JPS6034677B2 - 二重ドリル パイプおよびクロスオ−バを備えたボ−リング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 地中にボアホール、さらに詳述すれば拡張ボアホール、
たとえば、ベンチ採鉱または採石で使用される爆破孔の
形成においては、パイロットホールを所定深さまでせん
孔し、ついでパイロットホールを拡張して爆薬を受入れ
るための大きなチャンバを形成することが慣行になって
いる。

このようなボアホールはまた化学探鉱および石炭ガス化
技術における現場破砕に関連して有用である。オイルウ
ェルまたはガスウェルのような他のボアホールを地中へ
ボーリングする場合には、ウェルボァを所定距離の間拡
張することが必要でありまたは望ましいことがある。し
たがって、伸縮自在なドリルビッドを含むホールオープ
ナが発展した。伸縮自在ドリルビッドの一部はパイロッ
トホールおよび拡張チャンバを掘削するために伸縮自在
カッタと絹合せてパイロットビツドを含むものであった
。カツタを冷却しかつボアホールから切削暦を洗浄する
ためのボーリング流体として液体または泥を使用するボ
ーリングの場合には、ドリルパイプまたは導管を通して
ボーリング流体を下方に循環させることが通例であり、
流体はホールから切削屑を洗浄するためにパイプとボア
ホール間の環状空間を通って戻る。あるボアホールボー
リング作業の場合には、爆破孔および他のボアホールの
形成において、カッタを冷却しかつボア、ホールから切
削屑を除去するためにボーリング流体として空気または
ガスが使用される。

しかしながら、空気による切削暦の効果的な除去は液体
ボーリング流体と比較して比較的高いくみ出し速度を必
要とする。最も権威ある資料によれば毎分５０００フィ
ート（１５２４ｍ）の程度の空気くみ出し速度が要求さ
れる。したがって、ボーリング流体として空気を使用し
て、大きなボアホールがせん孔されつつあるときには、
ドリルパイプ外側の環状空間中のこのような空気くみ出
し速度は達成が困難でありまたボーリングリグにおいて
利用できるまたは経済的に実施できろをのを超えたコン
ブレッサ容量を必要とすることになる。

さらに、追加したコンブレッサがボアホール環状空間を
介する切削屑の効果的なくみ出しを引起こすのに十分な
空気を供給しうるとしても、拡張チャンバまたはボアホ
ール上方縞づ・された環状空間へ戻る空気の速度は出口
において不快なまでに騒々しいものになり、かつ切削肩
やダストの摩耗性のためにドリルパイプおよび拡張ボア
ホールの完全性が損害されることになる。特に、爆破孔
の場合には、拡張チャンバの始端における肩部の浸食は
爆破効果が低減されるため望ましくない。ボーリング流
体を適切なくみ出し速度で供給するためにボーリング流
体のいわゆる逆循環が試みられた。

この逆循環は空気をボアホール環状空間を通して下方に
循環させ、ついでビッドおよびドリルパイプを通して上
方に循環させることを含み、パイプの比較的小さいボア
内の速度は流路の横断面積が４・さいため非常に高くな
る。さらに、いわゆる二重同心パイプストリング中のボ
ーリング流体の循環があるボーリング作業において試み
られた。この二重同心パイプストリングにおいては同じ
の内側パイプと外側パイプが設けられ、両パイプはそれ
らの間の環状空間との蓮通を設定しかつ中央パイプボア
を通る流路を与える接続部を有する。しかしながら、パ
イプ接続部に良好なシールを与えかつ接続部を組立・分
解するためのレンチ区域または工具スロットを与えると
ともに、適切な流れ面積を維持することは、二重同心ド
リルパイプにおける問題点である。ドリルビッド上の伸
縮自在な、ビポット結合カッタ支持アーム拡張ボアホー
ルを開始するために空気によって外方へ膨張させられる
とき、空冷カッタビッド‘こおけるカツタへの空気の流
れは非常に大きいから、適度に短い時間のボーリングで
カツタの膨張を達成するのには不適切な圧力が存在し、
その結果として長いテーパ付側壁が形成され、この上を
ビポット結合カッタアームの後表面すなわち外表面が引
きずられて摩耗する。

かくして、カッタを担持するアーム上に膨張力を維持す
るとともに、ボァホーム拡張の初期段階中カッタから十
分な冷却空気を奪わないようにすることが望ましい。現
在利用できる空冷伸縮自在カツタは、カツタ支持アーム
中の空気の流れを可能にる構造が複雑であるとともに、
カッタヱレメントに作用する空気の清浄・冷却効果の点
で不十分である。

採鉱または採石作業における爆破孔の形成においては＾
はじめの第一のドリルビツドおよびドリルストリングで
パイロットホールをせん孔し、ついで、第二のバスにお
いて、第二のドリルストリングに沿って移動する伸縮自
在ドリルでパイロットホールを拡張するところのッーパ
ス（ｔｗｏ−ｐａｓｓ）法は、ボアホール拡張がパイロ
ットホールの底部まで実質的に続行される場合、すぐれ
た爆破孔形状を生ずることが見出された。ドリルストリ
ングの外側の環状ボアホール空間は、パイロットホール
を堀削するときには横断流れ面積が大きくなから、ボー
リング流体または空気は通常ドリルストリング中を下方
に循環させ、ついで環状空間中を上方に循環させること
ができ、環状空間中の流体または空気のくみ出し速度は
適切である。しかしながら、その後、第二のホール拡張
パスが行なわれつつあるときには、ボアホーム拡張は環
状流れ面積を非常に増大するから、現存のコンブレッサ
では必要な空気くみ出し速度が得られなくなる。逆循環
によって膨張させられる伸縮自在ビートが、二重同心パ
イプストリングを介して使用されてもその場合には、環
状空間を通して空気を供給するためにリグにおける異な
った装具の組立が必要である。一方、パイロットビッド
は、二重パイプ環状空間を通して空気を供給する二重パ
イプリグ装具と共に二重パイプ上に使用することができ
なかった。かくして、現存の設備の場合にはパイロット
ボーリングバスと拡張ボーリングパス用の２つの別個の
パイプストリングが要求されることになる。多少平坦な
底部を有する拡張チャンバを設けるためにッーパス法で
爆破孔を形成するときには、１９７６年９月２７日に出
願された米国特許出願第７２６，９４７号に詳細に開示
されているように、ボーリングの終結時に孔の底部に切
削屑や蓄積ダストが比較的に少ないことが望ましい。

蓄積破片は爆発効果を低減しかつベンチの除去または効
果的破砕を妨害しうる。しかしながら、孔の中に残留す
る切削肩やダストが依然として問題になっている。本発
明は、上述したボーリング作業において有用な改良逆循
環、二重ドリル、パイプおよびクロスオーバ装置に関す
るものである。

本発明に従って、パイプ間に密封接続部またはジョイン
トを与えるねじ付ビン端部およびボックス端部を有する
複数本のパイプで構成された二重同じパイプストリング
が提供される。

パイロットホールのボーリング中利用される１本のパイ
プはクロスオーバ構造体を有し、このクロスオーバ構造
体はパイロットビッドの上方で中央パイプを閉鎖し、空
気が中央パイプと外側パイプ間からパイロットビッドの
空気通路へ流れるようにし、それにより空気の帰還流は
パイプストリングとボアホール壁間の環状空間を上昇す
る。シールされたスィベル構造体はボーリング空気源か
ら中央パイプと外側パイプ間の空気を供給しかつシール
された二重パイプジョイントの１つによりパイプストリ
ングに結合された回転マンドレルを含む。さらに詳述す
れば、本発明は、パイプ間に内側ボアと外側流体通路を
画定する内側パイプと外側パイプを有する回転可能な二
重ドリルパイプストリング、ビッドを通ってボアホール
内へのボーリング流体の流れのための中央ボーリング流
体通路機構を有するドリルビッド、前記外側流体通路を
ボーリング流体源に接続するととも前記ドリルパイプの
回転を可能にする機構、および前記外側流体通路から前
記通路機構へボーリング流体を指向させるために前記ド
リルパイプに組込まれたクロスオーバ機構を含むもので
ある。

本発明は、これを実施する形態および方法の考察から明
らかにされるところの多くの他の利点および目的を有す
る。該形態および方法は本明細書の一部を構成する添付
図面に関連して本明細書に図示記載される。このように
な形態および方法は発明の一般原理を例示する目的で以
下に詳細に説明されるが、このような詳細な説明は制限
的意味にとられるべきでないことが理解されるべきであ
る。第ｌａ，ｌｂ図および第２ａ，２ｂ図を参照すると
、通常のドリルビッドＢで地層Ｆを通してせん孔するこ
とによってパイロットボアホールＰＨ（第ｌａ，ｌｂ図
）を最初にせん孔する装置が略図で示されている。

ドリルビッドＢは回転ドリルパイプのストリングＰの下
端に固着され、ドリルパイプストリングＰは適当な回転
駆動ユニットＤによって回転させられ、それによ夕りド
リルパイプＰが回転させられるにしたがって、ビツドＢ
上のカツタＣがボアまたはパイロットホールＰＨを漸次
にせん孔し、空気ボーリングの場合には空気圧縮機によ
うな適当なボーリング流体源から供給導管１０とフィベ
ルＳを介して０ボーリング流体が供給される。図示のよ
うに、ドリルパイプストリングＰは内側パイプｍと外側
パイプＯＰを有する二重同心ドリルパイプであり、ジョ
イントＪにおいて結合されかつ両パイプ間にそれぞれの
ジョイントを通して蓮適する環状空間Ａを画定するとこ
ろの適切な長さまたはセクションで構成され、それによ
りボーリング流体または空気がパイプ１０からスィベル
Ｓおよび環状空間Ａを通してクロスオーバュニットＣＯ
に供給さされ、ここで環状空間Ａは横通路１１を介して
クロスオーバュニツトの下端にある中空ボァ１２と蓮適
する。ビッドＢは通常のねじ付結合部１３によってクロ
スオーバュニツトの下端に結合されかつ中央貫通路１４
を有し、この通路をボーリング流体または空気がクロス
オーバュニツト通路１２から通り、ビツドＢを通ってボ
アホールＰＨ内へ流出し、ボアホール壁とドリルパイプ
ストリングＰ間に限定された環状空間１５を通って地表
面またはポアホールの出発機へ戻る。ボーリング流体ま
たは空気の流れはビッドＢのカツタＣを冷却しかつボー
リングが進行するにしたがってボアホールから切削肩を
洗浄するまたはくみ出す。一般に知られているように、
ドリルパイプとボァホール壁間の環状空間１５を通って
上昇する空気の速度は、ボアホールから切削肩をくみ出
すために毎分５０００フィート（１５２４ｍ）の程度で
なければならない。

第ｌｂ図に示すように、ビッドＢのゲージがドリルパイ
プストリングＰの直径よりごく僅かに大きいときには、
環状空間１５の環状横断面積は十分な速度の空気の流れ
を可能にする。たとえば、空気が圧縮機からドリルパイ
プストリングの環状空間Ａを通して１３０鷹ＣＦＭで供
給される場合には、ドリルパイプの直径は５３／４イン
チ（１４６側）であり、ピツドのゲージは７７′８イン
チ（２０仇舷）であり、ボアホールは大きな空洞や拡張
部を持たない規則正しいものであり、環状空間１５を通
って戻る空気のくみ出し速度は毎分８０００フィート（
２４３８ｈ）を超える程度すなわち切削肩を取出すのに
必要な最低速度をかなり超える程度になる。

このために、普通形または二重同Ｄ形のドリルパイプス
トリングを通して供給されるボーリング流体として、一
般的には他のガスを含む空気使用するボアホールのボー
リングが、爆破または他の採鉱作業用のボアホールを含
むボアホールを各種の地層中にボーリングするためにお
よびウェルボアのボーリングにおいて広く使用されてき
た。

第２ａ，２ｂ図に見られるように、クロスオーバ構造体
ＣＯを持たないドリルパイプストリングＰが伸縮カツタ
形のホールオープナまたはボアホール拡張ビッドＥＢに
結合され、ピッドＥＢは下部自由端にカツタＣを備えた
ビポツト結合カッタ支持アーム１６を有し、伸縮カッタ
が外方へ回動してボーリングが進行するにしたがって、
カツタは拡張ボアホールまたはチャンバＥＨを形成する
。

第ｌａ，ｌｂ図に関して説明したように、拡張ボアホー
ルまたはチャンバＥＨから切削屑を清浄するまたはくみ
出すために、空気がスィベルＳを通してドリルパイプス
トリングＰに供給されるべき場合には、くみ出し速度は
所要最低値以下になるであろう。たとえば、拡張ボアホ
ールＥＨは直径が１３インチ（３３０帆）であり、ボー
リング空気は１３０＄ＣＦＭで供給される場合には、拡
張ボアホール内の空気速度は毎分１７００フィート（５
１８ｍ）よりやや大きい程度である。

しかしながら、本発明に従って、矢印で示すように、空
気はスイベルＳを通して内側パイプ把と外側パイプＣＰ
間の環状空間Ａに供給され、ボアホール内へ流下し、つ
いで内側パイプｍに入り、その中を流上してその頂部か
ら流出する。内側パイプのボアは直径が２インチ（５０
．８伽）であり、１３０＄ＣＦＭで環状空間Ａを通して
供給された空の全部が２インチボアを通して表面へ戻さ
れると仮定すれば、くみ出し速度は毎分６０，０００フ
ィート（１８，２８８ｈ）の程度になる。したがって、
ボアホールに入った空気の１０％だけが内側パイプを通
って戻る場合には、くみ出し速度はなお毎分６０００フ
ィート（１８２８．８ｈ）の程度になり、これは切削肩
をくみ出すのに必要な最低速度を超えている。

既知のように、ドリルパイプストリングの中央を上昇す
る適切な空気の流れを確保するために、ドリルパイプス
トリングＰとボアホールＰＨの壁との間にバッフルを使
用することもできる。

しかしながら、本発明に従って、第２ａ図に見られるよ
うに、中央パイプ中を上昇する空気の流れは内側パイプ
ｍを通して空気を引出すために機構Ｖを設けることにっ
て高められる。ドライブユニットＤは図示のように液圧
モータＭのような適当なモー夕で駆動される伝動装置に
よって駆動される内側ドライブパイプ１７を有する。流
体と切削暦はドライブパイプ１７中を上昇してドライブ
ユニットハウジング内の放出チャンバ１７ａに流入し、
パイプ１７はそれと係合するパッキング１７ｂを有し、
ドライブユニットハウジング内へダストが入るのを防止
する。出口結合部１９はフアスナ１９ａでハウジングに
結合されかつハウジングチヤンバ１７ａから放出ホース
１９ｂまで流路を設定している。ベンチュリ機構Ｖは放
出ホース１９ｂと関連してホースを通る流れを誘導し、
したがってドリルパイプストリングの中央を通って上昇
する流れを誘導する。ベンチュリは放出ホース１９ｂに
取付けられかつ貫通流路１９ｄを有するハウジング１９
Ｃを含む。ハウジング１９Ｃ上のフランジ１９ｅは環状
空間または通路１９ｆを有し、これに入口導管１９ｇを
介して空気が供給される。環状ギャップ１９ｈは環状通
路１９ｆから流路１９ｄ内へ下流方向に閉口してギャッ
プの上流側の流路１９ｄ内の圧力を低減し、それにより
、空気がスイベルＳを通して供給され、内側パイプと外
側パイプ間の環状空間Ａを流下し、ビッドを通ってボァ
ホールに流入するにしたがって、ボアホールから内側ド
リルパイプを通って流上して放出ホースを通る流体の流
れが誘導される。ベンチュリすなわち真空発生機構Ｖは
、ボアホールの拡張が完了し、ボーリング空気の供給が
停止されたときに別の利点を与える。

ボーリング作業が終了したとき、ボアホールはある量の
切削屑がダストを含み、これはドリルパイプの外、側の
ボアホール内の環状空間中を上昇しており、ついでホー
ルの底部に沈降するものである。ベンチュリに連続した
空気の適用は放出導管中に流れを誘導し、それにより引
続いて空気が中央パイプ中を引上げられ、ボアホールの
底部から切削肩を上昇させる。真空操作中、ドリル、パ
イプＰを回転させればビッド上のカツタがホールの底部
にある切削肩をかくはんすることができる。

第３ａ，３ｂ，３ｃ，４図を参照すると、スィベル構造
体Ｓが詳細に示されている。

内部にスイベル構造体は貫通中央流路２１を有する細長
いボディまたはマンドレル２０を含む。その上端にボデ
ィ２０は外ねじ付ピン２２を有し、このピンはロータリ
ドライブ部材１７の内ねじ付ボックス２３に俵入し、都
材１７は前述したようにドライブユニットＤによって回
転させられる。ロータリドラィブ部村は貫通中央通路２
５を有し、この通路はスイベル通路２１ならびに放出導
管およびベンチュリ機構Ｖと蓮適する。その下端に、ス
イベルボディまたはマンドレル２０は内ねじ付ボックス
部分２６を有し、このボックス部分は外ねじ付ピン２７
と結合してジョイントＪを形成している。管状の外側ボ
ディセクション２８はボディまたはマンドレル２０のま
わりに配置されかつ適切な位置でこれに溶接されて内側
および外側ボディセクションを強固に結合している。

図示のように、外側ボディセクション２８はこれを内側
ボディセクションの上部分に固着する上部溶接部２９を
有し、外側ボディセクションに設けられた孔内に形成さ
れた、適当数の縦方向および円周方向に離間した溶接部
３０もまた両ボディセクションを結合するために設けら
れている。内側ボディセクション上に外側ボディセクシ
ョン２８を組付ける前に、内側ボディセクションにある
数の円方向に離間し、縦方向に延在するミリング加工ス
ロット３１が設けられ、スロット３１はさらに下方に延
在しかつ円周方向に離間したスロット３２（第３ｃ図）
と運通し、これらのスロットを通って空気がマンドレル
ボディセクション間を下方に流れるようになっている。
第３Ｃ図に見られるように、スロット３２はスロット３
１，３３より狭いが、深くなっており、それによりほぼ
同一の有効空気流面積を有する。スロット３２の幅が狭
いことにより、スイベルボディのある数の円周方向に離
間した位置に外方に関口したレンチスロット３４が形成
され、スロット３４はボディの縦方向に延在しかつ下向
きの肩部３５を与え、それにより、周知のように、垂直
支持工具および保持工具をボーリングリグによってボデ
ィに適用することができる。レワチスロット３４は内側
ボディ部分２０の外部に形成された外側スロット３６で
部分的に形成され、好適には溶接ビード３７がレンチス
ロツト３４内のボディ部分の界面のまわりに形成されて
いる。回転可能なスィベルボディ構造体のまわりには外
側スィベルハウジング構造体３８が配置され、このハウ
ジング構造体は、ボーリング作業中スィベルアセンブリ
の下方移動を可能にする適切な支持装置内に動かないよ
うに保持されるのに適応している。支持装置が図示され
ていないのは、それは本発明にとって重要ではなく、こ
のタイプの装置の使用で周知であるように、各種の支持
装置が使用されうるからである。

さらに詳述すると、外側の固定スィベル構造体３８は中
央環状部材３９を含み、この部材は回転可能な内側ボデ
ィ構造体のまわりに配置されかつ軸方向に離間した適当
な内側サイドリングシール４０，４１を担持する。

シール４０、４１は好適にはェラストマシールでありか
つ空気入口導管１０からのをスイベルアセンブリから捕
れないように密封するのに適応している。第３ａ図に見
られるように、導管１０は環状空間４２内へ閉口し、、
この環状空間４２はスィベル部村およびスィベルマンド
レルの外側ボディセクション２８の円筒壁に対向関係に
形成された環状溝４３、４４で画定されてる。環状空間
４２とマンドレルの縦方向に延在する流路またはスロッ
ト３１との間にはある数の円周方向に離間した半径方向
ボート４５が形成されている。上部ベアリング機構４６
と下部ベアリング機構４７は内側マンドレル構造体を外
側スィベル構造体内に回転可能に支持している。上部ベ
アリング機構４６は肩部４９上に着座する内側ベアリン
グレース４８を含み、肩部４９は外側マンドレルボデイ
セクション２８上に設けられかつベアリングェレメント
またはロ−ラ５１と係合する内方かつ上方に傾斜したレ
ースまたは表面５０を有する。

外側レース部材５１′はベアリングローラ５１によって
係合されかつベアリングリテーナ兼シールスリーブ５３
内に設けられたシート５２内に係合している。このスリ
ーブ５３は、中央スィベルハウジング部材３９上に設け
られた、上方に延在する環状フランジ５５上に５４にお
いてねじ係合しかつ上部の円周方向に延在しかつ内方に
突出するフランジ５５′を有し、このフランジはマンド
レルボデイセクション２０の外側円筒面と摺動可能にシ
ール係合する内側シールリング構造体５６を有し、それ
によりベアリング機構４６を浸食性ごみ類から保護して
いる。一方、下部ベアリング機構４７は内側レース５７
を有し、この内側レースはマンドレルボディ構造体上に
設けられたシート５８内に着座しかつベアリングェレメ
トまたはローラ６０によって係合される下方かつ内方に
傾斜した表面またはレースウェィ５９を有し、ベアリン
グローラ６０はまたシート６３内に配置された外側ベア
リングレース６２の対向する上方かつ外方に傾斜したレ
ースウェイ６１と係合し、シ−ト６３は、下部ベアリン
グリテーナスリープ６４で設けられている。このスリー
ブ６４はマンドレルハゥジング中央部材３９に設けられ
た、下方に延在する環状フランジ６６に６５においてね
じ結合されかつ円周方向に延在しかつ内方に突出する下
部フランジ６７を有し、このフランジ６７はマンドレル
構造体の外側円筒表面と摺動可能にシール係合する内部
シールアセンブリ６８を担持し、それにより下部ベアリ
ング機構アセンブリ内への異物質の侵入を防止する。以
上からわかるように、外側スイベルハウジング構造体３
８はスィベルマンドレル構造体のまわりに容異に組付け
ることができまたそれぞれのベアリングリテーナスリー
ブ５３、６４と中央ハウジング部材３９のねじ結合を分
離することによって修理のために容易に分解することが
できる。さらに、ベアリングリテーナスリーブ５３、６
４が除去されるとき、中央ハウジング部材３９をスィベ
ルマンドレルの端から軸方向上方へ移動させてシールリ
ング４０、４１を修理・交換することもできる。第５ａ
，５ｂ図ならびに第６，７図を参照すると、典型的なジ
ョイントＪが示されている。

各ジョイントＪはボックス端７０とピン端７１を含む。
ボックス端７０は内側管状部材７２から構成され、この
管状部材７２は適当数の円周方向に離間しかつ縦方向に
延在するミリング加工流路７３および貫通中央流路７４
を有する。その下端に、部材７２は下方かつ外方にテー
パした内ねじ７５を有し、このねじはピン部分の外ねじ
７６を受けるのに適応している。その上端に、ボックス
部材７２は環状シート７７を有し、このシートは流路７
４を取囲みかつ細長いパイプセクション７９の下方に延
在する円筒形端部分７８を受入れ、パイプセクション７
９は円周方向に連続する熔接部８０でボックス部材７２
に溶接されている。パィプ７９のまわりにはこれと共に
環状空間Ａを画定する細長い外側パイプ８１が配置され
、このパイプは半径方向開□８３内の適当数の円周方向
に離間した溶接部８２によってボックス部材７２の上端
に溶接されている。ボックス部材７２にはまた下方に延
在するコネクタスリーブ８４が溶接され、このスリーブ
はボッグス部材７２のまわりを下方に延在しかつ下向き
端部または肩部８５を与え、この肩部はねじ付ボッグス
セクションの下端８６より下に突出している。スリーブ
８４はその半径方向関口８８内に与えられた、適当数の
円周方向に離間した溶接部８７によってボックス部材７
２に溶接されている。さらに、上部パイプセクション８
１および下方に延在するスリーブ８４の対向端間には円
周方向に連続した溶接部８９が設けられている。外側コ
ネクタスリープ８４と内側ボツグス部材はまた溶接部９
０によりそれらの下端付近で結合され、この溶接部は内
側ポッグス部材７２の下端と下端肩部８５上方のコネク
タスリーブ８４の円周辺との接合部において円周方向に
延在する。第５ｂ図に見られるように、それぞれジョイ
ントＪのピン端７１を有する各パイプの上端は、ピンボ
ディセクション９２上に設けられた、上方かつ内方にテ
ーパしたピンセクション９１上に外ねじ７６を有し、ピ
ソボディセクション９２は縦方向に延在する貫通ボアま
たは流体通路９３を有し、この通路はカップリングのボ
ッグス機７０中の通路７４と整合するのに適応している
。その下端に、ピンボディセクション９２は内部環状シ
ート９４を有し、このシートは中央パイプ７９の上方に
延在する円筒形端セクション９５を受入れ、パイプ７９
は円周方向に連続した溶接部９６によりピンボディセク
ション９２に溶接されている。ピンボディセクション９
２の外周辺には、その上端に隣接して、ある数の円周方
向に離間した、縦方向に延在するスロット９７が形成さ
れ、スロット９７は比較的により狭いが、より深い縦方
向に延在するスロット９８と蓮通し、スロット９８はそ
れらの下端においてさらに縦方向に延在するスロット９
９と蓮適している。スロット９７は、ポッグス端８６の
最下端と外側ピンコネクタスリーブ１０２の上端の上向
き表面または肩部１０１との間の環状空間１００と蓮適
している。下部スロット９９は下部パイプ８１と下にあ
るユニットの内側パイプ７９との間の環状空間Ａと蓮適
している。前述したスロット３２、３３の場合と同様に
、スロット９７、９９の横断面積は、それらの円周方向
長さがよ狭いスロット９８より比較的大きいため、スロ
ット９８と実質的に同一の横断空気流面積を有する。外
側ピンスリーブ１０２は、スリーブ１０２の半径方向開
口１０４内に形成された、適当数の円周方向に離間した
溶援部１０３により、かつ、スリーブ１０２の上端およ
びピンボデイ９２の上部外縁に形成された溶接部１０５
により、内側ピンボディセクション９２に溶接されてい
る。第７図に見られるように、比較的狭い、円周方向に
離間したスロット９８は、円周方向に離間したまたは半
径方向に対向するレンチスロット１０６が形成されうる
ところのボディ９２の実質的なセグメントを与え、これ
らのスロット１０６は縦方向かつ円周方向に延在し、ボ
ーリングＩＪグの通常の保持および支持部材と係合可能
な、縦方向に延在する対向肩部１０７および下向き水平
面１０８を与える。リグ上に設けられかつレチスロット
内に係合する突起につてピン端を保持することにより、
上にあるパイプをリグで回転させてピンとボツグス間に
ねじ結合を構成することができる。第５ａ図を参照する
とわかるように、ピン９１の上端ａには、ボツグスボデ
イセクション７２と係合するための弾性シール機構が設
けられている。

さらに詳述すると、ピンセクション９１の上端９１ａに
は円周方向に延在する環状溝９１ｂを有し、この中に環
状ェラストマまたは他のシールリング９１ｃが配置され
、このシールリングは常時表面９１ａの外方すなわち上
方に突出している。シールリング９１ｃは、ジョイント
を構成するとき、ボッグスボディセクション７２内に設
けられた下向き肩部９１ｄに対して弾性的にシール係合
する、このシール構成によりピンセクションとボッグス
セクションは肩部１０１と８５において当接し、内側パ
イプと外側パイプ間に流体密シールを形成し、弾性シー
ルリング９１ｃが環状空間Ａから内側パイプを介する中
央通路内への空気流を防止する。第８ａ，８ｂ図を参照
すると、クロスオーバアセンブリＣＯが詳細に示されて
いる。

このアセンブ川ま貫通流路１１０および上部の内側ボデ
ィセクション１１１を含む細長い中央セクションを含み
、内側ボディセクション１１１は上方のパイプセクショ
ンの下端にあるボツグスねじ７５と係合したねじ付ピン
端１１２を有する。そ下端に、内側ボディセクション１
１１は環状シート１１３を有し、このシートは下端細長
いクロスオーバボディセクション１１５の端突起１１４
を受入れ、ボディセクション１１５は円周方向に連続し
た熔接部１１６によりボディセクション１１１に溶接さ
れている。上部ボディセクション１１１はミリング加工
した細長いスロット１１７を有し、スロット１１７はそ
れらの下端において内側ボディセクション１１５と外側
管状ボディセクション１１８間の環状空間Ａ内へ閉口し
、外側管状ボディセクション１１８は１１９において上
部の外側ボディセクション１２川こ熔接され、外側ボデ
ィセクション１２川ま、ねじ結合されたとき、上部パイ
プセクションの下向き肩部と係合可能な上向き肩部１２
１を与える。また、前述したように、ピン１１２はその
上端表面に環状の弾性的に変形可能なまたはェラストマ
質のシールリング１２２を担持し、このシールリングは
環状空間Ａからアセンブリを通る中央通路内への空気流
を防止する。上部の外側ボディセクション１２川まその
孔１２４内に形成された適当数の溶接部１２３により内
側ボディセクション１１１に熔接され、下部の外側ボデ
ィセクション１１８もまた溶接部１１９の下方でボディ
セクション１１８の孔１２６内に形成された適当数の溶
接部１２５により内側ボディセクション１１１に溶接さ
れている。クロスオーバアセンブリＣＯの下端において
、１内側管状ボディ部材１１５と外側管状ボディ部村１
１８はクロスオーバ・コネク夕部材１２７に接合され、
部材１２７はビットＢの外ねじ付ピン１２９に結合され
たねじ付ボッグス１２８を有する。

クロスオーバ・コネクタ部材１２７は環状シート１３１
を与える円筒形ボディー３０を有し、シート１３１は内
側ボディセクション１１５の下方に延在する円筒形部分
１３２を受入れ、２つの部分は円周方向に連続した溶接
部１３３で熔接されている。図示のように、コネクタボ
ディ１３０は上部ボディセクションの中央にある流体通
路１１０の下端を閉鎖している。外側管状ボディセクシ
ョン１１８は、円筒形クロスオーバポディ１３０を包囲
するボディセクション１１８の部分の孔１３５内に形成
された。ある数の円周方向に離間した溶接部１３４によ
じクロスオーバ・コネクタ部材１２７に強固に結合され
ている。ボディセクション１１８の下端とクロスオー・
コネクタ部材１２７との間には別の円周方向に連続た溶
接部１３６が設けられている。クロスオーバボディ１３
０の側部にある、ある数の円周方向に離間した、細長い
ミリング加工スロット１３７は、環状空間Ａと蓮通しま
たクロスオーバポディ１３０１こ形成されかつスロット
１３７とボディ１３０の中央ボア１４０との間に形成さ
れた、ある数の半径方向ボート１３９と蓮適している。
ボア１４０はビットＢを通る中央流路１４１内へ下方に
閉口し、それにより環状空間Ａを通って下方へ流れる空
気がビットＢに入り、第ｌａ図に関して前述したように
、ボアホール内へ放出される。第１０ａ，１０ｂ，１０
ｃを参照すると、本発明の伸縮自在カツタホール、オー
プナまたはホール陥張ビットが示されている。ビットＥ
Ｂは細長い管状ボディ１５０を含み、この管状ボディは
ドリルパイプＰの下端にあるねじ７５とねじ係合しかつ
ドリルパイプセクションの下端と１５２において肩部接
触する上部ピン機１５１を有し、ピン１５１はその上端
にボッグス７０内で係合可能なェラストマ質または弾性
シールリング１５３を担持し、外側流路とホールオープ
ナビツトのボディを貫通する内側流路１５４との間にシ
ールを与えている。ビットボディ１５０１こ沿い円周方
向に離間した位置にある数の細長いミリング加工スロッ
ト１５５が設けられ、スロット１５５はボディの上端の
接続部を通してドリルパイプストリングの環状空間と蓮
通し、ビットボディの外側ボディスリーブまたは都材１
５６は、スロット１５５に対する角離間関係においてボ
ディ部材１５６にある孔１４８内に形成された熔接部１
４７により、ある数の円周方向に離間した位置において
溶接されている。

下端において、流体通路１５５は外側ボディ部材１５６
にある横開□１５７（第１１図）を通してピストン・シ
リンダ機構１５９で設けられたピストンチャンバ１５８
と運通している。

このピストン・シリンダ機構１５９は、カッタアーム１
６が収縮させられるところの第１０ｂ，１０ｃ図に示す
位置とカッタアーム１６が膨張させられるところの第１
５ａ，１５ｂ図に示す位置との間で、外側のカッタアー
ム支持構造体１６０を内側ドライブまたはマンドレルセ
クション１６１に対して縦上方へ変位させるのに適応し
ている。外側のカッタアーム支持構造体１６０は、円周
方向に離間した位置に、ミリング加工されついで細長い
シート１６５内に溶接された細長い閉鎖ストリップ１６
４で密閉された細長い流体通路またはスロット１６３を
有する管状部材１６２からなる。

部材１６２のまわりの交互の角度的に離間した位置に追
加通路またはスロット１６６があり、通路１６６は通路
１６３より幾分短か〈かつ部材１６２にあるシート１６
７′内に溶接された細長い閉鎖ストリップ１６７で密閉
されている。後述するように、通路１６３はカッタアー
ム１６上のガンタＣに空気を供給するのに適応しており
、通路１６６は外側ボディ部材１６２の下端セクション
１６９にある通路１６８と蓮通し、これらの通路１６８
はノズル１７川こ通じ、これらのノズル１７０はボディ
の下端内に担持されかつビットのカットの方向に指向さ
れ、それによりノズルから放出された空気がカッタ上に
吹きつけられ、カッタから切削肩を除去しかつビットを
冷動作状態に維持する。複数の円周方向に離間したスロ
ット１７１においてボディ部材１６２の下端セクション
１６９によりそれぞれのカッタ支持アーム１６が担持さ
れている。

ピボットピン１７２がカッタ支持ア−ム１６の上端部１
７３を通ってスロットの両側にある整合ボア１７４内へ
延在する。第１４図に見られるように、ピンは一端にお
いてストップ１７５と係合しかつボディにねじ込まれた
適当なねじ部材１７６によって定位層に保持されている
。前述したように、ボディ部材１６２の通路１６３から
の空気はカッタＣに指向されるのに適応している。かく
して、通路１６３は下端においてボァ１７７内へ閉口し
、可操性の、好適には金属製の流体コネクタ１７８は、
ボア１７７内に接続されたフィツティング１７９および
カツタ支持アーム１６に形成された細長い通路１８１と
蓮適する別のフィッテイング１８０を有する。図示の実
施態様においては、アーム１６は二部分構造体であり、
ピボツト端１６ａとカッタ支持端１６ｂを含み、これら
の部分は溶接部１６ｃにより流体通路１８１の連続性を
与える管状インサート１６ｄと接合されている。通路１
８１に供給される空気は後述するようにカッタＣを冷却
するのに適応している。内側ボディまたは駆動部村１６
１は外側部材１６２内で往復動可能に延在しかつその下
端に管状部材１８２を有し、都材１８は、ボディ部材１
６１の下端にあるシート内に配置されかつ割り形リテー
ナリング１８５のような適当な装置により定位層に保持
された頭部１８３を有し、リテーナリング１８５はまた
ボール１８６によって定位直に保持されボール１８６は
リテーナリング１８５の外周のまわりかつシート１８４
の内周壁のまわりに設けられた対向同弧状表面内に係合
している。

管状部材１８２は外側ボディセクション１６２の中央部
内を下方に延在してブッシング１８７を通り、ブツシン
グ１８７はスナップリング１８８により外側ボディ部材
１６９の下端にあるウェブ１９０内に設けられたボア１
８９内に保持されている。

管状部村１８２を通って流体通路１９１が延在し、この
通路１９１は内側ビットボディ部材１６１を通る中央通
路１５４と運通している。管状部材１８２中を流れる空
気は切削屑や研摩ダストを担持しているから、都材１８
２はの下端に耐摩耗性リングインサート１９２を設ける
ことが好ましい。カッタ支持アームを第１０ｃ図の位置
から第１５ｂ図の位置まで外方に膨張させる構造体の動
作におて、管状部材１８２の一側部に外方突起１９３が
設けられ、それぞれの支持アーム１６の内側に設けられ
た、下方さつ内方へ円弧状に延在するカム面１９４と係
合するようになっている。

カム面１９４の下端にはロック面１９６があり、このロ
ック面１９５は、第１５ｂ図に見られるようにアーム１
６が完全に回動膨張したとき、突起１９３と係合してビ
ットボディ部材の逆運動が起こるまでアームを膨張位置
に機械的にロックする。ビットボディ部材のこのような
逆運動に際して、管状部材１８２上に設けられた外方に
突出しかつ上向きの肩部１９６が、それぞれの支持アー
ム１６の上端１７３にある下向きラグまたは突起１９７
と係合し、それにより支持アーム１６を第１５ｂ図の膨
張位置から第１０ｃの収縮位置まで回動させ、それによ
りビット構造体をホールからドリルパイプ上に取出すこ
とができる。前述したように、内側ビットボディ部材１
６１は、ドリルパイプストリングの回転に応動して外側
ビットボディ部材１６２を回転駆動するのに適応した回
転駆動部材であり、それによりビットカッタがビットの
軸を中心として回転すなわち自転させられる。

ビットボディ部材間の回転駆動は第１３図に示すように
して与えられる。すなわち、図示のように、内側ボディ
部材１６１の両側には対向関係に配置された弦状平坦部
１９８があり、平坦部１９８は、外側ボディ部材内に挺
持されかつ溶接などにより定位直に固定された、セグメ
ント状のトルク伝達部材１９９と情動係合可能である。
前述したように、ピストンチャンバ１５８形成するピス
トン・シリンダ機構１５９は、カツタアーム１６が膨脹
させられるべきとき、外側ボディ構造体１６０を内側ボ
ディ構造体１６１に対して上方へ移動させるように作用
する。

第１０ｂ図を参照するとわかるように、ピストン・シリ
ング機構１５９は上部管状頭部２００を含み、この頭部
は、外側ボディ部材１６２で担持されかつ頭部２００外
周のまわり‘こ形成された関口または溝２０２内へ延在
する保持ねじ２０１のような手段により、外側ボディ部
材１６２の上端内に固着されている。ボディ部材１６２
と頭部２００の外周との間には外部シールリング２０３
が配置され、内部サイドシールリングまたはピストンリ
ング２０３′は頭部で担持されかつ上部外側ボディ部材
１５６の外側円筒表面と情動可能にシール係合している
。別のワィパまたは弾性シール２０４は頭部２００の上
端で担持されかつボディ部材１５６の円筒形外表面と摺
動可能に係合している。さらに、頭部２００とボディ部
材１５６間の摺動接続部を潤滑するために、適当なグリ
ースフイッテイング１０６を通してピストンリングシー
ル２０３′上方の環状空間２０５およびワィパリングシ
ール２０４に潤滑剤が供敦台される。頭部２００の下方
には内側ボディ部材１６１によって別の頭部材またはリ
ング２０７が担持され、このリング２０７はボディ部材
１６１の外周のまわりに配置されかつストップリング２
０８上に着座しかつボディ部材１６１にねじ込まれたあ
る数の円周方向に離間した保持ねじ２０９によって定位
層に保持されている。静シールリング２１０はボディ部
材１６１とりング２０７の内周との間に配置され、摺動
弾性リングシール２１１はリング２０７によりその下端
に隣接して坦持されかつ外側ボディ部材１６２の内側円
筒表面内に摺動可能にシール係合している。かくして、
スィベルを通して内側パイプセクションと外側パイプセ
クション間の環状空間Ａに供Ｖ給された空気は、それぞ
れのジョイントを通って下方へ流れてビットマンドレル
に設けられた空気通路１５５に達することができる。通
路１５５の下端にあるボート１５７は通路１５５とピス
トンチヤンバ１５８間の蓮通を与え、その結果としてピ
ストンチャンバ内の空気の圧力が、ビットマンドレル１
５６の外周と外側ボディ部材１６２の内周との間の頭部
２００の環状横断面積を横切って上方に作用し、外側ボ
ディ材したがってビット支持アーム１６を内側ボディ部
材およびマンドレル管１８２上カム部材１９３に対して
上昇させるための上向き力を与える。このうな上方移動
はビットアーム１６の外方膨通を漸次引起こす。すなわ
ち、ドリルパイプの回転によりカッタＣが拡張ボアホー
ルＥＨ内で下向きの上部肩部を形成する。適当数の円周
方向に離間した４・ボート２１３は頭部２００直下のピ
ストンチャンバ１５８と外側ボディ部材１６２の空気通
路１６３との間を蓮通させ、それによりピストンチャン
バに供給された空気の一部分が通路１６３を通りついで
可擬性コネクタ１７８を通ってビットアーム１６の空気
通路１８１に至る。

第１７図を参照するとわかるように、カッタアーム通路
１８１はカッタＣに空気を供給してこれを冷却するのに
適応している。

通路１８１は通路１８１ａを介してボア１８１ｂと蓮通
し、ボア１８１ｂから空気は別の通路１８１ｃを通って
流れ、この通路１８１ｃは回転円錘形カツタェレメント
２２１用のジャーナルまたはマウント２２０を通って延
在し、カッタェレメントは周知のように適切なカッティ
ングパターンに配置された適当な硬質切削インサート２
２２を担持する。カッタのジャーナルまたはマウント２
２０と円錘形カッタェレメント２２１の間には、マウン
ト上の円錘形部材２２５内の対向平行ベアリング面２２
４と係合する適当なローフベアリング２２３がある。さ
らに、マウント２２０上および円錘形カッタェレメント
２２１内の対向する円弧状シート２２７と２２８間には
ボールベアリングェレメント２２６が配置され、これら
のボールは最初にボア１８１ｂを通して供給され、マウ
ント上にカッタェレメント２２１を回転可能に保持する
働きをする。ベアリングボール２２６が装置された後、
これらはリテーナ２２９で定位層に保持され、このリテ
ーナ２２９はボア１８１ｂ内に配置されマウント内の表
面２２７に対応する内側円弧状表面２３０を与えるもの
であり、リテーナ２２９はついで溶接部２３１によって
定位層に固着される。さらに、端ベアリングまたはスリ
ーブ２３２がマゥント２２０の縮小端と円銭形部材２２
１内の端ボアとの間に配置されている。空気通路１８１
ｃはマウント２２０の内端を通って閉口し、通路１８１
を通して供給された全空気がカッタ円錘体とマウント間
に流出してベアリング２３２、２２６、２２３のまわり
を通るようになつている。前述したようにピストンチャ
ンバ１５８から流体通路１６３へ、ここからカッタへ通
ずる比較的４・さし、ボート２１３は、最初の閥孔作業
中にはカッタを効果的に冷却するのに十分な流量を与え
るが、カツタが第１５ｂ図の位置へ外方に膨張してこの
位置に機械的にロックされた後には、大量の空気をカッ
タに供給してそれらを冷却することが望ましい。

したがって、第１０ｂ図を再び参照するとわかるように
、追加の流体ボート２１３ａがボディ部村１６２に設け
られ、空気通路１６３と蓮通している。

これらのボート２１３ａは、スリーブ２０７とボディ部
材１６２の内周との間の下部サイドリングシール２１１
および上部サイドリングシール２１２によって最初には
閉じられている。しかしながら、ボディ部村１６２が第
１５ａ図の位置まで上方に移動すると、比較的大きいボ
ート２１３ａは上部サイドリングシール２１２上方へ移
動した後ピストンチャンバ１５８と蓮通し、それにより
追加の空気がカッタ支持アーム中の通路およびカツタに
供聯合される。さらに、第１０ｂ図を参照するとわかる
ように、ボディ部村１６２は通路１６６と蓬適する追加
の円周方向に離間したボート２１３ｂを有し、通路１６
６は外側ビットボディセクション１６９の下端にあるノ
ズル１７０１こ通じている。これらの追加ボート２１３
ｂもまた最初にはボディ部材１６２とスリーブ２０７間
の下部シール２１１と上部シール２１２との間に位置し
、それによりこれらのボート２１３ｂと流体通路１５５
間の運遍は最初には阻止されている。しかしながら、こ
の場合にも、ビットの外側ボディが上方に移動しかつビ
ットアーム１６が完全に膨張すると、これらの追加ボー
ト２１３ｂもまたピストンチャンバ１５８と運通し、そ
の結果としてピストンチヤンバに供給された空気の一部
分がノズルへ流れるようになり、ノズル１７０は、１６
図に見られるように、カツタの方向に指向され、それに
よりカッタに対して空気ブラストを発生してカツタから
切削肩を吹き飛ばしかつカツタの冷却を維持する。はじ
めに第１図に示すようなパィロツトホ−ルＰＨを形成し
、ついで拡張ボアホールＥＨを形成するために上述した
装置の使用においては、装置の各コンポーネントは好適
には、ボーリング作業に空気を供給するコンブレッサ、
各コンポーネントがボーリング作業中ストリングに構成
されうるようにするそれらの適当な支持体、および各コ
ンポーネントが共に回転されうるようにするそれらの係
合・支持工具を有するボーリングリグによって担持され
る。

最初に、クロスオーバＣＯが通常のボ−リングビットＢ
およびスィベルＳと共にかつ適切な長さの中間二重同心
パイプと共に組立てられる。ボーリング空気が導管１０
に供給されるときにパイプストリングに回転が加えるる
。空気はパイプストリングの環状空間Ａ中を流下し、ク
ロスオーバ中を横断して中央ビット通路に達し、ついで
ドリルパイプの外側の環状空間１５を通って地表へ戻る
。これは、二重同心パイプおよびクロスオーバの使用を
除いては、大体標準のボアホールボーリング作業であっ
て、二重同Ｑパイプの代物こ普通のドリルパイプを使用
して行なうこともできる。パイロットホールＰＨが所望
深さまでせん孔された後、ボーリングストリングはポア
ホールから取出され、ビット・クロスオーバアセンプリ
が除去される。ついで伸縮自在ビットＥＢがパイプスト
リングに施され拡張チャンバまたはホールＥＨの形成を
開始すべき位置までボアホールの中に降下される。空気
はボーリング流体導管とベンチュリＶに同時に供給され
、ドリルパイプストリングを回転させてパイロットホー
ル堂に対するカツタＣの切削作用を開始する。

切削肩は、伸縮自在アームを通ってカッ夕Ｃへ循環した
空気の部分と共に、ベンチュリ装置Ｖにより生じた誘導
流で助長されて、中央パイプを通って上方へ逆流する。
カッタＣへのボーリング空気の流量は最初にはカツタ膨
張用ピストンチヤンバ１５８とカツタ間を運通する比較
的小さいボート２１３によって制限されているから、高
い空気圧が得られ、それによりカッタを外方へ強く移動
させて地層に急速に切込み、カッタアーム１６の外表面
が切込まれた肩部において地層上を引きずれるのを防止
する。カッタが完全に膨張しかつ支持アーム上のマンド
レルのカム作用によって定位直にロックされかつカッ夕
を冷却・清掃するためにより多量の空気がカッ夕を通し
て循環させられるようになったとき、空気の残部はノズ
ル１７０を通してビットの方向に噴射されてさらにビッ
トを清掃・冷却する。ついでボーリング作業は、たとえ
ば、前記特許出願のッーパス爆破孔形成法の場合のよう
に、拡張孔が原パイロットホールの深さと同一深さまで
掘削されるまで続行される。ついでドリルパイプ中の空
気の循環およびボーリンズスラストの印加は終止するこ
とができ、その間ベンチュリへの空気の供給は続行され
る。環状空間を通って地表に戻る空気によって上方へ運
ばれた切削屑やダストは、ボアホールの底部へ沈降する
であろう。ドリルパイプの連続した回転によってカッタ
に沈降ダストや切削肩をかくはんさせることができ、環
状空間を通って流下し、ついでドリルパイプの中央を通
って流上する空気の流れが、ベンチュリの影響の下に作
用して孔を比較的清浄にする。

【図面の簡単な説明】

第ｌａ，ｌｂ図は、共に、本発明の二盾ドリルパイプス
トリングを利用する、地層内へのパイロットポアホール
のボーリングを示す略図を構成し、第ｌｂ図は第ｌａ図
の下方延長である。 第２ａ，２ｂ図は、共に、本発明の伸縮自在ビットおよ
び二重パイプストリング中の逆循環を利用する第ｌａ，
ｌｂ図のパイロットボア、ホールの拡張を示す略図を構
成し、第２ｂ図は第２ａ図の下方延長である。第３ａ，
３ｂ図は、共に、スィベル構造体を通る拡大縦断面を構
成し、第３ｂ図は第３ａ図の下方延長である。第３ｃ図
は第３ｂ図の３ｃ−３ｃ線断面図である。第４図は第３
ａ図の４一４線断面図である。第５ａ，５ｂ図は、共に
、典型的な二重パイプジョイントを示す第１図の５−５
線断面拡大図を構成し、第５ｂ図は第５ａ図の下方延長
である。第６図は第５ａ図の６一６線断面図である。第
７図は第５ｂ図の７−７線断面図である。第８ａ，８ｂ
図は、共に、パイロットボアホールをせん孔するために
使用する二重パイプストリング内のクロスオーバュニッ
トを示す、第１図の８−８線断面拡大図を構成し、第８
ｂ図は第８ａ図の下方延長である。第９図は第８ｂ図の
９−９線断面図である。第１０ａ，１ｏｂ，１０ｃ図は
、共に、収縮状態のカッタでボアホールを拡張するため
に使用する伸縮自在ビットを示す、第２図の１０一１０
線断面図を構成し、第１０ｂ，１０ｃ図は第１０ａ図の
下方延長である。第１１図は第１０ｂ図の１１−１１線
断面図である。第１２図は第１０ｂ図の１２一１２線断
面図である。第１３図は第１０ｃ図の１３一１３線断面
図である。第１４図は第１０ｃ図の１４−１４線断面図
である。第１５ａ，１５ｂ図は、共に、第２図における
ように膨張したカッタを示す、第１０ｂ，１０ｃ図に対
応する断面図を構成する。第１６図は第１５ｂ図におけ
るよに膨張したカツタを示す伸縮自在ビットの底面図で
ある。第１７図は空冷カッタの１つの詳細を示す第１６
図の１７一１７線断面拡大図である。Ｆ・・・・・・地
層、Ｂ・・・・・・ドリルビット、Ｐ・・…・ドリルパ
イプ、Ｄ…・・・回転駆動ユニット、Ｃ・…・・力ツタ
、ＰＨ……パイロットホール、Ｓ……スィベル、１０・
・・・・・空気供給導管、ＩＰ・・…・内側パイプ、Ｏ
Ｐ・・・・・・外側パイプ、Ｊ……ジョイント、Ａ…．
・．環状空間、Ｃ○・・・…クロスオーバュニット、Ｖ
……ベンチユリ、ＥＢ・・・…ビット、１６．．．…力
ツタアーム、２０……マンドレル、１５８・・…・ピス
トンチヤンバ、ＥＨ・・・・・・拡張孔、１７０……ノ
ズル。 〆Ｇ．れ． 〆的，仏， あ的．＆． 〆的．偽． 対ｒＧ．私 冬Ｇ・３Ｃ‐ 之Ｇ・灸・ 〆的．ム‐ ふＧ・占ｑ・ あれ．私・ 〆．Ｇ．を Ｊ‘二，． ｒＧ．夕． 〆ｒＧ‐舷・ ぷＧ．偽・ ふＧ．れ． あれ・他ｑ・ れＧ．れ〇ろ・ ′Ｇ．人そ． ふＧ．け． 対Ｇ・他Ｃ・ ふＧ．杉． ぷ比・必。 ・ｒＧ‐〆６ム・ ぷＧ〃・ ぷＧ．れ．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パイプ間に内側ボアと外側流体通路を固定する内側
   パイプと外側パイプを有する回転可能な二重ドリルパイ
   プストリング；ドリルビツドを通つてボアホールに入る
   ボーリング流体の流れのために中央ボーリング流体通路
   機構を有するドリルビツド；前記外側流体通路をボーリ
   ング流体源に接続するとともに前記ドリルパイプの回転
   を可能にする機構；前記外側流体通路から前記通路機構
   へボーリング流体を指向させるために前記ドリルパイプ
   に組込まれたクロスオーバ機構：前記ビツトから前記ク
   ロスオーバ機構の反対側で前記内側ボアを閉鎖する機構
   ；からなることを特徴とする、地層中へボアホールをボ
   ーリングする装置。 ２ 前記クロスオーバ機構が、外側管状部材と内側管状
   部材を含み、前記部材間に前記ドリルパイプの前記外側
   流体通路と連通する外側流体通路を画定し、前記内側管
   状部材が前記ビツドの前記通路機構と連通するボアを有
   し、かつ前記外側流体通路と前記通路機構間に接続ポー
   トが設けられている特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記クロスオーバ機構が、外側管状部材と内側管状
   部材を含み、前記部材間に前記ドリル、パイプの前記外
   側流体通路と連通する外側流体通路を測定し、前記内側
   管状部材が前記ビツドの前記通路機構と連通するボアを
   有し、かつ前記各外側流体通路と前記ビツドの前記通路
   機構との間に接続ポートが設けられ、前記内側管状部材
   が前記ポートと前記ドリルパイプの前記ボア間に前記ボ
   アを閉鎖する前記機構を有する特許請求の範囲第１項記
   載の装置。４ 前記クロスオーバ機構が、前記クロスオ
   ーバ機構を前記パイプストリングに取外し可能に結合す
   るジヨイント機構を有する特許請求の範囲第１項記載の
   装置。