JPS6245391B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリバースサーキユレーシヨンドリルに
用いられる櫓装置に関する。

従来リバースサーキユレーシヨンドリルに用い
られていた掘削具を支持する櫓装置には第１図な
いし第２図に示すように、櫓１５の上部に滑車ブ
ロツクが２個ビーム上に固定して取付けられてい
る。そして各滑車ブロツク１、２にはそれぞれフ
ツク３、４及びウインチ５、６が独立して設けら
れており、フツク３は掘削の進捗に応じてドリル
パイプ１２を地上から引き吊り上げて掘削中心に
継ぎ足すものであり、フツク４は掘削中に掘削具
を支持し掘削の進捗に応じて徐々に降下させるも
のである。降下させる際、掘削具が鉛直に掘りす
すむことができるようスイベルジヨイント７にガ
イドビーム８が左右に張り出され、ガイドビーム
８の先端にローラ９が取付けられていて、櫓１５
のマスト１０のガイド１１上を転動するようにな
つている。従つてドリルパイプ１２を継ぎ足す時
にはウインチ６でフツク４によつて吊り下げられ
たスイベルジヨイント１７及びケリーバ１３を引
き上げて掘削中心上から撤去する。この際これら
を強引に引き上げることによりガイド１１から傾
斜した斜めのガイド１１Ａに沿つて移動されるこ
とになる。

ここで滑車ブロツク１、２の位置であるが、滑
車ブロツク１は前述したように継ぎ足し用のドリ
ルパイプを吊り込むためのものである。継ぎ足し
用のドリルパイプは既設の掘削具に対してフラン
ジをボルトにより接続するものであることから、
その位置合わせを容易にするために、掘削中心上
に必然的に吊り込まれるように、掘削中心上に滑
車ブロツク１が取付けられている。これに対し、
滑車ブロツク２は本来なら滑車ブロツク１と同様
に掘削中心上に設けられるべきものであるが、掘
削中はスイベルジヨイント７に取付けられたロー
ラ９によつて鉛直性がある程度保持されるという
考えから、掘削中心上の滑車ブロツクはドリルパ
イプ１２の吊り込みを優先させたものである。従
つて滑車ブロツク２は掘削中心からはずれたとこ
ろに位置させざるを得ない。

このような従来の櫓装置には次のような欠点が
ある。即ち、継ぎ足し用ドリルパイプを吊り下げ
る滑車ブロツク１が掘削中心上の櫓の上部に固定
されているため、ドリルパイプ１２をクレーンで
引き上げる場合、数本のドリルパイプをまとめて
引き上げることはできず、互いにボルトで接続さ
れたドリルパイプを１本１本外していかなければ
ならない。このため、ドリルパイプ下端のビツト
（図示せず）の吸込口やドリルパイプ１２の途中
に礫や玉石によつて目詰まりを起こした場合や掘
削終了時に、ドリルパイプを引き上げる作業に多
大の労力と時間を要していた。リバースサーキユ
レーシヨンドリルにおいては、前記ドリルパイプ
の目詰まりは避けられず、しかもこの目詰まりは
ドリルパイプより小径である掘削具最下端のビツ
トの吸込口で起こる場合がほとんどであるから、
前記ドリルパイプの取外し作業はドリルパイプ全
部（例えば100ｍの穴を掘削する場合、ドリルパ
イプの長さを３ｍとすれば約33本のドリルパイ
プ）について行わなければならず、さらに作業再
開時には再びドリルパイプを１本ずつ接続してい
かなければならないので、多大の労力と時間を要
することになる。

また、従来の櫓装置においては、前記滑車ブロ
ツク１が掘削中心に固定されているため、移設時
にドリルパイプ下部に接続されるビツト、スタビ
ライザ、ウエイト、クロスオーバサブを撤去する
際には、ベースフレーム１４から櫓１５を切り離
した後に前記ビツト等をクレーンにより撤去しな
ければならず、また作業開始時にはベースフレー
ム１４を地上に設置した状態で前記ビツト等をセ
ツトした後、櫓１５をベースフレーム１４上に組
付ける作業を要した。また、継ぎ足し用ドリルパ
イプを吊り下げる滑車ブロツク１が掘削中心上に
あるので、地上に置いてあるドリルパイプ１２を
滑車ブロツク１を利用して引上げる場合、ドリル
パイプ１２がベースフレーム１４に衝突したり、
ドリルパイプ１２のフランジが引掛かつたりする
ことがあつた。

さらに、掘削中には、掘削中心から外れた滑車
ブロツク２から降ろされたフツク４により掘削具
が支持されるため、スイベルジヨイント７のガイ
ドビーム８に取付けられたローラ９を中心として
掘削具に回転モーメントを発生させることにな
り、掘削穴を高精度に施工することが困難である
という問題があつた。さらにまた、公知のリバー
ス工法に用いる櫓として、特開昭55−116992号公
報に記載のように、櫓本体に、その上下方向に沿
つて縦レールを設けると共に、櫓本体の上部に、
前記縦レールに連続する横レールを設け、前記連
続する両レールからなる案内レールに可動ガイド
を移動自在に係合し、該可動ガイドに、クレーン
に係合するためのクレーン用ブラケツトと、ケリ
ーバーを吊るためのケリーバー用ブラケツトとを
設けたものが提案されているが、この構成によれ
ば、クレーンによらなければドリルパイプの吊り
込み、継ぎ足しが不可能となるという問題点があ
る。

本発明は上記の欠点に鑑みてなされたもので、
ドリルパイプの目詰まり時や移設時におけるドリ
ルパイプの引き上げ作業が能率よく行え、かつ前
記ビツト等の撤去、組付け作業がベースフレーム
から櫓を切り離すことなく行えると共に、継ぎ足
し用ドリルパイプを継ぎ足すために吊り上げる際
に他の機器に衝突することなく、円滑に吊り上げ
られ、また、軽量部材を用いて強度の大なる櫓を
実現でき、さらに、高精度の掘削作業が行える構
成のリバースサーキユレーシヨンドリル用櫓装置
を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明においては、
地上に設置したベースフレームにドリルパイプ吊
り込み側を開放した櫓を立設し、該櫓の上部は前
方より見て山形をなすように構成し、該櫓の頂部
に、ドリルパイプが通過できかつドリルパイプ吊
り込み側が開口された左右の平行ビームからなる
横行ビームを、該横行ビームの前端部がベースフ
レームよりもドリルパイプ吊り込み側に突出する
ように取付け、前記横行ビームと櫓の前柱間に補
強用斜材を設け、該横行ビームの掘削中心より後
方の部分に左右ビーム間に架設した水平材を設
け、継ぎ足し用ドリルパイプを吊り下げる滑車ブ
ロツク付トロリーと掘削具を支持する滑車ブロツ
ク付トロリーとを、前者が後者よりもドリルパイ
プ吊り込み側に位置するように、前記横行ビーム
のレール上を転動可能に設置し、前記各滑車ブロ
ツクに巻かれるロープをそれぞれ巻取り繰出しす
るウインチを櫓に設置し、櫓内部には前記両トロ
リーを掘削中心上から櫓内奥部に退避させておく
ことが可能なスペースを設け、櫓を構成する左右
の前柱の中間部ないし下部にわたつてスイベルジ
ヨイントに取付けたガイドビームの両端の上下の
ローラを転動させる縦ガイドを設けたことを特徴
とする。

以下本発明の一実施例を第３図ないし第１２図
により説明する。このリバースサーキユレーシヨ
ンドリルの櫓装置は、大別して４つのものによつ
て構成されている。即ち、地上に設置されたベー
スフレーム２０と該ベースフレーム２０上に載置
されたロータリーテーブル２１と、該ベースフレ
ーム２０上にピン２２、２３により接続されて立
設された櫓２４と、該櫓２４によつて吊り下げら
れた掘削具２５とに分けられる。しかして、本発
明の特徴となるところは、櫓２４の頂部に、ドリ
ルパイプ４１が通過できかつドリルパイプ吊り込
み側が開放された横行ビーム４８（第６図参照）
を、該横行ビームの前端部が掘削中心よりもドリ
ルパイプ吊り込み側に突出するように取付け、継
ぎ足し用ドリルパイプ４１ａ（第３図参照）を吊
り下げる滑車ブロツク３５ａ付トロリー３５およ
び掘削具２５を前者が後者よりもドリルパイプ吊
り込み側に位置するように支持する滑車ブロツク
３６ａ付トロリー３６とを前記横行ビーム４８の
レール５３上に転動可能に設置し、前記各滑車ブ
ロツク３５ａ、３６ａとフツクブロツク３７、３
８間に巻かれるロープ３１ａ、３２ａをそれぞれ
巻取り繰出しするウインチ３１、３２を櫓２４に
設置したことである。

次に各部の詳細について説明する。まずベース
フレーム２０について説明すると、該ベースフレ
ーム２０は４隅に脚２０ａを有し、各脚には水平
設置のためのジヤツキ２６が設けられている。該
ベースフレーム２０の左右のビーム２０ｂ、２０
ｂには、レール２０ｃ（第８図、第９図参照）が
一体的に設けてあり、前後のスパイダー２７は両
端に設けたローラ２７ａを該レール２０に沿つて
転動させることにより、前後方向に移動可能に設
置されている。該スパイダー２７はロータリーテ
ーブル２１を据え付ける前の掘削具を支持するも
ので、２点鎖線２８ａで示した最大径を通過可能
に前後に退避させることができると共に、中央に
寄せることにより、２点鎖線２８ｂで示すよう
に、掘削具のフランジ等を受けることができるよ
うになつている。２９はスパイダー２７を人力に
より押すことによつて移動させる把持部である。

ロータリーテーブル２１は第４図、第５図、第
８図に示すように前記ベースフレーム２０の前後
のビーム２０ｄ上に設置した取付台２０ｅにボル
ト６０によつて固定されるものであり、中央に掘
削具２５のケリーバ４３と係合させる穴を有する
ターンテーブル２１ａを軸受を介して回転自在に
装着してなるものであり、内部にはターンテーブ
ル２１ａを掘削具２５と共に回転させる駆動装置
（図示せず）が収容されている。

掘削具２５は、第３図、第４図に示すように、
前記ターンテーブル２１ａの中心の角穴に上下動
可能にかつ相対的回転不能に挿入されるケリーバ
４３と、該ケリーバ４３とサクシヨンホース４４
とを接続するスイベルジヨイント４２と、ケリー
バ４３の下端にボルトにより接続される多数本の
ドリルパイプ４１と、第１２図の２点鎖線で示す
ように、最下端のドリルパイプに接続されるビツ
ト６５、スピライザ６６、ウエイト６７およびク
ロスオーバサブ６８とからなる。

櫓２４は、左右のマスト４５、４６と前記横ビ
ーム４８とからなり、第７図に示すように、左右
のマスト４５、４６はそれぞれ前柱４５ａ、４６
ａおよび後柱４５ｂ、４６ｂ間に横ビーム４５
ｃ、４６ｃおよび補強ビーム４５ｄ、４６ｄを渡
し、後柱４５ｂ、４６ｂ間は補強ビーム４５ｅ、
４６ｅで補強された横ビーム４５ｆ、４６ｆがフ
ランジ部４７をボルト締結することにより一体化
されている。また、左右のマスト４５、４６は上
部が互いに相手側に向けて傾斜しており、各上端
は横行ビーム４８と一体の接続材４８ｈに対して
フランジ部４９でボルト締結により一体化され、
山形をなす頂部を形成している。第４図、第７図
からわかるように、これらのマスト４５、４６に
よつて構成される櫓は継ぎ足し用ドリルパイプ４
１ａの吊り込み側が開放されており、かつ内部に
は前記トロリー３５、３６およびフツク３７、３
８を掘削中心から櫓奥部へ退避させておくことを
可能とするスペースＡが形成されている。また、
各マスト４５、４６の前柱４５ａ、４６ｂには、
第４図に示すようにスイベルジヨイント４２に取
付けたガイドビーム５０の両端の上下のローラ５
１ａ、５１ｂを転動させる縦ガイド５２ａ、５２
ｂが設けられている。これらの縦ガイド５２ａ、
５２ｂの上端には、第１０図で５２ｂについて代
表して示すように、スイベルジヨイント４２を吊
り込み側から組付ける時および撤去する時のロー
ラ５１ａ、５１ｂの出し入れ部となるところの吊
り込み側に折曲げられた出し入れ口６９と切り欠
き７０とが設けられており、かつ、スイベルジヨ
イントを櫓の奥部に退避させる時の上ローラ５１
ａのガイドとなる横ガイド５２a′、５２b′（第３
図、第１０図参照）が設けられ、縦ガイド５２
ａ、５２ｂの横ガイドの下方には、スイベルジヨ
イントを横行させるときに下ローラ５１ｂを通過
させる切り欠き７１が設けてある。

次に横行ビーム４８とトロリー３５、３６等の
構成について説明する。横行ビーム４８には第１
３図に示すようにレール５３が長手方向に沿つて
設けてあり、各トロリー３５、３６の両側に取付
けられたローラ７２は該レール５３に沿つて転動
可能に設置されている。本実施例においては、ト
ロリー３５、３６が油圧モータ３４を搭載した自
走式のものである場合について示してあり、各油
圧モータへの供排油用ホース７３、７４は、横行
ビーム４８の反吊り込み側端部に取付けられたシ
ーブ７５、７６（第５図参照）と、櫓２４の反吊
り込み側に設けられたガイド７７に沿つて上下動
自在に装着された重錘７８、７９により下方への
重力が加えられたシーブ８０、８１に巻き回わさ
れ、櫓２４の後柱を通して外部油圧装置（図示せ
ず）に接続されている。前記ウインチ３１、３２
に巻取り繰り出しされてそれぞれ滑車ブロツク３
５ａ、３６ａとフツクブロツク３７、３８間に巻
き回わされるロープ３１ａ、３２ａの端末は、横
行ビーム４８の吊り込み側先端の下面部に取付け
られたソケツト３９、４０にそれぞれ接続され支
持されている。また、該横行ビームは、吊り込み
側に突出しかつ吊り込み側先端が開口されている
ので、継ぎ足し用ドリルパイプ４１ａ等をフツク
３７により吊り込んだ時に横行ビーム４８に働く
曲げモーメントおよびトロリー３５、３６の移動
によつて発生する水平力を支持するため、各ビー
ム部の先端と接続材４８ｈ、４８ｈとの間には、
補強用斜材４８ａ、４８ａが下方の間隔が広がる
ように取付けられている。さらに強度を上げるた
めに、横行ビーム４８の左右ビーム部の上面部間
には、水平材４８ｂ、４８ｃおよび板材４８ｄ、
４８d′が、掘削中心上ないしは吊り込み側端部ま
では開放となるように、ウインチ３１、３２側に
偏よつた位置に設けられている。トロリー３５、
３６は横行ビーム４８の上面より上方に突出しな
い構造を有しているので、これらの水平材や板材
の下方をくぐつて奥部へと収容することができ
る。５４はトロリー３５、３６用ストツパであ
る。

次に、本装置の作用について説明する。第３図
に示すように、掘削作業時にはフツクブロツク３
８のフツク３８ａによつて掘削具２５が支持され
ており、掘削に応じてウインチ３２により繰出さ
れるロープ３２ａを加減して掘削具２５を下方に
移動させる。この時、フツクブロツク３８を吊る
している滑車ブロツク３６ａを有するトロリー３
６は掘削中心（第７図の点０）上にある上、スイ
ベルジヨイント４２のローラ５１ａ、５１ｂが、
マスト前柱４５ａ、４６ｂの対向面にガイド中心
を結ぶ線８３が掘削中心０を通るように設けられ
た縦ガイド５２ａ、５２ｂに沿つて転動するよう
になつているので、掘削具２５が垂直にたて込ま
れるようになつている。

一方、フツクブロツク３７のフツク３７ａによ
つて継ぎ足し用ドリルパイプ４１ａを吊り込む時
には、第１１図に示すように、スイベルジヨイン
ト４２とケリーバ４３をドリルパイプから外して
トロリー３６を駆動することによりフツク３８ａ
をウインチ３２側に引込み、一方トロリー３５
は、第３図および第６図に示すように、横行ビー
ム４８の前端に位置させた状態において、フツク
３７ａに継ぎ足し用ドリルパイプ４１ａを掛け、
ウインチ３１によりロープ３１ａを巻取つてドリ
ルパイプ４１ａを吊り上げる。この場合、トロリ
ー３５はベースフレーム２０やターンテーブル２
１よりも前方に位置しているので、ドリルパイプ
４１ａがこれらにかかつたりすることなく、円滑
に引き上げられる。この時、櫓の頂部を山形とし
ているので、前記補強用斜材４８ａは前方から見
ても斜になつており、従つて、トロリー３５やド
リルパイプ４１ａ等の荷重による垂直、水平方向
の力を、横行ビーム４８から補強用斜材４８ａを
介して櫓で支持することができる。

トロリー３５によつてドリルパイプ４１ａを吊
り上げ後、トロリー３５を自走させてフツク３７
ａおよびドリルパイプ４１ａを掘削中心上に位置
させ、既設のドリルパイプのフランジのボルト穴
にドリルパイプ４１ａの下端のフランジのボルト
穴に合わせてボルトにより接続する。ドリルパイ
プの接続が完了した後はフツク３７ａをケリーバ
４３を取り外した位置まで吊り下ろし、再びトロ
リー３５駆動によりフツク３７ａを吊り込み側先
端に移行させると共にトロリー３６駆動によりフ
ツク３８ａを掘削中心上に位置させ、上端のドリ
ルパイプにケリーバ４３を接続して掘削を継続し
て行う。なお、このような作業を行う時は、ドリ
ルパイプ４１のフランジを前記スパイダー２７に
より保持または解放する。

また、ドリルパイプに目詰まりが生じたり、移
設に際して掘削具２５を吊上げるときは、掘削中
心からトロリー３５、３６をウインチ３１、３２
側に退避させて、第１２図に示すようにクレーン
５６からフツク５７を下ろしてドリルパイプ４１
をクレーンの揚程の許容する長さごとにまとめて
数本ずつ引上げる作業を行う。このとき、横行ビ
ーム４８は第６図に示したように掘削中心から吊
り込み側先端にわたつてドリルパイプが通過でき
るように開口されているので、最下端のドリルパ
イプまで横行ビーム４８より上方に引上げる必要
がないので、揚程の小さいクレーンによつても多
数本のドリルパイプを１度に引上げることができ
る。

さらに、掘削開始時の据付時や掘削終了時の撤
去の際、横行ビーム４８の左右ビーム部間をフツ
ク５７が通過できるので、ロータリーテーブル２
１を撤去すればベースフレーム２０と櫓２４とを
切り離さなくとも、仮想線で示すようにビツト６
５、スタビライザ６６、ウエイト６７、クロスオ
ーバサブ６８を、ドリルパイプ４１と共に組付
け、撤去できる。

なお本実施例においては、ウインチ３１、３２
を櫓２４に設置したが、これらをトロリー３５、
３６に組付けることも可能である。

以上述べたように、本発明装置は、櫓上部に掘
削中心から吊り込み側端部にわたつてドリルパイ
プが通過できる構造を有するので、ドリルパイプ
をクレーンにより数本ずつまとめて引き上げるこ
とが可能となり、これにより、ドリルパイプの目
詰まり発生時の礫等の障害物の撤去作業の能率を
高めることができる。

また、横行ビームの吊り込み側端部が開放され
ているので、ドリルパイプの櫓の頂部を越える位
置まで引き上げなくとも横行ビームの左右ビーム
の部間をクレーンのフツクが通過できるので、揚
程の小さいクレーンであつてもドリルパイプをま
とめて撤去することが可能である。

また、同様の理由により、据削開始前の据付時
や掘削終了時の撤去の際、即ち移設時において、
ベースフレームと櫓とを切り離すことなく、ロー
タリーテーブルを取外すだけで組付けたり撤去し
たりすることができる。従つて本発明によれば、
作業能率を著るしく向上させることができる。

また、本発明装置を用いれば、ドリルパイプ吊
り込み時だけでなく、掘削の際にも掘削具を支持
するフツクおよびトロリーを掘削中心に位置させ
ることができるため、ドリルパイプの継ぎ足しの
際のフランジのボルト穴合わせが容易となる他、
櫓を構成する左右の前柱の中間部ないし下部にわ
たつて設けた縦ガイドに沿つて、スイベルジヨイ
ントに取付けたガイドビームの両端の上下のロー
ラを転動させる際、掘削具に回転モーメントを発
生させることがないこととも相まつて、掘削垂直
精度の高い穴を施工できる。また本発明によれ
ば、横行ビームの前端部がベースフレームよりも
ドリルパイプ吊り込み側に突出するように取付
け、かつ継ぎ足し用ドリルパイプを吊り下げる滑
車ブロツク付トロリーと掘削具を支持する滑車ブ
ロツク付トロリーよりもドリルパイプ吊り込み側
に位置するように、前記横行ビームのレール上を
転動可能に設置したので、継ぎ足し用ドリルパイ
プ吊り込みの際にドリルパイプがベースフレーム
等に引掛かつたりすることなく、円滑かつ容易に
吊り込みが行なえる。

また、本発明は、継ぎ足し用ドリルパイプを吊
り下げるトロリーと、掘削具を支持するトロリー
とを有するので、クレーンがない場合において
も、作業が行なえる。

また本発明の櫓の上部は、前方より見た場合に
山形をなすように構成し、かつ横行ビームのベー
スフレームよりもドリルパイプ吊り込み側に突出
した部分と櫓の前柱との間に補強用斜材を設け、
横行ビームの掘削中心より後方の部分に左右ビー
ム間に架設した水平材を設けた構造により、前記
横行ビームがベースフレームより前方への突出し
た構造（ドリルパイプの吊り込み作業の容易化）
と、掘削中心から先端まで横行ビームを横切るビ
ームを設けていない構造（ドリルパイプ等をまと
めてクレーンで吊り上げ、抜き去る時にクレーン
フツクやドリルパイプが通過できるようにするこ
と）とを実現しているのであり、このような構造
とすることにより、櫓の強度を大とすることがで
き、比較的軽量の部材により重量の大きな掘削具
を支持しうる櫓を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来使われている櫓装置の側面図、第
２図は第１図の正面図、第３図は本発明による櫓
装置の一実施例を示す側面図、第４図は第３図の
正面図、第５図は第３図のＡ−Ａ矢視図、第６図
は第３図のＢ−Ｂ矢視図、第７図は第３図のＣ−
Ｃ断面図、第８図は第３図のＤ−Ｄ矢視図、第９
図は第８図のＥ−Ｅ断面図、第１０図はガイドの
マストへの取付け状態を示す斜視図、第１１図は
ドリルパイプを吊り込む時の各フツクの状態を示
す側面図、第１２図はドリルパイプ等の掘削具を
クレーンでまとめて引上げる時の状態を示す側面
図、第１３図は第６図のＦ−Ｆ断面図である。 ２０……ベースペレート、２４……櫓、２５…
…掘削具、３１，３２……ウインチ、３１ａ，３
２ａ……ロープ、３５，３６……トロリー、３５
ａ，３６ａ……滑車ブロツク、４１……ドリルパ
イプ、５３……レール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 地上に設置したベースフレームにドリルパイ
   プ吊り込み側を開放した櫓を立設し、該櫓の上部
   は前方より見て山形をなすように構成し、該櫓の
   頂部に、ドリルパイプが通過できかつドリルパイ
   プ吊り込み側が開口された左右の平行ビームから
   なる横行ビームを、該横行ビームの前端部がベー
   スフレームよりもドリルパイプ吊り込み側に突出
   するように取付け、前記横行ビームと櫓の前柱間
   に補強用斜材を設け、該横行ビームの掘削中心よ
   り後方の部分に左右ビーム間に架設した水平材を
   設け、継ぎ足し用ドリルパイプを吊り下げる滑車
   ブロツク付トロリーと掘削具を支持する滑車ブロ
   ツク付トロリーとを、前者が後者よりもドリルパ
   イプ吊り込み側に位置するように、前記横行ビー
   ムのレール上を転動可能に設置し、前記各滑車ブ
   ロツクに巻かれるロープをそれぞれ巻取り繰出し
   するウインチを櫓に設置し、櫓内部には前記両ト
   ロリーを掘削中心上から櫓内奥部に退避させてお
   くことが可能なスペースを設け、櫓を構成する左
   右の前柱の中間部ないし下部にわたつてスイベル
   ジヨイントに取付けたガイドビームの両端の上下
   のローラを転動させる縦ガイドを設けたことを特
   徴とするリバースサーキユレーシヨンドリル用櫓
   装置。