JPH0960468A - パーシャルサージングブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サージングブロックは筒体の下端部内に開閉
弁、外周にフランジを設けただけなので、その上昇時に
その下方に生じる真空度が低く、充填砂利壁からスクリ
ーンを通過する水流の流速が小さいため、砂泥を十分に
スクリーン内へ引き込むことができない。また、サージ
ングブロックの降下は自重によるので、その昇降サイク
ルは泥水の抵抗で制限された。 【解決手段】 筒体(2)の一端部(7)の外周に軸線上で間
隔を保って井戸のスクリーン(9)の内径に近接する弾性
材製の着脱式パッカー(8)と円形断面の重錘部(10)を設
ける。該パッカー、一端部及び重錘部により現出した環
状の空積(A)を、該一端部に放射方向へ開けたウォータ
ーポート(14)を通して、該筒体の内部に配設した開閉弁
(15)に連通させる。重錘部を円形断面の重錘本体部(21)
とそれより小径の接続部(22)で構成し、該接続部にウォ
ーターポート(14)を開けてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパーシャルサージン
グブロックにかかり、井戸の仕上げを局部的に入念に効
率よく行うのに使用され、局部的仕上げをスクリーン全
長に及ぼすものである。

【０００２】

【従来の技術】鑿井の掘削工法として代表的なものは、
回転するドリルパイプを通じてビット先端からポンプで
泥水を噴出させ、破砕された掘屑（cuttings）を泥水流
に乗せて地上に搬出するロータリー方式と、泥水を満た
した孔に鉄製の重いビットをワイヤーロープで吊下げ、
このビットに上下運動を与え、その衝撃によって地層を
破砕し、掘屑はベーラー（底の部分に弁がついた筒状の
道具）で地上に搬出するパーカッション方式とがある。

【０００３】何れの方式でも、掘削中に採取した地層サ
ンプル、電気検層等のデータに基づいて解析が行われ
る。そして、スクリーンの設置位置や充填する砂利の選
定が完了すると、裸孔の中心に正しくケーシングとスク
リーンが設置され、その周辺に砂利が均一に充填され
て、井戸は出来上る。

【０００４】しかし、掘削孔壁には掘削中に泥土が付着
しているので、これを完全に除去し、採水する地層中の
細かい粒子を井内に引き入れ、スクリーン周囲の充填砂
利と地層の砂礫層を渾然と一体化し、透水度が高く、し
かも地層中の砂の流動を阻むような安定した砂礫の瀘過
層を形成させるため、鑿井の仕上げ作業（Developmen
t）は極めて重要である。

【０００５】鑿井の仕上げ作業には、ベーラーによる泥
汲み（Bailing）が最も簡便な方法として一般的に行わ
れている。

【０００６】パーカッション掘削機には孔内の掘り屑を
採取するベーラーを操作するサンドラインがあってベー
リング作業が行えるが、大半のロータリー方式の掘削機
械にはサンドラインの機能がない。従って、ベーリング
等のメカニカルな仕上げ作業を省き、専ら揚水による仕
上げに依存しているので、ロータリー方式で掘られた井
戸はスクリーン外側周辺の泥砂の除去が完全でない。そ
のため、水位降下が大きく、水の出がよくない効率の悪
い井戸となりがちである。仕上げ作業は、これいかんで
井戸の価値が決まるといっても過言ではないほど大切な
作業である、と認識されるべきである。

【０００７】「井戸の仕上げの手順」 新しく掘られた孔にケーシングとスクリーンを設置し、
周囲に砂利を充填すると井戸は出来上るが、掘削中に使
用された泥水によって地層の掘り肌には泥壁が構成さ
れ、充填砂利とは遮断されているので、始めは緩やかな
作業で井内の水を動かし、徐々に泥壁を溶解して除去し
なければならない。泥壁が十分に除去されない内に井内
の水位を急激に下げたり、スワッビングのような荒々し
い作業を行うとスクリーン部の圧潰を伴う恐れがあるの
で行えない。

【０００８】「仕上げ作業」（ディベロップメント） （１）ベーリング 図４に示したものが使われている。ケーシング内径に対
して６０〜７０％程度の外径のベーラー４１で、開閉弁
４２を介し、井戸の底部から濃い泥水を汲み上げて排出
する。ベーラー４１が上方に巻き上げられる運動により
スクリーン部を通じて泥水が井内に導入され、泥壁部が
徐々に洗われる。複数の帯水層にスクリーンが設けられ
ている井戸の場合、上部ほどベーラーが通過する度合が
高いので、早くディベロップの効果が現われてくる。し
かし、ベーラーでの泥汲みは、これを井戸底まで下げて
下部スクリーン部の作業を特に入念に行い、全てのスク
リーンを均一に仕上げるように行わなくてはならない
が、ベーリングのみで完全な仕上げを行うのは困難で、
泥壁除去が主目的である。

【０００９】（２）サージング 図５に示したサージングブロック５１を用いて行う。サ
ージングは、ベーリング作業の次に行う作業で、パッカ
ー５２の外径がスクリーン５３内径に近くなっているの
で、開閉弁５４を介し、スクリーン部に対しかなり激し
い水流を起こして周辺の細かい粒子を強力に引き出す作
業で、効果は大きい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】現在使われているサー
ジングブロックは筒体の下端部の外周にフランジを設
け、内側に開閉弁が配置されているだけなので、サージ
ングブロックの上昇時にその下方に生じる真空度が低い
ため、充填砂利壁からスクリーンを通過する水流の流速
が小さく、砂泥を十分にスクリーン内へ引き込むことが
できない。また、サージングブロックの降下は自重によ
るので、その昇降サイクルを早めることは泥水の抵抗で
制限され、サージング作業の迅速化を果たせなかった。
本発明は、サージングブロックの引上げ時のスクリーン
を通る水流の流速を大きくし、サージングブロックの降
下速度を大にして前記の課題を解決することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるパーシャ
ルサージングブロックは、筒体の一端部の外周に自身の
外径が井戸のスクリーンの内径に近接する弾性材製の着
脱自在のパッカーと、このパッカーと該筒体の軸線上で
間隔を保って端部側に該筒体の外径より大でかつスクリ
ーンの内径に近接する外径の円形断面の重錘部を設けて
ある。そして、該パッカー、一端部及び重錘部により現
出した環状の空積を、該一端部に放射方向へ開けたウォ
ーターポートを通して、該筒体の内部に配設した開閉弁
に連通させ、該パーシャルサージングブロックに上下運
動を与えて井戸の仕上げに供する。

【００１２】また、本発明にかかる別のパーシャルサー
ジングブロックは、筒体の一端部の外周に自身の外径が
井戸のスクリーンの内径に近接する弾性材製の着脱自在
のパッカーを設け、かつ該一端部に、該筒体の外径より
大でかつスクリーンの内径に近接する外径の円形断面の
重錘本体部と該重錘本体部より外径の小さい接続部を有
する重錘部を、該接続部を介して設ける。そして、該パ
ッカー、接続部及び重錘本体部により現出した環状の空
積を、該接続部に放射方向へ開けたウォーターポートを
通して、該筒体の内部に配設した開閉弁に連通させ、該
パーシャルサージングブロックに上下運動を与えて井戸
の仕上げに供する。

【００１３】該重錘部、又は該重錘本体部は、その外周
が井戸のスクリーンに近接して井内の上下運動の際に水
流の抵抗となり、パッカーと同様の働きによって環状空
積に真空を生じさせると共に、それぞれ該一端部側と反
対側又は該接続部と反対側に流体抵抗減少用の円錐形部
又は半球部を備えている。

【００１４】該重錘部、又は該重錘本体部を中空とした
場合、内部にウエイト材を充填すると、該パーシャルサ
ージングブロックの下降速度を早くできるので、好まし
い。更に、このウエイト材を泥水より比重の大きい金属
とすると、該パーシャルサージングブロックの下降速度
を一層早くできるので、大変好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】使用に際しては、筒体の上端に設
けられた吊り金物に吊りワイヤーを連結して掘削中のケ
ーシングパイプ内のスクリーンのある深さにパーシャル
サージングブロックを降ろし、このワイヤーをパーカッ
ション式鑿井機械のクランク、又は特別製のロータリー
式鑿井機に設けたクランク機構に連結する。

【００１６】ここでクランクを運転すると、パーシャル
サージングブロックがクランクの設定された回転数とス
トローク長にしたがって昇降運動を繰返す。そして、パ
ーシャルサージングブロックの下降時には開閉弁が井内
の泥水圧を受けて水路を開き、空積内の泥水が一端部の
ウォーターポートから水路を通って筒体内に流れ込み、
帯水層の水と共に細砂、シルト、粘土等の微細な粒子を
スクリーンを通して井内に流入させる。

【００１７】また、パーシャルサージングブロックの上
昇時には開閉弁が自重及び筒体内に入っている泥水の水
圧で通路を閉じるので、パッカー及び重錘部外周の通水
抵抗作用により、空積には負圧が発生する。そのため、
充填砂利壁の外側の水がこの充填砂利壁とスクリーンを
通ってその内側に急速に引き込まれ、帯水層中の砂礫や
微細な土質分もその急速な水流に伴われて井内に流れ込
む。

【００１８】パーシャルサージングブロックが再び下降
すると、前記の場合と同様に、開閉弁が水路を開き、空
積にあった泥水はウォーターポートから水路を通って筒
体内に流入する。以下同様の作用を繰返して鑿井の仕上
げが行われる。

【００１９】一定律の上下運行を一定時間連続して所定
ストローク間の仕上げが終わったならば、パーシャルサ
ージングブロックを次の段階に引上げ、再び仕上げを繰
返し行い、順次スクリーン全体にわたり仕上げを施す。
仕上げ中に井底に落下堆積した土砂はパーシャルサージ
ングブロックを引上げてからベーラー等でさらい取り、
清浄にする。

【００２０】重錘部の構造が変わったものの場合、その
実施の形態は上記の場合とあまり変わりがない。ただ重
錘部側にウォーターポートを用意できるので、この重錘
部を筒体の一端部に接続すればよく、パーシャルサージ
ングブロックの製作がし易くなる。

【００２１】該重錘部、又は該重錘本体部は、その外周
が井戸のスクリーンに近接して井内の上下運動の際に水
流の抵抗となり、パッカーと同様の働きによって環状空
積に真空を生じさせると共に、それぞれ該一端部側と反
対側又は該接続部と反対側に流体抵抗減少用の円錐形部
又は半球部を備えていると、空積内の真空度が高くなっ
てスクリーン内への泥水の引き込み速度も大となるの
で、仕上げ効果が上がり、かつ、該パーシャルサージン
グブロックの下降速度を早くできるので、単位時間当た
りのストローク回数を多くでき、能率が上がる。

【００２２】

【実施例】以下の説明で、同一符号は同一もしくは相応
部分を示す。図１で、１はパーシャルサージングブロッ
クで、その筒体２の他端部３には通常のように吊りワイ
ヤー４のフック５等に係合してこれを吊支させるための
吊り金物６が設けられている。そして、この筒体２の一
端部７の外周にパッカー８を備えている。このパッカー
８は、その外径が井戸のスクリーン９の内径に近接し、
ゴム等の弾性材で構成されている。

【００２３】この一端部７に、このパッカー８と筒体２
の軸線上で間隔を保って端部側に、この筒体２の外径よ
り大でかつスクリーン９の内径に近接する外径の円形断
面の重錘部１０を設ける。これにより、パッカー８、一
端部７及び重錘部１０により環状の空積Ａが現出する。

【００２４】この重錘部１０の一端部７に対する設置の
仕方は適当でよいが、図示の例では、筒体２の一端部７
の内周の鍔１１に重錘部１０の一端の鍔１２を対向さ
せ、ボルト・ナット１３で固定している。

【００２５】この一端部７には放射状にウォーターポー
ト１４が開けられており、このウォーターポート１４を
通して空積Ａが、筒体２の内部に配設されている、開閉
弁１５に連通している。この開閉弁１５は水圧で作動し
得る通常のフラットバルブ型式のもので、パーシャルサ
ージングブロック１の上昇時には水路１６を閉じ、下降
時にはこれを開く。

【００２６】仕上げ作業をする場合、筒体２の上端に設
けられた吊り金物６に吊りワイヤー４を連結して鑿井中
のスクリーン９の位置にパーシャルサージングブロック
１を降ろし、このワイヤー４をパーカッション式鑿井機
械のクランク（図示せず）に連結する。

【００２７】ここでクランクを運転すると、パーシャル
サージングブロック１はクランクの設定された回転数と
ストローク長にしたがって、設定された時間内で昇降運
動を繰返す。

【００２８】そして、パーシャルサージングブロック１
の下降時には開閉弁１５が井内の泥水圧を受けて水路１
６を開くので、空積Ａ内の泥水は一端部７のウォーター
ポート１４から水路１６を通って筒体２内に流れ込む。

【００２９】パーシャルサージングブロック１が上昇に
転じると、開閉弁１５が自重及び筒体２内に入っている
泥水の水圧で通路１６を閉じるので、空積Ａには負圧が
発生する。そのため、帯水層の水が充填砂利壁Ｗ及びス
クリーン９を通ってその内側に急速に引き込まれ、砂礫
や土質分もその急速な水流に伴われてスクリーン９内に
流れ込む。

【００３０】パーシャルサージングブロック１が再び下
降を始めると、前記の場合と同様に、開閉弁１５が水路
１６を開き、空積Ａにあった泥水はウォーターポート１
４から水路１６を通って筒体２内に流入する。以下同様
の作用を繰返して鑿井の仕上げが行われる。

【００３１】図２は本発明の別の例で、重錘部の構造が
変わったものである。重錘部１０はスクリーン９の内径
に近接する外径の円形断面の重錘本体部２１と、この重
錘本体部２１より外径の小さい接続部２２を有してい
る。この接続部２２に放射方向へウォーターポート１４
が開けられ、筒体２の一端部７にはウォーターポートが
開けられていない。

【００３２】この重錘部１０はその接続部２２で筒体２
の一端部７に接続され、パッカー８、接続部２２及び重
錘本体部２１により環状の空積Ａが現出する。そして、
この空積Ａは接続部２２のウォーターポート１４を通し
て筒体２内の開閉弁１５に連通する。

【００３３】接続部２２と筒体２の一端部７の接続の仕
方も適当でよいが、図示の例では、筒体２の一端部７の
内周の鍔１１に接続部２２の一端の鍔１２を対向させ、
ボルト・ナット１３で固定している。

【００３４】このパーシャルサージングブロック１の使
用の方法及び作用は前記の例の場合と同じなので、説明
を省略する。ただ重錘部１０側にウォーターポート１４
を用意できるので、この重錘部１０を筒体２の一端部７
に接続すればよく、パーシャルサージングブロック１の
製作がし易くなる。

【００３５】第一の例の場合、重錘部１０は、その外周
が井戸のスクリーン９に近接して井内の上下運動の際に
水流の抵抗となり、パッカー８と同様の働きによって環
状空積Ａに真空を生じさせると共に、一端部７側と反対
側に流体抵抗減少用の円錐形部３１又は半球部を備えて
いる。こうすると、空積Ａ内の真空度が高くなってスク
リーン９内への泥水の引き込み速度も大となるので、仕
上げ効果が上がり、かつ、パーシャルサージングブロッ
ク１の下降速度を早くできるので、単位時間当たりのス
トローク回数を多くでき、能率が上がる。

【００３６】第二の例の場合、重錘部１０の重錘本体部
２１は、その外周が井戸のスクリーン９に近接して井内
の上下運動の際に水流の抵抗となり、パッカー８と同様
の働きによって環状空積Ａに真空を生じさせると共に、
接続部２２と反対側に流体抵抗減少用の円錐形部３１又
は半球部を備えている。こうすると、空積Ａ内の真空度
が高くなってスクリーン９内への泥水の引き込み速度も
大となるので、仕上げ効果が上がり、かつ、パーシャル
サージングブロック１の下降速度を早くできるので、単
位時間当たりのストローク回数を多くでき、能率が上が
る。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、パッカー、筒体の一端
部及び重錘部により環状の空積が現出し、この空積が該
一端部のウォーターポートを通して該筒体内の開閉弁に
連通しているので、パーシャルサージングブロックの上
昇時にこの空積に生じる負圧により帯水層の水を急速に
充填砂利壁からスクリーンを通してその内部に引き込
み、この水流により充填砂利壁の隙間に入り込んでいる
砂礫や泥質分も搬入すると共に筒体内の泥水を井戸外へ
排出でき、パーシャルサージングブロックの下降時にこ
の空積内の泥水を筒体内に流入させて次の排出に備えさ
せることができ、鑿井の仕上げを効果的に行える。従っ
て、本発明によれば、井戸のスクリーンの全長にわたり
その周囲の帯水層を効率的にくまなく完全に仕上げする
ことができ、従来とかく井戸の浅部スクリーン周囲はな
んとか仕上げられるが深部スクリーン周囲は仕上げが不
完全になる井戸が多かったのに対し、利害の差は著明で
ある。

【００３８】請求項２によれば、重錘部の接続部にウォ
ーターポートを開けておき、この重錘部を筒体の一端部
に取付けるので、接続部の外径を筒体の外径と関係なく
設計でき、空積の大きさを自由に決められる。

【００３９】請求項３や４によれば、空積内の真空度を
高くでき、従って、スクリーン内への泥水の引き込み速
度を大にできるので、仕上げ効果が上がり、かつ、該パ
ーシャルサージングブロックの下降速度を早くできるの
で、単位時間当たりのストローク回数を多くでき、能率
を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるパーシャルサージングブロック
の具体例をその下降状態で示す一部切断側面図である。

【図２】本発明にかかるパーシャルサージングブロック
の別の例の具体例をその上昇状態で示す一部切断側面図
である。

【図３】従来のベーラーの側面図である。

【図４】従来のサージングブロックの側面図である。

【符号の説明】

１ パーシャルサージングブロック ２ 筒体 ７ 一端部 ８ パッカー ９ スクリーン １０ 重錘部 １４ ウォーターポート Ａ 空積 １５ 開閉弁 １６ 水路 ２１ 重錘本体部 ２２ 接続部 ３１ 円錐形部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒体(2)の一端部(7)の外周に自身の外径
   が井戸のスクリーン(9)の内径に近接する弾性材製の着
   脱自在のパッカー(8)と、このパッカー(8)と該筒体(2)
   の軸線上で間隔を保って端部側に該筒体(2)の外径より
   大でかつ該スクリーン(9)の内径に近接する外径の円形
   断面の重錘部(10)を設け、該パッカー(8)、一端部(7)及
   び重錘部(10)により現出した環状の空積(A)を、該一端
   部(7)に放射方向へ開けたウォーターポート(14)を通し
   て、該筒体(2)の内部に配設した開閉弁(15)に連通さ
   せ、これらに上下運動を与えて井戸の仕上げに供するこ
   とを特徴とするパーシャルサージングブロック(1)。
2. 【請求項２】 筒体(2)の一端部(7)の外周に自身の外径
   が井戸のスクリーン(9)の内径に近接する弾性材製の着
   脱自在のパッカー(8)を設け、かつ該一端部(7)に、該筒
   体(2)の外径より大でかつ該スクリーン(9)の内径に近接
   する外径の円形断面の重錘本体部(21)と該重錘本体部(2
   1)より外径の小さい接続部(22)を有する重錘部(10)を、
   該接続部(22)を介して設け、該パッカー(8)、接続部(2
   2)及び重錘本体部(21)により現出した環状の空積(A)
   を、該接続部(22)に放射方向へ開けたウォーターポート
   (14)を通して、該筒体(2)の内部に配設した開閉弁(15)
   に連通させ、これらに上下運動を与えて井戸の仕上げに
   供することを特徴とするパーシャルサージングブロック
   (1)。
3. 【請求項３】 該重錘部(10)は、その外周が井戸のスク
   リーン(9)に近接して井内の上下運動の際に水流の抵抗
   となり、パッカー(8)と同様の働きによって環状空積(A)
   に真空を生じさせると共に、該一端部(7)側と反対側に
   流体抵抗減少用の円錐形部(31)又は半球部を備えている
   請求項１に記載のパーシャルサージングブロック(1)。
4. 【請求項４】 該重錘部(10)の該重錘本体部(21)は、そ
   の外周が井戸のスクリーン(9)に近接して井内の上下運
   動の際に水流の抵抗となり、パッカー(8)と同様の働き
   によって環状空積(A)に真空を生じさせると共に、該接
   続部(22)側と反対側に流体抵抗減少用の円錐形部(31)又
   は半球部を備えている請求項２に記載のパーシャルサー
   ジングブロック(1)。