(57)【要約】ダウンホール掘削ツール及びこのツールを用いる方法は、内部容積を画成する壁部を有する本体と、この壁部に取り付けられた少なくとも１つのアームであって、アーム本体の内部に流路を備える、少なくとも１つのアームと、を含む。前記少なくとも１つのアームは、内部容積を壁部の外部に連絡する流体通路を提供し、少なくとも１つのアームは、壁部に対して移動可能である。
2021507153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部容積を画成する壁部を有する本体と；
前記壁部に取り付けられた少なくとも１つのアームであって、アーム本体の内部に流路を備える、少なくとも１つのアームと；を備え、
前記少なくとも１つのアームは、前記内部容積を前記本体の外部に連絡する流体通路を提供し；
前記少なくとも１つのアームは、前記壁部に対して移動可能である；
ダウンホール掘削ツール。
【請求項２】
前記壁部は、前記少なくとも１つのアームを受容する大きさに形成された少なくとも１つの凹み部を画成する、
請求項１に記載のダウンホール掘削ツール。
【請求項３】
前記少なくとも１つのアームは、回転可能な継手で前記壁部に取り付けられている、
請求項１に記載のダウンホール掘削ツール。
【請求項４】
前記回転可能な継手は、前記壁部に対する１つの自由度を、前記少なくとも１つのアームに提供する、
請求項３に記載のダウンホール掘削ツール。
【請求項５】
前記回転可能な継手は、前記壁部に対する２以上の自由度を、前記少なくとも１つのアームに提供する、
請求項４に記載のダウンホール掘削ツール。
【請求項６】
前記少なくとも１つのアームは、前記回転可能な継手から離れて前記アームに沿う位置に設けられたアーム継手を有する、
請求項３に記載のダウンホール掘削ツール。
【請求項７】
前記少なくとも１つのアームの末端に取り付けられた磁石を備える、
請求項１に記載のダウンホール掘削ツール。
【請求項８】
前記少なくとも１つのアームは、第１のアームと第２のアームとを備え、前記第２のアームは、前記第１のアームによって画成された流路の直径とは異なる直径を有する流路を画成する、
請求項１に記載のダウンホール掘削ツール。
【請求項９】
前記少なくとも１つのアームは、第１のアームと第２のアームとを備え、前記第１のアームの長さは、前記第２のアームの長さとは異なる、
請求項１に記載のダウンホール掘削ツール。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのアームは、第１のアームと第２のアームとを備え、前記第２のアームの長さは、前記第１のアームの長さとは異なる、
請求項１に記載のダウンホール掘削ツール。
【請求項１１】
坑井を画成する壁部内の関心領域を特定するステップと；
１種又は複数種の物体又は溶液を、採掘現場の地表から前記関心領域の付近に位置決めされたダウンホールサブへ送るステップと；
前記ダウンホールサブに取り付けられた１本又は複数本のアームを延ばして、前記１種又は複数種の物体又は溶液を、前記１本又は複数本のアームを用いて、前記関心領域に配置するステップと；を備える、
方法。
【請求項１２】
３Ｄイメージングツールのソフトウェアを用いて、前記関心領域を特定するステップを更に備える、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
異なる種類のアームの中からアームの種類を選択するステップを更に備える、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記１種又は複数種の物体又は溶液をダウンホールへ送るステップは、前記１種又は複数種の物体又は溶液を前記ダウンホールサブ内にローディングして前記ダウンホールサブをダウンホールに下降するステップを備える、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記１種又は複数種の物体又は溶液をダウンホールへ送るステップは、前記１種又は複数種の物体又は溶液を、ドリルストリングの下へ向け、前記関心領域付近に位置決めされた前記ダウンホールサブへ圧送するステップを備える、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記圧送された１種又は複数種の溶液又は物体が前記ドリルストリングの底部にあるビットに達しないようにして前記１種又は複数種の物体を前記アームへ導くステップを備える、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記関心領域内の前記１種又は複数種の物体を調節するステップを備える、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記１種又は複数種の物体は、逸泥防止剤、接合充填材、及び測量ツールの１つを含む、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記調節するステップは、前記接合充填材をコイル化することを含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記調節するステップは、前記接合充填材の直径を調節するステップを備える、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
坑井を画成する前記壁部内の関心領域を特定するステップは、坑井を画成する地層内の、壁部内の関心領域を特定するステップと、設置されたケーシング又はセメントで固めた坑井の壁部における欠陥を識別するステップと、のいずれか一方、又は、両方のステップを備える、
請求項１１に記載の方法。
【請求項２２】
地層内に形成された坑井を画成する壁部と；
前記坑井を通って流体を循環させるように構成された循環ポンプと；
ダウンホール掘削ツールであって、
内部容積を画成するドリルストリングサブと、
前記ドリルストリングサブの周囲に取り付けられた複数のアームであって、各アーム本体の内部に流路を含む、複数のアームと、を有するダウンホール掘削ツールと；を備え、
前記複数のアームは、前記ドリルストリングサブの前記内部容積から前記ドリルストリングサブの外側への流体通路を提供し；
前記複数のアームは、前記ドリルストリングサブの外側にある関心領域内へ物体を調節し、案内し、配置するために前記ドリルストリングサブに対して移動可能であり；
信号を送信する前記ダウンホール掘削ツールと通信して前記複数のアームの移動を制御するコントローラを備える、
坑井システム。
【請求項２３】
ドリルストリングは、前記ダウンホール掘削ツールへ電力を提供するワイヤストリングである、
請求項２２に記載の坑井システム。
【請求項２４】
前記電力は、一体化された光ファイバの電力伝送ラインによって提供される、
請求項２３に記載の坑井システム。
【請求項２５】
前記ダウンホール掘削ツールへ電力を提供するダウンホール供給電源ユニットを備える、
請求項２２に記載の坑井システム。
【請求項２６】
前記ダウンホール供給電源ユニットは、充電式バッテリ又はエナジーハーベスタである、
請求項２５に記載の坑井システム。
【請求項２７】
前記コントローラは、各アームを独立して制御する、
請求項２２に記載の坑井システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１７年１２月２１日に出願された米国出願第１５／８４９，９４８号に基づく優先権を主張し、当該米国特許出願のすべての記載内容を援用する。
【０００２】
本開示は、可動アームを有するツールを用いた材料のダウンホール供給に関する。
【背景技術】
【０００３】
炭化水素類の生産では、地層内に坑井が掘削される。油井又はガス井の掘削では、一般に「泥水」として知られる掘削流体が、ドリルストリングの環状部へ戻らずに、１つ又は複数の地層へ流れ込むと、逸泥が発生する。逸泥防止剤は、掘削流体がダウンホールの地層へ失われているときにその掘削流体に添加される多種の物質の総称である。普段用いられる逸泥防止剤は、樹皮や毛のような繊維状、樹脂の断片のような薄片状、又は、石灰岩、大理石若しくは木材のような粒状を呈する。
【０００４】
逸泥は、油井又はガス井の掘削時の深刻な問題になり得る。逸泥の結果、噴出のような大損害を招くことがある。逸泥によって生じる別の可能性はドライ掘削であり、これは、行われている掘削が停止しない中で坑井からの流体が完全になくなってしまったときに発生する。ドライ掘削によりビットは破壊され、坑井は大きく損傷し、新たな井戸の掘削が必要となることさえある。ドライ掘削は、パイプの折損を含む深刻な損傷をドリルストリングに引き起こし、掘削リグ自体にも深刻な損傷を引き起こすこともある。逸泥の管理は、掘削現場での安全性と経済性の両面で重要である。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、可動アームを有するツールを用いて材料をダウンホールへ供給するためのツール及び方法について述べる。可動アームは、関節式であっても、個別に制御されても、又はその両方であってもよい。ツール及び方法を用いて、ダウンホール関心地点（あるいは目標地点、対象地点）へ材料（例えば、流体及び物体）を正確に供給することができ、例えば、坑井を画成する（境界を定める、形成する）壁部内の欠陥へ逸泥防止剤を供給することができる。アームは流路（チャネル）を提供して、ダウンホール関心領域（あるいは目標領域、対象領域）へ材料を正確に配置することも、いったん配置した材料を案内し及び調節することもできる。これらの材料は、地表からドリルストリングを通ってアームへ、ダウンホール岩層内の割れ目、及び坑井ケーシングのようなダウンホールの管体における亀裂の関心領域へ、圧送することができる。
【０００６】
ある実施の形態では、アームは、物体又は溶液を関心領域へ正確に送り込むアルゴリズムによって制御される。アームは、そのアームを介して配置された物体に対して調節する能力も有する。
【０００７】
１つの態様では、ダウンホール掘削ツールは、内部容積を画成する壁部本体と、前記壁部に取り付けられた少なくとも１つのアームであって、アーム本体の内部に流路を備える、少なくとも１つのアームと、を含む。前記少なくとも１つのアームは、前記壁部本体の前記内部容積を前記壁部の外部に連絡する流体通路を提供し、前記少なくとも１つのアームは、前記壁部に対して移動可能である。本ツールの実施の形態は、以下の特徴の１つ以上を含むことができる。
【０００８】
実施によっては、前記壁部本体は、前記少なくとも１つのアームを受容する大きさに形成された少なくとも１つの凹み部を備える。前記少なくとも１つのアームは、回転可能な継手で前記壁部本体に取り付けられ得る。実施によっては、前記回転可能な継手は、前記壁部本体に対する１つの自由度を、前記少なくとも１つのアームに提供する。実施によっては、前記回転可能な継手は、前記壁部本体に対する２以上の自由度を、前記少なくとも１つのアームに提供する。前記少なくとも１つのアームは、前記回転可能な継手から離れて前記アームに沿う位置に設けられたアーム継手を有することができる。磁石を、前記少なくとも１つのアームの端部に取り付けることができる実施によっては、前記少なくとも１つのアームは、第１のアームと第２のアームとを含み、前記第２のアームは、前記第１のアームによって画成された流路の直径とは異なる直径を有する流路を画成する。実施によっては、前記少なくとも１つのアームは、第１のアームと第２のアームとを備え、前記第１のアームの長さは、前記第２のアームの長さとは異なる。
【０００９】
１つの態様では、方法は、地層に形成された坑井内の関心領域を特定するステップと、１種又は複数種の物体又は溶液を、採掘現場の地表から前記関心領域付近に位置決めされたダウンホールサブへ送るステップと、前記ダウンホールサブに取り付けられた１本又は複数本のアームを延ばして、前記１種又は複数種の物体又は溶液を、前記１本又は複数本のアームを用いて、前記関心領域に配置するステップと、を含む。本方法の実施の形態は、以下の特徴の１つ以上を含むことができる。
【００１０】
実施によっては、本方法は、３Ｄイメージングツールのソフトウェアを用いて、前記関心領域を特定するステップを更に含む。本方法は、異なる種類のアームの中からアームの種類を選択するステップを更に含むことができる。実施によっては、前記１種又は複数種の物体又は溶液をダウンホールへ送るステップは、前記１種又は複数種の物体又は溶液を前記ダウンホールサブ内にローディングして前記ダウンホールサブをダウンホールに下降するステップを含む。実施によっては、前記１種又は複数種の物体又は溶液をダウンホールへ送るステップは、前記１種又は複数種の物体又は溶液を、ドリルストリングの下へ向け、前記関心領域付近に位置決めされた前記ダウンホールサブへ圧送するステップを含む。本方法は、前記ドリルストリングの底部にあるビットに達したことから前記圧送された１種又は複数種の溶液又は物体を配置して前記１種又は複数種の物体を前記アームへ導くステップを含むことができる。本方法は、前記関心領域内の前記１種又は複数種の物体を調節するステップを含むことができる。前記１種又は複数種の物体は、逸泥防止剤、接合充填材、及び測量ツールの１つを含むことができる。本方法は、前記接合充填材をコイル化することを含む調節するステップを含むことができる。ある場合には、前記調節するステップは、前記接合充填材の直径を調節するステップを含む。
【００１１】
１つの態様では、坑井システムは、地層内に形成された坑井を画成する壁部と、前記坑井を通って流体を循環させるように構成された循環ポンプと、ダウンホール掘削ツールであって、内部容積を画成するドリルストリングサブと、前記ドリルストリングサブの周囲に取り付けられた複数のアームであって、各アーム本体の内部に流路を含む、複数のアームと、を有するダウンホール掘削ツールと、を含む。前記複数のアームは、前記ドリルストリングサブの前記内部容積から前記ドリルストリングサブの外側への流体通路を提供し、前記複数のアームは、前記ドリルストリングサブの外側にある関心領域内へ物体を調節し、案内し、配置するために前記ドリルストリングサブに対して移動可能であり、信号を送信する前記ダウンホール掘削ツールと通信して前記複数のアームの移動を制御するコントローラ。本システムの実施の形態は、以下の特徴の１つ以上を含むことができる。
【００１２】
実施によっては、前記ドリルストリングは、前記掘削ツールへ電力を提供するワイヤストリングである。前記電力は、一体化された光ファイバの電力伝送ラインによっても提供され得る。代わりに又は加えて、ダウンホール供給電源ユニットが、ツールへ電力を提供してもよい。実施の形態によっては、前記供給電源ユニットは、充電式バッテリ、エナジーハーベスタ、化学源（例えば化学反応）、又は物理源（例えばばねが巻かれた機構）であり得る。
【００１３】
実施によっては、前記コントローラは、各アームを他のアームから独立して制御する。
【００１４】
これらのツール及び方法の利点は、流体材料に加えて非流体材料を供給できる能力が含まれることである。これらのツール及び方法は、坑井内の特定の位置に材料を配置することもできる。例えば、これらのツール及び方法は、坑井を画成する（境界を定める、形成する）壁にある欠陥に材料を充てることができる。この特徴は、流体流がドリルストリングから坑井へ流入するための第２の導管（コンジット）、すなわち流体を特定の位置に配置せずに、そして固体を供給できずに、流体を坑井へ押し込む、第２の導管を提供するサーキュレーションサブを採用するシステムよりも優れた、操作上の柔軟性を提供する。
【００１５】
これらのツール及び方法の他の利点は、これらが、非流体材料を関心領域に供給した後に操作することができることである。
【００１６】
本開示で用いられる用語「ドリルストリング」又は「ストリング」は、掘削流体及びドリルビットへのトルクを伝達するドリルパイプの柱のことである。
【００１７】
本ツール及び方法の１つ以上の実施の形態の詳細を、添付図面及び以下の説明に記載する。他の特徴、対象及び利点は、かかる説明及び図面並びに請求項から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】坑井循環システム例の概略図である。
【００１９】
【図２Ａ】材料をダウンホールへ供給するために用いられる複数のアームを持つツールを有するサブが取り得る構成の図である。
【図２Ｂ】材料をダウンホールへ供給するために用いられる複数のアームを持つツールを有するサブが取り得る構成の図である。
【図２Ｃ】材料をダウンホールへ供給するために用いられる複数のアームを持つツールを有するサブが取り得る構成の図である。
【図２Ｄ】材料をダウンホールへ供給するために用いられる複数のアームを持つツールを有するサブが取り得る構成の図である。
【図２Ｅ】材料をダウンホールへ供給するために用いられる複数のアームを持つツールを有するサブが取り得る構成の図である。
【図２Ｆ】材料をダウンホールへ供給するために用いられる複数のアームを持つツールを有するサブが取り得る構成の図である。
【００２０】
【図３】ドリルストリングに一体化されてダウンホールに展開された複数のアームを持つ供給ツールの概略側面図である。
【００２１】
【図４】欠陥付近における図３の供給ツールの概略平面図である。
【００２２】
【図５】ダウンホールの関心領域へ材料を配置した図である。
【図６】ダウンホールの関心領域へ材料を配置した図である。
【００２３】
【図７Ａ】地表と、ダウンホールの複数のアームを持つ供給ツールと、の間の電力ライン及び制御ラインを示す概略図である。
【図７Ｂ】地表と、ダウンホールの複数のアームを持つ供給ツールと、の間の電力ライン及び制御ラインを示す概略図である。
【００２４】
【図８】複数のアームを持つ供給ツールを用いるためのステップのフロー図である。
【００２５】
【図９】本開示で述べる手法を実施するために用いることができるコンピュータデバイス及びモバイルコンピュータデバイスの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
様々な図における同様の符号は同様の要素を示す。
【００２７】
本開示は、可動アームを有するツールを用いて材料をダウンホールへ供給するためのツール及び方法について述べる。可動アームは、関節式であっても、個別に制御されても、又はその両方であってもよい。ツール及び方法を用いて、ダウンホール関心地点（あるいは目標地点、対象地点）へ材料（例えば、流体及び物体）を正確に供給することができ、例えば、坑井を画成する（境界を定める、形成する）壁部内の欠陥へ逸泥防止剤を供給することができる。複数のアームは流路（チャネル）を提供して、ダウンホール関心領域（あるいは目標領域、対象領域）へ材料を正確に配置することも、いったん配置した材料を案内し及び調節することもできる。材料は、地表からドリルストリングを通ってアームへ圧送することができ、さもなければ、ドリルストリングをダウンホールへ送る前にツール内に配置し、その後必要なときにドリルストリングを展開することができる。物体及び溶液を配置する関心領域には、ダウンホール岩層内の割れ目、及び坑井ケーシングのようなダウンホールの管体における亀裂が含まれる。アームは、物体又は溶液を関心領域へ正確に送り込むアルゴリズムによって制御できる。アームは、そのアームが関心領域へ供給する物体に対して調節する能力も有する。
【００２８】
図１は、複数の可動アームを有する掘削ツール１２０を含む例示の井戸掘削システム１００を示す。井戸掘削システム１００は掘削やぐら１１６を含み、掘削やぐら１１６は、噴出防止装置及び坑口１１８を介してドリルストリング１０８の重量を支え、ドリルストリング１０８を選択的に配置する。ドリルストリング１０８は、地層１０４内の坑井１０６を掘削するドリルビット１１０に結合されたダウンホール端を有する。ポンプ（不図示）は、掘削流体１１４を、坑井１０６を通して循環させる。このことは、掘削流体１１４を、ドリルストリング１０８の上端、坑口１１８を通過、次にドリルストリング１０８を通って下方へ移動させ、ドリルビット１１０を通って坑井１０６へ入るように圧送することによって行われる。流体１１４は、ドリルビット１１０を出てから、坑井環状部（例えば、ドリルストリング１０８の外側の坑井１０６）を通って坑口及び「泥水」ピットに向かって流れる。
【００２９】
掘削ツール１２０は、坑井１０６のダウンホールで用いて、溶液と物体とをダウンホール関心地点へ正確に供給することができる。
【００３０】
図２Ａ及び図２Ｂは、掘削同時供給（ＤＷＤ）サブ１２２に一体化された掘削ツール１２０を示す。該当する場合には、環状通信ポートサブのような他のサブ内に掘削ツール１２０を一体化させることもできる。これらの他のサブは、大径の掘削孔（例えば、１６インチ（約４００ｍｍ）を超える直径）への適用が考慮され得る。サブ１２２は、ボトムホールアセンブリ（ＢＨＡ）内に配置され、掘削同時検層（ＬＷＤ）サブ及び掘削同時測定（ＭＷＤ）サブのアップホールに、並びにビット１１０（図１参照）のアップホールに配置することができる。或いは、ＬＷＤサブ又はＭＷＤサブが採用されない場合には、アームをビットサブのアップホール直上に配置でき、これは、非貯留層各部において有効になり得る。
【００３１】
ＤＷＤサブ１２２は、周囲に複数の可動アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄが配置された壁部１２６を有する。掘削ツール１２０は６本のアームを有し、図２Ａ及び図２Ｂでは、そのうち４本のアーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄを見て取ることができる。他のツールには他の数のアームが実装される。
【００３２】
図２Ａにおいて、サブの壁部１２６の周囲に位置する凹み部１３４は、各アームが格納されたときにそれぞれの凹み部１３４内に部分的に嵌め合うように、アームの深さよりわずかに浅くなっている。図２Ｂでは、サブの壁部１２６の周囲に位置する凹み部１３４は、各アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄが格納されたときにそれぞれの凹み部１３４内へ全体が完全に嵌まり込むように、十分に深くなっている。図２Ａでは、周囲への突き出しは、ＤＷＤサブの壁部１２６をわずかに越えている。格納されたアームの突き出し量は、ＤＷＤ壁部の外径のわずか２０％にすぎない。アームは、ＤＷＤ本体の内側又は内部へ曲がることができる一定の力の負荷の下で柔軟性を持つ構成材料とすることもできる。
【００３３】
ＤＷＤサブ１２２を、サブの結合ポイント１２４でドリルストリング１０８に一体化することができる。例えば、ＤＷＤサブ１２２とドリルストリング１０８との間のサブの結合ポイント１２４を、例えば、ピービーエルドリリングツールリミテッド（ＰＢＬ  Ｄｒｉｌｌｉｎｇ  Ｔｏｏｌｓ  Ｌｔｄ．）から市販で入手できるサブなどの既知の循環サブと同じ方法で構成し、その構成により、結合ポイント１２４は、ドリルストリング１０８の内部の流れの導管として機能することができる。
【００３４】
［関節式アーム構造］
掘削ツール１２０の複数の可動アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、ダウンホール関心領域へ、材料を、正確に調節し、案内し、そして配置することができる。これらの対象物は、例えば、特別に設計された逸泥防止剤などの流体、接合充填材（溶接充填材）、及び測量ツールであってもよい。
【００３５】
図示の実施の形態では、アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、ドリルストリング１０８の底部にあるＢＨＡに取り付けられたＤＷＤサブ１２２の一体部分である。アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、それらが全体としてＤＷＤサブ又はＢＨＡの外径を著しく増大させることのないような方法で、サブに取り付けられることが望ましい。前述のように、図２Ａは、アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄがＤＷＤサブ１２２からわずかに突き出た状態のツール１２０を示す一方、図２Ｂで示す実施では、アームはＤＷＤサブ１２２の外径と面一である。
【００３６】
アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、個別に制御可能とすることができる。アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、ＤＷＤサブ１２２の壁部１２６から外側へ延在して、作業を実行することができる。この機能性を提供するために、アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄを様々なやり方で構成することができる。
【００３７】
図２Ｃは、アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄが壁部１２６から離れるように回転するツール１２０を示す。この例示の実施では、ＤＷＤサブ１２２の壁部１２６は、サブの周囲にある、各アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄに位置合わせされた凹み部１３４を含む。各凹み部１３４は、各アームの反対空間（アームが収まる空間）となるように、ほぼ、各アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄと同じ長さ、幅、深さである。作業を終えると、展開した各アームは、それぞれの凹み部１３４内にぴったり嵌合してサブの壁部１２６に接触するように格納され、格納されている間に壁部１２６を越えて突き出ないようになる。
【００３８】
図２Ｄは、坑井内に材料を配置又は位置決めするために用いられてはいないときの、アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄがＤＷＤサブ１２２内に完全に格納されたツール１２０を示す。１本のアーム１３０ａは、供給又は配置の機能を実行するために延在している様子が示されている一方、他のアーム１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、サブの壁部１２６内に格納されている。格納時の各アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの端部又は先端は、アームがＤＷＤサブ１２２の外径を増さないように、壁部１２６と面一になることができる。壁部の内部にぴったり嵌合するように、アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、アームが曲げ位置及び格納位置まで曲がる又は回転できる関節を有してもよい。
【００３９】
ＤＶＤサブ１２２に一体化された掘削ツール１２０を、広範囲の坑井１０６の大きさに適応するように構成することができる。例えば、石油とガスの回収において用いられる坑井の直径は、一般に４２インチ（約１０６７ｍｍ）から５インチ７分（約１４９ｍｍ）未満である。坑井の直径はその坑井で用いられる適正なツールの外径に影響を与え、ツール１２０の外径は当該ツール１２０に組み込むことができるアームの数に影響を与える。あるツール１２０が有するアームの数は５０本もの多くにのぼる。あるツール１２０が有するアームの数量はわずか１本である。ある特定の掘削ツール１２０におけるアーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの数は、目標とする穴断面の大きさ、関心地点の大きさ、供給品目に左右されることになる。例えば、狭い坑井（例えば、直径が８インチ（約２０３ｍｍ）と３インチ（約７６ｍｍ）との間の坑井）は、一般に少量の液体の逸泥防止剤で塞ぐことのできる小さな割れ目を有することが多いので、ダウンホールに展開されたＤＷＤサブ１２２のアームは４本だけかもしれない。大型坑井（例えば、直径が９インチ（約２２８ｍｍ）と４２インチ（約１０６７ｍｍ）との間の坑井）は、より大きな直径（例えば、直径が８．８インチ（約２２３ｍｍ）と４１．１インチ（約１０４４ｍｍ）との間）で関心領域をより正確に目標とするために８本から１２本のアームを有するＤＷＤサブ１２２を用いてもよい。サブの直径は、サブと坑井の壁部との間に約２％の最小クリアランスを提供するように計算される。
【００４０】
アームの直径、長さ、及び形状は、目標とする断面の直径、関心地点の大きさ、及び供給される溶液に基づき状況に応じて変わる。異なる大きさの坑井１０６に適応するために、種々のツールはさまざまな長さのアーム（例えば、約０．５インチ（約１３ｍｍ）から約２０インチ（約５０８ｍｍ）の長さのアーム）を有する。同様に、種々のツールはさまざまな直径のアーム（例えば、約０．２インチ（約５ｍｍ）から約１０インチ（約２５４ｍｍ）の直径のアーム）を有する。
【００４１】
多くの場合、アームは、中空であって、各アームの本体内に流路１４０を提供する。アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの外形及び流路形状は、供給される溶液の性質に基づいて、及びその溶液が関心地点に供給される前にダウンホールの溶液に実行される調節に基づいて構成されている。例えば、流体材料だけを供給するように意図されたアームは、一般に、円形の断面形状及び円形流路を有する。接合充填材でできたコイルを押し出すように意図されたアームは、一般に、押し出された接合充填材が最も作業し易い直径であるような大きさの流路直径を有する。より小さい大きさ（例えば、８インチ３分（約２１３ｍｍ）以下の大きさ）の坑井１０６に入るように設計されたＤＷＤサブ１２２に対しては、アームを、中空ではなく中実にすることができる。
【００４２】
図２Ａから図２Ｃ、図２Ｅ及び図２Ｆに示すＤＷＤサブ１２２は、サブ継手１３６においてサブの壁部１２６と結合するアーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄを有する。サブ継手１３６は、回転可能な継手で、１つの自由度（例えば、ヒンジ継手）又は複数の自由度（例えば、ボール継手）を有することができる。サブ継手１３６によって、アームが壁部１２６から離れるように最大９０度まで回転することができる。
【００４３】
図２Ｅ及び図２Ｆは、より大きな（例えば、１６インチ（約４０６ｍｍ）を超える）坑井のためのツール１２０を示し、各アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは２つ以上の関節部位を有する。図示のアームは２つの関節部位を有するが、３つ以上の関節部位を有するアームもある。２つのアーム１３０ｂ、１３０ｃは格納されており、２つのアーム１３０ａ、１３０ｄは壁部１２６に対して延在している。延在する２つのアーム１３０ａ、１３０ｄに見られるように、各アームは、アームの長さに沿ってサブ継手１３６及びアーム継手１３８で壁部と接する場所の両方にて関節でつながれている。アーム継手１３８は、１つの自由度（例えば、ヒンジ継手）又は２以上の自由度（例えば、ボール継手）を有することができ、継手１３８の下側のアームの一部がＤＷＤサブ１２２の本体から離れる方向へ（図２Ｅ）、又はＤＷＤサブ１２２の本体に向かう方向へ（図２Ｆ）、関節でつながるようにすることができる。実施によっては、アーム上に２つ以上のアーム継手１３８を設けることができる（例えば、図２Ｆのアーム１３０ｄを参照）。
【００４４】
図２Ａから図２Ｆで示すＤＷＤサブ１２２の実施は、坑井のすべての場所に達するアームを有するように構成されている。アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄを坑井の壁部に向かって若しくは坑井の壁部から離れるように回転させることで、ＤＷＤサブ１２２を上側か下側のどちらかに又はその両方に移動させることによって、坑井に沿う異なる位置に達することができる。同様に、所望のアーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄが関心地点付近に位置するようにサブ１２２全体を回転させることで、サブ継手１３６若しくはアーム継手１３８又はその両方を介してアーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄを回転させることによって、特定の位置における坑井の壁部の異なる部分に達することができる。
【００４５】
壁部１２６から遠位にある、各アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの端部は、複数の構成を有することができる。端部は、例えば流路１４０のための単なる出口のように、円滑（何も取り付けられていない）であり得る。端部は、ＤＷＤサブ１２２よって供給された金属物体を操作する磁石などの特殊ツール、又は、接合（溶接）ツール若しくはスパークツール（点火器具）を含むことができる。
【００４６】
ＤＷＤサブ１２２は複数のアームを有することができ、それらのアームは、すべてが同一、又は、１つ若しくは複数のアームが他のアームと異なる。例えば、単一のＤＷＤサブ１２２は、他のアームとは長さ、断面形状、又は流路形状が異なる１つ又は複数のアームを有することができ、異なる種類の継手の数又は端部に取り付けられたツールを有するアームを有することができる。
【００４７】
［溶液のダウンホール供給］
図３は、坑井１０６内にあるダウンホールのドリルストリング１０８内の掘削ツール１２０の概略構造を示す。掘削孔は、坑井１０６の壁部を支える坑井ケーシング管体１５０及び坑井ケーシングセメント１５２を含む。このシステムは、欠陥１６２のような、ダウンホール管体１５０及び坑井ケーシング１５２内の割れ目又は亀裂、及び、欠陥１６０のような、岩層内の伝導性のある割れ目又は空洞を含む。このような欠陥１６０、１６２は逸泥を生成し、掘削流体１１４の少なくとも一部が、図１に示すようにドリルストリングの環状部を上へ戻らずに、矢印１６６に示すように地層に流れ込んでしまう。逸泥は、油井又はガス井の掘削時の深刻な問題となる可能性があり、噴出（暴噴）の可能性、又は、掘削が停止せずに坑井から流体が完全になくなったときのドライ掘削の可能性につながる。逸泥は、事故に起因することからして極めて高いコストがかかり、すなわち、掘削を停止し、ダウンホールに溶液を展開して事故を防がねばならず、しかも危険であることから、極めて高いコストがかかるのである。 
【００４８】
図４は、欠陥１６２位置での図３の供給ツールの概略平面図である。
【００４９】
液状又は粒状のどちらかの形態の逸泥防止剤を含む様々な物体が、地表からドリルストリング１０８を通って掘削ツール１２０のアーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄへ供給される。例として、シリカ又は熱硬化性エポキシ樹脂が挙げられる。供給される溶液又は物体の量及び性質によるが、掘削ツール１２０は、ＤＷＤサブ１２２がダウンホールへ送られたときにＤＷＤサブ１２２に取り付けられる、これから供給される溶液又は物体を保有することができる。ツール１２０は、アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄがアクセス可能なＤＷＤサブ１２２内に入れ込まれた（埋め込まれた）供給品目区画１６８を含む（図４参照）。
【００５０】
場合によっては、供給される特定の溶液又は物体は、ドリルストリング１０８内を下に圧送され、展開される。例えば、供給品目が大きすぎてサブの中に入れ込めない場合、又は予期せぬ問題が起きて不測の特定の供給品目が必要になったとき、この手法が採用される。そのような場合、溶液又は物体が、圧送されて地表からストリング１０８内へ入る。受け取られた供給品目は、ボールラッチ及びリリース構成（不図示）を介して関節式アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄサブに向けて供給される。
【００５１】
図５及び図６は、金属製の坑井ケーシング管体１５０における欠陥１６２の補修に用いられるツール１２０を示す。この場合、供給される特に有用な品目は、坑井ケーシング管体１５０の接合に用いられる接合充填材である。この用途における供給物体は、接合充填材でできている細いコイル管１７０である。コイル管１７０は、ドリルストリング１０８を坑井１０６に通す前にＤＷＤサブ１２２内に配置される（例えば、供給品目区画内に）。掘削ツール１２０が欠陥１６２の領域まで移動すると、アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは関心領域に達することができる。最も近い１本又は複数本のアーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄが、コイル管１７０を欠陥へ押し出す。別のツール（例えば、アームの１本に装着された接合ツール）を用いて供給後の接合充填材を扱う。
【００５２】
多くのツールでは、アームは個別に作動することができる。図５及び図６では、単体アーム１３０ａが展開され、坑井ケーシング管体１５０及び坑井ケーシングセメント１５２を介して延在する欠陥１６２までコイル管１７０を移動させる。代わりに、決められた操作の要求内容に基づいて、何本かのアーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄを一緒に操作することによりダウンホール溶液を関心領域へ協調して供給することができる。場合によっては、アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄを、例えば、２本の異なるアームを用いて２つの異なる関心領域を同時に目標とするように、同時に且つ独立して操作することができる。
【００５３】
［アームの動きを命令する］
ボールラッチ及びリリース構成は、循環サブの環状通信ポートを開閉する、ピービーエル・ドリリングツールリミテッド（ＰＢＬ  Ｄｒｉｌｌｉｎｇ  Ｔｏｏｌｓ  Ｌｔｄ．）から市販で入手可能な循環サブで用いられるものと同類で、ＤＷＤサブ１２２の関節式アームの地点でビット１１０への泥水の流れを制限するように操作可能である。ＤＷＤサブ１２２は、関心地点に達するために、最良な位置にある特定の１本のアーム又は複数本のアームへ流れを与えることで、特定の１本のアーム又は複数本のアームを作動させることができる。１本のアーム又は複数本アームは、３Ｄイメージング処理中（後述する）に得られた関心地点の予めプログラムされた位置に基づいて指示することができる。
【００５４】
ラッチ構成は、ストリング内の圧送された材料の流れがビットまで達しないようにさせ、関節式アームサブへの到達を制限するように操作可能である。このラッチ構成は、ピービーエル・ドリリングツールリミテッド（ＰＢＬ  Ｄｒｉｌｌｉｎｇ  Ｔｏｏｌｓ  Ｌｔｄ．）から市販で入手可能なサブと同様に、圧送された材料を関節式アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ内へ向けるためにも用いられ、ストリングと環状部との間の通信を単にトリガする（始動する）だけではなく、溶液供給のための供給プロセスを促進する。ラッチ及びリリース構成内にボールがラッチ固定されると、それにより、ドリルストリング内の流れがビットへ達することは制限され、サブ１２２の内側のラッチスリーブが起動し、圧送された溶液すなわち接合用充填材中にそれがラッチ固定できるようになる。
【００５５】
アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの１本又は複数本は、関心領域に配置される直前に供給された品目を調節することができる。この調節は、接合充填材をコイル状にすること、すなわち接合充填材の直径を調節することを含むがこれに限定されない。アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、それぞれ個別に調節するために、必要に応じて特定の個別のやり方で構成される。例えば、コイルの直径を調節するために、アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、望ましい直径を持つ接合充填材のチューブから送り、これを、より小さい直径のポートを通じて押し出す。接合充填材をコイル状にするために、同じコンセプトが用いられるが、そこではアームは、接合充填材のチューブから送り、これを、アーム自体の内のコイル状通路を通じて押し出す。
【００５６】
［電源及び制御アルゴリズム］
図７Ａ及び図７Ｂは、掘削ツール１２０と共に用いられる、ワイヤドリルパイプを含むドリルストリング１０８を示す。電力源１８０は、アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃをダウンホールへ操作するのに必要とされる電力を、ライン１８２で表すワイヤドリルパイプを介して伝送する。関節式アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ用の供給電源は、地表の電力源から供給電源を提供するために用いることができるインテリジェントなワイヤドリルパイプによって提供することができる。この提供方法は、ドリルストリングの全体に渡って一体化された電力伝送ラインとしての光ファイバの利用を含む。代替として、関節式アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ用の供給電源は、ドリルストリングの一体部分として作動するダウンホールの供給電源ユニットによって提供され得る。このユニットは充電式バッテリ又はエナジーハーベスタの形式をとることもできる。
【００５７】
地表ベースのコントローラ１８４は、ライン１８８で表されるように、ダウンホールに命令を送信するコントローラ１８４に格納されたアルゴリズム１８６を用いてプログラムされている。アルゴリズム１８６は、アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃが展開された材料を関心領域内へ正確に配置するように命令する。
【００５８】
場合によっては、アルゴリズム１８６は、掘削ツール１２０が自律システムとして機能するようにコントローラ１８４内にプログラムされている。アルゴリズム１８６は、３Ｄイメージングツールのソフトウェア１９０を介して得られた関心地点の特定の座標、位置、及び寸法の詳細を用いる。あるツールは、坑井１０６の壁部を走査する。イメージングツールのソフトウェア１９０は、そのツールによって提供された走査データに基づいてモデルを構築する。
【００５９】
坑井モデルの分析は、関心地点を特定し、関心地点の座標を求めるために実行される。自律システムでは、関心地点の特定は、イメージングツールのソフトウェア１９０によって自律的に実行できる。しかし、この分析は、典型的には、オペレータによって見直されて容認又は拒絶されたイメージングツールのソフトウェア１９０によって実行された初期の分析をともなう反復プロセスにおいて、実行される。
【００６０】
イメージングツールのソフトウェア１９０によって得られた情報を用いることにより、アルゴリズム１８６は、各関心地点の特定の座標、位置、及び寸法の詳細を用いて、目標の位置に達したら、適切な関節式アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを展開するように促す。特定のアーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、例えば、大きさ、形状などが特定のタスクのために設計され、取り付けられる必要があるツールを有する種類であれば、必要に応じて選択できる。このアルゴリズム１８６を用いることにより、地表から目標の領域へ溶液を供給するために掘削ツール１２０を制御するのにオペレータが介在する必要はない。アーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、アルゴリズム１８６によって送信された命令に応じて、アームを介して圧送された物体に、接合充填材１７０をコイル状にすること及び接合充填材１７０の直径を調節することを含む調節を実行する。
【００６１】
このような自律システムがあれば、オペレータが行う唯一の役割はＤＷＤサブ１２２をＢＨＡの中に接続し坑井内でシステムの作動を開始することである。関心領域に達したときのアーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを展開するためのこれ以上のプロンプト（指令の入力）は、アルゴリズム１８６を介して自動的に出される。
【００６２】
図８は、ＤＷＤサブを用いるための方法３００を表す。方法３００は、関心領域を特定し及び位置決めすることなどを、オペレータが制御するステップによって、又は自律システムによって実行可能である。以下の検討では、オペレータによって実行される方法について述べる。
【００６３】
ステップ３０２では、オペレータは、３Ｄイメージングツールソフトウェア１９０を用いて関心領域を特定し、その座標及び寸法の詳細を保存する。ステップ３０４では、オペレータ又はアルゴリズム１８６のどちらか一方が、関心領域の詳細に応じるために適切な種類のアームを選択する。場合によっては、もしＤＷＤサブ１２２中に一体化されたアーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃが一種類だけであるなら、選択は自動的である。オペレータは、任意で、必要な溶液又は固体を、供給品目区画の中にローディング（投入）することができる。ステップ３０６では、オペレータは、ＤＷＤサブ１２２をＢＨＡにつなげ、坑井内での作動を開始する。また、ステップ３０８で、オペレータは、ダウンホールに溶液又は物体を送る。供給品目区画を用いる場合は、溶液又は物体をダウンホールへ送るステップは、サブをダウンホールへ送るステップと同時に行うことができる。代替として、溶液又は物体をダウンホールへ送るステップは、ダウンホールへ圧送するステップを伴うことができる。ステップ３１０では、オペレータ又はアルゴリズム１８６のどちらか一方は、ＤＷＤサブ１２２が正しい位置に達したときに、関心領域へ溶液又は物体を展開する。ステップ３１０は、関心領域の数に応じて、必要な回数を繰り返すことができる。
【００６４】
図９は、本開示で述べる手法の実施に用いることができる、例示のコンピュータデバイス６００及び例示のモバイルコンピュータデバイス６５０を示す。例えば、コントローラの一部又は全部の操作は、コンピュータデバイス６００、モバイルコンピュータデバイス６５０、又はその両方によって実行することができる。コンピュータデバイス６００は、例えば、ラップトップ（ノートパソコン）、デスクトップ、ワークステーション、携帯情報端末（ＰＤＡ）、サーバ、ブレードサーバ、メインフレーム、及び他の適切なコンピュータを含む、様々な形式のデジタルコンピュータを表すように意図されている。コンピュータデバイス６５０は、例えば、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、スマートフォン、及び他の同様のコンピュータデバイスを含む、モバイルデバイスの様々な形式を表すように意図されている。ここに示すコンポーネント、それらの接続と関係性、及びそれらの機能は、例示にすぎず、本書で説明される手法、又は、請求される手法、又はその両方の手法の実施の制限を意味するものではない。
【００６５】
コンピュータデバイス６００は、プロセッサ６０２と、メモリ６０４と、記憶デバイス６０６と、メモリ６０４と高速拡張ポート６１０とに接続している高速インタフェース６０８と、低速バス６１４と記憶デバイス６０６とに接続している低速インタフェース６１２とを含む。コンポーネント６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、６１２のそれぞれは、様々なバスを用いて相互に接続されており、共通のマザーボード上に又は他の適切な方法で取り付けることができる。プロセッサ６０２は、コンピュータデバイス６００内での実行のための命令（メモリ６０４又は記憶デバイス６０６に格納された命令を含む）を処理することで、外部の入力／出力デバイス（例えば、高速インタフェース６０８に連結されたディスプレイ６１６を含む）上のグラフィカルユーザインタフェースのためのグラフィカルデータを表示することができる。他の実施では、複数のプロセッサ、複数のバス、又はその両方を、必要に応じて、複数のメモリ及びメモリの種類とともに、用いることができる。また、複数のコンピュータデバイス６００を、必要な操作の一部を提供する各デバイス（例えば、サーババンク、一群のブレードサーバ、又は複数のプロセッサシステムとして）と接続することができる。
【００６６】
メモリ６０４は、データをコンピュータデバイス６００内に格納する。一の実施では、メモリ６０４は、１つ又は複数の揮発性メモリユニットである。別の実施では、メモリ６０４は、１つの又は複数の不揮発性メモリユニットである。メモリ６０４は、また、例えば、磁気ディスク又は光ディスクを含む、別の形式のコンピュータ読取り可能媒体の場合もある。
【００６７】
記憶デバイス６０６は、コンピュータデバイス６００用に大容量の記憶を提供する能力がある。一の実施では、記憶デバイス６０６は、コンピュータ読取り可能媒体（例えば、フロッピーディスクデバイス、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、テープデバイス、フラッシュメモリ若しくは他の同様のソリッドステートメモリデバイス、又は、記憶領域ネットワーク若しくは他の構成におけるデバイスを含む多数のデバイスを含む）であり得るかそれらを含み得る。コンピュータプログラム製品は、データキャリア中で明白に具体化できる。コンピュータプログラム製品は、実行されたときに１つ又は複数の方法（例えば、先に述べた方法を含む）を実行する命令を含むこともできる。データキャリアは、コンピュータ又は機械読取り可能媒体であって、例えば、メモリ６０４、記憶デバイス６０６、又はプロセッサ６０２上のメモリを含む。
【００６８】
高速コントローラ６０８は、コンピュータデバイス６００用に帯域幅重視の操作を管理する一方で、低速コントローラ６１２は、低い帯域幅重視の操作を管理する。そのような機能の割り当ては、一例に過ぎない。一の実施では、高速コントローラ６０８は、メモリ６０４、ディスプレイ６１６（例えば、グラフィックプロセッサ又はグラフィックスアクセラレータを介して）、及び様々な拡張カード（不図示）を受けることができる高速拡張ポート６１０に連結している。本実施において、低速コントローラ６１２は、記憶デバイス６０６及び低速拡張ポート６１４と連結している。低速拡張ポートは、様々な通信ポート（例えば、ＵＳＢ（登録商標）、ブルートゥース（登録商標）、イーサネット（登録商標）、ワイヤレスイーサネット）を含むことができるものであり、１又は複数の入力／出力（例えば、キーボード、ポインティングデバイス、スキャナ、又はスイッチやルータ（例えばネットワークアダプタを介して）など含むネットワークデバイスを含む）と連結することができる。
【００６９】
コンピュータデバイス６００は、図に示すようにいくつもの異なる形式で実施することができる。例えば、標準サーバ６２０として、又はそのようなサーバ群内で何度も実施することができる。ラックサーバシステム６２４の一部として実施することもできる。加えて又はそれに代わるものとして、パーソナルコンピュータ（例えば、ラップトップコンピュータ６２２）内で実施することができる。実施の例によっては、コンピュータデバイス６００のコンポーネントを、モバイルデバイス（不図示）（例えば、デバイス６５０）内の他のコンポーネントと組み合わせることができる。そのようなデバイスのそれぞれは、コンピュータデバイス６００，６５０の１つ又は複数を含むことができ、全体のシステムは、互いに通信する複数のコンピュータデバイス６００、６５０で構成することができる。
【００７０】
コンピュータデバイス６５０は、プロセッサ６５２、メモリ６６４、並びに、入力／出力デバイス（例えば、ディスプレイ６５４、通信インタフェース６６６、及び送受信装置６６８を、他のコンポーネントの中に含む）を含む。デバイス６５０は、追加の記憶容量を提供するために、例えば、マイクロドライブ又は他のデバイスを含む記憶デバイスを備え付けることも可能である。コンポーネント６５２、６６４、６５４、６６６、６６８は、様々なバスを用いて相互接続してもよく、コンポーネントのいくつかを、共通のマザーボード上に又は他の適切な方法で取り付けることができる。
【００７１】
プロセッサ６５２は、メモリ６６４に格納された命令を含む命令を、コンピュータデバイス６５０内で実行することができる。プロセッサは、分離した複数のアナログ及びデジタルのプロセッサを含む半導体チップのチップセットとして実施することができる。プロセッサは、例えば、ユーザインタフェースの制御、デバイス６５０によって作動されるアプリケーション、及びデバイス６５０による無線通信を含む、デバイス６５０の他のコンポーネントの調整を提供することができる。
【００７２】
プロセッサ６５２は、ディスプレイ６５４に連結したインタフェース６５８及びディスプレイインタフェース６５６を介してユーザと通信することができる。ディスプレイ６５４は、例えば、ＴＦＴ  ＬＣＤ（薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）かＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）ディスプレイ、又は他の適切なディスプレイ技術でもよい。ディスプレイインタフェース６５６は、ディスプレイ６５４を駆動するための適切な回路を有し、グラフィカルデータ及び他のデータをユーザに表示することができる。制御インタフェース６５８は、ユーザから命令を受信し、その命令をプロセッサ６５２へ送信するために変換することができる。さらに、外部インタフェース６６２は、プロセッサ６４２と通信し、デバイス６５０が他のデバイスと近域通信をすることができるようにしている。外部インタフェース６６２は、例えば、実施によっては有線通信を、又は他の実施では無線通信を提供することができる。複数のインタフェースを用いることもできる。
【００７３】
メモリ６６４は、コンピュータデバイス６５０内にデータを格納する。メモリ６６４は、１つ又は複数のコンピュータ読取り可能媒体、１つ又は複数の揮発性メモリユニット、１つ又は複数の不揮発性ユニットのうち１つ又は複数として実施することができる。拡張メモリ６７４は、拡張インタフェース６７２を介してデバイス６５０に提供及び接続することができ、例えば、ＳＩＭＭ（シングル・インライン・メモリ・モジュール）カードのインタフェースを含むことができる。そのような拡張メモリ６７４は、デバイス６５０用に増設の記憶空間を提供することができ、又はデバイス６５０用にアプリケーション又は他のデータを格納することができ、あるいは両方を行うことができる。具体的には、拡張メモリ６７４は、先に述べたプロセスを実行又は補足するための命令を含むこともでき、セキュアデータを含むこともできる。このように、例えば、拡張メモリ６７４は、デバイス６５０用のセキュリティモジュールとして提供することができ、また、デバイス６５０のセキュアユースを可能にする命令でプログラムすることができる。さらに、セキュアアプリケーションは、例えば、ハッキングできない方法でＳＩＭＭカード上に識別データを設定することを含む、追加のデータと一緒に、ＳＩＭＭカードを介して提供することができる。
【００７４】
メモリは、後で述べるように、例えば、フラッシュメモリ、又はＮＶＲＡＭ、又はその両方のメモリを含むことができる。一の実施では、コンピュータプログラム製品は、データキャリア内に明白に具体化されている。コンピュータプログラム製品は、実行されたときに、例えば、先に述べた方法を含む１つ又は複数の方法を実行する命令を含むことができる。データキャリアは、コンピュータ又は機械読取り可能媒体であって、例えば、メモリ６６４、拡張メモリ６７４、メモリ、又はプロセッサ６５２上のこれらの媒体の組み合わせを含み、これらを、例えば送受信装置６６８又は外部インタフェース６６２を介して受け入れることができる。
【００７５】
デバイス６５０は、通信インタフェース６６６を介して無線で通信することができ、必要に応じてデジタル信号処理回路を含むことができる。通信インタフェース６６６は、様々なモード又はプロトコルの下で通信を提供することができる。そのような通信は、例えば、無線周波送受信装置６６８を介して行うことができる。さらに、近距離通信は、例えば、ブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、又は他のそのような送受信装置（不図示）を用いることによって行うことができる。さらに、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）受信モジュール６７０は、追加のナビゲーション及び位置に関する無線データをデバイス６５０へ提供することができ、これを、デバイス６５０上で作動するアプリケーションによって、必要に応じて用いることができる。
【００７６】
デバイス６５０は、オーディオコーデック６６０を用いて音声で通信することができ、これは、ユーザからの音声データを受信して、使用に適したデジタルデータに変換することができる。オーディオコーデック６６０は、例えばデバイス６５０のハンドセット内で、例えばスピーカを介して、ユーザ用に可聴音を生成することもできる。そのような音は、電話の音声からの音、録音した音（例えば、音声メッセージ、音楽ファイルなど）、及びデバイス６５０上で動作するアプリケーションによって生成される音も含むことができる。
【００７７】
コンピュータデバイス６５０は、図に示すように、いくつもの異なる形式で実施することができる。例えば、携帯電話６８０として実施することができる。スマートフォン６８２、携帯情報端末、又は他の同様のモバイルデバイスの一部としても実施することができる。
【００７８】
ここで述べるシステム及び手法の様々な実施は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計されたＡＳＩＣ（特殊用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせにおいて実現することができる。これらの様々な実施は、プログラム可能なシステム上で、実行可能、解釈可能、又はその両方が可能な１つ又は複数のコンピュータプログラムを含むことができる。これは、記憶システム、少なくとも１つの入力デバイス、及び少なくとも１つの出力デバイスに対して、データ及び命令を受け取り及び送信するように連結された、少なくとも１つの、専用目的又は汎用目的のプログラム可能なプロセッサを含む。
【００７９】
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、又はコードとしても知られる）は、プログラム可能なプロセッサ用の機械命令を含み、包括的な手続き型オブジェクト指向プログラミング言語、又はアセンブリ／機械言語、又はその両方によって実施することができる。本開示で用いられているように、用語「機械読取り可能媒体」及び「コンピュータ読取り可能媒体」は、機械命令を受信する機械読取り可能媒体を含むプログラム可能なプロセッサに、機械命令、データ、又はその両方を提供するために用いられる、コンピュータプログラム製品、装置、デバイス、又はデバイス（例えば磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ））を指す。
【００８０】
ユーザとのやりとりを可能にするため、ここで述べるシステム及び手法は、ユーザにデータを表示するためのディスプレイデバイス（例えばＣＲＴ（ブラウン管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタ）並びにユーザがコンピュータに入力できるキーボード及びポインティングデバイス（例えばマウス又はトラックボール）を有するコンピュータ上で実施することができる。同様にユーザとのやりとりを可能にするために、他の種類のデバイスを用いることもできる。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは感覚フィードバック（例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、触覚フィードバック）の形式をとることができる。ユーザからの入力は、音響、音声又は触覚入力の形式で受信することができる。
【００８１】
ここで述べるシステム及び手法は、バックエンドコンポーネント（例えばデータサーバとして）、ミドルウェアコンポーネント（例えばアプリケーションサーバ）、フロントエンドコンポーネント（例えばユーザがここで述べるシステム及び手法を実施することができるインタフェース又はウェブブラウザを有するクライアントコンピュータ）、又は、そのようなバックエンドコンポーネント、ミドルウェアコンポーネント、フロントエンドコンポーネントの組み合わせ、を含むコンピュータシステムにおいて実施することができる。システムのコンポーネントは、デジタルデータ通信（例えば通信ネットワーク）の形式又は媒体で相互接続することができる。通信ネットワークの例として、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、及びインターネットが挙げられる。
【００８２】
コンピュータシステムは、クライアントとサーバを含むことができる。クライアントとサーバは一般的に互いに離れており、典型的には通信ネットワークを介してやりとりする。クライアントとサーバの関係は、各コンピュータ上で実行していて互いにクライアント／サーバ関係を有するコンピュータプログラムによって生じる。
【００８３】
本開示で述べたツール及び方法は、坑井を掘削する際にダウンホールで用いられて、溶液及び物体をダウンホール関心地点へ正確に供給することができる。掘削ツールは、物体を、ダウンホール関心領域へと、正確に調節、案内、及び配置するように機能する複数の可動アームを含む。これらの物体は、特別に設計された逸泥防止剤、接合充填材、及び測量ツールであり得るが、これらに限定されない。これらの物体は、地表から、ドリルストリングを通って、掘削ツールの関節式で個別に制御される複数のアームへ圧送することができる。圧送された物体が関節式で個別に制御される複数のアームを用いて配置される関心領域は、ダウンホール岩層内の割れ目、及びダウンホール内の坑井ケーシングのような管体の亀裂であり得るが、これらに限定されない。アームは、圧送された物体を関心領域へ正確に配置するアルゴリズムによって制御される。アームは、アームを通って圧送された物体に対して調節を行う能力も有する。これらの調節は、接合充填材をコイル状にすること、及び接合充填材の直径を調整することであるが、これらに限定されない。
【００８４】
ツール及び方法のいくつかの実施の形態を記載した。しかしながら、本開示の主旨及び範囲から逸脱することなく様々な改変が可能であることが理解されるであろう。例えば、図示の実施は垂直坑井を表しているが、本開示の原理は傾斜坑井又は水平坑井にも適用することができる。図示のアーム同士は、互いに同一のものとして概略に描いた。しかし、実施によっては、アーム同士は互いに異なるものであってよい。あるアームは、例えば、別のアームの構成が供給するコイルとは異なる太さのコイルを供給するように構成されていてもよい。坑井内の特定の地点に達するために、ＤＷＤサブは（例えば、オペレータによって、又はアルゴリズムによって）回転し、所望のアーム（例えば、関心地点での用途のための特定の所望の特徴を有するアーム）を関心地点に配置することができる。
【００８５】
したがって、他の実施の形態は以下の特許請求の範囲に含まれる。
【図１】
2021507153.tif 000003
【図２Ａ】
2021507153.tif 000004
【図２Ｂ】
2021507153.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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