JP2015531440A - 掘削孔の探査方法、掘削装置およびボアホール探査アセンブリ - Google Patents
掘削孔の探査方法、掘削装置およびボアホール探査アセンブリ Download PDFInfo
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Abstract
Description
2.ドリルロッド
3.ドリルビットアセンブリ
4.ボアホール探査器
5.センサ手段
6.ボアホール
7.データ処理手段
8.中央フラッシング流路
9.アダプタ
10.第1のアダプタ部
11.第2のアダプタ部
12.第1の雌ねじ部
13.第1の雄ねじ部
14.第2の雄ねじ部
15.第2の雌ねじ部
16.第1の中央フラッシング流路部
17.第2のフラッシング流路部
18.ダンピング手段
19.圧電デバイス
20.フラッシング流体路
21.エネルギー貯蔵手段
22.第1の受信手段
23.送信手段
24.保護外被
25.制御手段
26.記憶手段
27.保持手段
28.蓄電器
29.インダクタンスコイル
30.フラッシング流路部
31.ジャイロセンサ
32.加速度センサ
33.第2の受信手段
34.表示手段
35.可撓性圧電プレート
36.錘
37.中央フラッシング流路部
Claims (50)
- 少なくとも1つのドリルロッド(2)およびドリルビットアセンブリ(3)を含む掘削機(1)を設置する第1の設置工程と、
ボアホール(6)を測定するセンサ手段(5)を含むボアホール探査器(4)を設置する第2の設置工程と、
前記掘削機(1)内に前記ボアホール探査器(4)を配設する配設工程と、
該掘削機(1)を使用して少なくとも打撃掘削を含む掘削処理を行ってボアホール(6)を掘削する掘削工程と、
前記ボアホール探査器(4)を使用して前記ボアホール(6)を測定し、該ボアホール(6)に関するデータを取得する測定工程と、
該ボアホール(6)に関するデータをデータ処理手段(7)によって処理してボアホールの状態情報を取得する処理工程とを含む掘削孔の探査方法において、
中央フラッシング流路(8)を含む掘削機(1)を使用してフラッシング流体を前記ドリルビットアセンブリ(3)に送り、
前記配設工程において前記ボアホール探査器(4)を前記中央フラッシング流路(8)内に配設し、フラッシング流体が該中央フラッシング流路(8)内の該ボアホール探査器(4)中を流動可能にすることを特徴とする掘削孔の探査方法。 - 請求項1に記載の方法において、
フラッシング流路部(30)を含むドリルビットアセンブリ(3)を使用し、
前記配設工程は、前記ボアホール探査器(4)の少なくとも一部分を該ドリルビットアセンブリ(3)の前記フラッシング流路部(30)内に配設することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1または2に記載の方法において、
前記第1の設置工程は、中央フラッシング流路部(31)を備えるアダプタ(9)を設けることを含み、
前記配設工程は、前記アダプタ(9)を使用して前記ドリルビットアセンブリ(3)を前記掘削機(1)の前記ドリルロッド(2)に緊締して、該アダプタ(9)の前記中央フラッシング流路部(31)が該掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)の一部を構成するようにすることを含み、
該配設工程は、前記ボアホール探査器(4)の少なくとも一部分を前記アダプタ(9)の前記中央フラッシング流路部(31)内に配設することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
第1の設置工程は、第1のアダプタ部(10)および第2のアダプタ部(11)を備えるアダプタ(9)を設置することを含み、該第1のアダプタ部(10)は第1の雌ねじ部(12)および第1の雄ねじ部(13)を備えて前記ドリルビットアセンブリ(3)を該アダプタ(9)の該第1のアダプタ部(10)に緊締し、前記第2のアダプタ部(11)は該第1のアダプタ部(10)の前記ねじ部と連携する第2の雄ねじ部(14)、および前記アダプタの前記第2のアダプタ部(11)を前記掘削機(1)の前記ドリルロッド(2)に緊締する第2の雌ねじ部(15)を備え、前記第1のアダプタ部(10)は第1の中央フラッシング流路部(16)を備え、前記第2のアダプタ部(11)は第2の中央フラッシング流路部(17)を備え、
前記配設工程は、前記ボアホール探査器(4)の少なくとも一部分を前記第1のアダプタ部(10)の前記第1の中央フラッシング流路部(16)内に配置し、該ボアホール探査器(4)の少なくとも一部分を前記第2のアダプタ部(11)の前記中央フラッシング流路部(17)内に配置し、該第1のアダプタ部(10)と該第2のアダプタ部(11)とを該第1のアダプタ部(10)の前記第1の雌ねじ部(12)および該第2のアダプタ部(11)の前記雄ねじ部(14)を用いて接続し、
前記アダプタ(9)を使用して前記ドリルビットアセンブリ(3)を前記掘削機(1)の前記ドリルロッド(2)に緊締することで、前記第1のアダプタ部(10)の前記第1の中央フラッシング流路部(16)と前記第2のアダプタ部(11)の前記第2の中央フラッシング流路部(17)とが該掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)の一部を構成するようにすることを特徴とする方法。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の方法において、前記配設工程は、前記掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)内に設けられたダンピング手段(18)間に前記ボアホール探査器(4)を懸架することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項5に記載の方法において、前記ダンピング手段(18)として、太さが0.5〜3.0mmのワイヤなどからなる円錐バネなどのバネ手段、液圧式ダンピング手段、および圧搾空気式ダンピング手段のうちの少なくとも1つを用いることを特徴とする方法。
- 請求項5または6に記載の方法において、前記配設工程は、前記ボアホール探査器(4)を前記掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)内の前記ダンピング手段(18)間に懸架して、該ダンピング手段(18)は、該掘削機(1)の該中央フラッシング流路(8)内の該ボアホール探査器(4)の外側に位置して該掘削機(1)の該中央フラッシング流路(8)を流れるフラッシング流体にさらすとともに、該掘削機(1)の該中央フラッシング流路(8)を流れるフラッシング流体と直に接触するようにすることを含むことを特徴とする方法。
- 請求項5ないし7のいずれかに記載の方法において、前記配設工程は、前記ボアホール探査器(4)を前記掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)内の前記ダンピング手段(18)間に懸架して、該ボアホール探査器(4)は該ダンピング手段(18)のみによって該掘削機(1)の該中央フラッシング流路(8)内に支持されるようにすることを含ことを特徴とする方法。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載の方法において、前記第2の設置工程にてボアホール探査器(4)を設け、該ボアホール探査器(4)の前記センサ手段(5)の少なくとも一部分をポリウレタンなどのポリマに埋め込み、該センサ手段(5)の少なくとも一部分が埋め込まれた該ポリマが少なくとも部分的に前記ボアホール探査器(4)の最外側面を構成するととみに、該センサ手段(5)の少なくとも一部分が埋め込まれた該ポリマが少なくとも部分的に該ボアホール探査器(4)の保護外被(24)を形成することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載の方法において、前記第2の設置工程は、少なくとも1つのフラッシング流体路を含むボアホール探査器(4)を設けて、フラッシング流体が前記掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)内の前記ボアホール探査器(4)内を流れるようにすることを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1ないし10のいずれかに記載の方法において、前記配設工程は、前記ボアホール探査器(4)と前記中央フラッシング流路(8)の壁部との間で流体を押し流す少なくとも1つのフラッシング流体路(20)を形成して、流体が前記掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)内の該ボアホール探査器(4)内を流れるようにすることを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1ないし11のいずれかに記載の方法において、
前記第2の設置工程は、エネルギーを採取する圧電デバイス(19)を含むボアホール探査器(4)を設けることを含み、
エネルギー採取工程にて、打撃掘削中に前記圧電デバイス(19)を使用してエネルギーを採取することを特徴とする方法。 - 請求項1ないし12のいずれかに記載の方法において、
前記第2の設置工程は、角速度を示す第1の信号を生成する少なくとも1つのジャイロセンサ(31)と、前記ボアホール(6)に沿った加速度を示す第2の信号を生成する少なくとも1つの加速度センサ(32)とを備えるセンサ手段(5)を含むボアホール探査器(4)を設けることを含み、
前記測定工程は、前記少なくとも1つのジャイロセンサ(31)によって角速度を計測して、角速度を示す第1の信号を生成することを含み、
該測定工程は、前記少なくとも1つの加速度センサ(32)によって加速度を計測して、前記ボアホール(6)に沿った加速度を示す第2の信号を生成することを特徴とする方法。 - 請求項1ないし13のいずれかに記載の方法において、送信工程にて、前記ボアホール探査器(4)から得られる前記ボアホール(6)に関するデータをデータ処理手段(7)に送信し、
受信工程にて、前記データ処理手段(7)によって該ボアホール(6)に関するデータを受信することを特徴とする方法。 - 請求項14に記載の方法において、
前記ボアホール探査器(4)が前記掘削機(1)とともに前記ボアホール(6)内に少なくとも部分的に位置するとき、保存工程にて該ボアホール探査器(4)の記憶手段(26)に該ボアホール(6)に関するデータを記憶し、
前記ボアホール探査器(4)を前記ボアホール(6)から引き抜いた後、該ボアホール(6)に関するデータを前記記憶手段(26)からデータ処理手段(7)に転送することによって前記送信工程および前記受信工程を実行することを特徴とする方法。 - 請求項1ないし15のいずれかに記載の方法において、表示工程にて、前記処理工程で生成したボアホールの状態情報を表示することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし16のいずれかに記載の方法において、前記測定工程は、前記掘削機(1)を前記ボアホール(6)から引き抜きつつ行うことを特徴とする方法。
- 請求項1ないし16のいずれかに記載の方法において、前記測定工程は、前記掘削工程中に行うことを特徴とする方法。
- 請求項1ないし16のいずれかに記載の方法において、
前記掘削工程は待機期間を有し、該待機期間中は前記掘削機(1)を前記ボアホール(6)の長手方向に対して静止させ、
該掘削工程の該待機期間中に前記測定工程を行うことを特徴とする方法。 - 少なくとも1つのドリルロッド(2)およびドリルビットアセンブリ(3)を含みボアホールを掘削する掘削機(1)と、
該掘削機(1)内に配設され、該掘削機(1)で掘削したボアホール(6)を測定して該ボアホール(6)に関するデータを取得するボアホール探査器(4)と、
前記ボアホール(6)に関するデータを処理してボアホールの状態情報を取得するデータ処理手段(7)とを含む打撃掘削用掘削装置において、
前記掘削機(1)は、フラッシング流体を前記ドリルビットアセンブリ(3)に送る中央フラッシング流路(8)を含み、
前記ボアホール探査器(4)は前記中央フラッシング流路(8)内に配設され、前記フラッシング流体が該中央フラッシング流路(8)内の該ボアホール探査器(4)中を流動可能にすることを特徴とする打撃掘削用掘削装置。 - 請求項20に記載の掘削装置において、
前記ドリルビットアセンブリ(3)はフラッシング流路部(30)を含み、
前記ボアホール探査器(4)は、少なくとも一部分が該ドリルビットアセンブリ(3)の該フラッシング流路部(30)内に配されることを特徴とする掘削装置。 - 請求項20または21に記載の掘削装置において、
該装置は、中央フラッシング流路部(31)を含むアダプタ(9)を含み、
前記ドリルビットアセンブリ(3)は前記アダプタ(9)によって前記掘削機(1)のドリルビット(2)に緊締されて、該アダプタ(9)の該中央フラッシング流路部(31)が該掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)の一部を構成し、
前記ボアホール探査器(4)は少なくとも一部分が前記アダプタ(9)の前記中央フラッシング流路部(31)内に配されることを特徴とする掘削装置。 - 請求項20に記載の掘削装置において、
前記アダプタ(9)は第1のアダプタ部(10)および第2のアダプタ部(11)を含み、
前記第1のアダプタ部(10)は、第1の雌ねじ部(12)および第1の雄ねじ部(13)を備えて前記ドリルビットアセンブリ(3)を該アダプタ(9)の該アダプタ部(10)に緊締し、
前記第2のアダプタ部(11)は、前記第1のアダプタ部(10)の前記雌ねじ部(12)と連携する第2の雄ねじ部(14)、および前記アダプタ(9)の該第2のアダプタ部(11)を前記掘削機(1)の前記ドリルロッド(2)に緊締する第2の雌ねじ部(15)を備え、
前記第1のアダプタ部(10)は第1の中央フラッシング流路部(16)を含み、前記第2のアダプタ部(11)は第2の中央フラッシング流路部(17)を含み、
前記ボアホール探査器(4)は、少なくとも一部分が前記第1のアダプタ部(10)の前記第1の中央フラッシング流路部(16)に、また少なくとも一部分が前記第2のアダプタ部(11)の前記第2の中央フラッシング流路部(17)に配置され、該第1のアダプタ部(10)と該第2のアダプタ部(11)は、該第1のアダプタ部(10)の前記第1の雌ねじ部(12)および該第2のアダプタ部(11)の前記雄ねじ部(14)を用いて接続され、前記アダプタ(9)によって前記ドリルビットアセンブリ(3)が前記掘削機(1)の前記ドリルロッド(2)に緊締されることで、前記第1のアダプタ部(10)の前記第1の中央フラッシング流路部(16)と前記第2のアダプタ部(11)の前記第2の中央フラッシング流路部(17)とが該掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)の一部を構成することを特徴とする掘削装置。 - 請求項20ないし23のいずれかに記載の掘削装置において、前記ボアホール探査器(4)は、前記掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)内に設けられたダンピング手段(18)間に懸架されることを特徴とする掘削装置。
- 請求項24に記載の掘削装置において、前記ダンピング手段(18)は、円錐バネのようなワイヤなどで作られた太さが0.5〜3.00mmのバネ手段、液圧式ダンピング手段、および圧搾空気式ダンピング手段のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする掘削装置。
- 請求項24または25に記載の掘削装置において、
前記ダンピング手段(18)は、前記掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)内に配された前記ボアホール探査器(4)の外側に位置して、該掘削機(1)の該中央フラッシング流路(8)を流れるフラッシング流体にさらされるとともに、該掘削機(1)の該中央フラッシング流路(8)を流れるフラッシング流体に直に接触することを特徴とする掘削装置。 - 請求項24ないし26のいずれかに記載の掘削装置において、前記ボアホール探査器(4)は、前記掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)内の前記ダンピング手段(18)間に懸架され、該ボアホール探査器(4)は該ダンピング手段(18)のみによって該掘削機(1)の該中央フラッシング流路(8)内に支持されることを特徴とする掘削装置。
- 請求項20ないし27のいずれかに記載の掘削装置において、前記ボアホール探査器(4)の前記センサ手段(5)は少なくとも一部分がポリウレタンなどのポリマに埋め込まれ、該センサ手段(5)の少なくとも一部分が埋め込まれた該ポリマの少なくとも一部分は前記ボアホール探査器(4)の最外側面を構成するとともに、該センサ手段(5)の少なくとも一部分が埋め込まれた該ポリマの少なくとも一部分が該ボアホール探査器(4)の外被(24)を形成することを特徴とする掘削装置。
- 請求項20ないし28のいずれかに記載の掘削装置において、前記ボアホール探査器(4)は少なくとも1つのフラッシング流体路を含んで、前記掘削機(1)の前記中央フラッシング流路(8)内に配された該ボアホール探査器(4)内を流体が流れるようにすることを特徴とする掘削装置。
- 請求項20ないし29のいずれかに記載の掘削装置において、該装置は、前記ボアホール探査器(4)と前記中央フラッシング流路(8)の壁部との間で流体を押し流す少なくとも1つのフラッシング流体路(20)を含み、前記掘削機(1)の該中央フラッシング流路(8)に配された該ボアホール探査器(4)内を流体が流れることを特徴とする掘削装置。
- 請求項20ないし30のいずれかに記載の掘削装置において、該装置は、
前記ボアホール(6)に関するデータを前記ボアホール探査器(4)からデータ処理手段(7)に送信する送信手段(23)と、
該送信手段(23)から送信されたボアホール(6)に関するデータを該データ処理手段(7)によって受信する第2の受信手段(33)とを特徴とする掘削装置。 - 請求項31に記載の掘削装置において、
前記ボアホール探査器(4)は前記ボアホール(6)に関するデータを記憶する記憶手段(26)を含むことを特徴とする掘削装置。 - 請求項20ないし32に記載の掘削装置において、前記ボアホール探査器(4)は打撃掘削中にエネルギーを採取する圧電デバイス(19)を含むことを特徴とする掘削装置。
- 請求項20ないし33に記載の掘削装置において、
前記ボアホール探査器(4)は角速度を測定する少なくとも1つのジャイロセンサ(31)を含み、
該ボアホール探査器(4)は前記ボアホール(6)に沿った加速度を示す第2の信号を生成する少なくとも1つの加速度センサ(32)を含むことを特徴とする掘削装置。 - 請求項20ないし34のいずれかに記載の掘削装置において、前記データ処理手段(7)が出力するボアホールの状態情報を表示する表示手段(34)を特徴とする掘削装置。
- 打撃掘削方法用および/または打撃掘削装置用ボアホール探査アセンブリにおいて、該アセンブリは、
ボアホール(6)に関するデータを収集するセンサ手段(5)を備えるボアホール探査器(4)と、
打撃掘削用の掘削機(1)の中央フラッシング流路(8)内にて前記ボアホール探査器(4)を自身の間に懸架するダンピング手段(18)とを含むことを特徴とするボアホール探査アセンブリ。 - 請求項36に記載のボアホール探査アセンブリにおいて、前記ダンピング手段(18)は、円錐バネなどのようにワイヤ製などで太さが0.5〜3.00mmのバネ手段、液圧式ダンピング手段、および圧搾空気式ダンピング手段のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とするボアホール探査アセンブリ。
- 請求項36または37に記載のボアホール探査アセンブリにおいて、前記ボアホール探査器(4)は2つの端部を有する長尺状であり、
それぞれの端部にダンピング手段(18)が1つ取り付けられていることを特徴とするボアホール探査アセンブリ。 - 請求項36ないし38に記載のボアホール探査アセンブリにおいて、前記ダンピング手段(18)は前記ボアホール探査器(4)の外側に位置することを特徴とするボアホール探査アセンブリ。
- 請求項36ないし39に記載のボアホール探査アセンブリにおいて、前記ボアホール探査器(4)の前記センサ手段(5)は少なくとも一部分がポリウレタンなどのポリマに埋め込まれ、該センサ手段(5)の少なくとも一部分が埋め込まれた該ポリマの少なくとも一部分は前記ボアホール探査器(4)の最外側面を構成するとともに、該センサ手段(5)の少なくとも一部分が埋め込まれた該ポリマの少なくとも一部分が該ボアホール探査器(4)の外被(24)を形成することを特徴とするボアホール探査アセンブリ。
- 請求項36ないし40のいずれかに記載のボアホール探査アセンブリにおいて、該アセンブリは、
打撃掘削中にエネルギーを採取する圧電デバイス(19)を特徴とするボアホール探査アセンブリ。 - 請求項41に記載のボアホール探査アセンブリにおいて、該装置は、
前記圧電デバイス(19)が生成する電気エネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵手段(21)を特徴とするボアホール探査アセンブリ。 - 請求項42に記載のボアホール探査アセンブリにおいて、前記エネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵手段(21)は、エネルギーを貯蔵する蓄電器(28)および該蓄電器を充電するインダクタンスコイル(29)、またはコンデンサを含むことを特徴とするボアホール探査アセンブリ。
- 請求項36ないし43のいずれかに記載のボアホール探査アセンブリにおいて、
該ボアホール探査アセンブリの前記センサ手段(5)は、角速度を示す第1の信号を生成する少なくとも1つのジャイロセンサ(31)を含み、
前記ボアホール探査器(4)は、前記ボアホール(6)に沿った加速度を示す第2の信号を生成する少なくとも1つの加速度センサ(32)を含むことを特徴とするボアホール探査アセンブリ。 - 請求項36ないし44のいずれかに記載のボアホール探査アセンブリにおいて、該アセンブリは、制御信号を受信して該ボアホール探査アセンブリの動作を制御する第1の受信手段(22)を特徴とするボアホール探査アセンブリ。
- 請求項36ないし45のいずれかに記載のボアホール探査アセンブリにおいて、該アセンブリは、前記ボアホール(6)から得られるボアホール(6)に関するデータを送信する送信手段(23)を特徴とするボアホール探査アセンブリ。
- 請求項36ないし46のいずれかに記載のボアホール探査アセンブリにおいて、前記ボアホール探査器(4)は保護外被(24)を備えることを特徴とするボアホール探査アセンブリ。
- 請求項36ないし47のいずれかに記載のボアホール探査アセンブリにおいて、該アセンブリは、該アセンブリを掘削機(1)の中央フラッシング流路(8)に取り付ける際に該アセンブリが回転するのを防止する保持手段(27)を特徴とするボアホール探査アセンブリ。
- 請求項36ないし48のいずれかに記載のボアホール探査アセンブリにおいて、該アセンブリは、前記センサ手段(5)を制御する制御手段(25)を特徴とするボアホール探査アセンブリ。
- 請求項36ないし49のいずれかに記載のボアホール探査アセンブリにおいて、該アセンブリは、前記センサ手段(5)が出力するボアホール(6)に関するデータを記憶する記憶手段(26)を特徴とするボアホール探査アセンブリ。
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