JP4482775B2 - ロータリパーカッションドリル用ワイヤラインコア採取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤の状態を実際にコアで採取するためのワイヤラインコア採取装置に係り、特にコアビット周辺部における地層の土壌汚染調査に適したコア採取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤラインコア採取装置は、図６に示すようになっている。即ち、１０はアウタチューブアセンブリで、図７に示すアウタチューブ１１の先端にコアビット１が螺着され、これでコアを切削するようになっている。また２０はインナチューブアセンブリで図８の（ａ）（ｂ）に示され、インナチューブ２１の先端にインナリング２，３が螺着され、ここを経て採取されたコアがコアチューブ２１ａ内に収容されるようになっている。図８の（ａ）にはコアが抜け落ちないようにコアトラップ４が装着されているが、（ｂ）にはない。図６は左半分にコアトラップ４がない構造、右半分にコアトラップ４が装着された構造が示されている。インナチューブアセンブリ２０は図６に示すように、アウタチューブアセンブリ１０にその先端まで挿入され、その際にはラッチ２２が拡開してアウタチューブアセンブリ１０に係止される。
【０００３】
そして、地上の掘削機にて回転、給進されるが、この時、先端のコアビット１は回転、給進する一方、インナリング２，３が先端に装着されたコアチューブ２１ａは、コアバレヘッド２１ｂに内装されているベアリング（図示せず）に連結されているので、回転せず、コアビット１で切削された棒状のコアはインナリング２，３の開口からインナチューブ２１ａに収容される。
【０００４】
前記コアの採取時には、掘削流体（掘削液の場合が多い）が図６に矢印で示すようにインナチューブアセンブリ２０とアウタチューブアセンブリ１０との隙間を通りコアビット１（従来のものを示す）の放出孔１ａから出るようになっている。コアチューブ２１ａにコアが採取されると、地上よりワイヤに取り付けられた図示しないオーバショット（キャッチャー）を挿入して、オーバショット先端のラッチをインナチューブアセンブリ２０の基端のスピア２３に係合させ、ワイヤを地上から引張るとインナチューブアセンブリ２０のラッチ２２が閉止するので、引続きワイヤを引揚げると、インナチューブアセンブリ２０は地上へ引揚げられる。
【０００５】
図４は従来のコアビット１を示すが、これは先端の円環状面１ｂは外周の一部がテーパ面１ｃで、その他は平坦な面１ｄで形成され、コアビット１の先端に平坦部１ｅを残して軸線方向前方へ傾斜した掘り屑排出用の溝１ｆが後方へ向って４本設けられていた。溝１ｆの傾斜αはコアビット１の外側に対し鋭角（この図の場合１０度）で軸線の方向に直線に形成され、そしてこの溝１ｆの底には軸線方向に直角よりも前方に向けた掘削流体の放出孔１ａが設けられていた。そして、試料であるコアが貫入する試料採取孔１ｈの直径はカッタチップ１ｉの内接円直径より少し大きかった。
【０００６】
さらに、インナリング２（図５に詳細を示す）外径とコアビット１との間には僅かな嵌合隙ｄがあり、掘り屑侵入防止のため掘削流体を掘削面に放出する通路になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来のコア採取装置は、コアビット１の掘削流体の放出孔１ａが掘削のための円環状面１ｂに近く、かつ掘り屑排出用の溝１ｆを介して直接円環状面１ｂに掘削流体が放出されるため、試料であるコアを採取すべき地層に掘削流体が放出されるので、コアを採取すべき地層に掘削流体が浸透してしまい、揮発性や揮水性の汚染物質を保存することができなかった。
【０００８】
また、試料採取孔１ｈに掘削のための円環状面１ｂが近いため、掘削流体が浸透し易いだけでなく、掘削流体の影響を受けた掘り屑がコアチューブ２１ａに取り込まれることがあり、汚染物質の状態保存上好ましくなかった。
【０００９】
さらに、インナリング２，３外径とコアビット１との間の嵌合隙ｄ（図６）から掘削流体が円環状面１ｂ（掘削面）に放出されるため、試料（コア）採取すべき地層に掘削流体が浸透してしまい汚染物質の状態を保存することができなかった。
【００１０】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、採取すべき地層に掘削流体の影響を与えることなく、汚染物質を含むコアを採取することができるコア採取装置を提供せんとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、アウタチューブ内にインナチユーブが着脱可能に挿入され、前記アウタチューブ先端にはコアビットが、前記インナチユーブ先端にはインナリングが、それぞれ取り付けられるロータリパーカッションドリル用ワイヤラインコア採取装置において、前記コアビットの先端部は、掘削すべき円環状面が少なくとも２段の円環状面で形成され、前記インナリングの先端は、前記コアビット先端の円環状面の内径が形成するコア入口にコアビット先端の円環状面よりコアビット基端側且つコアビット基端側の円環状面より先端側に位置した状態で嵌入されており、前記コアビットのビット径を有するビット胴体外周の円筒面には複数本のスパイラル状の溝が設けられ、前記コアビットの外周面には、前記インナリングとコアビットとの嵌合隙に連通する放出孔が設けられ、前記放出孔は、前記コアビットの軸線と直角方向から後方へ向う間の所定の角度で前記スパイラル状の溝底の途中に開口することを特徴とする。
【００１２】
上記のようなロータリパーカッションドリル用ワイヤラインコア採取装置において、前記先端の円環状面には、この円環状面の内径ないし内径近くから軸線に対し後方に向って鋭角に複数本の溝が設けられていることが好ましく、また、前記コアビットとインナリングとの嵌合隙の掘削面への連通を遮断するシール部材が前記インナリングの円筒形外周の先端付近に装着されていることが好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のコアビットに本発明のインナリングが嵌入された状態を示し、図２は本発明のコアビットの図、図３は本発明のシール部材を有するインナリングを示す。コアビット３０は、図６では従来のコアビット１の代りにアウタチューブ１１の先端に螺着される。従って図７に示すアウタチューブ１１の先に螺着される。コアビット３０は、図１、図２に示すように、先端部は掘削すべき円環状面を、少なくとも２段の円環状面３１，３２で形成され（地盤の状態により３段以上にしても良い）、それぞれの凸形の円環状面３１，３２にはチップ３３，３４が植設されている。チップ３３はボタン形、３４はインナカッタ形である。
【００１４】
そして、先端の円環状面３１の内径３１ａは採取すべき試料であるコア（図示せず）の外径を切削するチップ３４の内接円と同じである。但し僅かに大きい内径にしても良い。そして、先端の円環状面３１からは、これにより掘削されて発生した掘り屑を後方へ排出するため、内径ないし内径近くから軸線に対し後方に向って鋭角に４本の溝３５が設けられている。また、ビット胴体３７外周の円筒面には、回転力により掘り屑が後方にスムーズに排出されるように、４本のスパイラル状の溝３６が設けられ、この溝３６の底の途中には、それぞれ放出孔３７ａが軸線と直角に設けられている。但し、この放出孔３７ａは軸線から後方へ向うように設けても良い。また、これらの溝の本数は２本以上であれば良い。
【００１５】
放出孔３７ａが直角か、後方へ向けて設けられていることにより、掘削流体は地層の掘削面へ流れずに掘り屑を溝３６にそってスムーズに後方へ運ぶ。図３に示すようにインナリング４０は、これを経てコアチューブ２１ａ（図６）にコアを収容するもので、その先端は、コアビット３０先端の先端の円環状面３１の内径３１ａに近接した状態で嵌入され、円筒形の外周の先端付近にはシール部材４１が装着され、図１に示すインナリング４０とコアビット３０との嵌合隙ｄから先端の円環状面３１の掘削面へ掘削流体が侵入しないようになっている。本実施形態ではシール部材としてＯリングを用いた例を示した。
【００１６】
但し、この侵入量は少ないので、場合によっては本発明のコアビット３０として従来と同じシール部材が装着されていないインナリング２を用いても良い。また、コアビット３０の先端の円環状面３１の高さＨと円環状面３１の外径Ｄとの比Ｈ／Ｄ（図２）は１より小さい方が掘り屑の排出のためには好ましい。本発明のコア採取装置を用いたコア採取の工程は「従来の技術」で説明したのと同じである。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によれば下記のような効果を奏するものである。
（１）流体の放出孔が掘削面から遠く、かつ、従来のように直接先端の掘削面である円環状面に放出孔を有する掘り屑排出用の溝が通じてないので、直接溝を介して流体が掘削面に放出されることがなく、従って試料であるコアを採取すべき地層に掘削流体が浸透せず、揮発性や揮水性の汚染物質に掘削流体が影響を与えることなくコアを採取することができる。
【００１８】
（２）ビットの形状が、掘削すべき円環状面を少なくとも２段に分けて配列しているので、先端の掘削面である円環状面の面積が従来より小さく、コアが導入される円環状面の内径付近に発生する掘り屑が少ない。従来のビットの溝は掘削面である先端の円環状面の内径に近くに平坦部を残した位置から後方へ向って設けられているが、本発明のビットの先端の掘削面に至る溝は内径ないし内径の近くから後方へ向って設けられているので、掘り屑がインナチューブに取り込まれることがなく、掘り屑が汚染地盤及びコアの物質に影響を与えることがない。
【００１９】
（３）掘り屑排出用の溝がスパイラル状であるため、回転力によって掘り屑が後方へ排出され、掘り屑及び流体による地層の汚染物質に悪影響を与えることがない。
【００２０】
（４）インナリング外径にシール部材が設けてあるので、嵌め合いへの掘り屑の侵入がない。このため、インナリングとコアビットによるかみこみが防止され、インナチューブアセンブリの引き抜きが阻害されることがない。また、インナチューブアセンブリとアウタチューブアセンブリとの隙間を経てインナリングとコアビットの隙間から掘削面へ掘削流体が出ることがないので、地層の汚染物質に影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態を示し、インナリングがコアビットに嵌入された状態を示す１／２切断の断面図である。
【図２】 本発明の一実施の形態を示すコアビットの図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は一部の断面図をそれぞれ示す。
【図３】 本発明の一実施の形態を示すインナリングの図で、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は１／２切断した断面図を示す。
【図４】 従来のコアビットの図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図をそれぞれ示す。
【図５】 従来のインナリングの図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は１／２切断した断面図を示す。
【図６】 ワイヤラインコア採取装置の説明図である。
【図７】 アウタチューブの断面図である。
【図８】 インナチューブアセンブリの一部断面図で、（ａ）はコアトラップ装着形の全体の断面図、（ｂ）はコアトラップを使用しない形の先端部の断面図をそれぞれ示す。
【符号の説明】
２，３，４０ インナリング
１０ アウタチューブアセンブリ
１１ アウタチューブ
２０ インナチューブアセンブリ
２１ インナチューブ
３０ コアビット
３１，３２ 円環状面
３１ａ 内径
３３，３４ チップ
３５，３６ 溝
３７ 胴体
３７ａ 放出孔
４１ シール部材

Claims (3)

1. アウタチューブ内にインナチユーブが着脱可能に挿入され、前記アウタチューブ先端にはコアビットが、前記インナチユーブ先端にはインナリングが、それぞれ取り付けられるロータリパーカッションドリル用ワイヤラインコア採取装置において、
   前記コアビットの先端部は、掘削すべき円環状面が少なくとも２段の円環状面で形成され、
   前記インナリングの先端は、前記コアビット先端の円環状面の内径が形成するコア入口にコアビット先端の円環状面よりコアビット基端側且つコアビット基端側の円環状面より先端側に位置した状態で嵌入されており、
   前記コアビットのビット径を有するビット胴体外周の円筒面には複数本のスパイラル状の溝が設けられ、
   前記コアビットの外周面には、前記インナリングとコアビットとの嵌合隙に連通する放出孔が設けられ、
   前記放出孔は、前記コアビットの軸線と直角方向から後方へ向う間の所定の角度で前記スパイラル状の溝底の途中に開口することを特徴とするロータリパーカッションドリル用ワイヤラインコア採取装置。
2. 前記先端の円環状面には、この円環状面の内径ないし内径近くから軸線に対し後方に向って鋭角に複数本の溝が設けられたことを特徴とする請求項１記載のロータリパーカッションドリル用ワイヤラインコア採取装置。
3. 前記コアビットとインナリングとの嵌合隙の掘削面への連通を遮断するシール部材が前記インナリングの円筒形外周の先端付近に装着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリパーカッションドリル用ワイヤラインコア採取装置。

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