JPH08312278A - 二重管掘削システム - Google Patents
二重管掘削システムInfo
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- JPH08312278A JPH08312278A JP14261495A JP14261495A JPH08312278A JP H08312278 A JPH08312278 A JP H08312278A JP 14261495 A JP14261495 A JP 14261495A JP 14261495 A JP14261495 A JP 14261495A JP H08312278 A JPH08312278 A JP H08312278A
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Abstract
有効に利用し、簡単な構造で掘進速度を高めることがで
きる二重管掘削システムを提供する。 【構成】内外管1、2からなる二重管と、内管2の先端
に設けられた内周ビット20と、ダウンザホールドリル
3等の打撃機構とを備えた二重管掘削システムであっ
て、外管1の先端に設けられた外周ビット37と、ダウ
ンザホールドリル3の打撃力を外周ビット37に伝達す
るための打撃力伝達手段45、46とを備えてなり、孔
の中心部のみならず外周部も打撃力による掘削がなさ
れ、掘進速度が高められる。
Description
関する。さらに詳細には、ダウンザホールドリル等の打
撃機構の打撃力を有効に利用した二重管掘削システムに
関する。
の難地層のボーリング用として、ドリルロッドの先端に
接続されて使用されるダウンザホールドリルが知られて
いる。このダウンザホールドリルはドリルロッドを通し
て送られてくる圧縮流体によりピストンを駆動し、ビッ
トに打撃運動を与える形式のドリルである。
二重管掘削システムも知られている。この二重管掘削シ
ステムは、掘削孔壁の崩壊を防止するためのケーシング
(外管)内に内管(ドリルロッド)を配置し、内管の先
端にダウンザホールドリルを接続したものである。
掘削システムは、具体的には、2つの方式に大別され
る。その1つは、ダウンザホールドリル先端のビットに
拡大・縮小機能を加えたものを使用し、追従するケーシ
ングよりも大径の孔を掘削する方式である。また他の1
つは、ケーシングに外周ビットを取付け、孔の中心部の
みをダウンザホールドリルで掘削し、外周部を外周ビッ
トで掘削する方式である。
に、これを拡大・縮小させるための可動部分を有してい
るため、作動不良が発生しやすいという問題がある。ま
た、後者は掘進速度がケーシングに設けた外周ビットの
掘削能力に規制されてしまい、ダウンザホールドリル本
来の掘進速度を得ることができないという問題がある。
管掘削システムも知られている。しかし、この場合打撃
力が内外周ビットとも内外管を介して地上部から伝達さ
れるため、内外管に強度を要求され、したがってそれに
応じた材質や肉厚が要求され、重量が大きく、また高価
になる。
な技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目
的を達成するものである。
効に利用し、簡単な構造で掘進速度を高めることができ
る二重管掘削システムを提供することにある。
を変えるだけで既存のシステムにも適用可能な二重管掘
削システムを提供することにある。
削のための力が伝達されないようにすることにより、そ
の肉厚を薄くでき、軽量化、操作性の向上、低コスト化
を図ることができる二重管掘削システムを提供すること
にある。
成するために、次のような手段を採用している。
管と、前記内管の先端に設けられた内周ビットと、この
内周ビットを打撃するための打撃機構とを備えた二重管
掘削システムであって、前記外管の先端に設けられた外
周ビットと、前記打撃機構の打撃力を前記外周ビットに
伝達するための打撃力伝達手段とを備えてなる二重管掘
削システムにある。
前記内周ビットの外周に設けられた内側係合部と、前記
外周ビットの内周に設けられ、前記内側係合部と軸線方
向に係合する外側係合部とを備えてなる二重管掘削シス
テムにある。
スプラインからなり、前記外周ビットの内周に前記内側
スプラインと係合する外側スプラインが設けられている
ことを特徴とする二重管掘削システムにある。
外管に相対回転可能に設けられていることを特徴とする
二重管掘削システムにある。
外周に前記外側スプラインが軸線方向に係合可能な係合
部が設けられていることを特徴とする二重管掘削システ
ムにある。
外管に軸線方向に相対移動可能に設けられていることを
特徴とする二重管掘削システムにある。
段を介して打撃機構の打撃力が外周ビットに伝達され
る。したがって、孔の中心部のみならず外周部も打撃力
による掘削がなされ、掘進速度が高められる。打撃力伝
達手段を内周ビットと外周ビットとの係合によって構成
することにより、簡単な構造で打撃力を外周ビットに伝
達することができる。
に説明する。図1はこの発明による二重管掘削システム
の第1実施例を示す軸線方向断面図、図2はダウンザホ
ールドリルの打撃機構を拡大して示す断面図である。
である内管2が配置され、二重管が構成されている。内
管2の先端には継手管4を介してダウンザホールドリル
3が接続されている。ダウンザホールドリル3は前部ヘ
ッド5及び後部ヘッド6が設けられたシリンダ7を有し
ている。
介して内周ビット20が嵌合され、内周ビット20には
その先端に開口する流体排出路22が設けられている。
後部ヘッド6には内管2及び継手管4内の流路8と常時
連通する流路9が設けられている。フードチューブ10
は、ダウンザホールドリル3を覆い、外管1内に位置決
めするためのものである。
が固定されている。このインナチューブ11の後部ヘッ
ド6側にバルブホルダ12が固定され、このバルブホル
ダ12により後部ヘッド6の内部に弁室13が区画され
ている。バルブホルダ12には、コイルスプリング14
によって流路9を常時閉鎖する方向に付勢された逆止弁
15が設けられている。
6が摺動可能に配置され、これによりシリンダ7の内部
に前部チャンバ17と後部チャンバ18とが区画されて
いる。前部チャンバ17に設けられたリング23は、内
周ビット20の抜け落ちを防止するためのものである。
バルブホルダ12には後部チャンバ18側に延びる延出
部24が形成され、またバルブホルダ12には弁室13
側の端面及び延出部24の端面に開口する流路25が形
成されている。この流路25には通過流量を調節するた
めのフローレギュレーター19が設けられている。
れている。この中心孔26には打撃ピストン16が前進
位置にあるとき、流体排出路22に設けられたフート弁
27が嵌合し、打撃ピストン16が後退位置にあると
き、延出部24が嵌合する。打撃ピストン16にはま
た、その外周及び後部チャンバ18側の端面に開口する
連通孔28が形成され、さらに外周に環状連通路29が
形成されている。
なわち第1環状流路30と第2環状流路31とが形成さ
れている。インナチューブ11には5つの連通孔、すな
わち第1連通孔32、第2連通孔33、第3連通孔3
4、第4連通孔35及び第5連通孔36が形成されてい
る。
て弁室13と常時連通し、また打撃ピストン16が前進
位置にあるとき第3連通孔34を介して環状連通路29
と連通し、さらに打撃ピストン16が後退位置にあると
き第2連通孔33を介して連通孔28と連通する。第2
環状流路31は第5連通孔36を介して前部チャンバ1
7と常時連通し、また打撃ピストン16が前進位置にあ
るとき第4連通孔35を介して環状連通路29と連通す
る。
トン16は次のように動作する。図1、2は打撃ピスト
ン16の前進位置すなわち打撃位置を示している。内管
2、流路8、9を通じて供給される加圧流体、例えば圧
縮空気はコイルスプリング14に抗して逆止弁15を開
き、弁室13に流入する。圧縮空気はさらに、第1連通
孔32、第1環状流路30、第3連通孔34、環状連通
路29、第4連通孔35、第2環状流路31及び第5連
通孔36を経て前部チャンバ17に流入する。これによ
り打撃ピストン16が後退する。
フート弁27が中心孔26から離脱し、前部チャンバ1
7がフート弁27を介して流体排出路22と連通する。
また第1、第2環状流路30、31と環状連通路29と
の連通が阻止される一方、第1環状流路30が第2連通
孔33を介して連通孔28と連通する。このため、圧縮
空気は第2連通孔33及び連通孔28を経て後部チャン
バ18に流入する。このとき打撃ピストン16の中心孔
26には延出部24が嵌合しており、したがって打撃ピ
ストン16は加圧されて前進し、内周ビット20を打撃
する。このような打撃ピストン16の往復運動が繰り返
され、打撃ピストン16は内周ビット20を繰り返し打
撃する。なお、流体排出路22にはフート弁27を経て
圧縮空気が常時送られる。
様である。この発明の二重管掘削システムにおいては、
外管1の先端に円筒状の外周ビット37が設けられてい
る。より具体的には、外管1の先端には連結チューブ3
8がボルト39を介して固定され、外周ビット37はこ
の連結チューブ38に取付けられている。外周ビット3
7にはその外周に連結チューブ38が係合可能な環状段
部40が形成され、外周ビット37は環状段部40より
も後側部分41が連結チューブ38の内周に受入れられ
ている。
方向に延びる所定長さの複数の案内長孔42が周方向に
間隔を置いて形成されている。この案内長孔42には連
結チューブ38に設けた複数のピン43の先端が嵌入し
ている。これにより、外周ビット37は外管1に対して
軸線方向に相対移動可能である。また外周ビット37の
後側部分41と連結チューブ38とは、スプライン44
により係合しており、外管1の回転を外周ビット37に
伝達することが可能である。
る環状突部45が形成されている。また、外周ビット3
7の内周には内側係合部である環状突部46が形成され
ている。環状突部45の前端及び環状突部46の後端に
は、それぞれ傾斜した係合面47、48が形成され、打
撃力伝達手段を構成するこれらの環状突部45、46は
係合面47、48において軸線方向に互いに係合してい
る。
れぞれ別個に図示しない回転駆動手段に連結される。そ
の結果、内周ビット20及び外周ビット37は、それぞ
れ独立して回転する。すなわち、内管2の回転に伴うダ
ウンザホールドリル3のシリンダ7の回転は、スプライ
ン21を介して内周ビット20に駆動伝達され、内周ビ
ット20が回転する。また、外管1の回転は連結チュー
ブ38及びスプライン44を介して外周ビット37に駆
動伝達され、外周ビット37が回転する。
内周ビット20が打撃されることは前述したとおりであ
る。この内周ビット20に付与される打撃力は、環状突
部45、46の係合面47、48を介して外周ビット3
7にも伝達される。これにより、外周ビット37は回転
による掘削に加えて、打撃による掘削を行う。その際、
外周ビット37は外管1に対して軸線方向に移動可能で
あるので、打撃力は外管1にはほとんど伝達されず外周
ビット37にのみ伝達され、効率のよい打撃が行われ
る。
の場合、流体排出路22から排出される圧縮空気によ
り、外管1と掘削孔壁との間を経て地上に排出される。
内周ビット20の外周に、軸線方向に沿う複数の溝を設
け、この溝を介してスライムを外管1内に取り込み、外
管1と内管2との間を経てスライムを排出するようにす
ることもできる。
向断面図である。この実施例は内周ビット20に付与さ
れる打撃力のみならず、回転力も外周ビット37に伝達
するようにしたものである。連結チューブ38は外管1
に溶接により固定されている。外周ビット37の後側部
分41の外周には、軸線方向の所定長さを有する環状案
内溝50が形成されている。連結チューブ38にはその
内周側に突出する複数の突起51が設けられ、これらの
突起51は環状案内溝50に嵌入している。これによ
り、外周ビット37は、外管1に対して軸線方向に相対
移動可能であり、また相対回転も可能である。
合部は、この実施例では内側スプライン52からなって
いる。スプライン52は先端に第1実施例と同様の傾斜
した係合面47を有し、この係合面47が外周ビット3
7における環状突部46の係合面48に係合している。
内側スプライン52に対応して、外周ビット37の内周
にもスプライン52と係合する外側スプライン53が設
けられている。これにより、内周ビット20の回転を外
周ビット37に伝達することが可能である。
回転駆動される。内管2の回転に伴う回転はスプライン
52、53を介して外周ビット37に伝達され、外周ビ
ット37が回転する。その際、外周ビット37は外管1
に対して相対回転可能であるので、外管1は回転せずに
外周ビット37のみが回転し、効率のよい回転が行われ
る。
は内側スプライン52を介して外周ビット37に伝達さ
れる。すなわち、スプライン52は内周ビット20の回
転と打撃力の双方を外周ビット37に伝達する機能を有
する。打撃力が外管1には伝達されず、外周ビット37
にのみ伝達されることは、第1実施例と同様である。言
い換えれば、外管1には掘削のための力、すなわち回転
力も打撃力も伝達されず、したがって外管1の肉厚を薄
くすることができ、軽量化、操作性の向上、低コスト化
を図ることができる。
7との間、具体的にはスプライン52、53間の間隙を
経て外管1内に取り込まれ、地上に排出される。このた
め、この実施例では排出スライムの流速の低下をきたさ
ないように、内管2の外周に中間チューブ54を設け、
流路断面積を小さくしてある。その他、打撃機構等は第
1実施例と同様であり、主な部材には第1実施例と同一
符号を付してある。
向の拡大断面図、図5、図6は図4のそれぞれA−A線
及びB−B線断面図、図7は内周ビットの一部展開図で
ある。この実施例は第2実施例に改良を加えたものであ
る。外周ビット37の後側部分41の外周に形成された
環状溝50に、連結チューブ38に設けられた突起51
が嵌入し、外周ビット37が外管1に対して軸線方向の
相対移動及び相対回転が可能であることは、第2実施例
と同様である。また、内側係合部が内側スプライン52
からなり、その先端の傾斜した係合面47が外周ビット
37の環状突部46の係合面48に係合することも第2
実施例と同様である。
面に切欠部60が形成され、この切欠部60の軸線方向
壁面61に外側スプライン53が係合するようになって
いる(図6、図7参照)。そして、切欠部60の周方向
壁面62には外側スプライン53の先端部を受け入れ、
内側スプライン52と外側スプライン53とを軸線方向
に係合させるための係合凹部63が形成されている。外
側スプライン53は掘削中は、係合凹部63から離脱し
ている。この実施例によれば、内外管1、2を掘削孔か
ら一部または全部を引上げる場合、内管2のみに引上げ
動作を与えればよい。
ライン53とを周方向に係合させた状態で内管2を軸線
方向に後退移動させると、内側スプライン52の係合凹
部63に外側スプライン53が係合する。これにより、
外管1は内管2に伴って後退移動し、内管2のみの引上
げ動作によって外管1を引上げることができる。その他
の構造は第2実施例と同様である。なお、スライムの排
出流路が図5、図6に符号64で示されている。
明はその本質を逸脱しない限り、種々の改変が可能であ
る。例えば、ダウンザホールドリルの打撃機構は種々提
案されており、上記実施例のものに限らず適宜の機構を
選択できる。また、この発明はパーカッションドリルに
よる二重管掘削システムにも適用できる。
構の打撃力を有効に利用し、簡単な構造で掘進速度を高
めることができる。また、先端ビットの形状を変えるだ
けで既存の二重管掘削システムにも適用可能である。
断面図である。
断面図である。
の拡大断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】内外管からなる二重管と、前記内管の先端
に設けられた内周ビットと、この内周ビットを打撃する
ための打撃機構とを備えた二重管掘削システムであっ
て、 前記外管の先端に設けられた外周ビットと、 前記打撃機構の打撃力を前記外周ビットに伝達するため
の打撃力伝達手段とを備えてなる二重管掘削システム。 - 【請求項2】前記打撃力伝達手段が、前記内周ビットの
外周に設けられた内側係合部と、 前記外周ビットの内周に設けられ、前記内側係合部と軸
線方向に係合する外側係合部とを備えてなる請求項1記
載の二重管掘削システム。 - 【請求項3】前記内側係合部が内側スプラインからな
り、 前記外周ビットの内周に前記内側スプラインと係合する
外側スプラインが設けられていることを特徴とする請求
項2記載の二重管掘削システム。 - 【請求項4】前記外周ビットが前記外管に相対回転可能
に設けられていることを特徴とする請求項3記載の二重
管掘削システム。 - 【請求項5】前記内側スプラインの外周に前記外側スプ
ラインが軸線方向に係合可能な係合部が設けられている
ことを特徴とする請求項4記載の二重管掘削システム。 - 【請求項6】前記外周ビットが前記外管に軸線方向に相
対移動可能に設けられていることを特徴とする請求項
1、2、3、4又は5記載の二重管掘削システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14261495A JP3647081B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 二重管掘削システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14261495A JP3647081B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 二重管掘削システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08312278A true JPH08312278A (ja) | 1996-11-26 |
JP3647081B2 JP3647081B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=15319432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14261495A Expired - Lifetime JP3647081B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 二重管掘削システム |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3647081B2 (ja) |
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