・・・給電部１８・・・変調
部　１９・・・センサ なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第１図 １３・−・杷ａ物 １４，１５　　λ１今↓ 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、地中に降ろされる金属筒体に、相互に絶縁状態に保
   持した一対の放射部を設置し、地下から地上に送信すべ
   く前記放射部を通じて電磁波を地中に放射するようにし
   た送信装置において、前記金属筒体の周面にその軸長方
   向に相隔てて夫々全周にわたる環状凹所を形成し、該環
   状凹所内に絶縁物を隔てて夫々環状放射部を固定したこ
   とを特徴とする送信装置。