JPH0133630B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はドリリングジヤー、一層詳細には複動
流体圧ドリリングジヤーなどの新規にしてかつ有
用な改良に係る。

フイツシング・ジヨブは、油田用語では、油井
またはガス井のドリリングの際に不動となつたド
リリングストリングの部分、修理期間中に井から
除去されるべき生産装置などを除去する作業を意
味し、除去対象物は“フイツシユ”と呼ばれてい
る。フイツシユを除去するための一般的な方法
は、それをなんらかの手段でつかみ、かつそれに
軸線方向の押す力または引く力を加えることであ
る。ジヤーはドリリングもしくは生産装置が地表
から軸線方向に押したり引いたりするだけでは除
去されないほど不動になつた時に使用される道具
である。

ジヤーは一般にフイツシユとドリリングストリ
ングとの間に接続され、地表のドリリングリグ操
作員がドリリングストリングの操作を通じてフイ
ツシユに打撃力を与えることを可能にする。ジヤ
ーは内側マンドレルまたは内側ハウジングと外側
ハウジングとの間の相対的な軸線方向運動を許し
回転運動は許さないスプライン結合部を含んでい
る。内側のマンドレルは、ジヤーが軸線方向行程
の限界に達した時に外側のハウジングの衝突面ま
たはアンビルと接触する衝突面またはハンマーを
含んでいる。もしこれらの衝突面が高速度で互い
に接触すれば、ジヤーの上側のパイプの質量によ
り非常に大きな衝撃力がフイツシユに伝達され
る。

公知のジヤーには３つの種類すなわち流体圧ジ
ヤー、機械式ジヤーおよびバンパジヤーがある。
バンパジヤーは主に下向きの打撃力を与えるのに
用いられる。バンパジヤーは一般にパイプを十分
に上昇および下降させ得る軸線方向行程が許され
ているスプライン結合部を有し、ジヤー内部の衝
突面が互いに接触する際にフイツシユに下向きの
打撃力を与える。機械式ジヤーおよび流体圧ジヤ
ーは、軸線方向ひずみ（引張もしくは圧縮）がパ
イプに生ずるまで衝突面の相対運動を阻止するト
リツピング機構を含んでいる点でバンパジヤーと
異なつている。上向きジヤーリングのためには、
パイプが地表で与えられる軸線方向引張力により
伸ばされる。この引張力はパイプが伸びてポテン
シアルエネルギーを蓄積するのを許すようにトリ
ツピング機構により抵抗される。ジヤーが“トリ
ツプ”すると、この蓄積されたエネルギーが運動
エネルギーに変換されて、ジヤーの衝突面を高速
度で互いに衝突させる。下向きジヤーリングのた
めには、パイプを圧縮するようにパイプ重量が地
表で“スラツク・オフ”される。この圧縮力はパ
イプが縮んでポテンシアルエネルギーを蓄積する
のを許すようにトリツピング機構により抵抗され
る。ジヤーが“トリツプ”すると、パイプ圧縮お
よびパイプ重量のポテンシアルエネルギーが運動
エネルギーに変換されて、ジヤーの衝突面を高速
度で互いに衝突させる。流体圧および機械式ジヤ
ーはバンパジヤーにくらべてはるかに有効であ
る。なぜならば、所与のパイプひずみでフイツシ
ユにはるかに大きな打撃力を与え得るからであ
る。

多くのフイツシング・ジヨブは上向きジヤーリ
ングも下向きジヤーリングも可能であることを必
要とする。

両方向のジヤーリングを可能にするため、種々
の組合わせのジヤーが用いられている。機械式ジ
ヤーまたは流体圧ジヤーは上向きにも下向きにも
打撃力を与える複動ジヤーとして構成され得る。
上向きジヤーリングのためのジヤーを別個の下向
きジヤーリングのためのジヤーと組み合わせて使
用することもできる。いずれの構成の場合にも、
ジヤーは各方向に互いに独立して作動可能でなけ
ればならない。すなわち、ジヤーは１つの方向で
トリツプし、リコツクしかつ同一方向で再び、不
注意にまたは必然的に反対方向にトリツプするこ
となく、トリツプし得なければならない。すなわ
ち、１つの方向のトリツピング機構のリコツキン
グが反対方向のトリツピング機構により阻止され
てはならない。

機械式ジヤーは一般に流体圧ジヤーよりも融通
性および信頼性が劣つている。機械式トリツピン
グ機構の一例では、地表でトリツピング荷重を１
つの特定値に設定する必要がある。もしトリツピ
ング荷重を増減したい場合には、パイプを井から
引上げる必要があり、これは費用および時間のか
かる過程である。機械式ドリツピング機構の他の
例では、トルクを地表からパイプを通じてトリツ
ピング機構に与え、このトルクをジヤーがトリツ
プする間維持する必要がある。これはリグ・フロ
ア上の人に危険であり、かつ必要に応じたトリツ
ピング荷重の制御を困難にする。機械式トリツピ
ング機構の他の弱点は、トリツピング機構がコツ
クされた位置（もどり止め位置）でドリリングが
行なわれるため、通常のドリリング過程中にトリ
ツピング機構が応力を受けることである。さらに
他の欠点として、機械式トリツピング機構では金
属部分が高い圧縮荷重下に相対運動をしなければ
ならないので、運動部分の急速な摩耗、頻繁な故
障を生じやすい。

流体圧トリツピング機構は、地表で与える軸線
方向ひずみの大きさによりトリツピング荷重を
種々の値に制御し得るという融通性に富んでい
る。また、流体圧トリツピング機構は機械式トリ
ツピング機構にくらべて機械的変形および摩耗を
受けることが少なく、従つて同一の条件下で耐用
寿命が長い。しかし、現在の流体圧トリツピング
機構は一方向にしか作動せず、両方向にジヤーリ
ングを行なうためには２つのトリツピング機構を
タンデムに作動させる必要がある。これは２つの
個別の作動流体チヤンバ、２つの弁システム、２
つの計量システムおよび独立に各機能を動作させ
るのに十分な軸線方向行程を必要とする。その結
果、長いスプラインおよびシール面を有する長く
て費用のかさむジヤーとなる。

ドリリングジヤーに関する特許は大部分ここ30
年間のものである。

米国特許第Re23354号には、複動流体圧ジヤー
の非常に初期の形態が開示されている。このジヤ
ーは直径を減ぜられたシリンダのなかを運動する
ピストンを有しピストンの一方の側から他方の側
への作動流体の流れが抑制されるというダシユポ
ツトの原理を利用している。このドリリングジヤ
ーは、１つの方向に完全に作動させなければ他方
の方向に作動させるようにリセツトすることがで
きないという欠点を有する。

米国特許第3349858号には、ピストンを通じて
の油の流れが一定流量調節弁により制御される単
動（上方）流体圧ドリリングジヤーが開示されて
いる。

米国特許第3735827号には、圧縮性作動流体を
必要とする流体圧フイツシングジヤーが開示され
ている。マンドレルの運動に伴い、作動流体が所
定の圧力まで圧縮されると、調節可能なトリツピ
ング機構により制御弁が開かれて、加圧流体がバ
イパス通路を通じて流れるので、ハンマーは高速
度でアンビル面に衝突し得る。

米国特許第3797591号には、米国特許第3735827
号と同様であるが、それとは異なる調節可能トリ
ツピング機構を含む流体圧フイツシングジヤーが
開示されている。

米国特許第3851717号には、トリツピングピス
トンに対して一定流量バイパスを有し、主バイパ
ス弁が開かれて装置をトリツプするまでトリツピ
ングピストンが下方に動かされるように構成され
ている流体圧フイツシングジヤーが開示されてい
る。

米国特許第4059167号には、米国特許第3851717
号と同様であるが、内部作動圧力を下げるように
タンデムピストン配置を取入れたフイツシングジ
ヤーが開示されている。

米国特許第3285353号には、ドリルストリング
に結合されたマンドレルとドリルフイツシユに結
合されたマンドレルとが外側ハウジングのなかに
望遠鏡の鏡筒と同様に長手方向運動を行ない得る
ように配置されており、ピストン弁により所定の
運動の後に加圧流体が放出されて、ハンマー面が
アンビル面に衝突するフイツシングジヤーが開示
されている。

米国特許第3087559号には、流体圧遅延装置付
きの機械式トリツプフインガーを有するフイツシ
ングジヤーが開示されている。

本発明の目的の１つは、ドリル井から不動とな
つた対象物または“フイツシユ”を除去するた
め、または堅い層を通じてのドリリングを助成す
るためのアースドリリングに用いられる新規にし
てかつ改良されたドリリングジヤーを提供するこ
とである。

本発明の他の目的は、複動形すなわち上方にも
下方にもジヤーリング力を加え得る形式の新規に
してかつ改良された流体圧ドリリングジヤーを提
供することである。

本発明の他の目的は、先の作動方向とは無関係
に上方もしくは下方に作動し得る新規にしてかつ
改良された流体圧複動ドリリングジヤーを提供す
ることである。

本発明の他の目的は、所望によりリコツク可能
でありかつ再び同一方向もしくは反対方向に作動
可能である新規にしてかつ改良された流体圧複動
ドリリングジヤーを提供することである。

本発明の他の目的は、上方および下方ジヤーリ
ングのために単一の流体チヤンバを利用する新規
にしてかつ改良された流体圧複動チヤンバを提供
することである。

本発明の上記以外の目的は本明細書のなかで折
にふれて明らかとなろう。

本発明による流体圧複動ドリリングジヤーは上
方および下方ジヤーリングのために単一の流体チ
ヤンバを用いている。流体チヤンバは各端に別個
の圧力ピストンを有しており、ジヤーリング方向
に関係していずれか一方のピストンがマンドレル
により他方のピストンに対して相対的に動かされ
得るように構成されている。弁が流体チヤンバ内
のほぼ中央に位置しており、ハンマーを相対的に
固定側のアンビルに衝突させるためハウジングに
対してマンドレルの高速相対運動を許すように作
動流体の釈放を制御する。

上向きジヤーリングの際には、マンドレルが下
側圧力ピストンを上方に運動させて作動流体を加
圧し、他方上側ピストンはハウジングに対して相
対的固定位置にとどまる。下向きジヤーリングの
際には、上側ピストンがマンドレルと共に下方に
運動し、他方下側ピストンはハウジングに対して
相対的固定位置にとどまる。一方のピストンが他
方のピストンに向かう運動は、チヤンバからの流
体の漏洩が緩徐に制御されることにより、または
圧縮性流体が使用されている場合には流体が圧縮
されることにより実現される。マンドレルがハウ
ジングに対して相対的にいずれかの方向に、流体
チヤンバ内のトリツピング弁を開くに至るまで運
動した時点で、トリツピングが行なわれる。トリ
ツピング弁はばねの力を受けて常時は閉位置にあ
り、２個の制御腕の間に浮いている。一方の組の
制御腕は上側圧力ピストンからトリツピング弁の
上半部へ延びており、他方の組の制御腕は下側圧
力ピストンからトリツピング弁の下半部へ延びて
いる。一方のピストンが他方のピストンに向かつ
て運動し作動流体を加圧するにつれて、運動はチ
ヤンバ内の流体の圧力により制限され、また流体
は漏洩通路を通じて緩徐にチヤンバから漏洩す
る。圧縮性流体が使用されている場合には、漏洩
通路は不要であり、省略され得る。一方のピスト
ンが他方のピストンに対して相対的に十分な距離
を運動した時点で、その制御腕がトリツピング弁
の一方の半部に接触する。ピストンがさらに十分
な距離を運動すると、トリツピング弁の一方の半
部が他方の半部に対して相対的に運動し、それに
よりトリツピング弁が開かれる。その結果、流体
はチヤンバから急速に流出して、ピストンおよび
マンドレルの急速な運動を許し、マンドレルに取
付けられているハンマーをハウジング側の固定ア
ンビルに高速度で衝突させる。

ハウジングに対して相対的にマンドレルが逆方
向に運動すると、装置は中立位置にリコツクされ
る。この中立位置から再び所望により上方もしく
は下方へのジヤーリングが行なわれ得る。装置
は、一方向のトリツピングに対する時間遅れを他
方向のそれとは相違させるように個別ピストンを
通じての流れを制御するための手段をも含んでい
る。

本発明の他の実施例では、トリツピング弁配置
が省略され、流体チヤンバがその中央部分で拡大
されており、一方のピストンが他方のピストンに
対して相対的に運動してチヤンバの拡大部分に到
達した時に流体を釈放するダシユポツトとして作
用する。

以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第１ａ図ないし第１ｄ図には、複動流体圧駆動機
構またはドリリングジヤーが中立位置で長手方向
に４分割して示されている。これらの図面の各々
はジヤーの中心線からその外周までの縦断面図で
ある。ドリリングジヤー１は望遠鏡の鏡筒と同様
に外側筒形ハウジング３の内部に支持された内側
筒形マンドレル２を含んでいる。マンドレル２お
よびハウジング３はそれぞれ後記のように複数個
の部品から成つている。

マンドレル２は内側長手方向通路５により貫通
された上側筒形部分４（第１ａ図および第１ｂ図
中）を含んでいる。上側部分４の上端は５ａで示
されているように太くされており、またドリルス
トリングへの結合のため内ねじ６を切られてい
る。マンドレル部分４の下端は、内側肩部７で終
端しかつ内ねじ８を切られている沈み穴を設けら
れている。マンドレル２の中間部分は筒形スリー
ブ部材９（第１ｂ図および第１ｃ図中）から成つ
ており、その上端は上側部分４の内ねじ８との結
合のため外ねじ１０を切られており肩部７と当接
している。スリーブ部材９の下端は外ねじ１１を
切られている。スリーブ部材９は上側部分４の内
側通路５の延長である内側通路１２により貫通さ
れている。マンドレル２の下側部分は筒形部材１
３（第１ｃ図および第１ｄ図中）から成つてお
り、その上端には肩部１４で終端しかつ内ねじ１
５を切られている沈み穴が設けられている。筒形
部材１３はその肩部１４に当接するスリーブ部材
９の下端にねじ結合されている。

筒形部材１３の下端は外ねじ１６を切られてい
る。内ねじ１８を有するスリーブ部材１７が後記
のばねを支えるため筒形部材１３の下端にねじ結
合されている。筒形部材１３は通路５および１２
の延長である内側長手方向通路１９により貫通さ
れており、この通路１９はスリーブ部材１７の中
央孔２０を通つて開口している。３つの部分４、
９および１３は後記のように筒形ハウジング３の
内部を長手方向に運動可能な単一の筒形マンドレ
ル２としてねじ結合により組立てられている。

筒形ハウジング３はマンドレル２と同様に、組
立の目的で、いくつかの部分から構成されてい
る。筒形ハウジング３の上側部分は上端に滑らか
な内孔２２を有する筒形部材２１（第１ａ図およ
び第１ｂ図中）から成つており、この内孔のなか
に上側マンドレル筒形部材４の外面が長手方向滑
動を行ない得るように配置されている。筒形ハウ
ジング部材２１の下端は環状肩部２３を形成する
ように直径を減ぜられた部分を有し、この部分に
は外ねじ２４が切られている。

筒形ハウジング３の中間部分は、上端に筒形ハ
ウジング部材２１の外ねじ２４との結合のため内
ねじ２６を切られている筒形部材２５（第１ａ図
および第１ｂ図中）から成つている。筒形部材２
５の上端は、ねじ結合が完全に行なわれた状態で
肩部２３と当接する。筒形部材２５の下端は肩部
２７を形成するように直径を減ぜられた部分を有
し、この部分には外ねじ２８が切られている。

筒形ハウジング３の下側部分は、上端に中間ハ
ウジング部分２５の外ねじとの結合のため内ねじ
３０を切られている筒形部材２９（第１ｂ図、第
１ｃ図および第１ｄ図中）から成つている。筒形
部材２９の上端は、ねじ結合が完全に行なわれた
状態で肩部２７と当接する。筒形部材２９の下端
は内ねじ３１（第１ｄ図中）を切られている。

筒形ハウジング２の下端には筒形結合部材また
はサブ３２が設けられており、このサブの上端は
外ねじ３３を切られており、またねじ結合３１／
３３が完全に行なわれた状態で筒形部材２９の下
端と当接する肩部３４を有する。サブ３２はマン
ドレル２を貫通する通路の延長である内側長手方
向通路３５を有する。サブ３２の下端は直径を減
ぜられた部分３６を有し、この部分にはドリルス
トリングの下端部分との結合のため、またはフイ
ツシングジヤーとしてフイツシユとの結合のため
外ねじ３７が切られている。

前記のように、マンドレル２およびハウジング
３はいずれも、組立の目的で、ねじ結合されるい
くつかの部分から構成されている。マンドレル２
はハウジング３の内部に滑動可能に配置されてい
る。装置の制御および駆動は適当な作動流体によ
り行なわれるので、組立体のいくつかの個所およ
びマンドレル２とハウジング３との間の滑動個所
からの漏洩に対してシールを設ける必要がある。

前記のように、上側マンドレル部分４の外面は
ハウジング３の上側筒形部材２１の孔２２のなか
に滑合している。筒形部材２１は内側環状溝３８
を設けられており、そのために作動流体の漏洩に
対して滑合個所を封ずるＯリング３９が配置され
ている。筒形ハウジング部分２１と２５との間の
ねじ結合個所は筒形ハウジング部材２１の下端の
外側環状溝４１のなかに配置されたＯリング４０
（第１ｂ図中）により漏洩に対して封じられてい
る。筒形ハウジング部材２５と２９との間のねじ
結合個所は筒形ハウジング部材２５の下端の外側
環状溝４３のなかに配置されたＯリング４２（第
１ｂ図中）により同様に漏洩に対して封じられて
いる。筒形ハウジング部材２９の下端と結合サブ
３２との間のねじ結合個所はサブ３２の上端の外
側環状溝４５のなかに配置されたＯリング４４
（第１ｄ図中）により同様に漏洩に対して封じら
れている。同様のシールがマンドレル２のいくつ
かの部分を結合するねじ結合個所を通じての漏洩
を防止するために設けられている。マンドレル２
の上側筒形部分４と中間筒形部分９との間のねじ
結合個所は上側筒形部分４の下端の内側環状溝４
７のなかに配置されたＯリング４６（第１ｂ図
中）により漏洩に対して封じられている。マンド
レル２の中間筒形部分９と下側筒形部分１３との
間のねじ結合個所は下側筒形部分１３の上端の内
側環状溝４９のなかに配置されたＯリング４８
（第１ｄ図中）により同様に漏洩に対して封じら
れている。

ハウジング３の種々の構成部分の内孔とマンド
レル２の外面との間の空間は閉じたチヤンバおよ
び作動流体に対する通路をなしている。種々の追
加的な構成要素が後記のように設けられている。
上側筒形ハウジング部材２１の内孔５０と上側筒
形マンドレル部材４の外面５１との間の空間はチ
ヤンバ５２をなしている。チヤンバ５２の上端に
は、ねじを切られた開口５３が設けられており、
そのなかにねじを切られたプラグ部材５４が取付
けられている。開口５３は後記のように作動流体
を導入するために用いられる。

筒形マンドレル部材４の外面はその下側部分５
５で直径を少し減ぜられており、また複数の長手
方向に延びる溝５６を設けられており、これらの
溝の間にスプライン５６ａが形成されている（第
１ａ図および第３図中）。筒形ハウジング部材２
１の下端は直径を減ぜられて上側肩部５８を形成
する内孔５７を設けられており、この内孔に複数
の長手方向に延びる溝５９が設けられており、こ
れらの溝の間に上側筒形マンドレル部材４の溝５
６と嵌合する複数のスプライン６０が形成されて
いる（第１ａ図および第３図）。筒形マンドレル
部材４の溝５６および筒形ハウジング部材２１の
溝５９はこれらの溝のなかに位置するスプライン
６０および５６ａの高さよりも深い。その結果、
６１および６２で示されているようにマンドレル
部材４およびハウジング部材２１のそれぞれの溝
に長手方向に延びる通路が形成される（第１ａ図
および第３図）。筒形ハウジング部材２１内およ
び筒形マンドレル部材４上にスプラインおよび溝
が長手方向に延びて配置されているので、マンド
レル２はハウジング３のなかで回転運動を行なう
ことなく長手方向運動を行ない得るように案内さ
れる。スプラインと溝との間に形成された通路６
１および６２は後記のようにチヤンバ５２と装置
の下側部分との間に作動流体を流すために用いら
れる。

第１ｂ図からわかるように、筒形ハウジング部
材２５とマンドレル部材４および９との間の空隙
は流体チヤンバ５２にくらべて実質的に大きな寸
法の流体チヤンバ６３を形成するように選定され
ている。筒形ハウジング部材２１の下端はこの装
置が上方へジヤーする時に用いられる上側アンビ
ル面６４を形成する。筒形ハウジング部材２５の
内面６５は流体チヤンバ６３の下端で内側環状肩
部を形成するように直径を小さくされており、こ
の肩部は装置が下方へジヤーする時に下側アンビ
ル面６６として働く。

筒形マンドレル部材４の下端部分６７はその外
面５５に外ねじ６８を切られている。筒形ハンマ
ー６９がその内ねじ７０により筒形マンドレル部
材４の外ねじに取付けられており、さらに作動中
の回転防止のためハンマー６９の半径方向ねじ孔
７２にねじ込まれた止めねじ７１が筒形マンドレ
ル部材４の凹部７３に入り込んでいる。ハンマー
６９の上端面７４は装置の上方動作の際にハウジ
ング部材２１のアンビル面６４と当接する。また
ハンマー６９の下端面７５は装置の下方動作の際
に下側のアンビル面６６と当接する。

筒形マンドレル部材９は複数の長手方向に延び
る溝７６（第１ｂ図および第２図中）を設けられ
ている。溝７６は後記のように作動流体を流すた
めの通路を形成する。筒形スリーブ部材７７が筒
形マンドレル部材９のまわりに支えられており、
マンドレル部材９の外面から間隔をおいた内面７
８を有し、その間に流体の環状通路７９（第１ｂ
図中）を形成している。

筒形スリーブ部材７７は通路７９から流体チヤ
ンバ６３へ通ずる孔８０と通路７９から流体チヤ
ンバ６３の下側部分へ通ずる孔８１とを設けられ
ている。通路７９の下端部分は溝または通路７６
の上端部分と重なつており、流体チヤンバ６３と
溝７６との間に連続的な流体通路を形成してい
る。筒形スリーブ部材７７の上端は筒形マンドレ
ル部材４の上端と当接している。他方、筒形スリ
ーブ部材７７の下端は、溝７６が形成されている
筒形マンドレル部材９の外面に固く嵌合している
筒形スリーブ部材８２の上端により当接されてい
る。スリーブ部材８２は溝７６をおおつて、複数
の長手方向に延びる通路を郭定している。スリー
ブ部材８２の下端は環状スペーサ８３と当接して
おり、この環状スペーサには溝または通路７６の
下端から半径方向に外向きに開く複数の孔８４が
設けられている。スリーブ部材８２は後記のよう
にトリツピング弁により制御される複数の孔８５
をも設けられている。

筒形ハウジング部材２９の内面８６と筒状スリ
ーブ部材８２の外面８７とは流体チヤンバ８８を
郭定するべく互いに間隔をおいている。面８６お
よび８７はその間に支えられた圧力ピストンの自
由な運動を許す滑らかな円筒面である。流体チヤ
ンバ８８の上端には、滑動可能に面８６と８７と
の間にはめられた環状圧力ピストン８９（第１ｂ
図および第４図）が設けられている。ピストン８
９はそれぞれ溝９２および９３にはめられたＯリ
ング９０および９１により流体の漏洩に対して封
じられている。ピストン８９はそれを通る作動流
体の非常に小さい漏洩流路を形成するための１つ
またはそれ以上の通路９４を設けられている。そ
のかわりに、ピストンを面８６と８７との間にゆ
るくはめて漏洩流路を形成することもできるし、
圧縮可能な流体の使用により漏洩流路の必要をな
くすこともできる。第４図には、ピストン８９が
一層詳細に、ただし異なる平面による断面図で示
されている。第４図に示されているように、ねじ
またはボルト１３８により保持された取外し可能
な環状部材１３７により周縁溝が形成され、この
周縁溝のなかに制御腕フランジ１２３がはめられ
ている。漏洩流路９４は第４図では見えないが破
線で示されている。

流体チヤンバ８８の長手方向のほぼ中央に、チ
ヤンバ８８からの作動流体のデリーズを制御する
ためのトリツピング弁９５（第１ｃ図および第６
図中）が設けられている。トリツピング弁９５は
２つの別個に運動可能な弁部材９６および９７か
ら成つている。弁部材９６は環状であり、筒状ス
リーブ部材８２の外面８７に滑動可能にはめられ
ている。弁部材９６はその内面側を、環状溝９９
のなかにはめられたＯリング９８により封じられ
ている。弁部材９６は沈み穴１０１を設けられた
筒形延長部１００を有する。筒形延長部１００は
周縁フランジ１０３と１０４との間で１０２で示
されているようにアンダーカツトされている。弁
部材９７は同様に筒形スリーブ部材８２の外面８
７に滑動可能にはめられており、また弁部材９７
の内面側は環状溝１０６のなかにはめられたＯリ
ング１０５により流体の漏洩に対して封じられて
いる。弁部材９７は同様に沈み穴１０１ａを設け
られた筒形延長部１０７を有し、その外面は周縁
フランジ１０９と１１０との間で１０８で示され
ているようにアンダーカツトされている。トリツ
ピング弁９５は第６図に一層詳細に示されてい
る。第６図に示されているように、トリツピング
弁部材９６は開閉の際に弁部材９７の運動が一直
線上からそれるのを防止するための複数の案内指
部１３９を有する。案内指部１３９はトリツピン
グ弁９５が開かれている時に作動流体の流れを許
すように十分に相互間隔をおいている。

ピストン８９と実質的に同一の環状圧力ピスト
ン１１１が流体チヤンバ８８の下端に配置されて
いる（第１ｃ図中）。ピストン１１１は面８６と
８７との間に滑合しており、またそれぞれ溝１１
４および１１５のなかにはめられたＯリング１１
２および１１３により作動流体の漏洩に対して封
じられている。ピストン１１１は逆止めボール弁
１１７により閉じられる長手方向通路１１６を設
けられている。

つる巻きばね１１８が上側ピストン８９と上側
トリツピング弁部材９６との間に配置されてい
る。また、つる巻きばね１１９が下側ピストン１
１１と下側トリツピング弁部材９７との間に配置
されている。ばね１１８および１１９はトリツピ
ング弁部材９６および９７を互いに押付け、また
ピストン８９および１１１は流体チヤンバ８８の
両端に押付けている。

装置の中立位置では、第１ｂ図および第１ｃ図
に示されているように、上側圧力ピストン部材８
９はその運動の限界として筒形ハウジング部材２
５の下端面１２０と当接している。同様に、この
中立位置では、下側ピストン１１１は流体チヤン
バ８８の下端の環状肩部１２１と当接している。

駆動部材または制御腕１２２が上側圧力ピスト
ン部材８９と下側トリツピング弁部材９７と連結
している。制御腕１２２は円筒のセグメントとし
て形成されており、円筒のほぼ1/4から成つてい
る。制御腕１２２はその両端に内向きに延びるフ
ランジ１２３および１２４を設けられている（第
５図中）。フランジ１２３はピストン８９の周縁
の溝にはめられており、そこから長手方向に制御
腕１２２が延びている（第１ｂ図中）。制御腕１
２２のフランジ１２４はトリツピング弁部材９７
のアンダーカツト面１０８と滑動可能に接触して
いる（第１ｃ図中）。

制御腕１２２と同一構造の駆動部材または制御
腕１２５は一端に下側ピストン１１１の周縁の溝
にはめられているフランジ１２６を有し、また他
端にトリツピング弁部材９６のアンダーカツト面
１０２と滑動可能に接触しているフランジ１２７
を有する（第１ｃ図中）。

装置は一つの直径上の両側に配置された２つの
制御腕１２２とそれと直交する直径上の両側に配
置された２つの制御腕１２５とを有する。従つ
て、双方の制御腕を同一の断面図に示すため、第
１ｂ図および第１ｃ図では制御腕１２２または１
２５を通る断面の一方を他方に対して90゜回転し
て図示されている。

下側圧力ピストン１１１が載る肩部１２１の下
側に、流体チヤンバ１２８（第１ｃ図および第１
ｄ図中）がマンドレル部分１３の外面１２９とハ
ウジング部分２９の内面１３０とにより形成され
ている。流体チヤンバ１２８の下端はそこに滑動
可能に配置されている環状ピストン１３１により
閉じられている。ピストン１３１はそれぞれ溝１
３４および１３５のなかにはめられたＯリング１
３２および１３３により流体の漏洩に対して封じ
られている。ピストン１３１は下側マンドレル部
材１９にかぶせられたキヤツプ部材１７の上に支
えられているばね１３６により上方に押されてい
る。

作 動 上記の装置は井の中のドリルパイプなどに衝撃
またはジヤーリング力を上方に加えるのにも下方
に加えるのにも使用され得る複動流体圧ドリリン
グジヤーである。上方へのドリリングジヤーの作
動時には、ドリルパイプは地表で与えられる軸線
方向引張力により伸ばされる。この引張力はジヤ
ーのトリツピング機構により抵抗されており、パ
イプが延びてポテンシヤルエネルギーを蓄積する
のを許す。ジヤーがトリツピング位置に到達する
と、伸ばされたパイプ内に蓄積されたエネルギー
は運動エネルギーに変換されて、ジヤーの衝撃面
すなわちハンマーおよびアンビルの面は非常に高
い速度で互いに衝突し、それにより非常に高い衝
撃力を生ずる。

下方へのジヤーの作動時にはパイプを圧縮する
ようにパイプ重量が地表でスラツク・オフされ
る。この圧縮力はジヤーのトリツピング機構によ
り抵抗されており、パイプが縮んでポテンシヤル
エネルギーを蓄積するのを許す。ジヤーがトリツ
ピング位置に到達すると、パイプ圧縮およびパイ
プ重量のポテンシアルエネルギーはパイプの釈放
により運動エネルギーに変換されて、ハンマー面
およびアンビル面は非常に高い速度で互いに衝突
し、それにより非常に高い衝撃力を生ずる。上記
の装置は、上方にも下方にも作動しかつ流体圧に
よりトリツプされる新規なドリリングジヤーであ
る。作動の原理および種々の部分の運動の順序を
以下に説明することにより本発明は一層明らかに
理解されよう。

中立位置 組み立てられたドリリングジヤー１は、上記の
ように、上側筒形ハウジング部材２１の開口５３
を通じて作動流体で満たされる。使用される作動
流体は、装置が圧力ピストンを通過する流体の漏
洩を利用して作動するので、非圧縮性流体である
ことが好ましい。動作間隔を適当に選定すれば、
装置は油井ドリリング流体を用いて作動し得る。
非圧縮性流体のかわりに圧縮性流体または高圧ガ
スを使用することも可能ではあるが、この場合に
は圧縮性流体を加圧するのに必要な追加的行程を
許すために装置を長くする必要がある。

開口５３を通じてドリリングジヤー１に注入さ
れた作動流体は、圧力平衡ピストン１３１により
閉じられている流体チヤンバ１２８の底へ流れ
る。作動流体は流体チヤンバ１２８の空間と圧力
ピストン８９と１１１との間に位置する流体チヤ
ンバ８８の空間とを満たす。また作動流体は流体
チヤンバ６３に通ずる通路７６および７９を含む
種々の通路を満たす。このチヤンバ６３を満たし
た作動流体は流体チヤンバ５２を注入開口５３の
高さまで満たす。装置はこの時点で、注入開口５
３にプラグ５４をねじ込まれて、使用可能な状態
となる。圧力平衡ピストン１３１は作動流体の熱
膨脹を許し、またジヤーを囲む油井内の流体の静
圧がジヤー内の流体を十分な圧力下に保つことを
許す。

第１ａ図ないし第１ｄ図には装置が中立位置で
示されており、この中立位置から装置は上向きジ
ヤーリング力を生ずるように上方に、または下向
きジヤーリング力を生ずるように上方に作動し得
る。この中立位置では、ハンマー６９は上側アン
ビル面６４と下側アンビル面６６との間のほぼ中
央に位置している。圧力ピストン８９および１１
１はばね１１８および１１９の力により肩部１２
０および１２１に当接した最大移動位置に保たれ
ている。この中立位置では、ばね１１８および１
１９はトリツピング弁９５の個別部材９６および
９７を閉位置（第１ｃ図中）に保つように働く。
弁部材９６および９７は流体圧力よつても閉位置
に保たれている。この中立位置では、駆動部材ま
たは制御腕１２２および１２５はトリツピング弁
部材９６および９７の作動に関して中間または中
立位置にある。先ず、下方ジヤーリングの際の装
置の作動について説明する。

下方ジヤーリング 装置は上側のねじを切られた開口６でドリルパ
イプに、また下側のねじを切られた結合部３７ま
たはサブ３２でジヤーリング作用を加えられるべ
き“フイツシユ”または他の対象物に結合され
る。上側ドリルパイプがスラツク・オフされて、
圧縮下におかれる。これはマンドレル２に下向き
の圧縮力を加え、マンドレルをハウジング３に対
して相対的に下向きに運動させる。下方運動の段
階は第７ａ図ないし第１０ｂ図に示されている。
マンドレル２の下方運動は最初は比較的自由に生
じ、この運動はハウジング３ならびに圧力ピスト
ン８９および１１１に対して相対的な滑動であ
る。この運動段階の間に、マンドレル部分９のま
わりのスリーブ部材７７の底部または肩部１４０
が圧力ピストン８９の上端面と接触する。この時
点以降のマンドレル２の運動は肩部１４０により
圧力ピストン８９を流体チヤンバ８８内で下方へ
運動させる。この運動のそれ以降の段階は第７ａ
図に示されており、マンドレル２は圧力ピストン
８９を、装置が第１ｂ図に示されているように中
立位置にある時には当接している肩部１２０から
離隔させている。

マンドレル２のまわりの肩部１４０により圧力
ピストン８９の運動は駆動部材または制御腕１２
２の運動でもあり、その終端フランジ部分１２４
をトリツピング弁部材９７の終端フランジ部分１
１０に接触させるに至る。それ以降の圧力ピスト
ン８９の運動はトリツピング弁部材９７を一緒
に、第７ｂ図に示されているように弁開口８５に
対して同一の相対的位置を保つように運動させ
る。圧力ピストン８９が下方に動かされ制御腕１
２２のフランジ１２４をトリツピング弁部材９７
のフランジ１１０に接触させてトリツピング弁部
材９７を下方に運動させるにつれて、トリツピン
グ弁部材９６がばね１１８と両弁部材を押し合わ
せようとするチヤンバ８８内の圧力との影響下に
弁部材９７の下方運動に追従する。それにより弁
部材９６は、下側圧力ピストン１１１から延びる
制御腕１２５に対して相対的に動かされる。制御
腕１２５の終端フランジ部分１２７は固定位置に
とどまつているので、弁部材９６の終端フランジ
部分１０３により接触されるに至る（第８図中）。
この時点以降では、圧力ピストン１１１に向かう
圧力ピストン８９の運動は制御腕１２５と１２２
との間に相対運動を生じさせ、トリツピング弁９
５を構成する弁部材９６および９７を互いに離隔
させ始める。

ここまでは、運動が妨げられないものとして、
圧力ピストン８９と１１１との間の相対運動と制
御腕１２２と１２５との間の相対運動とを説明し
てきた。しかし、圧力ピストン８９および１１１
とトリツピング弁９５とにより郭定されている流
体チヤンバ８８は、ピストン８９を通る非常に小
さい通路またはオリフイス９４を例外として完全
に閉じられたチヤンバである。ピストン８９の下
方運動はチヤンバ８８内の作動流体を加圧し始
め、この流体の圧力はピストンの運動に抵抗す
る。マンドレル２に与えられる圧縮力がドリリン
グジヤーの上側のドリルストリングにより与えら
れる重量により増大するにつれて、流体チヤンバ
８８内の流体圧力は圧力ピストン８９に加えられ
る荷重の結果として増大する。圧力ピストン１１
１のなかの逆止め弁１１７はこのピストンを通じ
ての流体の流出を阻止する。トリツピング弁９５
の閉じられた弁部材９６および９７はそこを通じ
ての流体の流出を阻止する。閉じられた弁部材９
６および９７はチヤンバ８８内の圧力により環状
面９５ａで押し合わされて互いに閉じており、ま
たＯリング９８によりスリーブ８２の外面８７に
対して閉じている。この作動段階の間にチヤンバ
８８から流体が流出し得る個所はピストン８９内
の非常に小さいブリード通路９４のみである。通
路９４の寸法は、作動流体が比較的高い圧力に加
圧された時のみ非常に遅い速度で作動流体を通過
させ得るように選定されている。

圧力ピストン８９に与えられる力が増大するに
つれて、このピストンは下方に運動しようとする
が、チヤンバ８８内の作動流体により抵抗される
ので、流体がオリフイス９４を通じて流出するに
つれてしか運動し得ない。従つて、チヤンバ８８
内の流体は非常に高い圧力に保たれており、ピス
トン８９は流体が開口９４を通じてチヤンバ８８
から流出するにつれてチヤンバ８８内の圧力を維
持しながら緩徐に下方に運動する。制御腕１２
２，１２５の終端フランジ１２４，１２７が弁部
材９６，９７の終端フランジ１０３，１１０と当
接する位置まで圧力ピストン８９が下方に運動し
た時、これらの部品は第８図に示されている相対
位置にあり、チヤンバ８８内の作動流体はなおも
非常に高い圧力下にある。第８図に示されている
相対位置はトリツピング弁９５が開かれる直前の
時点におけるものである。この時点で、マンドレ
ル２のまわりに取付けられているハンマー６９は
アンビル６６に向かつて下方にわずかな距離しか
移動していない。しかし、マンドレル２はこの時
点まで上側のドリルストリングにより与えられる
非常に高い圧縮力下にあり、その後の運動に対す
る抵抗が解除されれば上記の圧縮力を釈放してハ
ンマー６９を高速度で運動させ、大きな打撃力で
アンビル６６に衝突させ得る。

それ以降に圧力ピストン８９が圧力ピストン１
１１に対して相対的に下方に運動すると、制御腕
１２２，１２５の終端フランジ１２４，１２７が
弁部材９６および９７を互いに離隔させて、トリ
ツピング弁９５を開く。この弁９５が開かれた直
後における弁部材９６および９７の相対位置が第
９ｂ図に示されている。トリツピング弁９５が第
９ｂ図に示されているようにたとえわずかでも開
かれると、チヤンバ８８内の流体は開かれたトリ
ツピング弁９５を通じて、また開口８５および他
の種々の通路を通じて、高圧下にない種々の流体
チヤンバへの流出を許される。こうして、トリツ
ピング弁９５が開かれると、チヤンバ８８内の流
体は通路７６および７９を通じて、下方に運動し
ている圧力ピストン８９の上側に位置する流体チ
ヤンバ６３のなかへ流れ得る。流体はチヤンバ８
８から通路７６を通じて下方に、圧力平衡ピスト
ン１３１の上側の流体チヤンバ１２８のなかへも
流れ得る。このようにチヤンバ８８から流体が急
激に釈放されると、圧力ピストン８９の下方運動
に対するすべての抵抗が解除される。この時点
で、ドリルストリングの圧縮および重量により蓄
積された高いポテンシアルエネルギーの影響下に
マンドレル２がピストン８９と一緒に高速度で下
方に運動し、マンドレル２に取付けられているハ
ンマー６９のハンマー面７５を非常に大きな打撃
力でハウジング側のアンビル面６６と衝突させ
る。この位置は第１０ａ図および第１０ｂ図に示
されており、これはマンドレル２の最大下方運動
の位置である。

下方ジヤーリング後のリコツキング ドリリングジヤーは、第１０ａ図および第１０
ｂ図に示されている位置から第１ａ図ないし第１
ｃ図に示されている位置へのマンドレル２の上方
運動により、その後の下方もしくは上方ジヤーリ
ングに備えてリコツクされる。マンドレル２が上
方へ動かされるにつれて、ピストン８９もばね１
１８および１１９の影響下にマンドレル２と一緒
に上方へ運動する。この上方運動の際、ばね１１
８は下端で、制御腕１２５（この作動段階では固
定位置に保たれている）のフランジ１２７上に支
えられている弁部材９６に支えられて、上端でピ
ストン８９を上方に押している。同様に、ばね１
１９は下端で下側圧力ピストン１１１上に支えら
れて、上端で弁部材９７の過端面および制御腕１
２２のフランジ１２５を上方に押し、従つてまた
制御腕１２２を介してピストン８９を上方に押し
ている。ピストン８９がマンドレル２の後退によ
り上方に動かされるにつれて、マンドレル部分
９、下側トリツピング弁部材９７、制御腕１２２
およびピストン８９は同一の相対位置を保ちなが
らハウジング３に対して相対的に上方に運動す
る。この上方運動は下側圧力ピストン１１１、制
御腕１２５および上側トリツピング弁部材９６に
対して相対的な運動でもある。このマンドレル２
の上方運動が継続するにつれて、弁部材９６は弁
部材９７に近接し、ついには第８図に相当する位
置に達する。この上方運動の間、チヤンバ６３の
容積がピストン８９の運動により減ぜられるの
で、流体はチヤンバ６３から種々の接続通路を通
つて上側圧力ピストン８９と下側圧力ピストン１
１１との間の流体チヤンバ８８のなかへ流れる。
装置が第８図に示されている位置に復帰する時点
までに、チヤンバ８８は作動流体で満たされてい
る。この時点で、チヤンバ８８はトリツピング弁
９５を通じての流体の流入に対して閉じられてい
るが、追加流体は逆止め弁１１７を通じて、また
ブリード通路９４を通じてチヤンバ８８に流入し
得る。

それ以降のマンドレル２およびピストン８９の
上方運動は装置を第７ａ図および第７ｂ図に示さ
れている位置にもたらす。この位置では、トリツ
ピング弁９５の弁部材９７および９６は互いに閉
じており、またフランジ１２７は弁部材９６のフ
ランジ１０３から離隔して、そのフランジ１０４
に近接している。それ以降のマンドレル２および
上側圧力ピストン８９の上方運動は制御腕１２２
およびそのフランジ１２４を弁部材９７のフラン
ジ１１０から上方に離隔させて、第１ｃ図に示さ
れている位置にもたらす。この上方運動の間に、
上側圧力ピストン８９は上側ハウジング部材２５
の肩部１２０と当接する点に達する。それ以降の
マンドレル２の上方運動は装置を第１ｂ図に示さ
れている位置、すなわち上側圧力ピストン８９が
肩部１２０と当接しておりマンドレル２の肩部１
４０がピストン８９から離隔している位置にもた
らす。これは前記のように装置が下方ジヤーリン
グのための下方行程を開始する時の中立位置であ
る。この位置で装置はその後の使用に備えてリコ
ツクされており、再び下方に、または所望により
上方にジヤーリング作動を開始し得る。

上方ジヤーリング このドリリングジヤーが第１ａ図ないし第１ｄ
図に示されている中立位置から上方ジヤーリング
作動するときの各段階が第１１ａ図ないし第１３
ｂ図に示されている。マンドレル２の上端部５ａ
が結合されているドリルストリングが伸ばされ
て、所望の引張力下におかれる。ドリルストリン
グが上方に伸ばされるにつれて、ドリルストリン
グはマンドレル２を引張力下におき、それをトリ
ツピング機構により許される限界へ運動させる。
第１ａ図ないし第１ｄ図に示されている中立位置
からのマンドレル２の上方運動は先ず環部材８３
の肩部１４１を下側圧力ピストン１１１の下端面
と当接する位置にもたらす。このマンドレル２に
よる最初の上方運動はまだトリツピング弁９５の
駆動またはシステム内の流体への与圧を開始しな
い。

マンドレル２がさらに上方に運動するにつれ
て、肩部１４１は下側圧力ピストン１１１の下端
面と当接して、それを一緒に上方に運動させる。
ピストン１１１の上方運動はその制御腕１２５を
上側圧力ピストン８９およびその制御腕１２２に
対して相対的に運動させる。それ以降のマンドレ
ル２によるピストン１１１の上方運動はチヤンバ
８８内の作動流体による抵抗を受ける。ピストン
１１１が上方に運動すると、チヤンバ８８内の流
体は加圧されて、急激に非常に高い圧力に達す
る。流体は逆止め弁１１７またはトリツピング弁
９５を通つて流出し得ない（いずれもこの作動段
階では閉じられている）。チヤンバ８８内の流体
は上側ピストン８９の通路９４を通つて非常に緩
徐に漏洩し得るのみである。これは通路９４を通
つてチヤンバ８８から漏洩した流体の量により定
められる速度でピストン１１１の上方運動を許
す。この上方運動の間、チヤンバ８８内の作動流
体はドリルストリングからマンドレル２へ与えら
れた引張力により生じた圧力を表わす非常に高い
圧力下に保たれている。

マンドレル２がさらに上方に運動するにつれ
て、下側圧力ピストン１１１およびその制御腕１
２５はハウジング部分２９に対しても上側ピスト
ン８９および上側弁部材９６に対しても相対的に
上方に運動する。それ以降の追加的な上方運動の
後、装置は第１１ａ図および第１１ｂ図に示され
ている位置に到達し、この位置では制御腕１２５
のフランジ１２７がトリツピング弁９５の上側弁
部材９６の上側フランジ１０３と当接するに至つ
ている。それ以降の下側ピストン１１１および制
御腕１２５の上方運動は上側弁部材９６を上方に
運動させ、またそれと一緒に下側弁部材９７がそ
の下側フランジ１１０により制御腕１２２のフラ
ンジ１２４と当接するまで運動するのを許す。こ
の位置は中間位置（図面には示されていない）で
あり、第１２ａ図および第１２ｂ図に示されてい
る位置に到達する直前の位置である。

この位置では、チヤンバ８８内の作動流体は非
常に高い圧力下にあり、ピストン１１１の運動に
抵抗し、従つてまたマンドレル２の運動に抵抗し
ており、その結果マンドレル内およびドリルスト
リング内の引張力が増大する。マンドレル２がさ
らに上方に運動すると、下側ピストン１１１によ
る制御腕１２５およびフランジ１２７の運動が上
側弁部材９６を下側弁部材９７から離隔させて、
トリツピング弁９５を開く。トリツピング弁９５
が開かれた直後の位置が第１２ａ図および第１２
ｂ図に示されている。この位置では、トリツピン
グ弁９５は開いており流体は他の流体チヤンバ１
２８，６３および５２と連通する弁開口８５およ
び種々の通路を通つて自由に流れ得る。すなわ
ち、トリツピング弁９５が開かれると、チヤンバ
８８内の流体は釈放されて他の流体チヤンバに流
出し、チヤンバ８８内の圧力はほぼ井内の静圧に
低下する。この圧力低下は圧力ピストン１１１に
よる上方運動への抵抗を解除し、ピストン１１１
およびマンドレル２がジヤーリング行程の残余の
長さを急速に運動するのを許す。

この最後の急速運動は第１２ａ図および第１２
ｂ図に示されている位置と第１３ａ図および第１
３ｂ図に示されている位置との間の運動である。
この運動は第１３ｂ図に示されているようにトリ
ツピング弁９５が広く開かれている状態で行なわ
れる。この最後の運動はマンドレル２およびドリ
ルストリング内の引張エネルギーを運動エネルギ
ーの形で解放し、ハンマー６９を非常に高い速度
でハウジングのアンビル肩部６４に衝突させる。
ハンマー６９がアンビル肩部６４と当接した点
で、装置は最大上方運動の点に到達する。こうし
てマンドレル２の運動は上方にはハンマー６９と
アンビル肩部６４との当接により、また下方には
前記のようにハンマー６９とアンビル面６６との
当接により制限されている。

上方ジヤーリング後のリコツキング 第１３ａ図および第１３ｂ図に示されている運
動の上方限界に到達した後、装置はマンドレル２
を第１ａ図ないし第１ｄ図の中立位置へ復帰させ
ることにより、その後の使用に備えてリコツクさ
れる。マンドレル２が下方に運動するにつれて、
ハンマー６９はアンビル面６４から離隔する。圧
力ピストン１１１およびその制御腕１２５はマン
ドレル２と一緒に下方に運動し、また下側弁部材
９７は制御腕１２２に対して相対的固定位置にと
どまり、他方上側弁部材９６はマンドレル２と一
緒に下方に運動する。流体チヤンバ８８は開口８
５とこの圧力ピストン１１１の下方運動の間は開
いているトリツピング弁９５とを通つて流入する
作動流体で満たされる。

マンドレル２がさらに下方に運動するにつれ
て、弁部材９６および９７は第１２ｂ図に示され
ている位置に到達し、それ以降の小さな運動の後
にこれらの弁部材は互いに閉じ、流体チヤンバ８
８は実質的に閉じられる。マンドレル２および下
側圧力ピストン１１１が下方運動を継続するにつ
れて、下側ピストン１１１から排除される流体は
逆止め弁１１７を通つて、または上側ピストン８
９内のブリード通路９４を通つてチヤンバ８８に
流入し得る。さらに若干の運動の際、装置は再び
第１１ａ図および第１１ｂ図に示されている位置
に到達し、下側ピストン１１１が肩部１２１と当
接するに至る。マンドレル２がさらに短距離を運
動すると、肩部１４１はピストン１１１の下端面
から離隔するに至る。この点で、装置は再び第１
ａ図ないし第１ｄ図に示されている中立位置とな
る。この位置では、装置はリコツクされており、
所望により上方もしくは下方へのその後のジヤー
リング作動に備えた状態にある。

他の実施例の説明 第１４ａ図ないし第１４ｄ図には、複動流体圧
ドリリングジヤー２０１が中立位置で長手方向に
４分割して示されている。これらの図面の各々は
ジヤーの中心線からその外周までの縦断面図であ
る。この実施例と先に説明した実施例との相違点
は、トリツピング作用を生ずるために、先の実施
例のように２つの弁部材から成るトリツピング弁
を用いるかわりに、二重ダシユポツト配置を利用
していることである。

ドリリングジヤー２０１は望遠鏡の鏡筒と同様
に外側筒形ハウジング２０３の内部に支持された
内側筒形マンドレル２０２を含んでいるマンドレ
ル２０２およびハウジング２０３はそれぞれ後記
のように複数個の部品から成つている。

マンドレル２０２は内側長手方向通路２０５に
より貫通された上側筒形部分２０４（第１４ａ図
および第１４ｂ図中）を含んでいる。上側部分２
０４の上端は２０５ａで示されているように太く
されており、またドリルストリングへの結合のた
め内ねじ２０６を切られている。マンドレル部分
２０４の下端は、内側肩部２０７で終端しかつ内
ねじ２０８を切られている沈み穴を設けられてい
る。マンドレル２０２の中間部分は筒形スリーブ
部材２０９（第１４ｂ図および第１４ｃ図中）か
ら成つており、その上端は上側部分２０４の内ね
じ２０８との結合のため外ねじ２１０を切られて
おり肩部２０７と当接している。スリーブ部材２
０９の下端は外ねじ２１１を切られている。スリ
ーブ部材２０９は上側部分２０４の内側通路２０
５の延長である内側通路２１２により貫通されて
いる。マンドレル２０２の下側部分は筒形部材２
１３（第１４ｃ図および第１４ｄ図中）から成つ
ており、その上端には肩部２１４で終端しかつ内
ねじ２１５を切られている沈み穴が設けられてい
る。筒形部材２１３はその肩部２１４に当接する
スリーブ部材２０９の下端にねじ結合されてい
る。

筒型部材２１３の下端は外ねじ２１６を切られ
ている。内ねじ２１８を有するスリーブ部材２１
７が後記のばねを支えるため筒形部材２１３の下
端にねじ結合されている。筒形部材２１３は通路
２０５および２１２の延長である内側長手方向通
路２１９により貫通されており、この通路２１９
はスリーブ部材２１７の中央孔２２０を通つて開
口している。３つの部分２０４，２０９および２
１３は後記のように筒形ハウジング２０３の内部
を長手方向に運動可能な単一の筒形マンドレル２
０２としてねじ結合により組立てられている。

筒形ハウジング２０３はマンドレル２０２と同
様に、組立の目的で、いくつかの部分から構成さ
れている。筒形ハウジング２０３の上側部分は上
端に滑らかな内孔２２２を有する筒形部材２２１
（第１４ａ図および第１４ｂ図中）から成つてお
り、その内孔のなかに上側マンドレル筒形部材２
０４の外面が長手方向滑動を行ない得るように配
置されている。筒形ハウジング部材２２１の下端
は環状肩部２２３を形成するように直径を減ぜら
れた部分を有し、この部分には外ねじ２２４が切
られている。

筒形ハウジング２０３の中間部分は、上端に筒
形ハウジング部材２２１の外ねじ２２４との結合
のため内ねじ２２６を切られている筒形部材２２
５（第１４ａ図および第１４ｂ図中）から成つて
いる。筒形部材２２５の上端は、ねじ結合が完全
に行なわれた状態で肩部２２３と当接する。筒形
部材２２５の下端は肩部２２７を形成するように
直径を減ぜられた部分を有し、この部分には外ね
じ２２８が切られている。

筒形ハウジング２０３の下側部分は、上端に中
間ハウジング部分２２５の外ねじ２２８との結合
のため内ねじ２３０を切られている筒形部材２２
９（第１４ｂ図、第１４ｃ図および第１４ｄ図
中）から成つている。筒形部材２２９の上端は、
ねじ結合が完全に行なわれた状態で肩部２２７と
当接する。筒形部材２２９の下端は内ねじ２３１
（第１４ｄ図中）を切られている。

筒形ハウジング２０２の下端には筒形結合部材
またはサブ２３２が設けられており、このサブの
上端は外ねじ２３３を切られており、またねじ結
合２３１／２３３が完全に行なわれた状態で筒形
部材２２９の下端と当接する肩部２３４を有す
る。サブ２３２はマンドレル２０２を貫通する通
路の延長である内側長手方向通路２３５を有す
る。サブ２３２の下端は直径を減ぜられた部分２
３６を有し、この部分にはドリルストリングの下
側部分との結合のため、またはフイツシングジヤ
ーとしてフイツシユとの結合のため外ねじ２３７
が切られている。

前記のように、マンドレル２０２およびハウジ
ング２０３はいずれも、組立の目的で、ねじ結合
されるいくつかの部分から構成されている。マン
ドレル２０２はハウジング２０３の内部に滑動可
能に配置されている。装置の制御および駆動は適
当な作動流体により行なわれるので、組立体のい
くつかの個所およびマンドレル２０２とハウジン
グ２０３との間の滑合個所からの漏洩に対してシ
ールを設ける必要がある。

前記のように、上側マンドレル部分２０４の外
面はハウジング２０３の上側筒形部分２２１の孔
２２２のなかに滑合している。筒形部材２２１は
内側環状溝２３８を設けられており、そのなかに
作動流体の漏洩に対して滑合個所を封ずるＯリン
グ２３９が配置されている。筒形ハウジング部分
２２１と２２５との間のねじ結合個所は筒形ハウ
ジング部材２２１の下端の外側環状溝２４１のな
かに配置されたＯリング２４０（第１４ｂ図中）
により漏洩に対して封じられている。

筒形ハウジング部材２２５と２２９との間のね
じ結合個所は筒形ハウジング部材２２５の下端の
外側環状溝２４３のなかに配置されたＯリング２
４２（第１４ｂ図中）により同様に漏洩に対して
封じられている。筒形ハウジング部材２２９の下
端と結合サブ２３２との間のねじ結合個所はサブ
２３２の上端の外側環状溝２４５のなかに配置さ
れたＯリング２４４（第１４ｄ図中）により同様
に漏洩に対して封じられている。同様のシールが
マンドレル２０２のいくつかの部分を結合するね
じ結合個所を通じての漏洩を防止するために設け
られている。マンドレル２０２の上側筒形部分２
０４と中間筒形部分２０９との間のねじ結合個所
は上側筒形部分２０４の下端の内側環状溝２４７
のなかに配置されたＯリング２４６（第１４ｂ図
中）により漏洩に対して封じられている。マンド
レル２０２の中間筒形部分２０９と下側筒形部分
２１３との間のねじ結合個所は下側筒形部分２１
３の上端の内側環状溝２４９のなかに配置された
Ｏリング２４８（第１４ｄ図中）により同様に漏
洩に対して封じられている。

ハウジング２０３の種々の構成部分の内孔とマ
ンドレル２０２の外面との間の空間は閉じたチヤ
ンバおよび作動流体に対する通路をなしている。
種々の追加的な構成要素が後記のように設けられ
ている。上側筒形ハウジング部材２２１の内孔２
５０と上側筒形マンドレル部材２０４の外面２５
１との間の空間はチヤンバ２５２をなしている。
チヤンバ２５２の上端には、ねじを切られた開口
２５３が設けられており、そのなかにねじを切ら
れたプラグ部材２５４が取付けられている。開口
２５３は後記のように作動流体を導入するために
用いられる。

筒形マンドレル部材２０４の外面はその下端部
分２５５で直径を少し減ぜられており、また複数
の長手方向に延びる溝２５６を設けられており、
これらの溝の間にスプライン２５６ａが形成され
ている（第１４ａ図）。筒形ハウジング部材２２
１の下端は直径を減ぜられて上側肩部２５８を形
成する内孔２５７を設けられており、この内孔に
複数の長手方向に延びる溝２５９が設けられてお
り、これらの溝の間に上側筒形マンドレル部材２
０４の溝２５６と嵌合する複数のスプライン２６
０が形成されている（第１４ａ図）。

筒形マンドレル部材２０４の溝２５６および筒
形ハウジング部材２２１の溝２５９はこれらの溝
のなかに位置するスプライン２６０および２５６
ａの高さよりも深い。その結果、２６１および２
６２で示されているようにマンドレル部材２０４
およびハウジング部材２２１のそれぞれの溝に長
手方向に延びる通路が形成される（第１４ａ図）。
筒形ハウジング部材２２１内および筒形マンドレ
ル部材２０４上にスプラインおよび溝が長手方向
に延びて配置されているので、マンドレル２０２
はハウジング２０３のなかで回転運動を行なうこ
となく長手方向運動を行ない得るように案内され
る。スプラインと溝との間に形成された通路２６
１および２６２は後記のようにチヤンバ２５２と
装置の下側部分との間に作動流体を流すために用
いられる。

第１４ｂ図からわかるように、筒形ハウジング
部材２２５とマンドレル部材２０４および２０９
との間の空隙は流体チヤンバ２５２にくらべて実
質的に大きな寸法の流体チヤンバ２６３を形成す
るように選定されている。筒形ハウジング部材２
２１の下端はこの装置が上方へジヤーする時に用
いられる上側アンビル面２６４を形成する。筒形
ハウジング部材２２５の内面２６５は流体チヤン
バ２６３の下端で内側環状肩部を形成するように
直径を小さくされており、この肩部は装置が下方
へジヤーする時に下側アンビル面２６６として働
く。

筒形マンドレル部材２０４の下端部分２６７は
その外面２５５に外ねじ２６８を切られている。
筒形ハンマー２６９がその内ねじ２７０により筒
形マンドレル部材２０４の外ねじに取付けられて
おり、さらに作動中の回転防止のためハンマー２
６９の半径方向ねじ孔２７２にねじ込まれた止め
ねじ２７１が筒形マンドレル部材２０４の凹部２
７３に入り込んでいる。ハンマー２６９の上端面
２７４は装置の上方動作の際にハウジング部材２
２１のアンビル面２６４と当接する。またハンマ
ー２６９の下端面２７５は装置の下方動作の際に
下側のアンビル面２６６と当接する。

筒形マンドレル部材２０９は複数の長手方向に
延びる溝２７６（第１４ｂ図）を設けられてい
る。溝２７６は後記のように作動流体を流すため
の通路を形成する。筒形スリーブ部材２７７が筒
形マンドレル部材２０９のまわりに支えられてお
り、マンドレル部材２０９の外面から間隔をおい
た内面２７８を有し、その間に流体の環状通路２
７９（第１４ｂ図中）を形成している。

筒形スリーブ部材２７７は、通路２７９から流
体チヤンバ２６３へ通ずる孔２８０と通路２７９
から流体チヤンバ２６３の下側部分へ通ずる孔２
８１とを設けられている。通路２７９の下端部分
は溝または通路２７６の上端部分と重なつてお
り、流体チヤンバ２６３を溝２７６との間に連続
的な流体通路を形成している。筒形スリーブ部材
２７７の上端は筒形マンドレル部材２０４の上端
と当接している。他方、筒形スリーブ部材２７７
の下端は、溝２７６が形成されている筒形マンド
レル部材２０９の外面に固く嵌合している筒形ス
リーブ部材２８２の上端により当接されている。
スリーブ部材２８２は溝２７６をおおつて、複数
の長手方向に延びる通路を郭定している。スリー
ブ部材２８２の下端は環状スペーサ２８３と当接
しており、この環状スペーサには溝または通路２
７６の下端から半径方向に外向きに開く複数の孔
２８４が設けられている。

筒形ハウジング部材２２９の内面２８６と筒形
スリーブ部材２８２の外面２８７とは流体チヤン
バ２８８を郭定するべく互いに間隔をおいてい
る。面２８６および２８７はその間に支えられた
圧力ピストンの自由な運動を許す滑らかな円筒面
である。流体チヤンバ２８８の上端には、滑動可
能に面２８６と２８７との間にはめられた環状圧
力ピストン２８９（第１４ｂ図）が設けられてい
る。ピストン２８９は溝２９２にはめられたＯリ
ング２９０により流体の漏洩に対して封じられて
いる。ピストン２８９はハウジング部分２２９の
孔２９１のなかにゆるくはめられており、ピスト
ンのまわりに作動流体の非常に小さい漏洩流路を
形成している。孔２９１のなかのピストン２８９
の運動は実質的にダシユポツト作用である。最初
は肩部３２０に着座しているピストン２８９の端
面は環状溝３２２を設けられており、この溝には
められたゴムシール環３２３により着座位置では
ピストンのまわりに流体漏洩が封じられている。
ピストン２８９は逆止め弁３１７を収容した長手
方向通路２９４を設けられており、ドリリングジ
ヤーのリコツキングの間はそこを作動流体が通過
し得る。

流体チヤンバ２８８の中央部分で、ハウジング
部分の孔は２８８で示されているように拡大され
ている。拡大孔２８６の下側の流体チヤンバ２８
８の下端にピストン２８９とほぼ同一の環状圧力
ピストン３１１が設けられている（第１４ｃ図）。
ピストン３１１は面２８７のまわりに滑合してお
り、また溝３１４にはめられたＯリング３１２に
より作動流体の漏洩に対して封じられている。最
初は肩部３２１に着座しているピストン３１１の
端面は環状溝３１６を設けられており、この溝に
はめられたゴムシール環３２５により着座位置で
はピストンのまわりの流体漏洩が封じられてい
る。

つる巻きばね３１８が上側ピストン２８９と上
側ピストン３１１との間に位置されている。ばね
３１８はピストン２８９および３１１を流体チヤ
ンバ２８８の両端に向けてそれぞれ肩部３２０お
よび３２１に押付けている。第１４ｂ図および第
１４ｃ図に示されている上側ピストン２８９およ
び下側ピストン３１１の位置で、装置は中立位置
にある。

下側ピストン３１１が載る肩部３２１の下側に
は、流体チヤンバ３２８（第１４ｃ図および第１
４ｄ図）がマンドレル部分２３１の外面３２９と
ハウジング部分２２９の内面３３０とにより形成
されている。流体チヤンバ３２８の下端はそのな
かに滑動可能に配置された環状ピストン３３１に
より閉じられている。ピストン３３１はそれぞれ
溝３３４および３３５にはめられたＯリング３３
２および３３３により流体の漏洩に対して封じら
れている。ピストン３３１は、下側マンドレル部
材２１９にかぶせられたキヤツプ部材２１７の上
に支えられているばね３３６により上方に押され
ている。

作 動 上記の装置は井の中のドリルパイプなどに衝撃
またはジヤーリング力を上方に加えるのにも下方
に加えるのにも使用され得る複動流体圧ドリリン
グジヤーである。上方へのドリリングジヤーの作
動時には、ドリルパイプは地表で与えられる軸線
方向引張力により伸ばされる。この引張力はジヤ
ーのトリツピング機構により抵抗されており、パ
イプが伸びてポテンシアルエネルギーを蓄積する
のを許す。ジヤーがトリツピング位置に到達する
と、伸ばされたパイプ内に蓄積されたエネルギー
は運動エネルギーに変換されて、ジヤーの衝撃面
すなわちハンマーおよびアンビルの面は非常に高
い速度で互いに衝突し、それにより非常に高い衝
撃力を生ずる。

下方へのジヤーの作動時には、パイプを圧縮す
るようにパイプ重量が地表でスラツク・オフされ
る。この圧縮力はジヤーのトリツピング機構によ
り抵抗されており、パイプが縮んでポテンシアル
エネルギーを蓄積するのを許す。ジヤーがトリツ
ピング位置に到達すると、パイプ圧縮およびパイ
プ重量のポテンシアルエネルギーはパイプの釈放
により運動エネルギーに変換されて、ハンマー面
およびアンビル面は非常に高い速度で互いに衝突
し、それにより非常に高い衝撃力を生ずる。上記
の位置は、上方にも下方にも作動しかつ流体圧に
よりトリツプされる新規なドリリングジヤーであ
る。作動の原理および種々の部分の運動の順序を
以下に説明することにより本発明は一層明らかに
理解されよう。

中立位置 組み立てられたドリリングジヤー２０１は、上
記のように、上側筒形ハウジング部材２２１の開
口２５３を通じて作動流体で満たされる。使用さ
れる作動流体は、装置が圧力ピストンを通過する
流体の漏洩を利用して作動するので、非圧縮性流
体であることが好ましい。もちろん、圧縮性流体
の使用も可能であるが、その場合には種々の動作
部分の間隙を注意深く設計する必要がある。

開口２５３を通じてドリリングジヤー２０１に
注入された作動流体は、圧力平衡ピストン３３１
により閉じられている流体チヤンバ３２８の底へ
流れる。作動流体は流体チヤンバ３２８の空間と
圧力ピストン２８９と３１１との間に位置する流
体チヤンバ２８８の空間とを満たす。また作動流
体は流体チヤンバ２６３に通じる通路２７６およ
び２７９を含む種々の通路を満たす。このチヤン
バ２６３を満たした作動流体は流体チヤンバ２５
２を注入開口２５３の高さまで満たす。装置はこ
の時点で、注入開口２５３にプラグ２５４をねじ
込まれて、使用可能な状態となる。圧力平衡ピス
トン３３１には作動流体の熱膨脹を許し、またジ
ヤーを囲む油井内の流体の静圧がジヤー内の流体
を十分な圧力下に保つことを許す。

第１４ａ図ないし第１４ｄ図には装置が中立位
置で示されており、この中立位置から装置は上向
きジヤーリング力を生ずるように上方に、または
下向きジヤーリング力を生ずるように下方に作動
し得る。この中立位置では、ハンマー２６９は上
側アンビル面２６４と下側アンビル面２６６との
間のほぼ中央に位置している。圧力ピストン２８
９および３１１はばね３１８の力により肩部３２
０および３２１に当接した最大移動位置に保たれ
ている。先ず、下方ジヤーリングの際の装置の作
動について説明する。

下方ジヤーリング 装置は上側のねじを切られた開口２０６でドリ
ルパイプに、また下側のねじを切られた結合部２
３７またはサブ２３２でジヤーリング作用を加え
られるべき“フイツシユ”または他の対象物に結
合される。上側ドリルパイプがスラツク・オフさ
れて、圧縮下におかれる。これはマンドレル２０
２に下向きの圧縮力を加え、マンドレルをハウジ
ング２０３に対して相対的に下向きに運動させ
る。マンドレル２０２の下方運動は最初は比較的
自由に生じ、この運動はハウジング２０３ならび
に圧力ピストン２８９および３１１に対して相対
的な滑動である。この運動段階の間に、マンドレ
ル部分２０９のまわりのスリーブ部材２７７の底
部または肩部３４０が圧力ピストン２８９の上端
面と接触する。この時点以降のマンドレル２０２
の運動は肩部３４０により圧力ピストン２８９を
流体チヤンバ２８８内でピストン３１１に対して
相対的に下方に運動させる。

ドリリングジヤーの上側のドリルストリングの
スラツク・オフによりマンドレル２０２に加えら
れる圧縮力が増大するにつれて、流体チヤンバ２
８８内の圧力が増大し、その結果圧力ピストン２
８９に加えられる荷重が増大する。マンドレル２
０２の肩部３４０による圧力ピストン２８９の運
動はチヤンバ２８８内の作動流体により抵抗され
る。作動流体は実質的に非圧縮性であるから、チ
ヤンバ２８８内の圧力は急速に上昇する。作動流
体はピストン２８９と３１１との間でトラツプさ
れており、ピストン２８９のまわりの空隙を通じ
てのみチヤンバ２８８から流出し得る。作動流体
はシール環３１２および３２５によりピストン３
１１を通過して流れないように阻止されている。

圧力ピストン２８９に加えられる力が増大する
につれて、このピストンは下方に運動しようとす
るが、チヤンバ２８８内の作動流体により抵抗さ
れるので、流体がピストン２８９のまわりを通つ
て流出するにつれてしか運動し得ない。これは本
質的にダシユポツト作用である。圧力ピストン２
８９が緩徐に下方に運動して、その後縁がハウジ
ング孔２９１と拡大孔２８６との間の肩部を通過
した時、ピストン２８９のまわりの間隙は急激に
増大し、作動流体はピストンのまわりを通つてほ
ぼ妨げなしに流れ得るようになる。この時点で、
マンドレル２０２のまわりに取付けられているハ
ンマー２６９はアンビル２６６に向かつて下方に
わずかな距離しか移動していない。しかし、マン
ドレル２０２はこの時点まで上側のドリルストリ
ングにより与えられる非常に高い圧縮力下にあ
り、その後の運動に対する抵抗が解除されれば上
記の圧縮力を釈放してハンマー２６９を高速度で
運動させ、大きな打撃力でアンビル２６６に衝突
させ得る。前記のようにチヤンバ２８８から流体
が急激に釈放されると、圧力ピストン２８９の下
方運動に対するすべての抵抗が解除される。この
時点で、ドリルストリングの圧縮および重量によ
り蓄積された高いポテンシアルエネルギーの影響
下にマンドレル２０２がピストン２８９と一緒に
高速度で下方に運動し、マンドレル２０２に取付
けられているハンマー２６９のハンマー面２７５
を非常に大きな打撃力でハウジング側のアンビル
面２６６と衝突させる。

下方ジヤーリング後のリコツキング ドリリングジヤーは、ハンマー２６９がアンビ
ル２６６と当接している位置から第１４ａ図ない
し第１４ｃ図に示されている位置へのマンドレル
２０２の上方運動により、その後の下方もしくは
上方ジヤーリングに備えてリコツクされる。マン
ドレル２０２が上方へ動かされるにつれて、ピス
トン２８９もばね３１８の影響下にマンドレル２
０２と一緒に上方へ運動する。ピストン２８９が
マンドレル２０２の後退により上方へ動かされる
につれて、マンドレル部分２０９およびピストン
２８９は同一の相対位置を保ちながらハウジング
２０３に対して相対的に上方に運動する。この上
方運動は下側圧力ピストン３１１に対して相対的
な運動でもある。このマンドレル２０２の上方運
動が継続されるにつれて、ピストン２８９の拡大
孔２８６とそれよりも小さい孔２９１との間の肩
部に到達し、チヤンバ２８８に戻る作動流体の流
れに利用可能な空隙は減ぜられる。しかし、作動
流体は逆止め弁３１７を通つてチヤンバ２８８に
流入し、チヤンバ２８８を完全に満たし得る。そ
れ以降のマンドレル２０２の上方運動は装置を第
１４ｂ図に示されている位置、すなわち上側圧力
ピストン２８９が肩部３２０と当接しておりマン
ドレル２０２の肩部３４０がピストン２８９から
離隔している位置にもたらす。これは前記のよう
に装置が下方ジヤーリングのための下方行程を開
示する時の中立位置である。この位置で装置はそ
の後の使用に備えてリコツクされており、再び下
方に、または所望により上方にジヤーリング作動
を開始し得る。

上方ジヤーリング このドリリングジヤーが第１４ａ図ないし第１
４ｄ図に示されている中立位置から上方ジヤーリ
ング作動をする際には、マンドレル２０２の上端
部２０５ａが結合されている。ドリルストリング
が伸ばされて、所望の引張力下におかれる。ドリ
ルストリングが上方にのばされるにつれて、ドリ
ルストリングはマンドレル２０２を引張力下にお
き、それをトリツピング機構により許される限界
へ運動させる。

第１４ａ図ないし第１４ｄ図に示されている中
立位置からのマンドレル２０２の上方運動は先ず
環部材２８３の肩部３４１を下側圧力ピストン３
１１の下端面と当接する位置にもたらす。このマ
ンドレル２０２による最初の上方運動はまだシス
テム内の流体への与圧を開始しない。マンドレル
２０２がさらに上方に運動するにつれて、肩部３
４１は下側圧力ピストン３１１の下端面と当接し
て、それを一緒に上方に運動させる。それ以降の
マンドレル２０２によるピストン３１１の上方運
動はチヤンバ２８８内の作動流体による抵抗を受
ける。ピストン３１１が上方に運動すると、チヤ
ンバ２８８内の流体は加圧されて、急激に非常に
高い圧力に達する。流体は逆止め弁３１７ならび
にシール環３２３および２９０により阻止される
ので、ピストン２８９を通つては流出し得ない。
チヤンバ２８８内の流体は上側ピストン２８９の
通路２９４を通つて非常に緩徐に漏洩し得るのみ
である。これは通路２９４を通つてチヤンバ２８
８から漏洩した流体の両により定められる速度で
ピストン３１１の上方運動を許す。この上方運動
の間、チヤンバ２８８内の作動流体はドリルスト
リングからマンドレル２０２へ与えられた引張力
により生じた圧力を表わす非常に高い圧力下に保
たれている。

マンドレル２０２がさらに上方に運動するにつ
れて、下側圧力ピストン３１１はハウジング部分
２２９に対しても上側ピストン２８９に対しても
相対的に上方に運動る。それ以降の追加的な上方
運動の後、装置はピストン３１１が拡大孔２８６
とそれよりも小さい孔２９１との間の肩部にさし
かかる位置に到達する。この位置では、チヤンバ
２８８内の作動流体は非常に高い圧力下にあり、
ピストン３１１の運動に抵抗し、従つてまたマン
ドレル２０２の運動に抵抗しており、その結果マ
ンドレル内およびドリルストリング内の院長力が
増大する。マンドレル２０２がさらに上方に運動
すると、下側ピストン３１１は肩部を通過して拡
大孔２８６のなかに入る。その後はピストン３１
１のまわりの空隙が広くなるので、流体はピスト
ン３１１のまわりをほぼ妨げなしに流れ得るよう
になる。チヤンバ２８８内の流体は釈放されて他
の流体チヤンバに流出し、チヤンバ２８８内の圧
力はほぼ井内の静圧に低下する。この圧力低下は
圧力ピストン３１１による上方運動への抵抗を解
除し、ピストン３１１およびマンドレル２０２が
ジヤーリング行程の残余の長さを急速に運動する
のを許す。

この最後の急速運動はハンマー２６９の上面２
７４がアンビル肩部２６４と衝突する位置に向か
つて行なわれるマンドレル２０２の上方運動であ
る。この最後の運動はマンドレル２０２およびド
リルストリング内の引張エネルギーを運動エネル
ギーの形で釈放し、ハンマー２６９を非常に高い
速度でハウジングのアンビル肩部２６４に衝突さ
せる。ハンマー２６９がアンビル肩部２６４と当
接した点で、装置は最大上方運動の点に到達す
る。こうしてマンドレル２０２の運動は上方には
ハンマー２６９とアンビル肩部２６４との当接に
より、また下方には前記のようにハンマー２６９
とアンビル面２６６との当接により制限されてい
る。

上方ジヤーリング後のリコツキング 上記の運動の上方限界に到達した後、装置はマ
ンドレル２０２をハンマー２６９がアンビル２６
４と当接している位置から第１４ａ図ないし第１
４ｄ図の中立位置へ復帰させることにより、その
後の上方もしくは下方への作動に備えてリコツク
される。マンドレル２０２が下方に運動するにつ
れて、ハンマー２６９はアンビル面２６４から離
隔する。圧力ピストン３１１はマンドレル２０２
と一緒に下側圧力ピストン３３１に対して相対的
に下方に運動する。流体チヤンバ２８８はこの下
方運動の間に最初は圧力ピストン３１１のまわり
の流れにより、次いで逆止め弁３１７を通る流れ
により作動流体で満たされる。さらに若干の運動
の後、装置は再び第１４ａ図および第１４ｂ図に
示されている位置に到達し、下側ピストン３１１
が肩部３２１と当接するに至る。マンドレル２０
２がさらに短距離を運動すると、肩部３４１はピ
ストン３１１の下端面から離隔するに至る。この
点で、装置は再び第１４ａ図ないし第１４ｄ図に
示されている中立位置となる。この位置では、装
置はリコツクされており、所望により上方もしく
は下方へのその後のジヤーリング作動に備えた状
態にある。

本発明を２つの好ましい実施例について詳細に
説明してきたが、本発明の範囲内で種々の変形が
可能であることは理解されよう。たとえば、装置
内に圧縮性流体を使用すれば、両実施例で圧力ピ
ストンに設けられているブリード通路がなくても
作動可能である。また、好ましい実施例では、圧
力ピストンを通過する流体の流れが、作動方向に
よつて異なるトリツピング時間遅れを生ずるよう
に変更され得る。これは圧力ピストンの各々に互
に独立して作動する制御弁を使用し、それらの時
間遅れを所望のように設定することにより容易に
実現される。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図ないし第１ｄ図は本発明による複動流
体圧ドリリングジヤーの好ましい実施例を中立位
置で長手方向に４分割して示す縦断面図である。
第２図は第１ｃ図の線２−２によるドリリングジ
ヤーの半部横断面図である。第３図は第１ａ図の
線３−３によるドリリングジヤーの半部横断面図
である。第４図は第１ｂ図に示されている圧力ピ
ストンの拡大縦断面図である。第５図は第１ｂ図
および第１ｃ図に示されているように圧力ピスト
ンとトリツピング弁とを連結する駆動腕の１つの
斜視図である。第６図は第１ｃ図に示されている
トリツピング弁の拡大縦断面図である。第７ａ図
ないし第１０ｂ図は下方へのジヤーリングのため
の下降行程の種々の段階において各部の相対位置
を示す図である。第７ａ図および第７ｂ図はマン
ドレルが外側ハウジングの内部で部分的に下方に
運動した段階において第１ｂ図および第１ｃ図の
装置部分を示す図である。第８図はマンドレルが
トリツピング弁を開く直前の点へ運動した段階に
おいて第１ｃ図の装置部分を示す図である。第９
ａ図および第９ｂ図はトリツピング弁が開かれた
直後の段階において第１ｂ図および第１ｃ図の装
置部分を示す図である。第１０ａ図および第１０
ｂ図はトリツピング弁が開かれた状態にありかつ
マンドレルがハンマーでそのアンビル部分をたた
く最下方位置へ移動した段階において装置部分を
示す図である。第１１ａ図ないし第１３ｂ図は上
方へのジヤーリングのための上昇行程の種々の段
階において各部の相対位置を示す図である。第１
１ａ図および第１１ｂ図はマンドレルがトリツピ
ング弁を開く直前の点へ上方運動した段階におい
て装置部分を示す図である。第１２ａ図および第
１２ｂ図はマンドレルの上方運動によりトリツピ
ング弁が開かれた直後の段階において装置部分を
示す図である。第１３ａ図および第１３ｂ図はト
リツピング弁が開かれた状態にありかつマンドレ
ルがハンマーでそのアンビル部分と接触する最上
方位置へ移動した段階において装置部分を示す図
である。第１４ａ図ないし第１４図は本発明によ
る複動流体圧ドリリングジヤーの他の実施例（ト
リツピング弁を必要としないもの）を中立位置で
長手方向に４分割して示す縦断面図である。 １……ドリリングジヤー、２……内側筒形マン
ドレル、３……外側筒形ハウジング、４……上側
筒形部分、５……内側長手方向通路、６……内ね
じ、７……内側肩部、８……内ねじ、９……筒形
スリーブ部材、１０，１１……外ねじ、１２……
内側通路、１３……筒形部材、１４……肩部、１
５……内ねじ、１６……外ねじ、１７……スリー
ブ部材、１８……内ねじ、１９……内側長手方向
通路、２０……中央孔、２１……筒形部材、２２
……内孔、２３……環状肩部、２４……外ねじ、、
２５……筒形部材、２６……内ねじ、２７……肩
部、２８……外ねじ、２９……筒形部材、３０，
３１……内ねじ、３２……筒形結合部材（サブ）、
３３……外ねじ、３４……肩部、３５……内側長
手方向通路、３６……小直径部分、３７……外ね
じ、３８……内側環状溝、３９，４０……Ｏリン
グ、４１……外側環状溝、４２〜４４……Ｏリン
グ、４５……環状溝、４６……Ｏリング、４７…
…内側環状溝、４８……Ｏリング、４９……内側
環状溝、５０……内孔、５１……外面、５２……
チヤンバ、…５３……開口、５４……プラグ部
材、５５……下側部分、５６……長手方向溝、５
６ａ……スプライン、５７……内孔、５８……上
側肩部、５９……長手方向溝、６０……スプライ
ン、６１，６２……通路、６３……流体チヤン
バ、６４……上側アンビル面、６５……内面、６
６……アンビル、６７……下端部分、６８……外
ねじ、６９……筒形ハンマー、７０……内ねじ、
７１……止めねじ、７２……半径方向ねじ孔、７
３……凹部、７４……上端面、７５……下端面、
７６……長手方向溝、７７……筒形スリーブ部
材、７８……内面、７９……環状通路、８０，８
１……孔、８２……スリーブ部材、８３……環状
スペーサ、８４，８５……孔、８６……内面、８
７……外面、８８……流体チヤンバ、８９……環
状圧力ピストン、９０，９１……Ｏ…リング、９
２，９３……溝、９４……通路、９５……トリツ
ピング弁、９６，９７……弁部材、９８……Ｏリ
ング、９９……環状溝、１００……筒形延長部、
１０１，１０１ａ……沈み穴、１０２……アンダ
ーカツト、１０３，１０４……周縁フランジ、１
０５……Ｏリング、１０６……環状溝、１０７…
…筒形延長部、１０８……アンダーカツト、１０
９，１１０……周縁フランジ、１１１……環状圧
力ピストン、１１２，１１３……Ｏリング、１１
４，１１５……溝、１１６……長手方向通路、１
１７……逆止めボール弁、１１８，１１９……つ
る巻きばね、１２０……下端面、１２１……肩
部、１２２……制御腕、１２３，１２４……フラ
ンジ、１２５……制御腕、１２６，１２７……フ
ランジ、１２８……流体チヤンバ、１２９……外
面、１３０……内面、１３１……環状ピストン、
１３２，１３３……Ｏリング、１３４，１３５…
…溝、１３６……ばね、１３７……可動環状部
材、１３８……ボルト、１４０，１４１……肩
部、２０１……ドリリングジヤー、２０２……内
側筒形マンドレル、２０３……外側筒形ハウジン
グ、２０４……上側筒形部分、２０５……内側長
手方向通路、２０６……内ねじ、２０７……内側
肩部、２０８……内ねじ、２０９……筒形スリー
ブ部材、２１０，２１１……外ねじ、２１２……
内側通路、２１３……筒形部材、２１４……肩
部、２１５……内ねじ、２１６……外ねじ、２１
７……スリーブ部材、２１８……内ねじ、２１９
……内側長手方向通路、２２０……中央孔、２２
１……筒形部材、２２２……内孔、２２３……環
状肩部、２２４……外ねじ、２２５……筒形部
材、２２６……内ねじ、２２７……肩部、２２８
……外ねじ、２２９……筒形部材、２３０，２３
１……内ねじ、２３２……筒形結合部材（サブ）、
２３３……外ねじ、２３４……肩部、２３５……
内側長手方向通路、２３６……小直径部分、２３
７……外ねじ、２３８……内側環状溝、２３９，
２４０……Ｏリング、２４１……外側環状溝、２
４２〜２４４……Ｏリング、２４５……環状溝、
２４６……Ｏリング、２４７……内側環状溝、２
４８……Ｏリング、２４９……内側環状溝、２５
０……内孔、２５１……外面、２５２……チヤン
バ、２５３……開口、２５４……プラグ部材、２
５５……下側部分、２５６……長手方向溝、２５
６ａ……スプライン、２５７……内孔、２５８…
…上側肩部、２５９……長手方向溝、２６０……
スプライン、２６１，２６２……通路、２６３…
…流体チヤンバ、２６４……上側アンビル面、２
６５……内面、２６６……アンビル、２６７……
下端部分、２６８……外ねじ、２６９……筒形ハ
ンマー、２７０……内ねじ、２７１……止めね
じ、２７２……半径方向ねじ孔、２７３……凹
部、２７４……上端面、２７５……下端面、２７
６……長手方向溝、２７７……筒形スリーブ部
材、２７８……内面、２７９……環状通路、２８
０，２８１……孔、２８２……スリーブ部材、２
８３……環状スペーサ、２８４……孔、２８６…
…内面、２８７……外面、２８８……流体チヤン
バ、２８９……環状圧力ピストン、２９０……Ｏ
リング、２９１……内面、２９２……溝、３１１
……環状ピストン、３１２……Ｏリング、３１
４，３１６……溝、３１７……逆止め弁、３１８
……つる巻きばね、３２０，３２１……肩部、３
２２……溝、３２３，３２５……シール環、３２
８……流体チヤンバ、３２９……外面、３３０…
…内面、３３１……環状ピストン、３３２，３３
３……Ｏリング、３３４，３３５……溝、３３６
……ばね、３４０，３４１……肩部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 望遠鏡の鏡筒と同様に一方が他方に対して制
   限された長手方向運動を行ない得るように配置さ
   れた内側および外側筒形部材と、 前記内側および外側筒形部材の間に互いに長手
   方向運動を行ない得るように長手方向に間隔をお
   いて配置された第１および第２ピストン手段とを
   含んでおり、 前記ピストン手段は前記筒形部材と協同して前
   記筒形部材のなかに環状チヤンバを郭定してお
   り、 前記チヤンバは前記ピストン手段の相対運動に
   抵抗する流体で満たされるべく構成されており、 また、一方向の前記筒形部材の間の相対運動に
   応答して前記第１ピストン手段を前記第２ピスト
   ン手段に向けて運動させるための手段と、 反対方向の前記筒形部材の間の相対運動に応答
   して前記第２ピストン手段を前記第１ピストン手
   段に向けて運動させるための手段と、 前記チヤンバが流体で満たされている時に前記
   ピストンの間の相対運動を許す手段と、 前記ピストン手段の一方が他方に向かつて第１
   の所定の相対運動を行なつた時および前記筒形部
   材の一方が他方に対して同様な相対運動を行なつ
   た時に作動して、前記チヤンバから流体の急速な
   流出を許し、それによりその後の前記ピストン手
   段の相対運動およびそれに伴う前記筒形部材の運
   動に対する抵抗を実質的に減ずる手段とを含んで
   いることを特徴とする流体圧駆動装置。 ２ 望遠鏡の鏡筒と同様に一方が他方に対して制
   限された長手方向運動を行ない得るように配置さ
   れた内側および外側筒形部材と、 前記筒形部材およびそれらと協同するシール手
   段を含んでおりその間に流体を収容する外側チヤ
   ンバを郭定する手段と、 前記外側チヤンバのなかで長手方向運動を行な
   い得るように互いに間隔をおいて配置されており
   かつ前記外側チヤンバのなかに内側チヤンバを郭
   定するように隔てられている第１および第２ピス
   トン手段と、 一方向の前記筒形部材の間の相対運動に応答し
   て前記第１ピストン手段を前記第２ピストン手段
   に向けて運動させるための手段と、 反対方向の前記筒形部材の間の相対運動に応答
   して前記第２ピストン手段を前記第１ピストン手
   段に向けて運動させるための手段とを含んでお
   り、 前記外側および内側チヤンバは前記ピストン手
   段の相対運動に抵抗する流体で満たされるべく構
   成されており、 また、前記チヤンバが流体で満たされている時
   に前記ピストンの間の相対運動を許す手段と、 前記内側チヤンバから流体を流出させるため前
   記ピストン手段の中間の点から前記外側チヤンバ
   へ通ずる少なくとも１つの通路と、 前記内側チヤンバのなかに配置されており前記
   通路への開口を閉じる弁手段と、 前記筒形部材がいずれかの方向に所定の相対運
   動を行なつた時に作動して、前記弁手段を開き、
   前記内側チヤンバから前記外側チヤンバへの流体
   の流出を許し、それにより前記筒形部材の相対運
   動に対する抵抗を実質的に減ずる弁駆動手段とを
   含んでいることを特徴とする、筒形アース・ドリ
   リング・ストリングと組み合わされる複動流体圧
   駆動装置。 ３ 望遠鏡の鏡筒と同様に一方が他方に対して制
   限された長手方向運動を行ない得るように配置さ
   れた内側および外側筒形部材を含んでおり、 前記筒形部材は互いに間隔をおいた同心の壁を
   有しその間に流体収容チヤンバを郭定しており、 また、前記チヤンバのなかで長手方向運動を行
   ない得るように互いに間隔をおいて配置されてお
   りかつ前記同心壁の間で滑合する寸法および形状
   を有する第１および第２ピストン手段を含んでお
   り、 前記同心壁の少なくとも一方は前記ピストン手
   段の中間に前記同心壁の他方と同心でそれから大
   きな間隔をおいた部分を有しており、 また、一方向の前記筒形部材の間の相対運動に
   応答して前記第１ピストン手段を前記第２ピスト
   ン手段に向けて運動させるための手段と、 反対方向の前記筒形部材の間の相対運動に応答
   して前記第２ピストン手段を前記第１ピストン手
   段に向けて運動させるための手段を含んでおり、 前記チヤンバは前記ピストン手段の相対運動に
   抵抗する流体で満たされるべく構成されており、 前記チヤンバが流体で満たされている時に前記
   ピストンの間の相対運動を許す手段とを含んでお
   り、 前記ピストン手段の各々は前記筒形部材が所定
   の相対運動を行なつた時に前記同心壁の大きな間
   隔をおいた前記中間部分へ運動可能であり、それ
   により前記ピストン手段の間の空間から流体を流
   出させるための開口を形成することを特徴とする
   流体圧駆動装置。