JP2587639B2

JP2587639B2 - エア−リバ−ス形ダウンザホ−ルドリル

Info

Publication number: JP2587639B2
Application number: JP62148345A
Authority: JP
Inventors: 保博梅本
Original assignee: KOKEN KOGYO KK
Current assignee: KOKEN KOGYO KK
Priority date: 1987-06-15
Filing date: 1987-06-15
Publication date: 1997-03-05
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JPS63312497A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はボーリング用ドリルロッドの先端に装着し、
圧気で駆動して給進するエアーリバース形ダウンザホー
ルドリルに関するものである。

［従来の技術］従来のダウンザホールドリルは第２図に示すように先
端の１本のビット２で掘削するようになっており、ドリ
ルロッド７先端にテーパねじ部1aで連結され、チェック
バルブ３を通りハンマー４を前後に駆動してビット２を
打撃したエアーは、前記ビット２の軸心に設けた排気孔
2aを経てビット２先端に出て、掘削した土砂や岩盤の粉
をケーシング６外側と掘削孔（鎖線）５内壁及びこれに
接続して地上まで延設したドリルロッド７外側と掘削孔
（図示せず）内壁との隙間を通り地上へ排出する。

ダウンザホールドリルを駆動する圧気は、ドリルロッ
ド７の上端に接続した地上のエアースイベル（図示せ
ず）に連結したエアーホースからエアーコンプレッサに
より供給され、前記ドリルロッド７は地上に据え付けた
掘削機により回転・給進される。

［発明が解決しようとする問題点］しかるに、前記従来のダウンザホールドリルは掘削液
の代わりにエアーを使った循環方式であるから掘削途中
に粘土層が介在した場合、ケーシング又はドリルロッド
と掘削孔との間に粘土が付着しケーシング外側と掘削孔
との隙間を通るエアーの流速が低下するので掘進速度の
低下を招来する。また、掘削径が大きくなるとケーシン
グ及びドリルロッドと掘削孔との隙間が大きくなり、圧
気設備の能力を増大しても必要なエアーの流速を保つこ
とが困難となる。

本発明は上述した字状に鑑みてなされたもので、エア
ー駆動形のマルチダウンザホールドリルでハンマー作動
後の排気を利用してエアーリバースすることによりエア
ーまたは掘削液の逆循環ができるダウンザホールドリル
を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］そのため、本発明のエアーリバース形ダウンザホール
ドリルは、内管と外管よりなる二重管ドリルロッドの内
管と外管との間が給気通路となり、内管内が排気通路と
なり、この二重管ドリルロッドの先端にはケーシングが
同軸的に連結され、このケーシングの軸心に先端を開放
した吸気孔とこれに連続した排気孔を有し、この排気孔
は前記二重管ドリルロッドの排気通路に連結され、軸心
の前記孔を囲むケーシング内には、ケーシングの軸心と
同心円上に複数のビットと該ビットを打撃するハンマー
と該ハンマーを往復動させるバルブ機構とよりなる打撃
装置が配設され、該それぞれの打撃装置に圧気を供給す
る入気孔と、排気を前記軸心の排気孔に吐出する吐出孔
を設け、入気孔は前記二重管ドリルロッドの給気通路に
連結され、二重管ドリルロッドの給気通路より前記打撃
装置の入気圧に圧気を供給してハンマーを駆動し、その
排気を吐出孔より軸心の排気孔に吐出することによりビ
ットで掘削した土砂を前記軸心の吸気孔より吸引し、前
記排気孔に吐出孔より吐出された排気エアーと共に、二
重管ドリルロッドの排気通路より地上に排出することを
特徴とするものである。

［作用］ハンマー作動後の排気を軸心を通る排気孔に吐出させ
ることにより、該排気孔に連続し、ケーシングの軸心で
先端をビット間に開放した吸気孔に負圧が生じ、ビット
先端より掘削土砂を吸引する。また、ドリルロッドと掘
削孔の間に循環液を注入するとビット先端より吸気孔を
通り排気孔に入るが、ここで打撃装置の排出孔から吐出
されるエアーと混合し、比重が軽くなるのでケーシング
基端に連結した二重管ドリルロッドの排気通路（内管）
を通りエアーリフトポンプの原理により地上へ排出され
る。

［実施例］以下、添付図に基づいて本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示すエアーリバース形ダ
ウンザホールドリルで、第１図（ａ）は半分は第１図
（ｃ）のＢ−Ｂ線断面、他の半分は第１図（ｃ）のＣ−
Ｃ線矢視をそれぞれ示す側面図、第１図（ｂ）は第１図
（ａ）のＡ−Ａ線断面図、第１図（ｃ）は第１図（ａ）
の正面図である。図において、10はケーシングで、この
ケーシング10の軸心には１本の吸気孔11aとこれに連続
した排気孔11bが貫通している。そして、この軸心と同
心円上に３本の打撃装置が配設されている。また、基端
は二重管ドリルロッド17とフランジで連結されている。
この二重管ドリルロッド17は、外管17aと内管17bとで構
成され、外管17aと内管17bとの間の隙間17cが給気通路
となり、内管17b内が排気通路となっている。

前記打撃装置には、それぞれの打撃装置を駆動する圧
気が入る入気孔13と、駆動した後の排気が吐出する吐出
孔14とが設けられている。前記入気孔13は二重管ドリル
ロッド17の外管17cと内管17bとの間の隙間17cの給気通
路と連通し、図示しない地上のコンプレッサーのレシー
バタンクとエアースイベルを介して連結されている。前
記吐出孔14は軸心を通る前記吸気孔11aと連通した排気
孔11bの入口でゴム製のチェックバルブ14aを通り二重管
ドリルロッド17方向に開放され、それぞれの打撃装置か
ら吐出するエアーが排気孔11bを通り、二重管ドリルロ
ッド17の内管17bの排気通路を経て地上に排出するよう
になっている。そして、前記排気孔11bを通るエアーの
流速により、吸気孔11aに負圧を生じ、吸気孔11aの先端
の吸気口11cからビット15で掘削した土砂を吸い込むよ
うになっている。この場合、ビット15で掘削した土砂は
矢印で示す掘削孔16とケーシング10との隙間を通るエア
ーと共に吸気孔11a先端の吸気口11cに吸い込まれる。

ここで、上述の如きエアーのみによる掘削は掘削深度
が浅い場合のみしか適用できないので、地上から掘削孔
16の二重管ドリルロッド17の間に掘削液（水、泥水等）
を注入すると、ビット15先端よりの掘削土砂は掘削液と
共に吸気口11cから入り吸気孔11aを通り排気孔11bに入
り、ここで打撃装置の吐出孔14から吐出するエアー混合
され、比重が軽くなるので二重管ドリルロッド17の排気
通路（内管17b内）を地上方向（第１図では右方向）に
上昇し、排気通路（内管17b内）から地上に排出され
る。

次に本発明のエアーリバース形ダウンザホールドリル
の動作を説明する。地上の図示しないコンプレッサーの
レシーバタンクからの圧気は第１図に示す二重管ドリル
ロッド17の内管17bと外管17aの間の給気通路を通ってダ
ウンザホールドリルの入気孔13を経て途中で３方に分岐
し、３本の打撃装置に入る。前記各打撃装置に入った圧
気は各打撃装置のシリンダーライナー９の孔9eを経てケ
ーシング10の内側に刻設した通気孔10a→シリンダーラ
イナーの孔9b→ハンマー18外周に刻設した通気孔18a→
孔9c→通気孔10b→孔9dの順に通りハンマー18左端の空
間19に入るので、ハンマー18は第１図において右方に動
く。20はフィードチューブで、図において右端を弾性性
21で支持され、先端はビット15の基端に嵌入され、途中
はハンマー18が左右に摺動するようになっており、途中
にバルブ孔20a,20bが設けられている。

空間19に入った気圧はフィードチューブ20にそってハ
ンマー18を右に押すが、この時ハンマー18右端が押す空
気はバルブ孔20aを経て吐出口14に通じているので、ハ
ンマー18は右方に動く。ハンマー18がさらに右方に動く
と、前記バルブ孔20aはハンマー18で閉塞されるが、ハ
ンマー18の慣性でさらに右方へ動き、ハンマー18左端の
空間19がバルブ孔20bと連通し、圧気はフィードチュー
ブ20内を経て吐出孔14よりチェックバルブ14aを経て排
気孔11b内に吐出される。前記の如くハンマー18が右方
に動く途中で該ハンマー18の右端よりハンマー18の軸心
と平行に穿設した通気孔18bの外方に通じる孔18cとシリ
ンダーライナー９の孔9aとが連通し、ケーシング10の内
側を通る通気孔10aからの圧気がハンマー18右側の空間2
2に流入する。この圧気の空間22への流入により前記ハ
ンマー18は左方に移動してビット15の基端を打撃し、ビ
ット15先端のチップ15aが掘削面に衝撃力を加える。前
記ハンマー18がビット15の基端を打撃する直前にフィー
ドチューブ20のバルブ孔20aが空間22と連通するので、
該空間22の圧気は吐出孔14方向に排気され、ハンマー18
が右方へ戻り易くなっている。地上よりの圧気の供給を
続けることによりハンマー18は前述如き往復動の動作を
繰り返すが、地上のボーリング機によりダウンザホール
ドリルに回転と給進を与えいることにより掘削が行われ
る。

前記実施例は３本の打撃装置を組み合わせて一体とし
たものであるが、掘削径の大きさに従って打撃装置の本
数を２本以上に増減することができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した本発明によれば、ハンマー作動に
よる排気を利用してエアーリバースができるので、従来
掘削層に粘土層があった場合、粘土やケーシングやドリ
ルロッドの外周に付着し、ビットの軸心より出て掘削孔
を通る順循環のエアーが排出できず掘削困難になった
が、本発明の場合はハンマー作動による排気はドリルロ
ッド内を通るので途中に粘土層があっても掘削困難にな
ることはない。

また、従来のダウンザホールハンマーでは掘削径が大
きくなるとケーシング及びドリルロッドと掘削孔との間
隙が大きくなりエアーの流速が遅くなるが、本発明の場
合はハンマー軸心を経てドリルロッド内を通るので必要
な流速に設定することができる。

さらに、地上よりドリルロッドと掘削孔の間に掘削液
を注入すると、この掘削液はハンマー軸心を通る際ハン
マー作動後の排気と混合してドリルロッド内を通りエア
ーリフトポンプの原理により掘削した土砂を地上に容易
に排出することができる。

また、本発明は、ドリルロッドを、内管と外管よりな
る二重管ドリルロッドとし、内管と外管との間を給気通
路とし、内管内を排気通路としているので、ドリルロッ
ドは全体に小径に形成でき、小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示し、第１図（ａ）の半分
は第１図（ｃ）のＢ−Ｂ線断面、他の半分は第１図
（ｃ）のＣ−Ｃ線矢視をそれぞれ示す側面図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、第１図ｃは第
１図（ａ）の正面図、第２図は従来のダウンザホールド
リルの縦断面図である。 2,15……ビット、2a,11b……排気孔、 4,18……ハンマー、6,10……ケーシング、 11a……吸気孔、11b……排気孔、11c……吸気口、 13……入気孔、14……吐出孔、17……二重ドリルロッ
ド、 17a……外管、17b……内管。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内管と外管よりなる二重管ドリルロッドの
内管と外管との間が給気通路となり、内管内が排気通路
となり、この二重管ドリルロッドの先端にはケーシング
が同軸的に連結され、このケーシングの軸心に先端を開
放した吸気孔とこれに連続した排気孔を有し、この排気
孔は前記二重管ドリルロッドの排気通路に連結され、軸
心の前記孔を囲むケーシング内には、ケーシングの軸心
と同心円上に複数のビットと該ビットを打撃するハンマ
ーと該ハンマーを往復動させるバルブ機構とよりなる打
撃装置が配設され、該それぞれの打撃装置に圧気を供給
する入気孔と、排気を前記軸心の排気孔に吐出する吐出
孔を設け、入気孔は前記二重管ドリルロッドの給気通路
に連結され、二重管ドリルロッドの給気通路より前記打
撃装置の入気孔に圧気を供給してハンマーを駆動し、そ
の排気を吐出孔より軸心の排気孔に吐出することにより
ビットで掘削した土砂を前記軸心の吸気孔より吸引し、
前記排気孔に吐出孔より吐出された排気エアーと共に、
二重管ドリルロッドの排気通路より地上に排出すること
を特徴とするエアーリバース形ダウンザホールドリル。