株式会社物理計測コンサルタント

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孔内調査
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孔内調査
検層名 セメント・ボンド検層
測定原理
セメント・ボンド検層概念図
< セメント・ボンド検層概念図 >

 セメント・ボンド検層は孔井掘削後孔内に挿入したケーシングパイプと地層間のアニュラス部に注入したセメントミルクの硬化・結合状況を深度に対して連続的に測定、記録する検層種目です。

 ボンディングは発振器より孔内に発振された音波がケーシングパイプ内外を伝播し受信器に到達した時の音波エネルギーの減衰を測定することにより求められます。音波がケーシングパイプ内を伝播する(右図の経路[3])と音波エネルギーによりケーシングは振動します。

 セメンチングが良好な場合はケーシング、セメント、地層の3者は一体となり音波エネルギーは伝播するため(右図の経路[1]+[2]+[3])音波エネルギーの減衰は著しく、発振器より受信器に到達する音波波形の振幅は小さくなります。

 しかし、セメンチングが不良でケーシング外周のセメントが十分に硬化・癒着していない、あるいは、ケーシングの周囲にセメントが存在しない場合は音波エネルギーの多くがケーシング内を伝播するためエネルギー減衰は小さいです。

 したがって、受信波の振幅の変化を連続的に測定する事によりケーシングパイプとセメントのボンディングの良否を知ることができる。

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孔内調査
検層名 ケーシング・カラー・ロケーター(Casing Color Locator:CCL)
測定原理
図
 ケーシング・カラー・ロケーターは、孔井内に挿入された鉄管(ケーシングパイプ)のつなぎ目部分(ケーシングカラー)を検知する機器です。
 一般に自然ガンマ線検層、セメント・ボンド検層、フリーポイント・インジケーター(フリーポイント検層)、バックオフツール、ブリッジ・プラグ・セッティングツール、ジェットパーフォレーターなどと組み合わせて使われます。

 ケーシング・カラー・ロケーターは、一対の永久磁石とコイルで構成しています。
 それぞれの永久磁石はN極よりS極へと磁場を形成します。永久磁石が対に配置されているため、図のような磁場を形成し、その一部はドーナツ状のコイルの中心部を通ります。

 ケーシング・カラー・ロケーターが均等な肉厚の鉄管内に降下すると、磁場は均等に保たれるため、変化を示しません。
 一方、ケーシングカップ等の鉄管の肉厚が変化する部分では、磁石に発生する磁場は肉厚の変化に対応して変化するため、コイルの中心部を貫く磁場の強さも変化し、コイルに電流が発生します。
 この電流の変化量を地上で記録し、ケーシングパイプのつなぎ目として記録します。

 このように、ケーシングカラーパイプの位置が記録できるため、ケーシング・カラー・ロケーターは、パーフォレーション作業や、掘削鉄管などの抑留位置の探知作業をする場合の正確な深度チェックとして使われます。

 下図は、地下水観測井の取水孔を穿孔するためにパーフォレーション作業を行った時のケーシング・カラー・ロケーターの測定記録の一例です。


図

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検層名 フリーポイント・インジケーター(フリーポイント検層)
測定原理
フリーポイント検層概念図
< フリーポイント検層概念図 >

 フリーポイント・インジケーター(フリーポイント検層)は、抑留された鉄管のわずかな伸張を検出し、抑留深度の把握に用いられます。

 フリーポイント・インジケーター(フリーポイント検層)に用いられる測定器は、内部に小型モーターを内蔵し、地上からの遠隔操作により測定用アーム(つめ)の開閉を行います。測定器はアームを閉じた状態で抑留された鉄管内の測定深度まで降下し、測定箇所で測定器のアームを開き、アームを管内に固定し測定します。


 地上から抑留された鉄管を引張ることにより、抑留されていない箇所(フリーポイント)は鉄管に伸びが生じ、逆に抑留されている箇所では伸びが生じないため、この鉄管の伸張をツールのアームを通して測定器で検出することにより、抑留深度がわかります。

 また、地上から抑留された鉄管に回転トルクを与えることにより、鉄管への回転トルクの伝わり具合も、フリーポイント・インジケーター(フリーポイント検層)で検出することが可能です。

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