JP3302700B2 - 特に探査ボーリング及び採収ボーリング用に穿孔を掘り下げるための方法及び装置 - Google Patents

特に探査ボーリング及び採収ボーリング用に穿孔を掘り下げるための方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に探査ボーリング及び採収ボーリング用
に穿孔を掘り下げるための方法及び装置に関する。
探査ボーリングは、鉱床の検査のために行なわれ、鉱
床にある物質の試料採取を可能することを意図してい
る。探査ボーリングが掘り下げられるのは、特に、鉱床
が比較的深い所にあり及び／又は鉱床の上面にある水
域、例えば湖又は海が、探鉱縦坑の掘下げを妨げる場合
である。
このような採収ボーリングは、底層から鉱床の中味を
解し出すために用いられる。採収ボーリングの実例とし
て、海底にありかつダイヤモンド包有物を含んだ海の堆
積物の除去を説明しよう。
ダイヤモンドを含んだ堆積物は、大抵は河口の手前
で、岩石からなる底に分布している余りに厚くない層の
形で、形成された。ダイヤモンドを含む堆積物物質を採
掘するためには、船から、延長可能なドリルストリング
に沿って海底まで降下される、複数の装置が用いられ
る。このような装置は比較的大きな直径の孔径用に設計
されている掘削ヘッドを有する。多数のこのような孔が
隙間なく相並んで空けられるのは、ダイヤモンドを含む
物質の全体を出来る限り広範囲に利用することができる
ためである。
事情によっては、非常に長いロッドに取着された掘削
ヘッドがぶつかるときに、掘削工具の掘削ヘッドが、海
底の、孔に掘り下げるべき箇所に直ぐに突進するのでな
くて、特に、海底が僅かに傾斜しているときは、掘削ヘ
ッドが、側方に避けて、螺旋状にぐるぐると回るという
傾向を有する、という問題が生じる。
掘削ヘッドがこのように側方に逸れるのを防止するた
めに、中心に据えるべきガイドチップを掘削ヘッドの下
方に設置することは既に知られている。このガイドチッ
プは、掘削ヘッドの作用方法に作用する掘削力の下で、
堆積層の表面に突入し、特に、穿孔の最初の段階におい
て、以下の案内を、すなわち、穿孔過程のはじめに、つ
まり、掘削ヘッド自体がまだ孔壁を通る側方の案内を被
らないときに、掘削ヘッドが側方に逸れるのを防止する
案内を、引き起こす。
掘削ヘッドが堆積層を殆ど貫通したとき、まず、先行
するガイドチップが、その下方にありかつ大抵は岩石か
らなる底に当るが、底に突入できないか、あるいは、非
常に緩慢にかつ高い摩擦の下でしか突入することができ
ない。そのとき、掘削ヘッドは堆積層にそれ以上突入す
ることができない。
採収法の経済性は、大多数の相並んだ孔の即座の掘下
げに依存しているので、その時々の穿孔過程は、これま
では、ガイドチップが堆積物の下にある底にぶつかる際
に、ひどく遅らされ従って不経済になる。
US−PS3,277,972からは、掘削ヘッドが軟らかい堆積
層への突入の際に降下されてなる装置が、公知である。
掘削ヘッドは、ハウジングに対してドリルストリング方
向に移動可能に設けられている。それ故、ハウジングの
端面端部が硬い岩石層にぶつかるや否や掘削ヘッドはハ
ウジングに依存せずに降下可能である。
AT−PS379 863からは、穿孔内を案内するために、ド
リルロッドを部分的に半径方向に囲撓するガイドスリー
ブ、つまりは、先行の掘削ヘッドの外径にほぼ対応する
外径を有するガイドスリーブを具備するドリルロッドが
公知である。
US−PS3,729,057からは、ドリルストリングに沿って
上下可能である２部構成の掘削ヘッド装置が公知であ
る。掘削ヘッド装置は、掘削ヘッドの下端に設けられた
プレートに取着されている掘削チップを有する。プレー
トは、ドリルストリングの縦方向に対し直角に延びる軸
を中心として回動自在に取り付けられており、掘削ヘッ
ドは、プレートが回動退避しつつ、ドリルストリングに
対し上方に移動可能である。
本発明の課題は、特に探査ボーリング及び採収ボーリ
ングの用に穿孔を掘り下げるための上記タイプの方法及
び装置を、鉱床が、余り硬くない岩石層を通って、直接
に、岩石層の下にあってかつ大抵は岩石からなる基礎岩
石へと、この場合この方法が不経済になることなく、下
方に採掘されるように、更に開発することである。更
に、この装置は、種々の穿孔諸条件及び穿孔深さへの適
合性において際立っており、出来る限り少ない製造コス
トを要する。
この課題は、方法の観点では、請求項１の主題によっ
て解決される。
このためには、本発明に基づき、ドリルストリングの
縦方向に固定されたガイドチップを除去されるべき底に
向いた端部に有するドリルストリングが、孔を掘り下げ
るべき箇所に取着される。この場合、ガイドチップは通
常、少なくとも僅かな数値だけ、水積層に突入する。続
いて、底に向いた側に少なくとも１つの切削要素を有す
る掘削ヘッドであって、ドリルストリングの縦方向に、
ガイドチップが少なくとも１つの切削要素から突出して
いる上方位置と、少なくとも１つの切削要素がガイドチ
ップの端部と同一の高さにあるか、この端部から作用方
向に突出する下方位置との間で、移動可能である掘削ヘ
ッドは、ドリルストリングの降下中に占められる上方の
位置から下方の位置へ移動される。ガイドチップが一定
の数値だけ堆積層に突入したので、掘削ヘッドの少なく
とも１つの切削要素が、堆積層において、掘削ヘッドを
側方に案内する孔で口を生じさせて、次に、ガイドチッ
プが有する、掘削ヘッドを側方に案内する作用が、減少
する。掘削ヘッドが堆積層に更に突入する際には、かく
て、少なくとも１つの切削工具が、ガイドチップの端部
と同一平面上にあるか、あるいは、ガイドチップよりも
先行する。それ故に、堆積層の下にある岩石までの穿孔
は本発明の方法によって問題なく可能である。ガイドチ
ップは、通常では穿孔過程中に堆積層の下にある岩石層
に突入する必要がないので、ガイドチップの摩耗は著し
く減少する。
本発明に係わる方法の第１の変更の実施の形態では、
穿孔過程中に、ドリルストリングが縦軸を中心にして回
転され、このことによって、ドリルストリングに回転不
能に取り付けられた掘削ヘッドのみならず、ドリルスト
リングに同様に回転不能に設けられたガイドチップもま
た回転される。従って、方法のこの変更の実施の形態で
は、ガイドチップが堆積層に「穿孔」する。
しかし乍ら、請求項３に記載のように、ドリルストリ
ングを駆動し、トルクを、ドリルストリングの縦軸を中
心にして回転自在に取り付けられたガイドチップにでは
なく、回転不能に取り付けられた掘削ヘッドに伝達する
ことは、同様に好都合である。このことによって、ガイ
ドチップが堆積物内で回転しないことが、引き起こされ
る。これによって、ガイドチップは、堆積層に「穿孔」
しないが、多くの場合にガイドチップの十分な案内機能
が保証されるのは、ガイドチップが、このガイドチップ
に負荷する重力によってのみ、僅かな長さに亘って、堆
積層に押し込められる場合である。堆積層とガイドチッ
プとの間で相対移動が全然なされないので、ガイドチッ
プは、本発明に係わる方法の前記変更の実施の形態に比
較して少ない摩耗を被る。
請求項４に記載の方法の、つまり、ドリルストリング
を回転不能に取り付けており、掘削ヘッドをドリルスト
リングの縦軸に対し回転する方法の実施の形態は、特に
好都合である。される。何故ならば、この措置によっ
て、ドリルストリングの、掘削ヘッドに対向している端
部において通常は設けられた駆動装置と、場合によって
は、コストのかかる複数の回転伝達手段とが省略される
からである。この場合、ガイドチップをドリルストリン
グに回転不能に設けることが可能である。
しかし乍ら、比較的硬い堆積底の場合には、ガイドチ
ップを、ドリルストリングの縦軸を中心として回転自在
に取り付け、縦軸を中心として掘削ヘッドと共に回転さ
せることは利点である。何故ならば、このことによっ
て、ガイドチップの堆積層への「穿孔」が、最初の案内
作用を高めるために、可能となるからである。
本発明に係わる方法の特に好ましい他の変更の実施の
形態は、請求項６の主題である。この変更の実施の形態
では、ガイドチップは同様にドリルストリングの縦軸を
中心として回転自在に取り付けられており、掘削ヘッド
が、上方位置から出て、少なくとも１つの切削要素がガ
イドチップの端部の高さに少なくともほぼ達したときの
位置を、占めるとき、はじめて、ガイドチップは、掘削
ヘッドによって連行される。この措置によって引き起こ
されるのは、ガイドチップが掘削ヘッドの案内を引き起
こし、堆積底にそれ以上突入することがない間は、ガイ
ドチップが空回りによって堆積底に生起された摩耗に晒
されてはいないが、しかし、掘削ヘッドの堆積底へのよ
り深い突入の際に、少なくとも１つの切削要素によって
覆われていない領域における「コア」の形態を確実に防
止することである。
本方法の、特に好ましい実施の形態では、除去される
べき底に掘削ヘッドの端面を接触させる力を、掘削ヘッ
ドに設けられた少なくとも１つのフロートによって、調
節することができる。
装置の観点での課題は、ドリルストリングの、除去さ
れるべき底に向いた端部には、ドリルストリングの縦方
向に取着されたガイドチップが設けられていること、及
び、掘削ヘッドは、ドリルストリングの縦方向に、ガイ
ドチップが少なくとも１つの切削要素から突出している
上方位置と、少なくとも１つの切削要素がガイドチップ
の端部と同一の高さにあるか、この端部から作用方向に
突出する下方位置との間で、移動可能であること、を特
徴とする請求項８に記載の装置によって解決される。従
って、本発明に係わる装置では、ガイドチップは、まず
第１に穿孔のはじめに掘削ヘッドが移動するのを防止す
るために用いられる。これに対し、ガイドチップは、掘
削ヘッドの降下後には、ドリルストリングの方に、少な
くとも１つの切削要素によって定められる面の後方に留
まっており、穿孔過程を、先行によって引き起こされ
る、岩石からなる底層又は岩石からなる包有物に載るこ
とによっても、妨げることがない。
本発明に係わる装置では、ドリルストリングの一端が
このドリルストリングの縦軸を中心にして回転自在に取
り付けられており、この端部の領域でドリルストリング
と協働する回転駆動ヘッドの使用が定められていること
によって、掘削ヘッドを知られるように回転させること
が可能である。この場合、掘削ヘッドは、ドリルストリ
ングに回転不能に設けられている必要がある（請求項1
0）。
ガイドチップを穿孔のはじめに堆積底に押し込むだけ
で、多くの場合に掘削ヘッドの案内のために十分である
ので、ガイドチップの摩耗を減らすためには、ガイドチ
ップをドリルストリングの縦軸を中心にしてこのドリル
ストリングに回転自在に取り付けられていること（請求
項11）は、好都合であることができる。
しかし、請求項12に記載のように、ドリルストリング
の、掘削ヘッドから離隔した端部が、ドリルストリング
を支持する装置に回転不能に取着されていることは、特
に好都合である。
このような取付のためには、請求項14に記載のよう
に、カルダン式の平衡回復装置（「ジンバル」）が特に
適切である。
この場合、掘削ヘッドが、この掘削ヘッドに関連して
設けられている駆動装置によって、ドリルストリングに
対して、このドリルストリングの縦軸を中心にしてなさ
れる回転分だけずらされること（請求項14）は好まし
い。
請求項15に記載のように、駆動装置が、ドリルストリ
ングに設けられた、トルクを受け取るための手段と、し
かも請求項16に記載のように好ましくは、縦方向歯車装
置として形成されている手段と協働する回転モータを有
することは、好ましい。
回転モータは、請求項17のように、液圧モータであっ
てもよい。
しかし乍ら、回転モータを電動モータとして形成する
こと（請求項18）も、同様に可能である。
幾つかの実験は、ガイドピッチが、時らの縦軸を中心
として回転していることなく、当該の堆積底に押し込ま
れさえすれば、所定の堆積底では、ガイドピッチの案内
作用が十分であるが、しかし、他の堆積底が、ガイドピ
ッチの、自らの縦軸を中心とした回転を要すること、を
示した。従って、請求項19に記載のように、ガイドチッ
プを、ドリルストリングの縦軸を中心にしてこのドリル
ストリングに回転自在に取り付け、ガイドチップに、掘
削ヘッドに設けられたカウンタキャッチに係合すること
ができる複数のキャッチを設けることは、利点である。
請求項20に記載のように、キャッチ及びカウンタキャ
ッチが、ガイドチップの駆動の場合に互いに係合する縦
方向歯車装置からなることは、好ましい。
しかし乍ら、キャッチ及びカウンタキャッチが、ドリ
ルストリングの縦方向に対する掘削ヘッドの位置に関係
なく、係合してなる装置の実施の形態が、多数の堆積底
にとって非常に適切であることが、明らかになった。
しかし、請求項22の特徴を有する装置は、他の堆積底
に特に適切である。この装置では、キャッチ及び／又は
カウンタキャッチは、少なくとも１つの切削要素がガイ
ドチップの端部の高さと同一の高さにあるか、掘削ヘッ
ドの作用方向にガイドチップから突出しているときにの
み、ガイドチップが、回転している掘削ヘッドと係合し
ているように、構成されている。この措置によって保証
されているのは、掘削ヘッドの堆積底への更なる降下
が、少なくとも１つの切削要素によって覆われていない
領域において形成される「コア」によっても妨げられな
いことである。
キャッチ及びカウンタキャッチを形成する縦方向歯車
装置の特に好ましい構成は、請求項23の主題である。
掘削ヘッドの作用方向に作用する掘削力を調節するた
めの少なくとも１つのフロートが、掘削ヘッドに設けら
れていること場合に、種々の堆積底への装置の特に良好
な適合性が与えられている。この措置によって、掘削ヘ
ッドの作用方向に作用する掘削力は、堆積底のその時々
に存する性質に適合されることができて、これに伴っ
て、ガイドチップを堆積底に押し付ける力の変化は生じ
ない。かくして、特に硬い堆積底の場合にガイドチップ
を大きな力で底に押圧して、十分な案内作用を達成する
が、同時に掘削力を調節して、少なくとも１つの切削要
素の係合が一方では、穿孔の逸脱をもたらさず、他方で
は、最適な掘進が達成されるようにすることが、特に可
能である。
請求項25に記載のように、少なくとも１つのフロート
が、浮揚可能なタンクか、ガス好ましくは、圧縮空気が
充填可能なタンクかどちらかを有する場合、掘削力は、
穿孔過程中にも可変である。このことによって、例え
ば、穿孔過程のはじめに、（孔の「逸脱」の危険性がま
だある間は、例えば、海底がひどく傾斜している場合
に）、僅かな掘削力を選択するが、しかし、掘削工具が
穿孔内で自ら案内され始めるや否や、掘進の向上のため
に、掘削力を増大することが可能である。
本発明に拘わる装置は、ドリルストリングの、掘削ヘ
ッドから離隔した端部を支持し、穿孔を海底に掘り下げ
るための、浮きプラットホームとの関連で、用いられる
こと（請求項26）は好ましい。
プラットホームの、例えば海のうねり又は潮差によっ
て引き起こされた垂直方向運動を相殺するためには、請
求項27に記載のように、プラットホープラットホームに
取り付けられた上方のドリルストリング部分と、掘削ヘ
ッド及びガイドチップを支持する下方のドリルストリン
グ部分とを分割すること、しかも、上方及び下方のドリ
ルストリング部分は、ドリルストリングの縦方向に入れ
子式に互いに係合していて、互いに相対的に移動可能で
あるので、掘削力が著しい変化を被ることなしに、プラ
ットホームの垂直方向運動が相殺されることは、特に好
都合である。
本発明に係わる装置の好ましい実施の形態では、請求
項28に記載のように、一方では、下方のドリルストリン
グ部分に取り付けられており、他方では、掘削ヘッドに
取り付けられている長さ可変の負荷発生器、好ましく
は、ピストン／シリンダユニットが設けられている。こ
の措置によって、掘削ヘッドがドリルストリングの方に
移動されることができるが、このためには、プラットホ
ームにあるウィンチ16の作動と、複数のケーブルの負荷
とを必要としない。このことは、掘削ヘッド10が例えば
孔壁の崩壊によって孔内に「閉じ込められている」と
き、特に利点である。何故ならば、長さ可変の負荷発生
器の相応の作動によって、掘削ヘッドがガイドチップの
方に上方に動かされることができるからであって、しか
も、このガイドチップは、特に、孔が堆積層全体の中を
延びているとき、ガイドチップの下にある硬い岩石上に
支持される。従って、大抵の場合、掘削ヘッド10は、孔
壁の崩壊後にも解放されることができる。
更に、この構成によって、ガイドチップの先行の長さ
を、底の性質によって設定された諸条件を適合させるこ
とは可能である。
下方のドリルストリング部分に、好ましくは、この部
分の上端の領域には、制御可能な浮力を有する少なくと
も１つのフロートが設けられているとき、ガイドピッチ
を底に立たせる力を、その時々に支配的な諸条件に適合
させることができる。この場合、掘削ヘッドが請求項28
に記載の長さ可変の負荷発生器を有する場、掘削力は、
下方のドリルストリングの、及びこの部分と軸方向にし
っかりと結び付いた複数の構成要素の、応分重力分だ
け、高められることができる。
図面には、本発明の複数の実施の形態が示されてい
る。
図１は、ガイドチップが堆積底の上方にあって掘削ヘ
ッドが上方の位置に移動されていることを示す、本発明
に係わる装置の概略図である。
図２は、孔底まで降下された掘削ヘッドを用いた穿孔
過程の終りにある本発明に係わる装置の、対応の概略図
である。
図３は、上方の位置にある掘削ヘッドを有するドリル
ストリングの下部の拡大図である。
図４は、下方の位置にある、図３と同じ掘削ヘッドの
図である。
図５は、図４の部分Ｖの拡大図である。
図６は、掘削ヘッドの部分（図３の部分VI）の拡大図
である。
図７は、掘削ヘッドを駆動するための駆動装置の部分
断面図（図５の部分VII）である。
図８は、ガイドチップに設けられたキャッチと、掘削
ヘッドに設けられたカウンタキャッチとの拡大切欠図
（図５の部分VIII）である。
図１及び２において全体として参照符号100が付され
た装置は、浮きプラットホーム１に設けられたマスト２
を有する。このマスト２は、全体として参照符号５が付
されたドリルストリングの１つ又は複数のセグメント4,
4′を昇降するのに用いられる滑車３を有する。
ドリルストリングセグメント4,4′を滑車３において
準備するためには、この目的のために知られた図面に示
唆されただけの複数の装置が用いられ、これらの装置
は、通常「パイプエレクタ」又は「パイプハンドリング
システム」と呼ばれる。ドリルストリングセグメント4,
4′を引き受けるために、プラットホーム１に設けられ
たマスト２は、軸Ｓを中心として回動自在に取り付けら
れている。マスト２の回動運動を開始してマスト２を直
立位置に固定するためには、詳細には示さない長さ可変
の支持手段２′が用いられる。この支持手段２′は、例
えば図面に示さないピストン／シリンダユニットを有す
ることができる。
既にはじめに説明したように、分解可能なセグメント
4,4′からなるドリルストリング５は、上方のドリルス
トリング部分６と、下方のドリルストリング部分７とを
有する。上方のドリルストリング部分６は、箇所８にお
いて、下方のドリルストリング部分７に入れ子式に入り
込み、図１の描写のように、ほぼ箇所９まで、ドリルス
トリング部分７に入り込む。下方及び下方のドリルスト
リング部分6,7は、上方のドリルストリング部分の押込
みのために設けられた縦方向領域において、以下のよう
に、すなわち、ドリルストリング部分6,7がこの縦方向
領域でドリルストリング５の縦方向Ｌに互いに相対的に
移動することができるが、しかし、ドリルストリングの
縦中軸を中心にしたドリルストリング部分6,7相互の回
転は、不可能であるように、構成されている。
下方のドリルストリング部分７の下端には、掘削ヘッ
ド10が設けられている。この掘削ヘッド10は、実施の形
態では、回転不能にプラットホームに取り付けられてお
り、また、掘削ヘッドに統合された回転駆動装置11によ
って、反動トルクを吸収するドリルストリング５に対し
て、回転自在である。図示した実施の形態では、動力源
として液圧モータが用いられる。この液圧モータには、
液圧導管12を通して、圧力下にある液圧が供給される。
しかし乍ら、液圧式駆動装置の代わりに電気式駆動装置
を用い、液圧導管12の代わりに導電線を設けることも同
様に可能である。
下方のドリルストリング部分７の下端には、制御可能
な、浮力、即ち、液体の排出量を有する２つのフロート
69が、軸線Ｌに対し互いに向かい合って設けられてい
る。
上方のドリルストリング部分６をプラットホーム１に
回転不能に取り付けるためには、垂直の中心面に沿って
２分割されカルダン式に懸架された平衡回復装置19
（「ジンバル」が用いられる。この平衡回復装置19で
は、その時々に取り付けられたドリルストリングセグメ
ント４の解除のために、平衡回復装置19の２つの半体が
互いに分解可能である。
上方のドリルストリング部分６には、必要な場合に、
少なくとも１つの他の（図示した実施の形態では２つ
の）フロート70が設けられている。その目的は、上方の
ドリルストリング部分６の重力によって生起された、平
衡回復装置19への、ドリルストリングを持上げるために
設けられる持上げ装置３′への、従ってまたプラットホ
ーム１への負荷を減じるためである。この措置によっ
て、上方のドリルストリング部分６は、このようなフロ
ートを何等有しない複数の装置に比べて、長く形成され
ることができる。それ故に、探査ボーリングがより深部
でも可能となる。フロートは、同様に、その浮力容量が
可変であるように、構想されていることができる。
前記掘削ヘッド10には、ドリルストリングの中心軸Ｌ
に対して互いに向かい合った２つの開口13が形成されて
おり、これらの開口13には２本のケーブル16′が固定さ
れている。ケーブル16′は、プラットホームに設けられ
かつドリルストリング５も通っている開口部14を通っ
て、延びており、転向ローラ15を通ってウィンチ16に送
られている。ウィンチ16の作動によって、下方のドリル
ストリング部分７はかくして昇降可能である。
以下、まず、図１及び２を参照して本発明に係わる装
置の図示の実施の形態の原理的な機能法を説明する。
図１に示した段階では、ドリルストリング５は、既に
個々のセグメント４及び４′の螺着によって組み立てら
れて、完全な長さを有する。ドリルストリング５の上端
には、掘り出される被覆岩の排出に用いられる曲管17が
設けられている。ドリルストリング５の上方のドリルス
トリング部６は、既に、カルダン式の平衡回復装置19の
２つの部分を閉じることによって、自らの作動位置にお
いて回転不能に取り付けられている。曲管17は、端部で
ホッパ状に拡大された入口20に通じており、この入口20
は、被覆岩を、被覆岩に含まれるダイヤモンドを分離す
るための図示しない知られた手段に供給する。
図１に示された状態では、装置100は、掘削ヘッドが
海底40の除去される箇所の上にあるように、位置決めさ
れている。
実際の掘削過程が始まる前に、ウィンチ16が緩められ
る。このことによって、下方のドリルストリング部分７
は、上方のドリルストリング部分６のうちの、下方のド
リルストリング部分７に入り込んでいる込む部分に沿っ
て滑り下りることによって、更に降下して、遂に、下方
のドリルストリング部分７の下端に設けられたガイドチ
ップ22の下端21が、海底40に載る。下方のドリルストリ
ング部分７の、結果として生じる重量は、実質的に、ガ
イドチップ22の端部21を海底40において支持する力を規
定する。
例えば海のうねり又は潮差によって引き起こされて、
プラットホーム１が、天候によって２、３メートルのこ
とがある垂直運動を行なうとき、このことによっては、
ガイドチップを海底40において支持するかあるいは海底
40に押し入れる力は、影響を受けない。何故ならば、内
側のドリルストリング部分６が、プラットホーム１の垂
直運動に応じて下方のドリルストリング部分７に摩擦な
しに出入りすることができるからである。
掘削ヘッドを海底に降下させるために、まず、回転駆
動装置11が作動される。このことによって、後述のよう
に、掘削ヘッド10のみか、掘削ヘッド10及びガイドチッ
プ22かが、ドリルストリング５の縦軸Ｌを中心として回
転される。図１に示した上方の位置と、掘削ヘッド10の
端面23がガイドチップ22の端部と少なくとも同じ高さに
あるときの下方の位置との間で移動可能である掘削ヘッ
ドは、ケーブル16′を更に緩めることによって、降下さ
れて、遂に、端面23が海底40に載る。海底の状態に応じ
て上層へ多かれ少なかれ押し入る、ガイドチップ22の端
部21は、掘削過程の開始の際に、掘削のために考えられ
た箇所から掘削ヘッド10が渦巻状に逸脱するのを防止す
る。
複数のケーブル16′は更に緩められて、図２で掘削過
程の終りに認められるように、ダラリと弛んでいるの
で、掘削ヘッド10の、結果として生じる重力は、掘削ヘ
ッド10をドリルストリング５の縦方向Ｌで孔底41におい
て支持する掘削力を規定している。
前記掘削ヘッド10の構造及び機能法を図３乃至８を参
照して詳述する。
図３は、掘削ヘッド10を備えておりかつガイドチップ
22を取着した下方のドリルストリング部分７を拡大して
示している。下方のドリルストリング部分７の上方領域
は、ドリルストリング５の縦方向Ｌに互いに間隔をあけ
た複数のローラの配列24を有し、これらは、下方のドリ
ルストリング部分７に入り込む上方のドリルストリング
部分６の部分25に設けられた複数のレール26と協働する
ので、上方及び下方のドリルストリング部分6,7は、互
いに相対的に摩擦なしにドリルストリング５の縦軸Ｌの
方向に移動可能であるが、縦軸Ｌを中心とした２つのド
リルストリング部分6,7相互の滑点は不可能である。
図３で下から２番目のセグメント４′に示され、図５
に拡大して示された部分に認められるように、上方のド
リルストリング部分６には、側方の開口部27が設けられ
ている。この開口部27は、図３に示すように、上方のド
リルストリング部分６の表面に設けられた剛性の圧力導
管18として形成されていることができる圧縮空気供給手
段を接続するために用いられる。しかし乍ら、可撓性の
圧力管によって圧縮空気供給を行なうことも可能であ
る。この圧力管が、２つのドリルストリング部分6,7相
互の、ドリルストリング５の縦方向Ｌにおける相対移動
を制限しないので、側方の開口部27′を下方のドリルス
トリング部分７に設けることが可能である。この開口部
27′は、外側へ、図７に示した圧力管18′の接続に用い
られる接続パイプ45に通じている。開口部27,27′は、
知られている「エアリフト法」（Lufthebeverfahren）
を用いるべく圧縮空気を送り込むために用いられる。
「エアリフト法」によって、掘削過程の最中に海底40か
らほぐされた堆積物は、ガイドチップ22に設けられた対
応の入口44を通ってドリルストリングの内部に入った後
に、ドリルストリングを通ってプラットホームに運び上
げられる。
ドリルストリングに入った堆積物が上方のドリルスト
リング部分６と下方のドリルストリング７との間の取付
部分に入り込んで、部材相互の摩擦のない動きを妨げる
こと、を防止するために、下方のドリルストリング部分
７に入り込んでいる上方のドリルストリング部分６の下
端には、内管46（「入れ子管」）がフランジを介して接
合されている。この内管46は、下方のドリルストリング
部分７の、内管の下にある部分に突出しており、回転駆
動装置11の直ぐ上方において、開いた状態で終わってい
る（図５を参照）。下方のドリルストリング部分７は、
この領域では二重壁に形成されており、内壁47は、内管
48によって形成される。内管48の内径は、この内径が内
管46の外径と共に狭い環状ギャップ49を形成する程の寸
法になっている。
これらの措置によって、解された堆積物は、低圧がエ
アリフト法の使用により上方のドリルストリング部分内
に支配的であるが故に、内管36の下方の開口部を通っ
て、上方のドリルストリング部分６の内部に入り込むの
で、堆積物は、既に従って複数のローラの配列24又はレ
ール26と接触することはない。更に、一方のドリルスト
リング部分６の内部に支配的な低圧がもたらすのは、一
定量の周辺の水が環状ギャップ49を通って下方のドリル
ストリング部分７の上端から常に吸引され、ローラの配
列24及びレール26の周りを洗うので、堆積物成分が場合
によって侵入してきても、堆積物成分が常に洗い出され
ることである。
実質的にシリンダ状のハウジング28を有する、図３及
び４に概略で示された掘削ヘッド10は、孔底に向いた端
面23において、ドリルストリング５の縦軸Ｌに対して設
けられている複数の切削要素29を有する。これらの切削
要素29は、掘削本体ハウジング28の外周面から半径方向
にガイドチップ22の外周面まで延びている。切削要素29
は、複数の切削歯、複数の切削歯及び切削ローラ、ある
いは、図示した実施の形態でのように切削ローラ30のみ
を有することができる。切削要素29は、その時々の孔の
底において海底40を解すために用いられる。
掘削ヘッド10の上方領域に設けられた回転駆動装置11
は、２つの液圧モータ11′を有する。これらの液圧モー
タ11′は、図６及び７を参照して後述する歯車装置31を
介して、掘削ヘッド10を、ドリルストリング５に対し
て、縦軸Ｌを中心にして回転させる。
更に、掘削ヘッド10は、フロート32として作用する、
周面に亘って分配された若干数のタンク33を有する。こ
れらのタンク33は浮揚可能であるか、あるいは、図示し
ない圧縮空気供給手段によってタンクに圧縮空気が充填
可能である。タンクが掘削ヘッド10の非回転式のハウジ
ング部分64において取着されているのは好ましい。何故
ならば、この場合、給気は、技術的にコストのかかる回
転式シールを必要とすることなく、複数の簡単な圧力管
によってなされることができるからである。浮力の、給
気によって可能である変化によって、掘削ヘッド10の作
用方向に作用する掘削力、すなわち、切削要素29及び切
削ローラ30を孔底41に載せる力は、その時々に支配的で
ある諸条件に適合されることができる。既にはじめに説
明したように、掘削ヘッド10が、図３に示した上方の位
置と図４に示した下方の位置との間で、摩擦なしにドリ
ルストリングに沿って移動可能であるので、ガイドチッ
プ22の端部21を海底において支持する力でなく、掘削力
のみが、フロートの浮力容量の変化によって、影響を受
ける。それ故に、浮力が高く従って掘削力が小さい場合
でも、ガイドチップ22の案内作用は損なわれない。特に
このような構造によって可能であるのは、穿孔段階にお
いて、すなわち、ドリルが孔内で自ら案内されない間
に、掘削力を僅かに保ち、自己案内作用（selbstfuehru
ngseffect）の発生の後に続いてタンク33に注水し、か
くて、より速い掘下げのために掘削力を高めることであ
る。
図６の右半体が見られるように、装置は、ピストン／
シリンダ装置66を有する。ピストン側で、ピストン／シ
リンダ装置66は、取付ユニット67によって上方のハウジ
ング部分56に結合されており、ハウジング部分56自体
は、スライドスリーブ57に取着されている。以下、図７
及び８を参照して、スライドスリーブ57の構成及び他の
機能を詳述する。シリンダ側で、ピストン／シリンダ装
置66は、対応の取付ユニット68によってドリルストリン
グ５の下部７に取着されている。ピストン／シリンダ装
置66は、掘削ヘッド10が図６に示された上方の位置にあ
るとき、ピストンがシリンダに完全に引っ込んだような
寸法になっている。
ピストン／シリンダ装置66は、上方及び下方のシリン
ダ端部に設けられた２つの圧力接続部66′,66′′を有
する。図面で上方に示した圧力接続部66′′に、圧力下
にある圧液が加えられると、掘削ヘッド10は、ドリルス
トリング５の下部７従ってまたガイドチップ22に対して
下方に動かされる。従って、続いての圧力接続部66′へ
の加圧によって、掘削ヘッド10は、ガイドチップ22に対
して上方に移動される。
この構成によって、掘削ヘッド10をその作用方向にお
いて孔底41に接触させる掘削力を高めることは原理的に
は可能ではあるが、特に、ドリルストリングがこの実施
の形態で２部構成に入れ子式に相互に係合するように構
成されているとき、通常は、ドリルストリング５は推進
力の吸収には不適当である。従って、ピストン／シリン
ダ装置66は、通常は、掘削ヘッド10の表面が、例えば孔
壁の崩壊によって、孔内に挟まっているときに、用いら
れる。このような場合に、ピストン／シリンダ装置66の
接続部66′には圧力媒体が加えられるので、掘削ヘッド
10は、その目下の位置からガイドチップ22に対して上方
に移動される。通常、比較的軟らかい堆積層の下には、
硬い岩石層あるので、ガイドチップ22は、岩石層におい
て支持されることができる。このことは、掘削ヘッド10
が、ピストン／シリンダ装置66によって加えられる力に
よって、孔内で上方に移動される、という結果を生む。
従って、このためには、プラットホーム１に設けられた
ウィンチ６と、ケーブル16′とがそれだけで用いられる
必要がないので、掘削ヘッド10が孔内に挟まるとき、プ
ラットホーム１上に設けられたウィンチ16及び構造物に
過負荷がかけられ、更に、リフト手段３′が補助される
ことが、防がれる。
ドリルストリング５の下部７における掘削ヘッド10及
びガイドチップの取着及び駆動の詳細は、図６乃至８に
示されている。
ガイドチップ22は、上方が開いた管状のガイドスリー
ブ34を有する。ガイドスリーブ34は、下から、下方のド
リルストリング部分７の下端に押し被せられており、そ
の下端において、ドリルストリング５の縦方向Ｌに互い
に間隔をあけた半径方向取付ユニット35によって、下方
のドリルストリング部分７の回りに回転自在に取り付け
られている。下方のドリルストリング部分７に形成され
た周囲溝36は、ガイドチップ22を縦軸Ｌの方向において
軸方向に取り付けるために用いられる。半径方向に突出
する２部構成の軸受リングは、周囲溝36に嵌め込まれて
おり、ガイドスリーブは、このガイドスリーブに設けら
れたショルダ38によって、孔底41の方向に、軸受リング
の突出する領域において支持される。対応のカウンタシ
ョルダ42は、逆方向での軸方向の取付けのために用いら
れ、ガイドチップ22の、実際の先端を形成する下方の部
分39に設けられている。この下方の部分39は、半径方向
に張り出している周囲フランジ43において、ガイドスリ
ーブ34と螺着されている。
ガイドスリーブ34は、その外周面に設けられた複数の
キャッチ50を有する。これらのキャッチ50は、図示の実
施の形態では、ガイドスリーブ34の全長に亘って延びて
いる縦方向歯車装置として形成されている。カウンタキ
ャッチ51は、キャッチ50と係合しており、掘削ヘッド10
の、内側のハウジング壁部52と動かないように結合され
ている。図示の実施の形態では、キャッチ50及びカウン
タキャッチ51は、常に、つまりは、掘削ヘッド10が図３
に示した上方の位置あるか図４に示した下方の位置にあ
るかに係わりなく、係合している。しかし乍ら、ガイド
チップ22が、硬い堆積底の場合に、高い摩耗に晒される
のを防止するためには、キャッチ50及びカウンタキャッ
チ51の係合を、下方の位置に近い掘削ヘッド10の位置の
ためにのみ、定めることは好都合であることができる。
図８で見て取れるように、カウンタキャッチ51が、縦軸
Ｌに対して短い長さに亘ってのみ延びているので、図示
の実施の形態と異なり、キャッチ50が、一定の高さ、例
えば、図８の箇所53までのみ、周囲フランジ43によって
形成されていることができる。
掘削ヘッド10を駆動するためには、駆動装置11の複数
の回転モータ11′（図７にはこれらのうちの例えば１つ
しか示されていない）の被駆動軸54には、夫々１つの歯
車55が設けられている。駆動モータ11′は、フランジを
介して上方のハウジング部分56に回転不能に結合されて
いる。ハウジング部分56自体は、同様にスライドスリー
ブ57に結合されている。スライドスリーブ57は、縦軸Ｌ
の方向にスライド可能であるが、スライドスリーブ57と
係合しているキャッチストリップ58によって、下方のド
リルストリング部分７用の下方の接続部を形成する管59
に、回転不能に取り付けられている。
歯車55は、駆動歯車60と係合している。駆動歯車60
は、駆動歯車60を組み立てるために縦軸Ｌに対し直角に
分割可能でありかつ２つの軸方向軸受61及び１つの半径
方向軸受62を有する軸受装置63によって、ハウジング部
分56及びスライドスリーブ57に対し回転自在に取り付け
られている。駆動歯車60は、孔底41に向いた端面におい
て、蓋部64と回転不能に結合されている。蓋部64は、２
つの密閉装置65によって、駆動歯車60及び軸受装置63を
環境に対して密閉状態で遮断する。
掘削ヘッド10のハウジング壁部52は、蓋部64の、孔底
41に向いた端面と、回転不能に結合されているので、回
転モータ11′によって発生されたトルクは、掘削ヘッド
10に伝達され、この掘削ヘッド10は、ドリルストリング
５に対して回転される。ガイドチップ22の駆動は、既に
上述したキャッチ／カウンタキャッチ装置50,51によっ
てなされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フォン ビルト、ヘルマン−ヨーゼフ ドイツ連邦共和国、デー―52445 ティ ッツ、シラーシュトラーセ 12 (56)参考文献 特開 昭53−106302（ＪＰ，Ａ) 特公 昭42−9761（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭50−11321（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許5035291（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21B 7/12 - 7/136 E21C 50/00

Claims (30)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ドリルストリング（５）は、除去されるべ
    き底に向いた端部において、前記ドリルストリングの縦
    方向に固定されたガイドチップ（22）と、少なくとも１
    つの切削要素（29）とを備えた掘削ヘッド（10）を有
    し、この掘削ヘッド（10）は、前記ドリルストリング
    （５）の縦方向に、前記ガイドチップ（22）が前記少な
    くとも１つの切削要素（29）から突出している上方位置
    と、前記少なくとも１つの切削要素（29）が前記ガイド
    チップ（22）の端部（21）と同一の高さにあるか、この
    端部から作用方向に突出する下方位置との間で、移動可
    能であり、前記ドリルストリング（５）は、前記掘削ヘ
    ッド（10）が上方位置にあるとき、前記ガイドチップ
    （22）が底との協働によってドリルストリング端部を固
    定するまで、形成されるべき孔の方向に移動され、続い
    て、前記掘削ヘッド（10）は、孔の形成のために下方位
    置に移動される、特に探査ボーリング及び採収ボーリン
    グ用に穿孔を掘り下げる方法。
  2. 【請求項２】前記ドリルストリング（５）を縦軸を中心
    として回転し、前記掘削ヘッド（10）及び前記ガイドチ
    ップ（22）を前記ドリルストリングに回転不能に取り付
    けていること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記ドリルストリング（５）を駆動し、前
    記掘削ヘッド（10）を前記ドリルストリング（５）に回
    転不能に取り付けているが、前記ガイドチップ（22）を
    前記ドリルストリングの縦軸を中心にして前記ドリルス
    トリング（５）に回転自在に取り付けていること、を特
    徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記ドリルストリング（５）を回転不能に
    取り付けており、前記掘削ヘッド（10）を前記ドリルス
    トリング（５）の縦軸（Ｌ）に対し回転させること、を
    特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記ガイドチップ（22）を、前記ドリルス
    トリング（５）の縦軸（Ｌ）を中心として回転自在に取
    り付けており、前記掘削ヘッド（10）と共に回転させる
    こと、を特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記ガイドチップ（22）を前記ドリルスト
    リング（５）の縦軸（Ｌ）を中心として回転自在に取り
    付けており、前記掘削ヘッド（10）が、上方位置から出
    て、前記少なくとも１つの切削要素（29）が前記ガイド
    チップ（22）の端部（21）の高さに少なくともほぼ達し
    たときの位置を、占めるとき、前記掘削ヘッド（10）が
    前記ガイドチップ（22）を連行すること、を特徴とする
    請求項４に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記掘削ヘッド（10）の端面を除去される
    べき底に接触させる力を、前記掘削ヘッド（10）に設け
    られた少なくとも１つのフロート（32）によって、調節
    すること、を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に
    記載の方法。
  8. 【請求項８】ドリルストリング（５）と、このドリルス
    トリング（５）の一端を支持する装置と、前記ドリルス
    トリング（５）の他端に設けられており、掘削工具の作
    用方向に少なくとも１つの切削要素（29）が設けられて
    なる掘削ヘッド（10）と、を具備する、特に探査ボーリ
    ング及び採収ボーリング用に穿孔を掘り下げる装置にお
    いて、 前記ドリルストリング（５）の、除去されるべき底（4
    0）に向いた端部には、前記ドリルストリングの縦方向
    に取着されたガイドチップ（22）が設けられているこ
    と、及び、前記掘削ヘッド（10）は、前記ドリルストリ
    ング（５）の縦方向に、前記ガイドチップ（22）が前記
    少なくとも１つの切削要素（29）から突出している上方
    位置と、前記少なくとも１つの切削要素（29）が前記ガ
    イドチップ（22）の端部（21）と同一の高さにあるか、
    この端部から作用方向に突出する下方位置との間で、移
    動可能であること、を特徴とする装置。
  9. 【請求項９】前記ドリルストリングの一端は、このドリ
    ルストリングの縦軸を中心にして回転自在に取り付けら
    れており、前記支持装置は、前記ドリルストリングを縦
    軸を中心にして回転駆動するための装置（トルク回転ヘ
    ッド）を有すること、を特徴とする請求項８に記載の装
    置。
  10. 【請求項１０】前記掘削ヘッドは、前記ドリルストリン
    グに回転不能に設けられていること、を特徴とする請求
    項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】前記ガイドチップは、前記ドリルストリ
    ングの縦軸を中心にしてこのドリルストリングに回転自
    在に取り付けられていること、を特徴とする請求項10に
    記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記ドリルストリング（５）の一端は、
    前記支持装置に回転不能に取り付けられていること、を
    特徴とする請求項８に記載の装置。
  13. 【請求項１３】カルダン式の平衡回復装置（19）（「ジ
    ンバル」）は、取付のために用いられること、を特徴と
    する請求項12に記載の装置。
  14. 【請求項１４】前記掘削ヘッド（10）を、前記ドリルス
    トリング（５）に対して、このドリルストリングの縦軸
    （Ｌ）を中心にしてなされる回転分だけずらすことがで
    きる駆動装置（11）が、前記掘削ヘッド（10）に関連し
    て設けられていること、を特徴とする請求項13に記載の
    装置。
  15. 【請求項１５】前記駆動装置（11）は、前記掘削ヘッド
    （10）に設けられた回転モータ（11′）を有し、この回
    転モータ（11′）は、前記ドリルストリング（５）に設
    けられた、トルクを受け取るための装置と協働するこ
    と、を特徴とする請求項14に記載の装置。
  16. 【請求項１６】トルクを受け取るための前記装置は、前
    記ドリルストリングに設けられた縦方向歯車装置（キャ
    ッチストリップ58）であって、駆動トルクを受け取るた
    めの前記回転モータは、この縦方向歯車装置において支
    持されること、を特徴とする請求項15に記載の装置。
  17. 【請求項１７】前記回転モータは、液圧モータであるこ
    と、を特徴とする請求項15又は16に記載の装置。
  18. 【請求項１８】前記回転モータは、電動モータであるこ
    と、を特徴とする請求項15又は16に記載の装置。
  19. 【請求項１９】前記ガイドチップ（22）は、前記ドリル
    ストリング（５）の縦軸（Ｌ）を中心にしてこのドリル
    ストリングに回転自在に取り付けられており、前記掘削
    ヘッド（10）に設けられたカウンタキャッチ（51）に係
    合することができるキャッチ（50）を有すること、を特
    徴とする請求項12乃至18のいずれか１に記載の装置。
  20. 【請求項２０】前記キャッチ（50）及びカウンタキャッ
    チ（51）は、前記ガイドチップ（22）を連行する場合に
    互いに係合する縦方向歯車装置からなること、を特徴と
    する請求項19に記載の装置。
  21. 【請求項２１】前記キャッチ（50）及びカウンタキャッ
    チ（51）は、前記ドリルストリング（５）の縦方向
    （Ｌ）に対する前記掘削ヘッド（10）の位置に関係な
    く、前記ドリルストリング（５）の縦方向（Ｌ）に関連
    して係合していること、を特徴とする請求項19又は20に
    記載の装置。
  22. 【請求項２２】前記キャッチ（50）及び／又はカウンタ
    キャッチ（51）は、前記掘削ヘッド（10）が、前記少な
    くとも１つの切削要素（29）が前記ガイドチップ（22）
    の端部（21）の高さの手前にあるときの位置を占める
    か、あるいは、前記少なくとも１つの切削要素（29）が
    前記ガイドチップ（22）の前記端部（21）から突出して
    いるときの位置を占めるとき、係合しており、前記掘削
    ヘッド（10）が上方位置にあるとき、係合していないこ
    と、を特徴とする請求項19又は20に記載の装置。
  23. 【請求項２３】前記ガイドチップ（22）に設けられた前
    記縦方向歯車装置は、前記ガイドチップの下方領域にお
    いてのみ設けられており、対歯車装置は、前記掘削ヘッ
    ドの上方領域にのみ設けられていて、前記掘削ヘッドが
    前記ドリルストリングに沿って前記ガイドチップの方に
    移動する最中に、前記歯車装置の上端は、前記少なくと
    も１つの切削要素が前記ガイドチップの端部の高さに殆
    ど達するとき、前記対歯車装置の下端と係合すること、
    を特徴とする請求項20又は22に記載の装置。
  24. 【請求項２４】前記掘削ヘッド（10）の作用方向に作用
    する掘削力を調節するための少なくとも１つのフロート
    （32）が、前記掘削ヘッド（10）に設けられているこ
    と、を特徴とする請求項８乃至23のいずれか１項に記載
    の装置。
  25. 【請求項２５】前記少なくとも１つのフロート（32）
    は、浮揚可能なタンク（33）が、ガス好ましくは、圧縮
    空気が充填可能なタンク（33）かどちらかを有するこ
    と、を特徴とする請求項24に記載の装置。
  26. 【請求項２６】前記ドリルストリングの一端を支持する
    前記装置が、浮きプラットホーム（１）に設けられてい
    ること、を特徴とする請求項８乃至25のいずれか１に記
    載の装置。
  27. 【請求項２７】前記ドリルストリング（５）は、このド
    リルストリングを支持する前記装置に取り付けられた上
    方のドリルストリング部分と、前記掘削ヘッド及びガイ
    ドチップを支持する下方のドリルストリング部分（７）
    と、を有し、上方の（６）及び下方の（７）ドリルスト
    リング部分は、入れ子式に互いにスライド可能に係合し
    ていて、前記プラットホーム（１）の、例えば海のうね
    りによって引き起こされた垂直方向運動は、掘削力が著
    しい変化を被ることなしに、相殺されること、を特徴と
    する請求項26に記載の装置。
  28. 【請求項２８】一方では、前記下方のドリルストリング
    部分（７）に取り付けられており、他方では、前記掘削
    ヘッド（10）に取り付けられている長さ可変の負荷発生
    器（ピストン／シリンダユニット66）が設けられてお
    り、この負荷発生器では、前記縦軸（Ｌ）の方向におけ
    る長さの変化がなされること、を特徴とする請求項８乃
    至27のいずれか１に記載の装置。
  29. 【請求項２９】前記掘削ヘッドの一端を支持する前記装
    置に作用する重力を減少させることができる少なくとも
    １つのフロート（70）が前記ドリルストリング（５）に
    設けられていること、を特徴とする請求項８乃至28のい
    ずれか１項に記載の装置。
  30. 【請求項３０】前記下方のドリルストリング部分（７）
    には、少なくとも１つのフロート（69）が設けられてい
    ること、を特徴とする請求項27乃至29のいずれか１に記
    載の装置。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1035635C2 (nl) * 2008-06-26 2009-12-29 Conrad Trading B V Inrichting voor het roterend boren van een buis in een onder water gelegen bodem.
CN101906536B (zh) * 2010-08-03 2012-01-04 江西稀有金属钨业控股集团有限公司 具有副巷道的原地浸取引流收液工艺
DE102011103636B4 (de) * 2011-06-08 2018-09-13 Iml Instrumenta Mechanik Labor Gmbh Bohrmessgerät und Nadel-Wechselkartusche
EP2562348B1 (de) * 2011-08-23 2017-10-04 BAUER Maschinen GmbH Unterwasser-Bohranordnung und Verfahren zum Erstellen einer Bohrung
AU2012357693B2 (en) * 2011-12-23 2017-03-30 Eda Kopa (Solwara) Limited A disconnectable method and system for seafloor mining
KR101977948B1 (ko) * 2012-11-27 2019-05-13 대우조선해양 주식회사 공기 부양식 양광 시스템 및 방법
JP6168820B2 (ja) * 2013-04-01 2017-07-26 寄神建設株式会社 メタンハイドレート採取装置
NL2012723B1 (en) * 2014-04-30 2016-07-18 Fugro Eng B V Offshore drilling installation and method for offshore drilling.
JP6547196B2 (ja) * 2017-08-25 2019-07-24 エポコラム機工株式会社 掘削刃体
KR101876563B1 (ko) * 2018-01-24 2018-07-10 한국해양개발(주) Gis를 기반으로 하는 해양정보 시스템
CN110284837B (zh) * 2019-07-19 2023-12-22 广州海洋地质调查局 一种配备变径岩芯取样钻杆动力头的深海钻机
CN115263195B (zh) * 2022-09-28 2022-12-20 陕西晖煌建筑劳务有限公司 一种桥梁桩基钻孔装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE97706C (ja) *
US2994389A (en) * 1957-06-07 1961-08-01 Le Bus Royalty Company Combined drilling and reaming apparatus
US3277972A (en) * 1962-07-09 1966-10-11 Atlas Copco Ab Rock drilling equipment
SE320343B (ja) * 1963-09-11 1970-02-09 Stabilator Ab
US3319726A (en) * 1964-10-29 1967-05-16 Brown Oil Tools Extensible couplings for well pipes
US3389758A (en) * 1965-10-20 1968-06-25 Buhler Markus Deep-boring apparatus incorporating an electrical boring unit
NL6611541A (ja) * 1966-08-17 1968-02-19
US3631932A (en) * 1968-09-03 1972-01-04 Longyear Co E J Offshore drilling apparatus and method
US3635295A (en) * 1969-12-02 1972-01-18 Fenix & Scisson Inc Apparatus for drilling a small borehole downwardly from the bottom of a large borehole
GB1249440A (en) * 1970-06-17 1971-10-13 Shell Int Research Method and apparatus for use in drilling offshore wells
GB1247646A (en) * 1970-06-18 1971-09-29 Shell Int Research Equipment for use in drilling offshore wells
GB1361296A (en) * 1971-08-24 1974-07-24 Shell Int Research Method of placing a pedestal conductor and a conductor string used in drilling an offshore well
US3729057A (en) * 1971-11-30 1973-04-24 Werner Ind Inc Travelling drill bit
US3919958A (en) * 1974-06-13 1975-11-18 Global Marine Inc Deep ocean mining ship
SE442532B (sv) * 1981-03-19 1986-01-13 Sandvik Ab Styrhylsa for slagborrstreng och borrstang for samverkan med styrhylsan
US4572304A (en) * 1984-07-23 1986-02-25 The Earth Technology Corporation Portable seabed penetration system
GB2163465A (en) 1984-08-21 1986-02-26 Timothy John Godfrey Francis Drill rod for drilling boreholes
WO1986004950A1 (en) 1985-02-21 1986-08-28 A/S Raufoss Ammunisjonsfabrikker Drilling pipe for making a drill string
WO1991002881A1 (en) 1989-08-18 1991-03-07 Tsentralny Nauchno-Issledovatelsky I Proektno-Experimentalny Institut Organizatsii, Mekhanizatsii I Tekhnicheskoi Pomoschi Stroitelstvu Device for deep ground consolidation
US5035291A (en) * 1990-07-06 1991-07-30 Amoco Corporation Seafloor drilling apparatus

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Publication number Publication date
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JP2000511250A (ja) 2000-08-29
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