JP2903350B2 - 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 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロータリーパーカッシ
ョンドリルの掘削において、ロータリーパーカッション
ドリルに適用して掘削途中における地層のコアサンプリ
ングを行うことができる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に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の地層の試料採取方法としては、ス
ピンドルタイプのボーリングマシンを使用し、シングル
コアチューブ，ダブルコアチューブ等のワイヤラインコ
アバレルを用いて地層のコアサンプリングを行ってい
た。

【０００３】しかしながら、前記従来の方法では次のよ
うな不具合がある。 （１）地層のサンプリングが不要の個所も前記ツールス
で掘削しなければならない。 （２）地層によってはコア詰まりが発生する。 （３）掘削ロッドの着脱及び掘削ロッドの昇降作業等を
繰り返さなければならないので、非常に手間と時間がか
かる。 （４）スピンドルタイプのボーリングマシンによる穿孔
では掘進率が非常に悪く、地層のコアサンプリングを行
うのに多くの時間と費用がかかる。 （５）かといってロータリーパーカッションドリルは打
撃による衝撃が非常に大きいため、ワイヤラインサンプ
リング装置をロータリーパーカッションドリルに取入れ
ることは非常に困難である。そのため従来、ワイヤライ
ンサンプリング装置をロータリーパーカッションドリル
に取り入れたサンプリング工法及び装置は未だ提案され
ていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みて発明されたものであって、パーカッションの衝撃
に充分耐えられロータリーパーカッションドリルに適用
したパーカッションワイヤラインサンプリング装置及び
工法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のパーカッション
ワイヤラインサンプリング装置及び工法のうち、請求項
１に記載のパーカッションワイヤラインサンプリング装
置は、ドリルロッドに内蔵されるワイヤラインサンプラ
と、前記ドリルロッド内に挿入されて前記ワイヤライン
サンプラを当該ドリルロッド内に搬入及び搬出するオー
バショットアセンブリとを備えてなるワイヤラインサン
プリング装置において、前記ドリルロッドの外管の上端
側に設けられたロッキングカップリングと、前記外管の
下端側に設けられた掘削ビットと、前記外管内に同心的
に設けられた内管と、前記内管の下端に設けられた硬度
の高い材料からなるシューと、前記内管の上端で前記外
管に対し同心的に且つ所定範囲内で摺動可能に設けら
れ、側面にスリットを有する摺動チューブと、前記内管
内に挿着されたコアチューブと、このコアチューブに連
結部材を介して連結され且つ前記摺動チューブ内に位置
し、通常はラッチスプリングにより開拡方向に付勢され
て前記摺動チューブのスリットより外出し且つその先端
が前記ロッキングカップリングの下端面に当接される一
方、前記摺動チューブの摺動に伴い一体的に進退し且つ
前記ラッチスプリングに抗して縮径する拡縮自在なラッ
チと、前記摺動チューブの上端に設けられた係合部材
と、を備え、前記ドリルロッドは、ロータリーパーカッ
ションドリルのドリルロッドであるとともに、掘削流体
が掘削ビットの下方から外方へ噴出するボトムディスチ
ャージ方式であることを特徴としている。

【０００６】請求項２に記載のパーカッションワイヤラ
インサンプリング工法は、掘削流体が掘削ビットの下方
から外方へ噴出するボトムディスチャージ方式のロータ
リパーカッションドリルに、ワイヤラインサンプリング
装置を内蔵してなるパーカッションワイヤラインサンプ
リング装置を用いて、コアサンプリングを行うことを特
徴としている。

【０００７】

【作用】ロータリーパーカッションドリルにワイヤライ
ンサンプリング装置を内蔵しサンプリングを行うため、
従来のボーリングマシンによる掘穿に比べ、穿孔スピー
ドが５〜６倍はやく、また、必要深度におけるサンプリ
ングが容易に可能となる。

【０００８】ロッキングカップリングの下端面にラッチ
の先端が当接しているため、掘削ビットの上方向への衝
撃力は、ロッキングカップリングの下端面で受けられ
る。

【０００９】係合部材を上方に引き上げると、摺動チュ
ーブは少し上方に摺動しラッチをラッチスプリングに抗
して縮径し、ロッキングカップリングの下端面との係合
を解除するので、ワイヤラインサンプリング装置は外管
より上方に引き上げることができる。

【００１０】内管の先端には硬度の高い材料からなるシ
ューが設けられているため、ロータリーパーカッション
ドリルの掘削による衝撃に充分耐えることができる。

【００１１】外管及び内管の二重管であり、更にコアチ
ューブは内管の中に挿着され内管との間で二重管構造と
なっているため、試料が自然に近い状態で採取できる。
また、ボトムチャージタイプであるため試料の流出が少
なく、採取率が高い。

【００１２】

【実施例】以下、図示の実施例について本発明を詳細に
説明する。図１乃至図３は本発明の実施例を示す断面図
であり、図１が上方部分を、図２が中間部分を、図３が
下方部分を示し、図１、図２および図３で全体を示す。
同図において、１はロータリーパーカッションドリルの
外管を示し、下端には掘削ビット２が設けられている
（図３）。

【００１３】前記ロータリーパーカッションドリルの外
管１内には、ワイヤラインサンプリング装置３が内蔵さ
れる。このワイヤラインサンプリング装置３は、内管
４，コアチューブ５，ピストン部材６，ラッチ７，摺動
チューブ８及び係合部材９等で構成される。

【００１４】図２および図３に示すように前記内管４
は、外管１の下方位置に同心的に設けられ、上端は連結
ロッド（連結部材）１０に螺子結合して連結され、その
下端には、硬度の高い材料からなる肉厚のシュー４ａが
設けられる。本例では内管４の下端部内周面に雌螺子が
設けられ、シュー４ａの上端部外周面に設けた雄螺子を
螺合することによって取付けられる。これにより掘削ビ
ット２による内管４の耐摩耗性が向上し内管４の先端が
保護される。

【００１５】コアチューブ５は、前記内管４内のシュー
４ａより上方に位置し内管に密接して設けられる。この
コアチューブ５は、上端が連結ロッド１０で、下端がシ
ュー４ａの上端で規制されている。

【００１６】前記内管４の上方には、摺動チューブ８
が、外管１に対し同心的に設けられ、この摺動チューブ
８には、ピストン部材（連結部材）６が設けられる。こ
のピストン部材６の下端は、摺動チューブ８より下方に
延出し、その延出した下端には前記連結ロッド１０が連
結されている。摺動チューブ８は、ピストン部材６に対
し摺動チューブ８の内壁面に設けた係止段部８ａがピス
トン部材６の段部６ａに係止される範囲ｈで摺動自在で
あるが、通常は摺動チューブ８とピストン部材６の間に
介在されたスプリングバネ１１で前記間隔ｈは保持され
ている。

【００１７】前記ピストン部材６の上端には、拡縮自在
のラッチ７が設けられる。このラッチ７は、ラッチ爪７
ａ，７ｂが枢軸にて枢着され、通常はラッチスプリング
１２にて開拡方向に付勢され、そのラッチ爪７ａ，７ｂ
の先端外側は、摺動チューブ８に穿設されたスリット８
ｂより外出し外管１の内壁面に当接しているが、摺動チ
ューブ８を上方に摺動させると該摺動チューブ８にて縮
径される。即ち、ラッチ爪７ａ，７ｂは上方が開拡する
扇形に設けられ、摺動チューブ８が上方に摺動すると、
スリット８ｂの下端の傾斜面８ｃで縮径されるものであ
る。

【００１８】前記摺動チューブ８の上端には、係合部材
９が設けられる。この係合部材９は、外管１の上端に設
けられたロッキングカップリング１３内に位置する。

【００１９】前記実施例の構成によれば、ロータリパー
カッションドリルの掘削における衝撃は、掘削ビット２
からシュー４ａ，内管４，連結ロッド１０，ピストン部
材６及びラッチ７と伝達され、ロッキングカップリング
１３の下端面で受けられるため、ロータリーパーカッシ
ョンドリルで穿孔すると、コアチューブ５内にコアサン
プルが採取され収納される。そこで、図４乃至図６に示
すようなオーバショットアッセンブリ２１を上から降ろ
し係合部材９に係合してワイヤラインサンプリング装置
３を吊り上げると、摺動チューブ８が上方に移動しラッ
チ７を縮径しロッキングカップリング１３の下端面との
係合を解除するので、ワイヤラインサンプリング装置３
は、上方に引き上げられる。

【００２０】図４はオーバショットアッセンブリの断面
図、図５は係合部材が係合した状態のオーバショットア
ッセンブリの断面図、図６はオーバショットアッセンブ
リの係合部を示す部分側面図である。前記オーバショッ
トアッセンブリ２１は、例えば、同図に示すように上部
にホイスト等のワイヤラインを掛ける吊輪２２を有し、
下端に係合部２３が設けられている。この係合部２３
は、前記係合部材９に対応する形状の挟持片２４ａ，２
４ｂが開閉自在に枢着され、ばね２５にて常に閉口方向
に付勢されているもので、オーバショットアッセンブリ
２１をロッキングアップリング１３内に降下していく
と、係合部２３が係合部材９に自動的に嵌合するように
なっている。

【００２１】しかして、ロータリパーカッションドリル
にワイヤラインサンプリング装置３を内蔵して所定の掘
削孔を掘進しながら、地層のコアサンプリングを行い、
コアサンプルがコアチューブ５内に一杯に詰め込まれた
ら、ロッキングカップリング１３の上部開口からホイス
トでワイヤラインに吊したオーバショットアッセンブリ
２１を降ろし、その係合部２３をワイヤラインサンプリ
ング装置３の係合部材９に係合して、ワイヤラインサン
プリング装置３を吊り上げて取り出し、コアチューブ５
内のコアを回収できる。

【００２２】このようにワイヤラインサンプリング装置
３は、ロータリパーカッションドリルに組み込むことが
できたので、従来のスピンドルタイプのボーリングマシ
ンに比して格段の掘削能率でコアサンプリングを行うこ
とができる。因に、従来に比して５〜６倍の掘進能率を
発揮できる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明のとおり、本発明によれば、は
やい掘削能率でコアサンプリングを行うことができるか
ら、地層のサンプリングを短時間で、かつ経済的に行う
ことができる他、次のような効果を奏する。 （１）内管の先端には硬度の高い材料からなるシューが
設けられているため、ロータリパーカッションドリルの
掘削による衝撃に充分耐えることができる。 （２）外管及び内管の二重管であり、しかもコアチュー
ブは内管の中に挿着され内管との間が更に二重管構造と
なっているため、試料が自然に近い状態で採取できる。 （３）ボトムチャージタイプであるため試料の下部が掘
削流体で洗い施されることなく試料の流出が少ないの
で、採取率が高い。 （４）保孔用としての掘削流体を使用しないので、自然
環境を汚すこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す上方部分の断面図であ
る。

【図２】本発明の実施例を示す中間部分の断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例を示す下方部分の断面図であ
る。

【図４】オーバショットアッセンブリの断面図である。

【図５】係合部材が係合した状態のオーバショットアッ
センブリの断面図である。

【図６】オーバショットアッセンブリの係合部を示す部
分側面図である。

【符号の説明】

１ 外管 ２ 掘削ビット ３ ワイヤラインサンプリング装置 ４ 内管 ４ａ シュー ５ コアチューブ ６ ピストン部材（連結部材） ７ ラッチ ８ 摺動チューブ ８ｂ スリット ９ 係合部材 １０ 連結ロッド（連結部材） １２ ラッチスプリング １３ ロッキングカップリング

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドリルロッドに内蔵されるワイヤライン
   サンプラと、前記ドリルロッド内に挿入されて前記ワイ
   ヤラインサンプラを当該ドリルロッド内に搬入及び搬出
   するオーバショットアセンブリとを備えてなるワイヤラ
   インサンプリング装置において、 前記ドリルロッドの外管の上端側に設けられたロッキン
   グカップリングと、 前記外管の下端側に設けられた掘削ビットと、 前記外管内に同心的に設けられた内管と、 前記内管の下端に設けられた硬度の高い材料からなるシ
   ューと、 前記内管の上端で前記外管に対し同心的に且つ所定範囲
   内で摺動可能に設けられ、側面にスリットを有する摺動
   チューブと、 前記内管内に挿着されたコアチューブと、 このコアチューブに連結部材を介して連結され且つ前記
   摺動チューブ内に位置し、通常はラッチスプリングによ
   り開拡方向に付勢されて前記摺動チューブのスリットよ
   り外出し且つその先端が前記ロッキングカップリングの
   下端面に当接される一方、前記摺動チューブの摺動に伴
   い一体的に進退し且つ前記ラッチスプリングに抗して縮
   径する拡縮自在なラッチと、 前記摺動チューブの上端に設けられた係合部材と、を備
   え、 前記ドリルロッドは、ロータリーパーカッションドリル
   のドリルロッドであるとともに、掘削流体が掘削ビット
   の下方から外方へ噴出するボトムディスチャージ方式で
   あることを特徴とするパーカッションワイヤラインサン
   プリング装置。
2. 【請求項２】 掘削流体が掘削ビットの下方から外方へ
   噴出するボトムディスチャージ方式のロータリパーカッ
   ションドリルに、ワイヤラインサンプリング装置を内蔵
   してなるパーカッションワイヤラインサンプリング装置
   を用いて、コアサンプリングを行うことを特徴とするパ
   ーカッションワイヤラインサンプリング工法。