JP2001234686A - ロータリパーカッションドリル用ワイヤラインコア採取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のコア採取装置は、アウタチューブ先端
に螺着されるコアビットの掘削面が一つの平面であった
ので、コアを採取すべき地層に掘削流体が浸透してしま
い、揮発性や揮水性の汚染物質は保存できなかった。 【解決手段】 コアビット３０先端部を少なくとも２段
の凸形の円環状面３１，３２で形成し、先端の円環状面
３１の内径３１ａから軸線に対し後方へ向う複数本の溝
３５を設け、さらにコアビット３０のビット径を有する
ビットの胴体３７外周の円筒面に複数本のスパイラル状
の溝３６を設け、この溝底に軸線と直角方向から後方へ
向う放出孔３７ａが開口し、またインナチューブ２１先
端に螺着されるインナリング４０の外周にシール部材４
１を装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤の状態を実際
にコアで採取するためのワイヤラインコア採取装置に係
り、特にコアビット周辺部における地層の土壌汚染調査
に適したコア採取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤラインコア採取装置は、図６に示
すようになっている。即ち、１０はアウタチューブアセ
ンブリで、図７に示すアウタチューブ１１の先端にコア
ビット１が螺着され、これでコアを切削するようになっ
ている。また２０はインナチューブアセンブリで図８の
（ａ）（ｂ）に示され、インナチューブ２１の先端にイ
ンナリング２，３が螺着され、ここを経て採取されたコ
アがコアチューブ２１ａ内に収容されるようになってい
る。図８の（ａ）にはコアが抜け落ちないようにコアト
ラップ４が装着されているが、（ｂ）にはない。図６は
左半分にコアトラップ４がない構造、右半分にコアトラ
ップ４が装着された構造が示されている。インナチュー
ブアセンブリ２０は図６に示すように、アウタチューブ
アセンブリ１０にその先端まで挿入され、その際にはラ
ッチ２２が拡開してアウタチューブアセンブリ１０に係
止される。

【０００３】そして、地上の掘削機にて回転、給進され
るが、この時、先端のコアビット１は回転、給進する一
方、インナリング２，３が先端に装着されたコアチュー
ブ２１ａは、コアバレヘッド２１ｂに内装されているベ
アリング（図示せず）に連結されているので、回転せ
ず、コアビット１で切削された棒状のコアはインナリン
グ２，３の開口からインナチューブ２１ａに収容され
る。

【０００４】前記コアの採取時には、掘削流体（掘削液
の場合が多い）が図６に矢印で示すようにインナチュー
ブアセンブリ２０とアウタチューブアセンブリ１０との
隙間を通りコアビット１（従来のものを示す）の放出孔
１ａから出るようになっている。コアチューブ２１ａに
コアが採取されると、地上よりワイヤに取り付けられた
図示しないオーバショット（キャッチャー）を挿入し
て、オーバショット先端のラッチをインナチューブアセ
ンブリ２０の基端のスピア２３に係合させ、ワイヤを地
上から引張るとインナチューブアセンブリ２０のラッチ
２２が閉止するので、引続きワイヤを引揚げると、イン
ナチューブアセンブリ２０は地上へ引揚げられる。

【０００５】図４は従来のコアビット１を示すが、これ
は先端の円環状面１ｂは外周の一部がテーパ面１ｃで、
その他は平坦な面１ｄで形成され、コアビット１の先端
に平坦部１ｅを残して軸線方向前方へ傾斜した掘り屑排
出用の溝１ｆが後方へ向って４本設けられていた。溝１
ｆの傾斜αはコアビット１の外側に対し鋭角（この図の
場合１０度）で軸線の方向に直線に形成され、そしてこ
の溝１ｆの底には軸線方向に直角よりも前方に向けた掘
削流体の放出孔１ａが設けられていた。そして、試料で
あるコアが貫入する試料採取孔１ｈの直径はカッタチッ
プ１ｉの内接円直径より少し大きかった。

【０００６】さらに、インナリング２（図５に詳細を示
す）外径とコアビット１との間には僅かな嵌合隙ｄがあ
り、掘り屑侵入防止のため掘削流体を掘削面に放出する
通路になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のコア
採取装置は、コアビット１の掘削流体の放出孔１ａが掘
削のための円環状面１ｂに近く、かつ掘り屑排出用の溝
１ｆを介して直接円環状面１ｂに掘削流体が放出される
ため、試料であるコアを採取すべき地層に掘削流体が放
出されるので、コアを採取すべき地層に掘削流体が浸透
してしまい、揮発性や揮水性の汚染物質を保存すること
ができなかった。

【０００８】また、試料採取孔１ｈに掘削のための円環
状面１ｂが近いため、掘削流体が浸透し易いだけでな
く、掘削流体の影響を受けた掘り屑がコアチューブ２１
ａに取り込まれることがあり、汚染物質の状態保存上好
ましくなかった。

【０００９】さらに、インナリング２，３外径とコアビ
ット１との間の嵌合隙ｄ（図６）から掘削流体が円環状
面１ｂ（掘削面）に放出されるため、試料（コア）採取
すべき地層に掘削流体が浸透してしまい汚染物質の状態
を保存することができなかった。

【００１０】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
ものであり、採取すべき地層に掘削流体の影響を与える
ことなく、汚染物質を含むコアを採取することができる
コア採取装置を提供せんとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１の発明は、アウタチューブ内にインナチユーブ
が着脱可能に挿入され、前記アウタチューブ先端にはコ
アビットが、前記インナチユーブ先端にはインナリング
が、それぞれ取り付けられるロータリパーカッションド
リル用ワイヤラインコア採取装置において、前記コアビ
ットの先端部は、掘削すべき円環状面が少なくとも２段
の軸線方向前方へ向って凸形の円環状面で形成され、前
記インナリングの先端は、前記コアビット先端の凸形の
円環状面の内径が形成するコア入口に近接した状態で嵌
入された構成である。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の発明であっ
て前記先端の凸形の円環状面には、この円環状面の内径
ないし内径近くから軸線に対し後方に向って鋭角に複数
本の溝が設けられたことを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明であって前記コアビットのビット径を有するビット胴
体外周の円筒面には複数本のスパイラル状の溝が設けら
れたことを特徴とする。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れかの発明であって前記コアビットの外周面には、前記
インナリングとコアビットとの嵌合隙に連通する放出孔
が設けられたことを特徴とする。

【００１５】請求項５の発明は、請求項４の発明であっ
て前記放出孔は、前記コアビットの軸線と直角方向から
後方へ向う間の所定の角度で前記スパイラル状の溝底の
途中に開口することを特徴とする。

【００１６】請求項６の発明は、請求項１乃至５のいず
れかの発明であって前記先端の凸形の円環状面の内径
は、試料であるコアの外径を切削するチップの内接円と
同じ径から僅かに大きい径の間の寸法であることを特徴
とする。

【００１７】請求項７の発明は、請求項１乃至６のいず
れかの発明であって前記コアビットの先端の円環状面の
高さと、円環状面の外径との比は１より小さいことを特
徴とする。

【００１８】請求項８の発明は、請求項１乃至７のいず
れかの発明であって前記コアビットとインナリングとの
嵌合隙の掘削面への連通を遮断するシール部材が前記イ
ンナリングの円筒形外周の先端付近に装着されているこ
とを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のコアビットに本
発明のインナリングが嵌入された状態を示し、図２は本
発明のコアビットの図、図３は本発明のシール部材を有
するインナリングを示す。コアビット３０は、図６では
従来のコアビット１の代りにアウタチューブ１１の先端
に螺着される。従って図７に示すアウタチューブ１１の
先に螺着される。コアビット３０は、図１、図２に示す
ように、先端部は掘削すべき円環状面を、少なくとも２
段の軸線方向前方へ向って凸形の円環状面３１，３２で
形成され（地盤の状態により３段以上にしても良い）、
それぞれの凸形の円環状面３１，３２にはチップ３３，
３４が植設されている。チップ３３はボタン形、３４は
インナカッタ形である。

【００２０】そして、先端の円環状面３１の内径３１ａ
は採取すべき試料であるコア（図示せず）の外径を切削
するチップ３４の内接円と同じである。但し僅かに大き
い内径にしても良い。そして、先端の円環状面３１から
は、これにより掘削されて発生した掘り屑を後方へ排出
するため、内径ないし内径近くから軸線に対し後方に向
って鋭角に４本の溝３５が設けられている。また、ビッ
ト胴体３７外周の円筒面には、回転力により掘り屑が後
方にスムーズに排出されるように、４本のスパイラル状
の溝３６が設けられ、この溝３６の底の途中には、それ
ぞれ放出孔３７ａが軸線と直角に設けられている。但
し、この放出孔３７ａは軸線から後方へ向うように設け
ても良い。また、これらの溝の本数は２本以上であれば
良い。

【００２１】放出孔３７ａが直角か、後方へ向けて設け
られていることにより、掘削流体は地層の掘削面へ流れ
ずに掘り屑を溝３６にそってスムーズに後方へ運ぶ。図
３に示すようにインナリング４０は、これを経てコアチ
ューブ２１ａ（図６）にコアを収容するもので、その先
端は、コアビット３０先端の先端の凸形の円環状面３１
の内径３１ａに近接した状態で嵌入され、円筒形の外周
の先端付近にはシール部材４１が装着され、図１に示す
インナリング４０とコアビット３０との嵌合隙ｄから先
端の円環状面３１の掘削面へ掘削流体が侵入しないよう
になっている。本実施形態ではシール部材としてＯリン
グを用いた例を示した。

【００２２】但し、この侵入量は少ないので、場合によ
っては本発明のコアビット３０として従来と同じシール
部材が装着されていないインナリング２を用いても良
い。また、コアビット３０の先端の円環状面３１の高さ
Ｈと円環状面３１の外径Ｄとの比Ｈ／Ｄ（図２）は１よ
り小さい方が掘り屑の排出のためには好ましい。本発明
のコア採取装置を用いたコア採取の工程は「従来の技
術」で説明したのと同じである。

【００２３】

【発明の効果】以上詳細に説明した本発明によれば下記
のような効果を奏するものである。 （１）流体の放出孔が掘削面から遠く、かつ、従来のよ
うに直接先端の掘削面である円環状面に放出孔を有する
掘り屑排出用の溝が通じてないので、直接溝を介して流
体が掘削面に放出されることがなく、従って試料である
コアを採取すべき地層に掘削流体が浸透せず、揮発性や
揮水性の汚染物質に掘削流体が影響を与えることなくコ
アを採取することができる。

【００２４】（２）ビットの形状が、掘削すべき円環状
面を少なくとも２段に分けて配列しているので、先端の
掘削面である円環状面の面積が従来より小さく、コアが
導入される円環状面の内径付近に発生する掘り屑が少な
い。従来のビットの溝は掘削面である先端の円環状面の
内径に近くに平坦部を残した位置から後方へ向って設け
られているが、本発明のビットの先端の掘削面に至る溝
は内径ないし内径の近くから後方へ向って設けられてい
るので、掘り屑がインナチューブに取り込まれることが
なく、掘り屑が汚染地盤及びコアの物質に影響を与える
ことがない。

【００２５】（３）掘り屑排出用の溝がスパイラル状で
あるため、回転力によって掘り屑が後方へ排出され、掘
り屑及び流体による地層の汚染物質に悪影響を与えるこ
とがない。

【００２６】（４）インナリング外径にシール部材が設
けてあるので、嵌め合いへの掘り屑の侵入がない。この
ため、インナリングとコアビットによるかみこみが防止
され、インナチューブアセンブリの引き抜きが阻害され
ることがない。また、インナチューブアセンブリとアウ
タチューブアセンブリとの隙間を経てインナリングとコ
アビットの隙間から掘削面へ掘削流体が出ることがない
ので、地層の汚染物質に影響を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示し、インナリングが
コアビットに嵌入された状態を示す１／２切断の断面図
である。

【図２】本発明の一実施の形態を示すコアビットの図
で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は一部の
断面図をそれぞれ示す。

【図３】本発明の一実施の形態を示すインナリングの図
で、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は１／２
切断した断面図を示す。

【図４】従来のコアビットの図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図をそれぞれ示す。

【図５】従来のインナリングの図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）は１／２切断した断面図を示す。

【図６】ワイヤラインコア採取装置の説明図である。

【図７】アウタチューブの断面図である。

【図８】インナチューブアセンブリの一部断面図で、
（ａ）はコアトラップ装着形の全体の断面図、（ｂ）は
コアトラップを使用しない形の先端部の断面図をそれぞ
れ示す。

【符号の説明】

２，３，４０ インナリング １０ アウタチューブアセンブリ １１ アウタチューブ ２０ インナチューブアセンブリ ２１ インナチューブ ３０ コアビット ３１，３２ 円環状面 ３１ａ 内径 ３３，３４ チップ ３５，３６ 溝 ３７ 胴体 ３７ａ 放出孔 ４１ シール部材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アウタチューブ内にインナチユーブが着
   脱可能に挿入され、前記アウタチューブ先端にはコアビ
   ットが、前記インナチユーブ先端にはインナリングが、
   それぞれ取り付けられるロータリパーカッションドリル
   用ワイヤラインコア採取装置において、 前記コアビットの先端部は、掘削すべき円環状面が少な
   くとも２段の軸線方向前方へ向って凸形の円環状面で形
   成され、前記インナリングの先端は、前記コアビット先
   端の凸形の円環状面の内径が形成するコア入口に近接し
   た状態で嵌入されていることを特徴とするロータリパー
   カッションドリル用ワイヤラインコア採取装置。
2. 【請求項２】 前記先端の凸形の円環状面には、この円
   環状面の内径ないし内径近くから軸線に対し後方に向っ
   て鋭角に複数本の溝が設けられたことを特徴とする請求
   項１記載のロータリパーカッションドリル用ワイヤライ
   ンコア採取装置。
3. 【請求項３】 前記コアビットのビット径を有するビッ
   ト胴体外周の円筒面には複数本のスパイラル状の溝が設
   けられたことを特徴とする請求項１または２記載のロー
   タリパーカッションドリル用ワイヤラインコア採取装
   置。
4. 【請求項４】 前記コアビットの外周面には、前記イン
   ナリングとコアビットとの嵌合隙に連通する放出孔が設
   けられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
   記載のロータリパーカッションドリル用ワイヤラインコ
   ア採取装置。
5. 【請求項５】 前記放出孔は、前記コアビットの軸線と
   直角方向から後方へ向う間の所定の角度で前記スパイラ
   ル状の溝底の途中に開口することを特徴とする請求項４
   記載のロータリパーカッションドリル用ワイヤラインコ
   ア採取装置。
6. 【請求項６】 前記先端の凸形の円環状面の内径は、試
   料であるコアの外径を切削するチップの内接円と同じ径
   から僅かに大きい径の間の寸法であることを特徴とする
   請求項１乃至５のいずれかに記載のロータリパーカッシ
   ョンドリル用ワイヤラインコア採取装置。
7. 【請求項７】 前記コアビットの先端の円環状面の高さ
   と、円環状面の外径との比は１より小さいことを特徴と
   する請求項１乃至６のいずれかに記載のロータリパーカ
   ッションドリル用ワイヤラインコア採取装置。
8. 【請求項８】 前記コアビットとインナリングとの嵌合
   隙の掘削面への連通を遮断するシール部材が前記インナ
   リングの円筒形外周の先端付近に装着されていることを
   特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のロータリ
   パーカッションドリル用ワイヤラインコア採取装置。