JPH09317370A - 坑内洗浄方法および坑内洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】坑内の洗浄時間を短縮する。揚湯効率を高め
る。 【解決手段】ケーシングが地中に設けられて内部に坑１
６を形成する。汲み上げポンプ１１は坑内の水を汲み上
げて排水管１８に送る。送水管１２は坑内に深層部まで
挿入される。送水管１２は、端部側面に複数の噴出口を
有する。送水管１２の下端には、坑の底部に突き刺さる
尖端部が固定される。送水ポンプ１３は、噴出口から噴
き出す圧力で送水管１２に水を送る。ヘッダー１４に
は、送水管１２と排水管１８とが接続され、汲み上げた
水を送水管１２に送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温泉や井戸などに
用いられる坑を洗浄するための坑内洗浄方法および坑内
洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、温泉や井戸などの坑を掘削する
際、地中の坑壁の目を埋めるため、ベントナイトが用い
られる。坑が完成後、ケーシング内に残ったベントナイ
トを除去するため、坑内に洗浄剤を入れ、２４時間放置
する。次に、坑内に水を入れ、ポンプにより洗浄剤やベ
ントナイトとともに吸引、除去する。こうして洗浄され
た坑を温泉水の揚湯などに使用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ポンプの吸
込口は坑の底部まで深く挿入することは困難なため、坑
の上部に設置されている。このため、従来の技術では、
ポンプにより洗浄剤やベントナイトを含む水を吸引する
とき、上部の水のみが吸引され、坑の底部からベントナ
イトなどの沈澱物を十分に吸引することができなかっ
た。この結果、従来の技術では、十分な洗浄を行うのに
３〜４日を要し、洗浄時間の短縮が望まれていた。

【０００４】また、従来の技術で十分に洗浄を行ったと
しても、洗浄には限界があり、坑の底部に詰まった泥を
十分に取り除くことはできなかった。このため、従来の
技術では、坑の底部の泥が詰まった部分から温泉水が湧
き出さず、揚湯効率が悪いという問題点があった。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、坑内の洗浄時間を短縮でき、か
つ、揚湯効率を高めることができる坑内洗浄方法および
坑内洗浄装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の本発明に係る坑内洗浄方法は、地下の坑
の深層部で水を噴出させながら坑内の水をポンプで汲み
上げることを特徴とする。

【０００７】この坑内洗浄方法では、地下の坑の深層部
で水を噴出させることによって水流を起こし、水流で坑
の内壁に付着したベントナイトなどの泥を落としやすく
し、坑内の洗浄時間を短縮する。また、坑の底部に詰ま
った泥や沈澱物を水流で攪拌して底部の泥詰まりを除
き、揚湯効率を高める。泥や沈澱物を含んだ水は攪拌に
より拡散し、坑の上部のポンプにより吸引、除去するこ
とができる。深層部で水を噴出させて泥を攪拌すると
き、同時に深層部の地熱との熱交換が行われ、対流によ
り坑内の水全体を昇温させることができる。坑内の水
は、昇温によって泥水を溶かしやすくなり、洗浄効果を
高める。

【０００８】請求項２の本発明に係る坑内洗浄方法は、
請求項１の本発明に係る坑内洗浄方法において、前記水
は洗浄剤を含み、汲み上げた水を坑の深層部で噴出させ
て循環させることを特徴とする。

【０００９】この坑内洗浄方法では、坑内で洗浄剤を含
む水を循環させることによりその水を繰り返し使用して
洗浄剤および水を節約することができる。洗浄剤を含む
水は坑内を循環することにより深層部の地熱との熱交換
で昇温し、洗浄効果が高められる。

【００１０】請求項３の本発明に係る坑内洗浄装置は、
地下の坑内の水を汲み上げる汲み上げポンプと；前記坑
内に深層部まで挿入され、その深層部に配置される端部
に噴出口を有する送水管と；前記送水管に前記噴出口か
ら噴き出すよう水を送る送水ポンプとを有することを特
徴とする。

【００１１】この温泉水汲み上げ装置では、送水ポンプ
により送水管に水を送る。送水管は、端部の噴出口から
坑内の深層部で水を噴き出して水流を起こし、深層部の
水を攪拌する。攪拌により深層部の地熱との熱交換が行
われ、対流により坑内の水全体が昇温する。坑の内壁に
付着したベントナイトなどの泥は攪拌による水流と昇温
で落としやすくなり、坑の底部の泥詰まりは噴出口から
噴き出す水流で除かれる。泥や沈澱物を含んだ水は攪拌
により上部まで拡散し、坑の上部の汲み上げポンプによ
って吸引、除去することができる。

【００１２】なお、送水管は、底部に固定しても、底部
に固定せずに揺れることができるようにしてもよい。送
水管を底部に固定しない場合、噴出口から出る水の圧力
により送水管は揺れて水を攪拌し、深層部の水の熱交換
による昇温および上部への拡散ならびに底部の泥詰まり
の除去を助けることができる。噴出口は、送水管の側面
に設けられていても、下端に設けられていても、その両
方に設けられていてもよい。噴出口が下端に設けられて
いる場合には、噴出口から噴き出す水を直接、坑の底部
に当てて底部の泥詰まりを除去することができる。ま
た、送水管は、端部だけでなく端部から坑の上部にわた
って噴出口を有していてもよい。この場合、噴出口から
噴き出す水を直接、坑の内壁に当てて、内壁に付着した
泥などを落とすことができる。

【００１３】請求項４の本発明に係る坑内洗浄装置は、
請求項３の坑内洗浄装置において、前記汲み上げポンプ
が汲み上げた水を前記送水管に送る循環路とこの循環路
を開閉する弁とを有し、前記噴出口は前記送水管の側面
に設けられ、前記送水管は下端に坑の底部に突き刺さる
尖端部を有することを特徴とする。

【００１４】この温泉水汲み上げ装置では、送水管は尖
端部が坑の底部に突き刺さって固定される。このため、
送水管の噴出口から噴き出す水の圧力が強い場合にも、
送水管はぐらつかず、上部の配管設備の損傷を防止する
ことができる。弁を開き、汲み上げポンプが汲み上げた
水を循環路に通すことにより、坑内を水が循環し、水を
繰り返し使用して節約することができる。水は、坑内を
循環することにより深層部の地熱との熱交換で昇温し、
洗浄効果が高められる。

【００１５】送水管の噴出口は、送水管の側面周囲に複
数設けられ、送水管の中心軸を中心とする所定の螺旋軌
道上に形成されていることが好ましい。この場合、噴出
口から噴き出される水が周囲の水を渦状に回転させ、攪
拌効果を高めることができる。

【００１６】送水管には、送水管が中を通るようリング
状のブラシ部材を設けてもよい。この場合、坑内の水が
攪拌されるとき、ブラシ部材が水流で坑の内壁に当た
り、内壁に付着したベントナイトなどの泥を効果的に落
とすことができる。ブラシ部材には、回収を容易にした
り、上下移動により泥を落とす範囲を広げたりするた
め、坑外に伸びるロープを取り付けてもよい。また、ブ
ラシ部材は、送水管の噴出口から出る水が当たるときそ
の圧力により回転するための羽根を内周に有していても
よい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態について説明する。図１および図２は、本発明の
実施の形態を示している。図１に示すように、坑内洗浄
装置１０は、汲み上げポンプ１１と、送水管１２と、送
水ポンプ１３と、ヘッダー１４とを有している。

【００１８】地中には、ボーリングによりケーシング１
５が挿入され、その内部に坑１６を形成している。ケー
シング１５は、種々の直径の複数のパイプから成る。ケ
ーシング１５のパイプは坑１６の底部１７側ほど直径が
小さいものが挿入され、坑１６の坑径は底部１７側ほど
径が小さくなっている。

【００１９】汲み上げポンプ１１は、水中ポンプから成
り、ケーシング１５の坑１６内の上部に設けられてい
る。汲み上げポンプ１１は、坑１６内の水を汲み上げて
排水管１８に送るようになっている。送水管１２は、管
状のロッドから成り、坑１６内に深層部まで挿入されて
いる。坑１６内には、高水位センサー１９および低水位
センサー２０が設置されている。

【００２０】図２に示すように、送水管１２は、その深
層部に配置される端部側面に複数の噴出口２１，２１，
…を有している。噴出口２１，２１，…は、送水管１２
の長さ方向に底部１７側から地上側にかけて、例えば２
ｍ間隔で送水管１２の中心軸を中心として１方向まわり
に９０度ずつずれて形成されている。従って、噴出口２
１，２１，…は、送水管１２の中心軸を中心とする所定
の螺旋軌道上に形成されている。送水管１２の下端に
は、先の尖った尖端部１２ａが固定されている。送水管
１２は、尖端部１２ａを底部１７に突き刺すことにより
底部１７に固定されている。

【００２１】送水ポンプ１３は、洗浄用送水管１３ａを
介して送水管１２に接続され、送水管１２に噴出口２
１，２１，…から噴き出す圧力で水を送るようになって
いる。洗浄用送水管１３ａには、弁１３ｂが設けられて
いる。ヘッダー１４には、送水管１２と排水管１８とが
接続されている。送水管１２には、送水管１２を開閉可
能な２つの弁２２，２３が設けられている。ヘッダー１
４は、汲み上げポンプ１１が汲み上げた水を循環するよ
う送水管１２に送ることができる。

【００２２】排水管１８には、４つの弁２４，２５，２
６，２７が設けられている。弁２５は、ドレンに接続さ
れている。ヘッダー１４には、補給管２８と取水管２９
とが接続されている。補給管２８には、４つの弁３０，
３１，３２，３３が設けられている。弁３２は循環水取
入口に接続され、弁３３は給水口に接続されている。取
水管２９には３つの弁３４，３５，３６が設けられてお
り、弁３６は取水口に接続されている。

【００２３】次に、作用について説明する。温泉や井戸
などの坑を掘削する際、ベントナイトが用いられる。坑
１６が完成後、ケーシング１５内に残ったベントナイト
などの泥を除去するため、図１に示す坑内洗浄装置１０
が用いられる。坑１６内を洗浄するには、まず、弁１３
ｂを開き、洗浄用送水管１３ａを介して送水ポンプ１３
により送水管１２に洗浄剤を含む水を送る。

【００２４】送水管１２は、端部側面の噴出口２１，２
１，…から坑１６内の深層部で水を噴き出して水流を起
こし、深層部の水を攪拌する。攪拌により深層部の地熱
との熱交換が行われ、対流により坑１６内の水全体が昇
温する。洗浄剤を含む水は、昇温によりベントナイトな
どの泥を溶かしやすくなり、洗浄効果を高める。送水管
１２の噴出口２１，２１，…は、送水管１２の周囲に螺
旋状に形成されているため、噴出口２１，２１，…から
噴き出される水は周囲の水を渦状に回転させ、攪拌効果
を高めることができる。送水管１２は尖端部１２ａが坑
１６の底部１７に突き刺さって固定されているため、送
水管１２の噴出口２１，２１，…から噴き出す水の圧力
が強い場合にも、送水管１２はぐらつかず、上部の配管
設備の損傷を防止することができる。

【００２５】坑１６の内壁に付着したベントナイトなど
の泥は深層部の水の攪拌による水流と昇温で落としやす
くなり、坑１６内の洗浄時間を短縮することができる。
坑１６の底部１７に詰まった泥や沈澱物は、噴出口２
１，２１，…から噴き出す水流で攪拌されて除かれる。
底部１７の泥詰まりを除くことにより温泉水の噴出部が
増え、揚湯効率を高めることができる。泥や沈澱物を含
んだ水は攪拌により上部まで拡散し、坑１６の上部の汲
み上げポンプ１１によって吸引することができる。

【００２６】汲み上げポンプ１１は、汲み上げた坑１６
内の水を排水管１８に送る。排水管１８の弁２４，２７
および送水管１２の弁２２，２３は、開いておく。汲み
上げポンプ１１が汲み上げた水は、排水管１８、ヘッダ
ー１４、送水管１２を順に通って噴出口２１，２１，…
から噴き出し、坑１６内を循環する。洗浄剤は一般に高
価であるが、洗浄剤を含む水を循環させて繰り返し使用
することにより洗浄剤および水を節約することができ
る。洗浄剤を含む水は、坑１６内を循環することにより
深層部の地熱との熱交換で昇温し、洗浄効果が高められ
る。

【００２７】なお、坑の底部１７の水を攪拌することに
よる昇温効果は、実験で確認されている。その一例を挙
げれば、深さ９２０ｍ、湯温３７．４℃の温泉井で、３
００ｍの深さにある汲み上げポンプにより毎分１７５リ
ットルの湯を汲み上げ、このうち７５リットルを取水管
に送り、残りの１００リットルの湯を送水管で温泉井の
深層部に戻したところ、汲み上げから５７時間後に、湯
温を４２．２℃まで上昇させることができ、３週間後に
は４３．５℃にまで上昇させることができた。

【００２８】坑１６内を洗浄剤を含む水で十分に洗浄し
たならば、弁２２，２７を閉じ、弁２５を開いて、送水
ポンプ１３を駆動させ、送水管１２に真水を送る。同時
に、坑１６内の水を汲み上げポンプ１１によって吸引す
る。汲み上げポンプ１１が汲み上げた水は、弁２５を通
ってドレンへ排出される。こうして、坑１６内からベン
トナイトなどの泥や洗浄剤を含む水を除去する。

【００２９】坑１６内の洗浄後は、坑内洗浄装置１０を
そのまま温泉水汲み上げ装置として使用することができ
る。この場合、汲み上げポンプ１１が汲み上げた温泉水
の一部をヘッダー１４を介して送水管１２に戻すことに
より、坑１６の深層部の水を攪拌し、昇温させることが
できる。また、揚湯試験を行う場合、従来は、汲み上げ
ポンプが熱で故障しないよう多量の温泉水を汲み上げる
必要があり、水の無駄が生じていた。これに対し、坑内
洗浄装置１０では、揚湯試験に間に合うだけの温泉水を
取り出し、残りの温泉水はヘッダー１４を介して送水管
１２に戻すことができるので、温泉水を必要以上に汲み
上げる無駄をなくすことができる。

【００３０】なお、前述の実施の形態では、送水管が坑
の底部に固定されている例を示したが、図３に示すよう
に、送水管は坑の底部に固定されずに揺動可能であって
もよい。図３では、送水管４２は、その深層部に配置さ
れる端部の側面周囲および下端４２ａに複数の噴出口４
３，４３，…を有している。送水管４２の下端４２ａ
は、坑４４の底部４５から上方に離れており、固定され
ずに揺動可能となっている。その他の構成は、前述の坑
内洗浄装置１０の構成と同様であり、重複した説明を省
略する。

【００３１】図３に示す態様の場合、送水管４２が端部
側面の噴出口４３，４３，…から坑４４内の深層部で水
を噴き出して水流を起こし、深層部の水を攪拌すると
き、噴出口４３，４３，…から噴き出す水の圧力で送水
管４２は揺動し、攪拌効果を高める。また、噴出口４
３，４３，…は、送水管４２の揺動により動きながら水
を噴き出して直接、水を坑４４の内壁に当て、内壁に付
着した泥などを落とすことができる。坑４４の底部４５
に詰まった泥や沈澱物は、噴出口４３，４３，…のう
ち、特に、下端４２ａの噴出口４３から噴き出す水流
と、揺動する送水管４２とで攪拌されて除かれる。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る坑内洗浄方法および坑内洗
浄装置によれば、坑の深層部で水を噴出させて水流を起
こすので、坑内の洗浄時間を短縮でき、また、坑の底部
の泥詰まりを除いて揚湯効率を高めることができる。同
時に、水の噴出による水流で深層部の地熱との熱交換が
進み、坑内の水を昇温して洗浄効果を高めることができ
る。

【００３３】特に、請求項２の坑内洗浄方法では、坑内
で洗浄剤を含む水を循環させることにより、洗浄剤およ
び水を節約して洗浄効果を高めることができ、また、洗
浄剤を含む水を昇温させて洗浄効果をより高めることが
できる。

【００３４】特に、請求項４の坑内洗浄装置では、送水
管の尖端部が坑の底部に突き刺さるので、送水管がぐら
ついて上部の配管設備に損傷を受けるのを防止すること
ができ、また、汲み上げた水の循環路を有するので、水
を節約しながらその昇温により洗浄効果をより高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の坑内洗浄装置の説明図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態の坑内洗浄装置の送水管の
要部を示す概略断面図である。

【図３】図２に示す送水管の変形例の要部を示す概略断
面図である。

【符号の説明】 １０ 坑内洗浄装置 １１ 汲み上げポンプ １２ 送水管 １３ 送水ポンプ １４ ヘッダー １５ ケーシング １６ 坑

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地下の坑の深層部で水を噴出させながら坑
   内の水をポンプで汲み上げることを特徴とする坑内洗浄
   方法。
2. 【請求項２】前記水は洗浄剤を含み、汲み上げた水を坑
   の深層部で噴出させて循環させることを特徴とする請求
   項１記載の坑内洗浄方法。
3. 【請求項３】地下の坑内の水を汲み上げる汲み上げポン
   プと、 前記坑内に深層部まで挿入され、その深層部に配置され
   る端部に噴出口を有する送水管と、 前記送水管に前記噴出口から噴き出すよう水を送る送水
   ポンプとを、 有することを特徴とする坑内洗浄装置。
4. 【請求項４】前記汲み上げポンプが汲み上げた水を前記
   送水管に送る循環路とこの循環路を開閉する弁とを有
   し、前記噴出口は前記送水管の側面に設けられ、前記送
   水管は下端に坑の底部に突き刺さる尖端部を有すること
   を特徴とする請求項３記載の坑内洗浄装置。