(57)【要約】【課題】本発明の目的は、地表側からボアホールの底への電気エネルギー及び／若しくはデータの伝送が可能であるドリルパイプ、ブッシュ及びドリルコラムを提供することである。【解決手段】本発明は、一つの電極が、ドリルパイプ本体（１２）及びブッシュ本体（２７）からなるドリルコラム本体によって形成され、他方の電極が、ドリルコラム本体から電気的に絶縁され、且つ前記ドリルコラム本体内に配置された少なくとも一つの導電部（７）によって形成され、その結果として、電気的エネルギー及びデータの電送が可能とするものである。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体材料から形成されたドリルパイプ本体（１２）を有し、少なくとも一つのパイプ導電部（７ａ）が前記ドリルパイプ本体（１２）を貫通し、該パイプ導電部（７ａ）が前記ドリルパイプ本体（１２）の一端に設けられるパイプ接触接続部（１３）に接続され、且つ前記パイプ導電部（７ａ）及び前記パイプ接触接続部（１３）が前記ドリルパイプ本体（１２）に対して電気的に絶縁される深井戸用ドリルコラム（３）のドリルパイプ（１０）において、
前記パイプ導電部（７ａ）が、前記ドリルパイプ本体（１２）のパイプ内側面（１４）に固定され、且つ少なくとも一つのパイプ導電部（７ａ）のための縦溝（１５）が、前記パイプ内側面（１４）に設けられることを特徴とするドリルパイプ。
【請求項２】
前記溝（１５）の深さは、前記パイプ導電部（７ａ）の直径よりも大きく、且つ前記パイプ導電部（７ａ）は絶縁体（１６）を介して前記溝（１５）に嵌め込まれていることを特徴とする請求項１記載のドリルパイプ。
【請求項３】
前記パイプ導電部（７ａ）は、導線絶縁によって覆われていることを特徴とする請求項１又は２記載のドリルパイプ。
【請求項４】
電気的絶縁層（１８）が、前記パイプ内側面（１４）の全面にわたって塗布又は蒸着され、且つ前記絶縁層（１８）は、前記パイプ導電部（７ａ）を覆うことを特徴とする請求項１、２又は３記載のドリルパイプ。
【請求項５】
導電体材料から形成されたドリルパイプ本体（１２）を有し、少なくとも一つのパイプ導電部（７ａ）が設けられ、該パイプ導電部（７ａ）が、前記ドリルパイプ本体（１２）の一端に設けられたパイプ接触接続部（１３）に接続され、且つ前記パイプ導電部（７ａ）と前記パイプ接触接続部（１３）が前記ドリルパイプ本体（１２）に対して電気的に絶縁される深井戸用ドリルコラム（３）のドリルパイプ（１０）において、
前記パイプ導電部（７ａ）は管状であり、前記パイプ導電部（７ａ）は、前記ドリルパイプ本体（１２）を貫通し及び／若しくはドリルパイプ本体（１２）を覆い、且つ前記パイプ電導部（７ａ）及び前記ドリルパイプ本体（１２）は、本質的に同一の線形熱膨張特性を有することを特徴とするドリルパイプ。
【請求項６】
前記パイプ導電部（７ａ）及び前記ドリルパイプ本体（１２）が、同一の材料、好ましくは鉄から形成されることを特徴とする請求項５記載のドリルパイプ。
【請求項７】
前記パイプ導電部（７ａ）が、凝集性及び／若しくは強制密着法において、前記ドリルパイプ本体（１２）に接続されることを特徴とする請求項５又は６記載のドリルパイプ。
【請求項８】
前記パイプ導電部（７ａ）とドリルパイプ本体（１２）の間には、０．５ｃｍ〜２．５ｃｍ、好ましくは１．５ｃｍのギャップが設けられ、且つそのギャップには、流延材料、特にエポキシ樹脂が充填されることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載のドリルパイプ。
【請求項９】
前記パイプ接触接続部（１３）は、前記ドリルパイプ本体（１２）の端部側前面（１９）に設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のドリルパイプ。
【請求項１０】
前記パイプ接触接続部（１３）は、円周形状に形成され、前記パイプ接触接続部（１３）は、前記前面（１９）上に設置された絶縁リング（２０）上に位置し、環状溝（２１）は、前記パイプ接触接続部（１３）を収納するために、弾性材料からなる前記絶縁リング（２０）に設けられ、前記環状溝（２１）は、前記パイプ接触接続部（１３）の高さよりも深いことを特徴とする請求項９記載のドリルパイプ。
【請求項１１】
前記パイプ接触接続部（１３）には、前記前面（１９）から離れる方向に弾性負荷がかけられ、且つ／又は、外方突出接触舌部が、前記パイプ接触接続部（１３）に設けられることを特徴とする請求項９又は１０記載のドリルパイプ。
【請求項１２】
少なくとも一つの円周状シールが、前記ドリルパイプ本体（１２）のピン（２２）の領域に設けられ、且つ、シール（２６）は、パイプ外側面（２５）から前記ピン（２２）への段部（２４）及び／若しくは前記段部（２４）から前記ピン（２２）の間の境目に設けられることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のドリルパイプ。
【請求項１３】
導電体材料から形成されたブッシュ本体（２７）を有し、少なくとも一つのブッシュ導電部（７ｂ）が前記ブッシュ本体（２７）を貫通し、該ブッシュ導電部（７ｂ）が前記ブッシュ本体（２７）の一端に設けられたブッシュ接触接続部（２８）に接続され、且つ前記ブッシュ導電部（７ｂ）と前記ブッシュ接触接続部（２８）が前記ブッシュ本体（２７）から電気的に絶縁される深井戸用ドリルコラム（３）のためのブッシュ（１１）において、
前記ブッシュ導電部（７ｂ）が前記ブッシュ本体（２７）のブッシュ内側面（２９）に固定され、少なくとも一つのブッシュ導電部（７ｂ）のための縦溝（３０）が、前記ブッシュ内側面（２９）に設けられることを特徴とするブッシュ。
【請求項１４】
前記溝（３０）が、前記ブッシュ導電部（７ｂ）の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１３記載のブッシュ。
【請求項１５】
前記ブッシュ導電部（７ｂ）が、絶縁体を介して前記溝（３０）に嵌め込まれることを特徴とする請求項１３又は１４記載のブッシュ。
【請求項１６】
前記ブッシュ導電部（７ｂ）が、導線絶縁によって覆われていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一つに記載のブッシュ。
【請求項１７】
電気的絶縁層（３１）が、ブッシュ内側面の全面にわたって塗布又は蒸着され、且つ前記絶縁層（３１）が、前記ブッシュ導電部（７ｂ）を覆うことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか一つに記載のブッシュ。
【請求項１８】
導電体材料からなるブッシュ本体（２７）を有し、少なくとも一つのブッシュ導電部（７ｂ）が前記ブッシュ本体（２７）を貫通し、前記ブッシュ導電部（７ｂ）が前記ブッシュ本体（２７）の一端に設けられたブッシュ接触接続部（２８）に接続され、且つ前記ブッシュ導電部（７ｂ）と前記ブッシュ接触接続部（２８）が前記ブッシュ本体（２７）に対して電気的に絶縁される深井戸用ドリルコラム（３）のためのブッシュ（１１）において、
前記ブッシュ導電部（７ｂ）が管状であり、前記ブッシュ導電部（ｂ）が前記ブッシュ本体（２８）を貫通し及び／若しくはブッシュ本体（２７）を覆い、且つ前記ブッシュ導電部（７ｂ）及び前記ブッシュ本体（２７）が、本質的に同一な線形熱膨張特性を有することを特徴とするブッシュ。
【請求項１９】
前記ブッシュ導電部（２８）及び前記ブッシュ本体（２７）は、同一の材料、好ましくは鉄から形成されることを特徴とする請求項１８記載のブッシュ。
【請求項２０】
前記ブッシュ導電部（７ｂ）が、凝集性及び／若しくは強制密着法において、前記ブッシュ本体（２７）に接続されることを特徴とする請求項１８又は１９に記載のブッシュ。
【請求項２１】
前記ブッシュ導電部（７ｂ）とブッシュ本体（２７）の間には、０．５ｃｍ〜２．５ｃｍ、好ましくは１．５ｃｍのギャップが設けられ、且つそのギャップには、流延材料、特にエポキシ樹脂が充填されることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか一つに記載のブッシュ。
【請求項２２】
前記ブッシュ接触接続部（２８）が、ブッシュ内側面（２９）の前面肩部（３２）に設けられることを特徴とする請求項１３〜２１のいずれか一つに記載のブッシュ。
【請求項２３】
前記ブッシュ接触接続部（２８）が円周状に形成され、且つ前記ブッシュ接触接続部（２８）が前記肩部（３２）に設置された絶縁リング（２０）上に配されることを特徴とする請求項２２記載のブッシュ。
【請求項２４】
環状溝が、前記ブッシュ接触接続部（２８）を収納するために、弾性材料からなる前記絶縁リング（２０）に設けられ、該環状溝（２１）が、前記ブッシュ接触接続部（２８）の高さよりも深いことを特徴とする請求項２３記載のブッシュ。
【請求項２５】
前記ブッシュ接触接続部（２８）に、前記肩部（３２）から離れる方向に弾性負荷がかけられ、且つ／又は、外側突出接触舌部が、前記ブッシュ接触接続部（２８）に設けられることを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか一つに記載のブッシュ。
【請求項２６】
少なくとも一つの円周状シール（３５）が前記ブッシュ本体（２７）の外側前面（３４）に設けられることを特徴とする請求項１３〜２５のいずれか一つに記載のブッシュ。
【請求項２７】
導電体材料からなるドリルパイプ本体（１２）を有する複数のドリルパイプ（１０）と、導電体材料からなるブッシュ本体（２７）を有する複数のブッシュ（１１）を有する深井戸用ドリルコラム（３）であって、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の少なくとも一つのドリルパイプ（１０）と、請求項１３〜２６のいずれか一つに記載の少なくとも一つのブッシュ（１１）とを有し、一つの電極が、ドリルパイプ本体（１２）と前記ブッシュ本体（２７）からなるドリルコラム本体によって形成され、他方の電極が、前記ドリルコラム本体から電気的に絶縁され且つ前記ドラムコラム本体内に配された少なくとも一つの導電部（７）によって形成され、パイプ接触接続部（１３）及びブッシュ接触接続部（２８）が、前記ドリルパイプ（１０）及び前記ブッシュ（１１）がお互いにネジ接続されて、電気的に接続されるように設計及び配置されることを特徴とする深井戸用ドリルコラム。
【請求項２８】
前記ドリルパイプ本体（１２）から絶縁され、前記パイプ導電部（７）に接続されるスリップリングコレクターが、第１のドリルパイプ（１０）に設けられることを特徴とする請求項２７記載の深井戸用ドリルコラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１に請求項１及び５の前段部分に係るドリルパイプに関する。さらに、本発明は、請求項１３及び１８の前段部分に係るブッシュの関する。さらに本発明は、請求項２７に係る深井戸用ドリルコラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、導電体材料からなるドリルパイプ本体を有するドリルパイプを開示する。そこには、パイプ導電部が、ドリルパイプ本体を貫通し且つドリルパイプ本体の一端に配置される接触接続部に接続され、前記パイプ導電部及び接触接続部がドリルパイプ本体から電気的に絶縁されていることが開示されている。公知のドリルパイプの場合、導電部は、保護パイプに導かれている。導電部を有する保護パイプは、ドリルパイプ本体の内側壁部に沿って縦方向に延出し、螺旋状であり、この形式において、前記ドリルパイプ本体の軸方向のボアホールの内側面に対して弾性手段において押しつけられている。しかしながら、保護パイプ及び保護パイプ内に配置された導電部は、掘穿泥水であふれている時に悪影響を及ぼすことを防止することができず、この場合掘穿泥水は、大変高い比率でドリルストリングを介してくみ上げられる。さらに、ドリルストリングによって残された工具は、保護パイプの回転でつるされたままとなり、保護パイプ又は導電部を損傷する。
【特許文献１】ＤＥ  ２７  ４４  ８２９  Ｃ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、地表側からボアホールの底への電気エネルギー及び／若しくはデータの伝送が可能であり、高い信頼性及び障害に対する低い感受率で裏付けされたドリルパイプ、ブッシュ及びドリルコラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的は、請求項１及び５の特徴部分を有するドリルパイプ、請求項１３及び１８の特徴部分を有するブッシュによってそれぞれに達成されるものである。さらに、本願発明の目的は、請求項２７において請求されたドリルコラムによって達成される。
【０００５】
各々の導電部及び接触接続部に関連してドリルパイプ及びブッシュに関する本発明に係る設計によって、システムが形成され、ドリルパイプがドリルコラムを延出させるためにブッシュに接続されるとき、電気的導電部が２つの極を介して形成される。この場合、一つの極は、ドリルコラム本体によって形成され、他方の極はそこに配置された導電部によって形成される。これは、地表側からボアホールの所望の点への電気的エネルギーの伝送及び導電部を介して遅延することなく地表側へのデータの伝送を可能にする。前記導電部は、エネルギー及びデータの両方の伝送を可能にする材料から形成される。
【０００６】
導電部の配置に関するかぎりでは、前記ドリルパイプ及びブッシュは、本質的に同一の設計を有する。本発明の第1の例において、請求項１及び１３によれば、パイプ導電部がパイプ内側面に固定されるか又はブッシュ導電部がブッシュ内側面に固定されることが望ましい。それゆえに、掘穿泥水がドリルコラムストリングを介して非常な高速でくみ上げられ、これによって固定が不十分な場合、導電部に悪い影響を与えることから、それらがコラム内部に固定される必要がある。コラム内へ導電部を確実に保護するために、縦溝が、ドリルパイプ本体のパイプ内側面若しくはブッシュ本体のブッシュ内側面に設けられる。この溝は、新しいドリルパイプ及びブッシュの場合及び既に使用されたドリルパイプ及びブッシュの場合の両方において、本発明が古い方法で容易に実行されるような対応する特別な装置によって、現実化される。ストリング内部の導電部は、前記コラムの中心軸に平行である前記溝によって保護される。正確には、溝の深さが導電部の直径よりも大きいので、導電部は溝部に完全に収納される。さらに、導電部を溝に固定するために、前記導電部は絶縁体を介して嵌め込まれるべきである。さらに、前記導電部を、対応する導線絶縁によって覆い、所望の電気的絶縁を確保するものである。さらに、前記ストリング内部をストリング外部から電気的に絶縁するために、電気的絶縁層が、パイプ内側面の全面にわたって塗布、特に蒸着される。この場合、前記絶縁層は、導電部も覆うことが望ましい。
【０００７】
本発明の別の例において、請求項５及び１８によれば、パイプ導電部若しくはブッシュ導電部は管状であり、パイプ導電部若しくはブッシュ導電部はドリルパイプ本体又はブッシュ本体を貫通し、且つ／又はドリルパイプ本体若しくはブッシュ本体を覆っており、前記パイプ導電部若しくはブッシュ導電部且つドリルパイプ本体若しくはブッシュ本体は、本質的に同一の線形熱膨張特性を有するものであり、本発明の係るドリルパイプの設計は、下記されるものである。記載される特徴は、本発明のブッシュに相応して写すことができるものである。ブッシュは、ドリルパイプに対応する設計を有する。内側パイプ及び／若しくは外側パイプがパイプ導電部又はブッシュ導電部として設けられ、エネルギー及びデータが地表側からボアホールの底部へ伝送され、内側パイプ及び／若しくは外側パイプを介して戻されることは、不可欠である。
【０００８】
かなりの掘穿深さでさえエネルギー及びデータの伝送を確実にするために、パイプ導電部若しくはブッシュ導電部且つドリルパイプ本体又はブッシュ本体が、本質的に同一の線形熱膨張特性を有することが望ましい。線形膨張率αによって定義される線形熱膨張特性は、対象物の温度が１℃上昇した場合の対象物がどれくらい伸びたかによって示される。パイプ導電部が、ドリルパイプ本体に匹敵するか全く同じ線形膨張特性を有するとき、かなりの掘穿深さですらドリルパイプ本体に関してパイプ導電部の軸方向の変位がないものである。そのため、異なる大きさの線形膨張を有するパイプ導電部及びドリルパイプ本体によってエネルギー及びデータの伝送が分断され若しくは中断されるということがない。これに関連して、パイプ導電部及びドリルパイプ本体は、簡単な理由によって、同一の材料、好ましくは鉄から形成されることが望まれる。しかしながら、原則として、適切な線形膨張特性を有する合金を、パイプ導電部の材料として使用することも可能である。
【０００９】
前記パイプ導電部及びドリルパイプ本体の間に固定された接続を提供するために、前記パイプ導電部は、前記ドリルパイプ本体に、凝集性及び／若しくは強制嵌め込み方法において接続される。例えば、パイプ導電部を前記ドリルパイプ本体に粘着物によって接着することが可能である。溝付きスリーブを、パイプ導電部として前記ドリルパイプ本体に挿入することも可能であり、この場合、スリーブをドリルパイプ本体に挿入するために、スリーブの外側面を加圧する必要がある。スリーブの外側面の継ぎ合わせ力は、結果としてスリーブとドリルパイプ本体の間の強制嵌め込み接続を前記ドリルパイプ本体に生じることになる。前記ドリルパイプ本体を前記スリーブに焼き嵌めすることも、容易に可能である。
【００１０】
０．５ｃｍ〜２．５ｃｍのギャップ、特には、１．５ｃｍのギャップが、前記パイプ導電部とドリルパイプとの間に設けられることが好ましい。このギャップには、流延材料、特にプラスチック、好ましくはエポキシ樹脂が充填される。この流延材料は、第１に、前記パイプ導電部及びドリルパイプの間の凝集接着を生じさせ、絶縁層としても作用する。パイプ導電部の内側の外面は、さらに絶縁層でコートされることが好ましい。一方で、パイプ導電部が前記ドリルパイプ本体を覆うことが望ましいならば、前記パイプ導電部の外側面は、非導電材料でコートされる。
【００１１】
パイプ導電部の線抵抗は、パイプの長さの増加に伴って増加するので、パイプ導電部の壁厚は、最大掘穿深さの関数として調整されることが好ましい。この場合、０．５ｍｍから１．５ｍｍ、特に０．７ｍｍ〜１．２ｍｍのパイプ導電部の壁厚は、２０００ｍの掘穿深さまで対応することが望ましい。一方、５０００ｍの深さまで掘穿する場合、４ｍｍ〜８ｍｍ、好ましくは５ｍｍ〜６ｍｍのパイプ導電部の壁厚が使用される。本願発明に係るパイプ導電部若しくはブッシュ導電部の上述した特徴は、エネルギーが、低い電圧で若しくは大変低い電圧、好ましくは４２Ｖで伝送されるのを可能にする。
【００１２】
前記導電部がドリルストリングの内部に設けられる場合、パイプ接触接続部が、ドリルパイプ本体の端部側前面に設けられることが可能である。この場合、前記端部側前面は、パイプ内側面に対する肩部として示される。パイプ接触接続部との相互作用を可能にするために、ブッシュ接触接続部は、前記ブッシュ内側面に対する前側肩部に設けられる。機械的接続がなされたとき、言い換えるとドリルパイプとブッシュがお互いにネジ込まれて接続されたとき、電気的接続が、両側の接触接続を介して前記パイプ導電部と前記ブッシュ導電部との間に生じるものである。
【００１３】
前記ドリルパイプが一般的に前記ブッシュねじ込み接続されるので、パイプ接触接続部及び前記ブッシュ接触接続部の両方は、円周状に設計され、言い換えると接触接続リングの形状である点に、特に利点がある。それぞれの接触接続部とドリルストリング本体との間の電気的絶縁を確保するために、パイプ接触接続部は、前記前面に設置された絶縁リング上に配置されると共に、前記ブッシュ接触接続部は、前記肩部上に設置された絶縁リング上に配置されるものである。この場合、前記ドリルコラム本体からだけでなくドリルストリングの内部及び掘穿作業の間そこに位置する泥水からも十分な絶縁を確保するために、弾性材料から形成された絶縁リングは、それぞれの接触接続部を収納するための環状溝を有するべきである。この場合、環状溝は、前記接触接続部の高さよりも深いものである。これは、前記ドリルパイプが前記ブッシュのねじ込み接続されるときに、同時接触が前記接触接続部になされる場合に、これらの絶縁リングが押圧し合うことによって、絶縁リングの相互に対面する面で十分な密閉が存在することを確実にする。
【００１４】
数百メートルの長さを有する大変長いドリルコラムの場合、ブッシュと前記ドリルパイプの間の縦方向の移動が生じることになるが、接触接続部に、前記前面若しくは肩部から離れる方向に弾性負荷がかけられることで解決することができる。この弾性負荷によって、前記接触接続部は、ドリルパイプ及び近接するブッシュの移動が結果として接触接続部間の電気的接触が中断しないように、お互いに押しつけ合う。
【００１５】
さらに、掘穿泥水が環状空間から前記接触接続部間の中間空間に通過することを防止するために、少なくとも一つの環状シールが、ドリルパイプ本体のピンの領域に設けられるべきである。このシールは、前記パイプ外側面からピンに至る段部及び／若しくはこの段部から前記ピンへの移行部分に設けられることが好ましい。一つ又は複数のシールはピン自体の領域に設けられることも可能である。前記ブッシュには、ブッシュ本体の外側前面に少なくとも一つの環状シールが設けられるものである。
【００１６】
本願発明では、一つの導電部だけではなく複数の導電部が、ドリルコラムに設けられることが可能であることはもちろんである。導電部は、あまりにも深いドリルコラムの内側面の溝によってあまりに厳しいドリルコラムの強度不足を考慮しないようにするために、それらの直径に関して所望の大きさを選択することができないので、一般的に小さい直径を有する導電部の数は、ボアホールに配されたそれぞれの測定且つ分析機器を制御するために要求される電気的エネルギーの関数として決定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、ドリル装置１の概略説明図である。ドリル装置１は、地表側に配されたドリルヘッド２と、掘穿状態においてボアホール４に配されるドリルコラム３とを有する。ビットユニット５は、ドリルコラム３の他方の端部に配される。図示された例において、導電部７を介して地表側に配される評価装置８に接続される測定装置６は、ビットユニット５の上方に直接的に配置される。前記測定装置６は、評価装置８を介して直接的に評価される掘穿作業の間に測定された値を記録することができる。
【００１９】
この場合、ドリルコラム３自体は、複数の交換可能に配置されたパイプ１０及びブッシュ１１を具備する。この種のドリルパイプ１０は、１０ｍ又はそれ以上の長さを有すると同時に、深井戸用ドリルコラム３は、数百メートルの長さを有する。
【００２０】
図２乃至図６及び特に詳細に図示される図４は、ドリルパイプ１０の一部を示している。前記ドリルパイプ１０は、導電体材料からなるドリルパイプ本体１２を有する。少なくとも一つのパイプ導電部７ａが、前記ドイルパイプ本体１２を貫通し、前記パイプ導電部７ａは、その端部、詳しくはその両端で、ドリルパイプ本体１２に設けられたパイプ接触接続部１３に接続され、前記パイプ導電部７ａ及び前記パイプ接触接続部１３は、前記ドリルパイプ本体１２から電気的に絶縁される。特に図４に示すように、パイプ導電部７ａは、パイプ内側面１４に固定される。この目的のために、パイプ導電部７ａのための縦溝１５が、前記パイプ内側面１４に設けられる。この場合、溝１５は、あり継ぎにされる。しかしながら、原則として、いかなる溝形状も可能である。前記溝１５は、ドリルパイプ１０の中心軸に対して平行である。この場合、前記溝１４の深さは、前記パイプ導電部７ａの外径よりも大きい。前記パイプ導電部７ａは、絶縁体１６を介して前記溝１５に保持される。さらに、その固定機能に加えて、前記絶縁体１６は、電気的絶縁機能も有する。この絶縁体１６に加えて、前記パイプ導電部７ａは、前記パイプ導電部７ａの全長にわたって延出する導線絶縁１７を有する。図４にさらに詳細に示されるように、電気的絶縁層１８が、パイプ内側面１４の全面にわたって蒸着され、溝１５を覆い、これによってパイプ導電部７ａを覆う。前記絶縁層１８は、前記パイプ内側面１４の全面にわたって付加される。
【００２１】
前記パイプ接触接続部１３は、ドリルパイプ１０のパイプ端部の端面側前面１９に設けられる。この場合、それぞれの場合において対応するパイプ接触接続部１３が、たとえこれが下記に特別に記載されるものでないとしても、ドリルパイプ本体１２の両端部に設けられることはもちろんである。前記パイプ接触接続部１３は、円周状に形成され、接触リングの形を有する。さらに、前記パイプ接触接続部１３は、前記前面１９に設置される絶縁リング２０上に配置される。弾性材料からなる前記絶縁リング２０は、前記パイプ接触接続部１３を収納するための環状溝２１を有する。この場合、この環状溝２１は、前記パイプ接触接続部１３の高さよりも深く形成される。
【００２２】
さらに、前記パイプ接触接続部１３は、この場合、前記前面１９から離れる方向、言い換えると前記ドリルパイプ１０に接続されるブッシュ１に向かう方法に弾性負荷がかけられる。
【００２３】
前記雄ねじ２３が設けられるピン２２は、前記ドリルパイプ１０の両パイプ端に位置する。その端部で前記パイプ外側面２５に没入する段部２４は、前記雄ねじ２３を有するピン２２の間に位置する。この場合、Ｏリングである環状シール２６は、前記段部２４と前記雄ねじ２３との間に位置する。また前記シール２６に代えて、又は前記シールに加えて、環状シールを前記段部２４に配置してもよいものである。
【００２４】
図３及び特に詳細に示される図６は、ブッシュ１１の一部を示している。このブッシュ１１は、導電体材料からなるブッシュ本体２７を有する。ブッシュ導電部７ｂは、たとえこれが特別に図示されたものでないとしても、ブッシュ本体２７を貫通し、ブッシュ本体２７の端部、正確にはその両端で、ブッシュ接触接続部２８に接続される。ブッシュ導電部７ｂ及びブッシュ接触接続部２８は、前記ブッシュ本体２７から電気的に絶縁される。
【００２５】
ブッシュ導電部７ｂは、ブッシュ内側面２９に固定される。この目的のために、縦溝３０が前記ブッシュ本体２７のブッシュ内側面２９に設けられる。前記溝３０は、前述した溝１５と同一の構成を有する。さらに、前記溝３０は、前記ブッシュ１１の中心軸に平行である。前記ブッシュ導電部７ｂが絶縁体を介して前記溝３０にはめ込まれ、導線絶縁によって覆われていることは特に図示していない。さらに、電気的絶縁層３１が前記ブッシュ内側面２９及びパイプ内側面１４に蒸着され、前記電気的絶縁層３１は前記ブッシュ導電部７ｂを覆う。
【００２６】
特に図６に示すように、ブッシュ接触接続部２８は、前面肩部３２に設けられる。この肩部３２は、雌ねじ３３とブッシュ内側面２９との間に位置する。前記ブッシュ接触接続部２８は、円周状であり、前記肩部３２に設置される絶縁リング２０上に配置される。前記絶縁リング２０は、前記ドリルパイプ１０に設けられた絶縁リング２０と、その種類及び構成において対応している。言い換えると、前記ブッシュ接触接続部２８を収納する目的の環状溝２１を有し、この場合、この環状溝２１は、前記ブッシュ接触接続部２８の高さよりも深く形成されている。さらに、前記ブッシュ接触接続部２８には、肩部３２から離れる方向に弾性負荷がかけられる。この弾性負荷は、前記接触接続部１３，２８に関して、一つ又は複数のスプリング、例えば小さい螺旋圧縮スプリングが、前記接触接続部の各々の下側に作用するように設計される。さらに、スプリング舌部が、それぞれの接触接続部に設けられる。このスプリング舌部は、原則として、内側及び／若しくは外側に向いており、外側に向いているスプリング舌部は、事実上の接触接続部を超えて突出しており、電気的接触を生じさせている。
【００２７】
この場合、円周状シール３５がブッシュ本体２７の外側前面３４に位置する。前記外側前面３４は、前記雌ねじ３３と前記ブッシュ外側面３６の間に位置する。
【００２８】
前記パイプ導電部７ａ及びブッシュ導電部７ｂに関連して上述されたようなドリルパイプ１０及びブッシュ１１は、ドリルコラム３を介する２極のエネルギー及びデータの伝送システムを生じる。この場合、一方の極は、ドリルパイプ本体１２及びブッシュ本体２７からなるドリルコラム本体によって形成され、他方の極は、パイプ導電部７ａ及びブッシュ導電部７ｂと、接触接続部１３，２８からなる導電部７によって形成される。さらに、本発明に係るシステムは、ドリルパイプ１０をブッシュ１１にねじ込み接続することが、一方で接触接続部１３，２８を介する電気的接続、他方でドリルパイプ本体１２の材料及びブッシュ本体２７の材料を介する電気的接続を提供するので、前記ドリルコラム３及びこれによる２極を所望の長さに延出することができるという利点を有する。
【００２９】
エネルギーは、第１のドリルパイプ１０に設けられる図示しないスリップリングコレクターを介して導電部７へ供給され、データは導電部７から取り出される。前記スリップリングコレクターは、パイプ導電部７ａと接続され、ドリルパイプ本体１２から絶縁される。前記スリップリングコレクターは、順番に前記評価装置８に接続されると同時に、ドリルコラム本体は、アースに接続される。
【００３０】
図８は、管状のパイプ導電部７ａを有するドリルパイプ１０の部分概略説明図である。このパイプ導電部７ａは、絶縁層３７を介して全表面にわたってパイプ内側面１４に接着剤接続される。前記絶縁層３７は、例えば、ドリルパイプ１０からの前記パイプ導電部７ａの電気的絶縁を確保するエポキシ樹脂であり、前記パイプ内側面１４と前記パイプ導電部７ａの間のギャップに充填される。さらに、絶縁層３８は、前記パイプ導電部７ａの内側の外面に設けられ、低い表面粗度を有する非導電材料でコートされることが望ましい。内側の前記パイプ導電部７ａの低摩擦コーティングは、製造作業の間又は流水作業の間、前記ドリルパイプ１０を通過する流れがある場合の低い流れ抵抗に貢献する。管状のパイプ導電部７ａを有するドリルパイプ１０の図８に示される例は、管状のブッシュ導電部７ｂを有するブッシュ１１の設計に対応する。前記パイプ導電部７ａ又はブッシュ導電部７ｂが、それぞれの場合縦溝５，３０に導かれ、それぞれの接触接続部がドリルパイプ１０又はドリル１１から電気的に絶縁されることを確保する必要がある場合に、前記ドリルパイプ１０及び前記ブッシュ１１は、本質的に上述した例に対応する。管状の設計の場合において、前記パイプ導電部７ａ及びブッシュ導電部７ｂは、その端部にカラーを有し、簡単な方法で線接触を生じさせる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ボアホールに導入されたドリルコラムの概略説明図である。
【図２】ドリルパイプのパイプ端部の概略説明図である。
【図３】ブッシュの位置を示した概略説明図である。
【図４】ドリルパイプの一部を示した断面図である。
【図５】ドリルパイプの一部の詳細説明図である。
【図６】ブッシュの詳細説明図である。
【図７】ブッシュにねじ込まれ、溝に固定されたパイプ導電部又はブッシュ導電部を有するドリルパイプの一部を示した概略説明図である。
【図８】管状パイプ導電部を有するドリルパイプの一部を示した概略説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ドリル装置
２  ドリルヘッド
３  ドリルコラム
４  ボアホール
５  ビットユニット
６  測定装置
７  導電部
７ａ  パイプ導電部
７ｂ  ブッシュ導電部
８  評価装置
１０  ドリルパイプ
１２  ドリルパイプ本体
１３  パイプ接触接続部
１４  パイプ内側面
１５  縦溝
１６  絶縁体
１８  絶縁層
１９  前面
２０  絶縁リング
２１  環状溝
２２  ピン
２４  段部
２５  パイプ外側面
２６  シール
２７  ブッシュ本体
２８  ブッシュ接触接続部
２９  ブッシュ内側面
３０  縦溝
３１  絶縁層
３２  肩部
３４  外側前面
３５  環状シール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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