JPH0285498A - ボーリング孔の採水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ボーリング済の孔内より調査のため試料用
の水を採水するボーリング孔の採水器に関する。更に詳
しくは、ボーリング済の孔内より任意の各層から、採水
位置以外の水が混じらないように採水するボーリング孔
の採水器に関する。

［従来技術］ 地下水、石油、天然ガスなどの地下資源を採取するため
の井戸、地質調査、地下水の汚染調査などのための試掘
弁などの目的で、地中に細長い穴をあける作業、ずなわ
ちボーリング作業が行われる。これらボーリング済の孔
の各層から水が湧き出る。この湧水を採水する方法は、
各種の方式が提案され実施されている。例えば、円筒ケ
ース内に開閉バルブを設けた採水器を収納したものが知
られている。採水するときは、円筒ケースを採水位置ま
で降ろして、地上から開閉バルブを開いて採水器に湧水
を流入させている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記した採水器は、ボーリング孔内で採水するときシー
ルされていないので、ある深さの層の湧水を採水しても
厳密には、その層の湧水を採水しているとは限らない。

また、単位時間当たりの湧水量を測定するには、採水と
同時にはできない。

このため、この採水器を一旦引き上げて、湧水を計測す
る計測装置をボーリング孔に再度挿入して計測している
。また、従来の採水器で地層の各層から採水するには、
各層ごとに採水器をボーリンク孔から引き上げて湧水を
取り出し、再度ボーリング孔に戻す作業を繰り返す必要
がある。この発明は、これらの問題点にかんがみても発
明されたものであり、次の課題を達成する。

この発明の目的は、ボーリンク孔の湧水を地層別に正確
に採水と湧水量の測定とを行うホーリング孔の採水器を
提供することにある。

この発明の他の目的は、ボーリンク孔の地層別に湧水の
採水と湧水量の測定とが同時にできるボーリング孔の採
水器を提供することにある。

この発明の更に他の目的は、ボーリング孔の地層別に湧
水の採水と湧水量の測定とを中断することなく連続的に
できるボーリング孔の採水器を提供することにある。

［前課題を解決するための手段］ この発明は、前記課題を達成するための次の手段を採る
。

ボーリンク孔の採水器において、前記採水器の上下に間
隔をおいて設けられ前記ボーリング孔の壁面にクランプ
され湧水をシールする複数のパッカーと、該パッカー間
の湧水を前記採水器内に導入するバルブ手段と、該バル
ブ手段から流入した湧水を貯蔵する湧水貯蔵手段と、該
湧水貯蔵手段内に貯蔵された湧水を回収する湧水回収手
段とからなることを特徴とするボーリング孔の採水器で
ある。

前記回収手段は、前記湧水貯蔵手段に高圧ガスを圧入す
る高圧ガス注入チューブと、高圧ガスの圧入により排出
された湧水を地上に回収する防水用チューブとからなる
。前記湧水貯蔵手段内に湧水計測手段を組み込むと湧水
量が同時に計測できて良い。

前記バルブ手段と、前記湧水貯蔵手段と、高圧ガス注入
チューブと、吸水用チューブとを前記採水器の本体と分
離して一体にしたユニットと、このユニットを採水器本
体に仮固定するラッチ手段とで構成すると、−層効果的
である。

［作　用］ ボーリングマシンのロッドに採水器を取り付け、ロッド
と共にボーリング済の孔内の測定位置に降ろす。採水器
のパッカーを作動させてボー１１＝　５− ング孔内に採水器を固定する。両パッカー間の地層から
てる湧水をバルブ手段を開にして、湧水貯蔵手段内に貯
蔵する。湧水貯蔵手段内に貯蔵された湧水は、湧水回収
手段により回収される。

［実施例］ 実」１舛！１」贋□ 第１図に示すものは、実施例の概要を示す図である。ボ
ーリング済のボーリンク孔内の採水器１は、ボーリング
のロット先端に固定して、ロッドと共にボーリング済の
ボーリング孔内の採水位置に降ろして使用される。採水
器１は、ロッドと同一の円筒状の形を有している。採水
器１が、目的位置に達すると、ウィンチ８０に内部管４
０を吊り下げたケーブル７０を取り付けてボーリング孔
内に降ろず。内部管４０を採水器］にラッチ６１．６１
を引っ掛けてセットする。ケーブル７０を引っ張ること
で、採水器１の上部パッカー１１、下部パッカー１−〇
を膨張させて目的とする地層以外の水を遮断する。

上部パッカー１１、下部パッカー１０間の地層から湧水
した水は、ポールチエツクバルブ２５を通って採水収納
部２２に入る。採水収納部２２内の複数の電極板３４は
、水を順次検出して、その時間間隔で水量を測定する。

採水した水は、地上より注入ガスをチューブ７０内の高
圧ガスチューブに圧入して、吸水用チューブを通して採
水収納部２２内の採水を地上に採集する。

」源」へ１１ 第２図（ａ）、（ｂ）は、採水器１の断面構造である。

第２図（ａ）の図と第２図（ｂ）の図面は連続した図面
である。採水器１は、使用時には第２１図（ａ）の部分
を上に、第２図（ｂ）の部分を下にして使用される。採
水器１の長手方向中央部の外管２は、パイプ状のもので
ある外管２の下端には、スライド管３の一端がねじ込ん
で固定しである。スライド管３の下端は、段部を有し、
直径が小さいスライド部４が形成しである。スライド部
４は、円筒状のスライドカラー５の内孔の一端に摺動自
在に挿入されている。

スライド管３の外周には、開口３３が設けてあり、この
開口３３から湧水を導入する。スライドカラー５の他端
には、リフター１５の下端・の段部に挿入されている。

一方、外管２の上端の内孔には、円筒状のスライド管６
のスライド部７が挿入されている。スライド管６の上端
には、アダプタカップリング８の下端がねし結合されて
一体に連結されている。

アダプタカップリング８の上端には、円筒状のロッキン
グカップリング９の下端がねじ込んであり一体に連結さ
れている。ロッキングカップリング９の上端の内孔の内
周には、ボーリング用のロッドが採れ器１の使用時には
ねじ込まれる。スライド部４の外周には、パッカーラバ
ー１０が巻いである。パッカーラバー１０は、ゴムなど
の弾性材料で作られている。スライド部７にも同様のパ
ッカーラバー１１が巻いである。

一方、スライドカラー５には、リフター１５の下端部分
が挿入しである。リフター１５は、円筒状のものであり
中の一部は空孔１６を有している。空孔１６の上部には
、流入孔１７がスライド管３の内孔の内周面に接するよ
うに半径方向に、この半径方向の穴に連続して軸線方向
に設けである。更に流入孔１７に連続して挿入孔１８が
形成しである。この挿入孔１８には、下部ボールバルブ
ケース１９の下端が挿入しである。下部ボールバルブケ
ース１９の上端には、上部ボールバルブケース２０の下
端がねじ込んであり一体になっている。

下部ボールバルブケース１９の下端には、円形の流入孔
２１が流入孔１７に連続して明けである。更に、この流
入孔２１に連通して空間である採水収納部２２が形成し
である。採水収納部２２の下端には、ポールチエツクバ
ルブ２５が収納しである。したがって、このポールチャ
ックバルブ２５は、逆止弁の役割を果たす。リフター１
５の上端外周には、おねじが切ってあり、このおねじに
円筒状の保持管３０の下端がねじ込んであり、両者は一
体となる。

保持管３０の上端には、おねじが切ってあり、このおね
じには円筒状のラッチケース３１の下端がねじ込まれて
供給されている。ラッチケース３１の上端の内孔には、
大径部３２が形成しである。この大径部３２は、後述す
るラッチ６１．６１が内部管４０の使用時に収納される
。上部バルブケース２０の上端には、管状の内部管４０
の下端がねじ結合されている。内部管４ｏの上端近傍に
は、スリット４１が明けである。

このスリット４１には、後述するラッチ６１．６１が挿
入される。スリブ１へ４１の下端は傾斜４１ａが形成し
てあり、ラッチ６１．６１を押し上げる。内部管４０の
上端には、内部管継手４２の一端がねし結合されている
。内部管継手４２の上端には、管状のスピア管４３の下
端がねし結合されている。スピア管４３の上端には、管
状のスピアヘッド４４がねし結合されている。スピアヘ
ッド４４の下端面４５は、後述するオーバーショット１
００の係止爪１０８．１０８を引っ掛ける端面である。

高圧チューブ人ケーブル７０の最下端には、ケーブルコ
ネクタ５１を介してリフト管６０が連結されている。

ケーブルコネクタ５１は、ケーブル７０内の後述する高
圧チューブ、電極用ケーブルなどを保護するためのかい
装のステンレス線に固定する継手である。このため、ケ
ーブルコネクタ５１に重量物を連結しても内部の高圧チ
ューブ、電極用ケーブルなどには張力の影響を与えない
。ケーブルコネクタ本体５２は、円筒状の形をしていて
内部に円錐孔５３が設けである。円錐孔５３内には、こ
の円錐孔５３と同一テーパの円錐体５４が挿入しである
。円錐体５４の中心にはケーブル７０が挿入できる程度
の中心孔５５が明けである。

ケーブル７０の外装は、２重のステンレス線で補強され
ている。この内側のステンレス線は、ケーブル７０に巻
き付けたままで中心孔５５に挿入する。このステンレス
線の内側の端部は、中心孔５５を通り円錐体５４の後端
を折り返して円錐体５４の外周に巻く。一方、外側のス
テンレス線は、円錐孔５３と円錐体５４との間に介在さ
せる内、外側のステンレス線は、円錐体５４の外周の小
径部５６て突き合わせる。

この内、外側のステンレス線は、半割またはスリ割され
た環状のクランプカラー５７て円錐体５４の小径部５６
に仮止めされる。ケーブルコネクタ本体５２の下端には
、リフト管継手５８がねじ込んである。このリフト管継
手５８の押し込みにより円錐体５４の後端は押される。

円錐体５４は、テーパ５３との間で外側のステンレス線
を締め付けて固定される。内側のステンレス線ちり７１
〜管継手５８と円錐体５４の後端との間で挾まれて強固
に固定される。リフト管継手５８の下端には、リフト管
６０の上端がねし結合しである。

リフＩ−管６０の下端部には、２枚の板状のラッチ６１
の下端がピン６２を中心に揺動自在に設けである。ラッ
チ６］。の上端には、スプリング６３の始端と終端が挿
入しである。このため、２枚のラッチ６１は、常にスプ
リング６３によりピン６２を中心に外側に開く方向に押
されている。ケーブル７０内の、電極用ケーブル７３、
高圧ガス注入管７４、吸水用チューブ７５の下端は、上
部バルブケース２０の上端に継手管を介して取り付けで
ある。上部バルブケース２ｏの上端は、採水した水を通
ずように穴（図示せず）が明けである。

この穴を通って上部バルブケース２ｏを満たした水は上
方に貯まる。採水収納部２２内には、吸水用チューブ７
５に連通ずる吸入口３９が突出するように設けである。

オーバーショット 第３図は、オーバーショット１００である。

オーバーショット１−Ｏｏは、採水器１がらラッチ６］
を外して内部管４０を地上へ回収するものである。本体
］０１は、円筒を軸線方向に切断した形をしていて、中
心には断面が半円のケーブルクロを通すための孔を有し
ている。本体１ｏ１、本体１０２とは同様の形をしてい
て、両者はポル１へ１０３により向がい合わせて結合さ
れている。すなわち、全体で円筒状の形をしている。

本体１０１．１０２の下端には、各々２本のリフティン
グドッグ１０５がピン１０６を中心に揺動自在に設けで
ある。２本のリフティングドッグ１０５の上端には、ス
プリング１０７か掛は渡しである。このため、リフティ
ングドッグ１０５の下端は、常に開く方向にある。リフ
ティングドッグ１０５の下端には、Ｌ字形の係止爪１０
８、］０８が形成しである。係止爪１０８．１０８は、
採水器１のスピアヘット４４の下端面４５に引っ掛けて
引き上げるものである。

一方、本体１０２の上端には、逆Ｕ字状のフック１１０
か固定しである。このフック］、　０１は、オーバーシ
ョッＩ〜１００をワイヤなどで吊り下げるためのもので
ある。

ケーブル 第８図に示すものは、ケーブル７０の断面構造である。

ケーブル７０は、耐水、耐圧、耐張力構造である。ケー
ブル７０のかい装は、ステンレス線７１を編み上げた２
重構造で覆われている。なお、ステンレス線７１は、ス
テンレス以外の金属、非金属線でも良い。このかい装の
内周には、管状のシース７２が構成されている。このシ
ース７２は、この実施例では、塩化ビニル樹脂で作られ
ている。シース７２内には、３本の線が組み込＝　１４
− まれている。電極用ケーブル７３、高圧ガス注入チュー
ブ７４、吸水用チューブ７５の３本である。

電極用ケーブル７３の内部構造は、通常の通信用の電気
線と同一である。電極用ケーブル７３内には複数の導体
７６を有し、この外周は合成樹脂製の絶縁体で被覆され
ている。この隙間は、ポリプロピレンなどのひもで充填
されている。高圧ガス注入チューブ７４、吸水用チュー
ブ７５は、ナイロンなど比較的硬質のエンジニアリング
プラスチックスで作られている。電極用ケーブル７３、
高圧ガス注入チューブ７４間は、ポリプロピレンのひも
７７などが介在させである。更に、電極用ケーブル７３
と、電極用ケーブル７３、高圧ガス注入チューブ７４、
吸水用チューブ７５の外周は、押さえテープ７８で固定
しである。

良肚温 まず、ボーリングマシンで地中に通常の方法で孔を明け
る。ボーリングマシンのロッドに採水器１を取り付はロ
ッドと共に測定位置に降ろす。このとき内部管４０は、
採水器１内にまだセットされていない。次に、チューブ
７０に吊り上げられた内部管４０をウィンチ８０を回し
て降ろす。内部管４０は、下部バルブケース１９を最下
端にして除々に降ろして行く。下部バルブケース１９が
リフター１５の挿入孔１８内に挿入され、下部バルブケ
ース１９の端面１９ａが挿入孔１８の上端面１８ａに接
触して止まる。

この動作と同時に、ラッチ６１．６１は、ラッチケース
３１の上端３１ａで両側から押されて狭くなる。しかし
、ラッチ６１．６１が上端３１ａを通り過ぎると、大径
部３２内にラッチ６１．６１は挿入されて、ラッチ６１
．６１は大径部３２内で開く。ラッチ６１．６１の下降
は、この位置で停止する。次にチューブ７０を引っ張る
と、ラッチ６１．６１の上端が大径部３２の上端面３２
ａに引っ掛はラッチケース３１、リフター１５を引っ張
るすなわち、地上側に引っ張る。

この引っ張りは、採水器１に連結したロッドに圧縮応力
を負荷することになる。ロッド１は、剛体であるから縮
むことはない。しかし、ロッキング継手９、アダプタ継
手８、スライド管６が圧縮され、パッカーラバー１１も
圧縮される。パッカーラバー１１は、この圧縮で外径方
向に膨張しく鎖線位置）、ボーリング孔の壁面を圧迫す
る。

このとき、パッカーラバー１１のスライド部７は、外管
２内の内孔に挿入される。更に、パッカーラバー１１の
圧縮力は、外管２、スライド管３を圧縮する。

スライド管３は、パッカーラバー１０を圧縮しパッカー
ラバー１０を膨張させる。この膨張によりボーリング孔
の内壁面を圧迫し採水器１をクランプする。この上下の
パッカーラバー１０．１１のクランプにより、採水器１
をボーリング孔内にクランプし、かつパッカーラバー１
０．１１の上下からの水を遮断する。この遮断と同時に
、スライド管３内をリフター１５が摺動し流入孔１７は
、開口３３に位置する。このなめボーリング壁面からの
湧水は、開口３３、流入孔１７、流入孔２１を通りポー
ルチエツクバルブを押し上げて、採水収納部２２に入る
。

水は、除々に採水収納部２２の下部から満たしていく。

最初に採水収納部２２を溢れた水は、上部バルブケース
２０の穴を通って上方の採水収納２２内に入る。この内
の電極板３４に達すると、電極板３４がこの瞬間を記録
する。更に水が上昇すると次に上段の電極板３４に達す
る。この瞬間を記録し、次の電極板３４も同様に検知す
る。この間の電極板３４．３４間の水の上昇の瞬間を順
次記録して、この時間間隔を計算して水の流量とする。

次に、高圧チューブ７４内に高圧の窒素ガスを圧入する
。窒素ガスは、採水収納部２２内の水を押し出し、吸入
口３つを通って吸水用チューブ７５に押し出し、水は、
地上で採水される。

この位置で採水と計測が終了すると、前記逆の操作でパ
ッカーラバー１０．１１をゆるめて、ボーリングの壁面
からクランプを外す。更に計測を続けるときは、ロッド
を伸縮させて所望の位置に位置させて、前記と同様に流
量の計測と採水を連続的に行う。

採集終了後は、オーバーショット１００のフック１１０
をワイヤーケーブルで吊るして降ろす。

オーバーショット１００の最下端の係止爪１０８が、ス
ピアヘッド４４の係止端４５に係合し接続する。次に、
ワイヤーケーブルを引っ張るスピア管４３、内部管継手
４２、内部管４０を引っ張り上昇する。内部管４０の側
面４１ａでラッチ６１．６１の外側を下方から押し上げ
る。ラッチ６１．６１は、挾くなり、ラッチケース３１
の大径部３２から離脱する。このまま引き上げて、内部
管４０を引き上げ、最初の状態に戻る。

［他の実施例］ 第９図は、パッカーの他の実施例である。ゴム材で作ら
れたパッカー１２０は、内部に空洞の空気室１２１を備
えている。空気パイプ１２２を介して地上から圧縮空気
を空気室１２１に送ると、パッカー１２０は、膨張して
、ボーリング孔の壁面を圧迫して固定する。また、テー
パーとテーパーを組み合わせて膨張させる機械式の構造
でも良い。前記した前記流入孔１７は、開口３３と一致
するときのみ湧水採水収納部２２内に流入する。しかし
、電磁バルブを備え地上から電磁バルブを操作して、流
入口１７への湧水の流入を制御しても良い。また、前記
した湧水測定手段は、電極管の時間を計測して湧水量を
計測しているが他の公知のいかなる手段でも良い。

［発明の効果］ 以上詳記したように、この発明は、目的の層の湧水のみ
を連続的に採水できる。同時に湧水量の測定もできるな
どの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の概要を示す断面図、第２図（ａ）、（
ｂ）は採水器の断面図、第３図、はオーバーショットの
の断面図、第４図は第３図の側面図、第５図は第３図の
■−■断面図、第６図は第３図のＶｌ−Ｖｌ断面図、第
７図は第３図の■−■断面図、第８図はケーブルの断面
図、第９図はパッカーの他の実施例を示す断面図である
。 １・・・採水器、２・・・外管、３・・スライド管、５
・・・スライドカラー、６・・・スライド管、１０．１
１・・・パッカーラバー、１７・・・流入孔、１５・・
・リフター、２５・・・ポールチャックバルブ、６１・
・・ラッチ、７０・・・ケーブル、７４．７５・・・高
圧チューブ特許出願人　株式会社ダイヤコンサルタント
株式會社吉　１）鉄　工　所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ボーリング孔の採水器において、前記採水器の上下
   に間隔をおいて設けられ前記ボーリング孔の壁面にクラ
   ンプされ湧水をシールする複数のパッカーと、該パッカ
   ー間の湧水を前記採水器内に導入するバルブ手段と、該
   バルブ手段から流入した湧水を貯蔵する湧水貯蔵手段と
   、該湧水貯蔵手段内に貯蔵された湧水を回収する湧水回
   収手段とからなることを特徴とするボーリング孔の採水
   器。 ２、第１項記載において、前記湧水回収手段は前記湧水
   貯蔵手段に高圧ガスを圧入する高圧ガス注入チューブと
   、高圧ガスの圧入により排出された湧水を地上に回収す
   る吸水用チューブとからなることを特徴とするボーリン
   グ孔の採水器。 ３、第１または２項記載において、前記湧水貯蔵手段内
   に前記湧水の単位時間当たりの量を計測する湧水計測手
   段を有したことを特徴とするボーリング孔の採水器。 ４、第２項記載において、前記バルブ手段と、前記湧水
   貯蔵手段と、高圧ガス注入チューブと、吸水用チューブ
   と電極用ケーブルとを前記採水器の本体と分離して一体
   にしたユニットと、該ユニットを前記採水器本体に仮固
   定するラッチ手段とからなることを特徴とするボーリン
   グ孔の採水器。