JP2012237677A - Sensor installation method - Google Patents

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博 舩越
Takayuki Tanaka
孝幸 田中
Seiya Kimura
聖哉 木村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To bury a sensor in the seafloor with high positional accuracy in a manner that ensures measurement accuracy.SOLUTION: A sensor installation method: moves an excavation steel pipe 200, for installing an earthquake measurement device therein, to a predetermined position on the seafloor to bury the earthquake measurement device by using an unmanned submersible capable of moving on the seafloor; excavates the seafloor below the excavation steel pile 200 while pressing the same onto the seafloor and removes excavated surplus soil outside the excavated steel pile 200 through an upper face thereof in a manner that an internal space of the excavation steel pile 200 extends downward in an almost vertical direction using an excavation control function as well as a surplus soil removal function mounted on the unmanned submersible; inserts the earthquake measurement device in the internal space of the excavation steel pile 200 buried in the seafloor using the unmanned submersible; and fills soil in a space between an inner surface of the excavation steel pile 200 and a surface of the earthquake measurement device as well as a space between a bottom surface of a burial hole and the earthquake measurement device using a soil spreading function mounted on the unmanned submersible.

Description

本発明は、センサ設置方法に係り、より詳しくは、海底設置用センサを、海底に埋設するセンサ設置方法に関する。   The present invention relates to a sensor installation method, and more particularly to a sensor installation method in which a seabed installation sensor is embedded in the seabed.

従来から、地震センサを含む地震計装置を海底に設置し、地上以外の観測点における地震波の計測が行われている。こうしたセンサの海底への設置に際しては、海底面上の水中への設置が広く行われていた(特許文献1,2参照)。   Conventionally, seismometers including seismic sensors have been installed on the seabed, and seismic waves have been measured at observation points other than the ground. When such sensors are installed on the seabed, they are widely installed on the seafloor (see Patent Documents 1 and 2).

しかしながら、海底面上の水中に地震計装置を設置したのでは、地震計装置が海底に固定されていないので、正確な地震波の計測ができない可能性があった。例えば、海底の底層流が地震計装置を揺さぶることによる長周期の大きなノイズを計測してしまったり、大地震時に地震計装置が地動とは異なる動きを計測してしまったりする可能性があった。このため、地震計装置の海底中への埋設が一般的になりつつある。   However, if the seismometer device is installed in the water on the bottom of the sea, the seismometer device is not fixed to the sea floor, so there is a possibility that accurate seismic waves cannot be measured. For example, there was a possibility of measuring long-period large noise caused by the bottom current of the seabed shaking the seismometer device, or the seismometer device measuring movements different from ground motion during a large earthquake. . For this reason, embedding of seismometers in the seabed is becoming common.

かかる地震計装置の海底中に埋設する技術として、海底に孔を穿った後に、無人潜水艇によって当該孔に地震計装置を埋設する技術が提案されている(非特許文献1参照:以下、「従来例」と呼ぶ)。この従来例の技術では、自由落下方式のピストンコアラー方式によって、地震計装置を埋設するための孔を穿つようにしている。   As a technique for embedding such a seismometer in the seabed, a technique for embedding a seismometer in the hole by an unmanned submersible after making a hole in the seabed has been proposed (see Non-Patent Document 1: It is called “conventional example”). In this conventional technique, a hole for embedding the seismometer device is formed by a free fall type piston corer system.

特開2000−193755号公報JP 2000-193755 A 特開昭62−025281号公報JP 62-025281 A

荒木英一郎、他9名、“海底での高精度広帯域地震観測に向けて”、[online]、平成20年、第24回しんかいシンポジウム 口頭発表 S03、[平成23年4月28日検索]、インターネット <URL:http://www.jamstec.go.jp/jamstec-j/maritec/rvod/blue_earth/2008/program/pdf/S03.pdf >Eiichiro Araki and nine others, “Towards high-precision broadband seismic observation on the seabed” [online], 2008, 24th Shinkai Symposium Oral presentation S03, [April 28, 2011 search], Internet <URL: http://www.jamstec.go.jp/jamstec-j/maritec/rvod/blue_earth/2008/program/pdf/S03.pdf>

上述した従来例の技術では、自由落下方式のピストンコアラー方式により、地震計装置を埋設するための孔を穿孔するようにしている。この結果、海中の潮流の深度方向における変化等の要因のため、計測信号を地上へ送るための海底ケーブルへの信号接続可能な位置等から定まる穿孔位置の許容範囲内から穿孔位置が外れることが、しばしば発生する。このため、当該許容範囲の穿孔位置とするために、何度も穿孔を行わなければならない場合があった。   In the conventional technique described above, a hole for embedding the seismometer device is drilled by a free fall type piston corer system. As a result, due to factors such as changes in the depth direction of tidal currents in the sea, the drilling position may deviate from within the allowable range of the drilling position determined from the position where the signal can be connected to the submarine cable for sending measurement signals to the ground. Often occurs. For this reason, in order to make the perforation position within the permissible range, there have been cases in which perforation has to be performed many times.

また、自由落下方式のピストンコアラー方式による穿孔では、穿孔方向を精度良く鉛直方向とすることができなかった。この結果、設置後における較正が水平方向よりも困難な鉛直方向に関する地震波成分を精度良く計測できない場合があった。   Moreover, in the drilling by the free fall type piston corer method, the drilling direction could not be accurately set to the vertical direction. As a result, the seismic wave component in the vertical direction, which is more difficult to calibrate after installation, cannot be measured with high accuracy.

このため、地震センサ等の海底設置用センサの埋設位置精度を向上させることができるとともに、当該海底設置用センサの傾斜精度を向上させることができる技術が待望されている。   For this reason, while being able to improve the embedding position accuracy of the sensor for seabed installation, such as an earthquake sensor, the technique which can improve the inclination precision of the said sensor for seabed installation is awaited.

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、位置精度良く、かつ、計測精度を確保できるように海底設置用センサを海底に埋設できるセンサ設置方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a sensor installation method that can embed a seabed installation sensor on the seabed with high positional accuracy and ensure measurement accuracy.

本発明は、海底設置用センサを、海底に埋設するセンサ設置方法であって、海底を移動可能な潜水艇を用いて、前記海底設置用センサを埋設すべき予め定められた海底位置に、前記海底設置用センサが収納されたセンサケースを内部空間に配置するための管状部材を移動する移動工程と;前記潜水艇に実装された掘削制御機能及び残土砂除去機能を利用して、前記予め定められた海底位置において、前記管状部材の内部空間が延びる方向が略鉛直下方となるように、前記管状部材を海底面に押し付けつつ、前記管状部材の下方の掘削を行うとともに、前記掘削により生じた掘削残土砂を、前記管状部材の上面から前記管状部材の外側へ除去することにより、前記管状部材の内部空間からは掘削残土砂が除去された状態で、前記管状部材を海底に埋め込むセンサ配置孔形成工程と;前記潜水艇を用いて、前記センサケースを、前記センサケースの鉛直下方となるべき側から、前記海底に埋め込まれた前記管状部材の内部空間に挿入するセンサ挿入工程と;前記潜水艇に実装された土砂散布機能を利用して、前記管状部材の内面と前記センサケースの表面との間の空間、及び、前記センサ配置孔形成工程において形成された孔の底面と前記センサケースの底面との間の空間に土砂を充填するセンサ固定工程と;を備えることを特徴とするセンサ設置方法である。ここで、前記海底設置用センサには、地震センサ及び水圧センサの少なくとも一方が含まれるようにすることができる。   The present invention is a sensor installation method for burying a sensor for seabed installation on the seabed, using a submersible that can move the seabed, at a predetermined seafloor position where the sensor for seabed installation is to be buried, A moving step of moving a tubular member for disposing a sensor case in which an undersea sensor is housed in an internal space; and a predetermined excavation control function and a residual sand removal function installed in the submersible craft. The bottom of the tubular member is excavated below the tubular member while pressing the tubular member against the sea bottom so that the direction in which the internal space of the tubular member extends is substantially vertically downward. By removing the excavated residual sand from the upper surface of the tubular member to the outside of the tubular member, the tubular member is removed from the inner space of the tubular member in a state where the excavated residual sand is removed. A sensor placement hole forming step to be embedded; and a sensor insertion step of inserting the sensor case into the internal space of the tubular member embedded in the sea floor from the side that should be vertically below the sensor case using the submersible craft. And a space between the inner surface of the tubular member and the surface of the sensor case, and a bottom surface of the hole formed in the sensor arrangement hole forming step, using a sediment spreading function mounted on the submarine. And a sensor fixing step of filling the space between the bottom surface of the sensor case with earth and sand. Here, the submarine installation sensor may include at least one of an earthquake sensor and a water pressure sensor.

このセンサ設置方法では、海底設置用センサの海底埋設に際して、まず、移動工程において、海底を移動可能な潜水艇を用いて、海底設置用センサを埋設すべき予め定められた海底位置に、海底設置用センサが収納されたセンサケースを内部空間に配置するための管状部材を移動する。この結果、管状部材は、海底設置用センサを埋設すべき海底位置上に精度良く位置決めされる。   In this sensor installation method, when submerging the seabed installation sensor, first, in the moving process, using a submersible that can move the seabed, the seabed installation sensor is installed at a predetermined seafloor position where the seabed installation sensor should be embedded. The tubular member for arranging the sensor case in which the sensor is accommodated in the internal space is moved. As a result, the tubular member is accurately positioned on the seabed position where the seabed installation sensor is to be embedded.

次に、センサ配置孔形成工程において、潜水艇に実装された掘削制御機能及び残土砂除去機能を利用して、管状部材の内部空間が延びる方向が略鉛直下方となるように、管状部材を海底面に押し付けつつ、管状部材の下方の掘削を行うとともに、掘削により生じた掘削残土砂を、管状部材の上面から管状部材の外側へ除去する。この結果、掘削残土砂が除去され(すなわち、海水のみで満たされ)、かつ、内部空間の延びる方向が鉛直方向に精度良く一致するように、管状部材が海底に埋め込まれる。   Next, using the excavation control function and the residual soil removal function installed in the submersible in the sensor arrangement hole forming step, the tubular member is Excavation below the tubular member is performed while pressing against the surface, and excavation residual soil generated by excavation is removed from the upper surface of the tubular member to the outside of the tubular member. As a result, the excavation residual sand is removed (that is, filled only with seawater), and the tubular member is embedded in the seabed so that the direction in which the internal space extends accurately matches the vertical direction.

次いで、センサ挿入工程において、潜水艇を用いて、センサケースを、当該センサケースの鉛直下方となるべき側から、海底に埋め込まれた管状部材の内部空間に挿入する。この結果、センサケースを、センサケースとして鉛直方向を向くべき方向からの傾斜誤差を低減した状態で、管状部材の内部空間に配置することができる。   Next, in the sensor insertion step, the sensor case is inserted into the internal space of the tubular member embedded in the sea floor from the side that should be vertically below the sensor case using the submersible craft. As a result, the sensor case can be arranged in the internal space of the tubular member in a state in which an inclination error from the direction to face the vertical direction as the sensor case is reduced.

次に、センサ固定工程において、潜水艇に実装された土砂散布機能を利用して、管状部材の内面とセンサケースの表面との間の空間、及び、センサ配置孔形成工程において形成された孔の底面とセンサケースの底面との間の空間に土砂を充填する。この結果、センサケースと海底面とのカップリングを高めた状態で、海底設置用センサが海底に埋設される。   Next, in the sensor fixing step, the space between the inner surface of the tubular member and the surface of the sensor case, and the holes formed in the sensor arrangement hole forming step, using the earth and sand spreading function mounted on the submersible craft. The space between the bottom surface and the bottom surface of the sensor case is filled with earth and sand. As a result, the sensor for seabed installation is buried in the seabed in a state where the coupling between the sensor case and the seabed is enhanced.

したがって、本発明のセンサ設置方法によれば、位置精度良く、かつ、計測精度を確保できるように海底設置用センサを海底に埋設することができる。   Therefore, according to the sensor installation method of the present invention, it is possible to embed the seabed installation sensor in the seabed so that the position accuracy can be ensured and the measurement accuracy can be ensured.

本発明のセンサ設置方法では、前記管状部材が円筒状であり、前記管状部材の下端部には、前記管状部材の内面に一方の端部が固定され、前記管状部材の下端部の中心部に設けられた中心部材に他方の端部が固定された複数の掘削刃が配置され、前記センサ配置孔形成工程における掘削は、前記管状部材を海底面に押し付けつつ、前記管状部材及び前記複数の掘削刃を、予め定められた方向へ回転させることにより行われる、ようにすることができる。この場合には、海底におけるセンサ配置孔の穿孔のために潜水艇に装備される掘削用設備として掘削刃を用意することが不要となるため、当該掘削用設備の構成の簡素化及び軽量化を図ることができる。   In the sensor installation method of the present invention, the tubular member is cylindrical, one end is fixed to the inner surface of the tubular member at the lower end of the tubular member, and the center of the lower end of the tubular member is A plurality of excavating blades whose other end portions are fixed to the provided central member are arranged, and excavation in the sensor arrangement hole forming step is performed by pressing the tubular member against the sea bottom while the tubular member and the plurality of excavating This can be done by rotating the blade in a predetermined direction. In this case, it is not necessary to prepare a drilling blade as a drilling facility equipped in the submersible for drilling the sensor arrangement hole on the sea floor, so that the configuration of the drilling facility can be simplified and reduced in weight. Can be planned.

また、本発明のセンサ設置方法では、前記センサ配置孔形成工程における残土砂除去は、前記管状部材の内部空間に挿入され、前記管状部材の上端部から下端部の近傍まで延びるインナーパイプ部材の上面側から圧流水を供給することにより、前記管状部材の下端部付近の掘削残土砂が含まれる海水を、前記管状部材の内側面と、前記インナーパイプ部材の外側面とにより形成される流路を介して、前記管状部材の上面から吹き上げさせることにより行われる、ようにすることができる。この場合には、海底におけるセンサ配置孔の穿孔のために潜水艇に装備される残土砂除去用設備として、インナーパイプ部材と、当該インナーパイプ部材の内部へ圧流水を供給するための圧流水供給手段とを用意すればよく、当該残土砂除去用設備の構成の簡素化及び軽量化を図ることができる。   In the sensor installation method of the present invention, the residual sand removal in the sensor arrangement hole forming step is inserted into the inner space of the tubular member, and the upper surface of the inner pipe member that extends from the upper end portion to the vicinity of the lower end portion of the tubular member. By supplying pressurized running water from the side, seawater containing excavation residual soil near the lower end of the tubular member is passed through a flow path formed by the inner surface of the tubular member and the outer surface of the inner pipe member. Through the top surface of the tubular member. In this case, as a facility for removing residual sand that is installed in the submersible for drilling the sensor arrangement hole on the sea floor, an inner pipe member and a pressurized water supply for supplying pressurized water to the inside of the inner pipe member It is sufficient to prepare a means, and the simplification and weight reduction of the configuration of the residual sand removal equipment can be achieved.

以上説明したように、本発明のセンサ設置方法によれば、位置精度良く、かつ、計測精度を確保できるように海底設置用センサを海底に埋設できるという効果を奏する。   As described above, according to the sensor installation method of the present invention, there is an effect that the sensor for seabed installation can be embedded in the seabed so as to ensure the position accuracy and the measurement accuracy.

本発明の一実施形態のセンサ設置方法により埋設された地震計装置を含む海底観測システムの概略的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the seafloor observation system containing the seismometer device embed | buried by the sensor installation method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のセンサ設置方法で利用される掘削鋼管の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the excavation steel pipe utilized with the sensor installation method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のセンサ設置方法で利用される掘削鋼管駆動部の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the excavation steel pipe drive part utilized with the sensor installation method of one Embodiment of this invention. 図2の掘削鋼管と図3の掘削鋼管駆動部との係合状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the engagement state of the excavation steel pipe of FIG. 2, and the excavation steel pipe drive part of FIG. 本発明の一実施形態のセンサ設置方法で海底に埋設される地震計装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the seismometer apparatus embed | buried under the seabed with the sensor installation method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のセンサ設置方法による地震計装置の埋設工程を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the embedding process of the seismometer apparatus by the sensor installation method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のセンサ設置方法による地震計装置の埋設工程を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the embedding process of the seismometer apparatus by the sensor installation method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のセンサ設置方法による地震計装置の埋設工程を説明するための図(その3)である。It is FIG. (3) for demonstrating the embedding process of the seismometer apparatus by the sensor installation method of one Embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施形態について、図1〜図8を参照して説明する。なお、図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明についてはこれを省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.

図1には、本発明の一実施形態のセンサ設置方法により海底に埋設された地震計装置を含む海底観測システム900の概略的な構成が、ブロック図にて示されている。この図1に示されるように、海底観測システム900は、データ収集装置910と、分岐装置(BU)9201,…,920Mとを備えている。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a seafloor observation system 900 including a seismometer device embedded in the seabed by a sensor installation method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the seafloor observation system 900 includes a data collection device 910 and branching devices (BU) 920 1 ,..., 920 M.

ここで、データ収集装置910は、陸上の建屋内に設置される。また、分岐装置9201,…,920Mは、海底面上に配置される。 Here, the data collection device 910 is installed in a building on land. Further, the branching devices 920 1 ,..., 920 M are arranged on the sea bottom.

データ収集装置910と分岐装置9201のデータ収集装置910側端子とは、基幹信号ケーブルにより接続されている。また、分岐装置920j(j=1,…)の分岐装置920j+1側の一方の端子と、分岐装置920j+1の分岐装置920j側端子とは、当該基幹信号ケーブルと同仕様の信号ケーブルにより接続されている。そして、分岐装置920Mの分岐装置920M-1側の反対側の一方の端子はシーアース接続されている。これらの分岐装置9201,…,920Mと、これらの間を接続する信号ケーブルと、データ収集装置910と分岐装置9201とを接続する基幹信号ケーブルにより基幹信号経路が構成される。 A data collecting device 910 and the branching unit 920 1 of the data collection device 910 side terminals are connected by trunk signal cable. The branch unit 920 j (j = 1, ... ) and one terminal of the branching device 920 j + 1 side, a branching unit 920 j terminal of the branching device 920 j + 1 is the base signal cable and the Specifications Connected by a signal cable. Then, one terminal of the opposite side of the branching unit 920 M-1 side of the branching unit 920 M is Shiasu connected. These branching devices 920 1 ,..., 920 M , a signal cable connecting them, and a backbone signal cable connecting the data collecting device 910 and the branching device 920 1 constitute a backbone signal path.

分岐装置920jの分岐装置920j+1側の他方の端子には、海底に配置された終端装置(TE)930jが、信号ケーブルにより接続されている。また、終端装置930jには、海底に配置されたノード装置940jが、信号ケーブルにより接続されている。そして、ノード装置940jには、海底に設置されたセンサ装置100j1,…が、信号ケーブルにより接続されている。ここで、センサ装置100j1が地震計装置となっている。 The other terminal of the branching device 920 j + 1 side branch device 920 j, terminating device disposed on the sea floor (TE) 930 j are connected by a signal cable. In addition, a node device 940 j disposed on the sea floor is connected to the termination device 930 j by a signal cable. Then, sensor devices 100 j1 ,... Installed on the sea floor are connected to the node device 940 j by signal cables. Here, the sensor device 100 j1 is a seismometer device.

この海底観測システム900では、センサ装置100j1,…(j=1〜M)の計測結果を担った信号が、ノード装置940j及び終端装置930jを順次介して、基幹信号経路へ送られる。そして、当該信号は、基幹信号経路を介して、データ収集装置910へ送られるようになっている。 In this seafloor observation system 900, a signal carrying the measurement results of the sensor devices 100 j1 ,... (J = 1 to M) is sequentially sent to the basic signal path via the node device 940 j and the termination device 930 j . Then, the signal is sent to the data collection device 910 via the basic signal path.

図2には、本発明の一実施形態のセンサ設置方法で利用される掘削鋼管200の構成が示されている。ここで、図2(A)は、掘削鋼管200を斜上方向から見た場合の斜視図であり、図2(B)は、掘削鋼管200を斜下方向から見た場合の斜視図である。また、図2(C)は、掘削鋼管200の縦断面図(XZ断面図)である。   FIG. 2 shows a configuration of a drilled steel pipe 200 used in the sensor installation method according to the embodiment of the present invention. Here, FIG. 2A is a perspective view when the excavated steel pipe 200 is viewed from an obliquely upward direction, and FIG. 2B is a perspective view when the excavated steel pipe 200 is viewed from an obliquely downward direction. . FIG. 2C is a longitudinal sectional view (XZ sectional view) of the excavated steel pipe 200.

図2(A)〜(C)により総合的に示されるように、掘削鋼管200は、管状部材としての円筒状鋼管210を備えている。この円筒状鋼管210の上方端部(+Z方向端部)には、鍔部210Hが設けられている。   2A to 2C, the excavated steel pipe 200 includes a cylindrical steel pipe 210 as a tubular member. At the upper end (+ Z direction end) of the cylindrical steel pipe 210, a flange portion 210H is provided.

また、円筒状鋼管210の下方端部(−Z方向端部)には、一方の端部が中心部材230に固定されるとともに、当該中心部材230から放射状に延び、他方の端部が円筒状鋼管210の内面に固定された4個の掘削刃2201〜2204が設けられている。このため、円筒状鋼管200とともに掘削刃2201〜2204を、海底面上に配置し、海底面へ押し付けつつ、所定回転方向(以下、「掘削回転方向」という)に回転させることにより、掘削鋼管200の下方の海底が掘削される。 In addition, one end is fixed to the central member 230 at the lower end (−Z direction end) of the cylindrical steel pipe 210 and extends radially from the central member 230, and the other end is cylindrical. Four excavation blades 220 1 to 220 4 fixed to the inner surface of the steel pipe 210 are provided. For this reason, the excavating blades 220 1 to 220 4 together with the cylindrical steel pipe 200 are arranged on the sea bottom and rotated in a predetermined rotation direction (hereinafter referred to as “excavation rotation direction”) while being pressed against the sea bottom, thereby excavating. The bottom of the steel pipe 200 is excavated.

なお、中心部材230の中央には、その上面から下方に延びる位置決め穴が形成されている。この位置決め穴で位置決めされる部材については後述する。   A positioning hole extending downward from the upper surface is formed in the center of the central member 230. The member positioned by this positioning hole will be described later.

図3には、本発明の一実施形態のセンサ設置方法で利用される掘削鋼管駆動部300の構成が示されている。ここで、図3(A)は、掘削鋼管駆動部300を斜上方向から見た場合の斜視図であり、図3(B)は、掘削鋼管駆動部300を斜下方向から見た場合の斜視図である。また、図3(C)は、掘削鋼管駆動部300の縦断面図(XZ断面図)である。   FIG. 3 shows a configuration of a drilled steel pipe drive unit 300 used in the sensor installation method according to the embodiment of the present invention. Here, FIG. 3 (A) is a perspective view when the excavated steel pipe drive unit 300 is viewed from an obliquely upward direction, and FIG. 3 (B) is a view when the excavated steel pipe drive unit 300 is viewed from an obliquely downward direction. It is a perspective view. FIG. 3C is a longitudinal sectional view (XZ sectional view) of the excavated steel pipe drive unit 300.

図3(A)〜(C)により総合的に示されるように、掘削鋼管駆動部300は、円筒状のインナーパイプ部材310を備えている。このインナーパイプ部材310の上方端部(+Z方向端部)には、圧流水をインナーパイプ部材310内部に供給するための流水管710と、後述する油圧モータ320に流油を供給又は回収するための流油管7201,7202とが貫通する蓋となっている鍔部310Hが設けられている。 As comprehensively shown in FIGS. 3A to 3C, the excavated steel pipe driving unit 300 includes a cylindrical inner pipe member 310. An upper end portion (+ Z direction end portion) of the inner pipe member 310 is used for supplying or collecting flowing oil to a flowing water pipe 710 for supplying pressurized water to the inner pipe member 310 and a hydraulic motor 320 described later. A flange portion 310H is provided as a lid through which the fluid flow pipes 720 1 and 720 2 penetrate.

なお、インナーパイプ部材310の鍔部310H以外の部分の外径は、上述した円筒状鋼管210の内径よりも小さくなっている。   The outer diameter of the inner pipe member 310 other than the flange 310H is smaller than the inner diameter of the cylindrical steel pipe 210 described above.

また、掘削鋼管駆動部300は、油圧モータ320を備えている。この油圧モータ320は、インナーパイプ部材310の下方端部(−Z方向端部)において、固定部材3301〜3304によりインナーパイプ部材310の内側面に固定されている。かかる油圧モータ320では、下方に回転軸部材が突出しており、流油管7201,7202を利用した流油の供給及び回収が行われることにより、回転軸部材が回転するようになっている。 In addition, the excavated steel pipe drive unit 300 includes a hydraulic motor 320. The hydraulic motor 320 is fixed to the inner surface of the inner pipe member 310 by fixing members 330 1 to 330 4 at the lower end portion (−Z direction end portion) of the inner pipe member 310. In the hydraulic motor 320, the rotating shaft member protrudes downward, and the rotating shaft member rotates by supplying and collecting the flowing oil using the flowing oil pipes 720 1 and 720 2 .

また、掘削鋼管駆動部300は、油圧モータ320の回転軸部材に固定されたアタッチメント部材340を更に備えている。このアタッチメント部材340は、中央部で回転軸部材に固定される円板状の基台部材341を備えている。この基台部材341の底面の中心部には、下方に延びる位置決め用突起342が設けられている。また、基台部材341の半径方向の中央部には、下方に延びる2個の駆動用突起3431,3432が設けられている。 In addition, the excavated steel pipe driving unit 300 further includes an attachment member 340 fixed to the rotating shaft member of the hydraulic motor 320. The attachment member 340 includes a disk-shaped base member 341 that is fixed to the rotating shaft member at the center. A positioning projection 342 extending downward is provided at the center of the bottom surface of the base member 341. In addition, two driving protrusions 343 1 and 343 2 extending downward are provided at the radial center of the base member 341.

本実施形態では、流油管7201を介して流油の供給が行われ、流油管7202を介して流油の回収が行われる場合には、回転軸部材が、アタッチメント部材340とともに、掘削回転方向に回転するようになっている。また、流油管7202を介して流油の供給が行われ、流油管7201を介して流油の回収が行われる場合には、回転軸部材が、アタッチメント部材340とともに、掘削回転方向の反対方向に回転するようになっている。 In the present embodiment, when the flowing oil is supplied through the flowing oil pipe 720 1 and the flowing oil is collected through the flowing oil pipe 720 2 , the rotating shaft member rotates together with the attachment member 340 for excavation rotation. It is designed to rotate in the direction. In addition, when the flowing oil is supplied through the flowing oil pipe 720 2 and the flowing oil is collected through the flowing oil pipe 720 1 , the rotating shaft member and the attachment member 340 are opposite to the excavation rotation direction. It is designed to rotate in the direction.

なお、流水管710は、不図示の無人潜水艇が備える圧流水供給部に接続可能となっている。また、流油管7201,7202は、当該無人潜水艇が備える油圧調整部に接続可能となっている。 The flowing water pipe 710 can be connected to a pressurized flowing water supply unit provided in an unillustrated unmanned submersible craft. The fluid flow pipes 720 1 , 720 2 can be connected to a hydraulic pressure adjustment unit provided in the unmanned submersible craft.

また、本実施形態では、掘削鋼管駆動部300は、掘削鋼管200を把持するための開閉可能な一対のクランプアーム(不図示)を備えている。当該クランプアームの掘削鋼管200の側面と接触する部分には、回転ベアリングが配置され、クランプアームによるクランプ状態においても、掘削鋼管200が自由に回転可能となっている。   In this embodiment, excavation steel pipe drive part 300 is provided with a pair of clamp arms (not shown) which can be opened and closed for grasping excavation steel pipe 200. A rotary bearing is disposed in a portion of the clamp arm that contacts the side surface of the excavated steel pipe 200, and the excavated steel pipe 200 can freely rotate even in a clamped state by the clamp arm.

図4には、上述した掘削鋼管200と掘削鋼管駆動部300とを係合させた状態が示されている。ここで、図4(A)は、掘削鋼管200と掘削鋼管駆動部300とが係合された状態を斜上方向から見た場合の斜視図であり、図4(B)は、掘削鋼管200と掘削鋼管駆動部300とが係合された状態の縦断面図(XZ断面図)である。   FIG. 4 shows a state where the above-described excavated steel pipe 200 and the excavated steel pipe driving unit 300 are engaged. Here, FIG. 4A is a perspective view when the state where the excavated steel pipe 200 and the excavated steel pipe driving unit 300 are engaged is seen from the obliquely upward direction, and FIG. 4B is the excavated steel pipe 200. It is a longitudinal cross-sectional view (XZ cross-sectional view) of the state which and the excavation steel pipe drive part 300 were engaged.

図4(A),(B)により総合的に示されるように、掘削鋼管200の中心部材230の位置決め穴に、掘削鋼管駆動部300のアタッチメント部材340の位置決め突起342が挿入されるとともに、掘削鋼管駆動部300のアタッチメント部材340の駆動用突起3431,3432が、掘削鋼管200の掘削刃間の空間に挿入されるようにすることで、掘削鋼管200と掘削鋼管駆動部300とが係合される。 4A and 4B, the positioning protrusion 342 of the attachment member 340 of the excavating steel pipe driving unit 300 is inserted into the positioning hole of the central member 230 of the excavating steel pipe 200, and excavation is performed. The driving projections 343 1 and 343 2 of the attachment member 340 of the steel pipe driving unit 300 are inserted into the space between the excavating blades of the excavating steel pipe 200, whereby the excavating steel pipe 200 and the excavating steel pipe driving unit 300 are engaged. Combined.

かかる係合状態は、上方から掘削鋼管200の内部空間へ掘削鋼管駆動部300を挿入して、相対位置関係を調整することにより実現される。そして、かかる係合状態の維持は、一度係合状態を実現した後に、掘削鋼管駆動部300に装備された開閉可能な2本のクランプアームによって、掘削鋼管200の鍔部210Hを下方から支え、掘削鋼管200と掘削鋼管駆動部300との位置関係を維持することにより達成される。   Such an engagement state is realized by inserting the excavated steel pipe drive unit 300 into the internal space of the excavated steel pipe 200 from above and adjusting the relative positional relationship. The maintenance of the engaged state is achieved by supporting the flange 210H of the drilled steel pipe 200 from below by two openable and closable clamp arms provided in the drilled steel pipe drive unit 300 after realizing the engaged state once. This is achieved by maintaining the positional relationship between the excavated steel pipe 200 and the excavated steel pipe drive unit 300.

図5には、本発明の一実施形態のセンサ設置方法で海底に埋設される地震計装置100j1(j=1〜M)の構成が示されている。ここで、図5(A)は、地震計装置100j1を斜上方向から見た場合の外観斜視図であり、図5(B)は、地震計装置100j1の機能構成を示すブロック図である。 FIG. 5 shows a configuration of a seismometer apparatus 100 j1 (j = 1 to M) embedded in the seabed by the sensor installation method according to the embodiment of the present invention. Here, FIG. 5A is an external perspective view when the seismometer apparatus 100 j1 is viewed obliquely from above, and FIG. 5B is a block diagram showing a functional configuration of the seismometer apparatus 100 j1 . is there.

図5(A)に示されるように、地震計装置100j1は、外形が円柱状のセンサーケースとしてのシャーシ110を備えている。そして、シャーシ110の上底面には、吊り下げ用アーチ部1111,1112が設けられている。そして、ノード装置940jへ計測結果信号を送るための信号ケーブル800が、上底面を貫通するようになっている。 As shown in FIG. 5A, the seismometer apparatus 100 j1 includes a chassis 110 as a sensor case having a cylindrical outer shape. Further, suspension arch portions 111 1 and 111 2 are provided on the upper bottom surface of the chassis 110. A signal cable 800 for sending a measurement result signal to the node device 940 j passes through the upper bottom surface.

シャーシ110の内部空間には、地震センサ120と、電気/光変換部130とが収納されている。これらの地震センサ120及び電気/光変換部130は、シャーシ110の内面に直接的又は間接的に固定されている。   In the internal space of the chassis 110, an earthquake sensor 120 and an electrical / optical conversion unit 130 are accommodated. The seismic sensor 120 and the electrical / optical conversion unit 130 are directly or indirectly fixed to the inner surface of the chassis 110.

地震計装置100j1では、地震センサ120が、地震波を計測し、計測結果を電気信号として、電気/光変換部130へ送る。かかる計測結果を担った電気信号を受けた電気/光変換部130は、電気信号を光信号に変換し、変換された光信号を、信号ケーブル800を介して、ノード装置940jへ送るようになっている。 In the seismometer apparatus 100 j1 , the earthquake sensor 120 measures a seismic wave and sends the measurement result as an electric signal to the electric / optical conversion unit 130. The electrical / optical conversion unit 130 that has received the electrical signal carrying the measurement result converts the electrical signal into an optical signal, and sends the converted optical signal to the node device 940 j via the signal cable 800. It has become.

なお、本実施形態で使用される無人潜水艇は、埋設用土砂が収納された土嚢を搭載可能であるとともに、当該土嚢を把持可能な先端部を有する第1マニピュレータと、土嚢袋の切削やロープの切断が可能な先端部を有する第2マニピュレータとを装備している。また、無人潜水艇には昇降機が搭載されており、当該昇降機には、掘削鋼管駆動部300を上下動させるアクチュエータとしても機能する油圧シリンダーが装備されている。   The unmanned submersible used in the present embodiment can be equipped with a sandbag in which buried sand is stored, and has a first manipulator having a tip portion capable of gripping the sandbag, a sandbag bag cutting and a rope. And a second manipulator having a tip portion capable of cutting. The unmanned submersible is equipped with a lift, and the lift is equipped with a hydraulic cylinder that also functions as an actuator that moves the excavated steel pipe drive unit 300 up and down.

次に、上述した要素を利用する本実施形態のセンサ設置方法による地震計装置の埋設方法を説明する。前提として、海底観測システム900を構成する分岐装置9201,…,920Mと、終端装置9301,…,930Mと、ノード装置9401,…,940Mとは、既に海底に配置済みであり、これらの間を接続する信号ケーブルも敷設済みであるものとする。また、データ収集装置910と分岐装置9201との間を接続する基幹信号ケーブルは敷設済みであるとともに、分岐装置920Mの分岐装置920M-1側の反対側の一方の端子はシーアース接続されているものとする。 Next, the embedding method of the seismometer apparatus by the sensor installation method of this embodiment using the elements described above will be described. Given, branching unit 920 1 constituting the submarine observation system 900, ..., and 920 M, terminating device 930 1, ..., and 930 M, the node device 940 1, ..., and 940 M, with already placed on the seabed It is assumed that the signal cable connecting them is already laid. Further, base signal cable for connecting between the data collection device 910 and the branching unit 920 1 as well as a over installed, one terminal of the opposite side of the branching unit 920 M-1 side of the branching unit 920 M is Shiasu connected It shall be.

本実施形態のセンサ設置方法では、まず、海面上を航行する船舶の甲板上で、掘削鋼管200と掘削鋼管駆動部300とを係合させる(図4参照)。引き続き、掘削鋼管駆動部300が備えている開閉可能なクランプアームにより、掘削鋼管200の鍔部210Hを下方から支えつつ、掘削鋼管200外側面を把持することにより、掘削鋼管200と掘削鋼管駆動部300との係合状態を維持する。   In the sensor installation method of the present embodiment, first, the excavated steel pipe 200 and the excavated steel pipe drive unit 300 are engaged on the deck of a ship navigating on the sea surface (see FIG. 4). Subsequently, the excavation steel pipe 200 and the excavation steel pipe drive unit are held by holding the outer surface of the excavation steel pipe 200 while supporting the flange 210H of the excavation steel pipe 200 from below by the openable / closable clamp arm included in the excavation steel pipe drive unit 300. The engagement state with 300 is maintained.

次に、クランプアームに把持された掘削鋼管200と、当該クランプアームを備える掘削鋼管駆動部300とを、無人潜水艇とともに、当該船舶が装備するクレーンを利用して、海底に沈める。引き続き、遠隔操作により無人潜水艇を、海底面上で走行させて、地震計装置100j1を海底埋設すべき位置へ移動する。そして、係合状態にある掘削鋼管200及び掘削鋼管駆動部300を、掘削鋼管200の下面が海底面となるように、海底面上に載置する(図6(A)参照)。 Next, the excavated steel pipe 200 gripped by the clamp arm and the excavated steel pipe drive unit 300 including the clamp arm are submerged on the sea floor together with the unmanned submersible using a crane equipped with the ship. Subsequently, the unmanned submersible is driven on the sea floor by remote control, and the seismometer apparatus 100 j1 is moved to a position where the seabed is to be buried. Then, the excavated steel pipe 200 and the excavated steel pipe driving unit 300 in the engaged state are placed on the sea bottom so that the lower surface of the excavated steel pipe 200 becomes the sea bottom (see FIG. 6A).

次いで、遠隔操作により無人潜水艇を操作することにより、掘削鋼管駆動部300に対して、上述の油圧シリンダーを利用して下方に押す力を加えるとともに、流水管710を介して圧流水をインナーパイプ部材310の内部空間へ供給しつつ、流油管7201,7202を介した油の供給及び回収を行うことにより油圧モータ320の回転軸部材を掘削回転方向に回転駆動させる。この結果、回転軸部材に固定されたアタッチメント部材340が回転駆動されることにより、掘削鋼管200が掘削回転方向に回転駆動される。この結果、掘削鋼管200の下面側(すなわち、掘削刃の先端部)が海底面に押し付けられつつ、掘削鋼管200(すなわち、掘削刃)が図6(B)において黒塗り矢印で示される掘削回転方向に回転するので、掘削鋼管200下方の海底面が掘削され、掘削孔内に掘削鋼管200が挿入されていく。 Next, by operating the unmanned submersible by remote control, a force is applied to the excavating steel pipe drive unit 300 to push downward using the hydraulic cylinder described above, and the pressurized water is supplied to the inner pipe via the water pipe 710. While supplying to the internal space of the member 310, by supplying and collecting oil through the flow oil pipes 720 1 and 720 2 , the rotary shaft member of the hydraulic motor 320 is driven to rotate in the excavation rotation direction. As a result, the attachment member 340 fixed to the rotating shaft member is rotationally driven, so that the excavation steel pipe 200 is rotationally driven in the excavation rotation direction. As a result, the lower surface side of the excavated steel pipe 200 (that is, the tip of the excavating blade) is pressed against the sea bottom, while the excavated steel pipe 200 (that is, the excavated blade) is excavated and rotated as indicated by the black arrow in FIG. Since it rotates in the direction, the bottom surface of the excavated steel pipe 200 is excavated, and the excavated steel pipe 200 is inserted into the excavated hole.

また、図6(B)に示されるように、インナーパイプ部材310の内部空間へ上方から圧流水を供給すると、白抜き矢印で示される方向に水流が生じるので、掘削の結果として発生した掘削残土砂が含まれる海水が、掘削鋼管200の円筒状鋼管210の内側面とインナーパイプ部材310の外側面との間の隙間を上方に向って流れ、円筒状鋼管210の上面から外部へ排出される。この結果、掘削孔内に挿入された掘削鋼管200の内部には、掘削残土砂が残らないようになっている。   Also, as shown in FIG. 6B, when pressurized water is supplied to the inner space of the inner pipe member 310 from above, a water flow is generated in the direction indicated by the white arrow, so that the excavation residue generated as a result of excavation is generated. Seawater containing earth and sand flows upward through the gap between the inner surface of the cylindrical steel pipe 210 and the outer surface of the inner pipe member 310 of the excavated steel pipe 200 and is discharged from the upper surface of the cylindrical steel pipe 210 to the outside. . As a result, no excavated soil is left in the excavated steel pipe 200 inserted into the excavated hole.

そして、掘削鋼管200が掘削孔内に挿入された状態(図6(C)参照)となるまで、掘削を継続する。こうして掘削が完了すると、クランプアームによる掘削鋼管200の把持が解除される。   And excavation is continued until it becomes the state (refer FIG.6 (C)) in which the excavation steel pipe 200 was inserted in the excavation hole. When the excavation is thus completed, the grip of the excavated steel pipe 200 by the clamp arm is released.

掘削鋼管200の全てが掘削孔内に挿入された状態となると、流水管710を介した圧流水のインナーパイプ部材310の内部空間への供給を停止する。引き続き、流油管7201,7202を介した油の回収及び供給を行うことにより、油圧モータ320の回転軸部材を掘削回転方向とは反対方向に回転駆動しながら、油圧シリンダーを利用して掘削鋼管駆動部300を上方に引き上げることにより、掘削鋼管駆動部300を掘削鋼管200の内部空間から取り出す(図7(A)参照)。 When all of the excavated steel pipe 200 is inserted into the excavation hole, the supply of the pressurized water to the inner space of the inner pipe member 310 via the flowing water pipe 710 is stopped. Subsequently, by collecting and supplying oil through the flow oil pipes 720 1 and 720 2 , excavation is performed using a hydraulic cylinder while the rotary shaft member of the hydraulic motor 320 is driven to rotate in a direction opposite to the excavation rotation direction. The excavated steel pipe drive unit 300 is taken out from the internal space of the excavated steel pipe 200 by pulling the steel pipe drive unit 300 upward (see FIG. 7A).

そして、海面上の船舶が装備するクレーンを利用して、掘削鋼管駆動部300を無人潜水艇とともに、海上へ引き上げ、船舶上に回収する。この結果、海水のみが内部空間に存在している状態で掘削鋼管200が海底に埋め込まれる(図7(B))。   And using the crane with which the ship on the sea surface is equipped, the excavation steel pipe drive part 300 is pulled up to the sea together with the unmanned submersible craft, and is collected on the ship. As a result, the excavated steel pipe 200 is embedded in the seabed while only seawater is present in the internal space (FIG. 7B).

次いで、船舶の甲板上において、無人潜水艇の昇降機から掘削鋼管駆動部300が取り外される。このとき、流水管710及び流油管7201,7202も無人潜水艇から取り外される。引き続き、地震計装置100j1が、無人潜水艇が装備している昇降機に、ロープにより吊り下げられる。かかる吊り下げは、地震計装置100j1における吊り下げ用アーチ部1111,1112を利用して行われる。また、充填用土砂が収納された土嚢を無人潜水艇に搭載する。そして、地震計装置100j1が昇降機に吊り下げられた状態で、無人潜水艇が、当該船舶が装備するクレーンを利用して、海底に沈められる。 Next, the excavated steel pipe drive unit 300 is removed from the elevator of the unmanned submersible on the deck of the ship. At this time, the water pipe 710 and the oil pipes 720 1 and 720 2 are also removed from the unmanned submersible craft. Subsequently, the seismometer apparatus 100 j1 is suspended by a rope on an elevator equipped on the unmanned submersible craft. Such suspension is performed using the suspension arch portions 111 1 and 111 2 in the seismometer apparatus 100 j1 . In addition, the sandbag containing the filling earth and sand is mounted on the unmanned submersible. Then, with the seismometer apparatus 100 j1 suspended from the elevator, the unmanned submersible is submerged on the sea floor using a crane equipped with the ship.

なお、ノード装置940jに接続されるべき他端にコネクタが取り付けられた信号ケーブル800が地震計装置100j1に接続された状態(図5参照)で、地震計装置100j1は、海底に沈められる。 The seismometer device 100 j1 is submerged in the seabed with the signal cable 800 having a connector attached to the other end to be connected to the node device 940 j connected to the seismometer device 100 j1 (see FIG. 5). It is done.

次に、遠隔操作により無人潜水艇を、海底面上を走行させて、地震計装置100j1を、埋め込み済みの掘削鋼管200の真上に移動させる(図7(C)参照)。なお、地震計装置100j1は、一般に、埋設後における水平指向性(例えば、北方向を向くべき方向)が定められているので、当該水平指向性を満足させるように、地震計装置100j1を、掘削鋼管200の真上に移動させる。 Next, the unmanned submersible is driven on the sea bottom by remote control, and the seismometer apparatus 100 j1 is moved directly above the embedded excavated steel pipe 200 (see FIG. 7C). Incidentally, seismometer device 100 j1 is generally horizontal directivity after embedding (e.g., direction to face the north) because is defined, as to satisfy the horizontal directivity, a seismometer device 100 j1 Then, it is moved directly above the excavated steel pipe 200.

こうして地震計装置100j1の掘削鋼管200の真上への移動の後に、無人潜水艇の昇降機を下降させて、地震計装置100j1を掘削鋼管200の内部空間に挿入する。そして、地震計装置100j1の底面が、掘削鋼管200の下端部に到達すると、上述した第2マニピュレータを操作して、地震計装置100j1を吊り下げていたロープを切断する。この結果、掘削鋼管200の内部空間に地震計装置100j1が載置される(図8(A)参照)。 In this way, after the seismometer apparatus 100 j1 moves right above the excavated steel pipe 200, the elevator of the unmanned submersible is lowered to insert the seismometer apparatus 100 j1 into the internal space of the excavated steel pipe 200. When the bottom surface of the seismometer device 100 j1 reaches the lower end of the excavated steel pipe 200, the second manipulator described above is operated to cut the rope that has suspended the seismometer device 100 j1 . As a result, the seismometer apparatus 100 j1 is placed in the internal space of the excavated steel pipe 200 (see FIG. 8A).

次に、上述した第1マニピュレータを利用して、土嚢を把持し、地震計装置100j1と掘削鋼管200との隙間の上部に土嚢を移動させる。引き続き、第2マニピュレータを操作して、土嚢袋の側面下側又は下面を切り裂く(図8(B)参照)。この結果、土嚢袋から散布された充填用土砂が、地震計装置100j1と掘削鋼管200との隙間に充填される。 Next, the sandbag is grasped using the first manipulator described above, and the sandbag is moved to the upper part of the gap between the seismometer device 100 j1 and the excavated steel pipe 200. Subsequently, the second manipulator is operated to cut the lower side or lower surface of the sandbag (see FIG. 8B). As a result, the filling soil spread from the sandbag is filled in the gap between the seismometer apparatus 100 j1 and the excavated steel pipe 200.

そして、第1マニピュレータを利用して、土嚢を、地震計装置100j1と掘削鋼管200との隙間が形成されている円周上を移動させる。この結果、地震計装置100j1と掘削鋼管200との隙間全体に充填用土砂が充填され、地震計装置100j1と海底とのカップリングが向上された状態で、地震計装置100j1が海底に埋設される。 Then, using the first manipulator, the sandbag is moved on the circumference where the gap between the seismometer apparatus 100 j1 and the excavated steel pipe 200 is formed. As a result, the entire gap between the seismometer apparatus 100 j1 and the excavated steel pipe 200 is filled with the filling earth and sand, and the coupling between the seismometer apparatus 100 j1 and the seabed is improved, and the seismometer apparatus 100 j1 is placed on the seabed. Buried.

この後、第1マニピュレータを利用して、地震計装置100j1に接続されている信号ケーブル800のコネクタが取り付けられた端部を把持した後に、無人潜水艇をノード装置940jの近傍に移動させる。そして、第1マニピュレータを操作して、信号ケーブル800をノード装置940jに接続する。 Thereafter, using the first manipulator, the end of the signal cable 800 connected to the seismometer apparatus 100 j1 is gripped, and then the unmanned submersible is moved to the vicinity of the node apparatus 940 j . . Then, the signal cable 800 is connected to the node device 940 j by operating the first manipulator.

以上説明したように、本実施形態では、海底設置用の地震計装置100j1の海底埋設に際して、まず、海底を移動可能な無人潜水艇を用いて、地震計装置100j1を埋設すべき予め定められた海底位置に、地震センサ120が収納されたシャーシ110を内部空間に配置するための掘削鋼管200を移動させる。この結果、掘削鋼管200は、地震計装置100j1を埋設すべき海底位置上に精度良く位置決めされる。 As described above, in the present embodiment, when embedding the seabed seismometer apparatus 100 j1 in the seabed, first, the seismometer apparatus 100 j1 should be embedded using an unmanned submersible that can move the seabed. The excavated steel pipe 200 for placing the chassis 110 in which the earthquake sensor 120 is housed in the inner space is moved to the seabed position. As a result, the excavated steel pipe 200 is accurately positioned on the seabed position where the seismometer apparatus 100 j1 is to be embedded.

次に、無人潜水艇に実装された掘削制御機能(油圧制御部の機能)及び残土砂除去機能(圧流水発生部の機能)を利用して、掘削鋼管200の内部空間が延びる方向が略鉛直下方となるように、掘削鋼管200を海底面に押し付けつつ、掘削鋼管200の下方の掘削を行うとともに、掘削により生じた掘削残土砂を、掘削鋼管200の上面から掘削鋼管200の外側へ除去する。この結果、掘削残土砂が除去され(すなわち、海水のみで満たされ)、かつ、内部空間が延びる方向が鉛直方向に精度良く一致するように、掘削鋼管200が海底に埋め込まれる。   Next, the direction in which the inner space of the excavated steel pipe 200 extends is substantially vertical by utilizing the excavation control function (function of the hydraulic control unit) and the residual sand removal function (function of the pressurized water generation unit) implemented in the unmanned submersible craft. While excavating the excavated steel pipe 200 against the bottom of the sea so as to be downward, excavation of the lower part of the excavated steel pipe 200 is performed, and excavated residual soil generated by excavation is removed from the upper surface of the excavated steel pipe 200 to the outside of the excavated steel pipe 200 . As a result, the excavated residual sand is removed (that is, filled only with seawater), and the excavated steel pipe 200 is embedded in the seabed so that the direction in which the internal space extends coincides with the vertical direction with high accuracy.

次いで、無人潜水艇を用いて、地震計装置100j1を、当該地震計装置100j1の鉛直下方となるべき側から、海底に埋め込まれた掘削鋼管200の内部空間に挿入する。この結果、地震計装置100j1を、地震計装置100j1として鉛直方向を向くべき方向からの傾斜誤差を低減した状態で、掘削鋼管200の内部空間に配置することができる。 Next, using the unmanned submersible craft, the seismometer device 100 j1 is inserted into the internal space of the excavated steel pipe 200 embedded in the seabed from the side that should be vertically below the seismometer device 100 j1 . As a result, the seismometer device 100 j1 can be placed in the internal space of the excavated steel pipe 200 in a state where the tilt error from the direction to face the vertical direction is reduced as the seismometer device 100 j1 .

次に、無人潜水艇に実装された土砂散布機能(土嚢からの充填用土砂の散布機能)を利用して、掘削鋼管200の内面と地震計装置100j1の表面との間の空間、及び、埋設孔底面と地震計装置100j1との間の空間に土砂を充填する。この結果、地震計装置100j1と海底面とのカップリングを高めた状態で、地震計装置100j1が海底に埋設される。 Next, using the earth and sand spreading function implemented in the unmanned submersible (the earth and sand filling function from the sandbag), the space between the inner surface of the excavated steel pipe 200 and the surface of the seismometer device 100 j1 , and The space between the bottom of the buried hole and the seismometer apparatus 100 j1 is filled with earth and sand. As a result, the seismometer device 100 j1 is embedded in the seabed in a state where the coupling between the seismometer device 100 j1 and the bottom of the sea is enhanced.

したがって、本実施形態のセンサ設置方法によれば、位置精度良く、かつ、計測精度を確保できるように地震計装置を海底に埋設することができる。   Therefore, according to the sensor installation method of the present embodiment, it is possible to embed the seismometer device on the seabed so that the position accuracy can be ensured and the measurement accuracy can be ensured.

また、本実施形態では、掘削鋼管200が円筒状であり、掘削鋼管200の下側端部には、掘削鋼管200の内面に一方の端部が固定され、掘削鋼管200の下端部の中心部に設けられた中心部材230に他方の端部が固定された複数の掘削刃2201〜2204が配置され、掘削鋼管200の下方における掘削は、掘削鋼管200を海底面に押し付けつつ、掘削鋼管200の掘削刃2201〜2204を、掘削回転方向へ回転させることにより行われる。このため、海底における地震計装置配置孔の穿孔のために無人潜水艇に装備される掘削用設備として掘削刃を用意することが不要となるため、当該掘削用設備の構成の簡素化及び軽量化を図ることができる。 In the present embodiment, the excavated steel pipe 200 is cylindrical, and one end is fixed to the inner surface of the excavated steel pipe 200 at the lower end of the excavated steel pipe 200, and the center of the lower end of the excavated steel pipe 200 A plurality of excavating blades 220 1 to 220 4 whose other ends are fixed to a central member 230 provided on the excavating steel pipe 200 are excavated below the excavating steel pipe 200 while the excavating steel pipe 200 is pressed against the sea bottom. It is performed by rotating 200 excavation blades 220 1 to 220 4 in the excavation rotation direction. For this reason, it is not necessary to prepare a drilling blade as a drilling facility equipped in an unmanned submersible for drilling a seismometer device arrangement hole on the sea floor, so the configuration of the drilling facility is simplified and lightened. Can be achieved.

また、本実施形態では、埋設孔の形成のための行われる掘削により生じる残土砂除去は、掘削鋼管200の内部空間に挿入され、掘削鋼管200の上端部から下端部の近傍まで延びるインナーパイプ部材310の上面側から圧流水を供給することにより、掘削鋼管200の下端部付近の掘削残土砂が含まれる海水を、掘削鋼管200の内側面と、インナーパイプ部材310の外側面とにより形成される流路を介して、掘削鋼管200の上面から吹き上げさせることにより行われる。このため、海底における地震計装置配置孔の穿孔のために無人潜水艇に装備される残土砂除去用設備として、インナーパイプ部材310と、当該インナーパイプ部材310の内部空間へ圧流水を供給するための圧流水供給手段とを用意すればよく、当該残土砂除去用設備の構成の簡素化及び軽量化を図ることができる。   In the present embodiment, the removal of residual sand generated by excavation for forming the buried hole is inserted into the inner space of the excavated steel pipe 200 and extends from the upper end portion of the excavated steel pipe 200 to the vicinity of the lower end portion thereof. By supplying the pressurized water from the upper surface side of 310, seawater containing the excavated residual soil near the lower end of the excavated steel pipe 200 is formed by the inner surface of the excavated steel pipe 200 and the outer surface of the inner pipe member 310. It is performed by blowing up from the upper surface of the excavated steel pipe 200 through the flow path. For this reason, in order to supply the pressurized water to the inner pipe member 310 and the inner space of the inner pipe member 310 as an equipment for removing the residual soil sand that is installed in the unmanned submersible for drilling the seismometer device arrangement hole on the seabed. It is only necessary to prepare a pressurized water supply means, and it is possible to simplify and lighten the configuration of the residual sand removal equipment.

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.

例えば、上記の実施形態では、海底に地震センサを埋設する場合に本発明を適用したが、津波観測用の水圧センサ等の他の海底設置用センサを海底に埋設する場合にも、本発明を適用することができる。   For example, in the above embodiment, the present invention is applied when an earthquake sensor is embedded in the seabed, but the present invention is also applied when another seabed installation sensor such as a water pressure sensor for tsunami observation is embedded in the seabed. Can be applied.

また、上記の実施形態では、掘削鋼管200に取り付けられる掘削刃を4枚としたが、任意の枚数とすることができる。   In the above embodiment, the number of excavating blades attached to the excavated steel pipe 200 is four, but an arbitrary number can be used.

また、上記の実施形態では、掘削鋼管駆動部300のアタッチメント部材340における駆動用突起の数を2個としたが、掘削刃の数以下であれば、任意の数とすることができる。   In the above-described embodiment, the number of driving protrusions in the attachment member 340 of the excavation steel pipe driving unit 300 is two, but may be any number as long as it is equal to or less than the number of excavation blades.

また、上記の実施形態では、ノード装置と複数のセンサ装置とのケーブル接続形態がデージーチェイン状となるようにしたが、芋ずる状のケーブル接続を混在させることができる。この場合には、スプライシングボックスを介して、ノード装置と、芋ずる状のケーブル接続が行われた複数のセンサ装置とが接続されるようにすることができる。   Further, in the above embodiment, the cable connection form between the node device and the plurality of sensor devices is daisy chained. In this case, it is possible to connect the node device and a plurality of sensor devices to which a twisted cable connection is made via the splicing box.

本発明のセンサ設置方法は、海底設置用センサの海底への埋設に際して適用することができる。   The sensor installation method of the present invention can be applied when embedding a sensor for seabed installation on the seabed.

10011〜100M1…地震計装置、110…シャーシ(センサケース)、120…地震センサ(海底設置用センサ)、210…円筒状鋼管(管状部材)、2201〜2204…掘削刃、230…中心部材、310…インナーパイプ部材。 100 11 to 100 M1 ... seismometer device, 110 ... chassis (sensor case), 120 ... (sensor undersea installation) seismic sensors, 210 ... cylindrical steel tube (tubular member), 220 220 1 -220 4 ... digging edge, 230 ... Central member, 310... Inner pipe member.

Claims (4)

海底設置用センサを、海底に埋設するセンサ設置方法であって、
海底を移動可能な潜水艇を用いて、前記海底設置用センサを埋設すべき予め定められた海底位置に、前記海底設置用センサが収納されたセンサケースを内部空間に配置するための管状部材を移動する移動工程と;
前記潜水艇に実装された掘削制御機能及び残土砂除去機能を利用して、前記予め定められた海底位置において、前記管状部材の内部空間が延びる方向が略鉛直下方となるように、前記管状部材を海底面に押し付けつつ、前記管状部材の下方の掘削を行うとともに、前記掘削により生じた掘削残土砂を、前記管状部材の上面から前記管状部材の外側へ除去することにより、前記管状部材の内部空間からは掘削残土砂が除去された状態で、前記管状部材を海底に埋め込むセンサ配置孔形成工程と;
前記潜水艇を用いて、前記センサケースを、前記センサケースの鉛直下方となるべき側から、前記海底に埋め込まれた前記管状部材の内部空間に挿入するセンサ挿入工程と;
前記潜水艇に実装された土砂散布機能を利用して、前記管状部材の内面と前記センサケースの表面との間の空間、及び、前記センサ配置孔形成工程において形成された孔の底面と前記センサケースの底面との間の空間に土砂を充填するセンサ固定工程と;
を備えることを特徴とするセンサ設置方法。
A sensor installation method for embedding a sensor for seabed installation in the seabed,
A tubular member for placing a sensor case in which the seabed installation sensor is housed in an internal space at a predetermined seafloor position where the seabed installation sensor is to be embedded, using a submarine capable of moving the seabed. A moving process to move;
Using the excavation control function and residual sand removal function implemented in the submersible craft, the tubular member so that the direction in which the internal space of the tubular member extends is substantially vertically downward at the predetermined seabed position. The bottom of the tubular member is excavated while pressing the bottom surface of the tubular member, and the excavation residual soil generated by the excavation is removed from the upper surface of the tubular member to the outside of the tubular member. A sensor placement hole forming step of embedding the tubular member in the seabed with the excavated soil removed from the space;
A sensor insertion step of inserting the sensor case into the internal space of the tubular member embedded in the sea floor from the side that should be vertically below the sensor case using the submersible craft;
Utilizing the earth and sand spreading function mounted on the submersible craft, the space between the inner surface of the tubular member and the surface of the sensor case, the bottom surface of the hole formed in the sensor arrangement hole forming step, and the sensor A sensor fixing step of filling the space between the bottom of the case with earth and sand;
A sensor installation method comprising:
前記海底設置用センサには、地震センサ及び水圧センサの少なくとも一方が含まれる、ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ設置方法。   The sensor installation method according to claim 1, wherein the seabed installation sensor includes at least one of an earthquake sensor and a water pressure sensor. 前記管状部材は、円筒状であり、
前記管状部材の下端部には、前記管状部材の内面に一方の端部が固定され、前記管状部材の下端部の中心部に設けられた中心部材に他方の端部が固定された複数の掘削刃が配置され、
前記センサ配置孔形成工程における掘削は、前記管状部材を海底面に押し付けつつ、前記管状部材及び前記複数の掘削刃を、予め定められた方向へ回転させることにより行われる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のセンサ設置方法。
The tubular member is cylindrical,
A plurality of excavations in which one end is fixed to the inner surface of the tubular member and the other end is fixed to a central member provided at the center of the lower end of the tubular member at the lower end of the tubular member The blade is placed,
The excavation in the sensor arrangement hole forming step is performed by rotating the tubular member and the plurality of excavation blades in a predetermined direction while pressing the tubular member against the sea bottom.
The sensor installation method according to claim 1 or 2, wherein
前記センサ配置孔形成工程における残土砂除去は、前記管状部材の内部空間に挿入され、前記管状部材の上端部から下端部の近傍まで延びるインナーパイプ部材の上面側から圧流水を供給することにより、前記管状部材の下端部付近の掘削残土砂が含まれる海水を、前記管状部材の内側面と、前記インナーパイプ部材の外側面とにより形成される流路を介して、前記管状部材の上面から吹き上げさせることにより行われる、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のセンサ設置方法。
The residual sand removal in the sensor arrangement hole forming step is inserted into the inner space of the tubular member, and by supplying pressurized running water from the upper surface side of the inner pipe member extending from the upper end portion of the tubular member to the vicinity of the lower end portion, Seawater containing excavated residual sand near the lower end of the tubular member is blown up from the upper surface of the tubular member through a flow path formed by the inner surface of the tubular member and the outer surface of the inner pipe member. Done by letting
The sensor installation method as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
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