JPS6147953B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ウエル工具に関し、特にウエル孔の
上部と下部を絶縁してウエル孔の下部内の作業条
件を測定するためのウエル工具装置に関する。

特に石油やガスが生産されているようなウエル
孔の作業条件を測定する必要が多い。ひんぱんに
測定される条件のうちには、圧力、温度、流体の
流速がある。このような種々の条件に対する値を
求めるためウエルを試験する際には、ウエル作業
条件を測定しようとする、試験工具の下のウエル
孔の下部を絶縁することが通常必要である。いく
つかの異なる形態の装置と方法が、作業条件を測
定しようとするウエル孔の部分を絶縁するために
利用できた。ある形態では、ウエル孔にウエル孔
の壁またはウエル孔の管類やケーシングの壁と係
合しかつ一連の管により支持されたパツカーを用
いたが、一連の管を穿孔または捜索堀り井機械に
より処理しなければならず、相当な費用と時間が
かかつた。ウエル孔の一部を絶縁するために利用
可能な他の形態のパツカーは、機械的に操作され
るワイヤラインに支持されるか、または電力線か
らの支持を必要とする装置を含む。これらの後者
の形態の各パツカーは、相当な長さがあるため
と、ウエル管壁とパツカー構造の間の隙間が非常
に小さいために操作するのが困難である。

本発明の装置の１つの特別な用途は油田であ
り、油田は圧力が非常に低いかまたは実質的に生
成されず、水を油田の或るウエルに噴射して構造
物を通じて他の生産ウエルの方へ押して油を表面
に排出する水の激流のような二次的回収方法によ
り生産しなければならない。墳射ウエルとして用
いられるウエルと生産ウエルとして使用される他
のウエルとの間がもし連通しているならば、その
連通の程度を決めるためにそのような分野の研究
をしなければならない。このような試験は、ウエ
ルの間の連通を評価するために、生産ウエルで圧
力決定をすることができるように生産ウエルに試
験装置を設置することと、水のような流体を噴射
ウエルにポンプ輸送することを含む。電力線が設
置されたパツカーが、従来そのような測定をする
ために用られた。そのようなパツカーは大体ウエ
ル孔の寸法ごとに異なる大きさを必要とし、さら
に圧力均等装置がなかつた。このような状況の下
では、試験装置より下のウエル孔に十分圧力があ
ると、パツカーが釈放されたときに、その圧力が
孔の上方へパツカーを吹き上げるだろう。

特に、工具がウエル孔に釈放可能に錠止できる
ワイヤライン支持型のウエル工具装置では、工具
を挿入するのに通常相当な力を必要とし、そのた
め本発明のような装置の測定装置に衝撃荷重を加
えることになる。従つて、測定装置の挿入や錠止
を最小限の力で行うような装置を有するのが望ま
しい。しかしながら、釈放可能に錠止された試験
装置を取り外すのに必要な力が最小限である場合
には、いつ工具列測定装置が適切な作業深さでウ
エル孔に満足に着壁して錠止されるかを作業者が
地表で知ることがむづかしい。従つて、本発明の
型式の装置は、試験装置の衝撃を最小限にするた
めに挿入して錠止するのが容易であり、かつ装置
が有効に着陸して錠止したという確実な信号を地
表の作業者に与えるために取り外すのがもつと困
難であるのが望ましい。

本発明の主目的は、新規にして改良されたウエ
ル試験装置を提供することである。

本発明の他の目的は、所望の深さより下のウエ
ルの絶縁と、そのような深さにおけるウエル作業
条件の測定を可能とする前述の性質のウエル試験
装置を提供することである。

本発明の他の目的は、小さい力で着陸して錠止
することができ、かつウエル孔で釈放するのに相
当に大きな力を必要とする前述の性質のウエル工
具装置を提供することである。

本発明の他の目的は、本装置の測定装置を保護
するために緩衝装置を含むウエル工具測定装置を
提供することである。

本発明の他の目的は、装置を設置したり取り外
したりするときに、装置を横切る圧力を均等にす
るためのつりあい弁を含む前述の性質のウエル工
具試験装置を提供することである。

本発明の他の目的は、差圧が錠止装置を横切つ
て増大するにつれて、いつそう緊密に握持するよ
うになつている錠止装置を含む前述の性質のウエ
ル工具測定装置を提供することである。

本発明の他の目的は、種々の寸法の錠止マンド
レルに有効であることにより、いろいろな寸法の
ウエル孔を有する種々のウエルや、そのような孔
内の管列に単一の試験装置を使用できる、前述の
性質のウエル工具試験装置を提供することであ
る。

本発明により、次のようなウエル工具試験装置
を設ける。すなわち、ウエル孔の着陸ニツプルで
釈放可能に錠止できる錠止マンドレルと共に固定
されるようになつている錠止サブと、この錠止サ
ブに釈放可能に錠止しかつ錠止サブと共に密封す
るプローブを有するウエル試験工具列と、プロー
ブと連結される調整可能な延長部と、装置の挿入
および引き出し中プローブを横切る圧力を均等に
するために、かつ工具列に連結された試験装置を
保護するように衝撃を吸収するために、延長部と
連結されたつりあい弁兼緩衝器とを備えたウエル
工具試験装置を設けるのである。錠止サブ、プロ
ーブ、つりあい弁兼緩衝器には、圧力、流量、温
度のようなウエル作業条件を、工具列を通じて上
方へ、工具列に連結された測定装置に連結するた
めに長手方向の連続的な流路が設けられている。
錠止サブとプローブが特に特徴としているのは、
プローブを小さい力で錠止サブに挿入でき、かつ
プローブをサブから引出すのに相当大きな力を必
要とするような機械的特徴である。このような装
置は、所定の角度で整合された突起の拡張と収縮
のためのカム面を有する拡張可能な錠止突起と、
これらの突起と係合可能な作動的を有する突起の
周りのカムスリーブと、ピストンを横切る差圧に
応答して突起をいつそう緊密に錠止するように、
突起を内方へ付勢するために錠止突起を支持する
カムスリーブ内の環状ピストンと、錠止突起カム
面と係合可能な工具列プローブのカム面とを備
え、前記カム面は、小さい力を使つてプローブの
挿入および錠止を可能にし、かつプローブの引き
出しに相当大きな力を必要とするように、突起と
カムスリーブのカム面の角度に対し角度をなして
配置されている。つりあい弁兼緩衝器が入れ子式
装置であり、この入れ子式装置は、プローブが錠
止サブに挿入されて錠止されるまで装置を開放し
ておくために、かつ工具列を錠止マンドレルと錠
止サブから引き出すための引張力により引き延ば
したときに、圧力を均等にするように再び開放す
るために、ばね手段を用いて装置が延ばされたと
きに装置を通つ流れるように開放し、かつ縮めら
れたときに閉鎖されるようになつている。つりあ
い弁兼緩衝器には、工具列を錠止マンドレルに挿
入したときおよび工具列を錠止マンドレルとサブ
かか引き出したときに、衝撃を吸収するためにば
ね手段が設けられている。この緩衝ばね手段は、
引き出して延ばされたときに力を吸収するように
配設され、かつ工具列を錠止サブから引き出すの
に応答して工具列に反作用力が加わる結果、つり
あい弁兼緩衝器が引出し中に縮められたときに力
を吸収するように配設されている。

前述の目的や利点は、本発明の好適な実施例に
ついて付図を参照して述べた次の詳細な記載から
いつそう良く理解されるだろう。

第１図にはケーシング２１を有するウエル２０
を示してあり、このケーシングには組成物流体を
ケーシングを通してウエルの中へ流入させるため
に孔２２があいている。ケーシングが、弁２４と
２５を含むウエル頭部２３へ延びており、このウ
エル頭部はウエル孔の中を下方へ孔２２の近まで
延びている一連の管３０を支持している。こ一連
の管３０は着陸ニツプル３１を有し、このニニツ
プルには錠止マンドレル３２が釈放可能に錠止さ
れている。本発明により、錠止サブ３３が錠止マ
ンドレル３２の下端に固着されている。変換器型
地表下ゲージ３４がワイヤライン３５から支持さ
れており、このワイヤラインは、ゲージにより感
知された測定値を記録するために地表面のレコー
ダ４０にウエル頭部を介して接続される導電線が
望ましい。つりあい弁兼緩衝器４１が、継手４２
によりゲージ３４に連結されている。調整可能な
ウエル４３がつりあい弁兼緩衝器４１から支持さ
れていて、かつ支持組立体を介して連結されてお
り、この支持組体は、錠止マンドレル３２の上端
に置かれるようになつている。錠止プローブ（第
１図には図示してない）が調整可能なプローブ４
３の下端から支持されていて、かつ錠止サブ３３
内に釈放可能に錠止されている。

通常、第１図に示したようなウエル完成体に
は、ウエルの作業に必要ないろいろの工具を引続
き設置するために、１つまたは複数の着陸ニツプ
ル３１を管列の長さに沿つて有する管列３０の装
置も含まれる。着陸ニツプルは、錠止マンドレル
３２の錠止ドツグと兼用の内側錠止輪かくを有す
る。錠止マンドレル３２としては、テキサス州、
ヒユーストンのワールドオイルにより出版された
1974〜75年版の油田装置と供給の複合カタログ
（The Composite Catalog of Oil Field
Equipment and Services）の第3958頁に示され
かつ記載されたＸ型オーテス・エンジニアリン
グ・コーポレーシヨンの錠止マンドレルが代表的
である。錠止マンドレル３２は、第２Ｄ図に非常
に詳細に示された拡張可能な錠止ドツク３２ａと
パツキン３２ｂを含む。必要に応じて、他の形の
錠止マンドレルを、管列３０に含まれた特別な着
陸ニツプル３１により用いることができる。本発
明の特別な利得の一つは、錠止サブ３３をいろい
ろ錠止マンドレル３２に取りつけることができ、
次いでその錠止マンドレルを着陸ニツプルの特性
に依存して着陸ニツプル３１に取りつけることが
できることである。錠止サブ３３をいろいろな錠
止マンドレルに取りつけることができるので、ゲ
ージ３４を、弁と、緩衝器４２と、弁兼緩衝器か
ら支持されたプローブ組立体と共に、いろいろな
管寸法といろいろな着陸ニツプルを有する種々の
ウエルに用いることができる。このようにして、
種々のウエルを敷設するのに利用可能な試験装置
を最小限度にする。

簡単に云えば、本発明の装置を操作するには、
第１段階で、管列３０と着陸ニツプル３１を初め
から備えたウエルに、本発明の錠止サブ３３をが
固着されている錠止マンドレル３２を設ける。次
の段階で、ゲージ３４、つりあい弁兼緩衝器４
１、プローブ組立体４３を含む工具列をワイヤラ
イン３５に支持し、このワイヤラインを、プロー
ブ組立体が錠止サブ３３に挿入されて錠止される
までウエル頭部２３を通じて管列３０の中へ下降
させる。本発明によれば、プローブを錠止サブに
挿入するのに必要な力が最小限度である。工具列
を下降させてプローブを錠止サブに挿入する間、
プローブを密封状態で錠止サブに挿入できるよう
につりあい弁４１が開放したままである。工具列
を取りつけている間や工具列を引張つている間、
つりあい弁兼緩衝器の緩衝特性によりゲージ３４
が保護される。錠止プローブを錠止サブから引張
るのに実質的にいつそう大きな力を必要とするの
で、工具列が作業位置に適正に錠止されているか
どうかを作業者が決めることができる。適正に錠
止した後、ゲージ３４により所望の測定値を取
り、これをケーブルを通じて地表のレコーダ４０
に伝送する。作業中、錠止サブ３３より下のウエ
ル孔内の高圧力は、サブを工具列の錠止プローブ
に保持する効果を増大させるのに役立つにすぎな
い。試験が完了した後、ケーブル３５に上向きの
力を加えて工具列を錠止サブから釈放する。引続
き、所望ならば、錠止サブ３３を有する錠止マン
ドレル３２を別の作業でウエル孔から回収するこ
とができる。

つりあい弁兼緩衝器４１および継手４２の構造
の特定の細部を第２Ａおよび２Ｂ図に示す。第２
Ａ図において、継手４２は、雌ねじ上端部５０と
小径雄ねじ下端部５１とを有する上部連結部材４
５を含む。この連結部材には長手方向孔５２があ
る。連結部材４５が、符号５４の位置で雌ねじを
きられた上端部と雄ねじ下端部５５とを有する中
央部分５３にねじ込まれている。この中央連結部
材５３は、上部連結部材の孔５２と連通する長手
方向孔６０がある。円周方向に間隔を置いた長手
方向スロツト６２を有する拡大スリーブ６１が連
結部材５３に取りつけられている。上部連結部材
の小径下端部５１の外環状凹部にあるリング密封
体６３が上部連結部材と中央連結部材５３の間を
密封する。中央連結部材の雄ねじ下端部５５がつ
りあい弁兼緩衝器の上端に取りつけられている。
中央連結部材５３の外側環状凹部にあるリング密
封体６４が、継手４２とつりあい弁兼緩衝器の間
を密封する。

つりあい弁兼緩衝器ユニツト４１は、弁作用と
緩衝作用を行うために、入れ子式部品の種々の相
対的な長手方向位置を利用する入れ子式装置であ
る。ユニツト４１には、またぎ頭部７０とスリー
ブ７１により形成された外側本体がある。またぎ
頭部７０は、ハウジング部材７４と溶接７３によ
り固着された弁案内兼マニホルド部材７２を含
み、ハウジング部材７４にはハウジングスリーブ
７１の上端部に取りつけられた雄ねじ小径下端部
７４ａがある。部材７２の上端部には、第２Ａ図
に示したように継手４２の下端ねじ部に固定する
ために雌ねじを切つてある。部材７２の上端部が
上方に開口する盲孔７５を有し、この盲孔７５が
継手４２の孔６０に上方で開口していて、かつ円
周方向に間隔を置いた複数の半径方向ポート８０
と側方で連通しており、これらの半径方向ポート
８０がスリーブ７４の内壁面と、部材７２に沿つ
た長手方向小径外壁部分８２との間に区画された
環状室８１に外端で開口している。部材７２の小
径外面部分８２がテーパー肩部８３から部材７２
の下端外側フランジ部分８４へ延びており、その
下端外側フランジ部分の直径は表面部分８２の直
径より大きいがスリーブ７４の内壁面の直径より
十分小さくなつていて、スリーブ７４と部材の間
の環状空間８１と連通するように、部材７２の下
端部の周りのスリーブ７４内に環状連絡路を形成
している。部材７２には、上端部分８５と、より
大きい中間部分９０と、わずかに縮小した下端部
分９１とにより形成された下方に開口する目盛付
孔がある。孔部分９０が、第２Ａおよび３図に示
したように、単一側方ポート９２に沿つた部材と
スリーブ７４の側壁を通つて連通している。ポー
ト９２は、部材７２の外側拡大壁部分９３を通
り、かつスリーブ７４と部材７２の拡大部分９３
で一緒に連結する環状すなわちリング形容接部９
４を通つて延びている。部品を一緒に結合して横
ポートを設けるこのユニークな構造は、部材７２
の拡大部分９３の外壁に形成された外方に開口す
る円形凹所９５と、スリーブ７４の円形開口１０
０とを含む。部材７２をスリーブ７４に固着する
際に、部材７２の凹所９５がスリーブ７４の孔１
００と整合するように部材７２をスリーブに適正
に整合させ、その後凹所９５と孔１００により区
画された空間を溶接部９４で充填し、それから穿
孔してユニツトの外側から部材７２の孔部分９０
にずつと延びるポート９２を設ける。部材７２の
下方フランジ状端部８４には、ユニツト４１の弁
部材と密封するためのＯリング密封体１０２を含
む内側環状凹所１０１がある。第３図に示したよ
うに、部材７２の拡大環状部分９３の反対側が平
らな面１０３を備えており、この平らな面がスリ
ーブ７４の内壁のアーチ形部分と共に、拡大部９
３を過ぎて部材７２に沿つた長手方向通路を区画
しているので、流体の流れと圧力が拡大部９３を
通過して環状空間８１内に部材７２に沿つて連絡
することができる。

第２Ａ図、第２Ｂ図、第３図、第４図、第５図
において、弁−マンドレル部材１０４が、ユニツ
ト４１の弁作用と緩衝作用を行うために、またぎ
頭部７０とハウジングスリーブ７４に入れ子式に
係合している。部材１０４には、部材の孔部分９
０内を摺動可能な上端部分１０４ａがあつて、か
つ上方に開口する盲孔１０４ｂが設けられてお
り、この盲孔は弁−マンドレル部材を弁開放位置
の方と下方に付勢するための弁ばね１０５の一部
を収容している。ばね１０５が、ばねの底端部に
ある孔１０４ｂの底面と、ばね１０５の中へ下方
に入れ子式に嵌まつているばね案内１１０の外側
環状フランジの間に閉じ込められている。ばね案
内１１０の上端部が部材７２の孔８５の上端部と
係合している。ばね案内の唯一の機能は、ユニツ
ト４１の作動中ばねが圧縮されて膨脹する際に、
ばねの整合を維持することである。第２Ａ図に示
したリング密封体１０２が、またぎ頭部材７２の
下側フランジ状端部８４内で弁−マンドレル部材
１０４の上端部分の周りを密封している。弁−マ
ンドレル部材１０４の上端部分１０４ａの直径
が、部材７２の孔部分９０の直径より小さくなつ
ていて、側方ポート９２に自由に連通できるよう
に弁部材上端部分の周りに環状空間を形成してい
るので、弁−マンドレル部材１０４がユニツト４
１の作動中往復運動すると、流体が部材７２の孔
部分８５と９０に自由に流入および流出すること
ができる。抽気ポート９２がないと、孔部分８５
と９０に閉じ込められた流体が、ユニツトの作動
を妨げることが認められよう。第２Ａ図と第２Ｂ
図に見られるように、弁−マンドレル部材１０４
が下方に開口する盲孔１１１を有し、この盲孔１
１１は弁−マンドレル部材１０４の管状部分１０
４ｃの長さを通じて延びている。部材１０４の管
状部分１０４ｃが円周方向に間隔を置いたアーチ
形の複数のスロツト１１２を有し、これらのスロ
ツトは孔１１１に開口している。スリーブ７４の
壁厚が部分７４ａに沿つて増加しており、この部
分７４ａには、スリーブ部分７４ａ内でほぼスロ
ツト１１２に沿つて弁部材の周りに環状の流路１
１３を区画する弁−マンドレル部材部材１０４ｃ
の直径よりわずかに大きい長手方向孔部分７４ｂ
がある。第２Ｂ図に示したように、スリーブ７４
の厚みが増加して下端部分７４ｃに沿つて内側環
状フランジを形成しており、下端部分７４ｃは弁
−マンドレル部分１０４ｃにきつく嵌合してい
て、かつスリーブ７４と弁−マンドレル部材１０
４の間を密封するためにリング密封体１１５を含
む内環状凹所１１４を備えている。以後もつと詳
細に述べるように、ユニツト４１の作動中弁−マ
ンドレル部材１０４が入れ子式に動く際の、リン
グ密封体１１５に対するスロツト１１２の長手方
向位置は、ユニツト４１の弁部分が開放している
かまたは閉鎖されているかどうかを決める。

第２Ｂ図において、緩衝ばね１２０が、割リン
グ型上方ばね停止部１２１とスリーブ型下方ばね
停止部１２２の間に閉じ込められて、スリーブ７
１内の弁−マンドレル部分１０４ｃの周りに位置
されている。上方停止部１２１は、弁−マンドレ
ルの管状部分１０４ｃに嵌められた２つの半リン
グ形セグメントを含む。部材部分１０４ｃは外側
環状凹所を区画する小径部分１０４ｄを有し、そ
の小径部分には割リングセグメントの内側フラン
ジ部分１２１ａが摺動可能に係合している。部分
１０４ｄに沿つた凹所の上端にあつて下方に面す
る停止肩部１０４ｅが、上方ばね案内１２１の上
方への運動を制限する。スリーブ型下方ばね案内
１２２が、上方に面する下方停止肩部１０４ｇよ
り上で、弁−マンドレル部分１０４ｃのわずかに
拡大した部分１０４ｆに沿つて摺動し、下方停止
肩部１０４ｇは弁−マンドレルの上での下方ばね
停止部１２２の下方への連動を制限する。スリー
ブ７１には、円周方向に間隔を置いた一組の上部
側方ポート１２３と、同様な下部ポート１２４が
ある。肩部１０４ｇより下で、弁−マンドレル部
分１０４ｃの対向する側には、ユニツト４１を組
立てたり分解したりするために使用される。レン
チまたは他の工具により係合できるような平らな
面１２５が設けられている。弁−マンドレル部分
１０４ｃの下端が拡大されていて、かつ１０４ｈ
で雄ねじが切られており、この雄ねじが、拡大さ
れた雌ねじ上方端部１３０を有するプローブ４３
の上端と螺合できるようになつている。弁−マン
ドレル１０４の下端部の外側環状凹所内のリング
密封体１３１が、弁マンドレルとプローブの端部
１３０の間を密封して、圧力のような所望のデー
タがプローブや弁−マンドレル部材を介して上方
へ連絡されなければならないときに、前述の２つ
の部材の間より漏洩しないように防止する。

第２Ｂ図、第２Ｃ図、第２Ｄ図、第２Ｅ図にお
いて、プローブ組立体４３が上方雄ねじ部分４３
ａと、長い中央部分４３ｈと、下方錠止部分４３
ｃとを有する。プローブ組立体の各部分が流路１
３２を区画する管状の形をしており、この流路は
組立体の全長にわたつて延びていて、流体圧力等
をプローブの下からつりあい弁兼緩衝器ユニツト
４１に上方へ連絡する。プローブ組立体のいくつ
かの部分が、第２Ｂおよび２Ｄ図に見られるよう
に、ねじ結合により一緒に固定されている。プロ
ーブ部分４３ｂの外側環状凹部内のリング密封体
１３３が、プローブ部分４３ｂと部分４３ａの間
を密封している。第２Ｄ図に示したように、プロ
ーブ組立体部分４３ｂと４３ｃの間のねじ結合が
符号１３４の位置で溶接されていて、永久的に流
体の漏れない結合が形成されている。後でいつそ
う詳細に説明されるように、ねじ部分４３ａを設
けたので、プローブ組立体の下方錠止端部の長手
方向位置を調整することにより、プローブ組立体
をいろいろな錠止マンドレルに適合させることが
できる。

第２Ｂおよび２Ｃ図を参照すると、工具列を錠
止マンドレル３２に支持する着陸スリーブ組立体
４４が、プローブ組立体４３の相対位置を着陸ス
リーブ組立体において調整できるように、ねじプ
ローブ部分４３ａと連結されている。着陸スリー
ブ組立体は、細長いスリーブ４４ｂに溶接された
雌ねじリング形頭部材４４ａと、スリーブ４４ｂ
に取りつけられた止まり型支持リング４４ｃと、
リング４４ｃをスリーブに保持するための保持リ
ング４４ｄを含む。リング４４ｃは、下方に面す
る停止肩部４４ｆを形成するスリーブ４４ｂの小
径部分４４ｅの上にあり、停止肩部分４４ｆによ
りスリーブの上を上方へ移動しないように保持さ
れている。保持リング４４ｄがスリーブ４４ｂの
さらに縮小した部分４４ｇに螺着されている。リ
ング４４ｄには、小径スリーブ部分４４ｇの所定
の位置にリング４４ｄを錠止するための止めねじ
（図示省略）のねじ孔４４ｈがある。スリーブの
下端部分に沿つたスリーブ４４ｂが内側フランジ
４４ｉを有し、この内側フランジは、支持スリー
ブ組立体４４とプローブ組立体の間を、リング４
４ａで結合したねじ結合と協働するためにプロー
ブ組立体部分４３ｂとしまり嵌めを形成して、着
陸スリーブ組立体を通じてプローブ組立体の整合
を適正に維持する。スリーブ４４ｂのフランジ状
部分４４ｉには、スリーブ４４ｂをプローブ組立
体部分４３ｂとフランジ４４ｉで錠止するための
止めねじのねじ孔４４ｊがある。止まりリング４
４ｃが円周方向に間隔を置いて長手方向スロツト
４４ｋを有し、これらのスロツトがあるので、工
具列をウエル孔の管列内を上昇下降させたとき
に、流体がリング４４ｃに沿つて流れることがで
きる。

第２Ｄおよび２Ｅ図において、プローブ組立体
の下端錠止部分４３ｃが、プローブ組立体に加え
られる下向きの力に応答して、錠止サブ３３で釈
放可能に錠止するように形成され、かつプローブ
組立体に相当大きい上向きの力が加えられると釈
放可能である。プローブ組立体部分４３ｃには、
プローブ部分の長手方向軸心と約10度のような非
常に小さい角度で傾斜している下方と内方に先細
の入口カム面４３ｄにより区画されたテーパー付
下端部分があるので、そのカム面がプローブに加
えられる比較的小さい下向きの力に応答して、プ
ローブ部分の長手方向軸心に垂直なかなりの横方
向の力を及ぼす。例えば、本発明の１つの模範例
において、15ポンドの下向きの力がプローブに作
用すると、錠止サブ３３を作動させるために86ポ
ンドの横方向力が加わる。第２Ｄ図に示したよう
に入口カム面４３ｄより上に、プローブ部分４３
ｃが、下方カム面４３ｆと上方カム面４３ｇの間
に区画された外側環状錠止凹部４３ｅを有する。
下方カム面４３ｆがプローブの釈放カム面であ
り、かつそのカム面の角度が例えばプローブを錠
止サブ３３から上方へ引張るために必要な力に関
しては、プローブを作動させるための臨界角であ
る。計15ポンドのプローブのための小さい入力と
対照してみて、プローブに加わる上向きの釈放力
が200ポンドの付近にあるのが望ましい。本発明
のこの特徴の別の細部については後述する。錠止
凹部４３ｅより上に、プローブ部分４３ｃが、外
側環状凹部４３ｉを備えた外側環状ボス４３ｈを
有し、外側環状凹部４３ｉは錠止サブ３３を通る
孔を密封するために、リング密封体１３５を含ん
でいるので、プローブ組立体が適正に着座して錠
止されている場合には、流体がプローブ組立体を
通る孔に制限される。

第２Ｄ図、第２Ｅ図、第９図において、錠止サ
ブ３３は、管状ハウジング１４０と、底部サブ１
４１と、環状ピストン１４２と、円周方向に間隔
を置いた複数の錠止突起１４３と、上方および下
方の錠止カムスリーブ１４４および１４５と、管
状の作用部材１５０と、作用部材ばね１５１とを
含む。第２Ｄ図に示したように、ハウジング１４
０には小径のねじ上端部分１４０ａがあり、この
ねじ上端部分は、錠止サブ３３を錠止マンドレル
３２から支持するために、錠止マンドレル３２の
下端と係合している。ハウジング１４０の外側環
状凹所１４０ｂにあるリング密封体１５０が、錠
止サブハウジングと錠止マンドレルのハウジング
の間を密封する。ピストン１４２がハウジング１
４０の拡大孔部分内に嵌合しており、その拡大孔
部分には、ピストン１４２の上方外壁面と共に摺
動自在に密封することができる内側環状密封面１
４０ａがある。ピストン１４２の上端部分に沿つ
た外側環状凹所にあるリング密封体１５２によ
り、ピストンとハウジングの密封面１４０ａの間
に、流体の漏れない摺動自在な密封が得られる。
上方カムスリーブ１４４がピストン１４２の小径
部分１４２ａと共にすべり嵌めを形成する。スリ
ーブ１４４の上方端縁が下方に面する内側停止肩
部１４０ｄと係合しており、この肩部によりスリ
ーブ１４４がハウジング内で上方へ移動しないよ
うに阻止される。下方カムスリーブ１４５もま
た、錠止突起１４３の下でピストン１４２の小径
部分１４２ａとすべり嵌めを形成する。下方スリ
ーブ１４５もハウジング１４０内を摺動可能であ
り、かつ作用部材１５０の外側環状フランジ１５
０ｂの上面に載つて外側環状凹所１５０ａの下端
部分に沿つて着座しているので、スリーブ１４５
と作用部材１５０が、プローブ組立体を錠止サブ
に錠止したり釈放したりする間一緒に上下に移動
する。ばね１５１が、ばねの上端と接するフラン
ジ１５０ｂの底面と、ばねの下端と接する底部サ
ブ１４１内の内側環状停止肩部１４１ａとの間に
閉じ込めてあるので、ばねが作用部材１５０を上
方へ付勢している。作用部材１５０の下端部分が
底部サブ１４１の小径下端部分１４１ｂ内を摺動
可能である。

第２Ｄおよび６図において、錠止突起１４３は
どれも環状ピストン１４２の窓１４２ｂに摺動可
能に配置された90度のアーチ形セグメント部材で
ある。第６図に見られるように、３つの90度錠止
突起セグメントが、環状ピストンに設けられた３
つの窓１４２ｂを貫通して円周方向に配置されて
いる。突起の側壁が内方に先細になつているが、
突起が摺動する窓の側壁も同様に形成されてい
る。突起の上面と下面が互に平行で、かつ突起の
垂直軸心に対し垂直である。第２Ｄ図で明らかな
ように、窓１４２ｂの上下面が互に平行で、かつ
ピストン１４２の縦軸心に対し垂直である。突起
が窓に緊密にしかも摺動可能に嵌合しているの
で、突起が内外へ側方にすなわち半径方向に移動
するが、垂直方向にすなわち長手方向にピストン
１４２に対して移動できない。

第１０図は、支持環状ピストン１４２と、上下
のカムスリーブ１４４および１４５と、プローブ
部分の錠止凹所４３ｅの付近にあるプローブ組立
体の錠止部分４３ｃと共にただ１つの突起１４３
を示す。第２Ｄおよび２Ｅ図ならびに第９図に示
した垂直なウエル位置にあるのが普通である図示
の部品の実際の作動位置から、検討と説明の目的
のために、第１０図を90度だけ反時計方向に回転
させてあることが分るだろう。各錠止突起１４３
には内側テーパーカム面１４３ａがあり、これら
のカム面は、幾何学的には、互に向つて傾斜して
いる円錐面のゼグメントである円形セグメントで
ある。同様に、各突起１４３には、外方へ互に向
つて傾斜している外側アーチ形カム面１４３ｂが
ある。同様に、上下のカムスリーブ１４４と１４
５には、それぞれ傾斜した内側環状カム面が設け
られている。スリーブ１４４には、上方錠止突起
カム面１４４ｂと係合可能なカム面１４４ａがあ
る。下方カムスリーブ１４５には、下方錠止突起
カム面１４３ｂと係合可能なカム面１４５ａがあ
る。通常、内側突起カム面１４３ａは、プローブ
カム面４３ｆと４３ｇの角度と対応する同一の角
度と対応する同一の角度で整合する。また、外側
突起カム面１４３ｂは、スリーブカム面１４４ａ
と１４５ａの角度と対応する同一の角度で整合す
る。本発明の特に重要な面は、角度△により表わ
されたプローブと突起のカム面４３ｆおよび１４
３ａの角度と、角度θにより表わされた突起とス
リーブカム面１４３ｂおよび１４４ａの角度の間
の関係である。角度△と角度θの間の関係は、プ
ローブを錠止突起内の錠止位置から移動させるこ
とができなければならない。すなわち、プローブ
を上方へ、第１０図で左側へ引張つたときに、プ
ローブのカム面４３ｆが突起４３を外方へ押し、
そのとき突起カム面１４３ｂがスリーブカム面１
４４ａに沿つて外側下方へ摺動しなければならな
い。入りくんだ材料の摩擦角を考慮して、角度△
が角度θを所定定の値だけ越えるようにすること
により、プローブが錠止突起内で動かなくなつ
て、突起に対し外方へカム作用をせず、従つて錠
止サブから引込めることができないようになるこ
とを避けなければならない。潤滑状態で接触する
硬鋼の面の間に摩擦角は、例えば約10〜12度であ
る。第１０図に示した角度θと△は次のようにし
て求める。角度θは、所定の角度マイナス摩擦角
の値に等しい。角度△は、所定の角プラス摩擦角
に等しい。所定の角度の値は、プローブの挿入と
取外しに所望な力に基いて工学的に考慮すべき事
換である。代表的な例としては、角度△が角度θ
を約30度だけ越えなければならないことが分つ
た。本発明の装置の１つの作動可能な代表例で
は、角度△と同じようにして測定された内側突起
カム面１４３ａの角度に設定すると共に、角度θ
の仕方で測定された外側突起カム面１４３ｂの角
度を25度に設定して、プローブの釈放に必要な、
プローブを引込める力を約200ポンドで発生させ
た。角度△を、必要な応差だけ角度θを越える所
定の値以下の値に減少させてはならないが、必要
な最低限を越えて角度△を増加させると、プロー
ブを錠止サブから引張り出すのに必要な力の大き
さが減少する。これから述べる他のフアクタもプ
ローブの釈放に必要な力の値に影響を与える。プ
ローブを挿入したり引出したりするのに必要な力
に影響を与える他のフアクタには、ばね１５１を
圧縮するのに必要な力が含まれる。カムスリーブ
１４４が上方へ、かつプローブを錠止サブに対し
入れたり引込めたりするように移動できないの
で、突起１４３が半径方向外方へ移動しなければ
ならず、突起が外方へ移動できる唯一の方法は、
下部カムスリーブ１４５がばね１５１に抗して下
方へ移動することであることが分るだろう。かく
して、プローブが錠止サブに入りつつあるとき
に、かつプローブを錠止サブから引込めつつある
ときに、プローブのカム面が錠止突起を外方へ押
し、突起の上方外側カム面１４３ｂを上方カムス
リーブ１４４のカム面１４４ａに沿つて外側下方
へ摺動させる。突起が外側下方へ移動することに
より、環状ピストン１４２が下方へ運ばれ、かつ
下部カムスリーブ１４５が下方へ押圧されて、ば
ね１５１を押圧しながら作用部材１５０が下方へ
移動する。ばね１５１の上向きの力に対向して、
プローブの挿入中に、錠止突起上方カム面１４３
ａに当接するプローブカム面４３ｇの下向きの力
が、突起１４３を介して伝えられて、スリーブ１
４５を下方に圧縮する下向きの分力を有し、かつ
同時に下向きの力が、上方スリーブカム面１４３
ａに当接する突起１４３を拡張させる半径方向の
力を発生させ、突起が外方へ移動するにつれて、
カムスリーブ１４５を押圧していく。プローブを
引込めるときには若干異なる条件が存在し、その
ときには下方内側カム面１４３ａに加えられた突
起１４３の力の上向きの分力が上方カムスリーブ
１４４により抵抗されると共に、突起１４３に加
えられた力の水平分力が突起を再び拡張し、突起
を外側下方へカム面１４４ａに沿つて押してカム
スリーブ１４５を再び押圧する。プローブを引込
める間の上方カムスリーブの突起に対する反力に
より、特に本発明の設計が、プローブを引込める
ために所望なより大きい力の要求に適合すること
が分るだろう。

錠止サブ３３の特に重要な特徴は次のようなこ
とにある。すなわち、錠止サブの環状ピストン１
４２を横切る流体差圧が、密封体３２ｂの下の一
連の管内にある圧力が高くなると共に増加するの
で、錠止サブがプローブをいつそう確実に握持し
て、高圧力がプローブを錠止サブから上方へ吹き
飛ばさないように防止することにある。環状ピス
トン１４２は、ハウジング１４０内の長手方向上
方への運動が制限されている。錠止突起１４３が
環状ピストンの窓内でのみ半径方向運動可能に嵌
合している。上方カムスリーブ１４４が停止肩部
１４０ｄにより上方へ移動できない。かくして、
リング密封体１３５とピストン１４２の内壁との
密封線と、リング密封体１５２とハウジング１４
０の密封面１４０ａとの密封線の間に区間された
環状面積を横切つて加えられたいつそう高い流体
圧力が、環状ピストン１４２を上方へ付勢する。
その上向きの力が錠止突起１４３を環状ピストン
１４２と共に上方へ運ぼうとするので、突起の上
方外側カム面１４３ｂが、カムスリーブ１４４の
下方カム面１４４ａに押圧され、突起をプローブ
部分の錠止凹所４３ｅにあるプローブ部分１４３
ｃにいつそう緊密に内方へ押圧する。環状ピスト
ン１４２を横切る差圧が増加するので、突起をプ
ローブに握持する力が増大する。

錠止サブ３３が、パツキン組立体３２ｄの下で
錠止マンドレル３２に螺着されている継手１６０
により、錠止マンドレル３２に固定されている。
前述したように、錠止マンドレル３２は標準の入
手可能なオーチスエンジニアリングコーポレーシ
ヨン型Ｘ錠止マンドレルである。このマンドレル
には上方管状接目首部１６１があり、この接目首
部は、第２Ｃおよび２Ｄ図に示したように、本体
マンドレル１６３に取りつけられた摺動可能な拡
張マンドレル１６２で下端部分に沿つて固着され
ている。本体マンドレル１６３が継手１６０と連
結され、かつパツキング３２ｂを支持している。
半径方向に拡張可能な複数の錠止ドツグ１６４
が、本体マンドレルに取りつけられた錠止ドツグ
保持スリーブ１７０の窓１６５に装着されてい
る。各錠止ドツグ１６４が、ばね１７１により外
方へ付勢されている。接目首部に加わる下向きの
力に応答して、拡張マンドレルが下方へ移動する
ことにより、錠止ドツグ１６４が外方へ拡張して
錠止される。錠止マンドレルを着陸ニツプルから
取り外そうとするときに、接目首部を上方へ引張
ることにより、拡張マンドレルを持ち上げて錠止
ドツグを釈放する。接目首部の上端には、下方内
側にテーパーのついた内側支持肩部１７２があ
り、その上には、プローブ組立体を錠止サブ３３
に差込んでこれと錠止したときに着陸スリーブ組
立体の止まりリング４４ｃが載る。プローブ組立
体４３のねじ付の調整可能部分の特別な利益は、
接目首部１６１の着陸肩部１７２と、錠止マンド
レルの下端に連結された錠止サブ３３の錠止突起
１４３の間の距離と適合して、止まりリング４４
ｃとプローブの下方錠止部分の間の距離を調整で
きることである。

本発明の代表的な模範例では、錠止サブ３３に
おいて、前述したように外側突起カム面１４３ｂ
に25度の角度を用い、内側突起カム面１４３ａに
55度の角度を用い、プローブとカムスリーブを対
応する角度にすると共に、ばね１５１で作用部材
１５０に約75ポンドの負荷を加えた。このような
錠止サブでは、プローブの錠止位置に挿入するた
めに、プローブ組立体４３に15ポンドの下向きの
力を加え、かつプローブを回収するために200ポ
ンドの上向きの力を加えることを必要とした。同
じ例で、つりあい弁兼緩衝器ユニツト４１には、
ばねを圧縮してつりあい弁を閉鎖するために25ポ
ンドの力を必要とするばね１０５をを用い、かつ
ユニツト４１の緩衝作用中完全に圧縮するのに
150ポンドの力を必要とする緩衝ばね１２０を用
いた。

管列３０と着陸ニツプル３１を備えたウエルに
おける本発明の装置の操作の第１段階は、錠止サ
ブ３３を錠止マンドレル３２の下端に、第２Ｄお
よび２Ｅ図に詳細に示したような関係に連結する
ことと、管列内の着陸ニツプル３１に錠止マンド
レル３２を着陸させて錠止することである。この
過程は、ワイヤライン処理工具を錠止マンドレル
３２の接目首部１６１と係合させることを背う通
常の標準段階で実施する。ワイヤライン処理装置
とこの装置の操作技術は周知であり、本発明の部
分を構成しない。選択された特別の錠止マンドレ
ル３２は、着陸ニツプルの内側輪かくと調和する
着陸および錠止輪かくを有する錠止ドツグ３２ａ
をもつているので着陸ニツプル３１と適合でき
る。本発明の特別な特徴の１つは、第２Ｄ図に示
したように適正な継手１６０の選択により、錠止
サブをどんな所望の寸法と設計の錠止マンドレル
３２にも取りつけ可能であるから、錠止サブ３３
を種々の設計と寸法の錠止マンドレル３２に適応
させ得ることである。

錠止マンドレル３２の取付け後、測定装置３
４、継手４２、つりあい弁兼緩衝器ユニツト４
１、プローブ組立体４３、プローブ組立体着陸ス
リーブ４４を含む工具列を一緒に取付け、普通の
ワイヤライン装置を用いてウエル管列３０の中へ
電気的ワイヤライン３５で下降させる。工具列の
下降中、つりあい弁兼緩衝器ユニツト４１が、第
７図に示したようにユニツトのつりあい弁を開放
するように延びている。弁ばね１０５の力で結合
されたユニツト４１の弁−マンドレル１０４を含
む関連した連結部品と共に、プローブ組立体４３
の重量により、第７図に示したように弁−マンド
レル１０４がユニツト４１のまたぎ頭部７０とス
リーブ７１内を下端位置へ入れ子式に動く。部材
１２２の停止肩部１２２ａが、スリーブ７１の内
側フランジ状下端部分内の内側環状停止肩部７１
ａと係合するまで弁−マンドレルが下方へ入れ子
式に動く。弁−マンドレルの下端開放位置で、孔
１１１からスロツト１１２を通じて半径方向外方
へ、かつ下部リング密封体１１５を過ぎてスロツ
ト内を下方へ部材７４の下端の下で、かつ割リン
グばね保持部材１２１の上で、スリーブ７１にそ
して側方ポート１２３を通つて外方へ連通する。
孔１１１の下端が、プローブ組立体の下端通つて
延びているプローブ組立体４３の孔１３２と連通
しているので、プローブ組立体の下から組立体と
弁−マンドレル部材の全長を通り、ユニツト１４
１の側方ポートより外方へ流体がバイパスし、そ
のため工具列の下降が実質的に助けられ、かつ第
２Ｄおよび２Ｅ図に示したようにプローブ組立体
を突き刺して錠止サブ３３内で密封錠止状態にす
ることができる。弁−マンドレル１０４が下方へ
入れ子式に動くときに、ユニツト４１の側方ポー
ト９２により流体が、またび頭部７０内の孔８５
と９０により区画された部材の上端部分をまわつ
て室の中へ流入することができる。プローブ組立
体が錠止サブ３３に完全に挿入されて錠止される
まで、つりあい弁兼緩衝器ユニツト４１が、第７
図に示したように開放したままである。というの
は、ばね１０５がばねの圧縮に25ポンド必要とす
るのに対し、プローブ組立体錠止先端が第２Ｄお
よび２Ｅ図に示した完全錠止位置に挿入するのに
15ポンドしか必要としないからである。プローブ
組立体の錠止先端を、錠止マンドレル３２の孔を
通して錠止サブの突起１４３内の錠止サブ３３の
孔の中へ下降させる。プローブの下端部分に沿つ
たテーパーカム面４３ｄが、突起１４３の内面と
係合して第９図に示したように、突起をカム作用
により外方へ拡張位置へ変位させ、これによりプ
ローブが下方へ通過することができ、最後に突起
１４３がプローブの錠止凹所４３ｅと整合され
る。第１０図から明らかなように、突起１４３が
外方へ拡張すると、突起カム面１４３ｂがそれぞ
れカムスリーブ１４４と１４５のカム面１４４ａ
と１４５ｂに沿つて外方へ摺動する。突起がスリ
ーブ１４４と１４５の間を外方く動くためには、
上方スリーブ１４４が上方へ移動しないように、
肩部１４０ｄにより制限されているので、下方ス
リーブ１４５がばね１５１に抗して下方へ移動し
なければならない、スリーブ１４５を支持する作
用部材１５０を突起１４３を完全に外方へ拡張し
てプローブ錠止先端が突起内を通過できるほど十
分下方にばね１５１を圧縮しながら押圧し、最後
に錠止先端の凹所４３ｅが突起と整合される。作
用部材１５０に上方に作用するばね１５１の力
が、カムスリーブ１４５を上方スリーブ１４４の
方へ持ち上げ、突起１４３を第２Ｄおよび１０図
に示した錠止位置に内方へ押し戻す。

本発明の装置を通常設置する間、つりあい弁兼
緩衝器ユニツト４１の緩衝特徴が働らかない。し
かしながら、例えば工具列を非常に速く下降させ
る反作用として発生する、通常の下向きの力より
大きい力が装置に加えられる場合には、ゲージ３
４と継手４２を含む工具を下方へ入れ子式に動か
すような速度で工具列が錠止マンドレルに突き当
る。このような場合には、スリーブ７１と共にま
たぎ頭部７０が下方へ移動するが、プローブ組立
体と固定される弁−マンドレル部材を含むプロー
ブ組立体４３は、第２Ｃ図に見られるように着陸
リング４４ｃと錠止マンドレル肩部の係合によ
り、下方へ移動しないように保持される。スリー
ブの下端縁７１ｂがプローブ組立体部分４３ａの
頭端部の上端縁１３０ａと係合するまで、ユニツ
ト４１の横頭部とスリーブが下方へ移動する。横
頭部とスリーブが下方へ移動する際に、部材７４
ａの下端縁が割リングセグメント１２１を緩衝ば
ね２０に抗して下方へ押す。割リングセグメント
が、第８図に示したように弁−マンドレル１０４
の凹所１０４ｄに沿つて下方へ移動する。かくし
て、緩衝ばねが衝撃負荷を吸収してゲージ３４を
衝撃による損傷から保護する。

プローブ組立体を錠止サブ３３から離脱させる
ために相当な荷重要件を与える主な理由は、装置
をウエルの上方へ吹き戻すような装置を横切る差
圧を配置する別の段階にかかる前に、プローブ組
立体が適正に錠止されていることを装置の作業者
が確信できるようにすることである。プローブを
離脱させるために前述した200ポンドのような相
当に大きい力が必要であるから、作業者は、地表
で測定してプローブが適正に錠止されていること
を知ることができる十分な上向き荷重をワイヤラ
インにかけることができる。このような上向き荷
重をワイヤラインに加えると、ユニツト４１が入
れ子式に動いて、第７図に示した状態から、緩衝
ばね１２０が上方へ圧縮されている第１１図の状
態までにわたる延びた状態になる。もちろん、プ
ローブを確認するために加えた上向きの力が緩衝
ばねを圧縮するために必要な力より小さい場合に
は、装置が第７図の状態に入れ子式に動く。

装置を前述したように適正に着陸させて錠止し
た後、ゲージ３４で所望の測定をすることができ
る。例えば、二次回復作業で生産ウエルとして使
用すべきウエルの圧力試験が目的である場合に
は、組成物の圧力を噴射ウエルで上昇させ、その
とき本発明の装置が設置されている生産ウエルで
本発明の装置を用いて測定値をとる。ウエル孔内
の圧力は、プローブ組立体４３の孔１３２を通つ
て上方へ、さらにつりあい弁兼緩衝器ユニツト４
１の孔１１１を通り、半径方向スロツト１１２を
通つて外方へ、次いで弁−マンドレル部材１０４
と部材７４の間の環状空間１１３に加えられる。
圧力が環状空間１１３内を上方へ、第３図に示し
た平らな面１０３に沿つて横頭部７０の環状空間
８１に至り、さらに環状空間８１に沿つて上方へ
連続して側方ポート８０へ入つて継手４２の孔６
０に通じ、孔６０を経て圧力がゲージ３４に通じ
る。このような連絡は、錠止サブにプローブ組立
体を錠止した後に、工具列の重量がユニツト４１
に加わると、つりあい弁が閉鎖されることにより
可能となる。ユニツト４１の上の工具列の重量
が、ばね１０５を圧縮してつりあい弁兼緩衝器ユ
ニツトを第２Ａおよび２Ｂ図に示した状態に戻す
のに十分であり、その状態では、弁スロツト１１
２が上方リング密封体１０２と下方リング密封体
１１５の間に長手方向にあり、それにより圧力の
連通を環状空間１１３に閉じ込め、そこから前述
したように圧力が上方へ連通する。

錠止サブ３３の記載と関連して詳細に述べたよ
うに、錠止サブの環状ピストン１４２を横切る差
圧がピストンと錠止突起１４３を上方へ付勢し、
上方カムスリーブ面１４４ａと上方外側錠止突起
カム面１４３ｂの間の協働作用により、半径方向
内方へ作用する力をすべての突起に加える。差圧
が大きくなればなるほど、錠止サブがプローブ組
立体をいつそう緊密に握持する。かくして、プロ
ーブを錠止サブから、プローブと錠止サブの設計
に依存して約200ポンドの程度の力により釈放す
ることができると共に、錠止サブの下のウエル圧
力は、錠止サブとプローブの握持力が部材を横切
る差圧の増加に直接関連して増加することによ
り、プローブを移動させて押し上げずにサブと錠
止されたプローブを横切つて相当に高い圧力を加
えることができる。

所望の測定値をゲージ３４によりとり、所望に
応じて地表で記録ユニツト４０により記録する
と、本発明の装置をウエル孔から取り出すことが
できる。ウエル頭部でワイヤライン３５に上向き
の力を加え、ゲージ３４、継手４２、つりあい弁
兼緩衝器４１のまたぎ頭部７０とスリーブ７１を
引き上げる。プローブ組立体を錠止サブ３３で錠
止していることにより、プローブ組立体４２とユ
ニツト４１の弁−マンドレル１０４が上方へ移動
しないように保持されているので、初めにユニツ
ト４１が第７図に示した状態に入れ子式に動かさ
れる。それから、スリーブ肩部７１ａが緩衝作用
部材１２２の肩部１２２ａと係合し、部材を上方
へ持ち上げ、緩衝ばね１２０をばねの上端にある
割リングセグメント１２１の方へ圧縮する。その
とき、割リングセグメント１２１は停止肩部１０
４ｅとの係合により部材１０４の上を上方へ移動
できない。第１１図は、緩衝ばねが相当に圧縮し
た後のユニツト４１の部品の相対位置を示す。作
用部材１２２が緩衝ばねに抗して持ち上げられ
て、遂に部材の上端縁が割リングセグメント１２
１の下端縁と係合して、弁−マンドレル部材１０
４を拾い上げ、それによつてプローブ組立体４３
に上向きの力を加える。その力が前述した装置の
一態様での200ポンドような必要値を越えると、
下方プローブ部分の錠止端が、錠止突起１４３を
外方へ第９図に示した位置へカム作用により押圧
し、プローブを釈放する。第７図と第１１図の両
方で分るように、プローブを引張つている間中、
弁−マンドレル１０４が開放位置にあつて、プロ
ーブの中央孔を側方ポート１２３と連通させ、プ
ローブが錠止サブ３３での密閉錠止状態から引張
られているときに、プローブを横切る圧力を一様
にする。プローブの上方への移動に対する錠止お
よび摩擦抵抗に打ち勝つた後、工具列に上方へ引
張る力を加える際に、プローブが上方にスナツプ
しようとして弁−マンドレル部材を弁ばね１０５
と緩衝ばね１２０の両方に抗して上方へ移動さ
せ、遂にはユニツト４１が、第８図に示したよう
にプローブ組立体の上端の肩部１３０ａとつりあ
い弁兼緩衝器ユニツトのスリーブ７１の下方に面
する肩部７１ｂが係合することにより制限されて
縮められる。これにより、両方のばねのエネルギ
吸収特性は、プローブ組立体が上方にスナツプし
たときに、ゲージ３４がこの反作用力による衝撃
で損傷しないように保護する。その後、プローブ
組立体および連結部品の重量がプローブ組立体と
部品を第７図に示した位置へ下方に引き戻すが、
その位置では工具列がウエル孔内を上方へ引張ら
れるときにつりあい弁が開放している。ユニツト
４１の入れ子式運動中を通じて、ユニツト４１の
側方ポート９２により流体が弁−マンドレル１０
４の上端の周りの孔空間に対して出入りすること
ができる。このようにして、弁−マンドレルが上
方へ移動するときに、孔空間内のどんな流体でも
ポート９２より放出される。

プローブ組立体４３を通つて、かつこれを含ん
で工具列を錠止マンドレル３２から移動させる作
業に引続いて、錠止マンドレルを連結された錠止
サブ３３と共に、標準のワイヤライン装置と方法
を使つて着陸ニツプル３１から回収するには、接
目首部１６１で錠止マンドレルを係合させて、接
目首部１６１の上を上方へ引張つてキー１６４を
内方へ収縮させることにより、錠止マンドレルを
釈放すれば良い。錠止マンドレル３２を取り外す
と、ウエルがもとの状態に回復する。

ゲージ３４を含む本発明の装置を圧力測定に関
して述べたけれども、そのような他のウエル作業
状態でも、流体がゲージの上の管列３０に、かつ
管列の表面の上へ流れ戻ることができるゲージを
使うことにより、流体流量として測定できること
が分るだろう。

新規にして改良された装置のウエル工具を述べ
て来たが、これらをウエル特性の測定のために、
既存のウエルに容易に設置できることが分るだろ
う。この装置には、ウエル孔で工具列により確立
された密封体を横切る圧力を一様にするために、
かつ工具列の取付けや回収中に出会う衝撃を吸収
して工具列に含まれる測定器具を保護するため
に、長手方向の入れ子式運動にのみ応答して作動
可能なつりあい弁兼緩衝器がある。また、この装
置には、小さい入力により作動可能で、かつ相当
に大きい引出し力を必要とする錠止手段があり、
この大きい引出し力は、工具列がウエル孔に適正
に錠止されているかどうかを決めるための容易な
手段となる。錠止装置は、また、差圧がウエル孔
内で装置を横切つて増加するにつれていつそう緊
密に握持するようになつている。錠止マンドレル
に固定可能な別個の錠止サブを用いると、本装置
をいろいろな大きさの管列や錠止マンドレルに用
いることができる。というのは、ウエルの下部を
絶縁するために、錠止サブにより行われる密封
が、種々の型式と大きさの錠止マンドレルに取り
つけ可能な錠止サブと共になされるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図はウエルの管列に着陸ニツプルで錠止さ
れた本発明によるウエル試験装置を一部断面で示
した長手方向概略正面図、第２Ａ図、第２Ｂ図、
第２Ｃ図、第２Ｄ図、第２Ｅ図はそれぞれ本発明
の装置のつりあい弁兼緩衝器、調節可能なマンド
レル、プローブ、錠止サブおよび錠止マンドレル
の断面を含む長手方向正面図、第３図は第２Ａ図
の線３−３に沿つて切断されたつりあい弁兼緩衝
器の断面図、第４図は第２Ａ図の線４−４に沿つ
て切断されたつりあい弁兼緩衝器の断面図、第５
図は第２Ｂ図の線５−５に沿つて切断されたつり
あい弁兼緩衝器の下端部分の断面図、第６図は第
２Ｄ図の線６−６に沿つて切断されたプローブと
錠止サブの断面図、第７図はウエル孔に工具列を
下降させる間および工具列を錠止状態から錠止サ
ブから引張る初めの段階の間、つりあい弁を開放
したまま延ばされたつりあい弁兼緩衝器の部分縦
断面図、第８図は工具列が初めに錠止サブに着陸
して錠止するときにかつ工具列を引張つて釈放し
たため反作用力により装置が一緒に圧縮されると
きに縮められたつりあい弁兼緩衝器の部分縦断面
図、第９図はプローブが錠止サブに挿入されつつ
あるときにかつプローブがサブから釈放されて引
き出されつつあるときに錠止サブの突起が拡張さ
れた状態の錠止サブとプローブの下部の部分縦断
面図、第１０図は錠止突起、錠止サブの上方カム
スリーブ、プローブの釈放面などのカム面の間の
角度を例示するプローブおよび錠止サブの環状ピ
ストンとカムスリーブと共に錠止サブの錠止突起
の１つを示す拡大部分断面図、第１１図は工具列
がウエル孔に錠止されているかどうかを見るため
に確認する場合のように工具列を上方へ引張ると
きかつ工具列を錠止サブから釈放するために工具
列を引張るときの装置の作動を例示するつりあい
弁兼緩衝器の部分縦断面図である。 ２０……ウエル、２３……ウエル頭部、３０…
…管列、３１……着陸ニツプル、３２……錠止マ
ンドレル、３３……錠止サブ、３４……ゲージ、
３５……ワイヤライン、４０……レコーダ、４１
……つりあい弁兼緩衝器、４２……継手、４３…
…プローブ組立体、４４……支持組立体、１０４
……弁−マンドレル部材、１３２……プローブの
流路、１４３……錠止突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 着陸ニツプルを含む管列を有しかつウエル孔
   に使用するようになつているウエル工具装置にお
   いて、前記着陸ニツプルに設置された錠止マンド
   レルに連結するようになつている錠止サブと、こ
   の錠止サブの下のウエル孔を絶縁するように前記
   錠止サブと釈放可能に係合してこれと共に密封す
   るための工具列とを備え、この工具列が前記サブ
   と釈放可能に係合できる錠止プローブを含み、前
   記プローブには、前記サブの密封面と係合する密
   封手段と、この密封手段の下から前記プローブの
   上端まで流路を区画する長手方向孔とがあり、ま
   た前記プローブを連結しかつ前記プローブの孔を
   通つて連通したウエル条件を測定する装置と前記
   プローブの孔を連通するための手段を備え、前記
   錠止サブと前記錠止プローブには、所定の値の最
   初の力に応答して前記プローブを前記サブに釈放
   可能に錠止しかついつそう大きい所定の値の第２
   の力に応答して前記プローブを前記サブから釈放
   するための手段が設けられていることを特徴とす
   るウエル工具装置。 ２ 前記錠止サブが、前記錠止プローブと前記錠
   止サブの間の密封部を横切る差圧に比例する力で
   錠止プローブを保持するための手段を含む特許請
   求の範囲第１項記載のウエル工具装置。 ３ 前記工具列が、工具列の運転および牽引中前
   記密封部より上の前記プローブ孔を前記工具列の
   周りのウエル孔と連通させるためのつりあい弁を
   有する特許請求の範囲第１項記載のウエル工具装
   置。 ４ 前記工具列が、工具列の運転および牽引中工
   具列に加えられた衝撃力を吸収するための緩衝器
   を有する特許請求の範囲第３項記載のウエル工具
   装置。 ５ 前記工具列が、工具列の運転および牽引中前
   記プローブ孔を工具列の周りの前記ウエル孔と連
   通させるためのつりあい弁を有する特許請求の範
   囲第１項記載のウエル工具装置。 ６ 前記工具列が、工具列の運転および牽引中工
   具列に加わる衝撃力を吸引するための緩衝器を有
   する特許請求の範囲第５項記載のウエル工具装
   置。 ７ 前記工具列が、工具列の運転および牽引中前
   記プローブ孔を前記錠止プローブの前記密封手段
   より上の前記ウエル孔と連通させるためのつりあ
   い弁を有する特許請求の範囲第２項記載のウエル
   工具装置。 ８ 前記工具列が、工具列の運転および牽引中工
   具列に加わる衝撃力を吸収するための緩衝器を有
   する特許請求の範囲第７項記載のウエル工具装
   置。 ９ 着陸ニツプルとこの着陸ニツプル内の錠止マ
   ンドレルとを含む管列を有しかつウエル孔に使用
   するようになつているウエル工具装置において、
   貫通する中央の長手方向孔と前記錠止マンドレル
   に連結可能なハウジングとを有する錠止サブと、
   前記孔に延びている内方錠止位置と前記孔から延
   びている外方釈放位置の間を半径方向に可動な前
   記ハウジング内の錠止突起と、前記孔に区画され
   た場所の間に加えられた差圧に応答して前記突起
   を前記第１の錠止位置に向つて内方へ付勢するた
   めに前記突起と連結された手段と、前記錠止サブ
   に挿入可能な錠止プローブとを備え、前記錠止プ
   ローブが長手方向に間隔を置いた作用面を有し、
   これらの作用面には、前記プローブを前記サブの
   孔に挿入したときに前記突起を拡張するための第
   １カム入り面と、前記プローブを前記孔内に長手
   方向に移動しないように保持するために前記突起
   が前記の第１内方錠止位置にあるときに前記突起
   を受け入れるための錠止凹所と、この錠止凹所の
   一端を区画するカム釈放面とがあり、このカム釈
   放面が前記カム入り面より前記プローブの長手方
   向軸心といつそう大きい角度で傾斜しており、以
   て前記プローブを前記サブの孔に挿入するために
   必要な力よりも前記プローブを前記サブの孔から
   引き出すためにいつそう大きい力が必要であるウ
   エル工具装置。 １０ 前記プローブには、貫通する流路を区画す
   る長手方向孔と、前記錠止サブの孔を密封するた
   めに前記プローブに設けられた密封手段と、前記
   プローブの運転および牽引中前記プローブ孔と連
   通される圧力釈放ポートを含む前記プローブと連
   結されたつりあい弁が設けられている特許請求の
   範囲第９項記載のウエル工具装置。 １１ 前記プローブの運転および牽引中プローブ
   に加えられた衝撃力を吸引するために前記プロー
   ブと連結された緩衝手段を含む特許請求の範囲第
   １０項記載のウエル工具装置。 １２ 前記つりあい弁は、外側管状ハウジング部
   材内に摺動可能に嵌合した管状中央部材を有する
   入れ子式構造体であり、前記圧力釈放ポートが前
   記外側ハウジング部材に設けられ、前記部材に
   は、前記中央部材と前記環状部材が引き延ばされ
   て第１の延びた位置になつたときに前記プローブ
   孔に対し前記圧力釈放ポートを開放しかつ前記中
   央部材と環状部材が縮められたときに前記圧力釈
   放ポートを閉鎖する協働流路手段が設けられてい
   る特許請求の範囲第１１項記載のウエル工具装
   置。 １３ 前記緩衝手段は、前記中央部材と前記環状
   部材の間に配置されたばねと、前記部材のどちら
   かが前記部材の他方に向つて移動するのに応答し
   て前記ばねを圧縮するために前記部材の間で前記
   ばねの対向端部に配置された環状のばね停止部と
   を含む特許請求の範囲第１２項記載のウエル工具
   装置。 １４ 前記つりあい弁を介して前記測定手段に連
   通したウエル条件を測定するために前記弁と連結
   されたウエル作業条件測定手段と、ウエル孔で前
   記ウエル工具装置を運転したり引張つたりするた
   めに前記測定手段をワイヤラインと連結する手段
   とを含む特許請求の範囲第１３項記載のウエル工
   具装置。 １５ 着陸ニツプルを含む管列を有しかつウエル
   孔に使用するようになつているウエル工具装置に
   おいて、前記着陸ニツプルに釈放可能に固定され
   た錠止マンドレルに連結可能なハウジングを有す
   る錠止サブと、前記錠止マンドレルの貫通孔に開
   口する前記ハウジングを貫通する長手方向孔を与
   える手段と、前記ハウジングで前記孔の周りに同
   心に配置されていてかつ前記錠止マンドレルと連
   結可能な前記ハウジングの端部に向つて長手方向
   に移動しないように保持された第１カムスリーブ
   と、この第１カムスリーブと長手方向に間隔を置
   いて前記ハウジングでハウジングを貫通する前記
   孔の周りに同心に配置されていてかつ前記第１カ
   ムスリーブと第２カムスリーブの間の距離を変え
   るために長手方向に移動するように支持された第
   ２カムスリーブと、この第２カムスリーブを支持
   する管状の作用部材と、前記第２カムスリーブを
   前記第１カムスリーブに向つて付勢するためにハ
   ウジングと管状の作用部材の間に係合しているば
   ね手段とを備え、前記カムスリーブがその隣接す
   る端部に内側環状カム肩部を有し、前記カム肩部
   が一緒に半径方向外方へ傾斜しており、また前記
   ハウジングで前記カムスリーブ内に同心に配置さ
   れていてかつ前記カムスリーブの前記隣接する端
   部の間で整合可能な円周方向に間隔を置いた窓を
   備えている環状ピストンと、この環状ピストンと
   ハウジングの間に設けられた密封手段とを備え、
   前記環状ピストンが前記ハウジングで前記錠止マ
   ンドレルと連結可能なハウジングの前記端部に向
   つて制限された運動をするようになつており、ま
   た内方の錠止位置と外方の釈放位置の間を半径方
   向に移動可能に前記環状ピストンの各窓に配設さ
   れた錠止突起を備え、これらの突起はそれぞれそ
   の対向する端部に前記カムスリーブの前記カム肩
   部と係合可能な外側アーチ形カム肩部と、前記環
   状ピストンを貫通して配置された錠止プローブと
   係合可能な内側カム肩部を有し、前記外側錠止肩
   部は、前記第２カムスリーブを前記第１カムスリ
   ーブに向つて付勢する前記作用部材の押圧力に応
   答して前記錠止突起を内方に前記錠止位置へ付勢
   するために前記カムスリーブの前記錠止肩部と協
   働するようになつており、前記錠止突起の前記内
   側カム肩部は、前記錠止プローブに沿つた作用カ
   ム面との係合に応答して錠止突起を外方に前記釈
   放位置へ付勢するようになつており、また前記錠
   止サブに挿入可能な錠止プローブを備え、この錠
   止プローブには、前記錠止突起と係合してこれら
   を拡張するために入りカム面を形成する第１テー
   パー端部と、前記錠止突起を拡張して前記錠止プ
   ローブを錠止サブから釈放するために、対向端で
   内方へ先細になつている傾斜カム釈放肩部の間に
   区画されていて長手方向に間隔を置いた外側環状
   錠止凹所とが設けられ、前記第１入りカム面が前
   記プローブの長手方向軸心と第１の傾斜角度で傾
   斜し、前記第２釈放カム面が前記プローブの長手
   方向軸心と第２の傾斜角度で傾斜し、この第２の
   傾斜角度が前記入りカム面の前記第１の傾斜角度
   より大きいことにより、前記プローブが前記サブ
   に向う第１の長手方向力に応答して前記錠止サブ
   に挿入可能でありかつ前記錠止サブから離れる方
   向に向ういつそう大きい第２の力に応答して前記
   錠止サブから釈放可能であり、また前記錠止プロ
   ーブを、錠止プローブと錠止サブの協働作用によ
   りウエル孔に釈放可能に錠止されるようになつて
   いるウエル工具と連結するための手段を備えたウ
   エル工具装置。 １６ 前記錠止サブの環状ピストン内で前記錠止
   プローブの周り密封するために錠止プローブに設
   けられた外側環状密封手段を含む特許請求の範囲
   第１５項記載のウエル工具装置。 １７ 前記錠止プローブが貫通する長手方向孔を
   備えかつ前記錠止プローブと連結されたつりあい
   弁を含み、前記つりあい弁には、前記プローブの
   運転および牽引中プローブの孔に沿つて圧力を釈
   放するためにプローブの貫通孔を前記ウエル孔と
   連通するポートと、前記つりあい弁とプローブを
   ウエル孔に支持しかつ前記弁を前記弁と連結され
   たウエル工具と連通するためにつりあい弁と連結
   された手段が設けられている特許請求の範囲第１
   ６項記載のウエル工具装置。 １８ 前記つりあい弁は、つりあい弁と連結され
   た前記ウエル工具と連結するための流体流路を備
   えた頭端部を有する外側管状ハウジングと、この
   ハウジングの前記頭端部と対向する端部で錠止プ
   ローブと連結された前記ハウジングに支持されて
   いてかつ錠止プローブを貫通する前記孔と連通し
   た長手方向孔を有する長手方向に可動な弁−マン
   ドレル部材とを備え、前記弁−マンドレル部材
   が、その部材を貫通する前記孔と連通した半径方
   向に開口するポートを有し、前記弁−マンドレル
   部材が第１閉鎖位置から第２開放位置まで可動で
   あり、前記ハウジングには、前記部材が前記第２
   開放位置にあるときに前記弁−マンドレル部材の
   半径方向ポートと連通する側方ポートが設けら
   れ、さらに前記ハウジングには、前記弁−マンド
   レル部材が前記第１位置にあるときに弁−マンド
   レル部材の貫通孔および頭端部流路から流体が流
   れるように前記ハウジングの頭端部の前記通路手
   段と連通する流路手段が配設され、また前記弁−
   マンドレル部材を前記第２開放位置に向つて付勢
   するようにハウジングと弁マンドレル部の間に係
   合しているばね装置を備え、前記弁−マンドレル
   部材とハウジングが入れ子式に移動するように連
   結され、以て前記ハウジングおよび弁−マンドレ
   ル部材に加えられた対向する力が前記弁−マンド
   レル部材を前記第１閉鎖位置から前記第２開放位
   置へ移動させるようにした特許請求の範囲第１７
   項記載のウエル工具装置。 １９ 前記つりあい弁の緩衝手段は、前記ハウジ
   ングと前記弁−マンドレル部材の間に配置された
   緩衝ばねと、ハウジングと弁−マンドレル部材の
   間に設けられていてかつ前記ばねの一端と係合可
   能な第１ばね停止部材とを備え、この第１停止部
   材が弁−マンドレル部材とハウジングの両方に対
   し長手方向に可動でありかつ前記弁−マンドレル
   部材の停止肩部およびハウジングの停止肩部と係
   合可能であり、また前記弁−マンドレル部材と前
   記ハウジングの間に設けられていてかつ前記ばね
   の第２対向端と係合可能な第２ばね停止部材を備
   え、前記第２停止部材が弁−マンドレル部材とハ
   ウジングに対して長手方向に可動でありかつ弁−
   マンドレル部材の停止肩部と前記ハウジング内で
   係合可能であり、前記ばねが、衝撃力を吸収して
   前記ハウジングに沿つたそのような力の影響を最
   小限にするために弁−マンドレル部材とハウジン
   グのどちらかが他方に対して相対運動するのに反
   応して圧縮可能である特許請求の範囲第１８項記
   載のウエル工具装置。 ２０ 前記つりあい弁が、前記弁−マンドレル部
   材の端部の周りでハウジングの前記頭部内に室を
   区画する手段と、前記室に連通するハウジングの
   壁を貫通した抽気ポートを区画する手段とを含む
   特許請求の範囲第１９項記載のウエル工具装置。 ２１ 前記錠止サブが前記錠止突起の前記内側カ
   ム肩部を含み、この内側カム肩部は、前記第１固
   定カムスリーブの端部の周りの前記錠止肩部の面
   および前記第１固定カムスリーブの前記カム面と
   係合可能な前記錠止突起のカム面の傾斜角度より
   小さい値の、前記サブを貫通する長手方向軸心と
   傾斜した角度をもつて形成され、前記傾斜角の間
   の差は、前記錠止突起を外方へ付勢して錠止プロ
   ーブを釈放する際に錠止突起が動かなくなること
   なく錠止プローブを錠止サブから引き出すことが
   できるように十分である特許請求の範囲第２０項
   記載のウエル工具装置。