JP2781368B2

JP2781368B2 - 掘削井戸の湧出能力管理システム

Info

Publication number: JP2781368B2
Application number: JP7305373A
Authority: JP
Inventors: 英世片山
Original assignee: 英世片山; 室井晉; 西川潤
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2015-11-24
Also published as: JPH09145447A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、掘削井戸内に湧出する
温泉水、地下水、あるいは石油等の地下浸透液体の湧出
能力を評価する掘削井戸の湧出能力管理システムに関
し、特に地下浸透液体の湧出量、温度、掘削井戸内での
液面レベル等の変動を観測し、温泉井戸、油井等の湧出
能力を判断するとともに、その湧出能力を維持する掘削
井戸の湧出能力管理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば温泉井戸等の掘削におい
て、いわゆる湧湯能力を決定する温水の湧出量および湯
温を測定する方法としては、後述するように統一された
測定方法がなく、また現在行なわれている測定手法も定
性的で精度が低いため、温泉井戸の能力を正確、かつ絶
対的基準の元に評価することができなかった。

【０００３】以下に従来技術による温泉井戸の湧湯能力
の評価方法を説明する。一般に、温泉井戸内に湧出する
温水の量（以下、湧出量と記する）の計測方法は、揚湯
管の地下先端部付近に設けられた揚湯ポンプにより温水
を汲み上げながら井戸内の水位を計測し、温水の揚湯量
と地下からの湧出量がバランスして水位の変化を生じな
い状態になったときの揚湯量をその井戸の湧出量として
いる。そして、この湧出量が多いほど、また揚湯した温
水の温度が高いほど、その温泉井戸の湧湯能力が高いと
判断、評価している。

【０００４】井戸内の水位の計測方法についてさらに説
明すると、温泉井戸は、通常地下圧力に対して井戸内部
を保護するケーシングと呼ばれる円筒壁により形成され
ており、温泉の掘削時、湧湯能力を測定する際には、ケ
ーシング内に温水を汲み上げるための揚湯管とともに、
湧出する温水の水位を計測するレベルセンサが設置され
る。

【０００５】レベルセンサの簡易な構成としては、電極
スイッチを吊り下げ、温水面に接触して電気的に短絡し
た時の吊り下げ距離を測定して温水の水位を決定してい
た。また、精密な測定を要する場合には、電気式圧力セ
ンサをケーシング内に吊り下げ、温水中に浸漬し、圧力
センサに加わる水圧、いわゆる水頭圧により水深を算出
し、相対的な水位を決定していた。

【０００６】このような電気的に水位を測定するセンサ
を用いる方法とは別に、たとえば潜水作業等の水深２０
〜３０m程度の比較的浅い水深をモニタする方法とし
て、潜水作業者（ダイバー）への呼吸管にチューブを併
設し、このチューブに圧縮空気を送出することにより、
チューブ先端から圧縮空気が漏出する状態を圧力変化か
ら検知して、先端部（作業地点）の水圧と送出する圧縮
空気圧の平衡する圧力、すなわち水頭圧を測定し、水深
に換算する方法が知られている。なお、水頭圧（液圧）
と水深の関係については後述する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような液面レベ
ル測定センサや水頭圧による水位の測定方法は、地下深
度が２０〜５０m程度といった比較的浅く、かつ水位検
知用センサの設置スペースに制限の少ない掘削穴径の大
きい井戸や海中等では適用することができる。しかしな
がら、近年、掘削井戸数の激増、温泉源の枯渇等によ
り、掘削深度を従来の数十mから数百m以上、場合によっ
ては２０００mに迫る深度の掘削が必要となる一方、井
戸掘削費用の負担軽減のため、掘削穴径をより小さくす
る必要性に迫られてきている。

【０００８】このように、井戸形状が小口径かつ高深度
となる場合、地下先端部でのケーシング内径が１０cm程
度と非常に小さくなり、温水等の汲み上げ用ポンプ、揚
湯管等の設置スペースを考慮するとセンサを設置するス
ペースを確保することができなくなっている。加えて、
地上から液面レベルまでの距離が数百mに至る井戸にお
いては、上述した電極スイッチあるいは電気式圧力セン
サを液面まで無接触、無衝撃の状態で吊り下げることは
物理的に不可能であり、センサとケーシング内壁との接
触による損傷、誤動作等を生じる欠点があった。

【０００９】特に、精密な測定が可能な電気式圧力セン
サは非常に高価であるため、その取り扱い、設置には特
別な注意が必要となるとともに、計測終了後には井戸内
より回収する必要があり、センサの設置回収作業に多大
の経費と時間を要する欠点があった。そのため、井戸深
さが千数百m以上に至る温泉井戸や油井等では、センサ
を用いた液面測定を実質的に行なうことは不可能であっ
た。

【００１０】また、水頭圧による水深の測定方法が、掘
削穴径が１０〜２０cm程度と小さく、かつ井戸深さが数
百m以上に至る温泉井戸や油井に適用された例はなく、
このような特殊な環境における有効な液面レベルの測定
方法の確立と、温泉井戸の有効かつ絶対的な評価方法が
望まれていた。

【００１１】本発明の目的は、掘削穴径が小さく、かつ
深さ数百mに至る特殊な環境を有する温泉井戸、あるい
は油井等の掘削井戸における温水、石油等の地下浸透液
体の湧出能力を総合的に判断し、評価管理することがで
きる掘削井戸の湧出能力管理システムを提供することに
ある。

【００１２】特に、請求項１記載の発明は、掘削穴径の
小さい掘削井戸内に湧出する地下浸透液体を汲み上げな
がら、汲み上げ流量、温度、液面レベル等を所定の時間
間隔で記録することにより、掘削井戸の湧出能力を総合
的に評価することができる掘削井戸の湧出能力管理シス
テムを提供することを目的としている。また、請求項２
又は３記載の発明は、上記掘削井戸の湧出能力を継続的
に評価するとともに、維持することができる掘削井戸の
湧出能力管理システムを提供することを目的としてい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、掘削井戸内に湧出する地
下浸透液体を所定の流量で汲み上げる汲み上げ部が一端
に設けられた汲み上げ管と、該汲み上げ管の他端側に設
けられ、前記液体の汲み上げ流量を検知、測定する流量
測定部と、該汲み上げ管の他端側に設けられ、前記液体
の温度を測定する液温測定部と、前記流量測定部からの
流量に応じて前記汲み上げ部を制御して、前記液体の汲
み上げ流量を一定化する汲み上げ制御部と、前記汲み上
げ管とともに前記掘削井戸内に設けられ、前記液体中に
一端が浸漬され、他端から不活性ガスが供給されるガス
導入管と、該ガス導入管の他端に設けられ、前記ガス導
入管に供給する前記不活性ガスの圧力調整および導入開
閉を制御するガス供給制御部と、前記ガス導入管に供給
された前記不活性ガスの管内圧力の変化を観測し、前記
掘削井戸内に湧出する前記液体の液面レベルを算出する
演算処理部と、少なくとも前記測定及び算出されたデー
タを記録する記録部と、を具備し、前記掘削井戸内に湧
出する前記液体を所定の流量で汲み上げながら、前記ガ
ス供給制御部が、前記ガス導入管に所定の圧力を有する
前記不活性ガスを導入し、前記演算処理部が、前記ガス
導入管の前記液体側先端における前記不活性ガスの漏出
により前記液体の圧力と前記ガス導入管内の圧力との平
衡状態を検知して、該管内圧力を測定し、該測定圧力か
ら所定の演算式を用いて前記液体の液面レベルを算出す
るとともに、前記記録部が、少なくとも前記汲み上げ流
量、前記液体の温度及び前記液面レベルを記録する、該
一連の測定手順を所定の時間間隔で繰り返したのち、前
記液体の汲み上げ流量を変更して、再度前記一連の測定
手順を行なうことを特徴としている。

【００１４】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の掘削井戸の湧出能力管理システムにおいて、前記ガ
ス導入管が、前記一連の測定手順の終了後において、前
記掘削井戸内に残置されていることを特徴としている。

【００１５】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
又は２記載の掘削井戸の湧出能力管理システムにおい
て、前記ガス導入管に、前記掘削井戸内に析出する前記
液体中に溶融する物質を溶解する薬剤を注入することを
特徴としている。

【００１６】このような構成により、請求項１記載の発
明では、掘削穴径が小さく、かつ深さ数百mに至る掘削
井戸内に湧出する地下浸透液体を一定の流量で汲み上げ
ながら、汲み上げ流量、液体温度を測定し、かつ、ガス
導入管を用いた水頭圧の測定により液面レベル算出する
ことができるため、掘削井戸の湧出能力を総合的に判断
する情報を所定の時間間隔で記録することができる。

【００１７】また、請求項２又は３記載の発明は、一旦
湧出能力を判断する情報を記録した後、掘削井戸内にガ
ス導入管を残置することにより、再度の湧出能力の評価
を可能とするとともに、ガス導入管に薬剤を注入して掘
削井戸内に析出する溶融物質を溶解して掘削井戸の汲み
上げ能力の維持することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る掘削井戸の湧出能力
管理システムに適用される液面レベルの測定装置および
測定方法について、その原理を図１、図２および図３を
参照して説明する。まず、液面レベル測定装置の基本構
成について、図１を参照して説明する。

【００１９】ガス導入管１の一端側が、液面レベルの測
定対象となる液体中に浸漬され、他端側が不活性ガス供
給系３に接続される。不活性ガス供給系３は、ガス導入
管１の先端部に加わる液圧に相当する圧力の不活性ガス
を供給するガス供給源４と、ガス供給源４の一次圧力を
所定の二次圧に調整するガス圧調整部５と、圧力の調整
された不活性ガスのガス導入管１への導入開閉を行なう
導入開閉部６と、ガス導入管１内の不活性ガスの圧力を
測定する圧力測定部７とが直列に接続され、ガス圧調整
部５は、圧力制御部９_-1により不活性ガスの二次圧が設
定、制御され、導入開閉部６は、導入制御部９_-2により
ガス導入管１への不活性ガスの供給、遮断が制御され、
圧力測定部７が測定した圧力は、演算処理部９_-3により
所定の演算式に基づいて液面レベルが演算される。これ
らの圧力制御部９_-1、導入制御部９_-2および演算処理部
９_-3は、測定制御部９を構成する。また、演算処理部９
_-3により算出された液面レベルは、記録部８により表
示、出力される。

【００２０】具体的構成の一例を示すと、ガス導入管１
は、長さ数百m程度、直径１０mm程度の樹脂製の配管を
複数本継いで構成される。ガス導入管１の一端側は、井
戸用ケーシング内に湧出する地下水、あるいは温水中に
浸漬され、他端側は、たとえば高圧窒素（Ｎ₂）の供給
系に接続される。ガスボンベ等の窒素ガス供給源（４）
の圧力（一次圧力）は、井戸の掘削深さあるいはガス導
入管１の長さから予め予想される水圧に相当する圧力以
上を用意する。窒素ガスの一次圧力は、減圧弁（５）に
より所定の二次圧に設定する。圧力の調整された窒素ガ
スは、電磁弁（６）によりガス導入管１への供給、遮断
が制御される。ガス導入管１に供給された窒素ガスの圧
力は圧力計（７）により常時観測される。

【００２１】減圧弁（５）による二次圧力の調整を制御
する圧力制御部９_-1、電磁弁（６）による窒素ガスの供
給、遮断のタイミングを制御する導入制御部９_-2、およ
び圧力計（７）により測定された圧力の演算処理を行な
う演算処理部９_-3は、マイクロコンピュータ等により構
成される。演算処理されたデータは、ディスプレイやプ
リンタ（８）により、表示、出力される。

【００２２】このような構成において、導入制御部９_-2
からの信号により電磁弁（６）が開いて二次圧力の窒素
ガスをガス導入管１に供給されると、ガス導入管１内の
圧力が徐々に高められるのが圧力計（７）により観測さ
れ、ガス導入管１の先端から窒素ガスが水中に漏出し始
めると、圧力計（７）により観測される管内圧力が一定
化する。

【００２３】このタイミングで圧力計から導入制御部９
_-2に信号が出力され、導入制御部９_-2は、電磁弁（６）
を閉じて窒素ガスの供給を遮断する。同時に、圧力計
（７）により測定された圧力データが演算処理部９_-3に
入力される。演算処理部は後述する演算式に基づいて水
深を算出し、プリンタ等に出力する。

【００２４】ここで、ガス圧調整部（減圧弁）５の制御
については、測定制御部９内の圧力制御部９_-1により行
うものとしたが、測定者が手動で予め設定制御する手法
を採用しても本発明の構成、作用になんら支障を与える
ものではない。次に、上述した構成を有する液面レベル
測定装置における測定方法の原理について、図２および
図３を参照して説明する。構成については図１を参照す
る。

【００２５】ガス導入管１に所定の二次圧力の不活性ガ
スが導入開閉部６を介して導入されると、導入管１内の
圧力は徐々に高まる。図２（ａ）のように、ガス導入前
にはガス導入管１の外部および内部の液面２、２_-1は等
しくなっているが、ガスの導入によりガス導入管１内の
圧力が高まり、内部の液面２_-1は図２（ｂ）のようにガ
ス圧力Ｐ₂に平衡するレベルまで押し下げられる。さら
にガスが導入されると図２（ｃ）に示すようにガス圧力
が液圧に打ち勝ってガス導入管１の先端から液体中にガ
スが漏出する。

【００２６】この圧力変化を圧力測定部７により観測す
ると、図３に示すように、ガス導入直後から圧力が急激
に上昇し（Ｐ₁→Ｐ₂）、ガス導入管１の先端からのガス
の漏出時に最高圧力となった後、ガス導入管１内の圧力
伝達が安定化し、圧力Ｐ₃において平衡状態を示す。こ
の平衡状態を示すタイミングｔ₁で、導入制御部９_-2が
導入開閉部６を制御してガスの供給を遮断する。このと
き観測される圧力、いわゆる水頭圧Ｐから、演算処理部
９_-3により液面レベルの演算が行なわれるが、一般に液
面レベル（液面からの深さ）Ｈ（m）は、測定された水
頭圧Ｐおよび対象となる液体の密度ρ（g/cm³）と以下
の数式のような関係を示す。

【００２７】Ｐ＝ｐ＋α・ρ・Ｈ＋β ・・・但し、ｐは液面に加わる気圧、αは液体の温度条件に基
づく補正値、βは導入ガスの気体密度、温度条件に基づ
く補正値である。ここで、導入ガスの気体密度を大気と
同等とし、液体の温度条件、および導入ガスの気体密度
等の補正値を十分小さく見積もると、大気との相対圧力
と液面からの深さの関係は以下のように簡潔に示され
る。

【００２８】Ｐ＝ρ・Ｈ・・・たとえば対象となる液体が比重１（密度１g/cm³）の水
の場合、水深５００mであれば、水頭圧は実質的に５０k
g/cm²となる。そのため、ガス供給源４において必要と
される一次圧力は、少なくとも水頭圧Ｐ以上の高圧が必
要となるが、これは、井戸の掘削深さあるいはガス導入
管の長さから予め算出、想定することができる。

【００２９】このようにして測定、演算された水頭圧
Ｐ、液面レベルは、記録部８に表示される。以上の一連
の測定手順が所定の時間間隔毎に繰り返され、液面レベ
ルの変化が継続的に測定、記録される。次に、本発明で
使用する高圧の導入ガスについて説明すると、液面レベ
ルの測定対象となる液体中の発火性成分、たとえば油分
等との酸化反応（発火）を防止し、液体中に溶け込みに
くい特性を持つ気体である窒素ガス（Ｎ₂）、ヘリウム
ガス（Ｈｅ）等の不活性ガスを用いる。

【００３０】特に、空気組成の７０％以上を占める窒素
ガスの場合、圧力測定時のデータの補正がほとんど必要
なく、得られたデータをそのまま液面レベルの換算に使
うことができるとともに、非常に安価で容易に入手する
ことができる。

【００３１】ところで、本発明に圧縮空気を使用する
と、数十kg/cm²の高圧に圧縮する必要があるため、非常
に発火危険性が高くなり、液体中に発火性の成分が含ま
れやすい温泉井戸や油井には適用することができない。

【００３２】次に、請求項１記載の発明に係る掘削井戸
の湧出能力管理システムの一実施例について、図４及び
図５を参照して説明する。ここで、特に言及しない限り
温泉井戸を対象とした湧出能力管理システムを示すもの
とする。

【００３３】図４において、地中に埋設され、所定の深
さ、たとえば地下５００mに至るケーシング１は、深度
が大きくなるにつれて外径および内径が小さくなる形状
を有している。上述したように、井戸掘削穴径、すなわ
ちケーシング径は、費用削減のためより小さくされ、ま
た温泉源の枯渇により掘削深度は千数百m以上に至って
いる。そのため、ケーシング先端部における内径は１０
cm程度と小さくなる。

【００３４】このケーシング１１内には、地中から湧出
する温水に浸漬して揚湯管１４（汲み上げ管）が設置さ
れている。通常揚湯管１４の温水浸漬側には、温水等を
汲み上げるためのポンプモータ１２および揚湯ポンプ１
３（汲み上げ部）が設置されている。揚湯管１４の地上
側には汲み上げられた温水の流量および水温を測定する
流量計１７（流量測定部）および温度計１８（液温測定
部）が設置されている。汲み上げられた温水は最終的
に、貯湯槽１９に排出される。

【００３５】揚湯管１４に設置されたポンプモータ１２
は、地上に設置されたインバータを有する揚湯量制御装
置１６（汲み上げ制御部）によりモーター動力線１５を
介して回転数が制御され、揚湯ポンプ１３の温水汲み上
げ量を調整する。また、ケーシング１１内には、温水の
水位を測定するためのたとえば直径８mm程度の液面レベ
ル測定用のパイプ２０（ガス導入管）が温水に浸漬する
ように設置されている。

【００３６】この測定用パイプ２０は、通常４００mの
長さのパイプを順次継ぎ合せることで掘削深度に対応す
る。測定用パイプ２０としては、樹脂性のパイプを用い
る。測定用パイプ２０の他端、すなわち地上側には、窒
素ガス供給系（ガス供給制御部）が設けられている。窒
素ガス供給系は、掘削深さから推定される圧力以上の一
次圧力を有する高圧窒素ガスボンベ２１と、高圧窒素ガ
スボンベ２１からの窒素ガス（不活性ガス）を所定の二
次圧力に減圧する圧力計２３_-1付きの減圧弁２３と、所
定のタイミングで窒素ガスを供給する開閉機構としての
電磁弁２４と、測定用パイプ２０内の圧力を測定する圧
力計２５とを有している。

【００３７】揚湯ポンプ１３の揚湯量を制御する揚湯量
制御装置２６への制御信号線、電磁弁２４への開閉制御
信号線、圧力計２５、流量計１７および温度計１８から
の測定データは、湧湯能力計測装置２６内の測定制御部
（演算処理部）に接続される。

【００３８】湧湯能力計測装置２６は、マイクロコンピ
ュータ等により構成される上記の測定制御部の他に、圧
力（水位）表示部２６ａ、流量表示部２６ｂ、温度表示
部２６ｃ、プリンタ２６ｄ（記録部）、計測開始スイッ
チ２６ｅ、計測終了スイッチ２６ｆ、揚湯量設定スイッ
チ２６ｇおよび計測時間設定スイッチ２６ｈを有してい
る。

【００３９】圧力表示部２６ａ、流量表示部２６ｂ、温
度表示部２６ｃには、圧力計２５、流量計１７および温
度計１８により測定されたデータが表示され、プリンタ
２６ｄからは、これらの測定されたデータとともに、演
算処理部により演算された水位、水位変動量等が出力さ
れる。水位測定の開始、終了動作は、計測開始スイッチ
２６ｅおよび計測終了スイッチ２６ｆにより指示され
る。また、揚湯量設定スイッチ２６ｇおよび計測時間設
定スイッチ２６ｈにより、任意の揚湯量および計測時間
の設定が指示される。ここで指示された揚湯量は、揚湯
量制御装置１６を介してポンプモータ１２に伝えられ
る。

【００４０】なお、本実施例では、測定用パイプ２０と
して４００mの長さの樹脂製のパイプを示したが、通常
このパイプは、適度な弾性をもって巻き収納され、測定
時に順次引き出して延伸させるものの方が作業性がよ
い。また、パイプの材質としては、樹脂製以外の材質に
よるものであってもよい。すなわち、ケーシング内を、
たとえば揚湯管１４とともに垂直に延伸、下降させ、か
つ数十kg/cm ² の高圧ガスを導入するために、パイプは、
適度な弾性とガス圧力に耐える強度を有するものである
ことが必要である。そのため、測定用パイプ２０として
鋼管を利用することも考えられるが、掘削深度数百mに
至る長さでは総重量が数百kgとなり設置作業上現実的で
はない。

【００４１】次に、このような掘削井戸の湧出能力管理
システムについて、図５のフローチャートを参照して説
明する。液面レベルの測定原理は上述した方法による。
湧湯能力計測装置２６の揚湯量設定スイッチ２６ｇによ
り所定の揚湯量Ｑ＝Ａ（たとえばＡ＝０．１ｍ³／mi
n.）が入力されると、揚湯量制御装置１６に制御信号が
出力され、インバータによりポンプモータ１２の回転数
が設定される（Ｓ１０１）。次に、計測時間設定スイッ
チ２６ｈにより所定の測定時間間隔ｔ=ａ（たとえばａ
＝１min.）を入力して測定制御部に設定する（Ｓ１０
２）。

【００４２】続いて電磁弁２４を開き、測定用パイプ２
０に所定の二次圧力に設定された窒素ガスを供給し、水
頭圧Ｐを圧力計２５により測定した（測定時窒素ガス供
給は遮断）後、静水位Ｈ₀を算出し（Ｓ１０３）、プリ
ンタ２６ｄに出力する（Ｓ１１７）。続いて計測開始ス
イッチ２６ｅをＯＮにして揚湯ポンプ１３を駆動し（Ｓ
１０４）、先に設定した揚湯量Ｑ＝Ａを確認した後、電
磁弁２４を開き、測定用パイプ２０に二次圧力の窒素ガ
スを供給する（Ｓ１０５）。

【００４３】窒素ガスの供給により測定用パイプ２０内
の圧力は徐々に高められ（Ｓ１０６）、パイプ先端から
窒素ガスが漏出して、測定用パイプ２０内の圧力が安定
化するタイミング（ｔ₁）を圧力計２５および圧力表示
部２６ａによりモニタする。このようにして水頭圧Ｐが
検知された信号が圧力計２５から入力されると、電磁弁
２４を閉じて窒素ガスの供給を遮断する（Ｓ１０７）。
このとき、水頭圧Ｐを測定するとともに、流量計および
温度計により観測している揚湯量および湯温を測定する
（Ｓ１０８）。

【００４４】測定された水頭圧Ｐから、演算処理部が上
述した数式に基づいて水位を算出し（Ｓ１０９）、プ
リンタ２６ｄに出力する（Ｓ１１７）。このような測定
動作を所定の時間間隔ｔで所定の回数実行した後（Ｓ１
１１）、揚湯ポンプ１３を停止する（Ｓ１１２）。次
に、ケーシング１１内の水位が先に測定した静水位Ｈ₀
に回復するまで、時間間隔ｔで測定（Ｓ１１３、Ｓ１１
４）し、プリンタ２６ｄに出力する（Ｓ１１７）。

【００４５】続いて、先に設定された測定時間間隔ｔを
ｔ＝ｂに再設定し（たとえばｂ＝１０min.）（Ｓ１１
５）、同様にして水頭圧、湯温および水位の回復を測定
する。このような操作を測定時間間隔ｔ＝ｃ（たとえば
ｃ＝３０min、１h）についても設定し、水頭圧Ｐ（水
位）と湯温を測定する。予め設定された数種類の時間間
隔ｔでの測定終了後、揚湯ポンプの揚湯量をＱ＝Ａ→Ｂ
→Ｃ（たとえばＢ＝０．２ｍ³／min.、Ｃ＝０．４ｍ³／
min.）と変化させ、再び数種類の測定時間間隔ｔ＝ａ→
ｂ→ｃで一連の測定動作を行なう（Ｓ１１６）。

【００４６】このようにして得られた水位変動量、回復
量（湧出量）、湯温等の測定、計算結果は順次プリンタ
２６ｄを介して取り出され、温泉井戸の能力を総合的か
つ絶対的に評価する指標となる。なお、上記実施例中の
説明では、測定用パイプ２０に供給される二次圧力を予
め一定に設定し、電磁弁２４の開閉制御のみで水頭圧Ｐ
を測定したが、本発明はこの手法に限定されるものでは
なく、減圧弁２３により二次圧力を随時変化させて水頭
圧Ｐをモニタする方法としてもよい。この場合、図１に
示したように測定制御部９内に設けられた圧力制御部９
_-1により減圧弁２３（ガス圧調整部５）を制御する手法
としてもよいし、測定者が随時減圧弁２３を操作しても
よい。

【００４７】次に、請求項２又は３記載の発明について
説明する。請求項２又は３記載の発明は、上記実施例に
示した掘削井戸の湧出能力管理システムにおいて、温泉
井戸の湧湯能力を判断する情報を得るための一連の測定
動作後に、測定用パイプ２０を回収することなく、温泉
井戸内にそのまま残すことを特徴としている。

【００４８】すなわち、測定用パイプ２０として、上述
した樹脂製のパイプを用いることにより、極めて安価に
入手することができ、上述した湧湯能力の測定後、測定
用パイプ２０を回収する必要はない。そのため、測定用
パイプ２０の回収に関する経費および工期が短縮され
る。特に、温泉井戸では、揚湯管１４内に溶融物質が析
出して揚湯管内径を狭くする現象が生じやすく、このよ
うな現象の解決のため、未回収の測定用パイプ２０を利
用して析出物質を溶解する薬剤の注入に用いることがで
きる。この薬剤の注入により、温泉の揚湯能力を確保す
ることができるとともに、温泉寿命を伸ばすことができ
る。

【００４９】さらに、ガス供給系の各構成は上述したよ
うにパーソナルコンピュータ等を用いて一体化してもよ
いし、各機能毎に個別の専用装置によってもよい。その
ため、回収しない測定用パイプ以外のガス供給系の装置
を、たとえば湧湯能力計測装置２６のように一体化する
ことにより、取り外しが容易となり、他の測定地での測
定に有効に利用することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の掘
削井戸の湧出能力管理システムによれば、掘削穴径が小
さく、かつ深さ数百mに至る掘削井戸内に湧出する地下
浸透液体を一定の流量で汲み上げながら、汲み上げ流
量、液体温度を測定し、かつ、ガス導入管を用いた水頭
圧の測定により液面レベル算出することができるため、
掘削井戸の湧出能力を総合的に判断する情報を所定の時
間間隔で自動的に記録することができ、たとえば温泉井
戸の湧湯能力を総合的に評価することができる。

【００５１】また、請求項２又は３記載の掘削井戸の湧
出能力管理システムによれば、一旦湧湯能力を判断する
情報を記録した後、掘削井戸内にガス導入管を残置する
ことにより、再度の湧出能力の評価を可能とするととも
に、ガス導入管に薬剤を注入して掘削井戸内に析出する
溶融物質を溶解して掘削井戸の汲み上げ能力の維持をす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る掘削井戸の湧出能力管理システム
に適用される液面レベル測定装置の基本構成を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明に係る掘削井戸の湧出能力管理システム
に適用される液面レベル測定方法の原理を説明する図で
ある。

【図３】液面レベル測定方法における圧力変化を示す図
である。

【図４】本発明に係る掘削井戸の湧出能力管理システム
の一実施例を示す構成図である。

【図５】一実施例の掘削井戸の湧出能力管理システムに
適用される液面レベル測定方法を説明するフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ガス導入管２液面（水面）３ガス供給系４ガス供給源５ガス圧調整部６導入開閉部７圧力測定部８記録部９測定制御部９_-1 圧力制御部９_-2 導入制御部９_-3 演算処理部１１ケーシング１２ポンプモータ１３揚湯ポンプ１４汲み上げ管１５モータ動力線１６揚湯量制御装置（ＩＮＶ）１７流量計１８温度計１９貯湯槽２０測定用パイプ２１高圧窒素ボンベ２２ハンドバルブ２３減圧弁（ＲＥＧ）２３_-1 二次圧力設定用圧力計２４電磁弁（ＳＶ）２５圧力計２６湧湯能力計測装置２６ａ圧力（水位）表示部２６ｂ流量表示部２６ｃ温度表示部２６ｄプリンタ２６ｅ計測開始スイッチ２６ｆ計測終了スイッチ２６ｇ揚湯量設定スイッチ２６ｈ計測時間設定スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−132021（ＪＰ，Ａ) 特開平５−60590（ＪＰ，Ａ) 特開平５−25841（ＪＰ，Ａ) 特開平４−30085（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01F 23/00 - 23/76

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削井戸内に湧出する地下浸透液体を所定
の流量で汲み上げる汲み上げ部が一端に設けられた汲み
上げ管と、該汲み上げ管の他端側に設けられ、前記液体
の汲み上げ流量を検知、測定する流量測定部と、該汲み
上げ管の他端側に設けられ、前記液体の温度を測定する
液温測定部と、前記流量測定部からの流量に応じて前記
汲み上げ部を制御して、前記液体の汲み上げ流量を一定
化する汲み上げ制御部と、前記汲み上げ管とともに前記
掘削井戸内に設けられ、前記液体中に一端が浸漬され、
他端から不活性ガスが供給されるガス導入管と、該ガス
導入管の他端に設けられ、前記ガス導入管に供給する前
記不活性ガスの圧力調整および導入開閉を制御するガス
供給制御部と、前記ガス導入管に供給された前記不活性
ガスの管内圧力の変化を観測し、前記掘削井戸内に湧出
する前記液体の液面レベルを算出する演算処理部と、少
なくとも前記測定及び算出されたデータを記録する記録
部と、を具備し、前記掘削井戸内に湧出する前記液体を所定の流量で汲み
上げながら、前記ガス供給制御部が、前記ガス導入管に
所定の圧力を有する前記不活性ガスを導入し、前記演算処理部が、前記ガス導入管の前記液体側先端に
おける前記不活性ガスの漏出により前記液体の圧力と前
記ガス導入管内の圧力との平衡状態を検知して、該管内
圧力を測定し、該測定圧力から所定の演算式を用いて前
記液体の液面レベルを算出するとともに、前記記録部が、少なくとも前記汲み上げ流量、前記液体
の温度及び前記液面レベルを記録する、該一連の測定手順を所定の時間間隔で繰り返したのち、
前記液体の汲み上げ流量を変更して、再度前記一連の測
定手順を行なうことを特徴とする掘削井戸の湧出能力管
理システム。
【請求項２】前記ガス導入管が、前記一連の測定手順の
終了後において、前記掘削井戸内に残置されていること
を特徴とする請求項１記載の掘削井戸の湧出能力管理シ
ステム。
【請求項３】前記ガス導入管に、前記掘削井戸内に析出
する前記液体中に溶融する物質を溶解する薬剤を注入す
ることを特徴とする請求項１又は２記載の掘削井戸の湧
出能力管理システム。