JP3533614B2 - 海底地盤のコアサンプリング方法並びに海底コアサンプリング装置及び海底コアサンプリングシステム - Google Patents

海底地盤のコアサンプリング方法並びに海底コアサンプリング装置及び海底コアサンプリングシステム

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JP3533614B2 JP10490494A JP10490494A JP3533614B2 JP 3533614 B2 JP3533614 B2 JP 3533614B2 JP 10490494 A JP10490494 A JP 10490494A JP 10490494 A JP10490494 A JP 10490494A JP 3533614 B2 JP3533614 B2 JP 3533614B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、海底地盤の試料を採
取するコアサンプリング方法並びに海底コアサンプリン
グ装置及び海底コアサンプリングシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、海底地盤のサンプリング方法とし
ては、図4に示すように、海底地盤を掘削してその試料
を採取する海底コアサンプリング装置110を操作船1
00からケーブル120で吊り下げ、操作船100上で
の操作によりケーブル120を繰り出し、海底コアサン
プリング装置110を掘削地点に着座させてから掘削お
よび試料採取作業を開始し、海底地盤の試料を採取した
後、ケーブル120を操作することにより海底コアサン
プリング装置110を操作船100上に回収するように
したものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、海底コアサンプリング装置110はケーブ
ルまたはワイヤロープで船上から吊り降ろされているの
で、機体が海流,潮流に流され、サンプリングを必要と
する正確な地点に着底させることは困難であり、かつ同
装置110は、ケーブルを介して操作船100と常に連
結されているので、海底地盤の掘削および採取作業を行
っている間中、操作船100が海底コアサンプリング装
置110の真上に位置するように、操作船100を風お
よび潮流に逆らって停止させておく必要があり、操船が
煩雑になってしまうと共に、操作船が流された場合、海
底コアサンプリング装置110がケーブル120に引か
れて転倒したり、引きずられてしまい、掘削および採取
作業ができなくなってしまうという問題点があった。
【0004】そこで、海底コアサンプリング装置110
がケーブル120による引かれて転倒したり、引きずら
れたりしないように、ケーブルを余分に繰り出しておく
ようにしていたが、ケーブルを繰り出し過ぎると、ケー
ブルが障害物にからまってしまうおそれがあった。
【0005】この発明は、このような従来の問題点を解
決するために為されたもので、正確な地点の海底地盤サ
ンプリングを可能とすると共に、操船負担の軽減および
コアサンプリング装置の回収が容易な海底地盤のサンプ
リング方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る海底地盤のコアサンプリング方法は、
一部切り離し可能な浮力体と、掘削用スピンドルを回転
させるモータと、掘削用スピンドルを給進又は後退させ
るモータと、このモータ及び掘削用スピンドルを回転さ
せるモータに給電する電源蓄電池を内蔵するタンクとが
枠体の正面視によって形成された空間内に配置され、
り離し可能な複数のウエイトが枠体の底部に配置された
海底コアサンプリング装置と;枠体の底部及び頂部を除
く部分を掴み海底コアサンプリング装置を保持して海底
の所定位置に着座させるマニピュレータを備えた潜水船
とを用いて海底地盤のコアサンプリングを行う海底地盤
のコアサンプリング方法であって;海底コアサンプリン
グ装置本船より海中に投入して自重により沈下せ;
海底に到達したら潜水船に装備されたマニピュレータに
より枠体の底部及び頂部を除く部分を掴み前記海底コア
サンプリング装置を保持し所定の位置に着座させ;潜水
船からの信号に基き海底コアサンプリング装置の電源蓄
電池から給電することにより掘削用スピンドルを給進又
は後退させるモータを始動して掘削用スピンドルを給進
させ、次に掘削用スピンドルを回転するモータを始動し
海底地盤を掘削してその試料を採取し;海底地盤の試
料を採取した後は、前記掘削用スピンドルを給進又は後
退させるモータを始動して掘削用スピンドルを後退さ
せ、コアサンプリング装置に切り離し可能に取り付けら
れたウエイトを切り離し、コアサンプリング装置に取り
付けられた浮力体の浮力でコアサンプリング装置を浮上
させ回収することを特徴とする。この海底地盤のコアサ
ンプリング方法において、海底コアサンプリング装置を
所定の位置に着座させた後に、前記潜水船からの信号に
基き一部切り離し可能な浮力体を切り離すことが好まし
い。
【0007】また、海底コアサンプリング装置は、一部
切り離し可能な浮力体と;掘削用スピンドルを回転させ
るモータと;掘削用スピンドルを給進又は後退させるモ
ータと;このモータ及び掘削用スピンドルを回転させる
モータに給電する電源蓄電池を内蔵するタンクとが枠体
の正面視によって形成された空間内に配置され;切り離
し可能な複数のウエイトが枠体の底部に配置されたこと
を特徴とする。海底コアサンプリングシステムとして
は、一部切り離し可能な浮力体と、掘削用スピンドルを
回転させるモータと、掘削用スピンドルを給進又は後退
させるモータと、このモータ及び掘削用スピンドルを回
転させるモータに給電する電源蓄電池を内蔵するタンク
とが枠体の正面視によって形成された空間内に配置さ
れ、切り離し可能な複数のウエイトが枠体の底部に配置
された海底コアサンプリング装置と;枠体の底部及び頂
部を除く部分を掴み前記海底コアサンプリング装置を保
持して海底の所定位置に着座させるマニピュレータを備
えた潜水船とからなることを特徴とする。
【0008】
【作用】この発明は、海底コアサンプリング装置を本船
より海中に投入し、海底に到達したら潜水船に装備した
マニピュレータによりこれを保持し所定の位置に着座さ
せ、海底地盤の試料を採取する。従って、目的とする海
底地盤の正確なサンプリング位置に着底できると共に、
本船(操作船)と海底コアサンプリング装置との間を連
結するケーブルが不要となる。
【0009】そのため、この発明では、正確なサンプリ
ング地点のサンプリングができると共に、海底コアサン
プリング装置により海底地盤を掘削してその試料を採取
している間、海底コアサンプリング装置には本船(操作
船)から吊り下げられたケーブルが連結されていないの
で、本船(操作船)が海底コアサンプリング装置の真上
に位置するように、本船(操作船)を風および潮流に逆
らって停止させておく必要がない。
【0010】また、海底コアサンプリング装置には、浮
力体および切り離し可能に取り付けたウエイトが設けら
れているので、装置及びウエイトの重量により海底コア
サンプリング装置は海底に沈下着座して試料の採取がで
きるが、ウエイトを切り離すと装置全体の重量より浮力
体の浮力が勝るため、海底コアサンプリング装置は、海
上に浮上する。更に、浮力体の一部が切り離し可能とな
っていると、サンプリング地点に着座させた後、その浮
力体の一部を切り離すことによって海底コアサンプリン
グ装置の重量が増しサンプリングを安定させることがで
きる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。図1,図2,図3および図4は、この
発明の実施例を示す正面図であって、工程順に示してあ
り、1は海底コアサンプリング装置、10は本船(操作
船)を示す。
【0012】この発明のコアサンプリング装置1は、浮
力体2,3および切り離し可能に取り付けたウエイト4
を具備する。
【0013】この海底コアサンプリング装置1は、本船
10より海中に投入(図1)され、海底15に到達した
ら潜水船20に装備されたマニピュレータ21によりこ
れを保持(図2)し所定の位置に着座させ、しかる後コ
アサンプリング装置1により海底地盤15を掘削してそ
の試料を採取する(図3)。
【0014】海底地盤15の試料を採取した後は、コア
サンプリング装置1に切り離し可能に取り付けられたウ
エイト4を切り離し、コアサンプリング装置1に取り付
けられた浮力体2,3の浮力でコアサンプリング装置1
を浮上(図4)させ回収する。
【0015】海底コアサンプリング装置1としては、先
端にビットを有する回転式の1本又は複数本のコアチュ
ーブを使用して、海底のコアをボーリングにより採取す
るマリンドリル式コアサンプリング装置であっても、サ
ンプラーを射出しコアを採取するガン方式サンプリング
装置であってもよく、特に限定されない。
【0016】図示の海底コアサンプリング装置1は、海
底15に着座する複数の支持脚6を設けた枠体5上に、
垂直の掘削用スピンドル7を配置し、このスピンドル7
を回転するモータ8を設け、該スピンドル7を給進およ
び後退させる油圧ポンプおよび送水ポンプを作動するモ
ータ9を該枠体5上に設置し、上記のモータに給電する
電源蓄電池を枠体5上に固定したタンク11内に内蔵さ
せたもので、スピンドル7に連結されたコアチューブ1
2に、回転あるいは打撃を与えて給進させ掘削しコアサ
ンプリングを行うものを示している。尚、本装置1に
は、図示は省略したが電源のスイッチをオンとしてスピ
ンドル7の回転用モータ8を始動し、次にモータ9を始
動して掘進を開始し、掘削が終了したらスピンドルを後
退させるように制御する制御手段が設けられている。
【0017】また、前記ウエイト4を切り離し可能とす
る構成としては、ウエイトを電磁石で吸着しておき電磁
石をOFFにすることによって切り離す構成、ウエイト
の載置台を回転させて落下させる構成、およびウエイト
の固定をソレノイドで作動する固定片で包持しておきソ
レノイドで固定片を開放し落下させる構成等を挙げるこ
とができる。
【0018】前記ウエイト4は、サンプリング終了後、
潜水船20のマニピュレータ21の操作、超音波の指令
信号およびタイマー等により切離す。これにより海底コ
アサンプリング装置1は、浮力体2,3の浮力を得て海
上へ浮上する。浮上後、本船10がこれを回収する。
【0019】更に、前記浮力体2,3としては、ガラス
球、シンタクチックフォーム、アルミ又はプラスチック
製ブイ等の構成を挙げることができる。この浮力体2,
3の浮力は、海底コアサンプリング装置1の本体とウエ
イト4の重量よりは小さく、海底コアサンプリング装置
1の本体重量よりも大きく設定される。従って、ウエイ
ト4を取り付けたときは、海底に沈下するが、ウエイト
4を切り離すと浮力体2,3の浮力で浮上する。
【0020】また、浮力体2,3は、複数とし、その内
の適数、例えば1つを切り離し可能とし、海中での沈下
のスピードをコントロールし、海底15の所定位置に設
置後は、切り離し可能な浮力体を切り離し、海中で掘削
するのに充分な重量とするようにしてもよい。この切り
離した浮力体は、海上で本船10が回収する。前記浮力
体の切り離しも、潜水船20のマニピュレータ21の操
作、超音波の指令信号およびタイマー等により行う。
【0021】
【発明の効果】以上詳細に説明した通り、この発明は、
海底コアサンプリング装置を本船より海中に投入し、海
底に到達したら潜水船に装備したマニピュレータにより
これを保持し所定の位置に着座させ、サンプリングを行
うので、目的とする海底地盤のサンプリング位置に正確
に設置することができ、正確な地点のサンプリングがで
きる。また、本船と海底コアサンプリング装置との間を
連結するケーブルが不要となり、従って、この発明で
は、海底コアサンプリング装置により海底地盤を掘削し
てその試料を採取している間、本船(操作船)が海底コ
アサンプリング装置の真上に位置するように、本船を風
および潮流に逆らって停止させておく必要がない。
【0022】また、海底コアサンプリング装置には、本
船から吊り下げられたケーブルが連結されていないの
で、海底コアサンプリング装置がケーブルに引かれて転
倒したり、引きずられてしまい掘削位置がずれたりする
こともない。
【0023】さらに、サンプリング終了後は、ウエイト
を切り離すだけで海底コアサンプリング装置は浮力体の
浮力で海上に浮上するので、回収も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す正面図である。
【図2】本発明の実施例を示す次の工程の正面図であ
る。
【図3】本発明の実施例を示すさらに次の工程の正面図
である。
【図4】本発明の実施例を示すまたさらに次の工程の正
面図である。
【図5】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 海底コアサンプリング装置 2,3 浮力体 4 ウエイト 10 本船 20 潜水船 21 マニピュレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21B 25/00 E21C 50/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一部切り離し可能な浮力体と、掘削用ス
    ピンドルを回転させるモータと、前記掘削用スピンドル
    を給進又は後退させるモータと、このモータ及び前記掘
    削用スピンドルを回転させるモータに給電する電源蓄電
    池を内蔵するタンクとが枠体の正面視によって形成され
    た空間内に配置され、切り離し可能な複数のウエイト
    枠体の底部に配置された海底コアサンプリング装置と、 前記枠体の底部及び頂部を除く部分を掴み前記海底コア
    サンプリング装置を保持して海底の所定位置に着座させ
    るマニピュレータを備えた潜水船とを用いて海底地盤の
    コアサンプリングを行う海底地盤のコアサンプリング方
    法であって、 前記 海底コアサンプリング装置本船より海中に投入
    て自重により沈下せ、 海底に到達したら潜水船に装備されたマニピュレータに
    より前記枠体の底部及び頂部を除く部分を掴み前記海底
    コアサンプリング装置を保持し所定の位置に着座させ、前記潜水船からの信号に基き海底 コアサンプリング装置
    の電源蓄電池から給電することにより前記掘削用スピン
    ドルを給進又は後退させるモータを始動して掘削用スピ
    ンドルを給進させ、次に掘削用スピンドルを回転するモ
    ータを始動して海底地盤を掘削してその試料を採取し、 海底地盤の試料を採取した後は、前記掘削用スピンドル
    を給進又は後退させるモータを始動して掘削用スピンド
    ルを後退させ、コアサンプリング装置に切り離し可能に
    取り付けられたウエイトを切り離し、コアサンプリング
    装置に取り付けられた浮力体の浮力でコアサンプリング
    装置を浮上させ回収することを特徴とする海底地盤のコ
    アサンプリング方法。
  2. 【請求項2】 前記海底コアサンプリング装置を所定の
    位置に着座させた後に、前記潜水船からの信号に基き一
    部切り離し可能な浮力体を切り離すことを特徴とする
    求項1に記載の海底地盤のコアサンプリング方法。
  3. 【請求項3】 一部切り離し可能な浮力体と、 掘削用スピンドルを回転させるモータと、 前記掘削用スピンドルを給進又は後退させるモータと、 このモータ及び前記掘削用スピンドルを回転させるモー
    タに給電する電源蓄電池を内蔵するタンクとが枠体の正
    面視によって形成された空間内に配置され、 切り離し可能な複数のウエイトが枠体の底部に配置され
    たことを特徴とする海底コアサンプリング装置。
  4. 【請求項4】 一部切り離し可能な浮力体と、掘削用ス
    ピンドルを回転させるモータと、前記掘削用スピンドル
    を給進又は後退させるモータと、このモータ及び前記掘
    削用スピンドルを回転させるモータに給電する電源蓄電
    池を内蔵するタンクとが枠体の正面視によって形成され
    た空間内に配置され、切り離し可能な複数のウエイトが
    枠体の底部に配置された海底コアサンプリング装置と、 前記枠体の底部及び頂部を除く部分を掴み前記海底コア
    サンプリング装置を保持して海底の所定位置に着座させ
    るマニピュレータを備えた潜水船とからなることを特徴
    とする海底コアサンプリングシステム。
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