JPH05506899A

JPH05506899A - 地下液体サンプリング装置

Info

Publication number: JPH05506899A
Application number: JP91509430A
Authority: JP
Inventors: コードリー，ケント・イー; ニーハウス，ケイ・リン; ミオダスゼウスキー，デーヴィッド
Original assignee: クェド・エンバイアランメントル・システムズ・インコーポレーテッド
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1991-05-10
Publication date: 1993-10-07
Also published as: EP0527924A4; CA2082642A1; EP0527924A1; WO1991018183A1; BR9106441A; AU7900391A; US5146998A

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】地下液体サンプリング装置本発明は、概して地下流体のポンプ汲み上げ及びサンプリング装置に関し、より特定すると、このような地下装置を設置するための装置に関する。

２、黒障環境の質についての最近の問題のために、地下流体の質及び地下採掘計画に関する種々の政府が課す環境規制が起こってきている。このような規制の中には、地下流体の質の監視及びサンプリングに関する要件がある。これらの要件に応じて、流体の質を分析する能力が改良され、流体サンプリング装置が開発されてきた。しかしながら、これまでに開発されたサンプリング装置の多くは、サンプルが取り出される流体系を正確に示す不変で汚染されていない流体サンプルを効率よく得ることができなかった。

従来のサンプル装置の不都合は、サンプリング場所間での相互汚染、効果的でなく且つ一定でないフィールド清浄方法、装！の取り扱いによる汚染及び変動しやすい井戸の深さによるサンプリングのような原因から主に生じる。更に、従来の装置の大部分は、作動が複雑で極端に高価で且つ接近することが厳しく制限を受けるような遠隔場所におけるサンプリングができないことがわかった。

地下流体サンプリングの費用の大部分は、サンプリング装置を挿入するための井戸を掘り且つ設置するのに必要とされる費用と労力である。これに対して、地中内へ直接駆動するようになされた装置を備えることによって井戸を掘る必要性を排除した装置が開発されてきた。しかしながら、このような装置における重大な問題は、サンプリングより高い深さからサンプリング深さへと汚染物を降ろす傾向があることである。これによって、望ましい深さにおけるサンプルの汚染を生じさせる。この問題を扱った地下流体監視装置が米国特許第４．６６９．　５５４号に記載されており、この装置は、ミシガン州アンアーバー（Ａｎｎ　Ａｒｂｏｒ）のＱ、Ｅ、　Ｄ、エンバイラメンタル・システム・インコーボレーテ・ソド（Ｑ、Ｅ、Ｄ、　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ、　Ｉｎｃ、　）によって登録商標“ハイドロパンチ（ＨＹＤＲＰＵＮＣＨ）”の名称で版売されている。この特許は、井戸の掘削を必要とせずその代わりに下端に取り付けられた円錐形の駆動部を備えて装置全体が地中へと駆動できるようになされた地下流体監視装置を記載している。望ましい深さに到達すると、装置を駆動するのに使用されるパイプストリングが若干引き抜かれ、これによって装置の一部が円錐形の駆動部に対して上方にスライドする。この上方へのスライド動作によって装置が開放され、望ましい深さにおいてのみ地下流体が装置内に流入しそれ以前のどの深さにおいても地下流体は装置に入らない。

しかしながら、上記した米国特許第４．６６９．５５４号のような装！はいくつかの不利な点を有する。概して、これらの装置は、比較的複雑であり高価であり且つ損傷しやすい。その理由のひとつは、このような装置は、望ましい深さに達すると開くスライドシールを必要とすることである。このようなスライドシールは、汚れるか又は損傷した場合にこびりつき易い。例えば、特に下降中に硬い物体に遭遇した場合に、この装置が下方に駆動される間に損傷が起こる。スライドシールが損傷し又は汚れると、シール上の障害物が増加することにより、シールはこびりつき、装置は開くことができない。このことは、円錐形部分の上方への動きがその周りの汚れによる摩擦によってのみ抵抗を受けるが、曲がったもしくは汚れたスライドシールからの増加した障害物が前記汚れによる摩擦に打ち勝って円錐形駆動体が装置のその他の部分と一緒に上昇させられることから生じる。

このような装置の更に別の問題は、異なる直径の装置が必要な場合に装置全体を交換する必要があることである。更に困難な点の一つとしては、サンプルが取り出され装置が地表に戻ると、サンプリング装置全体を空にしなければならず且つ再使用して更にサンプリングをする前に洗浄しなければならない点である。従って、上記の困難な点のいくつか若しくは全てを解決した地下サンプリング装置を提供することが望ましい。

従って、本発明の目的は、井戸を掘る必要がなく地下サンプリング装置を設置するための簡素で且つ廉価な装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、サンプリング高さまで汚染物質を下降させない地下流体サンプリング装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、望ましい深さに到達した後に開放してサンプルを受け入れ且つスライドシールの使用を排除した地下流体サンプリング装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、丈夫で且つ損傷を受けにくいこのようなサンプリング装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、異なる直径の装置を容易に組み入れることができる地下流体サンプリング装置を供給する装！を提供することである。本発明の更に別の目的は、再使用の前に装置全体を空にして洗浄する必要なく複数のサンプルを採取することができる地下流体サンプリング装置を提供することである。

発明の概要本発明に従って、地下流体サンプリング装！を低廉に設置するための装置及び方法が提供される。

この目的を達成するために、地下装置を埋め込むための装置が提供され、この装置は、大地を貫通するようになされた円錐形駆動体を有する。キャビティを形成する中空の本体が地下装置を含み、また中空の本体は円錐形駆動体の先端に取り外し可能に取り付けられる。円錐形駆動体と地下装置を含む中空の本体とは望ましい深さまで駆動され、該中空の本体は上方に引き抜かれ、これによって円錐形駆動体がその周りの土によって保持されて本体から分離せしめられる。これによって、地下流体が円錐形駆動体の除去によって形成された開口から本体内に入る。

好ましい実施例においては、装置は、サンプリングされる流体を含むように本体内に配設されたカートリッジを含む。このカートリッジは、流体が入り込むことができる流入口と、カートリッジ内の流体が流れ出すのを阻止するための逆止弁手段とを含む。サンプリングされた流体を含む装置が地中から取り出されると、一杯になづたカートリッジを空のカートリッジと交換することにより更に別のサンプルを採取することができる。このようにして、本体全体は、使用毎に空にし且つ洗浄する必要がない。

本発明の更に別の目的、利点及び特徴は、添付図面と組み合わせた以下の説明及び請求の範囲から明らかになるであろう。

図面の簡単な説明第１図は、本発明の流体サンプリングポンプの拡大長手断面図であり、＄２図は、サンプル流体を収容するための可撓性バッグを組み入れた本発明の第２の実施例の長手断面図であり、第３図は、本発明の第３の実施例による円錐形駆動体の断面図であり、第４図は、Ｕ字形状の逆止弁チューブを示している本発明の第４の実施例による流体サンプル装置の長い断面図であり、第５図は、ブラダ−ポンプを含む本体を示している本発明の第５の実施例による流体サンプリン装置の長い断面図であり、第６図は、代替的なスクリーン装着機構を示している本発明の第６の実施例による流体サンプリン装置の断面図であり、第７図は、伸びた状態が示されている後退可能なスクリーンを有する本発明の第７の実施例による流体サンプリン装置の下方部分の断面図であり、第８図は、後退位・置にあるスクリーンを示している第７図の流体サンプリン装置の断面図である。

好ましい実施例の詳細な説明第１図を参照すると、本発明の第１の実施例による地下液体をサンプリングするための装！が示されている。サンプリング装置１０はアダプタ１４に取り付けられた長い管状中空の本体１２を備えている。アダプタ１４の減径部分１６は本体１２の上端に挿入されて両者を固定する。一対の０リングシール１８が減径部分１６に取り付けられて本体１２とアダプタ１４との間で水密嵌めを形成している。一対のポルト２０がアダプタ１４を本体１２に固定している。

本体１２の下端に円錐形駆動体２２が取り付けられ、その駆動部は下端において本体１２の内径内に嵌合されている首部２４を備えている。円錐形駆動体２２と本体１２との間で水密シールを確保するため、０リング２６が首部２４に取り付けられれいる。円錐形駆動体２２により、本体１２の下部はシールされた下チャンバ２７を形成している。

円錐形駆動体２２はほぼ円錐形の先端２８を備えていてサンプリング装置１０が次のように土の中に侵入するのを容易にしている。アダプタ１４は上端に開口３０を有し、その開口は内側が部分的にねじが形成されてパイプストリング（図示せず）の取り付けを許容している。この明細書で参考として組み入れている前述の米国特許第４．６６９．５５４号に記載されているように、パイプストリングはねじ３２によってサンプリング装置１０に取り付けられてもよい。バイブストリングはそれから通常のラム装置に取り付けられる。ラムはサンプリング装置１０に下方の圧力を加え、バイブストリングと共に装置１０を土の中に進める。装置１０が深く侵入されると、パイプストリングは、通常の方法により、所望の深さに達するまで別のパイプセグメントを取り付けることによって長くされる。

米国特許第４．６６９．５５４号に記載されているような以前の装置において、一度所望の深さに達すると、パイプストリングは上方に備かに引っ張られ、主本体を円錐形駆動体に関して上方にスライドさせ、それによってスライドシールを開いて地下流体が流入するのを許容する。スライドシールの必要性を除くため、本発明によるサンプリング装置１０は、第１図に示されるように、取り外し可能な円錐形駆動体２８を備えている。それ故、サンプリング装置１０が一度所望の深さに挿入されると、バイブストリングの上方運動により本体１２は上方に移動し、同時に周囲の大地の摩擦によって抑えられた円錐形駆動体２２は本体１２から分離する。

サンプリング装置１０の下降中、本体１２の内部は地下流体からシールされる。

しかしながら、円錐形駆動体２２が分離すると、地下流体は本体１２の内側の下チャンバ２７に入る。分離された円錐形駆動体２２は単独で大地に残されて回収されない。したがって、サンプリング装置１０を挿入する毎に新しい円錐形駆動体２２が必要である。使い捨て可能な円錐形駆動体２２のコストはスライドシールを必要としないサンプリング装置１０の信頼性及びコスト上の利点によって補われて余りあることがわかる。

第１図に示されるような本発明の第１の実施例によれば、サンプリング装置１０は水が下チヤンバ２７内に配置されたスクリーンフィルタ３８を通るのを許容する。スクリーンフィルタ３８の内部のばね支持体４０はスクリーンフィルタ３８の形状及び硬さを保持する助けをする。スクリーンフィルタ３８はクランプ４４によってカートリッジ組立体４２に取り付けられる。カートリッジ組立体４２は上アダプタ４６、下アダプタ４８及び流体チャンバ５０を備えている。スクリーンフィルタ３８は下アダプタ４８の下部分に取り付けられている。下アダプタ４８は軸方向穴５２を有していて、流体がスクリーンフィルタ３８の内側から流体チャンバ５０内に通るのを許容する。−変流体チャンバ５０が満たされると、流体はカートリッジ穴５２に配置された逆上弁組立体５４によってチャンバ５０内に保持される。逆止弁組立体５４はポール５６及び座５８を備えている。チャンバ５０内への流体の前方への流れによりポール５６は上に僅かに押されて座５８から離れ、流体がチャンバに入るのを許容する。地下装置１０が引つ込められると、又は流体がもはやチャンバ５０内に入らな（なると、ポール５６は再び座５８の位置に戻り、それによって流体がチャンバ５０の外に漏れるのを阻止する。

一対のドエルビン６０は、本体１２の壁内に挿入されかつカートリッジの下部部分４８の面６２と係合することによりこカートリッジ組立体４２の下部部分を垂直方向に支持する。カートリッジの上部アダプタ４６は、アダプタ４６の周りにかしめられた金属のクランプ６４によりチャンバ５０に取付けられる。

アダプタ１４は中央の開口部を有していて該開口部に挿入される排出管６６を受ける。排出管６６は流体の内側チャンバ５０と連通ずる軸方向開口部６８を有している。排出管６６の外面の４個のＯリング７０はアダプタ１４の上部開口部と下部チャンバ２７との間に確実な水密シールをもたらす。上部開口部３０が）くイブストリング（図示しない）の内部と連通しているため、この封止は必要である。バイブストリングの多数の部分は、それらの部分が一緒にねじ込まれた場合、パイプストリングの中に地下水が流入するのを可能にすることは理解されるであろう。このため、排出管６６にはその上端部に逆止弁７２が備わっていて、ツクイブストリングの内側の流体が排出管６８に流入し、続いてチャン／く５０のサンプル流体と混合するのを防止する。逆上弁７２は排出管６６上端部に挿入され、かつボール弁７４と座７６とを備えている。

サンプリング装置１０が地中に打込まれかつ僅かに引き上げられて、円錐形駆動体２２が分離すると、地下水はチャンバ５０内に流入し静水圧により逆止弁７２に向かって上方へ流動する。地下水圧はボール弁７４を持ち上げ、それにより、地下水が上方へ流動し、逆止弁７２を充満させる。次に、円錐形駆動体がなくなったサンプリング装置１０は、地面へ戻るパイプストリングにより上方へ引き上げられることが可能である。サンプリング装置１０は、次に、サンプルの地下水が逆止弁７２を通過して適当な容器のなかに流入することを可能にするように逆にすることができる。上述の方法によると、サンプル深さからの地下水のみがサンプルに収容されて中間深さからの汚染物質は存在しない。サンプリング装置１０を再利用するため、新しい円錐形駆動体２２が挿入され、内部の構成部品が再生のため洗浄される。

第２図を参照すると、本発明の第２の実施例が図示されており、ここにおいて、サンプルとされる流体は再生用に取替えられた取外し可能なカートリッジに収容されている。この場合は、サンプルチャンバを洗浄する必要がない。特に、箪２図は、本体８０及び下部本体８２と、上部アダプタ８４と、下部アダプタ８６とを備えたサンプリング装置７８を示している。

第２図の円錐形駆動体は、第１図の円錐形駆動体２２と比べて上方への運動に対する抵抗を増加するようになされている。ある種の適用例、例えば、緩い土壌では、サンプリング装置１０が所定の深さに達した後引き上げられた場合、第１図の円錐形駆動体２２は必ずしも分離されなくてもよい。従って、第２の実施例によると、円錐形駆動体８８は顎部材の直径が減少された部分９０を備えており、この顎部材の直径が減少された部分９０は、より多くの土壌を掴み、望むなら円錐形駆動体を確実に分離する傾向を有する。ある状況の下では、円錐形駆動体、特に顎部付円錐形駆動体は汚染土壌を上方のレベルからサンプリングレベルまで運んでサンプルを汚染するかもしれないことは理解される。従って、円錐形駆動体の実際の形状は、汚染物質のかかる引きずり降ろしを最小限とする一方、上方への運動に対する必要な抵抗を与えるように選定されるべきである。

実際の形状は、土壌の性質及び土壌の汚染物質を含む多くの要因に依存する。

第３図を参照すると、本発明の第３実施例による円錐形駆動体９２が示されている。この円錐形駆動体９２は、該駆動部９２の周囲に、連続した溝９４が設けられている。これらの溝は、その周囲の土を把持する力を増加し、円錐形駆動体９２が主本体から分離するのを補助する。第３図に示された円錐形駆動体９２は、第１図の円錐形駆動体２２によって与えられる最小の把持力と、第２図の円錐形の顎付き駆動部によって与えられるより大きい把持力との略中間の把持力を与えることができる構造を示していることが認識されるであろう。

再び第２図を参照すると、下部本体８２は、下部チャンバ９６を囲んでおり、この下部チャンバ９６は、地下水を通し且つ濾過するスクリーンフィルタ９８を有している。下部アダプタ８６は、軸線方向の孔１００を有しており、この孔１００は、水が入り込むスクリーンフィルタ９８を収納している。逆上弁１０２が、また、軸線方向の孔１００に配！されている。下部連結具１０４が、軸線方向の孔１００の上部部分に取り付けられており、この下部連結具１０４は、可撓性のバッグ１０８の一端を受け入れる首部分１０６を有している。可撓性のバッグ１０８は、主本体８０の内部に挿入されており、その首部分１１２で上部連結具１１０に取り付けられている。

可撓性のバッグ１０８は、その長さ方向に沿って、輪状に巻かれていることが理解されるであろう。これによって、可撓性のバッグの取り外しが可能となっている。すなわち、主本体８０は、右ねじ１１４によって、上部アダプター８４に取り付けられており、主本体８０は、−組の左ねじ１１６によって、下部アダプタ８６に取り付けられている。このように、上部アダプタ８４と下部アダプタ８６とを固定した状態に保ちながら主本体８０を（上から見て）時計方向に回転させることによって、主本体８０は、上部アダプタ８４と下部アダプタ８６から取り外すことができる。この作業中に、可撓性のバッグ１０８は必然的に伸ばされ、連結具１０４．１１０が露出し、連結具１０４−．１１０から可撓性のバッグ１０８が取り外し可能となる。第２図に示された本発明の第２実施例の効果は、下記の通りであることが理解されるであろう。すなわち、サンプルが採取され、サンプル装置７８が地中から完全に抜かれたとき、充填された可撓性のバッグ１０８が取り外され、新しい可撓性のバッグが、次のサンプリングのために取り付けられる。取り外し可能な可撓性のバッグ１０８を使用することによって、サンプル装置７８は、再利用のために、中身をからにし且つ清掃する必要がない。しかしながら、主本体８０は再利用のために清掃される必要は殆どないが、下部アダプタのスクリーン９８と孔１００は、新しい可撓性のバッグ１０８による再利用をする前に、洗浄し且つ清掃することが好ましい。

次に、策４図を参照すると、本発明の第４の実施例が図示されている。第４図のサンプリング装置１１８は、篤２図に示した装置と類似しており、その主たる相違点は、可撓性バッグ１０８が省略されており、可撓性バッグ１０８に代えて、本体８０の内側チャンバ１２０が採取した地下水を保持する容器として機能する点である。

更に、該サンプリング装置１１８は、下方アダプタ８６の上方軸穴１００内に配置した弁接練具１２４に取り付けられた逆止弁１２２を備えている。逆止弁１２２は、その内側が軸穴１００に連通するＵ字形管から成る。逆止弁１２２は、チャンバ１２０の底部から頂部に伸長し、逆上弁の上方接続具１２８に取り付けられた突起部分１２６によりその頂部に取り付けられ、該接続具１２８は、Ｕ字形逆上弁１２２を支持する働きをする。逆止弁１２２は、チャンバ１２０の底部付近まで突起部分１２６から後方下方に伸長し、その箇所にてその底部が開放して、チャンバ１２０に連通する。

地下水が下方チャンバ９６に入ると、該地下水はスクリーン９８を通り、軸穴１００に入る。この地下水のヘッド圧力により、地下水は接続具１２４を通って上方に送られ、逆上弁の管１２２に入り、突起部分１２６まで上昇し、チャンバ１２０の下端の開口部に戻る。地下水はこのように流動することにより、チャンバ１２０を満たす。チャンバ１２０内の流体は軸穴１００に達するためには、逆止弁１２２を通って上方及び下方に流動しなければならないため、地下水が漏洩する可能性は無い。このため、サンプリング装！１１８を地中から取り出したならば、チャンバ１２０内の流体はチャンバ１２０内に保持され、軸穴１００を通って下方に流動することはない。このようにして、逆上弁１２２は、第２図に示したボール弁１０２、又は、第１図に示したボール弁５４に選択可能な別の逆上弁を提供する。ある状況のとき、ボール弁は、泥又は砂で汚れ、或は詰まる場合もあり、適正に着座しない可能性がある。従って、逆止弁１２２は、こうした問題点を生じない逆上弁を提供するものである。

次に、第５図を参照すると、本発明の第５の実施例によるサンプリング装置１３０が図示されている。サンプリング装置１３０は、例えば、ミシガン州、アンアーバーのＱ、　Ｅ、　Ｄ、エンバイロメンタル・システムズ・インコーポレーテソド（ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａＪ、　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｉｎｃ、　）からウェル・ウィザード（ＷＥＬＬ　ＴｒＺＡＲＤ）という商標名が販売されているブラダ−ポンプとすることが出来るポンプ１３２を備えている。このウェルウィザードポンプは、引用して本明細書の一部に含めた米国特許第４．４８９．７７９号により詳細に記載されている。ガス流入導管１３４がポンプ１３２に対するパルス圧力空気源を提供する。排出導管１３６がポンプ１３２により送出された地下水を地表面に運ぶ。これと別に、流入導管１３４及び排出導管１３６は、アダプタ１４２の外側に配管してもよい。この配管は、これら管をパイプストリングの全長に配設することを不要にする。

サンプリング装置１３０は、その上端に取り付けられたアダプタ１４２、及びその下端に取り付けられた着脱可能な円錐形駆動体１４４を有する本体１４０を備えている。サンプリング装置１３０を所望の深さに挿入した後、サンプリング装置を僅かに上方に引っ張りて円錐形駆動体１４を除去すれば、地下水はスクリーン１３８に入り、このスクリーンからポンプ１３２の内部に入り、排出導管１３６を通じて地表面に送出される。このようにして、サンプリング装置１３０は地下水が送出される問いつまでも地中に留まっているため、第１図乃至第４図に示した従来の実施例におけるよりも、遥かに多量の地下水を便宜に得ることが出来る。更に、サンプリング装置１３０によるポンプ１３２の据え付けは、多くの送出の適用例において、ポンプを挿入するための井戸を掘削し、設置する場合よりも遥かに紙庫である。上述の米国特許第４．４８９．７７９号に記載したような従来のバブラー型式のセンサのような流体液位センサを本体１４０内に配置することが出来る。該流体液位センサは、例えば、円錐形駆動体１４４が分離するときを検出するために使用することが可能である。

本発明の第６の実施例によるサンプリング装置１４６が第６図に図示されている。第６図に示したサンプリング装置１４６が第１図に示したサンプリング装置と相違する主な点は、ポルト２０、又はドエルピン６０を必要とぜずに、スクリーンの上方アダプタ及び逆止弁を取り付は得る別の手段を備えることである。サンプリング装置１４６は、管状体１５４のねじ１５２に係合する雌ねじ１５０を有するアダプタ１４８を備えている。上方逆上弁組立体１５６は、管状体１５４の内側穴１５８に取り付けられ、０リング１６０により密封される。管状体１５４は、その最下端に縮径部分１６２と、下方保持リング１６８の雌ねじ１６６を受け入れ得るようにした雄ねじ１６４とを備えている。着脱可能な円錐形駆動体１７０は、上述の実施例に関して説明したのと同様の方法で保持リング１６８の下方部分に挿入される。

スクリーン取り付は具１７２は、保持リングを管状体１５４に完全にねじ込んだとき、着座部１７４の領域にて管状体１５４及び保持リング１６８の双方に係合する。０リング１７６がスクリーン取り付は具を管状体１５４の内壁に効果的に密封する。スクリーン取り付は具１７２は、内側チャンバ１８０を形成する管状部分１７８を備え、該内側チャンバは、ら旋状のスクリーン支持体１８４を内部に有するスクリーンフィルタ１８２を保持する。下方アダプタ１８５は、逆止弁組立体１８６を備える点で、第１図に示した下方アダプタ４８と同様である。

しかし、下方アダプタ１８５は、その最上方部分のスクリーン取り付は具により所定位置に保持され、これにより、第１図に図示するような接合ビンの使用は不要となる。

次に、第７図及び第８図を参照すると、本発明の第７の実施例によるサンプリング装置１９０が図示されている。サンプリング装置１９０は、円錐形駆動体１９４に取り付けられた後退可能なスクリーン組立体１９２を備えている。第８図には、サンプリング装置１９０が地中内に打ち込むときの状態で示しである。所望の深さに達し、パイプストリングを後退させたならば、円錐形駆動体１９４及び後退可能なスクリーン１９２は最下方位置に止まり、後退可能なスクリーン１９２の一部がサンプリング装置Ｉ！１９０から外に摺動する間に、円錐形駆動体１９４は分離する。特に、サンプリング装置１９０は、雄ねじ２００が設けられた縮径部分１９８を有する管状体１９６を備えている。雌ねじ２０４を有する保持リング２０２は、管状体１９６のねじ２００に螺合させる。

スクリーン組立体１９２は、軸方向穴２０８を有するスクリーン取り付は具２０６と、該スクリーン２１２の頂部に係合するフランジ部分２１０とを備えている。第７図に図示するように、該スクリーン組立体１９２を管状体１９６から引き出したならば、フランジ部分２１０は、下方リング２０２に取り付けられたストッパ２１４に係合し、これにより、該スクリーン組立体１９２がサンプリング装置１９０から更に引き出されるのを阻止する。円錐形駆動体１９４は、スクリーン２１２内に挿入される環状部分２１６を備えている。サンプリング装置１９０が第７図に図示する位置にあるとき、スクリーン２１２の外側の流体はスクリーン２１２の内部に流動し得るため、サンプルの採取が可能である。又、管状体１９６が更に後退したならば、スクリーン２１２は引っ張られて、円錐形駆動体１９４の縮径部分２１６から離れることに注意すべきである。これとは別に、例えば、ストッパ２１４を除去することにより、スクリーン２１２はサンプリング装置１１９０から除去し且つ円錐形駆動体１９４と共に、地中に残すことが出来ることが理解されよう。この変形例は、スクリーン２１２を再使用し且つ保持することが望ましいこと、及びスクリーン２１２を地中に恒久的に残すことに起因する環境上の考慮事項を含む、多数のファクタに依存する。

第７図及び第８図の実施例は、上述のような逆上弁と共に使用することが出来るが、この実施例では、逆止弁は使用しない。これは、この実施例におけるサンプリングは、管状体１９６の内部及びスクリーン２１２内に下降させ、所望のサンプルを受け取ることの出来るベーラ−（くみ取り具）２１８により行われるためである。次に、ベーラ−２１８は、ケーブル２２０により引き出すことが出来る。

サンプリング装置１９０は、上述の米国特許第４．６６９．５５４号において必要とされるようなスライドシールの使用が不要であることに注目すべきである。

サンプリング装置１９０の一つの利点は、サンプリング装置を地中に挿入したならば、広い深さ範囲に亙るサンプリングが可能なことである。例えば、上述の実施例において薄い層のサンプルを採取しようとする場合、サンプリング装置は、比較的正確な深さに設置することが必要である。他方、第７の実施例の場合、より広い範囲の誤差が許容される。即ち、スクリーン２１２の突起部分は、１．２１９ｍ乃至１．５２４ｍ（４乃至５フイート）の長さ範囲とすることが出来る。

このように、薄い層（例えば、３．１７２ｍｍ乃至１５２．４ｍｍ　（１／８インチ乃至６インチ））がこの１．２１９ｍ〜１．５２４ｍ（４乃至５フイート）の範囲内にある限り、その層のサンプルは、位置が調節可能なベーラ−により採取することが出来る。

本発明の上述の実施例は、様々な型式の地中装置の据え付けに利用可能であることを認識すべきである。例えば、本発明により、地中ガスサンプリング装置を設置することが出来る。又、本発明により、流体液位センサ、又は光フアイバ流体分析装置を設置することも出来る。上述の説明は、本発明の好適な実施例を構成するものであるが、本発明は、請求の範囲の適正な範囲及び公正な意義から逸脱せずに変形例、応用例及び変更が可能であることが理解されよう。

要約書地下部材を埋め込むための装ｆｌ（１０）及び方法。装置ｔ（１０）は、前記地下部材を収容するための中空の本体（１２）と、地面を貫通するようになされた円錐形駆動体（２２）とを含む。円錐形駆動体（２２）は中空の本体（１２）に取り外し可能に取り付けられて、装置（１０）が地面の中の所望の深さまで駆動されると、中空の本体（１２）が上方に若干引かれ、円錐形駆動体（２２）が取り外されるようになされている。これによって、地下流体が中空の本体（１２）及び地下部材内へと流入することができる。この装置は、井戸を掘る必要なく所望の深さから流体をサンプリングするための丈夫で紙庫な手段を提供する。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．地下流体を採取するサンプリング装置であって、地中へ貫入するのに適した円錐形駆動体と、地下流体が流入するキャビティを有すると共に、前記円錐形駆動体に着脱自在に取り付けられた中空の本体と、前記中空の本体内に設けられ、前記キャビティ内に流入する流体を濾過する管状のスクリーンとを備え、前記スクリーンは又前記円錐形駆動体に取り付けられ、その一部が前記キャビティから滑り出ることができるサンプリング装置。
２．前記スクリーンは前記円錐形駆動体に着脱自在に取り付けられた請求の範囲第１項に記載の装置。
３．前記スクリーンが前記本体から滑り出る滑出量を制限する停止手段を更に備えて成る請求の範囲第１項に記載の装置。
４．前記スクリーンに挿入可能で且つ前記地下流体を採取するべーラ手段を更に備えて成る請求の範囲第１項に記載の装置。
５．地下から流体を採取するサンプリング装置であって、地中へ貫入するのに適した内錐形駆動体と、キャビティを有する中空の本体であって、該中空の本体に前記円錐形駆動体を着脱自在に取り付けると共に、前記本体を地上に引き上げる時に、周りの土壌との摩擦によって前記円錐形駆動体の動きを制止し、もって、該駆動部を該本体から引き離して地下に留まらせるようになされた前記中空の本体と、前記中空の本体内に設けられ且つ逆止弁を備える流入口と、前記中空の本体内に着脱自在に配設された中空のカートリッジであって、前記流入口を該カートリッジに連通させ、前記円錐形駆動体が引き離された時に前記キャビティに連通する前記地下流体を前記流入口を介して前記着脱自在な中空のカートリッジ内に流入せしめ、前記逆止弁によって該カートリッジ内の流体が流出するのを胆止する前記中空のカートリッジと、からなるサンプリング装置。
６．前記カートリッジが可撓性のバッグである請求の範囲第５項に記載の装置。
７．前記流入口に近傍に配設され、前記カートリッジ内に流入する前記流体を濾過するフィルタ手段を更に備えて成る請求の範囲第５項に記載の装置。
８．前記装置を地上に引き上げた際に前記カートリッジと交換する第２のカートリッジを更に備えて成り、該装置を該第２のカートリツジとともに再び地中に貫入し、これにより交換した前記カートリッジ内を空にする必要性を排除した請求の範囲第５項に記載の装置。
９．地下の流体を採取するサンプリング装置であって、地中へ貫入するのに適した円錐形駆動体と、底側の一端が開口したキャビティを有する中空の本体であり、前記円錐形駆動体を前記本体の開口した端部に着脱自在に取り付けると共に、前記本体を地上に引き上げる時に、囲りの地面との摩擦によって該円錐形駆動体の動きを制止し、もって、該駆動部を該本体から引き離して地下に留まらせる、前記中空の本体と、前記中空の本体に設けられ且つ逆止弁を有する流入口と、前記本体内に設けられたＵ字形の細長いチューブを含んむ逆止弁であって、前記チューブは開口した第１端部を有し、前記本体の開口した端部の流体が該チューブの該第１端部から流入し、該チューブは前記本体の頂部近傍からその開口した前記端部まで延在し、前記チューブは前記本体の下端側に第２の開口端部を有し、該第２の開口端部を介して前記流体を前記本体内に流入せしめるようになされた逆止弁と、からなるサンプリング装置。
１０．ポンプを地下に設置する装置であって、地中に貫入するのに適した円錐形駆動体と、キャビティを有する中空の本体であり、該中空の本体に前記円錐形駆動体を着脱自在に取り付けると共に、前記本体を地上に引き上げる時に、周りの土壌との摩擦によって前記円錐形駆動体の動きを制止し、もって、該駆動部を該本体から引き離して地下に留まらせるようになされた前記中空の本体と、前記キャビティに挿設された空気ポンプであって、前記円錐形駆動体が前記本体から引き離された時に、前記地下流体を前記キャビティ内に流入せしめる流入口が設けられた前記空気ポンプと、からなる装置。
１１．地下から流体を採取するサンプリング装置であって、地中に貫入するのに適した円錐形駆動体と、キャビティを有する中空の本体であって、該中空の本体に前記円錐形駆動体を着脱自在に取り付けると共に、前記本体を地上に引き上げた時に、周りの土壌との摩擦によって前記円錐形駆動体の動きを制止し、もって、該駆動部を該本体から引き離して地下に留まらせるようになされた前記中空の本体とからなり、前記円錐形駆動体の外周に環状溝を形成して、上方への移動に対する抵抗力を高めたことを特徴とするサンプリング装置。
１２．地下から流体を採取するサンプリング方法であって、地中に貫入するのに適した円錐形駆動体を形成し、キャビティを有する中空の本体を配設すると共に、前記円錐形駆動体を該中空の本体に着脱自在に取り付け、前記本体を駆動して地下の所望の深さまで貫入し、前記中空の本体が前記円錐形駆動体から引き離される迄、前記本体を引き上げ、前記本体内に可撓性のバッグを挿設して該本体内に流入する前記流体を貯蔵し、該可撓性のバッグに流入口を設けて前記流体を該バッグ内に流入せしめ、更に、逆止弁手段によって前記カートリッジ内の流体が流出するのを阻止し、前記中空の本体を地下から引き上げると共に、流体の入った前記可撓性のバッグを新しい可撓性のバッグと交換し、前記円錐形駆動体を第２の円錐形駆動部と交換し、前記中空の本体を再び駆動して該本体を所望の深さまで貫入させることを特徴とするサンプリング方法。