JP2021095778A - コアバレルヘッド、これを備えたインナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法 - Google Patents

コアバレルヘッド、これを備えたインナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2021095778A
JP2021095778A JP2019228390A JP2019228390A JP2021095778A JP 2021095778 A JP2021095778 A JP 2021095778A JP 2019228390 A JP2019228390 A JP 2019228390A JP 2019228390 A JP2019228390 A JP 2019228390A JP 2021095778 A JP2021095778 A JP 2021095778A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
latch
tube
core barrel
barrel head
tip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019228390A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6675040B1 (ja
Inventor
茂 宮古
Shigeru Miyako
茂 宮古
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2019228390A priority Critical patent/JP6675040B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6675040B1 publication Critical patent/JP6675040B1/ja
Priority to US17/757,160 priority patent/US11814916B2/en
Priority to PCT/JP2020/046990 priority patent/WO2021125230A1/ja
Priority to EP20903006.3A priority patent/EP4080013A4/en
Publication of JP2021095778A publication Critical patent/JP2021095778A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
    • E21B25/02—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors the core receiver being insertable into, or removable from, the borehole without withdrawing the drilling pipe
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
    • E02D1/02—Investigation of foundation soil in situ before construction work
    • E02D1/04—Sampling of soil
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/04—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting
    • G01N1/08—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting involving an extracting tool, e.g. core bit

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

【課題】水平方向や上り勾配方向に掘削する状況において地質試料を採取したインナーチューブを確実に回収することのできる、コアバレルヘッド、これを備えたインナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法を提供する。【解決手段】インナーチューブ２の後端に連結されるメインシャフト３１と、メインシャフト３１の軸方向に沿った略中間位置において軸支されているインナー固定用ラッチ３２と、メインシャフト３１の外周面に軸方向へスライド可能に装着されており、インナー固定用ラッチ３２を付勢力に抗して傾倒させて係止溝４３から解除するラッチ解除用スライド管３３と、ラッチ解除用スライド管３３をインナー固定用ラッチ３１が拡開状態となる位置で係止するとともに、オーバーショットにより傾倒されることでラッチ解除用スライド管３３の係止を解除するスライド管固定用ラッチ３４とを有する。【選択図】 図３

Description

本発明は、地質試料採取装置による地質試料の採取に用いられるコアバレルヘッド、これを備えたインナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法に関するものである。
トンネル工事では、本格的な掘削作業を進める前に地中に含まれる重金属量などの地質調査を実施するために地質資料が採取される。重金属が多く含まれている土壌は産業廃棄物として処理する必要があり、地質調査によって事前準備ができるため掘削作業をスムーズに進めることができるようになる。
従来、地質試料を採取する装置として二重管式の掘削装置が用いられている。この二重管式の地質資料採取装置は、アウターチューブアセンブリといわれる、先端に掘削用のビットが設けられたアウターチューブを回転させながら地中を掘削するものである。前記アウターチューブの先端位置には地質資料を採取するインナーチューブが内蔵されており、前記アウターチューブにより掘削された地質資料（土、砂、砂利、岩盤など）が先端の採取口から流入して採取されるようになっている。そして、地質資料を採取したインナーチューブは、アウターチューブ内に水圧によって押入されるワイヤー付きのオーバーショットに連結され、前記ワイヤーにより引っ張り出されることで回収される。このときインナーチューブの後端には、アウターチューブ内に着脱可能に保持されて回収時にオーバーショットに連結されるコアバレルヘッドが連結されている。このインナーチューブにコアバレルヘッドを連結した構成はインナーチューブアセンブリといわれている。
これまでに、コアバレルヘッドに関する発明が提案されており、例えば特開平１１−６１７９３号公報では、アウターチューブの内壁面に形成された係止溝に係合するラッチを有する発明が開示されている（特許文献１）。この特許文献１によれば、前記ラッチは、回収時にワイヤーにより入口側に引っ張ることで前記係止溝との係合が解除され、インナーチューブを回収することができるとされている。
特開平１１−６１７９３号公報
しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、主に、地下の地質資料採取に用いられるために開発されたものであり、回収時に引っ張り上げる際に、コアバレルヘッドやインナーチューブに係る重力利用してラッチの係合を解除させることができる構造となっている。よって、トンネル工事の地質調査のように水平方向や上り勾配方向に掘削する場合には、重力が利用できずラッチが外れない場合がある。
また、これまでのオーバーショットは、地質資料採取装置から取り外されたアウターチューブ内に挿入され、当該アウターチューブの入口側に設置されたウォータースイベルによる水圧によって押入される。しかし、アウターチューブを地質資料採取装置から取り外し、回転させずに水圧をかけても、水の逃げ場所がなくなり、オーバーショットを押入できないこともある。
このようにインナーチューブの回収が難しい場合には、アウターチューブごと引き抜く必要があり、工期の遅延や工費の増加の要因になる。そこで、水平方向や上り勾配方向に掘削する場合であってもインナーチューブを確実に回収することのできる新たなコアバレルヘッドの開発に関するニーズが高まっている。
本発明は、以上のようなニーズを受けてなされたものであって、水平方向や上り勾配方向に掘削する状況において地質試料を採取したインナーチューブを確実に回収することのできる、コアバレルヘッド、これを備えたインナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法を提供することを目的としている。
本発明に係るコアバレルヘッドは、水平方向や上り勾配方向への掘削時にインナーチューブを確実に回収するという課題を解決するために、地質試料を採取するための地質試料採取装置においてアウターチューブ内の先端位置にインナーチューブを着脱可能に保持するコアバレルヘッドであって、前記インナーチューブの後端に連結されるメインシャフトと、このメインシャフトの軸方向に沿った略中間位置において軸支されているとともに、弾性材の付勢力により前記メインシャフトの外方向に拡開されて前記アウターチューブの内壁面に形成された係止溝に係合するインナー固定用ラッチと、前記メインシャフトの外周面に軸方向へスライド可能に装着されており、前記メインシャフトの先端方向にスライドされると前記インナー固定用ラッチを付勢力に抗して傾倒させて前記係止溝から解除するラッチ解除用スライド管と、前記メインシャフトの後端側に軸支されており、弾性材の付勢力により前記メインシャフトの外方向に拡開されて前記ラッチ解除用スライド管を前記インナー固定用ラッチが拡開状態となる位置で係止するとともに、前記アウターチューブ内に押入されるオーバーショットにより傾倒されることで前記ラッチ解除用スライド管の係止を解除するスライド管固定用ラッチとを有する。
また、本発明の一態様として、インナー固定用ラッチが意図せず傾倒するのを防止するという課題を解決するために、前記ラッチ解除用スライド管には、前記インナー固定用ラッチの傾倒を防止するラッチ傾倒防止部が一体的に連結されており、当該ラッチ傾倒防止部は、前記インナー固定用ラッチが拡開状態のときに当該インナー固定用ラッチの内側に当接して傾倒を防止し、前記インナー固定用ラッチを傾倒させる場合には、前記ラッチ解除用スライド管が先端方向にスライドする動作に連動して移動し前記インナー固定用ラッチに対する当接を解除するようにしてもよい。
さらに、本発明の一態様として、インナーチューブをアウターチューブ内の先端位置に確実に固定するとともに、インナー固定用ラッチが意図せず傾倒するのを防止するという課題を解決するために、前記メインシャフトに対して前記ラッチ解除用スライド管を後端方向に付勢するスライド管用付勢部材を有するようにしてもよい。
本発明に係るインナーチューブアセンブリは、水平方向や上り勾配方向への掘削時にインナーチューブを確実に回収するという課題を解決するために、前記コアバレルヘッドと、このコアバレルヘッドの先端部に着脱可能に連結されるインナーチューブとを有する。
本発明に係るインナーチューブ回収方法は、水平方向や上り勾配方向への掘削時にインナーチューブを確実に回収するという課題を解決するために、地質試料を採取したインナーチューブの回収方法であって、アウターチューブ内にオーバーショットを押入して前記アウターチューブ内の先端位置にあるコアバレルヘッドのスライド管固定用ラッチを傾倒させてラッチ解除用スライド管との係合状態を解除するスライド管固定用ラッチ解除工程と、係合状態が解除された前記ラッチ解除用スライド管を先端側に押してメインシャフトの外周面に沿って軸方向先端側にスライドさせることによりラッチ傾倒防止部を軸方向先端側に移動させてインナー固定用ラッチに対する当接状態を解除するラッチ傾倒防止部解除工程と、スライドされる前記ラッチ解除用スライド管により前記インナー固定用ラッチを付勢力に抗して内方向に傾倒させて前記アウターチューブの内壁面に形成された係止溝から解除するインナー固定用ラッチ解除工程と、前記オーバーショットを前記コアバレルヘッドの後端部に連結させて前記アウターチューブ内に進入する地下水の水圧によって送り出させることにより、または前記オーバーショットに接続されたワイヤーで引き抜くことにより、前記コアバレルヘッドの先端に連結されている前記インナーチューブを回収するインナーチューブ回収工程とを有する。
本発明によれば、水平方向や上り勾配方向に掘削して地質試料を回収する状況下においても前記地質試料を採取したインナーチューブを確実に回収することができる。
本発明に係るインナーチューブアセンブリをアウターチューブの先端位置に保持した状態を示す縦断面図である。 アウターチューブの先端位置において本実施形態のインナーチューブアセンブリを保持する状態を解除した状態を示す縦断面図である。 本発明に係るコアバレルヘッドの一実施形態であってラッチ解除用スライド管を半透明に表現した状態を示す斜視図である。 図３のコアバレルヘッドを先端側から見た状態示す斜視図である。 図１のインナーチューブとコアバレルヘッドとの連結部分を示す拡大断面図である。 図１の先端シャフト部（インナー固定用ラッチおよびラッチ傾倒防止部の設置部分）を示す拡大断面図である。 本実施形態における先端シャフト部の一部を示す拡大平面図である。 図１の後端シャフト部（スライド管用付勢部材およびスライド管固定用ラッチの設置部分）および係合部を示す拡大断面図である。 本実施形態における後端シャフト部および係合部を示す拡大平面図である。
以下、本発明に係るコアバレルヘッド、インナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法の一実施形態について図面を用いて説明する。
本実施形態のインナーチューブアセンブリ１は、図１および図２に示すように、地質資料を採取するインナーチューブ２と、このインナーチューブ２の後端に連結されるコアバレルヘッド３とから構成される。
インナーチューブ２は、地質試料（土、砂、砂利、岩盤など）を採取するために管状に形成された部材である。先端には採取口２１が開口しており、アウターチューブ４先端に設けられた掘削用ビット４１の採取口４２と連通するように設置されることにより、進入する地質資料を採取するようになっている。
コアバレルヘッド３は、インナーチューブ２をアウターチューブ４内の先端位置に着脱可能に保持するためのものであり、本実施形態では、図１ないし図４に示すように、前記インナーチューブ２の後端に連結されるメインシャフト３１と、このメインシャフト３１の略中央位置に設けられたインナー固定用ラッチ３２と、このインナー固定用ラッチ３２を傾倒させるラッチ解除用スライド管３３と、このラッチ解除用スライド管３３を前記メインシャフト３１に係脱可能に固定するスライド管固定用ラッチ３４とを有する。
メインシャフト３１は、図３および図４に示すように、略円柱状に形成された部材であり、先端から順に、インナーチューブ２を連結するためのチューブ連結部３１１と、このチューブ連結部３１１に連結された先端シャフト部３１２と、この先端シャフト部３１２の後端側で一段細く形成された後端シャフト部３１３と、この後端シャフト部３１３の後端軸心から後方に延出された係合部３１４とを有する。
チューブ連結部３１１は、インナーチューブ２の後端を嵌合させて連結するためのものであり、本実施形態では、図５に示すように、インナーチューブ２を回転自在に支持するため、先端シャフト部３１２との間にベアリング３１５を備えている。
先端シャフト部３１２は、図６および図７に示すように、インナー固定用ラッチ３２およびラッチ傾倒防止部３３４を設置する部分であり、略中央位置にインナー固定用ラッチ３２を収容する第一ラッチ収容孔３１６およびラッチ傾倒防止部３３４を収容する傾倒防止部収容孔３１７が形成されている。
第一ラッチ収容孔３１６は、インナー固定用ラッチ３２を収容する孔である。本実施形態における第一ラッチ収容孔３１６は、前記インナー固定用ラッチ３２がメインシャフト３１の外方向に拡開できるように、上下方向に貫通する孔として形成されている。
傾倒防止部収容孔３１７は、ラッチ傾倒防止部３３４を収容し、かつ当該ラッチ傾倒防止部３３４を軸方向に沿ってスライド可能にする孔であり、第一ラッチ収容孔３１６の先端側に連通するように形成されている。また、傾倒防止部収容孔３１７は、ラッチ傾倒防止部３３４をラッチ解除用スライド管３３と一体的に連結させるため上下方向に貫通する孔として形成されている。
後端シャフト部３１３は、図８および図９に示すように、スライド管用付勢部材３１８を装着するとともに、スライド管固定用ラッチ３４を収容するものである。本実施形態における後端シャフト部３１３は、先端シャフト部３１２の外径より細く形成されている。先端シャフト部３１２との間にできる段差により、圧縮ばねからなるスライド管用付勢部材３１８の先端側を係止できるようになっている。
また、後端シャフト部３１３は、スライド管固定用ラッチ３４を収容する第二ラッチ収容孔３１９を有する。第二ラッチ収容孔３１９は、装着されるスライド管用付勢部材３１８より後端側の位置において、上下方向に貫通する軸方向に長い孔として形成されている。
係合部３１４は、インナーチューブ２の回収時にオーバーショットと連結する部分であり、後端シャフト部３１３の後端軸心位置から後方に延出されている。後端部には円錐状に膨出されたオーバーショットに係合する係合凸部３２０が形成されている。
なお、メインシャフト３１における先端シャフト部３１２、後端シャフト部３１３および係合部３１４は、削り出し加工等によって一体形成されていてもよく、複数の部材に分けて形成し、組み立てることで一体的に構成されるようにしてもよい。
インナー固定用ラッチ３２は、アウターチューブ４の内壁面に形成された係止溝４３に係合するものであり、図６に示すように、メインシャフト３１の軸方向に沿った略中間位置に開口された第一ラッチ収容孔３１６に収容されている。本実施形態におけるインナー固定用ラッチ３２は、上下一対の爪付き腕部材３２１，３２１と、この一対の爪付き腕部材３２１，３２１の一端部を軸支する支持軸３２２と、一対の前記爪付き腕部材３２１，３２１の他端部を外方向に拡開させる弾性材３２３とを有する。
爪付き腕部材３２１は、軸方向に長い棒状の部材であり、後端側に形成された支持軸３２２を挿通させる軸孔３２４と、外側面３２５（メインシャフト３１の外方向に向いた面）に凸状に形成された係合爪部３２６とを有する。係合爪部３２６は、アウターチューブ４の内壁面に形成された係止溝４３に係合可能な形状に形成されている。また、前記外側面３２５は、ラッチ解除用スライド管３３により傾倒され易いように、後端側から係合爪部３２６にかけて緩やかな傾斜角にて湾曲形成されている。
支持軸３２２は、上下一対の爪付き腕部材３２１，３２１同士を軸支するものであり、本実施形態では、爪付き腕部材３２１の後端側に形成された軸孔３２４と、メインシャフト３１に形成された軸挿通孔（図示しない）とに挿通されるボルトおよびこのボルトを締結するナットとにより構成されている。なお、支持軸３２２は、ボルトおよびナットによる構成に限定されるものではなく、円筒型の板バネなど、軸支可能な部材から適宜選択してもよい。
弾性材３２３は、支持軸３２２によって軸支された上下一対の爪付き腕部材３２１，３２１を外方向（図１および図２における上下方向）に拡開させる付勢力を発揮するための弾性材であり、本実施形態では、針金を支持軸３２２に沿うように環状に巻いて形成された、ねじりコイルばねを用いている。なお、弾性材３２３は、ねじりコイルばねに限定されるものではなく、例えば、圧縮コイルばねなどの他のバネ材や、ゴムなどの他の弾性材から適宜選択してもよい。
ラッチ解除用スライド管３３は、インナー固定用ラッチ３２を付勢力に抗して傾倒させて係合爪部３２６を係止溝４３から解除するためのものであり、メインシャフト３１の外周面に対し軸方向へスライド可能に装着されている。本実施形態におけるラッチ解除用スライド管３３は、図６に示すように、メインシャフト３１の先端シャフト部３１２の外径と略同一の内径を有する長尺状の円管として構成されている。
このラッチ解除用スライド管３３は、図３、図４および図６に示すように、略中央位置に上下方向に貫通した傾倒用孔３３１と、後端内周面にリング状に形成された係止用凸部３３２と、この係止用凸部３３２より先端側の内周面にリング状に形成された付勢部材係止用凸部３３３と、一体的に連結されたラッチ傾倒防止部３３４とを有する。
傾倒用孔３３１は、インナー固定用ラッチ３２が拡開できるようにするとともに、その後端縁部３３５でインナー固定用ラッチ３２を傾倒するために開口された孔である。本実施形態における傾倒用孔３３１は、第一ラッチ収納孔３１６と同程度の開口寸法で上下両側に開口している。
係止用凸部３３２は、スライド管固定用ラッチ３４により係止されるものであり、ラッチ解除用スライド管３３の後端内周面にリング状でかつ凸状に形成されている。本実施形態における係止用凸部３３２は、図８に示すように、後端シャフト部３１３の外径と略同一の内径を有するリング状に形成されている。
付勢部材係止用凸部３３３は、後端シャフト部３１３に装着されたスライド管用付勢部材３１８の後端側を係止するための突起であり、ラッチ解除用スライド管３３の内周面にリング状でかつ凸状に形成されている。本実施形態における付勢部材係止用凸部３３３は、係止用凸部３３２より先端側に形成されており、後端シャフト部３１３の外径と略同一の内径を有するリング状に形成されている。
ラッチ傾倒防止部３３４は、地質資料の採取中などにおいて意図せずインナー固定用ラッチ３２が傾倒するのを防止するためのものである。本実施形態におけるラッチ傾倒防止部３３４は、図６に示すように、その上下幅が拡開状態のインナー固定用ラッチ３２の爪付き腕部材３２１，３２１の隙間に相当する幅に形成されているとともに、後端側に向けて先細になるように形成されている。また、ラッチ傾倒防止部３３４の先端側には、ラッチ解除用スライド管３３と一体的に連結するための連結孔３３６が上下方向に貫通して形成されており、本実施形態では、円筒状に形成された板ばね３３７を用いてラッチ解除用スライド管３３と一体的に連結されている。
スライド管固定用ラッチ３４は、メインシャフト３１に対しラッチ解除用スライド管３３を係脱可能に固定するためのラッチである。本実施形態におけるスライド管固定用ラッチ３４は、図８に示すように、ラッチ解除用スライド管３３を固定する係合凹溝部３４５を有する上下一対の溝付き腕部材３４１，３４１と、この一対の溝付き腕部材３４１，３４１の一端部を軸支する支持軸３４２と、一対の前記溝付き腕部材３４１，３４１の他端部を外方向に拡開させる弾性材３４３とを有する。
溝付き腕部材３４１は、軸方向に長い棒状の部材であり、先端側に形成された支持軸３４２を挿通させる軸孔３４４と、ラッチ解除用スライド管３３の後端内面に形成された係止用凸部３３２に係合可能な凹溝状に形成された係合凹溝部３４５とを有する。また、前記係合凹溝部３４５より後端側の外側面（上下面）は、オーバーショットの先端によって傾倒され易いように、側面視において縮径するように湾曲状に形成されている。
支持軸３４２は、上下一対の溝付き腕部材３４１，３４１同士を軸支するものであり、本実施形態では、インナー固定用ラッチ３２の支持軸３２２と同様にボルトおよびナットとにより構成されている。なお、支持軸３４２は、ボルトおよびナットによる構成に限定されるものではなく、円筒型の板バネなど、軸支可能な部材から適宜選択してもよい。
弾性材３４３は、支持軸３４２によって軸支された上下一対の溝付き腕部材３４１，３４１を外方向に拡開させる付勢力を発揮するための弾性材であり、本実施形態では、圧縮コイルばねにより構成されている。なお、スライド管固定用ラッチ３４の弾性材３４３は、圧縮コイルばねに限定されるものではなく、例えば、インナー固定用ラッチ３２の弾性材３２３と同様なねじりコイルばねや、その他のバネ材、ゴムなどの他の弾性材から適宜選択してもよい。
また、スライド管固定用ラッチ３４は、図１、図８および図９に示すように、第二ラッチ収容孔３１９において、ラッチ解除用スライド管３３を前記インナー固定用ラッチ３２が拡開状態となる位置で係止するように収容されている。このとき、ラッチ解除用スライド管３３は、図３および図４に示すように、先端側にスライドできるようにチューブ連結部３１１との間に十分なスペースがあるように固定されるようになっている。
次に、本実施形態のコアバレルヘッド３およびインナーチューブアセンブリ１における各構成の作用について、インナーチューブ回収方法とともに説明する。
まず、アウターチューブ４内の先端位置にインナーチューブアセンブリ１を装着する。具体的には、図２に示すように、ラッチ解除用スライド管３３と一体的にラッチ傾倒防止部３３４を先端側に移動させて、インナー固定用ラッチ３２を傾倒可能な状態にする。傾倒用孔３３１の後端縁部３３５で当該インナー固定用ラッチ３２を傾倒させ上下幅をアウターチューブ４内に挿入可能な幅に縮小させる。そして、インナーチューブアセンブリ１をアウターチューブ４内に挿入する。挿入されたインナーチューブアセンブリ１に後方から給水し、水圧によってアウターチューブ４内の先端側に移動させる。
インナーチューブアセンブリ１がアウターチューブ４内の先端位置に到達すると、コアバレルヘッド３のインナー固定用ラッチ３２が拡開し、図１に示すように、アウターチューブ４の内壁面に形成された係止溝４３に係合する。具体的には、図６に示すように、ラッチ解除用スライド管３３がスライド管用付勢部材３１８の付勢力により後端側にスライドするとともに、爪付き腕部材３２１が弾性材３２３の付勢力によりメインシャフト３１の外方向に拡開する。これにより、係合爪部３２６が係止溝４３に嵌入し、コアバレルヘッド３がアウターチューブ４に固定される。
地質試料採取装置は、地質資料を採取するため、アウターチューブ４を回転させながら地中に送り込む。必要に応じてアウターチューブ４内に送水する。そして、アウターチューブ４の先端に設けられた掘削用ビット４１が地中を掘削すると、掘削された地質資料は採取口２１，４２から流入し、インナーチューブ２内に採取される。
次に、地質資料を採取したインナーチューブ２の回収を行う。本実施形態のインナーチューブ回収方法は、スライド管固定用ラッチ３４を傾倒させてラッチ解除用スライド管３３との係合状態を解除するスライド管固定用ラッチ解除工程と、ラッチ傾倒防止部３３４を軸方向先端側に移動させてインナー固定用ラッチ３２に対する当接状態を解除するラッチ傾倒防止部解除工程と、インナー固定用ラッチ３２をアウターチューブ４の係止溝４３から解除するインナー固定用ラッチ解除工程と、コアバレルヘッド３の先端に連結されているインナーチューブ２を回収するインナーチューブ回収工程とを有する。
スライド管固定用ラッチ解除工程では、まずアウターチューブ４内にオーバーショットを押入する。本実施形態では、オーバーショットをアウターチューブ４内に挿入後、その後ろから送水し、水圧によって先端側に押入する。このときウォータースイベルを装着せずに、地質試料採取装置による給水の水圧を用いることができる。よって掘削時と同様にアウターチューブ４を回転させながら押入することができ、地中との間に適度な隙間ができて水の逃げ道となり、オーバーショットをスムーズに押入することができる。
押入されたオーバーショットの円筒状の先端をコアバレルヘッド３のスライド管固定用ラッチ３４の後端側に嵌め入れる。これにより、スライド管固定用ラッチ３４の溝付き腕部材３４１は、オーバーショットの先端縁部により内方向に押されて、弾性材３４３の付勢力に抗して内方向に傾倒する。このとき溝付き腕部材３４１の後端側が湾曲しているため、スムーズに傾倒させることができる。スライド管固定用ラッチ３４を傾倒させることで係合凹溝部３４５がラッチ解除用スライド管３３の係止用凸部３３２から外れる。つまりラッチ解除用スライド管３３との係合状態を解除する。これによりラッチ解除用スライド管３３が先端方向にスライド可能な状態になる。
次に、ラッチ傾倒防止部解除工程では、係合状態が解除されたラッチ解除用スライド管３３を先端側に押してメインシャフト３１の外周面に沿って軸方向先端側にスライドさせることによりラッチ傾倒防止部３３４を軸方向先端側に移動させてインナー固定用ラッチ３２に対する当接状態を解除する。
具体的には、ラッチ解除用スライド管３３をオーバーショットとともに水圧により先端側に押す。本実施形態におけるラッチ傾倒防止部３３４は、ラッチ解除用スライド管３３に一体的に連結されているため、連動して軸方向先端側に移動する。これによりラッチ傾倒防止部３３４がインナー固定用ラッチ３２における一対の爪付き腕部材３２１，３２１の間から先端側に移動し、インナー固定用ラッチ３２に対する当接状態が解除される。
次に、インナー固定用ラッチ解除工程では、スライドされるラッチ解除用スライド管３３によりインナー固定用ラッチ３２を付勢力に抗して内方向に傾倒させてアウターチューブ４の係止溝４３から解除する。本実施形態ではラッチ解除用スライド管３３の傾倒用孔３３１の後端縁部３３５でインナー固定用ラッチ３２を傾倒する。これにより爪付き腕部材３２１が内方向に傾倒し、図２に示すように、係合爪部３２６がアウターチューブ４の係止溝４３から解除される。ラッチ解除用スライド管３３は、前記爪付き腕部材３２１の外側面３２５が後端側から係合爪部３２６にかけて緩やかに傾斜しているため、スムーズに傾倒させることができる。これにより、インナーチューブアセンブリ１は、アウターチューブ４の挿入口側に引っ張る動作を要することなく、アウターチューブ４内を移動可能な状態になる。
次に、インナーチューブ回収工程では、オーバーショットをコアバレルヘッド３の後端部に連結させてアウターチューブ４内に進入する地下水の水圧により送り出させるか、オーバーショットに接続されたワイヤーで引き抜くことにより、コアバレルヘッド３の先端に連結されているインナーチューブ２を回収する。本実施形態では、図示しないが、ラッチ解除用スライド管３３を先端側に押したオーバーショットをコアバレルヘッド３の係合部３１４の係合凸部３２０に係止させて連結する。
アウターチューブ４の採取口４２からアウターチューブ４内に進入する地下水の水圧を受ける場合、アウターチューブ４内を移動可能な状態になったインナーチューブアセンブリ１は、その水圧により送り出されて自動的に回収される。または十分な水圧を受けられない場合であっても、オーバーショットに連結されたワイヤーにより引き抜くことにより確実に回収することができる。
以上のような本実施形態のコアバレルヘッド３、インナーチューブアセンブリ１およびインナーチューブ回収方法によれば、以下の効果を奏することができる。
１．オーバーショットによりラッチ解除用スライド管３３を先端側に押し込むだけで、インナーチューブアセンブリ１をアウターチューブ４内で移動可能な状態にすることができる。
２．インナーチューブ２の回収時において地下水による先端側からの十分な水圧が受けられれば自動回収することができる。
３．オーバーショットを押入時にウォータースイベルが不要であり、アウターチューブ４を地質試料採取装置に装着して回転させながら押入することができる。
４．ラッチ傾倒防止部３３４やスライド管用付勢部材３１８により、インナー固定用ラッチ３２が係止溝４３から意図せず外れるのを防止することができる。
なお、本発明に係るコアバレルヘッド、これを備えたインナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、ラッチ傾倒防止部３３４を連結しない場合のラッチ解除用スライド管３３は、前記インナー固定用ラッチ３２より先端側に延出されていない形状であってもよい。
１ インナーチューブアセンブリ
２ インナーチューブ
３ コアバレルヘッド
４ アウターチューブ
２１ 採取口
３１ メインシャフト
３２ インナー固定用ラッチ
３３ ラッチ解除用スライド管
３４ スライド管固定用ラッチ
４１ 掘削用ビット
４２ 採取口
４３ 係止溝
３１１ チューブ連結部
３１２ 先端シャフト部
３１３ 後端シャフト部
３１４ 係合部
３１５ ベアリング
３１６ 第一ラッチ収容孔
３１７ 傾倒防止部収容孔
３１８ スライド管用付勢部材
３１９ 第二ラッチ収容孔
３２０ 係合凸部
３２１ 爪付き腕部材
３２２ 支持軸
３２３ 弾性材
３２４ 軸孔
３２５ 外側面
３２６ 係合爪部
３３１ 傾倒用孔
３３２ 係止用凸部
３３３ 付勢部材係止用凸部
３３４ ラッチ傾倒防止部
３３５ 後端縁部
３３６ 連結孔
３３７ 板ばね
３４１ 溝付き腕部材
３４２ 支持軸
３４３ 弾性材
３４４ 軸孔
３４５ 係合凹溝部

Claims (5)

  1. 地質試料を採取するための地質試料採取装置においてアウターチューブ内の先端位置にインナーチューブを着脱可能に保持するコアバレルヘッドであって、
    前記インナーチューブの後端に連結されるメインシャフトと、
    このメインシャフトの軸方向に沿った略中間位置において軸支されているとともに、弾性材の付勢力により前記メインシャフトの外方向に拡開されて前記アウターチューブの内壁面に形成された係止溝に係合するインナー固定用ラッチと、
    前記メインシャフトの外周面に軸方向へスライド可能に装着されており、前記メインシャフトの先端方向にスライドされると前記インナー固定用ラッチを付勢力に抗して傾倒させて前記係止溝から解除するラッチ解除用スライド管と、
    前記メインシャフトの後端側に軸支されており、弾性材の付勢力により前記メインシャフトの外方向に拡開されて前記ラッチ解除用スライド管を前記インナー固定用ラッチが拡開状態となる位置で係止するとともに、前記アウターチューブ内に押入されるオーバーショットにより傾倒されることで前記ラッチ解除用スライド管の係止を解除するスライド管固定用ラッチと
    を有する、前記コアバレルヘッド。
  2. 前記ラッチ解除用スライド管には、前記インナー固定用ラッチの傾倒を防止するラッチ傾倒防止部が一体的に連結されており、当該ラッチ傾倒防止部は、前記インナー固定用ラッチが拡開状態のときに当該インナー固定用ラッチの内側に当接して傾倒を防止し、前記インナー固定用ラッチを傾倒させる場合には、前記ラッチ解除用スライド管が先端方向にスライドする動作に連動して移動し前記インナー固定用ラッチに対する当接を解除する、請求項１に記載のコアバレルヘッド。
  3. 前記メインシャフトに対して前記ラッチ解除用スライド管を後端方向に付勢するスライド管用付勢部材を有する、請求項１または請求項２に記載のコアバレルヘッド。
  4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のコアバレルヘッドと、このコアバレルヘッドの先端部に着脱可能に連結されるインナーチューブとを有する、インナーチューブアセンブリ。
  5. 地質試料を採取したインナーチューブの回収方法であって、
    アウターチューブ内にオーバーショットを押入して前記アウターチューブ内の先端位置にあるコアバレルヘッドのスライド管固定用ラッチを傾倒させてラッチ解除用スライド管との係合状態を解除するスライド管固定用ラッチ解除工程と、
    係合状態が解除された前記ラッチ解除用スライド管を先端側に押してメインシャフトの外周面に沿って軸方向先端側にスライドさせることによりラッチ傾倒防止部を軸方向先端側に移動させてインナー固定用ラッチに対する当接状態を解除するラッチ傾倒防止部解除工程と、
    スライドされる前記ラッチ解除用スライド管により前記インナー固定用ラッチを付勢力に抗して内方向に傾倒させて前記アウターチューブの内壁面に形成された係止溝から解除するインナー固定用ラッチ解除工程と、
    前記オーバーショットを前記コアバレルヘッドの後端部に連結させて前記アウターチューブ内に進入する地下水の水圧によって送り出させることにより、または前記オーバーショットに接続されたワイヤーで引き抜くことにより、前記コアバレルヘッドの先端に連結されている前記インナーチューブを回収するインナーチューブ回収工程と、
    を有する地質試料を採取したインナーチューブ回収方法。
JP2019228390A 2019-12-18 2019-12-18 コアバレルヘッド、これを備えたインナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法 Active JP6675040B1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019228390A JP6675040B1 (ja) 2019-12-18 2019-12-18 コアバレルヘッド、これを備えたインナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法
US17/757,160 US11814916B2 (en) 2019-12-18 2020-12-16 Core barrel head, inner tube assembly provided with same, and inner tube recovery method
PCT/JP2020/046990 WO2021125230A1 (ja) 2019-12-18 2020-12-16 コアバレルヘッド、これを備えたインナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法
EP20903006.3A EP4080013A4 (en) 2019-12-18 2020-12-16 CENTRAL CYLINDER HEAD, INTERNAL TUBE ASSEMBLY PROVIDED THEREWITH AND METHOD FOR RECOVERING INTERNAL TUBE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019228390A JP6675040B1 (ja) 2019-12-18 2019-12-18 コアバレルヘッド、これを備えたインナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6675040B1 JP6675040B1 (ja) 2020-04-01
JP2021095778A true JP2021095778A (ja) 2021-06-24

Family

ID=70000971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019228390A Active JP6675040B1 (ja) 2019-12-18 2019-12-18 コアバレルヘッド、これを備えたインナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11814916B2 (ja)
EP (1) EP4080013A4 (ja)
JP (1) JP6675040B1 (ja)
WO (1) WO2021125230A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113494256B (zh) * 2021-08-02 2023-05-09 贵州理工学院 一种地质勘探工程用辅助取芯装置
JP7185097B1 (ja) 2022-10-21 2022-12-06 茂 宮古 地質試料採取方法
CN117385850B (zh) * 2023-12-05 2024-02-23 湖北欧鑫科技有限公司 道路施工检测用打孔取样装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3667558A (en) * 1969-04-24 1972-06-06 Honore Joseph Lambot Cable-type coring apparatus for retrieving underground specimens
SU998728A1 (ru) * 1980-03-31 1983-02-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки Буровой снар д
US4834198A (en) * 1988-04-25 1989-05-30 Longyear Company Positive latch wire line core barrel apparatus
US5267620A (en) * 1991-05-01 1993-12-07 Longyear Company Drilling latch apparatus
US5601152A (en) * 1995-03-23 1997-02-11 Boart Longyear Inc. Vibrator core drilling apparatus
JP3965591B2 (ja) 1997-08-14 2007-08-29 鉱研工業株式会社 パーカッションワイヤラインサンプリング装置
JP3971015B2 (ja) * 1998-03-09 2007-09-05 株式会社エヌエルシー 岩芯採取用コアバレル、ドリルロッドおよびスイベルジョイント
US6089335A (en) * 1998-12-16 2000-07-18 Boart Longyear International Holdings, Inc. Positive latch core barrel apparatus
JP3472766B2 (ja) * 2001-02-15 2003-12-02 帝石削井工業株式会社 オリエンティング・ワイヤライン・コアバーレル装置
JP2002266585A (ja) * 2001-03-07 2002-09-18 Koken Boring Mach Co Ltd ワイヤラインサンプラ及びワイヤラインサンプリング工法
WO2009117347A1 (en) * 2008-03-17 2009-09-24 Pardey Harold M Detachable latch head for core drilling
JP2010242344A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Kajima Corp コアサンプリング装置
US9399898B2 (en) * 2009-10-07 2016-07-26 Longyear Tm, Inc. Core drilling tools with retractably lockable driven latch mechanisms
WO2013110159A1 (en) * 2012-01-27 2013-08-01 Atlas Copco Canada Inc. Core barrel head assembly
EP2971454B1 (en) * 2013-03-01 2023-04-12 Sandvik Intellectual Property AB A release valve used in an inner tube assembly for use with a core barrel
AU2014222873B2 (en) * 2013-03-01 2017-06-29 Sandvik Intellectual Property Ab Overshot tool having latch control means
US10704349B2 (en) * 2015-06-24 2020-07-07 Epiroc Canada Inc. Core barrel head assembly and method
US11255138B2 (en) * 2017-07-11 2022-02-22 Mbi Produits De Forage Inc. Core tube displacer for long reach drilling machines
CA3121256A1 (en) * 2018-12-07 2020-06-11 Epiroc Canada Inc. Fast drop inner tube head assembly and system

Also Published As

Publication number Publication date
EP4080013A4 (en) 2024-01-10
WO2021125230A1 (ja) 2021-06-24
JP6675040B1 (ja) 2020-04-01
EP4080013A1 (en) 2022-10-26
US11814916B2 (en) 2023-11-14
US20220412177A1 (en) 2022-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021125230A1 (ja) コアバレルヘッド、これを備えたインナーチューブアセンブリおよびインナーチューブ回収方法
RU2335630C2 (ru) Скважинная колонна в сборе
KR101907790B1 (ko) 시트파일 장착형 오거 드릴 장치 및 이를 이용한 천공공법
CA1238893A (fr) Procede et dispositif pour le forage du sol
EP3085886B1 (fr) Outil de creusement pour un tunnelier, ainsi que tunnelier comprenant un tel outil
JP4653110B2 (ja) 地中障害物の撤去装置及び掘削ユニット並びにこれを用いた地中障害物の撤去方法
JP2007284972A (ja) 削孔装置
JP5380142B2 (ja) 拡底バケット、ケーシング、及び拡底杭の構築方法
JP2002266585A (ja) ワイヤラインサンプラ及びワイヤラインサンプリング工法
JP7185097B1 (ja) 地質試料採取方法
JP3849788B2 (ja) 二重管式掘削装置
JPH0781272B2 (ja) 応力材の設置工法
JP2018062805A (ja) 芯材埋設工法
JP4264396B2 (ja) 削孔装置
JP4966551B2 (ja) トンネル掘削機の回収方法
JP4498227B2 (ja) シールド掘進機のビット交換装置
JP2000204870A (ja) 削孔装置
JP3830917B2 (ja) 管路形成用トンネル掘削機
JP4264393B2 (ja) 削孔装置
KR20140014419A (ko) 수축 확장이 용이한 해머비트
JP7223403B2 (ja) 掘削装置及び掘削方法
JP2903350B2 (ja) パーカッションワイヤラインサンプリング装置及び工法
JPH04124395A (ja) 地質調査用掘削装置
JP2002061494A (ja) 小口径推進機
JPS5912281Y2 (ja) 土留用サポ−ト

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191220

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20191220

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20200116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200304

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200309

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6675040

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250