JPS5912835B2 - サンプル採取・測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はいろいろと異つた深さで井戸または試掘孔、タ
ンクなどの内部のサンプル採取並びに／または測定を行
うためケーシング組立体と共に使用する装置に関する。

この装置は所望するどのような異つたレベルででもサン
プル採取を行つたりあるいは圧カー温度測定の如き測定
を行うのを可能にする。

装置は河または湖の如き水中、タンク内、あるいは地中
の井戸または試掘孔内で使用出来る。更に、異つたレベ
ルで装置から流体を取り出すことも出来る。一つの試掘
孔の一箇所あるいは二箇所の異つたレベルで流体・気体
測定の如き測定を行うのは普通のことであつて、場合に
よつては四箇所ほどもの異つたレベルを一つの試掘孔で
モニタすることもある。しかしながら、これらの場合、
それぞれの異つた箇所に到達するにはそれぞれ別個なケ
ーシングすなわち別個な気送管または液送管を必要とす
るが、一つの試掘孔に設置して成功を収めることの出来
る装置の個数にも実際には約三個または四個までという
限界がある。一つの試掘孔の異つたレベルで測定を行う
別な方法は該試掘孔内に電気または電子装置を設置する
というものである。しかしながら、一つの試掘孔にシー
ル状に設置して成功を収めることの出来るこれらの装置
の個数にも実際には限界があるし、湿気務（対するシー
ル性も失われ易く従つて電気または電子回路を妨害して
しまうから、これらの装置は長期のモニタ作業中極めて
誤差を生じ易い。これらの装置はまた雷放電から損傷を
うけ易い。現在の気体圧式装置並びに電気または電子装
置は設置後簡単にはチエツク出来ないし、また再校正す
ることも出来ない。従つて、これら装置からのデータの
質については確認出来ず信頼性がもてない。現在入手可
能な気体圧式装置並びに電気・電子装置はシール状にし
て試掘孔内に設置されるから、流体または気体のサンプ
ル採取を行うことが出来ない。

従つて、流体または気体のサンプル採取を行うにはもう
一つ別に井戸を掘らなくてはならない。試掘孔または水
中の異つたレベルでの特性または化学組成の分析のため
これら異つたレベルで気体または流体のサンプル採取が
行われることは多い。しかしながら、現在のサンプル採
取法では試掘孔または水中でたくさんのサンプル採取地
点を要求することは可能である。湖や河では、サンプル
・テストを繰り返し行つてこれらが明確に比較可能であ
るようにするためには、水のサンプル採取地点がその深
さと位置とに関して出来るだけ正確でなければならない
。

更に加えて、サンプル採取装置はサンプル採取中周囲環
境に水文学的に見て無視出来る影響しか与えないもので
なければならない。本発明の装置は一つの井戸または試
掘孔または液体中で必要なだけたくさんの異つたレベル
でのサンプル採取並びに／または測定を可能にする。

該装置または各レベルで短時間に大量のサンプル採取を
行うことを可能にする。該装置は所望の作業つまりサン
プルを採取したり、温度または圧力を測定したり、…ま
たはＥＨ値を測定したり、あるいは物理的・化学的諸条
件を測定したりするための装置と共に使用する。更に、
該装置は異つたレベルで周囲環境に対し該装置を開いた
り閉じたりするための工具と共に使用する。

本発明になるサンプル採取・測定装置は使用中には一体
的に軸方向に整列して共通の通路を形成し、該通路内を
サンプル採取並びに／または測定を行うための装置と操
作工具とが移動可能であるケーシングと共に使用し、軸
方向に整列した管状ケーシングに整合しかつ連結される
開放両端を有し、連結時にその内部がケーシングと一体
となつて装置と操作工具との移動出来る共通の通路を形
成するチユーブと、該チユーブの両端から間隔を置いて
配設してあつて、チユーブから通路内の探針内へとある
いは該探針からチユーブ外へと流体が流入・流出出来る
該チユーブの孔装置と、通路 （内を移動する工具によ
つて該孔装置を開いたり閉じたりするように操作可能な
チユーブの該孔装置用の閉じ装置とからなる。

更に詳しく述べると、本発明になる装置は軸方向に整列
した管状ケーシングに整合しかつ連結される両端を有し
、連結時にその内部がケーシングと一体となつて装置と
操作工具との移動出来る共通の通路を形成する管状ボデ
イと、該ボデイの両端から間隔を置いて配設したボデイ
の少なくとも一個の孔と、管状ボデイにスライド可能に
はめ込んであつて長手方向に移動可能であり、通路を移
動する工具で該孔を開閉するよう操作可能な閉じスリー
ブとからなる。

第１図を参照すると，本発明になるサンプル採取並びに
測定装置１０が井戸または試掘孔１１内に設置された形
で示してある。

該装置１０はその両端で軸方向に整列したケーシング１
４に連結され、これらは井戸１１の入口からその底にま
で延びる共通の連続通路１６を有したケーシング組立体
１５を形成する。所望するならば、最下位のケーシング
１４の下端はキヤツプ１７で閉じておいてもよい。各装
置１０とその上・下端に連結されるケーシング１４とは
一つの完全な動作体を形成し、ある個数のこれら動作体
が集つて井戸内のケーシング組立体を形成するわけで、
その個数は井戸の深さ並びにサンプル採取または測定を
行うことになるレベルの数によつて異る。各ケーシング
１４はパツカ２０の一部を形成し、該パツカは天然また
は合成ゴムの如き、あるいはウレタンのようなプラスチ
ツクの如き適当な弾性材で形成したふくらみ可能な円筒
パツカ・チユーブ、つまりメンブレンまたはバツグ２２
を含む。

この場合弾性材としてはウレタンが好ましい。というの
は、簡単に成形可能であるし、またふくらむと、高い強
度・摩耗特性を有するからである。ケーシング１４はバ
ツグを貫通してその両端から延び、該バツグは円形フア
スナすなわちクランプ２４でその両端を該ケーシングに
クランプ取り付けしてある。ノ チユーブすなわちバツグ２４内のケーシング１４の孔２
７は場合によつては開けたままにしておいてもよいが、
通常はチエツク・バルブ２９で閉じてある。

この実施例では、バルブ２９は孔２７をおおつてケーシ
ングのまわりに延びる幅広な弾性バンドの形状をしてい
る。ケーシング組立体全体が井戸内に挿入された後、バ
ルブ制御孔２７を通して空気または水の如き流体をそれ
ぞれのバツグ内に送り込んでパツカ２０のチユーブすな
わちバツグ２２をふくらませる。バルブ２９は内圧をう
けて開いて、流体がパツカ・チユーブ内へと流れ込むの
を可能にし、内圧がなくなつて該内圧よりも大きな外圧
をうけると閉じる。所望するならば、バツグ２２は、水
またはその他の適当な液体が該バツグ内に送り込まれる
と、硬化するセメントあるいは漆喰の如き物質を内蔵し
ていてもよい。あるいは、硬化可能なセメントまたは漆
喰をバツグ２２内に注入して該バツグを永久にふくらん
だ状態のものにしてもよい。第２図、第３図、第４図は
サンプル採取並びに測定装置１０を詳細に示す。

この装置は組立体１５の連続する２個のケーシング１４
の隣接端と整合しかつこれら隣接端に連結される両端３
７の開いたチユーブ３５を含む。チユーブ３５の内部は
隣接ケーシング１４の内部と軸方向に整列し、共通の蓮
路１６の一部を形成する。その両端から間隔を置いてチ
ユーブ３５には孔装置が設けてある。この孔装置は少な
くとも１個の孔から構成されていて、その孔は比較的大
きいものであるほうが好ましい。この実施例では該孔装
置はチユーブの周囲全体にわたつて周囲方向に間隔を置
いた多数個の半径方向の孔４０で構成されている。図示
のものでは、該孔４０は二列に配設してあつて、一方の
列の孔が他方の列の孔に対して互い違いにしてある。所
望するならば、金属、繊維またはプラスチツク・スクリ
ーン４１あるいはその他のフイルタ材を孔４０をおおう
形に取り付けてもよい。チユーブ３５はまた孔装置用の
閉じ装置を含み、該閉じ装置は通路１６内を移動する適
当な用具で操作可能で、孔装置を開いたり閉じたりする
ことが出来る。本発明の好ましい実施例では、該閉じ装
置はチユーブにスライド可能に取り付けられ該チユーブ
内を軸方向に移動する閉じスリーブ４４の形状をしてい
る。このスリーブは第２図に示す孔４０をおおつて閉じ
る位置と、第３図に示す該孔をおおうことなく開放する
位置との間を移動可能である。スリーブ４４はその両端
に近い外面に環状みぞ４６を有し、これらみぞはそれぞ
れシーリング用リング４７を有する。スリーブ４４が閉
じ位置にあると、チユーブ３５の内面に押しつけられて
いるシーリング・リング４７は孔４０の上方並びに下方
に位置する。チユーブすなわちボデイ３５には第１スト
ツプ５１が設けてあつて、該ストツプは、スリーブ４４
が該ストツプに当接する時、孔が第２図に示す如くおお
われるように、孔４０から一方の軸方向に間隔を置いて
配してある。チユーブすなわちボデイ３５の反対端の近
くには第２ストツプ５２が設けてあつて、該第２ストツ
プは、スリーブが該ストツプに当接する時、孔が第３図
に示す如くおおわれていないように、該孔から他方の軸
方向に間隔を置いて配してある。ストツプ５１，５２は
その端部３７でボデイすなわちチユーブ３５にそれぞれ
固定取り付けされたストツプ・スリーブ５４，５５で形
成される。実際には、スリーブ５４，５５はチユーブ３
５の有効端を形成する。チユーブ３５の各端とケーシン
グ１４の隣接端との間には適当なシーリング用連結装置
が設けてある。

この実施例ではストツプすなわち端スリーブ５４，５５
に該シーリング連結装置が設けてある。各シーリング連
結装置はスリーブ５４，５５の内面の環状みぞ５８を含
み、シーリング用のリング５９を内蔵する。このリング
はストツプ・スリーブ内にはまり込むケーシング１４の
端部を収納しかつ該端部のまわりをびつちりと取り巻く
。所望するならば、みぞ５８はケーシング１４の外面に
形成してもよく、その場合シーリング・リング５９はス
トツプ・スリーブの内面に押しつけられることになる。
みぞ５８はそのスリーブの隣接端から内方に間隔を置い
て配してある。

みぞ５８と隣接チユーブ端との間のストツプ・スリーブ
５４または５５の内面にはもう一つ環状みぞ６２が形成
してあつて、該みぞ６２は隣接ケーシング１４の外面に
形成した同様な環状みぞ６４と重なり合いかつ整合する
。フレキシブルなせん断フアスナ６６が整合した環状み
ぞ６２，６４を通つて延び、チユーブすなわちボデイ３
５とケーシングとを一体的にロツクする。このフアスナ
は整合したみぞ６２，６４と連通するスリーブ５４また
は５５のオリフイス６７を通してこれら整合したみぞ内
に挿入出来るしまた該みぞから取り除くことも出来る。
フアスナ６６はカプラ・チユーブとケーシングとの長手
方向の相対移動を十分に防ぐほどの強度のフレキシブル
なワイヤ、撚線またはコードの形状をしていればよい。
シーリング連結装置はまたチユーブ３５の各端とケーシ
ング１４の隣接端との間の通常の雌雄パイプねじ山とガ
スケツトで構成してもよい。第５図、第６図はケーシン
グ組立体内の通路１６を通つて移動出来、該組立体内の
各装置１０の孔を開いたり閉じたり出来る工具ＴＯを例
示したものである。

図示の工具７０は管状の主要部７２と伸張可能な端部７
３とで構成してある。端部７３は管状の主要部７２内に
スライド可能にはまり込んだロツド７５を含み、このロ
ツドから横方向に突出するピンJモVが主要部のスロツト
７８内をスライドしてロツドと端部７３との長手方向移
動を制限する。工具７０は多数個のアーム８１の外端に
ローラ８０を有していて、該アーム８１が工具にピボツ
ト式に取り付けてあつて該工具から突出し、かつまた上
方にばね付勢されているので、これらローラは、工具が
通路内を上・下動する時、該通路１６の面上を滑動する
。多数個のストツプ・アーム８２がシヤフトすなわちロ
ツド７５に形成したスロツト８３にその内端のところで
ピボツト式に取り付けられ、スプリング８４によつて管
状の主要部７２に形成した隣接スロツト８５を通して外
方へと付勢されている。

端部７３が、第５図、第６図に示すように、引き伸ばさ
れると、アーム８２は工具７０に対して外方へと傾斜さ
せられるが、該端部が引つ込められると、ロツド７５は
主要部７２に対して移動し、その結果スロツト８５の端
がストツプ・アーム８２に当接してこれらアームをその
スロツト８３内へと内方へ揺動させるため、アームは最
早工具から突出した状態にはないことになる。工具７０
は主要部７３の上端に連結したフレキシブルなケーブル
８８でケーシング組立体の通路内に垂り下げられる。閉
じスリーブ４４の内面には第１ストツプ５１から間隔を
置きかつ該第１ストツプの方向を向いた第１シヨルダ９
０と、反対方向の第２ストツプ５２の方を向いた第２シ
ヨルダ９１とが設けてある。

それぞれシヨルダ９０，９１に隣接しかつこれから内方
へ間隔を置いた第３、第４シヨルダ９２，９３もスリー
ブ４４の内面に設けてある。シヨルダ９２，９３はスリ
ーブの内面に固定取り付けした壌状バンド９４，９５に
よつてそれぞれ形成されている。一般に、ケーシング組
立体が井戸すなわち試掘孔に挿入される時には、各サン
プル採取並びに測定装置１０のスリーブ４４はストツプ
５１に当接している結果、該スリーブは装置の孔４０を
おおつている、つまり閉じている。

所定装置１０の孔を開けたい時には、選択した装置の下
方の近接した位置に来るまで、工具７０をケーブル８８
を使つて通路１６内に降下させる。この時、チユーブの
端部７３が第５図に示すように伸ばされる結果、ストツ
プアーム８２は工具に対して外方並びに上方へと傾斜す
ることになる。これらの外方に変位したアームはでこぼ
こがあつても通路の面に押しつけられてこの面上をスラ
イドする。次いで、工具７０はアーム８２が選択したボ
デイつまりチユーブ３５のスリーブ４４のシヨルダ９２
に当接するまで上昇させられる。工具の連続した上方へ
の移動は該工具とともにスリーブ４４を移動させてスト
ツプ５２と当接させることになり、この時該スリーブは
孔のところから離れる結果、該孔は開放された状態にな
る。工具７０を通路かり取り除きたい時には、井戸１１
の底あるいはキヤツプ１７を使用していれば該キヤツプ
に当接するまで該工具を降下させ、この時端部７３並び
にロツド７５の下方へのはずみがアーム８２′５−引つ
込ませる、つまり工具の内方へと揺動させる結果、該工
具は組立体の一番土にまで引き上げ可能となる。孔４０
を閉じたい時には、工具ＴＯと類似の工具を使用するが
、この閉じ工具は開放工具７０の裏返しである。閉じ工
具の場合、ストツプ・アームは下方に傾斜させてあつて
、工具の下端（これは前述した工具端７３と同じである
）が伸ばされる時には、該工具内に保持されている。工
具が井戸の底またはキヤツプに当接すると、該下端は引
つ込んで、ストツプ・アームを下方並びに外方に飛び出
させる。次いで、所望チユーブ３５の直ぐ上に位置する
ようになるまで工具を上方に引き上げ、そして降下させ
ると、ストツプ・アームがシヨルダ９３に当接し、スリ
ーブ４４を、シヨルダ９０がストツプ５１に当接するま
で、下方に移動させて、かくして第２図に示すように孔
４０を閉じる。もしスリーブ４４が工具７０の重量で孔
を閉じ位置に移動しない場合には、ケーブル８８で垂り
上げ、探針を数回ソフトに落下させるという形でスリー
ブに打撃を与えて閉じ位置へと移動させればよい。前述
したように、ケーシング組立体を井戸、試掘孔、水、タ
ンクなどの中に設置する時には、該ケーシング組立体の
各レベル毎にサンプル採取並びに測定装置１０が存在す
る。

サンプル採取または測定は選択したどのレベルででも他
のレベルの諸条件に干渉されることなく行うことが出来
る。ケーシング組立体を井戸または試掘孔で使用する時
には、パツカ・バツグが各装置１０を他のレベルの同じ
装置から隔絶する。サンプル採取または測定を行うため
の装置は所望の作業を行うように設計してある。第１図
にはかかる目的用の装置１００が概略的に示してある。
装置１００は測定装置１０の上方並びに下方でケーシン
グ１４内にほまり込むように相互に十分間隔を置かれた
小さな膨張可能なパツカ・バツグ１０３を有するチユー
ブ１０２からなる。これはパツカ・バツグは公知の方法
でチユーブ１０内を流れる流体で膨張・収縮させられる
。チユーブ１０２の少なくとも一個の孔１０６は孔４０
に近接して配設される。孔４０が開くと、液体がこれら
の孔を通り、孔１０６を通つて、チユーブ１００内に吸
い込まれる。同様に、もし所望するならば、液体を孔１
０６から孔４０を通して取り巻く物質中に噴出させるこ
とも出来る。装置１００は公知のタイプのものであつて
、適当なポンプ装置、温度その他の測定装置、一個また
はそれ以上のサンプル容器を内蔵させてもよい。装置１
００の構成並びに動作は本発明の一部をなすものではな
いので、これ以上の説明は省略する。

【図面の簡単な説明】 第１図は軸方向に整列したケーシングの隣接端を相互連
結するサンプル採取・測定装置を概略的に示す。 第２図はサンプル採取・測定装置の長手方向拡大断面図
であつて、その孔を示す。第３図は第２図と同じ図であ
るが、孔が開放された状態を示す。第４図は第３図の線
分４−４に沿つた横断面図である。第５図は装置の孔を
開閉するための工具を概略的に示す。第６図は第５図に
示す工具の一部の拡大部分断面図である。１０・・・・
・・サンプル採取・測定装置、１１・・・・・・井戸ま
たは試掘孔、１４・・・・・・ケーシング、１５・・・
・・・ケーシング組立体、１６・・・・・・通路、２０
・・・・・・パツカ、２７・・・・・・孔、２９・・・
・・・チエツクバルブ、３５・・・・・・チユーブ、４
０・・・・・・孔、４４・・・・・・閉じスリーブ、５
１・・・・・・第１ストツプ、５２・・・・・・第２ス
トツプ、５４．５５・・・・・・スリーブ、５９・・・
・・・シーリング・リング、６６・・・・・・フアスナ
、７０工具、７８・・・・・・スロツト、８２・・・・
・・ストツプ・アーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 使用中には一体的に軸方向に整列して共通の通路を
   形成し、該通路内をサンプル採取並びに／または測定を
   行うための装置と操作工具とが移動可能であるケーシン
   グと共に使用するサンプル採取・測定装置であつて、軸
   方向に整列した管状ケーシングに整合しかつ連結される
   開放両端を有し、連結時にその内部がケーシングと一体
   となつて装置と操作工具との移動出来る共通の通路を形
   成するチューブと、該チューブの両端から間隔を置いて
   配設してあつて、チューブから通路内の装置内へとある
   いは該装置からチューブ外へと流体が流入・流出出来る
   チューブの孔装置と、通路内を移動する工具で開閉操作
   可能な該孔装置用のチューブの閉じ装置とからなる上記
   ケーシングと共に使用するサンプル採取・測定装置。 ２ 該孔装置がチューブから半径方向に開口する周囲方
   向に間隔を置いたチューブの多数個の孔からなる特許請
   求の範囲第１項記載のサンプル採取・測定装置。 ３ 該閉じ装置が軸方向に移動するためチューブ内にス
   ライド可能に取り付けたスリーブからなり、該スリーズ
   が孔装置をおおう位置と該孔装置をおおわない位置との
   間を移動可能である特許請求の範囲第１項記載のサンプ
   ル採取・測定装置。 ４ 該閉じ装置が軸方向に移動するためチューブ内にス
   ライド可能に取り付けたスリーブからなり、該スリーブ
   が孔をおおう位置と該孔をおおわない位置との間を移動
   可能である特許請求の範囲第２項記載のサンプル採取・
   測定装置。 ５ 使用中には一体的に軸方向に整列して共通の通路を
   形成し、該通路内をサンプル採取並びに／または測定を
   行うための装置と操作工具とが移動可能であるケーシン
   グと共に使用するサンプル採取・測定装置であつて、軸
   方向に整列した管状ケーシングに整合しかつ連結される
   開放両端を有し、連結時にその内部がケーシングと一体
   となつて装置と操作工具との移動出来る共通の通路を形
   成するチューブと、その両端から間隔を置かれたボディ
   の少なくとも一個の孔と、管状ボディ内にスライド可能
   にはまり込み、その長手方向に移動可能で、通路内を移
   動する工具で孔を開閉するように移動可能である閉じス
   リーブと、からなるサンプル採取・測定装置。 ６ 該スリーブが当接すると、孔がおおわれるように、
   該孔から一方の軸方向に間隔を置いて配設したボディの
   第１ストップと、該スリーブが当接すると、孔がおおわ
   れてないようになるよう、該孔から他方の軸方向に間隔
   を置いて配設した第２ストップとからなる特許請求の範
   囲第５項記載のサンプル採取・測定装置。 ７ 工具と当接して該工具にスリーブを移動させるよう
   にする軸方向から見て反対方向に向いたスリーブの２個
   のシヨルダからなる特許請求の範囲第５項記載のサンプ
   ル採取・測定装置。 ８ 該第１ストップの方を向いたスリーブの第１シヨル
   ダと、該第２ストップの方を向いたスリーブの第２シヨ
   ルダとからなり、該第１、第２シヨルダが該工具によつ
   て当接可能であつて、該工具にスリーブを移動させて該
   孔をおおつたりおおわなかつたりさせる特許請求の範囲
   第６項記載のサンプル採取・測定装置。 ９ ボディに周囲方向に間隔を置いた多数個の半径方向
   孔の形成してある特許請求の範囲第５項記載のサンプル
   採取・測定装置。