JP2707196B2

JP2707196B2 - 温泉再生工法

Info

Publication number: JP2707196B2
Application number: JP5032058A
Authority: JP
Inventors: 謙二渡辺
Original assignee: 利根地下技術株式会社
Priority date: 1993-02-22
Filing date: 1993-02-22
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JPH06240971A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は温泉再生工法に係り、特
に既存の坑井を温泉井に再生するのに好適な温泉再生工
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、温泉を目的にした坑井は、地山
の掘削孔に、通常ほぼ５００ｍ程度の深さの各段ごと
に、同一口径のケーシングが接続され、地表に近い第１
段目から下段になるにしたがって口径が小さくなってい
る。一般の温泉井は、当初のボーリング調査などで目標
とした温泉脈が最下段になるようにして、２〜４段（２
〜３０００ｍ）で形成されている。上下の段のケーシン
グ連結部は、パッカー、管尻セメントなどで遮水され、
第１段目のケーシング外周部には、強度上の理由から、
地山との間にセメントを充填し、このフルホールセメン
トにより坑井の強度を保持するようになっている。

【０００３】このように構築した坑井から温泉水を採取
するには、図７に示すように、ケーシング１０内の目標
とした所定深度に、ケーシングカッター本体１１をボー
リングロッド１２を使用して設置し、地上の高圧ポンプ
（図示せず）を作動させ、ケーシングカッター内の通水
ラインをとおしてピストン１３に圧力を加え、押し上げ
られたピストンでツース本体１４を回転させてケーシン
グにツースを食い込ませる。次いで、ケーシングカッタ
ー本体を自重およびボーリングロッドの重量で押し下げ
てケーシングに縦方向の切り溝（ストレーナ１５）を形
成すると、通常、高圧の温泉脈から温泉水が噴出する。
尚、温泉とは、温泉法第２条に記載されているように、
湯温２５℃以上で、所定の物質を１種以上含有するもの
をいう。湯量は、日本の一般的な温泉で、少なくとも毎
分７０〜１００リットル程度は必要であると言われてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、温泉掘
削を目的としながら、以下の理由により、所期の目的を
達成できずに放置されている坑井が多数ある。掘削完了後の清水によるケーシング壁の洗滌が不足
したため、掘削時に使用した泥水成分がケーシング壁に
固着し、有効なストレーナを形成できなかったり、ま
た、温泉脈の圧力が比較的低い場合はストレーナが目詰
まりし、必要な湯量を確保できない。揚湯試験時、過大な揚湯量のため、ケーシング外周
部の地山崩壊などにより、ストレーナに目詰まりが生じ
ている。掘削孔径とケーシング口径の設計ミスにより、ケー
シング外周と地山との間隔が狭くなり、ケーシング外周
の清水洗滌ができずに、そのため、ケーシングに穿孔し
ても有効な採取口にならなかった。遮水のために行なう管尻セメントの施工ミスによ
り、温泉脈をセメントで塞いでしまったために生じる湯
量の不足。掘削途中で補給水が逃げる異常逸水、或いは湧水等
が起こり、その部分をセメントで保孔するとき、セメン
トの打ち過ぎなどにより、温泉脈を閉塞してしまった。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、温泉としての目的を達成できなかった既存
の坑井を、温泉井に再生することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の温泉再生工法は、温泉としての所定の目的を
達成していない既存の坑井に、この坑井の土質状況、孔
内検層結果に基づいて所定の温泉脈を推定し、前記坑井
のケーシング内の前記温泉脈の位置に、爆薬を略Ｖ字型
に成型して装填したジェットパーフォレータを設置し、
前記Ｖ字型の凹部を前記ケーシングの所定位置に向けて
爆発させ、この爆発力によって発生するジェットによ
り、ケーシング壁及び地中を穿孔して前記温泉脈から所
定の温泉水を採取することにより、既存の坑井を温泉井
に再生するものであって、前記坑井の下段の温泉脈から
上方の温泉脈へ前記ジェットパーフォレータを順次移動
させて所定の温泉水を採取することにより、既存の坑井
を温泉井に再生するものである。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、既存の坑井の土質状況、或
いは、電気検層、温度検層等の孔内検層結果などから、
変化を解析することにより、例えば電位差から亀裂の有
無を、比抵抗から地質の硬軟を、また、温度の高低から
岩質や水温などを知ることができ、このようにして推定
した温泉脈の位置を目標に、ジェットパーフォレータに
よる爆発力でケーシングおよび地中を穿孔する。Ｖ字型
に成型した爆薬を爆発させると、爆発方向はＶ字型凹部
の軸心上で合成され、破壊力の大きいジェットを発生す
るので、例え固着したセメント等の障害物があっても、
ケーシングおよび地中を穿孔することができる。そのた
め、所定の温泉水の採取が可能となり、放置された古井
戸や、或いは温泉としての所期の目的が達成されていな
い坑井を温泉井として再生することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。図１は、温泉掘削を目的としながら、所期の目
的を達成できなかった坑井の一例を示す断面図である。
地表から第１段目には、フルホールセメント２０により
第１段ケーシング２１が固定され、第１段ケーシング２
１には、それより小径の第２段ケーシング２２が連結さ
れ、第２段ケーシング２２には、さらに小径の第３段ケ
ーシング２３が連結されている。各段の連結部はパッカ
ー２４や管尻セメント２５により遮水されている。ま
た、最下段の第３段ケーシング２３には当初の掘削時に
おけるストレーナ２６の痕跡がある。通常、各段のケー
シングは５００ｍ程度あり、各段それぞれ同一口径のケ
ーシング単体が複数接続されている。

【０００９】図１に示した４か所の温泉脈Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄは、当初の掘削時のデータ、或いは、土質状況、或い
は、電気検層、温度検層等の孔内検層結果などから、変
化を解析することにより、例えば電位差から亀裂の有無
を、比抵抗から地質の硬軟を、また、温度の高低から岩
質や水温などを推察し、これらの調査結果に基づいて推
定したものである。

【００１０】温泉再生掘削の作業は、図１に示したよう
に、検層車２７から、地表に組み立てた櫓２８を介し
て、アーマードケーブル２９の先端に取り付けたジェッ
トパーフォレータ３０をケーシング孔内へ垂下して、温
泉脈の位置に設置する。次いで、アーマードケーブル２
９内の電線に通電することによって、カプセル３１内の
主爆薬を爆発させてジェットを発生させ、ケーシングお
よび地中に貫通孔を形成する。

【００１１】一般に、深い地中ほど高温で温泉脈である
可能性が大きいことから、まず、温泉脈Ａの位置を目標
にして温泉再生掘削の作業を行う。温泉脈Ａから所定の
温泉水が採取されなかった場合は、ジェットパーフォレ
ータ３０を引上げ、温泉脈Ｂ、Ｃ、Ｄ、の順に、順次、
上記作業を行う。図２は、温泉脈Ｃを目標にしたときの
状態を示したもので、ジェットパーフォレータ３０を温
泉脈Ｃの位置に設置している。尚、ジェットパーフォレ
ータの設置位置は、本実施例では、最下段から順次上段
に移動させているが、本発明は必ずしもこれに限定され
るものではなく、孔内検層結果などから、最適と判断さ
れた位置に設置すればよい。

【００１２】ここで、ジェットパーフォレータ３０につ
いて説明する。ジェットパーフォレータ３０は、図３に
示すように、爆薬のカプセル３１を多数装着したもの
で、アーマードケーブル２９の先端に設けられたキャリ
ーと称する特殊な支持板に、カプセル３１が爆発方向を
交互に１８０度変えて装着され、キャリー３２の先端に
はウエイト３３が設けられている。カプセル３１には電
気雷管３４が接続され、地上から爆発の操作を行うよう
になっている。

【００１３】カプセル３１は、図４に示すように、ガラ
ス又は金属のケース３５の中に装填された主爆薬３６
は、爆発方向がライナ３７でＶ字型に形成されている。
さらに起爆薬３８、導爆線３９が設けられ、ガラス又は
金属のキャップ４０が取り付けられている。

【００１４】図５は、爆薬の爆発の状態を模式的に示し
たもので、図５（Ａ）に示す起爆前のカプセル３１の起
爆薬３８を電気雷管３４により爆発させると、図５
（Ｂ）に示すように１次衝撃波４１が起こり、次いで図
５（Ｃ）に示すように、主爆薬による２次衝撃波４２が
発生し、この２次衝撃波４２はライナ３７面にほぼ垂直
になるので、Ｖ字型の軸心で合成され、ジェット４３が
発生する。このジェット４３が、図５（Ｄ）、（Ｅ）に
示すように増幅され、ケーシング及び地山に孔を開けた
り、或いはセメントなどの固着物を破壊する。

【００１５】ジェットパーフォレータ３０の貫通力は地
層の硬軟に左右されないので、硬い地層でも貫通力がす
ぐれ、また穿孔の際、セメントに入るひびが少ないとい
う特徴がある。また、キャリー３２は穿孔する地層に応
じて長く接続し、カプセル３１の数を多く装着し、１回
の孔内降下で長い区間を穿孔することができるようにな
っている。

【００１６】次に、本実施例を既存の坑井に用いた実験
例を、図６の図表を参照して説明する。図６の図表の実
験例１に示すように、地質：粘板岩、深度：１，０００
ｍ、湯温：３４℃、湯量：４５リットル（Ｌ）／分、で
あった既存の坑井に、本実施例により、深度：７５０〜
７８０ｍの位置で、ピッチ：８０ｃｍ、２００発のジェ
ットパーフォレータレーションを実施した結果、湯温：
５５．５℃、湯量：２７０Ｌ／分、泉質：アルカリ単純
泉、の温泉を採取することができた。

【００１７】また、図６の図表の実験例２に示すよう
に、地質：花崗岩、深度：１，６００ｍ、湯温：２８
℃、湯量：８Ｌ／分、であった既存の坑井に、本実施例
により、深度：１１５０〜１２００ｍの位置で、ピッ
チ：５０ｃｍ、４００発のジェットパーフォレータレー
ションを実施した結果、湯温：３９℃、湯量：７２Ｌ／
分、泉質：弱塩基性単純泉、の温泉を採取することがで
きた。

【００１８】また、図６の図表の実験例３に示すよう
に、地質：砂岩、深度：１，３００ｍ、湯温：３３℃、
湯量：６５Ｌ／分、であった既存の坑井に、本実施例に
より、深度：１０２５〜１０９５ｍの位置で、ピッチ：
８０ｃｍ、３００発のジェットパーフォレータレーショ
ンを実施した結果、湯温：６２℃、湯量：１７０Ｌ／
分、泉質：アルカリ単純泉、の温泉を採取することがで
きた。

【００１９】このように、本実施例によれば、ジェット
パーフォレータによる破壊力の大きいジェットにより、
固着したセメント等の障害物があっても、ケーシングお
よび地中を穿孔することができる。そのため、所定の温
泉水の採取が可能となり、新規掘削の場合に比較して、
５分の１ないし１０分の１程度の費用で、放置された古
井戸や、坑井を温泉井として再生することができる。

【００２０】

【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、温泉とし
ての目的を達成できなかった既存の坑井を、容易に温泉
井に再生することができる。そのため、その経済的効果
も極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】本実施例のジェットパーフォレータの位置を変
えた場合の断面図である。

【図３】本実施例に用いたジェットパーフォレータを示
す側面図である。

【図４】本実施例に用いた爆薬カプセルの断面を示す説
明図である。

【図５】本実施例の爆薬カプセルの爆発状態を示す説明
図である。

【図６】本実施例の実験例を図表にまとめた図である。

【図７】従来の温泉掘削における穿孔方法を示す断面図
である。

【符号の説明】

１０ケーシング１１ケーシングカッター本体１２ボーリングロッド１３ピストン１４ツース本体１５ストレーナ２０フルホールセメント２１第１段ケーシング２２第２段ケーシング２３第３段ケーシング２４パッカー２５管尻セメント２６ストレーナ２７検層車２８櫓２９アーマードケーブル３０ジェットパーフォレータ３１カプセル３２キャリー３３ウエイト３４電気雷管３５ケース３６主爆薬３７ライナ３８起爆薬３９導爆線４０キャップ４１１次衝撃波４２２次衝撃波４３ジェット

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】温泉としての所定の目的を達成していな
い既存の坑井に、この坑井の土質状況、孔内検層結果に
基づいて所定の温泉脈を推定し、前記坑井のケーシング
内の前記温泉脈の位置に、爆薬を略Ｖ字型に成型して装
填したジェットパーフォレータを設置し、前記Ｖ字型の
凹部を前記ケーシングの所定位置に向けて爆発させ、こ
の爆発力によって発生するジェットにより、ケーシング
壁及び地中を穿孔して前記温泉脈から所定の温泉水を採
取することにより、既存の坑井を温泉井に再生する温泉
再生工法において、前記坑井の下段の温泉脈から上方の
温泉脈へ前記ジェットパーフォレータを順次移動させて
所定の温泉水を採取することにより、既存の坑井を温泉
井に再生することを特徴とする温泉再生工法。