JP2021147752A

JP2021147752A - Drilling bit

Info

Publication number: JP2021147752A
Application number: JP2020044935A
Authority: JP
Inventors: 健太郎増岡; Kentaro Masuoka; 肇山本; Hajime Yamamoto; 裕介平塚; Yusuke Hiratsuka; 俊充久我; Toshimitsu Kuga; 健太郎奥津; Kentaro Okutsu
Original assignee: Taisei Corp; Koken Boring Machine Co Ltd
Current assignee: Taisei Corp; Koken Boring Machine Co Ltd
Priority date: 2020-03-16
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2021-09-27
Anticipated expiration: 2040-03-16
Also published as: JP7436983B2

Abstract

To propose a drilling bit having a double bit structure including an outer bit and an inner bit, in which the inner bit is easily attached to the outer bit.SOLUTION: A drilling bit 1 includes a cylindrical outer bit 3, and an inner bit 4 provided in a hollow portion of the outer bit 3. The inner bit 4 is formed with at least a polygonal outer peripheral portion 42 at a distal end part. The outer bit 3 includes a polygonal cylindrical portion 32 including an internal angle portion 35 where a corner portion of the polygonal outer peripheral portion 42 of the inner bit 4 contacts, and a taper portion 33 where a guide surface 39 connecting to the internal angle portion 35 of the polygonal cylindrical portion 32 is formed.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ボーリング技術に関する。特に先端の削孔ビットに関する。 The present invention relates to a bowling technique. Especially related to the drilling bit at the tip.

地中に掘削孔を形成する場合において、孔壁の崩落を防止することを目的として、掘削孔の削孔とともにケーシング等の筒状部材を孔内に埋設する場合がある。ケーシングは、削孔に使用した掘削手段を撤去した直後に掘削孔内に圧入するのが一般的である。ところが、削孔とケーシングの圧入とを別々に行うと、作業に手間がかかるとともに、ケーシングを圧入するまでの間に孔壁が崩落するおそれがある。
そのため、アウタービットが先端に設けられたケーシングを利用して削孔し、削孔後にケーシングを残置する方法が採用される場合がある。例えば、特許文献１のノンコア削孔装置は、アウタービットの中空部にインナービットを取り付けたいわゆる二重ビットを利用して全断面掘削を行い、削孔完了後にインナービットを回収するものである。
トンネル工事等において、切羽前方の地質や湧水区間の状況を把握することを目的として水平調査ボーリングを行う場合に、二重ビットを利用して硬岩削孔を行い、湧水区間に到達した段階でインナービットを取り外して湧水区間の地下水状況（水量や水圧等の水理特性）を計測する場合がある。この湧水区間の前方にも他の湧水区間が存在することが予想される場合には、インナービットをアウタービットに再度取り付けて、次の湧水区間に向けて削孔を再開するのが望ましい。一方、二重ビットは、アウタービットの回転トルクをインナービットに伝達させるために、アウタービットとインナービットとを嵌合させる必要があるが、掘削孔の先端部において、アウタービットにインナービットを嵌合させるのは困難であった。 When an excavation hole is formed in the ground, a cylindrical member such as a casing may be buried in the hole together with the excavation hole for the purpose of preventing the hole wall from collapsing. The casing is generally press-fitted into the excavation hole immediately after the excavation means used for drilling is removed. However, if the drilling and the press-fitting of the casing are performed separately, the work is troublesome and the hole wall may collapse before the casing is press-fitted.
Therefore, a method of drilling a hole using a casing provided at the tip of the outer bit and leaving the casing after drilling may be adopted. For example, the non-core drilling device of Patent Document 1 excavates the entire cross section using a so-called double bit in which an inner bit is attached to a hollow portion of an outer bit, and collects the inner bit after the drilling is completed.
In tunnel construction, etc., when performing horizontal survey boring for the purpose of grasping the geology in front of the face and the condition of the spring water section, a hard rock drilling was performed using a double bit to reach the spring water section. The inner bit may be removed at the stage to measure the groundwater condition (hydraulic characteristics such as water volume and water pressure) in the spring section. If it is expected that another spring section will exist in front of this spring section, it is recommended to reattach the inner bit to the outer bit and restart drilling for the next spring section. desirable. On the other hand, in the double bit, in order to transmit the rotational torque of the outer bit to the inner bit, it is necessary to fit the outer bit and the inner bit, but at the tip of the drilling hole, the inner bit is fitted to the outer bit. It was difficult to match.

特開２００１−２０７７７１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-207771

本発明は、アウタービットとインナービットとを備える二重ビット構造の削孔ビットにおいて、アウタービットへのインナービットの装着が容易となる削孔ビットを提案することを目的とする。 It is an object of the present invention to propose a drilling bit having a double bit structure including an outer bit and an inner bit, in which the inner bit can be easily attached to the outer bit.

前記課題を解決するために、本発明は、筒状のアウタービットと、前記アウタービットの中空部に設けられたインナービットとを備える削孔ビットである。前記インナービットは少なくとも先端部に多角形外周部を有している。前記アウタービットは、前記インナービットの前記多角形外周部の角部が接する内角部を有する多角形筒部と、当該多角形筒部の前記内角部に連続するガイド面が形成されたテーパー部とを備えている。
かかる削孔ビットによれば、アウタービットの多角形筒部とインナービットの多角形外周部とが嵌合するので、アウタービットの回転トルクがインナービットに伝達し、その結果、全断面掘削が可能となる。また、アウタービットの内周面は、多角形筒部にすり付くようにテーパー部が形成されているため、アウタービットに後方から挿入されたインナービットの多角形外周部が、アウタービットの多角形筒部に誘導される。そのため、アウタービットへインナービットを装着しやすい。 In order to solve the above problems, the present invention is a drilling bit including a tubular outer bit and an inner bit provided in a hollow portion of the outer bit. The inner bit has a polygonal outer peripheral portion at least at the tip end portion. The outer bit includes a polygonal tubular portion having an inner corner portion in contact with the corner portion of the outer peripheral portion of the polygon of the inner bit, and a tapered portion having a guide surface formed on the inner corner portion of the polygonal tubular portion. It has.
According to such a drilling bit, since the polygonal cylinder portion of the outer bit and the polygonal outer peripheral portion of the inner bit are fitted, the rotational torque of the outer bit is transmitted to the inner bit, and as a result, the entire cross section can be excavated. It becomes. Further, since the inner peripheral surface of the outer bit is formed with a tapered portion so as to stick to the polygonal cylinder portion, the polygonal outer peripheral portion of the inner bit inserted into the outer bit from the rear is a polygon of the outer bit. It is guided to the cylinder. Therefore, it is easy to attach the inner bit to the outer bit.

前記テーパー部の内角部の位置における軸方向の長さは、前記内角部同士の中間における長さよりも大きいのが望ましい。多角形筒部の内角部同士の中間の延長線上におけるテーパー部の軸方向の長さが他の部分よりも小さければ、インナービットの多角形外周部の角が、テーパー部にガイドされ、アウタービットの内角部に誘導される。そのため、アウタービットへのインナービットの装着がより容易である。
また、前記テーパー部は、周方向の傾斜面を有しているのが望ましい。すなわち、前記テーパー部が、多角形筒部の内角部に向かってすり付くように軸方向および周方向に傾斜していれば、多角形筒部に誘導されたインナービットの多角形外周部の角が内角部に誘導されやすくなる。
さらに、前記テーパー部の形状は、軸方向の中間における断面が弧状の凹形であり、テーパー始端部が凸形であることが望ましい。すなわち、テーパー部の軸方向中間部の断面形状が、弧状の凹部が連続して設けられていることにより波型を呈しており、テーパー部の軸方向始端部におけるアウタービットの内面形状が、弧状の凸部が連続して設けられていることにより波型を呈していれば、インナービットの多角形部分の角部がアウタービットの内面に引っ掛かり難く、アウタービットにインナービットを装着しやすい。 It is desirable that the axial length at the position of the inner corner portion of the tapered portion is larger than the length in the middle between the inner corner portions. If the axial length of the tapered portion on the extension line between the inner corners of the polygonal cylinder is smaller than that of the other portions, the angle of the outer peripheral portion of the polygon of the inner bit is guided by the tapered portion, and the outer bit is guided by the tapered portion. It is guided to the inner corner of. Therefore, it is easier to attach the inner bit to the outer bit.
Further, it is desirable that the tapered portion has an inclined surface in the circumferential direction. That is, if the tapered portion is inclined in the axial direction and the circumferential direction so as to rub against the inner corner portion of the polygonal cylinder portion, the angle of the polygonal outer peripheral portion of the inner bit guided to the polygonal cylinder portion. Is more likely to be guided to the inner corner.
Further, it is desirable that the shape of the tapered portion is a concave shape having an arc-shaped cross section in the middle in the axial direction, and a convex shape at the starting end portion of the taper portion. That is, the cross-sectional shape of the axially intermediate portion of the tapered portion is corrugated due to the continuous provision of arcuate recesses, and the inner surface shape of the outer bit at the axially starting end of the tapered portion is arcuate. If the convex portion of the inner bit is continuously provided to form a wavy shape, the corner portion of the polygonal portion of the inner bit is less likely to be caught on the inner surface of the outer bit, and the inner bit can be easily attached to the outer bit.

本発明の削孔ビットによれば、アウタービットの内面に形成されたテーパー部により、アウタービットに後方から挿入されたインナービットが自然に回転し、アウタービットへのインナービットの装着が容易になる。 According to the drilling bit of the present invention, the tapered portion formed on the inner surface of the outer bit allows the inner bit inserted into the outer bit from the rear to rotate naturally, facilitating the attachment of the inner bit to the outer bit. ..

水平調査ボーリングの概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the horizontal survey boring. 本発明の実施形態に係る削孔ビットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the drilling bit which concerns on embodiment of this invention. （ａ）はアウタービットの斜視図、（ｂ）はインナービットの斜視図である。(A) is a perspective view of the outer bit, and (b) is a perspective view of the inner bit. アウタービットの断面斜視図である。It is sectional drawing of the outer bit. アウタービットの縦断面図である。It is a vertical sectional view of an outer bit. （ａ）は図５のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図５のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は図５のＣ−Ｃ断面図である。(A) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5, (b) is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 5, and (c) is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 水平調査ボーリングの概要を示す断面図であって、（ａ）は回収装置セット状況、（ｂ）はオーバーショットセット状況、（ｃ）はオーバーショット送り込み状況、（ｄ）はインナービット引抜状況、（ｅ）はインナービット回収状況を示している。It is a cross-sectional view which shows the outline of the horizontal investigation boring, (a) is the recovery device set status, (b) is the overshot set status, (c) is the overshot feed status, (d) is the inner bit pull-out status, ( e) shows the inner bit collection status. 他の形態に係るアウタービットの縦断面図である。It is a vertical sectional view of the outer bit which concerns on other forms.

本実施形態では、切羽前方に湧水帯Ｇ０の存在が予想されるトンネル工事において、事前に地山Ｇの湧水状況を把握することを目的として実施する水平調査ボーリングに使用する削孔ビット１について説明する。
はじめに、水平調査ボーリングの概要を示す図１を用いて、削孔ビット１の説明をする。地山Ｇには湧水が想定される湧水帯Ｇ０がある。本実施形態における削孔ビット１は、アウタービット３と、アウタービット３の内空部に嵌合したインナービット４で構成され、削孔ロッド２の先端に接続されている。ボーリング孔ＢＨの削孔は、図示していないボーリングマシンからの回転力については、削孔ロッド２を通じてアウタービット３とインナービット４に伝達する。削孔ロッド２を通じて伝達されるボーリングマシンからの打撃力は、アウタービット３に伝達されるとともに、インナービット４の基端に接続したインナーヘッドアッセンブリー７のラッチ７１を介してインナービット４へ伝達される。また、インナーヘッドアッセンブリー７の基端には回収用のワンタッチジョイント式の嵌合部材７２が設けられている。
ボーリング孔ＢＨの切羽部の坑口は口元保護管５を設置して充填材５１で固定されている。削孔ロッド２は、中空の筒状部材からなり、複数のロッド構成材（管材）を軸方向に連結することにより構成されている。 In the present embodiment, in the tunnel construction in which the existence of the spring zone G0 is expected in front of the face, the drilling bit 1 used for the horizontal survey boring carried out for the purpose of grasping the spring condition of the ground G in advance. Will be described.
First, the drilling bit 1 will be described with reference to FIG. 1, which shows an outline of horizontal survey boring. The ground G has a spring zone G0 where spring water is expected. The drilling bit 1 in the present embodiment is composed of an outer bit 3 and an inner bit 4 fitted in the inner space of the outer bit 3 and is connected to the tip of the drilling rod 2. The drilling of the boring hole BH transmits the rotational force from a boring machine (not shown) to the outer bit 3 and the inner bit 4 through the drilling rod 2. The striking force from the boring machine transmitted through the drilling rod 2 is transmitted to the outer bit 3 and also to the inner bit 4 via the latch 71 of the inner head assembly 7 connected to the base end of the inner bit 4. NS. Further, a one-touch joint type fitting member 72 for recovery is provided at the base end of the inner head assembly 7.
The wellhead of the face portion of the boring hole BH is fixed with a filler 51 by installing a mouth protection pipe 5. The drilling rod 2 is made of a hollow cylindrical member, and is configured by connecting a plurality of rod constituent members (tube members) in the axial direction.

削孔ビット１は、図２に示すように、筒状のアウタービット３と、アウタービット３の中空部に配設されたインナービット４とを備えている。アウタービット３とインナービット４は、互いの中心軸同士が一致した状態で嵌合している。削孔ビット１（アウタービット３およびインナービット４）は、硬岩等を含む地山Ｇの切削に必要な強度を有した金属（例えば、超硬合金）により形成されている。 As shown in FIG. 2, the drilling bit 1 includes a cylindrical outer bit 3 and an inner bit 4 arranged in a hollow portion of the outer bit 3. The outer bit 3 and the inner bit 4 are fitted so that their central axes are aligned with each other. The drilling bit 1 (outer bit 3 and inner bit 4) is formed of a metal (for example, cemented carbide) having the strength required for cutting the ground G including hard rocks and the like.

アウタービット３の詳細を図３（ａ）で説明する。アウタービット３の外形状は、先端に向かうに従って拡径する円錐台状部分３６と、円錐台状部分３６の後部に接続された円柱状部分３７とからなる。円錐台状部分３６の先端面には、複数の円錐状の突起３８が形成されている。突起３８の形状、数および配置は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。円柱状部分３７の外径は、円錐台状部分３６の後端の外径よりも小さい。また、円柱状部分３７の外面には、凹凸が形成されていて、削孔ロッド２の先端に嵌合可能である。なお、円柱状部分３７の形状は限定されるものではなく、削孔ロッド２との接合方式に応じて適宜決定すればよい。また、アウタービット３の外形状は限定されるものではない。例えば、アウタービット３の先端部は必ずしも円錐台状である必要はなく、円柱状であってもよい。 The details of the outer bit 3 will be described with reference to FIG. 3 (a). The outer shape of the outer bit 3 includes a truncated cone-shaped portion 36 whose diameter increases toward the tip, and a columnar portion 37 connected to the rear portion of the truncated cone-shaped portion 36. A plurality of conical protrusions 38 are formed on the tip surface of the truncated cone-shaped portion 36. The shape, number, and arrangement of the protrusions 38 are not limited, and may be appropriately determined. The outer diameter of the columnar portion 37 is smaller than the outer diameter of the rear end of the truncated cone-shaped portion 36. Further, the outer surface of the columnar portion 37 is formed with irregularities so that it can be fitted to the tip of the drilling rod 2. The shape of the columnar portion 37 is not limited, and may be appropriately determined according to the joining method with the drilling rod 2. Further, the outer shape of the outer bit 3 is not limited. For example, the tip of the outer bit 3 does not necessarily have to be a truncated cone, and may be cylindrical.

インナービット４は、アウタービット３に対して軸方向に着脱可能である。インナービット４の詳細を図３（ｂ）で説明する。インナービット４は、先端部４１と、先端部４１の後側に連続して形成された多角形外周部４２と、多角形外周部４２の後部に連続して形成された係止部４３と、係止部４３の後部に連続して形成されたジョイント部４４とを備えている。インナービット４は、先端部４１により先端が遮蔽された中空部材である。 The inner bit 4 is axially removable with respect to the outer bit 3. The details of the inner bit 4 will be described with reference to FIG. 3 (b). The inner bit 4 includes a tip portion 41, a polygonal outer peripheral portion 42 continuously formed on the rear side of the tip portion 41, and a locking portion 43 continuously formed on the rear portion of the polygon outer peripheral portion 42. A joint portion 44 formed continuously at the rear portion of the locking portion 43 is provided. The inner bit 4 is a hollow member whose tip is shielded by the tip portion 41.

先端部４１は、先端に向かうにしたがって断面形状が縮小する円錐台状部分である。先端部４１の端面および側面（テーパー状の部分）には、複数の円錐状の突起（刃）４５が形成されている。突起４５の先端は、多角形外周部４２の外周面よりも内側（中心側）に位置している。すなわち、突起４５の先端は、インナービット４を軸方向から望んだ際に、多角形外周部４２の外周面よりも外側に突出していない。なお、突起（刃）４５の形状、数および配置は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。突起４５は、例えば、三角錐状であってもよい。また、先端部４１には、削孔ロッド２を介して圧送された高圧水を噴射するための噴射孔を形成してもよい。 The tip portion 41 is a truncated cone-shaped portion whose cross-sectional shape decreases toward the tip. A plurality of conical protrusions (blades) 45 are formed on the end surface and the side surface (tapered portion) of the tip portion 41. The tip of the protrusion 45 is located inside (center side) of the outer peripheral surface of the polygonal outer peripheral portion 42. That is, the tip of the protrusion 45 does not protrude outward from the outer peripheral surface of the polygonal outer peripheral portion 42 when the inner bit 4 is viewed from the axial direction. The shape, number, and arrangement of the protrusions (blades) 45 are not limited, and may be appropriately determined. The protrusion 45 may have a triangular pyramid shape, for example. Further, the tip portion 41 may be formed with an injection hole for injecting high-pressure water pumped through the drilling rod 2.

多角形外周部４２は、先端部４１の後端から一定の長さの区間に形成されている。本実施形態の多角形外周部４２は、断面視正八角形状を呈している。多角形外周部４２の外面は、インナービット４の中心軸と平行であり、区間内は同一の断面寸法を呈している。なお、多角形外周部４２には、部分的に凹部や溝などが形成されていてもよい。 The polygonal outer peripheral portion 42 is formed in a section having a constant length from the rear end of the tip portion 41. The polygonal outer peripheral portion 42 of the present embodiment has a regular octagonal shape in cross section. The outer surface of the outer peripheral portion 42 of the polygon is parallel to the central axis of the inner bit 4, and has the same cross-sectional dimensions within the section. The outer peripheral portion 42 of the polygon may be partially formed with a recess or a groove.

係止部４３は、多角形外周部４２の外形よりも大きな外形を有した円柱状部分であり、削孔ロッド２の内径よりも小さな外径を有する。すなわち、係止部４３は、軸方向視で多角形外周部４２の外側に突出している。係止部４３の軸方向の長さは、多角形外周部４２に比べて小さい。係止部４３の先端側には、多角形外周部４２にすり付くテーパーが形成されており、係止部４３の後端側にはジョイント部４４にすり付くテーパーが形成されている。 The locking portion 43 is a columnar portion having an outer shape larger than the outer shape of the polygonal outer peripheral portion 42, and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the drilling rod 2. That is, the locking portion 43 projects to the outside of the polygonal outer peripheral portion 42 in the axial direction. The axial length of the locking portion 43 is smaller than that of the polygon outer peripheral portion 42. A taper that sticks to the outer peripheral portion 42 of the polygon is formed on the tip end side of the locking portion 43, and a taper that sticks to the joint portion 44 is formed on the rear end side of the locking portion 43.

ジョイント部４４は、係止部４３に繋がる円柱状部分であり、係止部４３よりも小さい径を有する。ジョイント部４４の外面には凹凸が形成されており、インナービット４を回収するためのインナーヘッドアッセンブリー７に嵌合可能あるいは螺合可能である。なお、ジョイント部４４の外面形状は限定されるものではなく、インナーヘッドアッセンブリー７の構成（形式）に応じて適宜決定すればよい。 The joint portion 44 is a columnar portion connected to the locking portion 43 and has a diameter smaller than that of the locking portion 43. The outer surface of the joint portion 44 is formed with irregularities, and can be fitted or screwed into the inner head assembly 7 for collecting the inner bit 4. The outer surface shape of the joint portion 44 is not limited, and may be appropriately determined according to the configuration (type) of the inner head assembly 7.

アウタービット３の内空部の構造を図４および図５に示す。アウタービット３の内周面３１は、多角形筒部３２と、テーパー部３３、円筒部３４とを有している。
多角形筒部３２は、インナービット４の多角形外周部４２の角が接する内角部３５を有している。すなわち、多角形筒部３２は、多角形外周部４２と嵌合可能となるように、正八角形断面を呈している。多角形筒部３２の形状は、係止部４３よりも小さい。そのため、インナービット４をアウタービット３に挿入した際に、多角形筒部３２の後端（アウタービット３の内面）に係止部４３が係止して、インナービット４がアウタービット３の先端から抜け出すことが防止される。正八角形断面の多角形筒部３２の内角部３５は、アウタービット３の中心軸と平行であり、多角形筒部３２は、一定の内空断面積を有している。多角形筒部３２は、インナービット４への回転力の伝達に必要な長さを有している。 The structure of the inner space of the outer bit 3 is shown in FIGS. 4 and 5. The inner peripheral surface 31 of the outer bit 3 has a polygonal tubular portion 32, a tapered portion 33, and a cylindrical portion 34.
The polygonal tubular portion 32 has an internal angle portion 35 in which the corners of the polygonal outer peripheral portion 42 of the inner bit 4 are in contact with each other. That is, the polygonal tubular portion 32 has a regular octagonal cross section so that it can be fitted with the polygonal outer peripheral portion 42. The shape of the polygonal tubular portion 32 is smaller than that of the locking portion 43. Therefore, when the inner bit 4 is inserted into the outer bit 3, the locking portion 43 is locked to the rear end (inner surface of the outer bit 3) of the polygonal tubular portion 32, and the inner bit 4 is the tip of the outer bit 3. It is prevented from getting out of. The inner angle portion 35 of the polygonal tubular portion 32 having a regular octagonal cross section is parallel to the central axis of the outer bit 3, and the polygonal tubular portion 32 has a constant inner space cross-sectional area. The polygonal tubular portion 32 has a length required for transmitting a rotational force to the inner bit 4.

円筒部３４は、インナービット４の外周形状よりも大きな内面形状を有している。すなわち、円筒部３４は、インナービット４の係止部４３の外径よりも大きな内径を有していて、インナービット４の挿通が可能に構成されている。円筒部３４の内径は一定である。 The cylindrical portion 34 has an inner surface shape larger than the outer peripheral shape of the inner bit 4. That is, the cylindrical portion 34 has an inner diameter larger than the outer diameter of the locking portion 43 of the inner bit 4, and is configured so that the inner bit 4 can be inserted. The inner diameter of the cylindrical portion 34 is constant.

テーパー部３３には、多角形筒部３２の内角部３５に連続するガイド面３９が形成されている。テーパー部３３は、多角形筒部３２よりも大きな内空形状を有した円筒部３４から多角形筒部３２にすり付くように、多角形筒部３２に近付くにつれて内面形状が縮小する。図５に示すように、本実施形態では、各内角部３５に対応して形成された内面視歯状の凹曲面がガイド面３９になっていて、複数のガイド面３９が周方向に連なることによりテーパー部３３が形成されている。テーパー部３３のテーパー始端部の形状は凸形である。すなわち、テーパー部３３の軸方向端部におけるアウタービット３の内面形状は、複数の弧が連続することにより波型を呈している。ガイド面３９の先端は、周方向の傾斜により内角部３５にすり付いている。こうすることで、アウタービット３に挿入されたインナービット４の多角形外周部４２の角部分が内角部３５同士の間に挿入した場合であっても、内角部３５に誘導されやすくなる。また、テーパー部３３の各ガイド面３９の後端は、内角部３５の延長線上において後方に最も突出する弧状を呈している。こうすることで、テーパー部３３の後端部において、内角部３５同士の中間部側から内角部３５側に傾斜する曲面が形成されて、インナービット４の多角形外周部４２の角部分が内角部３５に誘導されやすくなる。 The tapered portion 33 is formed with a guide surface 39 continuous with the internal angle portion 35 of the polygonal tubular portion 32. The inner surface shape of the tapered portion 33 shrinks as it approaches the polygonal tubular portion 32 so as to rub against the polygonal tubular portion 32 from the cylindrical portion 34 having an inner space shape larger than that of the polygonal tubular portion 32. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the concave curved surface having an internal visual tooth shape formed corresponding to each internal angle portion 35 is a guide surface 39, and a plurality of guide surfaces 39 are connected in the circumferential direction. The tapered portion 33 is formed by the above. The shape of the taper start end portion of the taper portion 33 is convex. That is, the inner surface shape of the outer bit 3 at the axial end of the tapered portion 33 has a wavy shape due to the continuation of a plurality of arcs. The tip of the guide surface 39 is attached to the internal angle portion 35 due to the inclination in the circumferential direction. By doing so, even when the corner portion of the polygonal outer peripheral portion 42 of the inner bit 4 inserted into the outer bit 3 is inserted between the inner corner portions 35, it is likely to be guided to the inner corner portion 35. Further, the rear end of each guide surface 39 of the tapered portion 33 has an arc shape that protrudes most rearward on the extension line of the internal angle portion 35. By doing so, at the rear end portion of the tapered portion 33, a curved surface inclined from the intermediate portion side between the inner corner portions 35 to the inner corner portion 35 side is formed, and the corner portion of the polygonal outer peripheral portion 42 of the inner bit 4 has an inner angle. It becomes easy to be guided to the part 35.

アウタービット３の断面形状を図６に示す。多角形筒部３２の位置（Ａ−Ａ断面）の内空の形状は、内角部３５が明確にわかる多角形断面である。テーパー部３３の位置（Ｂ−Ｂ断面）および（Ｃ−Ｃ断面）の内空形状は、複数の断面弧状の凹形が周方向に連続していることで、波型を呈している。すなわち、テーパー部３３の各ガイド面３９は、多角形筒部３２の内角部３５にすり付くように軸方向および周方向に傾斜している。 The cross-sectional shape of the outer bit 3 is shown in FIG. The shape of the inner sky at the position of the polygonal tubular portion 32 (AA cross section) is a polygonal cross section in which the internal angle portion 35 can be clearly seen. The inner sky shape of the position (BB cross section) and (CC cross section) of the tapered portion 33 is corrugated because a plurality of arcuate concave shapes in the cross section are continuous in the circumferential direction. That is, each guide surface 39 of the tapered portion 33 is inclined in the axial direction and the circumferential direction so as to stick to the internal angle portion 35 of the polygonal tubular portion 32.

削孔ビット１を利用した水平調査ボーリングでは、まず、図１に示すように、アウタービット３が先端に固定された削孔ロッド２を使用して切羽前方に向けてボーリング孔ＢＨを削孔する。ボーリング孔ＢＨの削孔は、アウタービット３の内空部にインナービット４を取り付けた状態で行う。本実施形態のボーリング孔ＢＨは、略水平（基端側よりも先端側が高い状態も含む）に形成する。ボーリング孔ＢＨの削孔は、削孔ロッド２により行う。削孔ロッド２が図示しないボーリングマシンの動力により中心軸を中心に回転すると、アウタービット３およびインナービット４が地山Ｇを全断面切削する。 In the horizontal survey boring using the drilling bit 1, first, as shown in FIG. 1, the drilling hole BH is drilled toward the front of the face using the drilling rod 2 in which the outer bit 3 is fixed to the tip. .. The drilling of the boring hole BH is performed with the inner bit 4 attached to the inner space of the outer bit 3. The boring hole BH of the present embodiment is formed substantially horizontally (including a state in which the tip side is higher than the base end side). The drilling of the boring hole BH is performed by the drilling rod 2. When the drilling rod 2 is rotated about the central axis by the power of a boring machine (not shown), the outer bit 3 and the inner bit 4 cut the entire cross section of the ground G.

本実施形態では、切羽に口元保護管５を設置した状態で、ボーリング孔ＢＨの削孔を行う。口元保護管５は、ボーリング孔ＢＨの孔口部分を保護する管材であって、ボーリング孔ＢＨの孔口部分に先端部分が挿入されているとともに、基端部が当該ボーリング孔ＢＨから突出している。口元保護管５は、削孔ロッド２を挿入可能な内径を具備したケーシングであって、ボーリング孔ＢＨと連通している。口元保護管５とボーリング孔ＢＨとの隙間には、充填材５１を充填する。なお、充填材５１を構成する材料は限定されるものではないが、例えばセメント系材料を使用すればよい。削孔ロッド２は、孔口に取り付けられた口元保護管５に挿通する。削孔ロッド２が図示しないボーリングマシンの動力により中心軸を中心に回転すると、アウタービット３およびインナービット４が地山Ｇを切削する。 In the present embodiment, the boring hole BH is drilled with the mouth protection tube 5 installed on the face. The mouth protection tube 5 is a pipe material that protects the hole opening portion of the boring hole BH, and the tip portion is inserted into the hole opening portion of the boring hole BH and the base end portion protrudes from the boring hole BH. .. The mouth protection pipe 5 is a casing having an inner diameter into which the drilling rod 2 can be inserted, and communicates with the boring hole BH. The gap between the mouth protection tube 5 and the boring hole BH is filled with a filler 51. The material constituting the filler 51 is not limited, but for example, a cement-based material may be used. The drilling rod 2 is inserted into the mouth protection tube 5 attached to the hole opening. When the drilling rod 2 is rotated about the central axis by the power of a boring machine (not shown), the outer bit 3 and the inner bit 4 cut the ground G.

所定の深さのボーリング孔ＢＨを削孔したら、インナービット４をアウタービット３から取り外して回収する。インナービット４の回収方法を図７で説明する。インナービット４の回収は、回収装置６を利用して行う。回収装置６は、図７（ａ）に示すように、削孔ロッド２の端部（孔口側端部）に取り付ける。回収装置６は、削孔ロッド２に連結されたピンチバルブ６１と、ピンチバルブ６１に連結された回収鋼管６２と、回収鋼管６２に連結されたウォータースイベル６３と、ウォータースイベル６３に連結されたプリペンダー６４とを備えている。 After drilling the boring hole BH having a predetermined depth, the inner bit 4 is removed from the outer bit 3 and collected. A method of collecting the inner bit 4 will be described with reference to FIG. The inner bit 4 is collected by using the collection device 6. As shown in FIG. 7A, the recovery device 6 is attached to the end portion (hole opening side end portion) of the drilling rod 2. The recovery device 6 includes a pinch valve 61 connected to the drilling rod 2, a recovery steel pipe 62 connected to the pinch valve 61, a water swivel 63 connected to the recovery steel pipe 62, and a prepender connected to the water swivel 63. It has 64 and.

回収装置６の設置に伴い、図７（ｂ）に示すように、ワイヤー６５が接続されたオーバーショット６６を回収鋼管６２内に配設する。次に、図７（ｃ）に示すように、ピンチバルブ６１を開いて、オーバーショット６６を削孔ロッド２内に挿入する。オーバーショット６６は、ウォータースイベル６３を介して圧入された水Ｗ２の圧力により、削孔ロッド２の先端側に送り込む。オーバーショット６６は、削孔ロッド２内において、インナービット４に接続される。オーバーショット６６の先端には、インナーヘッドアッセンブリー７の基端に形成されたワンタッチジョイント式の嵌合部材７２と嵌合する嵌合部材が形成されており、オーバーショット６６とインナーヘッドアッセンブリー７の嵌合部材同士を嵌合することにより、オーバーショット６６とインナービット４がインナーヘッドアッセンブリー７を介して接続される。オーバーショット６６をインナービット４に接続したら、図７（ｄ）に示すように、図示しないウィンチ等によりワイヤー６５を巻き上げることで、オーバーショット６６およびインナービット４を引き抜く。インナービット４を回収鋼管６２内に引き込んだら、図７（ｅ）に示すように、ピンチバルブ６１を閉じた状態で、回収鋼管６２からウォータースイベル６３を取り外し、インナービット４を回収装置６から取り出す。 With the installation of the recovery device 6, as shown in FIG. 7B, the overshot 66 to which the wire 65 is connected is arranged in the recovery steel pipe 62. Next, as shown in FIG. 7C, the pinch valve 61 is opened and the overshot 66 is inserted into the drilling rod 2. The overshot 66 is sent to the tip end side of the drilling rod 2 by the pressure of the water W2 press-fitted through the water swivel 63. The overshot 66 is connected to the inner bit 4 in the drilling rod 2. At the tip of the overshot 66, a fitting member that fits with the one-touch joint type fitting member 72 formed at the base end of the inner head assembly 7 is formed, and the overshot 66 and the inner head assembly 7 are fitted. By fitting the combined members together, the overshot 66 and the inner bit 4 are connected via the inner head assembly 7. After the overshot 66 is connected to the inner bit 4, the overshot 66 and the inner bit 4 are pulled out by winding the wire 65 with a winch or the like (not shown) as shown in FIG. 7D. After the inner bit 4 is pulled into the recovery steel pipe 62, the water swivel 63 is removed from the recovery steel pipe 62 with the pinch valve 61 closed, and the inner bit 4 is taken out from the recovery device 6 as shown in FIG. 7 (e). ..

インナービット４を回収したら、削孔ロッド２を介して流出した地下水の量や圧力を測定する。
湧水状況の測定後、削孔ロッド２にインナービット４を挿入し、アウタービット３にインナービット４を再度取り付ける。このとき、インナービット４は、ウォータースイベル６３を介して圧入された水Ｗ２の圧力により、削孔ロッド２の先端側に送り込み、アウタービット３に嵌合させる。アウタービット３の内部に送り込まれたインナービット４は、アウタービット３の内周面３１に沿って回転することで、中心軸がアウタービット３の中心軸と一致するように移動しつつ多角形筒部３２の内角部３５と多角形外周部４２の角とが嵌め合わされた状態で、アウタービット３に取り付けられる（図１参照）。アウタービット３にインナービット４を取り付けたら、ボーリング孔ＢＨの削孔を再開する。 After collecting the inner bit 4, the amount and pressure of the groundwater flowing out through the drilling rod 2 are measured.
After measuring the spring water condition, the inner bit 4 is inserted into the drilling rod 2, and the inner bit 4 is reattached to the outer bit 3. At this time, the inner bit 4 is fed to the tip end side of the drilling rod 2 by the pressure of the water W2 press-fitted through the water swivel 63, and is fitted into the outer bit 3. The inner bit 4 sent into the outer bit 3 rotates along the inner peripheral surface 31 of the outer bit 3, so that the central axis moves so as to coincide with the central axis of the outer bit 3 and is a polygonal cylinder. The inner corner portion 35 of the portion 32 and the corner of the outer peripheral portion 42 of the polygon are fitted to the outer bit 3 (see FIG. 1). After attaching the inner bit 4 to the outer bit 3, the drilling of the boring hole BH is restarted.

本実施形態の削孔ビット１によれば、アウタービット３の内空が多角形（八角形）断面であり、インナービット４の外形がアウタービット３の内空に嵌合可能な多角形（八角形）断面であるため、アウタービット３とインナービット４とが嵌合し、削孔時の回転力がアウタービット３からインナービット４に伝達され、効率的な全断面削孔が可能となる。したがって、削孔ビット１によれば、硬岩掘削も可能である。
また、インナービット４の取り外しが容易で、かつ、ボーリング掘削を再開する際にはアウタービット３にインナービット４を容易に取り付けることができる。
アウタービット３の内周面３１には、多角形筒部３２の内角部３５にすり付く傾斜面（テーパー部３３）が形成されているため（図４，図５参照）、アウタービット３に挿入されたインナービット４は、多角形外周部４２のりょう線（角）が多角形筒部３２の内角部３５に一致するように誘導される。そのため、インナービット４の取り付け作業が容易となり、早期施工を図ることが可能となる。
アウタービット３の円筒部３４の内面形状は、インナービット４の外周形状よりも大きいため、インナービット４をアウタービット３に挿入しやすい。 According to the drilling bit 1 of the present embodiment, the inner space of the outer bit 3 has a polygonal (octagonal) cross section, and the outer shape of the inner bit 4 is a polygon (eight) that can be fitted into the inner space of the outer bit 3. Since it has a square) cross section, the outer bit 3 and the inner bit 4 are fitted, and the rotational force at the time of drilling is transmitted from the outer bit 3 to the inner bit 4, so that efficient full cross section drilling is possible. Therefore, according to the drilling bit 1, hard rock excavation is also possible.
Further, the inner bit 4 can be easily removed, and the inner bit 4 can be easily attached to the outer bit 3 when the boring excavation is restarted.
Since the inner peripheral surface 31 of the outer bit 3 is formed with an inclined surface (tapered portion 33) that sticks to the inner corner portion 35 of the polygonal tubular portion 32 (see FIGS. 4 and 5), the outer bit 3 is inserted into the outer bit 3. The inner bit 4 is guided so that the width line (corner) of the outer peripheral portion 42 of the polygon coincides with the inner corner portion 35 of the polygonal tubular portion 32. Therefore, the work of attaching the inner bit 4 becomes easy, and early construction can be achieved.
Since the inner surface shape of the cylindrical portion 34 of the outer bit 3 is larger than the outer peripheral shape of the inner bit 4, it is easy to insert the inner bit 4 into the outer bit 3.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、アウタービット３の内空部の断面形状およびインナービット４の断面形状が八角形状である場合について説明したが、アウタービット３の内空部およびインナービット４の外形は、互いに嵌合可能な多角形であれば、八角形状に限定されるものではない。アウタービット３の内空部およびインナービット４の外形は、例えば、八角形以外の多角形状（三角形、四角形、…等）であってもよい。また、アウタービット３の内空部とインナービット４の外形は、嵌合可能であれば必ずしも同形状である必要はない。なお、アウタービット３の内空部の断面形状は、他の部材（例えば、取水時に使用するパッカー装置等）を挿通する断面形状をなるべく大きく確保できるとともに、アウタービット３とインナービット４との連結部の凹凸をなるべく多く確保できる形状として、円形に近い多角形状であるのが望ましい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and each of the above-mentioned components can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the case where the cross-sectional shape of the inner air portion of the outer bit 3 and the cross-sectional shape of the inner bit 4 are octagonal has been described, but the inner air portion of the outer bit 3 and the outer shape of the inner bit 4 are fitted to each other. As long as it is a conformable polygon, it is not limited to an octagonal shape. The inner space of the outer bit 3 and the outer shape of the inner bit 4 may be, for example, a polygonal shape (triangle, quadrangle, ..., Etc.) other than an octagon. Further, the inner space of the outer bit 3 and the outer shape of the inner bit 4 do not necessarily have to have the same shape as long as they can be fitted. As for the cross-sectional shape of the inner space of the outer bit 3, the cross-sectional shape for inserting another member (for example, a packer device used at the time of water intake) can be secured as large as possible, and the outer bit 3 and the inner bit 4 are connected to each other. It is desirable that the shape is a polygonal shape close to a circle as a shape that can secure as many irregularities as possible.

テーパー部３３の形状は内角部３５にすり付くように形成されていれば限定されるものではなく、適宜決定すればよい。例えば、テーパー部３３の端部は、必ずしも弧状である必要はなく、図８に示すように、先端部が多角形筒部３２の内角部３５を頂点とした三角波状であってもよい。このとき、内角部３５の位置におけるテーパー部３３の軸方向の長さが内角部３５同士の中間の位置における長さよりも大きく、周方向の傾斜面を有している。このようにすれば、インナービット４の多角形外周部４２の角がテーパー部３３の先端形状に沿って内角部３５に誘導される。
インナービット４をアウタービット３に取り付ける際は、水圧で押し込む場合に限定されるものではなく、例えば、ロッド等により押し込んでもよい。
また、削孔ビット１の用途は、水平調査ボーリングに限定されるものではなく、例えば、鉛直方向や斜め方向に削孔するボーリングや、杭等の地下構造物の施工のための掘削孔の削孔等に使用してもよい。 The shape of the tapered portion 33 is not limited as long as it is formed so as to stick to the internal angle portion 35, and may be appropriately determined. For example, the end portion of the tapered portion 33 does not necessarily have to be arcuate, and as shown in FIG. 8, the tip portion may have a triangular wavy shape with the internal angle portion 35 of the polygonal tubular portion 32 as the apex. At this time, the axial length of the tapered portion 33 at the position of the internal angle portion 35 is larger than the length at the intermediate position between the internal angle portions 35, and the tapered portion 33 has an inclined surface in the circumferential direction. In this way, the corner of the polygonal outer peripheral portion 42 of the inner bit 4 is guided to the inner corner portion 35 along the tip shape of the tapered portion 33.
When the inner bit 4 is attached to the outer bit 3, the case is not limited to the case where the inner bit 4 is pushed by water pressure, and the inner bit 4 may be pushed by, for example, a rod or the like.
Further, the use of the drilling bit 1 is not limited to horizontal survey boring, for example, drilling for drilling in a vertical direction or an oblique direction, or drilling a drilling hole for construction of an underground structure such as a pile. It may be used for holes and the like.

１削孔ビット
２削孔ロッド
３アウタービット
３２多角形筒部
３３テーパー部
３４円筒部
３５内角部
４インナービット
４１先端部
４２多角形外周部
４３係止部
４４ジョイント部
ＢＨボーリング孔
Ｇ地山
Ｇ０湧水帯 1 Drilling bit 2 Drilling rod 3 Outer bit 32 Polygonal tubular part 33 Tapered part 34 Cylindrical part 35 Internal angle part 4 Inner bit 41 Tip part 42 Polygon outer peripheral part 43 Locking part 44 Joint part BH Boring hole G Ground G0 Spring zone

Claims

A drilling bit including a cylindrical outer bit and an inner bit provided in a hollow portion of the outer bit.
The inner bit has a polygonal outer peripheral portion at least at the tip portion thereof.
The outer bit includes a polygonal tubular portion having an inner corner portion in contact with the corner portion of the outer peripheral portion of the polygon of the inner bit, and a tapered portion having a guide surface formed on the inner corner portion of the polygonal tubular portion. A drilling bit, characterized in that it is equipped with.

The drilling bit according to claim 1, wherein the length in the axial direction at the position of the inner corner portion of the tapered portion is larger than the taper length in the middle between the inner corner portions.

The drilling bit according to claim 2, wherein the tapered portion has an inclined surface in the circumferential direction.

The shape of any one of claims 1 to 3, wherein the shape of the tapered portion is a concave shape having an arc-shaped cross section in the middle in the axial direction, and a convex shape at the start end portion of the taper portion. Drilling bit.