JP2002242579A

JP2002242579A - オリエンティング・ワイヤライン・コアバーレル装置

Info

Publication number: JP2002242579A
Application number: JP2001038907A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Shimada; 邦明島田
Original assignee: TEISEKI SAKUSEI KOGYO KK
Current assignee: TEISEKI SAKUSEI KOGYO KK
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-08-28
Anticipated expiration: 2021-02-15
Also published as: JP3472766B2

Abstract

(57)【要約】【課題】傾斜方位測定器を掘削中に取り付けたままと
することも可能で、かつ掘削停止後に傾斜方位測定器を
降下し、測定とインナーバーレルの回収を一連の作業で
行うことも可能なコアバーレルの提供を目的とする。【解決手段】先端のコアビット４により地盤を掘削す
るアウターバーレル２と、その内部にラッチ機構２０を
介して長手方向に係脱可能に配設され、各地層のコア１
１を採取するインナーバーレル６と、その上部に係脱可
能に設置され、コア１１の傾斜方位を測定する測定器３
１と、インナーバーレル６の先端部内周に突設され、コ
ア１１に切り込みを入れるナイフ１０を備えると共にラ
ッチ機構２０の上方部内周に突設され、ナイフ１０と周
方向同一位相に配置された指向キー２４と、測定器３１
をインナーバーレル６に係脱可能に係止すると共に係止
状態にロック可能なロック機構３５を備えることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地層の試料採取に
用いられるワイヤライン・コアバーレル装置のオリエン
ティング構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地層のコアを採取するワイヤライ
ン・コアバーレルで、インナーバーレルを回収および設
置ができるものとして、石油掘削で使用されているロー
タリー式コアバーレルとスピンドル掘削機で使用される
ワイヤライン・コアバーレルがある。また、これらのコ
アバーレルには、採取したコアの傾斜方位を計測できる
オリエンティング・コアバーレルもある。

【０００３】この中で、ワイヤラインでインナーバーレ
ルを回収および設置ができるオリエンティング・コアバ
ーレルは、スピンドル掘削機用のワイヤライン・コアバ
ーレルにしかない。このコアバーレルの傾斜方位測定器
は、インナーバーレルの上部に固定されており、測定は
タイマーを用いてのみ行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、タイマー
を用いて測定を行うため、予測してタイマーセットした
時間に対してコア採取可能長を掘削するのに要する時間
が異なるときは、掘削作業を測定のセット時間に合わせ
る必要がある。すなわち、掘削に時間がかかる場合は、
予定長さを掘削する前にインナーバーレルを回収する必
要があり、逆に、予測よりも早い時間で掘削できた場合
や、コア詰まりが発生し掘削を停止した場合は、タイマ
ーが働くまでの待ち時間が生じるという問題がある。

【０００５】そこで、本発明は、傾斜方位測定器を掘削
中に取り付けたままとすることも可能で、かつ掘削停止
後に傾斜方位測定器を降下し、測定とインナーバーレル
の回収を一連の作業で行うことも可能なコアバーレルの
提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、先端にコアビットを備え回転に
より地盤を掘削するアウターバーレルと、前記アウター
バーレル内にラッチ機構を介して長手方向に係脱可能に
配設され、各地層の試料を採取するインナーバーレル
と、前記インナーバーレルの上部に係脱可能に設置さ
れ、試料の傾斜方位測定器を内蔵する測定器ゾンデと、
前記インナーバーレルの先端部内周に突設され採取試料
に切り込みを入れる刃を備えると共に、前記ラッチ機構
の上方部の指向スリーブ内周に突設され前記刃と周方向
同一位相に傾斜方位測定器を設置可能とする位相決め部
を備えることを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載のオリ
エンティング・ワイヤライン・コアバーレル装置であっ
て、前記インナーバーレルと、前記ラッチ機構の上方部
の指向スリーブ内周に突設され、かつ前記刃と周方向同
一位相に傾斜方位測定器を設置可能とする位相決め部を
備える前記指向スリーブとが、これらを連動させる指向
ロッドに回転不能に係合していることを特徴とする。請
求項３の発明は、請求項１に記載のオリエンティング・
ワイヤライン・コアバーレル装置であって、前記測定器
ゾンデをインナーバーレルに係脱可能に係止すると共に
係止状態にロック可能なロック機構を備えることを特徴
とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図１
〜図６を参照して説明する。図１は本実施形態の全体断
面図であり、図２は要部の拡大図である。図３は図１の
Ａ−Ａ断面図である。また、図４〜図６はそれぞれ作業
状況を示す説明図である。

【０００９】図１、図２に示すように、オリエンティン
グ・ワイヤライン・コアバーレル装置１のアウターバー
レル２の先端部（下端部）にはリーマー部３を介してコ
アビット４がねじ接合されている。コアビット４の内周
にはインナースタビライザー５が設けられ、内部に配設
されたインナーバーレル６（後述）の振れ止めをしてい
る。

【００１０】一方、アウターバーレル２上端近傍の外周
にはスタビライザー７が設けられている。また、上端に
は磁石を用いて計測する傾斜方位計３１への磁気の影響
を避けるための非磁性のドリルカラー８がねじ接合８ａ
され、上方に延びている（図４参照）。そして、さらに
上方にはドリルパイプ９が順次ねじ接合され延長される
（図４参照）。先端のコアビット４は図外のスピンドル
掘削機により回転駆動および押圧されて地盤を削孔し、
リーマー部３が仕上げ削孔する。

【００１１】アウターバーレル２の内部には回転しない
インナーバーレル６が配設され、その先端部（下端部）
内周に突設してナイフ１０（刃）が設けられ、コアビッ
ト４の掘削に伴ないインナーバーレル６内に進入するコ
ア１１（試料）に切り込みによるオリエンティングライ
ンＬをつける（図４）。一方、インナーバーレル６の上
端はインナーツールベース１２にねじ接合され、インナ
ーロックナット１３により一体化されている。インナー
ツールベース１２（つまりインナーバーレル６）は、ア
ウターバーレル２の内周に設けられたインナーツール台
座１４により先端側への移動が規制されている。

【００１２】インナーツールベース１２の軸心部には指
向ロッド１５がねじ込まれ、接続固定ピン１６とロック
ナット１７により一体化されている。したがって、前記
指向ロッド１５とインナーバーレル６とは、相対的に回
転不能に連結している。前記インナーツールベース１２
の上方には、鋼製環状支承板の間にゴム等の緩衝リング
を介在させて構成したショックアブソーバ１８および下
部スラストベアリング１９を介して、インナーツールラ
ッチ機構２０（以下ラッチ機構２０といい、後述する）
が前記指向ロッド１５に間隙を介して嵌挿配設されてい
る。

【００１３】そして、ラッチ機構２０の上方には、ラッ
チ解除スリーブ３０内においてこれに相対的に移動可能
な上部スラストベアリング２１およびラッチ解除スリー
ブ３０を有する環状部材３０ａが、順次前記指向ロッド
１５に嵌挿され、これらを介して採揚指向スリーブ２２
（以下指向スリーブ２２という）の下端部が前記指向ロ
ッド１５に嵌挿され、また前記スリーブ２２の下端部の
キー溝に嵌合固定され、かつ前記指向ロッド１５側の比
較的長いキー溝１５ａに摺動可能に嵌設された接続キー
２３により、前記スリーブ２２は前記指向ロッド１５に
沿って移動可能に、かつ相対的に回転不能に係合され、
さらに前記環状部材３０ａの上部雌ねじ部３０ｃは、前
記指向スリーブ２２の下部雄ねじ部２２ａにねじ接合さ
れている。前記環状部材３０ａの下部には、ラッチ解除
スリーブ３０の上端部が嵌合されて溶接等により固定さ
れ、そのラッチ解除スリーブ３０の中間部には、周方向
に２箇所、点対象位置に、前記ラッチプレート２８を囲
むようにラッチプレート操作用の開口窓３０ｂが設けら
れ、前記ラッチプレート解除スリーブ３０は、前記ラッ
チ機構支承本体２０ａに上下摺動自在に嵌設されてい
る。前記開口窓の開口下端部がラッチプレート２８に係
合している時には、ラッチプレート２８の拡開・縮径の
開閉動作を規制するように構成されている。また前記各
スラストベアリング１９および２１により、ラッチプレ
ート２８がアウターバレル２のラッチ溝２９に係合した
状態において、ラッチ機構支承本体２０ａから回転力
が、インナーバーレル６および指向スリーブ６並びに指
向ロッド１５に伝達されないように構成されている。

【００１４】指向スリーブ２２の内周面には、前記指向
ロッド１５の上端から上方に離れた位置において、指向
キー２４（位相決め部）が突設され、指向ロッド１５の
接続キー２３によりインナーバーレル６先端部のナイフ
１０と円周方向の位相が一致するように位相決めされて
いる。指向スリーブ２２の上端内周には、インナーツー
ル採揚用溝２５が設けられている。また、接続キー２３
に係合する指向ロッド１５の上端には、指向スリーブ２
２との間に所定距離をおいてロックナット２６が配置固
定され、インナーバーレル６回収時の指向スリーブ２２
単独の上方移動量を許容していると共にストッパとして
も作用して、前記インナーバーレル６の引き上げ時の支
承部として作用している。

【００１５】上記のラッチ機構２０は、図３に示すよう
に、筒状のラッチ機構支承本体２０ａの中間部の前後両
側に、かつ中心点から対称位置に設けた各ラッチプレー
ト収納用縦溝２０ｂの下部に、横軸からなるプレート用
シャフト２７により枢着されて揺動可能にラッチプレー
ト２８が支持され、一対のラッチプレート２８よりほぼ
Ｖ字状（またはほぼ逆ハ字状）に形成され、その一対の
ラッチプレート２８が、アウターバーレル２の掘削時に
は（図１）、自重により上部側が外向きに開いて、アウ
ターバーレル２内周に設けられた環状のラッチ溝２９に
係止し、インナーバーレル６の上方への移動を規制して
いる。そして、インナーバーレル６の回収時に（図
２）、指向スリーブ２２が引き上げられようとすると、
これと一体に上昇する窓付きのラッチ解除スリーブ３０
の窓枠開口部下側の上面により、ラッチプレート２８の
Ｖ字状の開き角が縮められて、ラッチプレート２８上端
部の係止が開放される。また前記各ラッチプレート収納
用縦溝２０ｂの中心側の内面により、ラッチプレート２
８が内側に倒れないように、すなわちラッチプレート２
８が常時外側に自重により倒れるように位置規制してい
る

【００１６】図４は、掘削停止後に傾斜方位測定器３１
を内蔵する測定器ゾンデ３２を降下し、測定する状況を
示す。アウターバーレル２の周囲を取り巻く波線の外側
は調査地盤である。

【００１７】図４示のように、ラッチ機構２０の上方に
は、指向スリーブ２２の指向キー２４に係合したミュー
ルシュー３３と共に、オーバーショット３４がロック機
構３５により、指向スリーブ２２上端のインナーツール
採揚用溝２５に係止解除された状態で、測定器ゾンデ３
２と共に降下される。測定器ゾンデ３２の上端にはセン
トラライザー３６が配設されると共に、設置、回収用の
ワイヤライン３７が接続されている。また、傾斜方位測
定器３１には図示しない磁石が配設され、指向キー２４
位置を基準にし、磁針に対するコア１１の傾斜方位を、
前記傾斜方位測定器３１内に内臓したカメラ（図示を省
略）が撮影する。したがって、コア１１のオリエンティ
ングラインに対する傾斜方位の位相関係が自動的に精度
良く把握される。

【００１８】図５は、測定後のインナーバーレル６の回
収状況を示す。このときロック機構３５により、下端に
円弧状ガイド部を有し、常時拡径するように付勢された
一対の係止金具３４ａを備えたオーバーショット３４
は、指向スリーブ２２の溝２５に前記係止金具３４ａの
爪部３４ｂが係止されてロックされ、指向スリーブ２２
の上昇と共にラッチ機構２０は開放されて、インナーバ
ーレル６が引き上げられる。このとき、指向スリーブ２
２がロックナット２６に当接し、ラッチ解除スリーブ３
０を介してラッチ機構２０を開放する。そして、再度イ
ンナーバーレル６は吊り下ろされ、掘削が継続される。
こうして、測定の間隔を予めタイマー設定することはし
ないので、例えばインナーバーレル６の長さ（コア１１
の長さ）に応じた所定の深度間隔で測定を行う。

【００１９】なお、図６は、上記図４の場合と異なり、
予め傾斜方位測定器３１を取り付けたままの状態で、コ
アビット４で掘削する状況を示す。測定器ゾンデ３２の
上端には、吊り降ろし兼引き上げ装置（図示を省略）に
より、吊り降ろし（または引き上げ）時に、前記装置に
着脱可能に連結される係合頭部となるスピアーヘッド３
８が備えられている。この場合には、タイマーをセット
しての測定となるので、前述の従来例の問題は残るもの
の、図５にて説明した方法に加えて、予測によりタイマ
ーをセットして、地層試料の採取および地層の測定を実
施することも可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、採取する地層試料の切り込みと試料の傾斜方
位の位相関係が明確に把握可能である。

【００２１】またインナーバーレルと、指向スリーブと
が、これらを連動させる指向ロッドに回転不能に係合し
ているという簡単な構成により、インナーバーレルと指
向スリーブの位相を一致させることができ、そのため傾
斜方位測定器によるデータと採取されたコアの対応関係
を容易に把握することができ、地層状態を正確に把握す
ることができる。また、ロック機構のロック作用により
測定器ゾンデをインナーバーレルに予め設置したまま、
アウターバーレルで掘削作業を進行させることが可能と
なる。

【００２２】また、傾斜方位の測定後に測定器ゾンデを
インナーバーレルと共に引き上げる作業が容易化され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の全体断面図である。

【図２】一実施形態の要部の拡大図である。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図４】一実施形態の作業状況を示す説明図である。

【図５】一実施形態の作業状況を示す説明図である。

【図６】一実施形態の作業状況を示す説明図である。

【符号の説明】

１オリエンティング・ワイヤライン・コアバーレ
ル装置２アウターバーレル３リーマー部４コアビット５インナースタビライザー６インナーバーレル７スタビライザー８ドリルカラー９ドリルパイプ１０ナイフ（刃）１１コア１２インナーツールベース１３インナーロックナット１４インナーツール台座１５指向ロッド１５ａ指向ロッド側の比較的長いキー溝１６接続固定ピン１７ロックナット１８ショックアブソーバ１９下部スラストベアリング２０インナーツールラッチ機構（ラッチ機構）２０ａラッチ機構支承本体２１上部スラストベアリング２２採揚指向スリーブ、指向スリーブ２２ａ下部雄ねじ部２３接続キー２４指向キー（位相決め部）２５インナーツール採揚用溝２６ロックねじ２７プレート用シャフト２８ラッチプレート２８ａラッチプレート収納用縦溝２９ラッチ溝３０ラッチ解除スリーブ３０ａ環状部材３０ｂ開口窓３０ｃ上部雌ねじ部３１傾斜方位測定器３２測定器ゾンデ３３ミュールシュー３４オーバーショット３４ａ係止金具３４ｂ爪部３５ロック機構３６セントラライザー３７ワイヤライン３８スピアーヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端にコアビットを備え回転により地盤
を掘削するアウターバーレルと、前記アウターバーレル
内にラッチ機構を介して長手方向に係脱可能に配設さ
れ、各地層の試料を採取するインナーバーレルと、前記
インナーバーレルの上部に係脱可能に設置され、試料の
傾斜方位測定器を内蔵する測定器ゾンデと、前記インナ
ーバーレルの先端部内周に突設され採取試料に切り込み
を入れる刃を備えると共に、前記ラッチ機構の上方部の
指向スリーブ内周に突設され、かつ前記刃と周方向同一
位相に傾斜方位測定器を設置可能とする位相決め部を備
えることを特徴とするオリエンティング・ワイヤライン
・コアバーレル装置。
【請求項２】請求項１に記載のオリエンティング・ワ
イヤライン・コアバーレル装置であって、前記インナー
バーレルと、前記ラッチ機構の上方部の指向スリーブ内
周に突設され、かつ前記刃と周方向同一位相に傾斜方位
測定器を設置可能とする位相決め部を備える前記指向ス
リーブとが、これらを連動させる指向ロッドに回転不能
に係合していることを特徴とするオリエンティング・ワ
イヤライン・コアバーレル装置。
【請求項３】請求項１に記載のオリエンティング・ワ
イヤライン・コアバーレル装置であって、前記測定器ゾ
ンデをインナーバーレルに係脱可能に係止すると共に係
止状態にロック可能なロック機構を備えていることを特
徴とするオリエンティング・ワイヤライン・コアバーレ
ル装置。