JPS6140840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は逆アーチ状の地下坑道に沿つてケーシ
ング又は導管を敷設する方法及びその装置に関す
る。

河川その他の地表障害物の下に川床を浚渫した
り、ざんごうを掘つたり、その他これに類する方
法で障害物を改変することなく、汎用ケーシン
グ、導管若しくはフローパイプを敷設する各種の
技術が近年開発されている。例えば米国特許第
3878903号はその一例である。また別の方法とし
て、障害物の一方の側の地表点か若しくはその近
くからもう一方の側の地表点かもしくはその近く
に向つて、まずパイロツトホール（案内穴）があ
けられる。このパイロツトホールが掘進されるに
つれて、内径がドリルストリングの外径よりも大
きいウオツシユオーバーパイプがドリルストリン
グのリーデイングエンドの後ろに推進し、それを
包囲する。これは米国特許第4003440号に記載さ
れている。次に拡孔装置がこのパイロツトホール
に通され、穴の径が更に大きくされる。汎用ケー
シングがこの拡孔装置のすぐれた後方の穴に押し
込められて、掘削坑道に沿つて推進される。この
方式は米国特許第3894402号、第4043136号及び第
4091631号に開示されている。

この種のパイロツトホールを掘削する従来方式
では、外径の等しいドリルストリングの各単体が
利用されてきた。この各単体が接合される際、各
単体間のジヨイント又はストリングに沿つた部分
で外部の突起がない等外径のドリルストリングが
得られる。しかしこの様なジヨイントは比較的弱
く、またドリルストリング全体がパイロツトホー
ルの掘削中にしばしば引つかかつて動かなくなる
ことがある。

米国特許第4003440号に開示されている様にド
リルストリングの周りにウオツシユオーバーパイ
プを前進させる従来の方式では、ウオツシユオー
バーパイプのリーデイングエンドに切削刃を設
け、これがパイロツトホールの径をウオツシユオ
ーバーパイプの径と等しくする様に穴をあける。

しかしその切削刃によつて削り取られる切削物
を取り込んで除去するために前進するウオツシユ
オーバーパイプのリーデイングエンドにドリルマ
ツドを供給することがなされないので、切削物は
ウオツシユオーバーパイプのリーデイングエンド
に堆積して、ウオツシユオーバーパイプの推進が
阻害されるという欠点がある。

パイロツトホールを拡孔し、汎用ケーシングを
敷設する従来方式では、単一のリーマのみが使用
され、汎用ケーシングを穴の中に挿入する動力手
段が必要であつた。拡孔装置又は汎用ケーシング
を例えばパイロツトホールを掘削する際に用いら
れるドリルストリングで穴の中を通して引くこと
が試みられたが、ドリルストリングが土砂に食い
込んで拡孔装置又は汎用ケーシングが元の掘削坑
道に追従して行かない結果となつた。更にこれら
の方法においては汎用ケーシングの追加させる単
体とケーシングのトレーリングエンドを接合させ
るために敷設作業をしばしば中断することが必要
となる。

本発明は地中、特に河川等の障害物の下に汎用
ケーシング、導管、フローパイプ等を敷設する装
置と方法を提供するものである。従来の方法にお
いて、ドリルストリングに着設された方位ドリル
が逆アーチ形の坑道の中を掘進し、障害物の下に
パイロツトホールを形成させる。それより径の大
きい同軸状のウオツシユオーバーパイプがドリル
の後方で、ある距離を隔ててドリルの掘進に追従
し、ドリルストリングの周りに同軸状の環を形成
し、パイロツトホールを拡げる。

本発明の望ましいドリルストリングは両端に外
部アツプセツトを有する各単体からなり、ドリル
ストリングの各単体はその中央部より両端の方が
少し外径が大きくなつている。これらの各単体が
接合される際、ドリルストリングは各単体間の各
ジヨイントにおけるアツプセツトにより形成され
る一体構造の同軸状のカラーを有する。これによ
り各ジヨイントにおける連結がより強くなり、パ
イロツトホールの掘削の際、カラーが穴の大きさ
を決める助けとなり、更に従来方式ではしばしば
起こる様なドリルストリングが穴の中で引つかか
つて動かなくなる欠点が排除される。

ウオツシユオーバーパイプのリーデイングエン
ドはパイロツトホールの径をウオツシユオーバー
パイプの径より大きくする切削刃を有する。これ
により拡げられたパイロツトホールとウオツシユ
オーバーパイプの間に環が形成される。ウオツシ
ユオーバーパイプの前進に際し、ドリルマツドが
ウオツシユオーバーパイプとドリルストリングの
間の内環を通して供給され、切削刃により削り取
られた切削物をとり込んで除去し、それらを拡げ
られたパイロツトホールとウオツシユオーバーパ
イプの間の外環を通して戻される。これによりウ
オツシユオーバーパイプのリーデイングエンドに
切削物が堆積せず、ウオツシユオーバーパイプの
前進が妨害されない。

本発明の一実施例において、ドリルストリング
とウオツシユオーバーパイプが障害物の地方側の
地表面に到達すると、汎用ケーシングの径より径
の大きい第１リーマ（好ましくはフライカツタリ
ーマ）が掘削坑道から出るウオツシユオーバーパ
イプの端部に着設される。また、第１リーマより
小径でかつケーシングより大径の、比較的小さい
リーデイングエンドと比較的大きいトレーリング
エンドを有する第２リーマ（好ましくはフローテ
イングリーマ）がウオツシユオーバーパイプの単
体等の手段でフライカツタリーマの他端面に着設
され、両リーマ間に、ある間隔をもたせて両者を
分離させている。また汎用ケーシングはスイベル
により第２リーマの他端面に着設されている。ス
イベルに着設されたケーシングの端面は閉じてい
るので拡孔作業及び設置作業の間、マツド及び切
削物が入り込まない。ケーシングジヨイントは予
め溶接してケーシング連結体を構成し、かつジヨ
イントは検査の後、耐食性をもたせるためにコー
テイングされていることが好ましい。その結果ケ
ーシングは全長が単一若しくは少数の連結体に形
成される。これにより、ケーシングはほとんど連
続運動のままで設置されることが可能となる。汎
用ケーシングの各連結体はパイロツトホールの出
口地点を越えた位置に設置されたローラ上で地面
からある高さの位置にパイロツトホールと一直線
状に支持されても良い。

パイロツトホールの拡孔作業と汎用ケーシング
の設置作業の際、パイロツトストリングの出口地
点は拡孔装置と汎用ケーシングの入口地点とな
る。拡孔装置は回転し、通常ウオツシユオーバー
パイプによつてパイロツトホールの中を通して引
かれ、続いて回転しない汎用ケーシングが拡孔さ
れたホール内に引き込まれる。従来の方法におい
ては、ドリルマツドは第１リーマで排出され、切
削物を取り込んで除去するが本実施例では、その
方法とは異なり、２個のリーマが使用され、ドリ
ルマツドは、第２リーマでも排出される。

本発明のマツド供給方式は、従来の供給方式よ
りも供給圧を高くしてより多くのマツドを供給で
きるものである。これにより汎用ケーシングの通
路の潤滑性が得られ、ウオツシユオーバーパイプ
が土砂に食い込むことなく、リーマと汎用ケーシ
ングが穴を通して引かれ、元の掘削坑道をけずれ
ることがない。

拡孔装置がパイロツトホールを通して引かれる
際、第１リーマは穴の径を第２リーマの径より大
きくし、第１リーマにより削り取られる切削物は
ドリルマツドの中に取り込まれて除去される。第
１リーマとそれに追従する第２リーマとの間を分
離することにより、切削物がドリルマツドの内部
で分離され、他の方法によるよりも更に正確な穴
が得られる。

比較的小径の第２リーマはドリルマツドと削り
取られた切削物を、このリーマと拡げられた穴の
両側との間にできた環の中に送り込み、拡げられ
た穴の内面にマツドと切削物の同軸状リングを形
成し、このリングの内部にある同軸状開口が汎用
ケーシングの通路となる。ドリルマツドと削り取
られた切削物のリングは、比較的小径の汎用ケー
シングの推進を円滑にするために汎用ケーシング
と穴の間の同軸状環においてプツシユとして作用
する。ケーシングのリーデイングエンドは閉じて
いるので、マツドと切削物はケーシングの中に入
り込まない。

回転しない汎用ケーシングが回転する拡孔装置
の後ろで掘削坑道に沿つて引かれる際、穴の外側
にある汎用ケーシングの最初の連結体の残りはそ
れを支持するローラに沿つてケーシングが穴に入
る地点まで引かれる。ローラ間にあるケーシング
の部分は穴に向つて水平に推進し、穴に最も近い
ローラと穴の入口地点との間にあるケーシングの
部分は、重力により入口地点の方に曲つており、
斜め下方に推進し、穴に入つている。この斜め下
方に曲つているケーシングの重みにより、ケーシ
ングが穴に挿入され、拡孔装置につづいてケーシ
ングを穴に通して引くために要するる力が少なく
てすむ。

ケーシングを穴に挿入するために汎用ケーシン
グの部分の重みを利用することにより、従来方式
の様にケーシングをリーマの後ろの穴に挿入する
動力手段が不必要となる。更に、前進するケーシ
ングはローラに沿つた水平路から入口の角度ま
で、入口地点に最も近いローラと入口地点それ自
体との間の全長にわたり湾曲して穴に入り込むの
で、ケーシングが穴のすぐ前の地上に載置され比
較的短い距離だけで曲つて穴の中に入り込む場合
に比べ、ケーシングにかかるん断応力及びケーシ
ングの破壊のおそれが非常に少ない。

本発明のこの方法においては、汎用ケーシング
の各ジヨイントはその拡孔工程及びケーシング設
置工程に先立つて接合され前よりも長い部分を構
成する。これにより従来方法の様に追加するジヨ
イントを挿入地点から出ているケーシングのトレ
ーリングエンドに接合するためにケーシングの設
置作業をしばしば中断する必要がない。

本発明の方法において、一回の拡孔作業では、
ケーシングを設置するのに坑道がまた小さ過ぎる
場合には、順次外径の大きい切削刃を先端に取り
付けた第２、第３のウオツシユオーバーパイプを
ドリルリツグによつて押し込むことにより坑道の
拡径が実施され、坑道の内径が設置すべきケーシ
ング等の外径にほぼ近づいたときに、最終の拡孔
作業とケーシングの設置作業が上記のように行な
われる。なお、このとき切削刃として既に述べた
第１リーマ、第２リーマの組合せを用い、パイプ
を第２リーマのトレーリングエンドに着設すれば
よい。第１リーマは前面に多数の切削歯を有する
フライカツタ型が望ましく、第２リーマはこれよ
り小径で、後続のケーシングよりは大径のフロー
テイングリーマがよく、通常、切削歯は円錐台形
の前面に有する円筒体をなしている。これらの組
合せリーマは第１リーマによる切削物が速やかに
前面から排除され、切削能力が向上するほか、リ
ーマによる切削物をドリルマツドと十分に混合さ
せて排出しやすくし、しかも第２リーマが坑道内
壁に沿つてこれらの流動性マツド混合体による環
状層を形成し、ケーシングの挿通を容易にし、そ
の敷設作業を促進する。

次に本発明の実施例を図面を参照しながら詳細
に説明する。

本発明の第１の操作が第１図に全体的に示され
ている。第１図に示されている状態において、川
１０を横断することが必要となる場合、川の片側
の地面上の地点１２から、反対側の地点１４ま
で、構造物１６を超えて掘削される。望ましい坑
道は点線１８で全体に示されており、一定の円弧
か又は複雑な曲率の坑道からなりうる。パイロツ
トホールは、地点１２から挿入されるトレーニン
グドリルストリング２２の先端に設けた方位ドリ
ル２０によつて予定の坑道１８に沿つて掘削され
る。方位ドリル２０は後続するドリルストリング
２２を通じて地点１２からポンプで供給されるマ
ツドにより作動される。方位ドリル２０は「地下
弧状坑道を掘削する装置とその方法」と称する米
国特許第3878903号に記載された理論によつて制
御される。もちろん、他の方位掘削工法も同様に
適用されても良い。

ウオツシユオーバーパイプ２４は方位ドリル２
０のほぼ後ろの地点から掘削された穴を通り、入
口１２まで延びている。ウオツシユオーバーパイ
プ２４の径はドリルストリング２２の径より大き
いので、パイプ２４は穴のドリルストリングの外
周上に適合する。ウオツシユオーバーパイプ２４
は通常５″以上の径を有するドリルパイプであ
る。弧状坑道１８に沿つて掘削する際、方位ドリ
ルの位置を決めるために方位ドリル２０のすぐ後
ろの位置まで従来公知の型の測定具がドリルスト
リング２２の内部に定期的に挿入される。この測
定具には目盛りを読みとるために磁気コンパスが
用いられる。更にウオツシユオーバーパイプ２４
は、十分な距離、通常100フイート以上の距離で
方位ドリル２０に追従することが必要であり、通
常ウオツシユオーバーパイプを挿入し始める前に
ある距離ではパイロツトホールを掘削することに
より、測定具の操作が妨害されない。通常、ウオ
ツシユオーバーパイプ２４はドリルストリング２
２が穴の中で当接して止まるまで掘進しない。ド
リルストリング２２が必要な距離を掘進するか若
しくは当接して止まるまで前進すると、ドリルス
トリング２２は一時、前進を停止され、その間に
ウオツシユオーバーパイプ２４がドリルストリン
グ２２のまわりを掘削しつつ前進する。しかし、
ウオツシユオーバーパイプ２４のリーデイングエ
ンドは常にドリルストリング２２のリーデイング
エンドの後ろにある距離を隔てて維持される。続
いて、ドリルストリング２２が当接して止まるま
で、それが再び掘進する間はウオツシユオーバー
パイプ２４の掘進は停止している。

地下に向かつて掘削された穴の入口地点１２に
おいて、傾斜したドリルリツグ２６が傾斜した穴
の中に位置決めされている。穴２８の前面３０は
穴を容易に掘削するために地下の坑道の最初の方
向に対して垂直である。

ドリルストリング２２の一部が第１Ａ図で更に
詳しく示されている。ドリルストリング２２の各
単体は番号31で示され、各端部にアツプセツト３
７を有し、ドリルストリングの各単体の外径は中
央部より各端部の方が約3/8″だけ大きい。これら
各単体が結合されると、ドリルストリング２２は
各単体間の各ジヨイント３３において一体の同心
状カラー３５を形成する。更にこれにより各ジヨ
イント３３の連結はより強固になり、パイロツト
ホールの掘削において、カラー３５は穴の大きさ
を決める助けとなり、ドリルストリング２２がひ
んぱんに穴にくい込んで動かなくならない様にし
ている。

第１図に示される掘削装置のリーデイングエン
ドが第２図に更に詳しく示されている。方位ドリ
ル２０はドリルストリング２２を介して供給され
るドリルマツドにより作動されるリーデイングド
リルピツト４０を有する。ドリルピツト４０が必
要な弧状坑道に沿つて土砂を排除する際、この掘
削物はドリルストリング２２を囲む小さな環状空
間４２の中で逆流し、ドリルストリング２２とウ
オツシユオーバーパイプ２４の間の環４６を流れ
るドリルマツド中に除去される。

ウオツシユオーバーパイプ２４のリーデイング
エンドは拡がつており、パイロツトホールの径を
ウオツシユオーバーパイプの径より大きくする切
削刃４５を有する。例えば、もしウオツシユオー
バーパイプ２４の径が５″のとき、切削刃４５は
パイロツトホールの径を７1/2″に拡げる。これに
よりパイロツトホールとウオツシユオーバーパイ
プ２４との間に外環４９が形成される。ウオツシ
ユオーバーパイプ２４が掘進する際、ドリルマツ
ドは図の矢印４８に示される様にドリルストリン
グ２２とウオツシユオーバーパイプ２４との間の
内環４６を通つて供給される。ドリルマツドは切
削刃４５により排除された掘削物をとり込んで矢
印５０で示すように外環４９を通じて後方へ戻
す。これにより掘削物はウオツシユオーバーパイ
プ２４のリーデイングエンドに堆積せず、パイプ
２４の推進が妨げられることはない。

第２Ａ図はドリルストリング２２の掘進の一方
法を更に詳しく示している。ドリルストリング２
２のトレーリングエンドはドリルリツグ２６上の
チヤツクに着設されている。（この目的にかなつ
たドリルリツグ２６の一例は米国特許第4051911
号及び第4078617号に記載されている。）ドリルリ
ツグ２６は図の矢印５５に示される様にランプ５
２を降下し、ドリルストリング２２を穴に押し込
む。ドリルマツドは図の矢印５４に示される様
に、導管５３、ドリルリツグ２６及びドリルスト
リング２２を通つて、ポンプで供給される。ドリ
ルリツグ２６がランプ５２の下端５６に到ると、
ドリルリツグ２６はランプ５２に沿つて、第２Ａ
図に示される位置まで引き戻される。ドリルリツ
グ２６はドリルストリングを再び掘進させるため
に別のドリルストリングの単体をドリルストリン
グ２２のトレーリングエンドに着設させるか若し
くは、ウオツシユオーバーパイプを推進させるた
めに別のウオツシユオーバーパイプの単体をウオ
ツシユオーバーパイプ２４のトレーリングエンド
に着設させる。

第２Ｂ図はウオツシユオーバーパイプ２４の推
進の一方法を更に詳しく示している。ウオツシユ
オーバーパイプ２４のトレーリングエンドはドリ
ルリツグ２６上のチヤツクに着設されている。ド
リルリツグ２６は図の矢印５５で示される様にラ
ンプ５２を降下し、ウオツシユオーバーパイプ２
４を穴の中に押し込む。ドリルマツドは図の矢印
５７で示される様に導管５３、ドリルリツグ２
６、及びウオツシユオーバーパイプ２４を通つ
て、ポンプで供給される。ドリルリツグ２６がラ
ンプ５２の下端に到達すると、ドリルリツグ２６
は第２Ｂ図に示される位置までランプ５２に沿つ
て引き戻される。ドリルリツグ２６はウオツシユ
オーバーパイプを再び推進させるために別のウオ
ツシユオーバーパイプの単体をウオツシユオーバ
ーパイプ２４のトレーリングエンドに着設させる
か若しくはドリルストリングを掘進させるために
別のドリルストリングの単体をドリルストリング
２２のトレーリングエンドに着設させる。

第１図において、ドリルストリング２２が川１
０の反対側の地点１４に到達すると、ウオツシユ
オーバーパイプ２４も推進し、地点１４で地上に
出る。ドリルストリング２２がパイロツトホール
から引き出され、ウオツシユオーバーパイプは地
点１２から地点１４までパイロツトホール全体を
占有する。

第３図に示される様に、拡孔作業及び設置作業
を行なうために、第１リーマ６０がウオツシユオ
ーバーパイプ２４に着設される。ウオツシユオー
バーパイプ２４は地点１４でパイロツトホールの
外に延びている。第２リーマ６６は、第１リーマ
とを分離するためにウオツシユオーバーパイプ６
４の一部分によつて第１リーマ６０の他端に着設
されている。各リーマは拡孔される穴の径の５〜
15倍の距離をおいて隔設されることが好ましい。
３６インチ径の穴に対しては、各リーマの間隔を
30フイートにすれば良い結果が得られる。汎用ケ
ーシング（若しくは導管、フローパイプ）７０
は、スイベル６８によつて第２リーマ６６の他端
に着設され、拡孔作業及び設置作業においてケー
シング７０の回転を防いでいる。ケーシング７０
のリーデイングエンド６９は閉じられ、拡孔作業
及び設置作業においてマツド及び切削物の進入を
防いでいる。穴は、特には水又は泥が入り込むの
で、ケーシング７０に重みを加えて浮力を中立化
し、ケーシングが穴の中で浮く様にし、もつて設
置作業を容易にし、ケーシングに対する損傷を最
小限におさえることができる。このことは米国特
許第3894402号に記載されている。

汎用ケーシング７０の最初の部分の残りはパイ
ロツトホール出口地点１４を超えた所に配置され
たローラ８０，８１の上で、地面からある距離隔
てた高さにパイロツトホールと一直線になる様に
支持されている。図では２個のローラが示されて
いるが、更に多く設置しても良い。汎用ケーシン
グ７０の最初の部分は、番号８３で示される様な
端部同志連結させた複数のケーシングジヨイント
からなる。汎用ケーシング７０の最初の部分は設
置されるケーシングの全長を構成してもよいが、
取扱いにくい。従つて、ケーシング連結体８２の
様な汎用ケーシングの追加部分を設けることが望
ましい。ケーシング連結体８２は、ほとんどのケ
ーシング部７０が拡孔坑道６１に沿つて設置され
た後、ケーシング部７０のトレーリングエンドに
連結される。必要ならば、ケーシング連結体８２
のような汎用ケーシングの追加部分を製造しても
よい。

拡孔装置が第４図及び第５図に更に詳しく示さ
れている。第４図から明らかな様に、第１リーマ
６０の径は第２リーマ６６の径より大きい。第５
図において、第１リーマ６０は複数のリーム歯６
２とポート７２を有し、このポートを通つてドリ
ルマツドが送り出され、リーマによつて排除され
た切削物をとり込んで除去する。通常、第１リー
マ６０は５図に示される様に長手方向の開口５９
を有する比較的短いフライカツタリーマであり、
この開口を通つてドリルマツドと除去された切削
物は拡がつた穴の中を通り抜ける。第４図に示さ
れる様に、第２リーマ６６はリーマ歯７８が取り
付けられた比較的小さいリーデイングエンドを有
する。ポート８９は必ずしも必要ではないが、こ
れがあると、第１リーマ６０のポート７２の他に
更にドリルマツドを供給する出口を与えることに
なる。通常、第２リーマ６６は、拡がつた穴の中
に浮かせるために約10ポンド／ガロンの比重のド
リルマツドでほぼ中立浮力を示すフローテイング
リーマである。第２リーマ６６のトレーリングエ
ンドは通常円筒形であつて、その径は第１リーマ
６０より小さく、汎用ケーシング７０より大き
い。一例として、第１リーマ６０の径は３６″で
あり、第２リーマ６６の径は３０″であり、汎用
ケーシング７０の径は２４″である。

拡孔作業及び汎用ケーシング設置作業の各工程
は第３図で全体的に示されている。ウオツシユオ
ーバーパイプ２４は回転し、図の矢印７５の方向
にドリルリツグ２６によつてパイロツトホールの
中を引かれる。リーマ６０，６６は回転するウオ
ツシユオーバーパイプにより回転しながら拡孔坑
道６１に沿つて引かれる。スイベル６８は第２リ
ーマ６６の後ろに沿つて汎用ケーシング７０を引
き、ケーシング７０がリーマと共に回転しないよ
うにし、そのためケーシングは回転によつて生じ
るねじり応力を受けることがない。ドリルマツド
はドリルリツグ２６からウオツシユオーバーパイ
プ２４を通つて流れ、第１リーマ６０で吐出さ
れ、必要ならば第２リーマ６６でも吐出される。

汎用ケーシング７０の掘進を円滑にするために
十分なドリルマツドが両リーマに与えられなけれ
ばならない。もしその潤滑性が少なすぎると、掘
削坑道６１に沿つて拡孔装置及び汎用ケーシング
７０を引くためのウオツシユオーバーパイプ２４
にかけられる力が非常に大きくなり、ウオツシユ
オーバーパイプ２４が土砂の中に食い込み、拡孔
装置及び汎用ケーシング７０が掘削坑道６１をそ
れてしまうことになる。一例として、圧力900〜
1100PSIで15バレル／分のドリルマツドをリーマ
に供給するポンプを使用した場合、２４″径の汎
用ケーシングを設置するに十分な潤滑性が得られ
ることがわかつた。

通常、拡孔装置と汎用ケーシングは地点１４で
ウオツシユオーバーパイプの一端に着設されてい
るが、地点１２でウオツシユオーバーパイプの一
端に着設されても良いことがわかる。この場合、
拡孔作業及び設置作業は第３図の場合と反対の方
向に行なわれる。もちろんこの場合、ドリルリツ
グ２６又はそれに類するものは第３図に示される
様に地点１２ではなく地点１４に設置されること
が必要である。

拡孔作業及びケーシング設置作業が第４図によ
つて更に詳しく示されている。拡孔装置がウオツ
シユオーバーパイプ２４によつて図の矢印７５の
方向に掘削坑道６１に沿つて回転しながら引かれ
る際、第１リーマ６０のリーム歯６２はパイロツ
トホール７７の径を汎用ケーシング７０の径より
大きくする。矢印７６の方向にウオツシユオーバ
ーパイプ２４を通つてポンプにより供給されたド
リルマツド４は第１リーマ６０（第５図）のポー
ト７２から吐出され、リーム歯６２により削り取
られた切削物をとり込んで除去する。ウオツシユ
オーバーパイプ６４の単体により第１リーマ６０
と第２リーマ６６の間に設けられた分離によつて
切削物は空間６５にあるドリルマツドの中に分離
され、更に正確な穴が形成される。第２リーマ６
６のリーム歯７８が切削物を更に粉砕し、分離す
る。必要に応じ、第１リーマ６０のハブ６７に開
口路が設けられ、ドリルマツド７４のいくらかが
ハブ６７及びウオツシユオーバーパイプ６４の単
体を通つて流れ、第２リーマ６６の任意のポート
８９で吐出されても良い。第２リーマ６６の径は
第１リーマ６０の径より小さく、かつ汎用ケーシ
ング７０の径より大きい。そして第２リーマ６６
はドリルマツド及び除去された切削物を環７１の
中に送り込む。マツドと切削物は拡げられた穴の
内部の周りに同心状リング６３を形成し、この環
の内部に小径の汎用ケーシングの通路となるべき
同心状開口７９が形成される。リーマ６０，６６
より小径の汎用ケーシング７０はスイベル６８に
より第２リーマ６６の後ろの拡がつた穴の中に引
かれる。スイベル６８は汎用ケーシングの回転を
防ぐ。マツドと切削物のリング６３は汎用ケーシ
ング７０の掘進を円滑にするために同心状環７３
のブツシユとして有用する。ケーシング７０のリ
ーデイングエンド６９が閉じているので、マツド
及び切削物はケーシング内に入り込まない。

第３図において、回転しない汎用ケーシング７
０が第２リーマ６６の後ろの掘削坑道６１に沿つ
て引かれると、穴の外側にある汎用ケーシング７
０の第１連結体は、ケーシングが穴に入る地点４
に向けてローラ８０，８１に沿つて引かれる。ロ
ーラ８０，８１の間の距離は汎用ケーシングの強
度と特性に依存する。その距離はローラ８０，８
１の間にある汎用ケーシング８６の支持されてい
ない部分が自らの重みによる応力を受けて破壊し
ない程度に短かくなければならない。ローラ８
０，８１の間のケーシング８６の部分は水平方向
に推進し、ローラ８１と地点１４との間のケーシ
ング８８の部分は地点１４の方に曲つており、下
方に進んで地点１４における穴に入り込む。ロー
ラ８１と地点１４との間にあるケーシング８８の
下方に曲つた部分の重さはケーシング８０が穴に
挿入されやすくし、ケーシングを拡孔坑道６１に
沿つて引くために要する力を少なくさせる。ケー
シング７０の推進は拡孔坑道６１の下方に曲つた
部分に沿つて穴の中にあるケーシング９０の部分
の重さによつて更に助長される。

ケーシングを穴に挿入するためにケーシングの
部分の重さを用いることによつて、現在ある様な
方法において拡孔装置の後ろの穴にケーシング７
０を挿入するための動力手段を用いる必要がなく
なる。更にケーシング７０はローラ８０，８１に
沿つた水平坑道からローラ８１と地点１４の間の
ケーシングの部分８８の全長に沿つて地点１４ま
で下方に曲つているので、ケーシングにかかるせ
ん断応力とケーシングの破壊は、ケーシング７０
が地点１４のすぐ前の地面上に設置され、比較的
短距離だけ穴の中に曲げられなければならない場
合よりかなり少なくなる。

汎用ケーシング７０の第１連結体の大部分が穴
の中に引かれると、ケーシング連結体７０のトレ
ーリングエンドはローラ８０，８１から持ち上げ
られ、地面に置かれ、ケーシング連結体８２はケ
ーシング連結体７０のトレーリングエンドに連結
され、ケーシングはローラ上に再び持ち上げら
れ、拡孔作業及び設置作業が続けられる。ケーシ
ング連結体７０，８２は番号８３で示される様に
多くのケーシング単体からなるので、穴から外に
延びるケーシングのトレーリングエンドにケーシ
ング単体を追加して連結させるためにしばしば設
置作業を中断する必要がない。

本発明の別の実施例において、拡孔作業のみを
さらに続行したい場合には、第１リーマ６６の後
端にスイベルなく直接的に前回より大径のウオツ
シユオーバーパイプ９３を着設して拡孔作業を行
えばよい。そして坑道内径がケーシングの外径に
より近い寸法になつてから、第２リーマ６６にス
イベルを介してケーシングを着設し、最終回の拡
孔作業とそれに続くケーシング敷設作業を同時に
完遂すればよい。第６図に示されている第１拡孔
作業においてウオツシユオーバーパイプ９３の各
単体は第２リーマ６６のトレーリングエンドに着
設されている。拡孔装置及びトレーリングウオツ
シユオーバーパイプが拡孔坑道６１に沿つて引か
れると、ウオツシユオーバーパイプの追加単体、
例えば単体９４がウオツシユオーバーパイプ単体
９３のトレーリングエンドに連結され、ウオツシ
ユオーバーパイプストリング９２を形成する。リ
ーデイングエンドウオツシユオーバーパイプ２４
の各単体は地点１２で穴から出る際に、取り除か
れる。拡孔作業が終つて拡孔装置が地点１２に到
達すると、拡孔外径はウオツシユオーバーパイプ
ストリング９２からはずれて、地点１４まで地上
を移送され、地点１４で拡がつた穴から出るウオ
ツシユオーバーパイプストリング９２の端部に着
設される。スイベル６８と汎用ケーシング７０は
第３図ならびに上記した様に第２リーマ６６に着
設されている。ウオツシユオーバーパイプストリ
ング９２は汎用ケーシングの設置作業を含む第２
拡孔作業の目的でウオツシユオーバーパイプ２４
として作用し、第３図及び第４図ならびに上記し
た様に行なわれる。

拡孔装置を地点１４まで地上を移送する工程で
はなくて、最初の拡孔作業が終わつた後、地点１
２から拡がつた穴を通つて地点１４まで拡孔装置
を引き戻すためにウオツシユオーバーパイプスト
リング９２を使用することもできる。拡孔装置が
拡がつた穴を通つて引き戻される際、拡孔作業に
おいて地点１２で取り除かれるウオツシユオーバ
ーパイプ２４の各単体が地点１２でウオツシユオ
ーバーパイプ２４のトレーリングエンドに再び着
設され、拡がつた穴９５の中で地点１２から地点
１４まで延びるウオツシユオーバーパイプ２４を
再び与える。ウオツシユオーバーパイプストリン
グ９２の各単体は地点１４から出る際に取り除か
れ、拡孔装置が地点１４に到達すると、ウオツシ
ユオーバーパイプ単体９３が取り除かれる。スイ
ベル６８と汎用ケーシング７０は第２リーマ６６
に着設され、汎用ケーシングの設置作業を含む第
２拡孔作業は第３図及び第４図ならびに上記した
様に行なわれる。

これらの作業に用いられるドリルマツドは掘削
された穴を通つて穴の入口まで流れて、マツドと
一緒に切削物を搬送するが、多くの環境において
は、本例の様な回収物はほとんど得られない。か
なり気泡の多い環境あるいは緻密でない環境にお
いては、切削物及び大部分のドリルマツドは周囲
の環境に押し込められ、その場合に応じ、ドリル
パイプ、ウオツシユオーバーパイプ、リーマ又は
ケーシングの周りの環状ブツシユを形成する。最
初ケーシングを入れないで穴が拡げられ、続いて
第２の拡孔作業が行なわれ、その穴の中にケーシ
ングを導入する本発明の実施例において、このブ
ツシユは第１の拡孔作業により形成され、それに
より第２の拡孔作業においてリーマとケーシング
の通路が形成される。第２の拡孔作業においてポ
ンプで供給されるドリルマツドの潤滑性によつて
この環状ブツシユの中にケーシングを引く力が改
良される。ブツシユを配設することにより、ドリ
ルマツドの戻りを良くするために穴の壁面をシー
ルする助けとなり、それにより、ほぼ全長にわた
つてケーシングに潤滑性を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は障害物の下の逆アーチ形の地下坑道に
パイロツトホールを掘削する本発明の方法を示す
断面正面図、第１Ａ図は第１図に示されているド
リルストリングの部分拡大図、第２図は第１図に
示されている掘削装置のリーデイングエンドの正
面図、第２Ａ図はパイロツトホールの掘削に際し
ドリルストリングを穴に挿入する一方法を示す略
図、第２Ｂ図はパイロツトホールの掘削に際し、
ウオツシユオーバーパイプを穴に挿入する一方法
を示す略図、第３図はパイロツトホールの径を拡
げ、その拡げられた穴に沿つて汎用ケーシングを
設置する本発明の方法を示す断面正面図、第４図
は第３図に示されている拡孔装置と汎用ケーシン
グのリーデイングエンドの正面図、第５図は第３
図、第４図に示されているリーデイングリーマの
リーデイングエンドの正面図、第６図は拡孔作業
が汎用ケーシングを設置しないで行なわれる本発
明の別の実施例を示す断面正面図である。 ２０…方位ドリル、２２…トレーリングドリル
ストリング、２４，６４，９３…ウオツシユオー
バーパイプ、２６…ドリルリツグ、３１…ドリル
ストリング単体、３３…ジヨイント、３５…カラ
ー、３７…アツプセツト、４２…環状空間、４５
…切削刃、４６…内環、４９…外環、５９…開
口、６０…第１リーマ、６１…拡孔坑道、６２，
７８…リーム歯、６３…同軸状リング、６５…空
間、６６…第２リーマ、６９…リーデイングエン
ド、７０…ケーシング、７１…環、７２…ポー
ト、７３…同軸状環、７４…ドリルマツド、８
０，８１…ローラ、８３…ケーシング単体、８
２，９０…ケーシング連結体、９２…パイプスト
リング、９４…パイプ単体、９５…拡孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 逆アーチ状の地下坑道に沿つてケーシング又
   は導管を敷設する方法であつて、ドリルストリン
   グを囲むウオツシユオーバーパイプを地下坑道に
   貫挿し、次いで前回より大径の切削刃を先端に有
   するウオツシユオーバーパイプを前回のウオツシ
   ユオーバーパイプの後端に接続し、順次少なくと
   も切削刃の直径を大きくしてその前後に接続され
   たウオツシユオーバーパイプと共に適数回、坑道
   内を回転通過させて、敷設すべきケーシング等の
   外径にほぼ近い小径の坑道を掘削して後、最終回
   のウオツシユオーバーパイプの後部にその外径が
   ケーシングの外径より大きい第１リーマ及びその
   外径がケーシング等の外径と第１リーマの外径と
   の中間寸法である第２リーマを互いに所定の間隔
   を置いて連結し、このウオツシユオーバーパイプ
   を回転して第１リーマ及び第２リーマを回転させ
   るとともに、坑道の一方端よりこのウオツシユオ
   ーバーパイプを通じてドリルマツドを各リーマに
   圧送排出させつつ牽引し、第２リーマにスイベル
   を介して接続された一連のケーシングを第１リー
   マによつて拡張された坑道内周に第２リーマによ
   つて形成されたドリルマツドの環状層の中を通る
   ように引き込み、地下坑道の全域に敷設すること
   を特徴とするケーシング敷設方法。 ２ 前記第１リーマと第２リーマとの間隔が第１
   リーマの外径の５〜15倍である特許請求の範囲第
   １項記載の敷設方法。 ３ ウオツシユオーバーパイプを通じて各リーマ
   に送られる前記ドリルマツドが第１及び第２リー
   マから坑道内に排出され、リーマによる切削物を
   取り込み、第２リーマの周囲に流動性環状層を形
   成し、後続するケーシングがこの環状層の中を進
   むことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   敷設方法。 ４ 前記ケーシングは予め地上において複数個の
   単体を一連の連結体に接続され、この連結体が坑
   道への挿入地点の上後方のローラ上に配置されて
   坑道内に導入されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の敷設方法。 ５ 前記切削刃が互いに間隔を置いて取りつけら
   れる１組の前リーマと後リーマとより成り、前リ
   ーマの外径は後続するウオツシユオーバーパイプ
   の外径より大きく、後リーマの外径は該ウオツシ
   ユオーバーパイプの外径と前リーマの外径との中
   間寸法である特許請求の範囲第１項記載の敷設方
   法。 ６ 逆アーチ状の地下坑道に沿つてケーシング又
   は導管を敷設する装置であつて、坑道の掘削に最
   終的に用いられるウオツシユオーバーパイプの後
   部にケーシングの外径より大きい外径の第１リー
   マと、この第１リーマの外径とケーシングの外径
   との中間寸法の外径を有する第２リーマとが互い
   に間隔を置いて固定的に連結され、第２リーマの
   後端はスイベルを介してケーシングに接続されて
   成り、第１リーマはほぼ放射状に複数の羽根を有
   し、各羽根の前面に切削歯とドリルマツドの排出
   ポートを備えたフライカツタ型であり、第２リー
   マは前記中間寸法の外径を有する円筒状部分とそ
   の前端に突出する円錐台形部分とを有し、円錐台
   形部分に切削歯とドリルマツドの排出ポートとを
   備え、第１リーマ及び第２リーマは前記ウオツシ
   ユオーバーパイプと共に回転し、かつこのパイプ
   を通じて送られるドリルマツドをそれぞれの排出
   ポートより坑道内に排出し、切削歯により削られ
   た切削物を混合して、第２リーマの周囲に後続の
   ケーシングのために流動性の環状層を形成するよ
   う構成されたことを特徴とするケーシング敷設装
   置。 ７ 前記第２リーマはその円筒状部分の後面を密
   閉され、ドリルマツドの中で実質的に中立的な浮
   力を示すフローテイングリーマである特許請求の
   範囲第６項記載の敷設装置。