JPS5817878B2 - サクセイカンヨウノシヨウゲキキユウシユウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、さく井機１こ関し、特１こ、ビットの掘削作
用をこより発生される振動及び衝撃を緩衝する為１こビ
ットの上方１ｄ収付けられる改良された衝撃吸収装置１
こ関する。

廻転さく井に於ては、地表から下げられたさく弁管の下
端ｆト取付けられたさく井カラーの下端１こ増付けられ
たマルチコーンビットを用いるのが代表的であり、上記
さく弁管及びビットの全体は。

地表１こある連結体及び駆動手段１こより回転され。

よって上記ビット１こより岩その他の地層構成物が砕か
れる。

この際、さく井流体（即ちマッド）がポンプｔこよりさ
く弁管を通して下方Ｅこ送られ、ビット中のオリフィス
から排出され、ついで、井孔輪形空隙（即ち、井孔壁と
さく弁管との間の隙間）を経て地表１こ戻され、よって
、ビットが冷却されるととも１こ、井孔底が掃除されて
掘削物が地表１こ運ばれる。

コーン型ビットが岩等を貫いて進む時の作用は相当量の
長手方向振動及び衝撃を発生し、為督こ。

ビット及びさく弁管の摩耗その他の破損が増大されると
とも１こビットの穿孔速度が落される。

この様な問題を解決する為１こ、ビットの上方【こ衝撃
吸収装置を設ける種々な試みが行われた。

ある従来の手段に於ては、吸収体即ち、緩衝体としてゴ
ムクッションが用いられたが、ゴムはけ比較的破損及び
延び易く、従って、好適作動条件を保つ為１こは極めて
屡々交換する事を要し、さら１こ、この様なゴムは極め
て限定された場所中で用いられなければならない為１こ
極めて高いばね率を呈する結果となり、従って不適当と
きれた。

他の従来の手段ｆこ於ては、可圧縮のガス等が用いられ
たが、これらのガスは、長期に亘って掘削具申をこ拘束
保持する事が困難であり、さら１こ、特ｆこ相当の深さ
の所で用いられる場合には比較的高いばね率を与えたの
である。

本発明の目的は、廻転さ夫弁管に於てビットの上方１こ
用いられる新規な衝撃吸収装置を提供するＥＣある。

本発明Ｅこよる衝撃吸収装置は、相互にテレスコープ式
１こ可摺動に置かれぞスプラインを有するマンドレル及
び外体を有し、上記マンドレル及び外体の一方はさく弁
管１こ取付けられ、他方はさく井ビット１こ取付けられ
、上記画体の間なこけ、長手方向振動及び衝撃を吸収す
る為１こ細長いコイルばねが置かれ、さら１こ上記外体
内１こは中空浮動管が置かれ、上記浮動管の一端は上記
外体（こ対してシールされ、他端は上記マンドレル１こ
対してシールされ、上記浮動管は、上記コイルばねを封
入して潤滑油を満たされた室の壁を形成し、上記画体内
のさく井流体の圧力を上記潤滑油１こ伝える様１こ配置
される。

以下、添附図面１こ示す好適実施例１こ従ってさらに詳
細１こ説明する。

第１図は１代表的な廻転さく外法を用いて地中１こ掘ら
れつつある井孔１０を説明図的１こ示す。

図１こ於て、さく弁管（または掘削管）１３の下端１こ
はビット（掘削工具）１１が増付けられ、上記下端部の
下には、ビット１こ重量を加える為の比較的重い掘削カ
ラー１２が取付けられ、さく弁管１３は地表迄上方１こ
延び、そこで連結体１４に連結され、１４は廻転駆動手
段１５ｆこより駆動され、よって、さく弁管１３及びビ
ット１１の全体が廻転される。

さく井流体はポンプ１こより、さく弁管及び、ビット１
１中のオリフィスを経て井孔の底へ送られ、ついで、さ
く弁管と井孔壁との間の隙間を通って地表１こ戻される
【さく井流体は、ビットを冷却し、井孔底力λら掘削物
を地表へ送り、さら１こ、その静圧１こより、地層中カ
ニら液及びガスが井孔中１こ出て来る事を防ぐ。

ビット１１は５通常の茹＜、多数の、歯を有する可廻転
掘削コーンを有し、上記コーンは、ビットが廻転される
と井孔１０の底を掘削する。

掘削カラー１２の重量下１こ於けるビット１１の掘削作
用は相当量の振動及び衝撃を発生するが、これらは、カ
ラー１２の下端とビット１１との間に連結された本発明
による衝撃吸収装置２０１こより緩和される。

第２Ａ及び２Ｂ図に示す如く１本発明防好適実施例１こ
よる衝撃吸収装置２０はマンドレル２１を有し、２１は
管形外体２２の下端部内１こ於て上方１こ延びる。

外体２２は、ねじ連結された数個の部分、即ち、上端体
２３．上方及び下方中間部２５゜２６及び下端体（スプ
ライン及びシール体）２７から成り、上記上端体２３は
、カラー１２の下端１こ連結する為の内ねじ２４を有す
る。

マンドレル２１は、ビット１１１こ連結する為の内ねじ
２９を有する下方箱２８を有し、外体２２に対し限定さ
れた範囲内で長手方向）こ動き得る様１こ外体２２内１
こテレスコープ式１こ置かれる。

下端体２Ｔの内側１こ長手方向１こ作られたスプライン
リブ３０はマンドレル２１上の相手方スプライン溝３１
＃こ係合し。

マンドレルの外体に対する廻転を防ぐ。

下端体２１１こけ適当な構、造のシールバッキング３２
が取付けられ、３２は下方箱２８の上方１こ於てマンド
レル２１の外周３３上で液密１こ摺動し得、さく井流体
の漏洩を防ぐ。

外体２２内１こは、さく井流体を通す為の中心孔３１を
有する細長い中空管３６が置かれ、３６は犬経上端部３
８を有し、３８１こは、外体の中間部２５の内面４０ｆ
こ対して液密に摺動し得るバッキング３９が取付けられ
、さら１こ、マンドレル２１の上端１こは、管３６の外
面４２ｆこ対してのシールを行うバッキング４１が設け
られ、よって、管３６の上端部３８とマンドレルの上端
部４４との間に細長い輪形隙間４３が形成される。

この隙間４３中には弾力性構造４８が置かれ。

４８は、マンドレル２１と外体２２との長手方向相対運
動１こ対して弾力的抵抗を与える。

構造４８は、好適実施形１こ於ては、矩形断面の円筒形
コイルばね５０から成り、５０の下端部５１はねじ５２
ｆこよりマンドレル２１の上端１こ固定され。

５０の上端部５３はロックナツト５４１こより外体の中
間部２５及び２６に対して固定され、５４は。

外体の内方向き肩部５５上１こ係合する。

ばね５０は、厚肉管の壁に、下端１こ近い点５７から上
端ｆこ近い点５８迄少くとも一つの螺旋形溝を切る事１
こより作られ得、これ１こより、比較的低ばね率を有す
る弾力体が与えられる。

隙間４Ｓの内部空隙及び、下端体２１とマンドレル２１
との空隙中１こけ。

シリコーン油の如き適当な潤滑剤が満たされ、この潤滑
剤は、バッキング３９，４１及び３２１こより一部を境
された空間中をこ拘束され、管３６が自由浮動である事
により潤滑剤の圧力はさく井流体の圧力と実質的１こ同
じにされ、さら１こ潤滑剤は。

外体とマンドレルとの長手方向相対運動の際蛋こスプラ
イン３０と３１との間の隙間を通って動き。

よって、ダッシュポット効果を与えるが、これに就では
後に詳述する。

作動の際、この緩衝装置２０は図示の如く組立てられ、
マンドレル２１．外体２２及び管３６の間の空隙中１こ
は通過な開孔（図示なし）から潤滑油が満たされ、つい
で装置２０は、さく弁管に。

カラー１２の下端とビット１１本の開瞼こ於て連結され
、さく弁管とともｆこ井孔中１こ下げられる。

ビット１１が井孔の底１こ達すると；マンドレル２１は
、カラー１２の重量が外体１こ加えられる事蛋こより外
体内１こ於て若干上方１こ動き、地表のポンプをこより
さく井流体の循環が始められると、ビットのオリフィス
を通る事により生ずる圧力降下に等しい圧力が、管３６
の上端１こあるピストン部（大径部）３８１こより、隙
間４３中の潤滑油１こ伝え、この圧力は、バッキング亭
２と４１とのシール直径の差１こ基く断面積差に応じて
マンドレル２１を下方１こ押シ、よってマンドレル２１
は、 外体２２に対する長手方向運動両限界の間の中間
位置を占める。

ついで、さく弁管及びビット１１が廻転駆動手段１５に
より廻転されると、ビット１１ｆこより発生される衝撃
及び振動はコイルばね５０の弾力性１こより吸収され、
ピーク荷重は、外体とマンドレルとの相対的長手方向運
動に基でスプライン３０３１間の限定された油流による
ダッシュポット効果をこよ“り減殺される。

゛上述の如く、ここに新規なさく弁管用衝撃吸収装
置が提供されたのであり、この装置１こ於ては。

コイルばね４８（即ち５０）は、ビット１こより発生さ
れる振動及び衝撃を有効確実１こ吸収し得る低ばね率の
弾力性構造を形成し、１ツトを通るさく井流体の圧力降
下により、マンドレルと外体とが振動及び衝撃を吸収す
る際１こ、さく井重錘１こ抗して容易１こ相対運動し得
る様をこされる。

本発明は下記の態様１こ於て実施され得る。

１）上記マンドレルは、上記潤滑油の圧力を受ける横断
面積部を有する。

事を特徴とする特許請求の範囲１こよる装置。

２）上記外体とマンドレルとの相対的廻転を防ぐ為のス
プライン手段及び、上記画体のテレスコープ運動の際ｆ
こ上記潤滑油を移動する為１こ上記スプライン手段を通
過させる為の流体通過手段が設けられ、よって、ピーク
荷重の変化を減殺する為のダッシュポット効果が与えら
れる。

事を特徴とする。

態様１）または２）１こよる装置。３）上記潤滑油が上
記画体外１こ漏出する事を防ぐ為に上記スプライン手段
の近く１こ上記マンドレル及び上記外体１こ係合するシ
ール手段が設けられる。

事を特徴とする。態様２）ｆこよる装置。４）上記コイ
ルばねは矩形新面を有し、比較的低いばね率を呈する。

事を特徴とする特許請求の範囲または態様１）〜３）の
何れか１こよる装置。

５）上記浮動管の上記一端は、上記外体１こ対して液密
に摺動し得る外方向は肩部を有し、よって。

上記装置内のさく井流体の圧力が上記潤滑油ｆこ伝葎さ
れ、上記浮動管の上記他端は上記マンドレル１こ対して
液密１こ摺動し得、上記浮動管は。

上記室を形成する為１こ上記外体から内方１こ隔てられ
た中間部を有する。

事を特徴とする特許請求の範囲または態様１）〜４）の
何れか１こよる装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は廻転さく外法によるさく弁操作を示す説明図、
第２Ａ及び２Ｂ図は本発明１こよる衝撃吸収装置の長手
方向断面図であり、第２Ｂ図は第２Ａ図の下１こ継がる
図である。 、１０・・・・・・井孔、１１・・・・・・ビット、１
２・・・・・・カラー、１３・・・・・・さく弁管、１
４・・・・−・連結体、１５・・・・ｊ・駆動手段、２
０・・・・・・衝撃吸収装置、２１・・・・−・マンド
レル、２２・・・・・・外体、２３２５２６２γ・・・
・・・外体の上端体、中間部及び下端部、３０゜３１・
・・・・・スプライン、３２ ３９ ４２・・・・・・
シーツツ ルバッキング、３６・・・・・・中空浮動管、５０・・
・・・・コイルばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ テレスコープ式１こ可摺動１こ置かれてスプライン
   を有するマンドレル及び外体を有し、上記画体の一方は
   さく弁管１こを付けられ、上記画体の他方は掘削ビット
   ｆｃ’＄付けられる。 さく弁管用の衝撃吸収装置１こ於て、上記外体内１こ、
   長手方向振動及び衝撃を吸収する為１こ上記固体間１こ
   働く細長い螺旋形コイルばね及び、一端を上記外体１こ
   対してシールされ他端を上記マンドレル１こ対してシー
   ルされた中空浮動管を有し、上記浮動管は、上記コイル
   ばねを封入し潤滑油を満たされた室の壁面を形成し、上
   記浮動管は、上記画体内のさく井流体の圧力を上記潤滑
   油１こ伝達する様１こ配置される。 事を特徴とするさく弁管用の衝撃吸収装置。