JPH1046971A - ケーシング建込み用インナビット、アウタビット及びそれらのビットを備えたケーシングドライブビット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インナビットに与えられる回転力及び打撃力の
双方をアウタビットに直接伝達する構造とすることによ
り、ケーシングに要求されるパイプ強度が小さくて済
む、ケーシングドライブビット装置を提供する。 【解決手段】ケーシング３の先端に取付けられるアウタ
ビット１と、アウタビット１の内周に嵌合されるインナ
ビット２とを備えてなるケーシングドライブビット装置
であって、インナビット２の外周にアウタビット１に回
転力を伝達する回転力伝達部と、打撃力を伝達する打撃
力伝達部１０とを設け、アウタビット１の内周にインナ
ビット２から回転力が伝達される回転力被伝達部１４
と、打撃力が伝達される打撃力被伝達部１７とを設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ケーシング建込
み用インナビット、アウタビット及びそれらのビットを
備えたケーシングドライブビット装置に関し、さらに詳
細には、オーバーバーデンにおいてケーシングを建込む
際に使用される装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】表土を覆う転石や、河床礫等の未固結被
覆層（オーバーバーデン）を通して大口径ボーリングを
行う場合、孔壁の崩壊を防止するためにケーシングを建
込む必要がある。従来、このようなボーリングに適用さ
れる工法として、掘削と同時にケーシングを建込む二重
管式掘削工法が知られている。この二重管式掘削工法で
使用される掘削装置あるいはビット構造には種々のもの
があるが、例えば特開平８−１４４６７７号公報、特開
平１４４６７５号公報に開示されたものを挙げることが
できる。

【０００３】特開平８−１４４６７７号公報に開示され
た装置は、内管と外管（ケーシング）とに回転力及び打
撃力を与えて掘削し、内管から供給した掘削流体をイン
ナビットとアウタビットとの間隙を通して地上に排出す
るものである。しかしながら、この従来装置は内管と外
管とが異なる方向に回転し、各々のビットが互いに分離
独立した構造であるため、内管と外管との双方を別個に
駆動する必要がある。また、内外管共に別個に打撃する
構造であるため、特にケーシングのパイプ強度を大きく
する必要があり、大口径掘削でのパイプ取扱いに不便を
伴う。

【０００４】特開平１４４６７５号公報に開示された装
置は、ケーシングとケーシングビットとをスイベル構造
とし、インナビットの回転力をケーシングビットにのみ
伝達されるようにしたものものである。しかしながら、
ビットにおけるスイベル構造は、掘屑や土砂による消耗
が激しく、これらが隙間に詰まると作動不良を起こす。
また、ケーシングが回転しないため、ケーシングと孔壁
との間に異物や掘屑の侵入があると、ケーシングが抑留
される。このような抑留は、同公報に開示されるような
孔明けケーシングとした場合、ケーシングの外周に掘屑
が流出し、さらに促進される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
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。

【０００６】この発明の目的は、インナビットに与えら
れる回転力及び打撃力の双方をアウタビットに直接伝達
する構造とすることにより、ケーシングに要求されるパ
イプ強度が小さくて済む、ケーシング建込み用インナビ
ット、アウタビット及びそれらのビットを備えたケーシ
ングドライブビット装置を提供することにある。

【０００７】この発明の別の目的は、ケーシングが孔壁
に抑留されることがなく、これをスムーズに建込むこと
ができる、ケーシング建込み用インナビット、アウタビ
ット及びそれらのビットを備えたケーシングドライブビ
ット装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を達
成するために、次のような手段を採用している。

【０００９】すなわちこの発明は、ケーシングの先端に
取付けられるアウタビットの内周に嵌合されるインナビ
ットであって、外周に前記アウタビットに回転力を伝達
する回転力伝達部と、打撃力を伝達する打撃力伝達部と
を設けたことを特徴とするケーシング建込み用インナビ
ットにある。

【００１０】またこの発明は、ケーシングの先端に取付
けられ、内周にインナビットが嵌合されるアウタビット
であって、内周に前記インナビットから回転力が伝達さ
れる回転力被伝達部と、打撃力が伝達される打撃力被伝
達部とを設けたことを特徴とするケーシング建込み用ア
ウタビットにある。

【００１１】さらにこの発明は、ケーシングの先端に取
付けられるアウタビットと、このアウタビットの内周に
嵌合されるインナビットとを備えてなるケーシングドラ
イブビット装置であって、前記インナビットの外周に前
記アウタビットに回転力を伝達する回転力伝達部と、打
撃力を伝達する打撃力伝達部とを設け、前記アウタビッ
トの内周に前記インナビットから回転力が伝達される回
転力被伝達部と、打撃力が伝達される打撃力被伝達部と
を設けたことを特徴とするケーシングドライブビット装
置にある。

【００１２】さらにこの発明は、前記アウタビットの外
周に掘削流体及び掘屑の通路が設けられ、この通路の上
端に前記アウタビットを貫通し、前記ケーシング内と連
通する貫通孔が設けられていることを特徴とするケーシ
ングドライブビット装置にある。

【００１３】さらにこの発明は、前記回転力伝達部が前
記インナビットの外周に軸線方向に沿って設けられた複
数の内側突条からなり、前記打撃力伝達部が前記インナ
ビットの外周に周方向に沿って設けられた内側段部から
なり、前記回転力被伝達部が前記アウタビットの内周に
軸線方向に沿って設けられ、前記内側突条と係合する複
数の溝からなり、前記打撃力被伝達部が前記アウタビッ
トの内周に周方向に沿って設けられ、前記内側段部と係
合する外側段部からなることを特徴とするケーシングド
ライブビット装置にある。

【００１４】さらにこの発明は、前記内側段部が前記各
内側突条の上端間に形成され、前記外側段部が前記溝を
区画すべく前記アウタビットの内周に設けられた複数の
外側突条の上端によって形成されていることを特徴とす
るケーシングドライブビット装置にある。

【００１５】掘削時には、インナビットに回転力及び打
撃力が与えられる。インナビットの回転力は、インナビ
ットの回転力伝達部及びアウタビットの回転力被伝達部
を通じて、アウタビットに伝達される。また、インナビ
ットの打撃力は、インナビットの打撃力伝達部及びアウ
タビットの打撃力被伝達部を通じて、アウタビットに伝
達される。これにより、ケーシングが回転するが、アウ
タビットの打撃力はケーシングを通じてではなく、イン
ナビットから伝達されるので、ケーシングのパイプ強度
を小さくすることができる。

【００１６】掘削流体は掘屑を伴い、アウタビットに設
けた通路を通って、貫通孔からケーシング内に導入さ
れ、地上に排出される。このように、ケーシングが回転
し、かつ掘屑がケーシング内を通って排出される構造で
あるので、ケーシングは孔壁に抑留されることなく、こ
れをスムーズに建込むことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を用
いて以下に説明する。図１はケーシングドライブビット
装置を示す軸線方向断面図、図２はその下面図、図３は
インナビットを示す正面図である。

【００１８】ケーシングドライブビット装置は、ケーシ
ング（外管）３の先端に溶接又はねじ等により取付けら
れるリングビットすなわちアウタビット１と、アウタビ
ット１の内周に嵌合されるインナビット２とを備えてい
る。アウタビット１、インナビット２の先端掘削面には
切削チップ４、５が植付けられている。

【００１９】インナビット２の上端部は、図示しないイ
ンナロッド（内管）に取付けられたダウンザホールハン
マ、トップハンマ等のハンマ６に装着され、インナビッ
ト２には回転力と打撃力とが与えられる。またインナビ
ット２の内部及び先端掘削面に掘削流体の通路７、８が
設けられ、通路７はインナロッド及びハンマ６内の供給
通路と連通している。

【００２０】インナビット２の外周には、回転力伝達部
を構成する複数の内側突条９が軸線方向に沿って設けら
れ、また打撃力伝達部を構成する内側段部１０が周方向
に沿って設けられている。内側段部１０は、この実施の
形態では内側突条９の上端間に、これらと連続して設け
られている。言い換えれば、内側突条９は内側段部１０
からインナビット２の先端側に延びるように設けられて
いる。内側突条９と内側段部１０とは、連続せずに軸線
方向に離間して設けるようにしてもよい。内側突条９の
先端角部は面取り１１が施され、側面は回転力伝達面１
２を形成している。また、内側段部１０の下面は打撃力
伝達面１３を形成している。

【００２１】アウタビット１の内周には回転力被伝達部
を構成する複数の溝１４が軸線方向に沿って設けられ、
これらの溝１４はアウタビット１の内周に複数の外側突
条１５を設けることにより、外側突条１５、１５間に形
成されている。これらの外側突条１５の上端角部は面取
り１６が施され、外側段部１７はこの上端部によって形
成されている。外側段部１７は外側突条１５とは別個
に、軸線方向に切離して設けることも可能である。溝１
４の側壁すなわち外側突条１５の側面は、回転力の被伝
達面１８を形成し、また、外側段部１７の上面は打撃力
の被伝達面１９を形成している。

【００２２】アウタビット１の外周には、軸線方向に延
びる複数の溝により掘削流体及び掘屑の通路２０が設け
られている。これらの通路２０の上端にはアウタビット
１を貫通する貫通孔２１が設けられ、貫通孔２１はケー
シング３内と連通している。

【００２３】図示しないインナロッドがケーシング３内
に挿入され、これによりハンマ６に装着されたインナビ
ット２が、アウタビット１に上方から嵌合される。この
嵌合によって、インナビット２の内側突条９がアウタビ
ット１の溝１４に係合し、またインナビット２の内側段
部１０がアウタビット１の外側突条１５すなわち外側段
部１７に係合する。

【００２４】掘削時には、インナビット２にインナロッ
ドからハンマ６を介して回転力が与えられ、またハンマ
６から打撃力が与えられる。インナビット２の回転力は
内側突条９と溝１４との係合により、回転力伝達面１２
及び被伝達面１８を通じて、アウタビット１に伝達され
る。インナビット２の打撃力は内側段部１０と外側段部
１７との係合により、打撃力伝達面１３及び被伝達面１
９を通じて、アウタビット１に伝達される。これによ
り、ケーシング３が回転するが、アウタビット１の打撃
力はケーシング３を通じてではなく、インナビット２か
ら伝達されるので、ケーシング３のパイプ強度を小さく
することができる。

【００２５】掘削流体はインナビット２の通路７から先
端掘削面に供給される。掘削流体は掘屑を伴い、通路８
及びアウタビット１の通路２０を通って、貫通孔２１か
らケーシング３内に導入され、地上に排出される。この
ように、ケーシング３が回転し、かつ掘屑がケーシング
３内を通って排出される構造であるので、ケーシング３
は孔壁に抑留されることなく、これをスムーズに建込む
ことができる。

【００２６】ケーシング３の建込み深度すなわちオーバ
ーバーデン底部に達したら、インナビット２を通常のビ
ットに交換し、ケーシング３をドライブしないで、その
ビットにより所定の深度まで掘削する。その際インナビ
ット２を単に引き上げるだけで、アウタビット１との係
合は解除され、操作は極めて簡単である。なお、通常の
ビットでの掘進中に、ケーシング３の建込み深度をさら
に深くする場合は、インナビット２に再び交換し、ケー
シング３をドライブすればよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、インナ
ビットに与えられる回転力及び打撃力の双方をアウタビ
ットに直接伝達する構造としたので、ケーシングに要求
されるパイプ強度が小さくて済む。また、ケーシングが
孔壁に抑留されることがなく、これをスムーズに建込む
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の実施の形態を示す軸線方向断
面図である。

【図２】図２は図１に示したものの下面図である。

【図３】図３はインナビットの正面図である。

【符号の説明】

１…アウタビット ２…インナビット ３…ケーシング ６…ハンマ ７、８…通路 ９…内側突条 １０…内側段部 １４…溝 １５…外側突条 １７…外側段部 ２０…通路 ２１…貫通孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシングの先端に取付けられるアウタビ
   ットの内周に嵌合されるインナビットであって、 外周に前記アウタビットに回転力を伝達する回転力伝達
   部と、打撃力を伝達する打撃力伝達部とを設けたことを
   特徴とするケーシング建込み用インナビット。
2. 【請求項２】ケーシングの先端に取付けられ、内周にイ
   ンナビットが嵌合されるアウタビットであって、 内周に前記インナビットから回転力が伝達される回転力
   被伝達部と、打撃力が伝達される打撃力被伝達部とを設
   けたことを特徴とするケーシング建込み用アウタビッ
   ト。
3. 【請求項３】ケーシングの先端に取付けられるアウタビ
   ットと、このアウタビットの内周に嵌合されるインナビ
   ットとを備えてなるケーシングドライブビット装置であ
   って、 前記インナビットの外周に前記アウタビットに回転力を
   伝達する回転力伝達部と、打撃力を伝達する打撃力伝達
   部とを設け、 前記アウタビットの内周に前記インナビットから回転力
   が伝達される回転力被伝達部と、打撃力が伝達される打
   撃力被伝達部とを設けたことを特徴とするケーシングド
   ライブビット装置。
4. 【請求項４】前記アウタビットの外周に掘削流体及び掘
   屑の通路が設けられ、この通路の上端に前記アウタビッ
   トを貫通し、前記ケーシング内と連通する貫通孔が設け
   られていることを特徴とする請求項３記載のケーシング
   ドライブビット装置。
5. 【請求項５】前記回転力伝達部が前記インナビットの外
   周に軸線方向に沿って設けられた複数の内側突条からな
   り、 前記打撃力伝達部が前記インナビットの外周に周方向に
   沿って設けられた内側段部からなり、 前記回転力被伝達部が前記アウタビットの内周に軸線方
   向に沿って設けられ、前記内側突条と係合する複数の溝
   からなり、 前記打撃力被伝達部が前記アウタビットの内周に周方向
   に沿って設けられ、前記内側段部と係合する外側段部か
   らなることを特徴とする請求項３記載のケーシングドラ
   イブビット装置。
6. 【請求項６】前記内側段部が前記各内側突条の上端間に
   形成され、 前記外側段部が前記溝を区画すべく前記アウタビットの
   内周に設けられた複数の外側突条の上端によって形成さ
   れていることを特徴とする請求項５記載のケーシングド
   ライブビット装置。