JPS6378989A - 送信装置の製造方法 - 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
に地中の情報を検知し、これを地上に伝送する場合等に
用いられる送信装置の製造方法に関する。

〔従来技術〕

一般に石油等の掘削時に地中における状況、例えば地質
等の情報は、掘削作蘭−中掘削孔の保護、掘削屑の排出
、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
ッドロギング法、或いは掘削用のドリルストリングを一
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１１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データをリアル
タイムに得ることが出来ないという欠点があった。

このため近年にあつては、ドリルビットの近くにドリル
ストリングの一部を構成する態様で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
た導電体をアンテナとし、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中の情
報をリアルタイムで検出し、解析し得るようにした、所
謂Ｍ、Ｗ、Ｄ、　（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｗｈｉｌ
ｅ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ）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、夫々の間に絶縁物５４．５４を介在させて炉台連
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）と接続する給電部（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測的回路図であり、６１は絶
縁物５４．５４にて上、下部ドリルカラー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。

〔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は両者の螺条部分
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、破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放射部は勿論、絶縁物に大きな外
力が作用せず絶縁物の破壊、破断の虞れがなく、しかも
地中の情報を電気的信号として地上に送信せしめ得、ま
た装造上の作業性も良い送信装置を装造する方法を提供
するにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明における第１の発明は金属筒体の外周に形成した
環状凹所内に絶縁物を介在させて環状の放射部を外嵌固
定すると共に、その外周に金型を配設する工程及び前記
絶縁物を加熱、加圧処理する工程を具備し、また本発明
における第２の発明は金属筒体の外周に形成した環状凹
所内にその周面と間隙を隔てて環状の放射部を配置する
と共に、その外周に金型を配設する工程及び前記放射部
と環状凹所との間の間隙中に絶縁物を加熱しつつ加圧先
議する工程を具備する。

〔作用〕

本発明の第１．２の発明にあってはこれによって環状凹
所内へ絶縁物を介在させるうえでの作業性が良く、放射
部自体の構成が簡略化され、また金属筒体の環状凹所と
放射部との間隙内に絶縁物を均一に介在せしめ得て絶縁
機能の均一化が図れる。

〔実施例〕

以下本発明を油井の掘削装置における送信装置に適用し
た場合につき図面に基づき具体的に説明する。第１図は
本発明の装造方法により得た送信装置を通用した油井掘
削装置の模式図であり、図中１は掘削リグ、２はドリル
ストリング、３はビフト、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５、ドリルパイプを介して
掘削リグ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。

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■−■線による断面図であり、ドリルカラー
５はドリルカラー本体１０の外周面に形成した環状凹所
１０ａ、　１０ｂ内に絶縁物１３．１３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
ラー本体１０の内側に給電部１７、変調部１８及び地質
等を検出するセンサ１９等を内蔵している。

ドリルカラー本体１０はドリルパイプ等と同じ材質の合
金製の筒体として形成され、外周面には上。

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１０ａ、　１０ｂ内に環状の放射部１１．１２が夫々
絶縁物１３．１３を介在させてドリルカラー本体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
ー本体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はドリルカラー本体１０と同じ材質の
金運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、Ｊｏｂのそｈよりも若干小さく、また外
径はドリルカラー本体１０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
ルカラー本体１０、連語金具１４．１５と絶縁状態に隔
てられて環状凹所１０；＋、１０ｂ内に嵌め込まれ、環
状の放射部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ー１０本体内に
固定されると共に、連結）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
ドリルカラー本体ｌＯに穿った座付穴１１ａ、１２ａ及
びこれと対向させてドリルカラー本体１０に穿ったｎ通
孔１０ｃ、１０ｃを通してドリルカラー本体１０内に突
き出しナフトｌｌｃ、　１２ｃにて緊諦しである。ドリ
ルカラー本体ＩＯに穿った貫通孔１０ｃ内及びナラ）　
ｌｌｃ。

１２ｃと対向するドリルカラー本体１ｏの内面にも絶縁
物１３ａ、　１３ｂが夫々介在せしめられ、ドリルカラ
ー本体１０と放射部１１．１２との絶縁状態が維持され
るようにしである。

ポルｌ−１１ｂ、　１２ｂの端部は給電部１７、変調部
１８を経てセンサ１９に接続されており、センサ１９で
得た地中の情報の電気信号を変調部１８にて変調し、給
電部１７を通じて放射部１１．１２に発せられ、電磁波
として地中に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
樹脂を溶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樹脂を含浸してテ
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社層：
商品名ビクタレソクスＰＥＩＪ）・ポリエーテルサルホ
ン樹脂（英国ＩＣ１社裂：商品名ビククレフクスＰＥＳ
　） ・ポリフェニレンサルファイド樹脂（米国フィリソプス
ペトリウム社製：商品名ライドン）・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：商品名ウ
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　ｚ　Ｃｅｌａｎｅｓｅ社
慰：商品名ヘクトラ、住友化学工業社磨：商品名エコノ
ール） ・その化フン素樹脂 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＋Ｍ　ＢＦＪ・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 ポリイミド樹脂、シリコン樹脂、トリアジン樹脂 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
、Ｂ２Ｏ３と５ｉ０２の合量：０．５５モル〜２．０モ
ル、ＺｎＯ２：　０．０１モル〜０．１７モル、Ａｌ１
Ｆ３：　０．０５モル〜０．５モルからなるもの、或い
はＰｂＯ：１．０モル、Ｂ２Ｏ３＋　Ｓ＋０２　：各０
．３モル、ＺｒＯ２：　０．１０モル〜０．０５モル、
ＴｉＯ２：　０．０４モル〜０．１０モル、＾ｌＩＦ５
：０，４モルからなるもの等がある。

このような絶縁物１３を環状凹所１０ａ、１０ｂ内に介
在させる方法は使用絶縁物の種類に応じて選択する。

第４図（イ）、（ロ）はシート又はテープ状に形成した
絶縁物１３を用いた場合の方法を示す説明図であり、先
ず第４図（イ）に示す如く軸長方向に相隔てて環状凹所
１０ａ、１０ｂを形成したドリルカラー本体１０を用意
し、該環状凹所１０ａ、１０ｂ内にテープ又はシート状
の絶縁物を隙間なく敷設した後、各環状凹所１０ａ、１
０ｂ内に夫々環状の放射部１１．１２を外嵌する。

環状の放射部１１の下端近傍に穿った座付孔１１ａ、環
状の放射部１２の上端近傍に穿った座付孔１２ａ及びこ
れらと対向する各Ｍ通孔１０ｃの夫々に給電を兼ねるボ
ルトｌｌｂ、　１２ｂを挿通し、ドリルカラー本体ｆＯ
内に突出させ、ナン目１ｃ、　１２ｃにて止める。

ボルトｌｌｂ、　１２ｂの足部、ナツトｌｌｃ、　１２
ｃには予め絶縁物１３ａ、　１３ｂを巻着、塗着又はコ
ーティングしておく。

次に第４図（ロ）に示す如く環状の放射部１１．１２を
配したドリルカラー本体１０の外周面に内周面がこれと
接するように割り金型２１を配設し、またドリルカラー
本体１０の上、下端には夫々押え金型２２ｕ。

２２ｄを環状凹所１０ａ、１０ｂと環状の放射部１１．
１２との間隙を封止するよう配設し、更に割り金型２１
の外周には支持枠２３を外嵌し、割り金型２１、押え金
型２２ｕ、２２ｄを拘束保持せしめる。この状態でドリ
ルカラー本体１０、割り金型２１、押え金型２２ｕ、２
２ｄ。

支持枠２３等を適正な温度に加熱維持しつつ所要の加圧
処理を施す。

例えばテープ又はシートの材料として熱可塑性樹脂を用
いた場合にあっては全体を所要時間３００〜４５０°Ｃ
程度に加熱しつつ１００　ｋｇ　／　ｃＪ〜１０００ｋ
ｆ／ｃｒａに加圧する。

また、テープ又はシートの材料として熱硬化性樹脂を用
いた場合にあっては、全体を所要時間１８０〜３００℃
程度に加熱しつつ、１０ｋｇ／ｃ＋ｄ〜２００　ｋｇ／
　Ｃ１δに加圧する。

第５図（イ）、（ロ）は絶縁物を加熱しつつ加圧して環
状凹所１０ａ、　１０ｂと環状の放射部１１．１２との
間隙内に充填する方法を示す説明図であり、第５図（イ
）に示す如く環状凹所１０ａ、　１０ｂを形成したドリ
ルカラー本体１０における前記各環状凹所１０ａ。

１０ｂ内に夫々その周面との間に間隙を隔てた状態で環
状の放射部１１．１２を臨ませその各座付孔１１ａ及び
１２ａ並びにドリルカラー本体１０のＭ通孔１０Ｃ１１
０ｃに、給電を兼ねるボルトｌｌｂ、　１２ｂを通して
ナツト１１　ｃ　＋　１２ｃで緊締し、ドリルカラー本
体１０の環状凹所１０ａ、１０ｂ内にその周面との間に
所要の間隙を隔てた状態で環状の放射部１１．１２を取
り付ける。

放射部１１．１２は補助的に第５図（ロ）に示す如き割
り金型３１に止めネジ、或いは溶接等の手段により支持
させてもよい。

次いで第５図（ロ）に示す如くドリルカラー本体１０及
び環状の放射部１１．１２の全周にわたるよう割り金型
３１を配設すると共に、上、下端には夫々環状凹所１０
ａ、　１０ｂと環状の放射部１１．１２の間隙と対向す
る位置にノズル３２ａを備えた押え金型３２ｕ。

３２ｄを配し、また割り金型３１の外側に環状の支持枠
３３を嵌め込み、割り金型３１を拘束緊締せしめる。

この状態で、例えば熱可塑性樹脂とガラス繊維。

マイカ、シリカ、　ＳｉＣ等の無機質を１０〜４０％混
入した複合材料を用いる場合は金型３１、ドリルカラー
本体１０を含む全体を２００〜３００℃に加熱した後、
溶融状態とした絶縁物を８００〜１５００　ｋｇ　／　
ｃｌの圧力でノズル３２ａを通じて充填する。また耐熱
性の熱硬化性樹脂と上記と同様の無機材料を１０〜４０
％混入した複合材料を用いたときは同様な温度条件で１
００ｋｇ／ｃＴＡ〜５００　ｋｇ／−の圧力で同様にノ
ズル３２ａを通じて加圧充填を行う。

なお、上述の実施例ではドリルカラー本体１０の外周に
軸長方向に相隔てて２個の環状凹所１０ａ、１０ｂを形
成した構成につき説明したが、両凹所を連続させて形成
し、換言すればドリルカラー本体１０を予め放射部１１
．１２及び絶縁物１３の厚みに相当する分だけ外径を小
さく形成し、その外周に上、下に相隔てた状態で環状の
放射部１１．１２を配設する構成としてもよく、このよ
うな場合には予め環状の放射部１１．１２の外径に略等
しい内径を有する外筒を用意し、この外筒の肉厚を前記
環状の放射部１１゜１２の厚みに相当する分だけ部分的
に厚内に形成し、この状態で外筒をドリルカラー本体１
０に外嵌し、前記第５図（ロ）に示したのと同様に外筒
とドリルカラー本体１０の外周面との間に絶縁物を充填
した後、外筒それ自体に相当する肉厚分だけ切削によっ
て除去し、環状の放射部をドリルカラー本体の外周に残
留せしめることによって製造する。

テープ又はシート状絶縁物の代わりに放射部１１゜１２
に絶縁物を所要厚さにコーティングしたものを凹所１０
ａ、１０ｂに嵌め合わせる場合は、予め放射部１１．１
２等の被塗装体を３００〜４５０℃に加熱して塗布後、
さらに３００〜４５０℃加熱して塗膜を溶融させ一様に
する静電粉体塗装方法、或いは」二記熱可塑性樹脂の水
分散塗料を塗布し、水分を乾燥後、３００〜４５０℃で
熔融させてコーティングする水分散塗装方法等にて放射
部ｌＬ１２に絶縁物をコーティングした後、凹所１０ａ
、　１０ｂに装着し、間隙内にシール材等を充填せしめ
ておく。

なお、上述の実施例は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
地上に情報を送信する各種装置に適用し得ることは言う
までもない。

〔効果〕

以上の如く本発明にあっては金属筒体の外周面にその軸
長方向に間隙を隔てて、環状凹所を形成し、この環状凹
所内に絶縁物を介在させて環状の放射部を配設し、加熱
、加圧処理を行い、また環状凹所内に環状の放射部を配
設した後、これらの間隙内に絶縁物を加熱しつつ加圧充
填せしめるから、環状凹所に対する放射部及び絶縁物を
装着するための施行作業が容易、且つ迅速に行い得て作
業能率がよいなど、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図は本発明を適用した油井の掘削装置の模式図、第
２図はドリルカラーの拡大斜視図、第３図は第２図のＩ
［Ｉ−Ｉ［１線による断面図、第４図（イ）。 （ロ）は本発明方法による施工工程を示す説明図、第５
図（イ）、（ロ）は本発明方法の他の施工工程を示す説
明図、第６図は従来装置の断面図、第７図は従来装置の
等測的回路図である。 １・・・掘削リグ　２・・・ドリルストリング　３・・
・ビット　４・・・アンテナ　５・・・ドリルカラー　
１０・・・ドリルカラー本体　１０ａ、１０ｂ・・・環
状凹所　１１，１２・・・環状の放射部　１３・・・絶
縁物　１４．１５・・・連結金具１７・・・給電部　１
８・・・変調部　１９・・・センサ２１・・・割り金型
　２２ｕ、２２ｄ・・・押え金型　２３・・・支持枠３
１・・・割り金型　３２ｕ　、　３２ｄ・・・押え金型
　３３・・・支持枠なお、図中、同一符号は同一、又は
相当部分を示す。 代理人　　大　　岩　　増　　雄 第１図 第２図 第３図 （イ〕　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（ロ）第　４　回 ￥！Ｊ　５　凹 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、地中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
   た送信装置を製造する方法において、外周面にその両端
   から軸長方向の中間部にわたって夫々環状凹所を備えた
   金属筒体を得る工程と、該環状凹所内に絶縁物を介在さ
   せた後、その外側に環状放射部を外嵌すると共に、その
   外周に金型を配設する工程と、前記絶縁物を加熱しつつ
   加圧処理する工程とを含むことを特徴とする送信装置の
   製造方法。 ２、前記絶縁物は環状凹所内面に塗着形成される特許請
   求の範囲第１項記載の送信装置の製造方法。 ３、地中に降ろされる金属製筒体に、相互に絶縁状態に
   保持した一対の放射部を設置し、地中から地上に送信す
   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
   した送信装置を製造する方法において、外周面にその両
   端から軸長方向の中間部にわたって夫々環状凹所を備え
   た金属筒体を得る工程と、該環状凹所内にその周面と間
   隙を隔てた状態で環状放射部を配置すると共に、その外
   周に前記凹所を塞ぐ金型を配置する工程と、前記環状放
   射部と環状凹所との間隙内に絶縁物を加熱しつつ加圧充
   填せしめる工程とを含むことを特徴とする送信装置の製
   造方法。