JPS63282683A - 液体を含む坑井中に使用するためのチューブ波減衰方法および装置 - Google Patents

液体を含む坑井中に使用するためのチューブ波減衰方法および装置

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JPS63282683A
JPS63282683A JP63055915A JP5591588A JPS63282683A JP S63282683 A JPS63282683 A JP S63282683A JP 63055915 A JP63055915 A JP 63055915A JP 5591588 A JP5591588 A JP 5591588A JP S63282683 A JPS63282683 A JP S63282683A
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attenuator
inflatable
wellbore
bladder
liquid column
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JP63055915A
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English (en)
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スティーヴン　ヴィー　チェルミンスキー
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Teledyne Bolt Inc
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Bolt Technology Corp
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    • E21B47/01—Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
    • E21B47/017—Protecting measuring instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
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    • G—PHYSICS
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    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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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、液体な含む坑井を囲む地殻の構造の地震調査
に関し、特に強力な音響インパルスが坑井中の液中に下
げられた音源によって発生され音源に隣接した坑井の壁
に音響インパルスを浸透させ、周囲の構造を通して受振
器（ジオフォーン）に伝搬させ、地殻構造を通って伝搬
した後受振器に達した音響インパルスに応答してそれぞ
れの受振器によって発生した電気信号を記録し分析する
ような形式の調査に関する。
このような地震調査において出合う問題は、液体が充填
されている坑井のボアは、坑井の内部表面が導波管とし
て働くようなチューブ波の良好な伝導体であることから
生じる。したがって、比較的強力なチューブ波が、音源
が発射される毎に、音源から下方および上方に坑井に沿
って伝搬する。
坑井のボアに沿って下方に伝搬するこれらのチューブ波
が坑井の下面（底面）、すなわち液体が充填されている
坑井のボアの不連続面に達すると、チューブ波は強く反
射され、これらのチューブ波エネルギのかなりの蚤が坑
井中の不連続面から地殻の構造を通して伝段する圧縮波
に変換される。
同様に、液体が充填されたボアに沿って伝搬するこれら
のチューブ波が液体の上面に達すると、チューブ波は強
く反射され、これらのエネルギのかなりの量が液柱の上
面から地殻の構造に伝搬する圧縮波に変換される。
液柱の下面および工面および坑井内の他の不連続面から
地殻の構造を通って外方に伝搬するこれらの圧縮波、す
なわち音（音響）波は二次前（音響）波と呼ばれ、それ
らはインパルス性（衝撃性）エネルギ（音）源から直接
伝搬する圧縮波より遅い時刻に受振器に達する。インパ
ルス性エネルギ源から直接伝達するせん断波は約半分の
速度で圧波は受振器からの信号の記録を望ましくない信
号と混乱させる。したがって望ましくない信号は、最終
的な画像表示の前に、記録の処理中除去されなければな
らない。
液体が充填されている坑井のボアに沿って音源から下方
または上方に伝搬するチューブ波は坑井のボアの側壁に
沿って案内され、これらのチューブ波の粒子運動が坑井
の液およびケーシングまたは岩の隣接する固体物質の両
方の内部で発生し、”ストーンレイ波”の性質を有する
。
本発明の目的は、液柱に沿って下方または上方に音源か
ら伝搬するチューブ波を減衰するように坑井の液中に下
げられた音源と共に使用するためのチューブ波減衰方法
および装置を提供することにある。
本発明を実行する際に、１つの実施例においては、膨張
可能なＸ１￥器を坑井中の液柱中に下げ、加圧→ガスを
膨張可能な減衰器に供給する方法が、坑井中の液柱の望
ましくないチューブ波を減衰するために設けられている
。加圧ガスの減衰器への供給は坑井の液柱の減衰器近く
の周囲圧力に少なくとも等しいようにＡ整されろ、イン
パルス性エネルギ源は地震調査の目的のために発射され
るように、膨張可能な減衰器より上方に坑井中に下げら
れる。液柱に沿って下方に伝搬するチューブ波は、坑井
の液柱に沿って下方に伝搬するチューブ波の結果として
生じるような坑井の不連続面および坑井の下面から発散
する二次音響波を防止するかまたは最少にするために、
坑井の下面に達する前に減衰器によって減衰される。
減衰器は、坑井中の不連続面および液柱の上面から二次
波が伝搬すれないように液柱に沿ってエネルギ源から上
方に伝搬するチューブ波を減衰するためにエネルギ源の
上方に設けられてもよい。
上方の減衰は、液柱の上部部分に気泡を発生することに
よっても得られる。このような気泡は膨張可能な減衰器
に加圧ガスを供給する供給源とは別個の供給源から与え
られることもできる。さらに、加圧ガスは膨張可能な減
衰器から液柱に解放されて膨張可能な減衰器の内部圧力
を周囲の液体圧力に対して所定の差を越えないようにし
て、膨張可能な減衰器が坑井重紙いところから高いとこ
ろに上げられろとき、膨張可能な減衰器に対する損傷を
防止する。
好ましくは、本発明のチューブ波減衰装置および方法は
坑井中発射したエネルギ源から発散してであり、他の坑
井または同一の坑井の周囲に配置した受振器に達する音
源からの地殻構造中を直接伝搬する所望の圧縮波および
せん断波に対する干渉または混乱を防止しまたは最少に
するものである９本発明の装＝および方法は前述の混乱
をなくすように生じた二次信号をなくすかまたは最少に
する。
次に、図面を参産して本発明を説明する。
先行技術の開題を記載するために用いる第１図を最初に
参照すると、地殻に穿孔した坑井１０は、上面１６およ
び坑井の下瑞における。底面１８を持つ液柱１４３含ん
でいろ。この坑井は開口１７を有し、ケーシングまたは
スチール製ライナ１９を含んでも含まなくて屯、よい。
本発明はいずれの場合にも適用できる。例えば私の米Ｉ
Ｂ：ｌ特許３，９９７．０２１号および４，４７２．７
０４号に開示するような海中地震エアガン（空気５りお
よび（または）私の米国特許４，２３４，０５２号に開
示するようなハイドロガン（液圧銃）のようなインパル
スの（衝撃性）エネルギ源２０がケーブルまたはライン
２２から吊り下げられている。この音エネルギ源は発射
されている状態で示されており、圧縮波およびせん断波
を含む地震波２４を発生し、地震波はエネルギ源からあ
らゆる方向に発散し坑井１０の壁に斗イ計経路矢−印２
６によって示すようにそのまわりの地殻構造２５を通っ
て移動し、地表１２にある受振して受振器によって発生
した電気信号を記ｊ、Ｔｈ　Ｌ分析するためのものであ
る。
受振器２８は坑井関口のまわりの地表および近くの谷の
斜面のような異なったまたはがなり低い箇所の地表に配
置されてもよいものである。受振器２８は、また坑井１
０に比較的近くに位置している液体を含む坑井に配置さ
れてもよい。この場合、受振器２８は浸せきするのに適
したものであり、水中聴音器（ハイドロフォーン）とし
て構成されたものである。矢印２６で示す経路を介して
エネルギ源２０から直接伝搬される波２４は受振器また
は水中聴音器２８に達する望ましい一次波２７である。
これらの望ましい一次波が受振器または水中聴音器２Ｓ
に達する前に、これらの−次波２７は種々の地質累層２
９．３０および３１によって反射され屈折されることに
留意すべきである。このように、各受振器に達する際の
これらの一次波によって伝搬される経路２６（多重経路
）は通常真直ではない、しかし、波２７は、それらがエ
ネルギ源２０から直接発生されたものであり、圧３波お
よびそれより遅く伝搬するぜん断波を含むので、パ−次
波“と考えられる。矢印２６は説明の便宜上真直なもの
として表示しである。
液柱１４はち′Ｃ＃壁と共にチューブ波の良好な導伝体
として働き、坑井孔は導波管く波ガイド）として働くの
で、矢印３２で示す強力なチューブ波が坑井１０の底に
向かって伝授され、底１８から反射され、いわゆる二次
音波３３を発生し、二次音波は矢印３４で示すように坑
井底１８から発散する０強力なチューブ波がまた矢印３
うによって示すように液柱に沿ってエネルギ源２０から
上方に液柱１４の頂部にまで伝搬し、下方に反射される
が、この反射中、圧縮波（音波または音響波）のかなり
の量が矢印の経路３８で示すように二次波３６として外
方および下方に伝搬する。このような二次波は地面１２
の１つまたはそれ以上の累層２９によって反射され、ま
たは屈折されて受振器２８に達する。これらの二次音波
３３および３６は、−次音波２７に追加的なおよび異な
ったモーメントにおいて受振器に達する音響エネルギの
無視できないユｆ−表す、したがって、これらの二次音
波３３および３６が受振器に記録した信号を望ましくな
い信号と混乱させ、これらの望ましくない信号は、地殻
構造２５に関連する最終的なグラフ表示がなされる前の
記録の処理中除去されなければならない。望ましくない
信号の除去および補償は困難な時開を浪費するプロセス
であり、達成が容易でなくまたは部分的にしか達成でき
ないものである。したがって、本発明は、チューブ波３
２および３５が液柱の底面１８および上面１６に達する
前に、液柱１４中のチューブ波３２および３５を減衰す
ることに向けられたものであり、好ましくはエネルギ２
０に比較的近い位置でチューブ波を減衰することに向け
られたものである。
第２図は膨張可能な減衰器４０を示し、減衰器は円形円
筒スチールハウジングまたはゲージング４２を有し、ハ
ウジング４２は坑井１０の内径よりわずかに小さい外径
を有しその全長にわたって孔または開口４４が穿孔され
ている。孔付円筒状ハウジング４２は、例えばポリエス
テル１Ｂ　？Ｎまたはケブラー繊維のような強化繊維で
補強した、例えばネオプレンゴム、ニトリルゴム、シリ
コーンゴムポリウレタンのようなエラストマー材料のゴ
ムまたは重合体伸長可能な材料の適当な材料から作られ
た膨張可能な浮き袋４６を囲んでいる。浮き袋の端は各
縮径端における取付は具４５で終わつている９浮き袋４
６の弾性壁は縮径上端取付は具４５のすぐ下方で４３で
示すように下方外方に拡がっている。同様に、浮き袋４
６の下端において、縮径下端取付は具４５のすぐ上方で
、４３”で示すように浮き袋壁の上方外方の拡がりがあ
る。
浮き袋４６は導管４７によって減圧調整弁４Ｓに連結さ
れており、減圧調整弁４８は、膨張可能な４６内の圧力
を維持するように周囲圧力に応答する。この減圧弁４８
は導管４つによって加圧ガス供給容器５２に連結されて
いる。このようにして、浮き袋４６は、導管４７を介し
て容器５２に取付けることによってハウジング４２内の
定位置に保持される。膨張可能な浮き袋４６はリリーフ
弁５０を支持しており、リリーフ弁５０は坑井中の周囲
液と膨張可能な浮き袋４６の内部の圧力との間の圧力差
に応答する。
弁４８および５０の目的は、膨張可能な減衰器４０が坑
井中に下げられるとき浮き袋４６の内に加圧ガスを供給
することを可能にして、例えば周囲圧力より約１　ｐｓ
ｉから約８ｐｓｉまでの範囲内にあるような、周囲液の
圧力より幾分上の圧力に浮き袋４６の内部圧力を保持し
、下降中浮き袋を膨張状慧に保つと共に、膨張可能な減
衰器４０が坑井中を引き上げられるときリリーフ弁５０
を介して圧力を逃し、浮き袋が上昇中内圧−外圧の大き
な圧力差によって破損してしまわないようにしている０
例えばリリーフ弁５０は、浮き袋の内部圧力が周囲圧力
より１２ｐｓｉまたはそれ以上になるときには常に開放
されるように設定されている。
もし減圧調整弁４８が自己通気性であるならば、リリー
フ弁５０は省略できる。
好ましくはスチール製であり、通常は空気である圧縮ガ
スを含む容器５２は、アイレット５４、ケーブルまたは
チェーン５６および容器５２上に取付けたリングクラン
プ６０上のアイ５８によってハウジング４２に取付けら
れている。容器５２からの圧縮ガスは減圧弁４８を通し
て浮き袋４６に供給される。ハウジング４２は下げられ
る上昇ケーブル６３（第３図）に取付けられるように構
成された上昇リング６２から吊り下げられている。
リング６２はケーブルまたはチェーン６４によってケー
シング４２の頂部に取付けたアイレット６６に取付けら
れている。膨張可能な減衰器４０に第２図に示すように
加圧ガス供給容器５２が取付けられるとき、膨張可能な
減衰器は自己供給式ユニットまたは局所供給式ユニット
と考えられる。
減衰器４０は、後述のように、遠隔に配置した加圧ガス
源７５から供給されてもよい。
第３図は、本発明の方法および装置に対する膨張可能な
減衰器４０の適用を示している。高圧コンプレッサ７５
を支持する地震調査トラック７０がインパルス性エネル
ギ源２０をケーブル６３と介して下げ、インパルス性ニ
オ、ルギ源２０はその下端に膨張可能な減衰器４０をケ
ーブル６８上に吊り下げており、膨張可能な減衰器４０
は坑井１０中でエネルギ源２０より下方に配置されてい
る０通常は空気である高圧ガスは加圧源７５がら高圧ホ
ースライン８０を介してエネルギ源２ｏに供給される。
インパルス性エネルギ源２０が米国特許４，２３４．０
５２号に７示したようなハイドロガンであるとき、イン
パルス性エネルギ源を充填するためのトラック７０に支
持された容積式高圧水ポンプがある。インパルス性エネ
ルギ源が発射されて地震インパルス２４を発生すると、
−次音波２７は矢印２６で示すように地殻１２の構造２
５を通して伝搬され、所望の一次波を受信する受振器ま
たは水中聴音器２８に達する。坑井１０中の液柱１４中
を下方に伝搬するチューブ波３２は膨張可能な減衰器４
０に出合い、減衰器は液柱１４と空気充填浮き袋４６と
の間に極めて貧弱な音の結合を与える。チ具−ブ波が膨
張可能な浮き袋４６のテーパ状の上端４３に出合うと、
チューブ波は、減衰器４０に対して軸線方向に比較的長
い経路がある細長い浮き袋によって吸収され減衰される
。そして、包囲している坑井のをおよび坑井壁と孔付ハ
ウジング４２との開の狭い環状隙間７１のためにわずか
なチューブ波しか減衰器４０分通過することはできない
。膨張した浮き袋４６（第２図）はほぼ完全に孔付ハウ
ジング４２に充満し、浮き袋４６の壁は半径方向外方に
押圧し、好ましくは孔付円筒状ハウジング４２の内部表
面から約１／８ないし１７２インチ（０，３ｃｍないし
１．２（ｍ）だけ離れている。ハウジングの開口または
孔４４は罫張可能な浮き袋４６に連通し、減衰器４４の
まわりの狭い領域７１中および浮き袋４６とハウジング
４２との間の狭い環状領域７７（第２図）中で波３２を
消費し減衰する。開口４４は約３７１６インチないし約
５／１６　（０，３９ｃｍないし０．６５ＣＩ１１）の
寸法を有し、ハウジングの全面積の少なくとも約４０％
ないし６０％を占める。
第３図に示す実施例において、液柱１４の上面１６に伝
搬するチューブ波３５は、細長い多孔プローブ７６にホ
ースライン７４を通して供給する低圧圧縮空気発生器７
３によって発生される空気の多数の気泡を用いて減衰さ
れ、紀長い多孔プローブは、チューブ波３５を消費する
ような種々の寸法のランダム間隔の気泡の柱７Ｓを発生
する圧縮空気気泡７２分液柱１４の上部部分に放出する
。
したがって、液柱中を上方に伝搬するチューブ波３５は
気泡７２によって減衰され、一方液柱１４中を下方に伝
搬するチューブ波３２は膨張可能な減衰器４０で減衰さ
れ、受振器２８が地震エネル第３図の方法および装置に
おいては、チューブ波減衰器４０は接近して配室したガ
ス供給容器５２から加圧ガスを供給される。第４図の方
法および装７においては、次に表明するが、チューブ波
減衰器４０には地殻１２上の源７５から加圧ガスが供給
される。
第４図の実施例は、通常は空気である高圧圧縮ガスがエ
ネルギ源２０および膨張可能な減衰器４０に延びる高圧
ホースライン８０によって表面から供給されて膨張可能
な′ｆｉ衰器４０に圧縮ガスの供給容器５２を取１＝ｔ
ける必要性をなくした点を除いて、第３］の乙のと同様
である。したがって、トラックの共通な圧縮空気源７５
がホースライン８０を介してインパルス性エネルギ源２
０および膨張可能な減衰器４０の両方に供給する。さら
に、必要に応じて、同一の源７５が気泡７Ｓ中の上方に
伝搬しているチューブ波を減衰するように液柱の上面１
６近くで気泡７８を発生ずるようにプローブ７６に供給
するのに用いられる０代案として、別個の単一段の低圧
コンプレッサ７３がプローブ７６に供給するために使用
できる。コンプレッサ７５は１例えば少なくとも２　、
２００ｐｓ　ｉの出力圧力を持つ三重段コンプレッサの
ような高圧コンプレッサである。ホースライン８０は浮
き袋４６の内部に供給するように減圧弁４８を介して連
結されている。第４図の装置の作動および用いられる方
法は第３図に示すものと同一である。
第５図は、インパルス性エネルギ源２０の上下の両方に
膨張可能な減衰器４０の使用を行う方法および装置の他
の実施例である。これらの２つの膨張可能な減衰器４０
は坑井１０中の液柱を下方に伝搬するチューブ波を滅哀
し、かつエネルギ源２０から液柱を上方に伝搬するチュ
ーブ波を減衰するのに用いられる。第５図の実施例にお
いて、圧縮ガス源７５は地震調査トラック７０中に取付
けられている。圧縮ガスはライン８０’？通して地震エ
ネルギ源２０に供給される。チューブ波減衰器４０の各
々は圧力調整弁４８を通して浮き袋を膨張するように、
通常は空気である圧縮ガスの容器５２を有している。
第６図は、第５図に対する代案の実施例を示し、上側減
衰器４０の膨張可能な浮き袋４６用の圧力調整弁４８に
高圧ホースライン８０を通して供給する共通な加圧ガス
源７５を用いる。このホースライン８０はんまなエネル
ギ源２０にも供給し、かつ下側減衰器４０の膨張可能な
浮き袋４６用の圧力１１１ｍ弁４８にホースラインＳＯ
で供給している。第６図の装置の作動および方法は、上
側減衰器４０が液柱１４中での上方に伝搬するチューブ
波を減衰するのに用いられ、一方下側減衰器４０がこの
液柱１４中で下方に伝搬するチューブ波を減衰するのに
用いられる点において、第５図のものと同様である。
第６図に示すようにエネルギ：原２０および減衰器４０
に供給するために単一のガス供給ライン８０を使用する
利点は、坑井から設備を引き上げることなしに種々の高
さにおいて地震源２０の極めて多数の発射を実行できる
能力にある。なお、設備の引き上げは、もし容器５２（
第５図）の１つに含まれる加圧ガスが地震調査作動中消
費されてしまい補給されなければならないならば、必要
となる。
したがって、地震調査を邪魔するまたは混乱させる坑井
の液柱中で上下に伝搬するチューブ波を有効に減衰させ
る方法および装置が提供される。
有益な情報を全く含まないこれらのやっかいなチューブ
波を減衰しまたはなくすことによって、一層正確で一層
多くのｉｉ？報を含んだ地震調査が可能となる。
インパルス性エネルギ源２０を充填し、かつ気泡７２を
発生する”加圧ガス”は通常の圧縮空気である０例えば
坑井】Ｏ中の燃料性ガスまたは液体の危険のためにまた
は酸化ガス′５：避ける他の理由のために、圧縮空気の
使用を避けることが望ましい場合には、加圧ガスは圧縮
した窒素または二酸化炭素でもよい、また、蒸気がエネ
ルギ２０を充填するなめに使用されてもよく、そのとき
は低圧コンプレッサ７３がガス気泡７２を発生するのに
用いられる。
第２図に再び戻ると、加圧ガスの容器５２は、圧力容器
５２の外部と浮き袋の弾性、可撓性壁の内部表面との間
に現状隙間空間を設けるようなスリムな形状を有する容
器５２を用いることによって、浮き袋４６の内部に取付
けることもできる。
この場合、浮き袋が圧力容器５２を収容するけれども、
浮き袋は弾性を保持できる。浮き袋４６の内部に圧力容
器５２を置くことにより、少ない圧縮空気しか所定寸法
の浮き袋を５張するのに必要縮空気または他のガスは、
膨張すべき浮き袋の内の自由空間がかなり小さいので、
長い特命を有することになる。
圧力容器５２を浮き袋４６内に取付けるなめに、ケーブ
ルまたはチェーン５６が下側端部取付は具４５に取付け
たパッドアイ（図示せず）に取付けられる。そして、圧
力容器５２からの導管４９が下側端部取付は具４５を下
方に貫通し、下側端部取付は具４５の下方に位置した圧
力ＨＨＩ弁４８にまで延びる。導管４９の露呈した部分
は、浮き袋の内部から圧力容器を取り出すことなく必要
なときにはいつでも圧力容器に便利に加圧ガスを再充填
することを可能にする遮断弁く図示せず）を持つ接近可
能なＴ形状カップリングを含んでいる。
第７Ａ図および第７Ｂ図は、円筒状膨張可能な浮き袋４
６−２および膨張可能な上側浮き袋４６−１を有する膨
張可能な減衰器４０．４を示している０円筒状下側浮き
袋４６−２は第２図の円筒状浮き袋４６と同一材料で作
られている。現在のところ、丈夫で、坩久性が、ｂす、
弾性の補強材なしのポリウレタンがテーパ状の上側浮き
袋４６−１に対して好ましい材料である。なぜならば、
エネルギ源に実施できる範囲内でできるだけ接近したチ
ューブ波を減衰するように、エネルギ源に比較的接近し
て減衰器４０または４０Ａを配置することが望ましいか
らである。したがって、上側浮き袋４６−１は、エネル
ギ源が発射される毎に、強力なインパルス性の圧力変化
を受ける０丈夫な、重文性のある弾性ポリウレタンは合
成した２激に大きな応力にも耐えることができることを
証明している。上側浮き袋４６−１は外方下方にテーパ
状であり、すなわち拡がり、例えば比較的細長い全体的
に円錐状の形状を有している。
この減衰器４ＯＡの支持兼軸線方向胴体はその上端にパ
イプねじ付ソケット９２を有する例えばスチールコ１の
強力な堅いチューブ９０がら成る。
このようにして、減衰器４０Ａはソケット９２にねじ込
まれるねじ山付カップリングをホースライン７４または
８０の下端に設けることによりホースライン７４または
８０をソケット９２に取付けることによって坑井１０中
に吊り下げられる。第４図および第６図に示すように、
この減衰器４０Ａは、高圧ホースライン８０の一部をエ
ネルギ源２０から下方に延ばしてソケット９２に取付け
ることによって坑井中エネルギ源２０の下方に吊り下げ
られる。
テーパ状浮き袋４６−１の上端を適所に堅く固定するな
めに、！ｌｌｌ線方向チューブフレーム９０の外部表面
はソケット９２のすぐ下で９４でねじ山が付けられてお
り、一対のクランブリング９６がこのねじ山付領域９４
に重なる浮き袋４６−１の上端部分企囲んでいる。
テーバ状円錐状浮き袋４６−１の下端および円形円筒状
浮き袋４６−２の上端を堅く固定するために、例えば１
００におけるように溶接によって軸線方向チューブ９０
に固着した例えばスチール製の取付はシート部材９８が
ある。シート部材９８の外部表面には、一対のクランブ
リング９６によって固定したテーパ状浮き袋４６−１の
下端部分を受入れるように上部領域９４にねじ山が設け
られており、また他の一対のクランブリング９６によっ
て亙定した円筒状浮き袋４６−２の上端部分を受入れる
ように下部領域９４にねじ山が設けられている。坑井壁
に対する浮き袋４６−１または４６−２の摩粍を防止す
るために、例えばポリウレタンのような弾性重合体材料
の大きな〇−リング１０２がバンパーまたは保護環状シ
ョルダーとして働くように、２つの浮き袋４６−１およ
び４６−２の間の保持Ｐ４１０４中に取付けられている
。
組立の際、下側浮き袋４６−２はシート部材９８上を下
方に摺動され、Ｏ−リングバンパー１０２が、下側浮き
袋４６−２が取付けられた後、取付けられる０次に、上
側浮き袋４６−１が、０−リングバンパー１０２が適所
に配置されたとき、取付けられる。
第７Ｂ図に示すように、軸線方向チューブフレーム９０
は取付はシート部材９８の下方にかなりの距離延びてお
り、例えば１００において溶接によって下端固定具１０
６に固着されている０円筒状浮き４Ａ４６−１の下端は
一対のクランブリング９６によって固定Ａｌ　０６の外
部ねじ白領域９４に固着されている。チューブ９０のボ
ア１０８は固定具１０６の流路１１０を介して減圧調整
弁４８に連結している。この調整弁４８は固定具１０６
中のｆｉｌ線方向のソケット１１２に取付けられており
、着脱自在の保持スリーブ１１４によって保持されてお
り、保持スリーブ１１４はねじ１１８によって固定具に
固定した着脱自在の端部管継手１１６によって保持され
ている。減圧弁４８はＯ−リング１２０によって流路１
１０に対してシールされて（・る０通常は圧縮空気であ
る調整した圧力の加圧ガスが弁４８から固定具１０６中
の流路１２２に供給され、流路１２２は浮き袋４６−２
の内部に連通しており、０−リング１２４が弁４８を流
路１２２に対してシールしている。第７Ａ図に示すよう
に、浮き袋４６−２の内部は取付はシール部材９８中の
流路１２６を通して浮き袋４６−１の内部に連通してい
る。このようにして、弁４８は、例えば周囲圧力に対し
て約１ないし８ｐｓｉ高いような、周囲圧力と比較して
所望の圧力で加圧ガスを両方の浮き袋に供給する。
減圧調整弁４８が周囲圧力を感知するために、端部管４
手１１６巾には軸線方向の流路１２８がある。弁４８を
土および砂利から保工］するために、粒子フィルタ１３
０がスナップリング１３２によって通路１２８中に保持
されており、この粒子フィルタ１３０は多数の孔を持つ
２つのディスクの間にはさんだ繊維性マットから成る。
もし、圧力リリーフ弁５０が含まれるならば、それは流
路１３６に連通する横方向ソケット１３４中に取付けら
れており、流路１２２が浮き袋４６−１および４６−２
の内部に連通している。
穿孔しな流路１３６の他端は１３８において詰められて
いる。圧力リリーフ弁５０はｂじ山付リング１４０によ
ってソケット中に保持されており、このリング中のポー
ト１４２を通って周囲液体と連通している。
固定具１０６は、浮き袋４６−２が取付けられている領
域９！１より下方の直径が拡大されており、この拡大が
坑井壁に対する浮き袋４６−２の摩耗を防止するように
、浮き袋の下端より下方の保護環状ショルダーとして働
く。
次に、作動について説明すると、ソケット９２中に供給
される通常は圧縮空気である加圧ガスは管状支持体９０
のボア１０８を通って下方に供給され、流路１１０を通
って減圧調整弁４８に至る。
周囲液体の圧力に対して所望の圧力レベルにある加注ガ
スは弁４８によって流路１２２を通って２つの浮き袋の
内部に供給される。減衰器４０Ａが坑井中で減少した層
重圧力の領域にまで上昇されるとき、圧力リリーフ弁５
０は流路１２２．１３６からボート１４２を通して周囲
に加圧ガスを逃す、もし弁４Ｓが自己通気性であるなら
ば。
加圧ガスは流路１２２から弁４８を通り、軸線方向の流
路１２８を通り、フィルタ１３０を通って周囲に逃げる
。
本発明において、用語”フォー〉′”は″受振器（ジオ
フォーン）”および”水中聴音器〈ハイドロフォーン）
”を含むものである。明細書の最初の部分におけるチュ
ーブ波の性質の記載がある点において不完全である、す
なわち正確なものでないかもしれないが、それにもかか
わらず、本発明の減衰方法および装τは、坑井のまわり
の地殻構造の地Ｒ調査のために地殻中の液体を含む坑井
中のインパルス性地震エネルギ（音）源を用いるとき、
坑井中で発生する望ましくないチューブ波によって生ず
る問題をなくすかまたは著しく減少させ、カーｃ極ヵア
有効、あ、好よし囁、あ、。
エネルギ源２０がバイブレータであり、もしバイブレー
タが液体含崩坑井中にチューブ波を生じさせるならば、
本発明はそのようなバイブレータエネルギ源に対して用
いることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、受振器が近くに配置された液柱を含む坑井中
に下げられて発射された音源によって生じるチューブ波
の望ましくない効果を示し゛かつ坑井中の液柱の上面お
よび下面から発散される二次波の経路を示す先行技術の
問題の概略説明図である。 第２図は、大発明のある態様における本発明を膨張可能
な減衰器を示す図である。 第３図は、減衰器を地Ｒ調査に用いられるインパルス性
エネルギ源の下方に配置した状態で、液柱を含む坑井中
に第２図の膨張可能な減衰器を用いる本発明の方法およ
び装置の実施例を示す図である。 第４図は、インパルス性エネルギ源および膨張可能な減
衰器の両方に供給するように坑井開口近くに共通ガス供
給源を用いた、第３図と同様な実施例を示す図である。 第５図は、坑井中のインパルス性エネルギ源の上下にあ
る２つの膨張可能な減衰器を用いた本発明の方法および
装置の他の実施例を示す図である。 第６図は、膨張可能な減衰器およびインパルス性エネル
ギ源の両方がｍ−の加圧ガス供給ラインから供給される
ようを、第５図と同様な他の実施例である。 第７Ａ図は、本発明のある態様において本発明を実施す
る膨張可能な減衰器の他の実施例の上側部分を示す図で
ある。 第７Ｂ図は、笑７Ａズの膨張可能な減衰器の下側部分を
示す図である。 １０・・・坑井、 １２・・・地殻、 １４・・・液柱、 １６・・・上面、 １８・・・下面く底面）、 ２０・・・インパルス性エネルギ源、 ２２・・・ライン、 ２４・・・地震波１ ．２８−・・受振器、または水中聴音器（フォーン）、
４０・・・膨張可能な減衰器、 ４６・・・浮き袋、 ４８・・・減圧弁（減圧調整弁）、 ５０・・・リリーフ弁、 ５２・・・容器、 ７３・・・低圧圧縮空気発生器、 ７５・・・加圧ガス源（コンプレッサ）。 Ｆ７６ノ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）坑井（１０）中の液柱（１４）中で地震エネルギ
    源（２０）を作動する結果として坑井中の液柱中で発生
    した望ましくないチューブ波 （３２、３５）を減衰する方法において、坑井中の液柱
    中に膨張可能な減衰器（４０、４２、４６または４０−
    Ａ、４６−１、４６−２）を下方に下げ、加圧ガスを前
    記膨張可能な減衰器に供給し、前記減衰器近くの前記液
    柱の周囲圧力に少なくとも等しいように前記膨張可能な
    減衰器に供給した加圧ガスを調整し（４８）、前記膨張
    可能な減衰器の高さとは異なった高さに前記坑井中の前
    記液柱中に地震エネルギ源 （２０）を下方に下げ、前記地震エネルギ源を作動し、
    それによって前記エネルギ源から前記膨張可能な減衰器
    に前記液柱に沿って伝搬するチューブ波が前記坑井中の
    液柱の下面または上面（１８または１６）に達する前に
    前記減衰器に出合うことによって減衰されることを特徴
    とする方法。 （２）請求項１記載の方法において、前記膨張可能な減
    衰器（４０、４２、４６または４０Ａ、４６−１、４６
    −２）を坑井中の液柱中上方に上げ、加圧ガスを前記膨
    張可能な減衰器から前記液柱中へ解放し（４８または５
    ０）、前記膨張可能な減衰器（４６または４６−１、４
    ６−２）の内部圧力が前記減衰器の近くの液体の周囲圧
    力より上方の所定圧力差を越えることを防止して、前記
    坑井中下部高さから上部高さに上げる際、膨張可能な減
    衰器に対する損傷を防止することを特徴とする方法。 （３）請求項１または２記載の方法において、前記膨張
    可能な減衰器（４０、４２、４６または４０Ａ、４６−
    １、４６−２）は減衰器の直径に対して軸線方向中に比
    較的長い流路を与えるように細長く、坑井壁（１９）お
    よび膨張可能な減衰器の間の狭い環状隙間（７１）中で
    チューブ波を減衰するように坑井の内径よりわずかに小
    さい外径を有することを特徴とする方法。 （４）請求項３記載の方法において、前記膨張可能な減
    衰器（４０、４２、４６または４０Ａ、４６−１、４６
    −２）は外径よりも少なくとも５倍の軸線方向の長さを
    有し、前記狭い環状隙間（７１）が膨張可能な減衰器の
    外径の約１／５よりも小さいことを特徴とする方法。 （５）地殻（１２）の構造を地震調査する装置であって
    、フォーン（２８）が液柱（１４）を含む地殻の坑井（
    １０）近くに配置され、地震エネルギ源（２０）は前記
    エネルギ源を作動して、フォーンに地殻を通して地震エ
    ネルギ波（２７）を伝搬し前記坑井を囲む地殻の地質学
    上の累層に関するデータを集めるように前記液柱中に浸
    せきして配置されている装置において、膨張可能な減衰
    器（４０、４２、４６または４０Ａ、４６−１、４６−
    ２）と、前記エネルギ源から前記膨張可能な減衰器に前
    記液柱に沿って伝搬するチューブ波（３２、３５）を減
    衰するように前記液柱中で前記地震エネルギ源（２０）
    とは異なった高さに前記膨張可能な減衰器を配置する手
    段（６３、６８）と、前記坑井中の前記減衰器を膨張す
    るように加圧ガス（５２または７５）を前記膨張可能な
    減衰器（４６または４６−１、４６−２）に供給する手
    段と、および前記液柱中の前記減衰器近くの周囲圧力に
    少なくとも等しいように前記膨張可能な減衰器に供給さ
    れる加圧ガスを調整するための調整手段（４８）と、を
    有し、前記液柱に伝搬するチューブ波（３２、３５）は
    、チューブ波が前記液柱の上面または下面（１６、１８
    ）に達する前に、前記減衰器に出合うことにより減衰さ
    れ、チューブ波の不連続面（１６、１８）からの反射の
    際液柱中の不連続面（１６、１８）からの二次地震エネ
    ルギ波（３３、３６）の伝搬を最少にすることを特徴と
    する装置。 （６）請求項５記載の装置において、前記膨張可能な減
    衰器が軸線方向に細長い膨張可能な弾性浮き袋（４６ま
    たは４６−１、４６−２）を含み、装置が坑井（１０）
    の壁面（１９）に対する浮き袋の摩耗を防止するように
    前記軸線方向に細長い膨張可能な弾性浮き袋よりも大き
    な外径を有する保護手段（４２または１０２、１０６）
    をさらに有することを特徴とする装置。 （７）請求項６記載の装置において、前記保護手段（４
    ２）が前記軸線方向に細長い膨張可能な弾性浮き袋（４
    ６）のまわりに縦方向に延び、かつ多数の開口（４４）
    を含み、前記保護手段が前記浮き袋から半径方向外方に
    離れていることを特徴とする装置。 （８）請求項７記載の装置において、前記軸線方向に細
    長い膨張可能な弾性浮き袋（４６）はその外径の少なく
    とも約５倍の軸線方向の長さを有し、前記保護手段（４
    ２）は、前記浮き袋と前記保護手段との間に細長い環状
    領域（７７）を設けるように、１インチの約１／８（約
    ３ｍｍ）ないし１インチの約１／２（約１３ｍｍ）の範
    囲内の半径方向の距離だけ前記軸線方向の細長い膨張可
    能な弾性浮き袋から半径方向外方に離れていることを特
    徴とする装置。 （９）請求項６、７または８のいずれか１つに記載の装
    置において、周囲液体の圧力に応答しかつ前記浮き袋内
    のガスの圧力に応答し、前記液柱（１４）中の減衰器近
    くの周囲圧力と前記浮き袋中の内部圧力との圧力差が所
    定の量を越えるとき、前記浮き袋（４６または４６−１
    、４６−２）から加圧ガスを自動的に解放して、減衰器
    が前記坑井（１０）中の液柱内で上げられるとき、前記
    浮き袋に対する損傷を防止する圧力リリーフ弁（４８ま
    たは５０）を含むことを特徴とする装置。 （１０）請求項６、７、８または９のいずれか１つに記
    載の装置において、前記膨張可能な減衰器（４０、４２
    、４６または４０Ａ、４６−１、４６−２）は前記地震
    エネルギ源（２０）から離れる方向に直径が徐々に増加
    する弾性手段（４３、４３′または４６−１）を含むこ
    とを特徴とする装置。
JP63055915A 1987-03-09 1988-03-09 液体を含む坑井中に使用するためのチューブ波減衰方法および装置 Pending JPS63282683A (ja)

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