JPS6095195A - サツカー・ロツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサッカー・ロッドを有ず°る深井戸ポンプに関
し、ここに昇水管内のサッカー・ロッドシステムに吊下
げられたピストンが、地上ポンプ駆移動できる構成をと
る。

この種のボンｆにおいては、地上のポンプ自体はその駆
動源から数千メートルも離隔しうる。サッカー・ロッド
を通しての力の伝達が非常に重要である。サッカー・ロ
ッドは、そのねじ留め郡全体の長さではＩ￥：７タメー
トルの標準構造鋼鉄のロッドからなる。このサッカー・
ロッドのシステムまたは集合体は非常に重いものである
。

このポンプによ多供給される材料は腐蝕性成分を含みう
るので、カナダ特許第１０１７タ１／明細書においては
この鋼鉄ロッドを複合繊維材料製のロッドに置きかえる
ことが提案された。複数のロッドを共に連結できるよう
にするため鋼鉄のスリーブが各ロッドの端部に溶接され
る。かがるスリーブによる多大な製造コストおよび附加
的重量は別としても、連結部は未だに腐蝕され易いとい
う弱点を呈するだけでなく、繊維強化ロッドの有する機
械強度では充分に役を果し得ない。

本発明の目的は、深井戸用ポンプのためのサッカー・ロ
ッドのシステムを提供するにあり、これによシ従来公知
のサンカー・ロッドに生じた問題を除去するか、または
少なくとも減少させることＫある。かかる問題は、サッ
カー・ロッドのシステムを複数の単一方向に強化された
複合繊維ロッドから構成し、該繊維ロッドは相互に関し
て実質的に平行に延長するが相互には接触せず、その各
々は／　ｔａより少ない断面積を有し、この断面積は該
複合繊維ロッドの全長に亘シ同一とすることを特徴とす
る。本発明の更に開発された諸具体例は本願特許請求の
範囲の各々に記載される。

本発明により達成された利点は特に、使用される材料に
よシ腐蝕の問題を生ずることなく、またロッドを連結す
るスリーブを排除することによシＭ量の相当な節約をも
たらし、従って駆動力や力伝達装置の安定をそれ程高く
する必要もなくそして更に、簡単な組立構成による経済
的利益が得られる点に存する。

本発明によれば、１個の複合繊維ロッドの欠陥を生ずる
ことが防がれる。

本発明の力伝達システムは僅か２個の連結要素のみを必
要とし、７個は頂部にそしてもう７個は底部に、都合良
くは錨締板の形状で使用する。

これらの連結要素が、その腐蝕性環境のため高価な鋼鉄
から製造されねばならないとしても、非常圧安価でかつ
軽量となる。本発明のサッカー・ロッドのシステムは、
優れた機械強度特性を有する単一方向強化複合繊維材料
を使用することにより多大な有用性を生ずる。

サッカー・ロッドシステムは幾つかの複合繊維ロッドか
ら形成されるので、ロッドの数を変化させることによっ
て個々の要求に容易に適合できる。

例えば０．７５　ｄの断面を有する複合繊維ロッドの巻
き上げた無端ストランドで、原則として実用上総べての
要求に応じうるものである。総べての場合、複合繊維材
料のロッドは下部の錨締板から上端へと連続的に伸び、
これにより、鋼鉄ロッドを使用する際に屡々実施されね
ばならない断面の適利となる。

本発明の複合繊維ロッドは単一方向に強化された材料、
例えばＥ　Ｐ　−Ｐ　Ｓ　Ｏ，０００，７３≠の如き、
そして例えば商品名ポリスタール■（ＰＯＬＹＳＴＡＩ
、■）で市販の如き材料からなる。かくして適切な材料
はガラス繊維、炭素繊維またはアラマイト繊維から構成
される無端フィラメントを７０乃至と夕重量％で含む総
べての複合繊維ロッドである。エポキシ、ポリエステル
、ポリウレタンまたはフェノール樹脂も反応樹脂として
使用できる。総密度は／、弘乃至、２．２　ｋｇ／ｄｍ
２間である。適した断面積は２０　ｔｐｍｉ”と７００
ｗｎ２の間で、特に≠０■２とＩＯｔｗｎ２間が好まし
い。引張強度は／、００ＯＮ乃−と２．００ＯＮｈｉ間
で曲げモジ−ラス（全断面に対して）はｔｉｏ、ｏｏ。

Ｎ／ｍ２と２００．０００　Ｎ／ｍ２間である。上記の
寸法の複合繊維ロッドはドラムに巻き取ることができる
。

輸送および昇水管への導入の際の処理は事実上簡単であ
る。幾つかの貫通孔は完全には垂直に伸びないか、また
は数ケ所でセットバックさせたシ彎曲させたりできる。

本発明のサッカー・ロッドはかかる不規則性を償うに充
分かつ特に適している。

この目的で、昇水管に沿った幾つかのレベルで、該ロッ
ド上にスペーサ形状の案内または支持要素を提供する。

これらスペーサは熱可塑性ポリマーから製造するのが好
ましく、例えば緊締（クランピング）によりサッカー・
ロッドに取り付は得る。

更に本発明のサッカー・ロッドの振動特性はかかるスペ
ーサの数及び配列によ−シ調整できる。

同様に簡単な配列もまた昇水管の上部域内にサッカー・
ロッドを密封するに使用できる。

サッカー・ロッドを有する通常の深井戸ポンプでは、所
謂“マスター・ロッドがこの目的に必要とされる。

本発明のサッカー・ロッドシステムは腐蝕の問題はない
。

本発明の更に特徴とするところは、複合繊維材料の各々
のロッドを、それが井戸に取シ付けられた後ですら、そ
の使用が適しているか否かに関してテストできることで
ある。個々の複合繊維要素に対する損害は、例え非常に
高品質の材料を使用したとしても情況によっては不可避
である。従来使用されてきたサッカー・ロッドにおいて
、この事は大きな問題を提供した。そのわけは、破壊さ
れたロッドシステムを有するポンプの復旧は成る場合は
数日を要したからである。これに対し本発明のサッカー
・ロッドの場合は個々の複合繊維ロッドにおいて、少な
くともそれが壊れているか否かを調べるのが簡単であり
、即ち無端ストランドの連続製造処理の課程で、該複合
繊維材料中に、ただ指示装置を埋め込みさえすればよい
のである。

この使用の指示装置は好ましくは金属導体または光伝導
体である。電気抵抗は特に簡単に測定される。光伝導体
が使用される場合、は、技術的欠陥部の長さは光の減衰
からｌ’Ｌぼ査定できる。損害の太き名はかかる測定を
基礎として査定でき、そして若し例えば７２個のロッド
のシステム内で唯一個の繊維ロッドが破壊されていると
して、この７２個のロッドが余分の能力を有しているな
らば、このシステムはそのまま作動を続けても全く安全
であるが、若しこのような配慮の、調整を行わなければ
、このシ不テムは復旧のため分解されなければならない
であろう。

本発明のサッカー・ロッドシステムは異る組成の繊維ロ
ッドからも構成できる。特に繊維含有量または使用する
補強繊維の型等が異ることができる。かかる変化はサッ
カー・ロッドの振動特性に変化を与えるべく使用される
。

個々の複合繊維ロッドは例えばサーモグラスト中に収納
でき、腐蝕や機械的損害等に対する附加的保護を加える
ことができる。本発明は添付図面及び下記実施例に関し
てよシ詳細に説明される。

所謂「ホースヘッド」を端部に有するポンプハンドル３
が連結ロッドλによシ地上駆動装置／によシ動かされる
。サッカー・ロッドｊのシステムは、例の中間連結部も
無く連続しておシ、そして複数個の単一方向強化（補強
）複合繊維要素から構成される。これらのロッドは、そ
れらの前端および末端で上部および下部錨締グレート乙
および７のそれぞれによシ保持され、ケーブルとにより
ヘッドケとポンゲタを連結している。スペー　サ１０が
サッカー・ロッドｊを案内すべく備えられる。従来公知
の深井戸サッカー・ロッドポンプでは昇水管／／の上部
はバッキング押え／２によシ密封され、該バッキング押
え／２を通してマスタロッドが延長した。

本発明のポンプでは適当な長さのグラスチックシリンダ
／３が、この域に設けられて、スペーサとして働きそし
て密封機能を引き受けている。昇水管／／はライニング
ノ！イブ／グによシ囲まれ、該ノ４イノ／！／−はその
下方域で多孔壁となっている。

液体は昇水管／／のヘッド／ｊで除去され、ピストン／
乙、ピストン弁／７およびフット弁／ざがポンｆ９上に
示されている。

単一方向に強化された複合繊維材料の高い強度により、
力を導入するために適切な錨締板を備えることが非常に
重要である。６個の円形複合繊維ロッド２／に対するこ
のような要素が第２及び第３図に示されている。各々の
複合繊維ロッド、２／の直径はこの場合７　ｊ　＋ａで
ある。この錨締は幾つかの締付板２２．．２３，２１１
．’２！；からなシ、それぞれ互いの上に配置され、こ
の中に複合繊維ロッド、２／が門状に埋め込まれ、従っ
て非常に満足な容積圧縮圧力が得られる。締付板２２．
．２３゜２≠１．２ｊはネックダウンねじ２乙により一
緒に締め支えられている。これらのねじノ乙は締め付は
板２２．２３．２’Ａ　、２夕が相互に滑脱するのを防
止する役も果す。複合繊維材料のロッド２／の最大耐負
荷能力は約４ＯＫＮであシ、弾性モジュラスは約！ｒＯ
，０００Ｎ／ｉ−である。２０００ｍの深さのせん孔に
おいてこの能力は本発明の単一方向強化複合繊維ロッド
の重量で約／２００に９に相当し、一方線付板、マスタ
ロッドおよびスペーサは、を丘ぼ一２００ｋｇの附加的
荷重に相当する。かかる能力を有するかまたは該能力に
近いサッカー・ロッドは従来全く知られていない。

第≠図は錨締板と実質的に同じ方法で作られたスペーサ
１０を示すが、その外径は昇水管／／の内径に適合され
、そして通常は鋼鉄の代シにプラスチック材料で作られ
る。これは損害が発生した場合または、せん孔がねじれ
た場合に、・ぐイノの壁に対する、サッカー・ロッドの
摩擦を防止し、そしてロッドの支持および案内を改善す
る。マスタロッドはグラスチック材料から同様に製造さ
れるが、ス４−サ１０よシも長く作られる。

個々の複合繊維ロッドの監視（モニタリング）は第５図
の図式的に示されている。電気導体３／が各ロッドの製
造段階で、各ロッド３ｏ内に挿入される。簡客のためこ
こには複合繊維ロッド３個と、上部および下部錨締板３
２．３３のみを図式的に示す。各導体３／はその複合繊
維管３ｏの端部から伸びる。導体３／は総べて、下部錨
締板３３の領域で共に連結される。導体３／は上部錨締
板３２から伸びて測定装置３≠に連結される。

サッカー・ロッドは現場で組立てられる。ドラム上に巻
かれた「複数の無端複合繊維ロッド」はせん孔に運搬さ
れ、せん孔では、該複合繊維ロッドの各端部および電気
制御装置の各端を先ずポンプの近くの締付板に取シ付け
そしてポンプにと連結する。ポンプは次いでせん孔内へ
と降式れる。

ポンプが降される速度は巻上ドラム上のブレーキ装置に
より制御される。必要ならば、スペーサな幾つか一定間
隔で定位置にねじ止めする。ポンプがその所定位置に達
すると、駆動装置に近く、錨締板が組合わされ、そして
該板はポンプの１ホースヘツド」のケーブル取付ヘッド
にと連結される。

ポンプがその端部位置に達する直前に、マスタロッドと
して働く案内要素が複合繊維材料の各ロッドに取シ付け
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は深井戸サッカー・ロッドポンプの図式的代表例
を示し、第２図は複合繊維材料からなる、６個のサッカ
ー・ロッドのシステムの錨締板を示し、第３図は第２図
の断面を示し、第弘図はスペーサを示し、そして第５図
は分離独立の複合繊維ロッドをそれぞれに挿入した導電
体ワイヤにより監視する構成を示す。 ／・・・地上駆動装置、！・・・連結ロッド、３・・・
Ｉンプハンドル、ｊ・・・サッカー・ロッド、乙、７・
・・上部および下部錨締板、ざ・・・ケーブル、り・・
・ポンプ、ＩＯ・・・スヘーサ、／／・・・昇水管、／
≠・・・ライニングノ！イゾ、／ｚ・・・ピストン、／
７・・・ピストン弁、／ざ・・・フット弁、！／・・・
円形複合繊維ロッド１．２２．２３．２弘、ｙｔ・・・
錨締板、２６−・・ネックダウンねじ、３０・・・サッ
カー・ロッド、３／・・・電気導体、３≠・・・測定装
置。 代理人の氏名　川　原　１）−穂

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）昇水管（／／）内のサッカー・ロッドのシステム
   （ｊ）に吊下げられたピストン（／乙）が、該昇水管（
   ／／）の底部において、ボノグケーシング（り）内を、
   地上ポンプ駆動装置（１）によって上下運動する深井戸
   サッカー・ロツドポンプにおいて、該サッカー・ロッド
   ・システム（ｊ）は、単一方向に強化された複合繊維ロ
   ッドの複数個から構成され該繊維ロッドは相互に関して
   実質的に平行に延長するが相互には接触せず、その各々
   は／ｃｒｌより少ない断面積を有し、この断面積は該複
   合繊維ロッド（，２／）の全長に亘シ同一となっている
   ことを特徴とする上記ポンプ。 ｃ２）ピストン（／乙）を有するサッカー・ロッド（，
   ５−）とポンプの駆動部（≠）との連結は、−個の上部
   錨締板（，４）と、−個の下部錨締板（７）によっての
   み提供されている特許請求の範囲／項記載のポンプ。 （３）ス被−サ（１０）、好ましくはプラスチック材料
   のスペーサの複数個が該複合繊維ロッド（２／）に緊締
   されて、該サッカー・ロッドのシステムσ）を昇水管（
   ／／）内に案内することを特徴とする特許請求の範囲７
   項または２項の何れかに記載のポンプ。 （ロ）　グラスチックシリンダ（／３）が該複合繊維ロ
   ッド（，２）に緊締され、サッカー・ロッドシステムＣ
   ５）を昇水管（／／）の上端で密封することを特徴とす
   る特許請求の範囲／乃至３項の倒れかに記載のポンプ。 け）−個の電気導体（３／）が各複合繊維ロッド（３０
   ）内に設けられ、かくて全部の電気導体（３／）が下部
   錨締板（３３）の領域内で一緒に連結されそして各導電
   体は上部錨締板（３２）の領域に迄充分に延長して、導
   電性測定装置（３≠）との連結を設定することを特徴と
   する特許請求の範囲７項乃至を項の何れかに記載のポン
   プ。 （θ　各複合繊維ロッドが一個の金属導体を含み、そし
   て全部の該導体が上部錨締板の領域にまで充分に延長し
   て、超音波測定装置との連結を設定することを特徴とす
   る特許請求の範囲７項乃至ψ項の何れかに記載のポンプ
   。 （７）　各複合繊維ロッドが光伝導ケーブルを含み、そ
   して該全部の光伝導ケーブルは上部錨締板の領域に迄充
   分に延長して光の減衰を測定する装置との連結を設定す
   ることを特徴とする特許請求の範囲７項乃至≠項の何れ
   かに記載のポンプ。 （ハ）　該サッカー・ロッドシステムＣ５）は複数の異
   る複合繊維ロッドから成り、特に異る繊維または異る比
   率の繊維を有する複数のロッドからなる特許請求の範囲
   ７項乃至７項の何れかに記載のポンプ。 （９′）該複合繊維ロッドは熱可塑性ポリマー内に覆わ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲７項乃至ｇ項
   の何れかに記載のポンプ。