JPS6361473B2 - - Google Patents

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JPS6361473B2
JPS6361473B2 JP16894984A JP16894984A JPS6361473B2 JP S6361473 B2 JPS6361473 B2 JP S6361473B2 JP 16894984 A JP16894984 A JP 16894984A JP 16894984 A JP16894984 A JP 16894984A JP S6361473 B2 JPS6361473 B2 JP S6361473B2
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drilling
pit
water
fluid
flow line
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、泥水の掘削流体を用いて地熱井を掘
削する掘削機に付設され、掘削流体より掘削くず
を分離するフローライン装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a flow line device that is attached to a drilling machine that excavates a geothermal well using muddy drilling fluid and that separates drilling waste from the drilling fluid.

(従来の技術) 地熱発電所等の地熱エネルギーを利用する施設
においては、地下の良好な地熱貯留層に対して掘
削された地熱井より噴出する地熱流体(熱水及び
蒸気)を、そのエネルギー源としている。
(Conventional technology) In facilities that utilize geothermal energy such as geothermal power plants, geothermal fluids (hot water and steam) ejected from geothermal wells drilled into good underground geothermal reservoirs are used as the energy source. It is said that

従来、この地熱井を掘削する手段として、泥水
を用いて掘削くずを排出しながら掘削する工法が
用いられる。さらに、泥水及び圧縮空気を用い
る、エア泥水掘削工法が近年開発されてきた。エ
ア泥水掘削工法は、ビツトによつて削り取られた
掘削くずを、掘削坑内に圧送された泥水と共に高
圧の空気流によつて掘削坑外へ排出しながら掘削
するものである。排出された掘削くずを含む掘削
流体(泥水及び圧縮空気)は、フローライン装置
へ導かれ、そこでマツドセパレーターにより圧縮
空気が分離され大気中に放出された後、シエール
シエーカーによつて掘削くずが泥水より分離除去
される。掘削くずが除去された泥水は、泥水ピツ
トを経て再び掘削坑へ送水され、掘削流体として
再利用される。
Conventionally, as a means of excavating this geothermal well, a method of excavating while using muddy water and discharging drilling waste has been used. Furthermore, air mud drilling methods using mud and compressed air have been developed in recent years. The air mud drilling method is a method in which excavation waste scraped by a bit is discharged to the outside of the excavation pit using a high-pressure air flow along with muddy water pumped into the excavation pit. The drilling fluid (mud water and compressed air) containing the discharged drilling waste is led to the flow line device, where the compressed air is separated by a mud separator and released into the atmosphere, after which the drilling waste is separated by a sierre shaker. Separated and removed from muddy water. The muddy water from which the drilling waste has been removed is sent to the drilling hole again through the muddy pit and is reused as drilling fluid.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、エア泥水掘削工法における上記
のようなフローライン装置においては、その処理
工程が全て大気に開放された経路においてなされ
るために、掘削中にビツト先端が充分な量の地熱
流体の存する地層の割れめに遭遇した場合は、高
温高圧の地熱流体が、その圧力によつて自噴し、
泥水の循環経路を通つてフローライン装置のマツ
ドセパレータ付近に激しい勢いで噴出してくる。
このため、その周囲の装置類及び作業員に危険が
及び、目的とする深度までの掘削が継続できず、
作業の中断が余儀なくされるという問題があつ
た。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-mentioned flow line equipment used in the air mud drilling method, all of the processing steps are performed in a path open to the atmosphere, so the tip of the bit may be damaged during excavation. If a crack in the stratum containing a sufficient amount of geothermal fluid is encountered, the high temperature and high pressure geothermal fluid will self-gush due to the pressure.
The mud flows through the muddy water circulation route and erupts with great force near the mud separator of the flow line equipment.
This poses a danger to surrounding equipment and workers, making it impossible to continue excavation to the desired depth.
There was a problem that work had to be interrupted.

上記の問題を解決し、地熱流体が自噴してくる
状況下においても掘削を続けるために、フローラ
イン装置にドリリングマフラーを設置することが
考えられる。ドリリングマフラーは、前記のマツ
ドセパレータに替わる、消音器を兼ねた泥水と圧
縮空気の分離装置であるが、地熱流体が自噴して
きた場合は、その勢いをある程度は弱めることが
できる。しかしながら、高温高圧で激しく噴出す
る地熱流体の勢いに耐え、又掘削に影響のない程
度までその勢いを弱める効果を得るためには、ド
リリングマフラーは充分に大型かつ頑丈なものと
しなければならず、これを製作し、所定位置へ運
搬し、据え付けるに当つては、多大な費用と作業
が必要となるという問題を残している。
In order to solve the above problem and continue drilling even in situations where geothermal fluid is gushing out, it is possible to install a drilling muffler in the flow line equipment. A drilling muffler is a device that separates muddy water and compressed air and also serves as a muffler, replacing the mud separator described above, but when geothermal fluid self-sprays, its force can be weakened to some extent. However, in order to withstand the force of geothermal fluid that violently ejects at high temperature and high pressure, and to obtain the effect of weakening the force to the extent that it does not affect drilling, the drilling muffler must be sufficiently large and sturdy. The problem remains that it requires a great deal of cost and work to manufacture, transport and install it to a predetermined location.

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたもの
で、エア泥水掘削工法において、地熱流体が噴出
する状況下においても、周囲への影響が少なく、
安全に掘削を続けることのできる、簡便で安価な
フローライン装置を提供することを目的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and in the air mud drilling method, even when geothermal fluid is spouted out, there is little impact on the surroundings.
The purpose of the present invention is to provide a simple and inexpensive flow line device that allows safe continuation of excavation.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、掘削機より排出された掘削流体を管
路によつて導き、その管路に設けられた掘削流体
を吐出する吐出部を、充分な水量を保有するピツ
トの水中に設けてなるものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention guides drilling fluid discharged from an excavator through a pipe, and connects a discharge section provided in the pipe that discharges the drilling fluid with a sufficient amount of water. It is installed underwater in a pit.

(作用) 本発明によるフローライン装置は、地熱流体が
自噴する状況下において掘削する場合に、次のよ
うに作用する。
(Function) The flow line device according to the present invention functions as follows when excavating in a situation where geothermal fluid self-gushes.

自噴する地熱流体は、掘削機より掘削流体及び
掘削くずと共に管路によつて導かれ、ピツト水中
の吐出部より水中に噴出する。これにより、ピツ
トの保有する充分な量の水が地熱流体を冷却し、
又その水頭圧が地熱流体の噴出圧力に対抗してそ
の勢いを弱めるから、地熱流体が直接大気中に噴
出するのに比して周囲へ及ぼす影響を著しく押え
ることができる。
The self-spouting geothermal fluid is guided from the excavator along with drilling fluid and excavation waste through a pipe, and is ejected into the water from a discharge part in the pit water. This allows the sufficient amount of water in the pit to cool the geothermal fluid.
Moreover, since the head pressure counteracts the ejection pressure of the geothermal fluid and weakens its force, the influence on the surroundings can be significantly suppressed compared to when the geothermal fluid is ejected directly into the atmosphere.

又、同時に吐出する掘削流体である圧縮空気は
水中を浮上して大気に放出され、泥水は水中に拡
散し、又掘削くずはピツト底部に沈降して堆積
し、適宜手段によつてピツトより排出される。
At the same time, compressed air, which is the drilling fluid discharged, floats above the water and is released into the atmosphere, muddy water is diffused into the water, and drilling debris settles and accumulates at the bottom of the pit, and is discharged from the pit by appropriate means. Ru.

(実施例) 本発明の一実施例及びそれを用いた掘削システ
ムについて、第1図ないし第3図を参照して説明
する。
(Example) An example of the present invention and an excavation system using the same will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

第3図は、本発明によるフローライン装置を用
いて地熱井を掘削する掘削システム全体の慨略系
統図であり、これにより、システムの構成及び掘
削方法について説明する。(図中の矢印は泥水の
循環経路を示すものである。)図中、符号1は掘
削坑である。掘削坑1は、掘削機2のドリルパイ
プ3の先端に設けられたビツト4によつて掘削さ
れる。
FIG. 3 is a schematic diagram of the entire drilling system for drilling a geothermal well using the flow line device according to the present invention, and the system configuration and drilling method will be explained using this diagram. (The arrows in the figure indicate the circulation route of muddy water.) In the figure, reference numeral 1 is an excavation pit. An excavation hole 1 is excavated by a bit 4 provided at the tip of a drill pipe 3 of an excavator 2.

ドリルパイプ3には、泥水ポンプ5及びコンプ
レツサー6によつて、その上部より泥水及び圧縮
空気が圧送され、これらの掘削流体(泥水及び圧
縮空気)は、ドリルパイプ3内を下降し、ビツト
4より掘削坑1へ送られ、ここで掘削くずを伴つ
て掘削坑1内を上昇し、通常時においてはバンジ
ヨウボツクス7に設けられている掘削流体排出口
8より排出される。
Mud water and compressed air are pumped into the drill pipe 3 from above by a mud water pump 5 and a compressor 6, and these drilling fluids (mud water and compressed air) descend inside the drill pipe 3 and are pumped from the bit 4. It is sent to the excavation shaft 1, where it ascends inside the excavation shaft 1 along with the excavation waste, and is normally discharged from the excavation fluid outlet 8 provided in the bungeo box 7.

掘削流体排出口8には、フローライン装置9が
接続されている。フローライン装置9は、バルブ
10,管路11,マツドセパレーター12よりな
るもので、従来、エア泥水掘削工法において一般
に用いられているものである。フローライン装置
9においては、管路11によつて導かれた掘削流
体をマツドセパレータ12によつて圧縮空気を分
離して大気に放出する。次に、泥水はシエールシ
エーカー13によつて掘削くずを分離され、分離
された掘削くずは廃泥ピツト14へ排出され、泥
水は泥水ピツト15へ落下し、途中、懸濁物除去
処理が行なわれて、泥水サクシヨンピツト16へ
導かれる。泥水サクシヨンピツト16に貯まつた
泥水は、前述の泥水ポンプ5によつてドリルパイ
プ3へ送られ、再び掘削流体として使用される。
A flow line device 9 is connected to the drilling fluid outlet 8 . The flow line device 9 is composed of a valve 10, a pipe line 11, and a mud separator 12, and is conventionally used in the air mud excavation method. In the flow line device 9, compressed air is separated from the drilling fluid guided through the conduit 11 by the mud separator 12 and released into the atmosphere. Next, the muddy water is separated from drilling waste by the shaker 13, the separated drilling waste is discharged into the waste mud pit 14, and the muddy water falls into the muddy water pit 15, during which suspended solids are removed. and is led to the muddy water suction pit 16. The muddy water accumulated in the muddy water suction pit 16 is sent to the drill pipe 3 by the aforementioned muddy water pump 5, and is used again as drilling fluid.

上記のように、従来のフローライン装置9を用
いて掘削流体を循環処理しながら掘削をしている
時に、ドリルパイプ3の先端のビツト4が、地熱
流体の存する地層の割れめに遭遇し、前述のよう
にマツドセパレーター12より地熱流体が激しく
噴き出す場合、速やかに本発明によるフローライ
ン装置17に切り替えて掘削を続ける。
As mentioned above, while drilling while circulating drilling fluid using the conventional flow line device 9, the bit 4 at the tip of the drill pipe 3 encounters a crack in the stratum where geothermal fluid exists, As described above, when the geothermal fluid violently spouts out from the pine separator 12, the flow line device 17 according to the present invention is immediately switched to continue excavation.

本発明によるフローライン装置17は、管路1
8,吐出部19,ピツト20よりなり、その管路
18の一端がバンジヨウボツクス21の掘削流体
排出口22に、バルブ23を介して接続され、こ
のバルブ23を開とし、前記の通常時の掘削流体
の経路に設けられたバルブ10を閉とすることに
よつて、従来のフローライン装置9より本発明の
フローライン装置17に切り替えられる。前記管
路18の他の端部には、吐出部19が設けられて
いる。吐出部19は、掘削機2付近適宜位置に設
けられた、充分な水量を保有しているピツト20
の水中に配置されている。又、吐出部19は、第
1図及び第2図に示すように、多数の孔を有する
有孔管24,24,24をH型に組み合わせてな
り、ピツト20の底部に置かれた架台25,25
の上にウエイト26,26,26,26によつて
保持されている。なお、上記管路18,吐出部1
9等は、鋼管等の耐熱性及び耐圧性を有する材料
によつて形成されている。又、吐出部19の形状
や各部の寸法、有孔管24の径や孔の大きさやそ
の数、ピツト20の寸法や保有水量や水深、及び
吐出部19がピツト20内に配置される位置(即
ち、吐出部19とピツト20の底面及び水面との
距離)等は、予想される自噴地熱流体の噴出圧力
や噴出量等を勘案して決定されるものである。
The flow line device 17 according to the invention comprises a conduit 1
8, a discharge part 19, and a pit 20, one end of which is connected to the drilling fluid outlet 22 of the bungeo box 21 via a valve 23, and when the valve 23 is opened, the above-mentioned normal condition is established. By closing the valve 10 provided in the drilling fluid path, the conventional flow line device 9 is switched to the flow line device 17 of the present invention. A discharge portion 19 is provided at the other end of the pipe line 18 . The discharge part 19 is connected to a pit 20 which is provided at an appropriate position near the excavator 2 and which has a sufficient amount of water.
is placed underwater. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the discharge section 19 is formed by combining perforated tubes 24, 24, 24 having a large number of holes into an H-shape, and a pedestal 25 placed at the bottom of the pit 20. ,25
is held by weights 26, 26, 26, 26 above. In addition, the pipe line 18, the discharge part 1
9 and the like are made of a heat-resistant and pressure-resistant material such as a steel pipe. In addition, the shape and dimensions of each part of the discharge part 19, the diameter of the perforated pipe 24, the size and number of holes, the dimensions of the pit 20, the amount of water held, and the water depth, and the position where the discharge part 19 is arranged in the pit 20 ( That is, the distance between the discharge part 19 and the bottom of the pit 20 and the water surface is determined by taking into consideration the expected ejection pressure and ejection amount of the artesian geothermal fluid.

上記の構成によつてフローライン装置17は、
自噴した地熱流体をピツト20へ導き、吐出部1
9の多数の孔より水中へ噴出させることにより、
地熱流体を細かく分散させてその勢いを弱めると
共に、水が地熱流体を冷却し、さらに吐出部19
にかかる水の水頭圧が地熱流体の噴出圧力に対抗
するから、地熱流体が直接大気中に噴出するのに
比して充分その勢いを弱め、周囲へ及ぶ影響を少
なくすることができる。又、同時に吐出部19の
各孔より吐出される掘削くずは、ピツト20の底
部に沈降し、堆積するから、適宜手段によつてピ
ツト20より排出することができる。
With the above configuration, the flow line device 17 can:
The self-gushing geothermal fluid is guided to the pit 20, and the discharge part 1
By ejecting water into the water from numerous holes,
The geothermal fluid is finely dispersed to weaken its momentum, the water cools the geothermal fluid, and the discharge part 19
Since the head pressure of the water applied to the geothermal fluid counteracts the ejection pressure of the geothermal fluid, the force of the geothermal fluid can be sufficiently weakened compared to when the geothermal fluid is ejected directly into the atmosphere, and the impact on the surroundings can be reduced. Further, since the excavated waste simultaneously discharged from each hole of the discharge portion 19 settles and accumulates at the bottom of the pit 20, it can be discharged from the pit 20 by appropriate means.

なお、本発明のフローライン装置17を用いて
掘削している時には、掘削流体の泥水は通常時と
同様に泥水ポンプ5によつてドリルパイプ3内へ
送られるが、泥水は泥水サクシヨンピツト16へ
環流しないから、給水装置27によつて水が補給
され、掘削に必要な泥水の量を確保する。又、ピ
ツト20の容量は、これに流入する地熱流体(熱
水)及び掘削流体(泥水)の量を充分見込んだも
のとしておくか、もしくは、排水ポンプを設ける
等の適宜手段により溢水を防ぐこととすれば良
い。
Note that when drilling is performed using the flow line device 17 of the present invention, the muddy water of the drilling fluid is sent into the drill pipe 3 by the muddy water pump 5 as in normal times, but the muddy water is recycled to the muddy water suction pit 16. Therefore, water is supplied by the water supply device 27 to ensure the amount of muddy water necessary for excavation. In addition, the capacity of the pit 20 should be sufficient to accommodate the amount of geothermal fluid (hot water) and drilling fluid (mud water) flowing into it, or overflow should be prevented by appropriate means such as installing a drainage pump. It's fine if you do this.

このように、本発明によるフローライン装置1
7を用いた掘削システムにおいては、地熱流体が
自噴してきた場合も、従来のフローライン装置9
より本発明のフローライン装置17に切り替える
ことにより、通常時と同様に掘削を続けることが
できる。
Thus, the flow line device 1 according to the present invention
In a drilling system using a conventional flow line device 9, even when geothermal fluid comes out
By switching to the flow line device 17 of the present invention, excavation can be continued as usual.

以上、本発明の一実施例及びそれを用いた掘削
システムについて説明したが、本発明は上記の実
施例に限定されるものではなく、吐出部19の形
状等は、噴出する地熱流体の圧力、温度、量等に
対応できるように種々の応用が可能である。又、
本発明を用いる掘削システムについても、ピツト
20の一部にポンプサクシヨンピツトを設け、そ
こに泥水の上澄水が流入するようにすれば(即
ち、従来の泥水ピツト15及び泥水サクシヨンピ
ツト16の機能を付加すれば)、通常時の掘削に
おいても本発明のフローライン装置17が使用で
き、マツドセパレーター12,シエールシエーカ
ー13等の装置を不要とすることができる。
Although one embodiment of the present invention and an excavation system using the same have been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and the shape etc. of the discharge portion 19 may vary depending on the pressure of the ejected geothermal fluid, Various applications are possible depending on temperature, amount, etc. or,
Regarding the excavation system using the present invention, if a pump suction pit is provided in a part of the pit 20 and the supernatant water of the mud flows into it (that is, the function of the conventional mud water pit 15 and mud water suction pit 16). ), the flow line device 17 of the present invention can be used even during normal excavation, and devices such as the pine separator 12 and the shear shaker 13 can be made unnecessary.

(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、地熱井の掘削に
おいて、本発明によれば、構成が簡単で安価な装
置により、地熱流体が自噴する状況下において
も、地熱流体の噴出の勢いを弱め、周囲への影響
を少なくできるから、安全に掘削を続けることが
できる等の効果を有する。
(Effects of the Invention) As described above in detail, in the drilling of geothermal wells, according to the present invention, a device with a simple configuration and low cost can prevent the ejection of geothermal fluid even in a situation where the geothermal fluid self-injects. This has the effect of weakening the force and reducing the impact on the surrounding area, allowing excavation to continue safely.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は、本発明の一実施例の概略
構成図であつて、第1図はその平面図、第2図は
正断面図である。第3図は、本発明の実施例を用
いて地熱井を掘削する掘削システムの全体概略系
統図である。 17……フローライン装置、18……管路、1
9……吐出部、20……ピツト。
1 and 2 are schematic configuration diagrams of an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a plan view thereof, and FIG. 2 is a front sectional view thereof. FIG. 3 is an overall schematic system diagram of a drilling system for drilling a geothermal well using an embodiment of the present invention. 17...Flow line device, 18...Pipe line, 1
9...Discharge part, 20...Pit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 泥水等の掘削流体を、掘削くずと共に掘削坑
井より排出しながら掘削する掘削機に付設され、
掘削坑井より排出された掘削流体を管路によつて
導き、掘削流体から掘削くずを分離するフローラ
イン装置において、水を保有するピツトを設け、
前記管路に設けられた掘削流体を吐出する吐出部
を、上記ピツトの水中に設けてなることを特徴と
する地熱井自噴掘削用フローライン装置。
1 Attached to a drilling machine that excavates while discharging drilling fluid such as mud from a wellbore along with drilling waste,
In a flow line device that guides drilling fluid discharged from a drilling well through a pipe and separates drilling waste from the drilling fluid, a pit that holds water is provided,
A flow line device for artesian drilling of a geothermal well, characterized in that a discharge section for discharging drilling fluid provided in the conduit is provided underwater in the pit.
JP16894984A 1984-08-13 1984-08-13 Flow line apparatus for automatic drilling geothermal well Granted JPS6149092A (en)

Priority Applications (1)

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JPS6149092A JPS6149092A (en) 1986-03-10
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