(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドを縦向きに収容する複数のマガジンと、当該マガジンに収容されているロッドの抜取り及び戻し作業を行うロッドハンドリング装置を備え、
前記マガジンは、それぞれ、少なくとも一つのガイドフレームと、該ガイドフレーム内を間欠的に回転する無端体と、該無端体の長手方向に所定の間隔で設けたロッド保持具を備え、
前記ロッドハンドリング装置は、スイングアームに設けられ前記マガジンとロッド受渡し位置の間をスイングするスイングジョーと、前記ロッド受渡し場所より前方に位置するロッドホルダと待機位置の間を往復するツールジョーを備えたことを特徴とする海底着座型ボーリングマシン用のロッド搬送装置。
【請求項２】
ロッドハンドリング装置は、スイングアームに設けられ前記マガジンとロッド受渡し位置の間をスイングするスイングジョーと、前記ロッド受渡し場所より前方に位置するロッドホルダと待機位置の間を往復するツールジョーと、前記ロッドホルダの中心にロッドを保持するロッド保持手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の海底着座型ボーリングマシン用のロッド搬送装置。
【請求項３】
マガジンとして、掘削ドリルを持つロッドを収容するマガジンと、継ぎ足し用のロッドを収容するマガジンを備えたことを特徴とする請求項１記載の海底着座型ボーリングマシン用のロッド搬送装置。
【請求項４】
掘削ドリルを持つロッドは、堆積層を採取するロッドと、基盤岩層を採取するロッドからなり、各ロッドは、内部にインナーチューブを内蔵していることを特徴とする請求項３記載の海底着座型ボーリングマシン用のロッド搬送装置。
【請求項５】
継ぎ足し用のロッドを収容するマガジンは、継ぎ足し用のドリルロッドと、サンプリング採取穴の崩壊を防止するケーシングパイプを収容することを特徴とする請求項３記載の海底着座型ボーリングマシン用のロッド搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底地盤の地質調査等のため、海底に着座した状態で掘削を行う海底着座型ボーリングマシンに適用するためのロッド搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海底地盤の地質調査を行う場合には、ボーリングマシンを下ろして海底に着座させた後、船上からボーリングマシンを遠隔操作して地盤の掘削を行っている。このような海底地盤の掘削においては、地上での掘削と同様にロッドを継ぎ足して目的の深度までロッドを到達させる必要がある。このため、複数のロッドを保持するロッドコンテナがボーリングマシンに組み込まれているが、地上の掘削と異なり、海底では、掘削の作動スペースを広く取ることが難しいため、ロッドコンテナはロッドが掘削線と平行になるように、すなわち、縦置きとなるようにロッドを保持し、この縦状態のロッドをドリルヘッドに移動させてロッドの継ぎ足しを行っている。
【０００３】
ところで、リボルバー方式のロッドコンテナを採用した海底ボーリングマシンが提案されているが（例えば、特許文献１参照。）、海底から目的の深さ（例えば、数ｍ〜十数ｍの範囲）のサンプルを採取する場合には、十数本のロッドを備えたリボルバー方式のロッドコンテナで十分かも知れないが、例えば、４０ｍ〜５０ｍの深さまでサンプルを採取する場合に、ロッドの本数を増加しようとすると、リボルバー方式のロッドコンテナの直径が大きくなり、強いては、海底ボーリングマシンが大型化する問題がある。
【０００４】
また、１地点のサンプルのみを採取する場合には、上記の海底ボーリングマシンでも支障が無いかも知れないが、例えば、１地点のサンプルのみを採取するのではなく、その周辺の地点のサンプルも採取する場合には、リボルバー方式のロッドコンテナでは対応し難い。
【０００５】
更に、サンプルの採取は、例えば、深さが３０００ｍ程度の海底を想定しているので、母船から３０００ｍの深さの海底に海底ボーリングマシンを投入してサンプル採取し、３０００ｍの深さの海底から母船に海底ボーリングマシンを回収するには、数日かかるばかりでなく、多くの電力を必要とするから、頻繁に海底ボーリングマシンの投入や、回収を繰り返さない方が賢明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−８３５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、従来のロッドコンテナに相当するロッドマガジンの大型化を抑制して海底着座型ボーリングマシンの大型化を抑制する一方、ロッドの受け渡しを精度良く、かつ、円滑に行うための海底着座型ボーリングマシン用のロッド搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１）本願に係る海底着座型ボーリングマシン用のロッド搬送装置は、ロッドを縦向きに収容する複数のマガジンと、当該マガジンに収容されているロッドの抜取り及び戻し作業を行うロッドハンドリング装置を備え、
前記マガジンは、それぞれ、少なくとも一つのガイドフレームと、該ガイドフレーム内を間欠的に回転する無端体と、該無端体の長手方向に所定の間隔で設けたロッド保持具を備え、
前記ロッドハンドリング装置は、スイングアームに設けられ前記マガジンとロッド受渡し位置の間をスイングするスイングジョーと、前記ロッド受渡し場所より前方に位置するロッドホルダと待機位置の間を往復するツールジョーを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
２）本願に係る海底着座型ボーリングマシン用のロッド搬送装置は、ロッドハンドリング装置は、スイングアームに設けられ前記マガジンとロッド受渡し位置の間をスイングするスイングジョーと、前記ロッド受渡し場所より前方に位置するロッドホルダと待機位置の間を往復するツールジョーと、前記ロッドホルダの中心にロッドを保持するロッド保持手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
３）本願に係る海底着座型ボーリングマシン用のロッド搬送装置は、マガジンとして、掘削ドリルを持つロッドを収容するマガジンと、継ぎ足し用のロッドを収容するマガジンを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
４）本願に係る海底着座型ボーリングマシン用のロッド搬送装置は、掘削ドリルを持つロッドは、堆積層を採取するロッドと、基盤岩層を採取するロッドからなり、各ロッドは、内部にインナーチューブを内蔵していることを特徴とするものである。
【００１２】
５）本願に係る海底着座型ボーリングマシン用のロッド搬送装置は、継ぎ足し用のロッドを収容するマガジンは、継ぎ足し用のドリルロッドと、サンプリング採取穴の崩壊を防止するケーシングパイプを収容することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように、本発明は、ロッドを縦向きに収容する複数のマガジンと、当該マガジンに収容されているロッドの抜取り及び戻し作業を行うロッドハンドリング装置を備え、
前記マガジンは、それぞれ、少なくとも一つのガイドフレームと、該ガイドフレーム内を間欠的に回転する無端体と、該無端体の長手方向に所定の間隔で設けたロッド保持具を備え、
前記ロッドハンドリング装置は、スイングアームに設けられ前記マガジンとロッド受渡し位置の間をスイングするスイングジョーと、前記ロッド受渡し場所より前方に位置するロッドホルダと待機位置の間を往復するツールジョーを備えたので、従来のロッドコンテナに相当するロッドマガジンの大型化を抑制してボーリングマシンの大型化を抑制することができた。
【００１４】
特に、ロッドハンドリング装置として、スイングアームに設けられ前記マガジンとロッド受渡し位置の間をスイングするスイングジョーと、前記ロッド受渡し場所より前方に位置するロッドホルダと待機位置の間を往復するツールジョーを備えたので、ロッドの受け渡しを精度良く、かつ、円滑に行うことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】海底着座型ボーリングマシンの斜視図である。
【図２】海底着座型ボーリングマシン用のロッド搬送装置の平面図である。
【図３】同ロッド搬送装置の側面図である。
【図４】バイブロコアとロータリーヘッドの斜視図である。
【図５】ロッドホルダの斜視図である。
【図６】海底着座型ボーリングマシンのシステム図である。
【図７】ロッドの受渡し作業説明図である。
【図８】ロッドの受渡し作業説明図である。
【図９】ロッドの受渡し作業説明図である。
【図１０】ロッドの受渡し作業説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１に示すように、海底着座型ボーリングマシン１は、少なくとも３本の支柱又は脚部（以下、支柱と称する。）２を持っている。これらの支柱２は、その下部が底部フレーム３に固定されている。この海底着座型ボーリングマシン１は、底部フレーム３の上にロッドを縦向きに収容する複数（例えば、左右一対）のマガジン４ａ，４ｂと、ロッドハンドリング装置５と、タワー６を設けている。
【００１８】
タワー６は、ロッドハンドリング装置５の前方に設けられ、その上部と支柱２の上部は、上部フレーム７によって固定されている。また、支柱２の中間部は、中間フレーム８によって接続されている。また、後部側の支柱２にスラスタ９を備えている。
【００１９】
図２に示すように、マガジン４ａ，４ｂは、それぞれ、縦向きの支持枠１１と、支持枠１１に設けた少なくとも一つの長円形のガイドフレーム１２と、ガイドフレーム１２内を間欠的に回転する無端体１３と、無端体１３の長手方向に所定の間隔で設けたロッド把持具１４と、無端体１３を間欠的に回転させる駆動部１５を備えている。また、ロッド把持具１４の間隔は、一定である必要はなく、例えば、ロッド太さに合わせたものとしても良い。なお、ガイドフレーム１２は、無端状のものであれば良く、長円形のものに限定するものではない。
【００２０】
また、ロッドハンドリング装置５は、左右のマガジン４ａ，４ｂの間に設置した中央フレーム２１と、左右のマガジン４ａ，４ｂとロッド受渡し位置２２の間をスイングする左右一対のスイングジョー２３ａ，２３ｂと、ロッド受渡し位置２２よりも前方に位置する掘削中心Ｏと待機位置（図示せず）の間を往復するツールジョー２５と、掘削中心Ｏにロッドを保持するアライメントジョー（ロッド保持手段）２６を備えている。
【００２１】
上記中央フレーム２１は、タワー６側に左右一対のスイングアーム２７ａ，２７ｂを設けると共に、一方のスイングアーム２７ａにスイングジョー２３ａを設け、他方のスイングアーム２７ｂにスイングジョー２３ｂを設けている。更に、中央フレーム２１は、ツールジョー２５を往復させるアクチュエータ２８を備え、また、アライメントジョー（ロッド保持手段）２６を往復させるアクチュエータ（図示せず）も有している。
【００２２】
また、一方のマガジン（インナーチューブ側のマガジンとも云う。）４ａは、掘削ドリルを持つロッド３１を収容し、他方のマガジン（ロッド側のマガジンとも云う。）４ｂは、継ぎ足し用のロッド３２を収容するようになっている。掘削ドリルを持つロッド３１は、堆積層をサンプリングするバイブロコアバレルロッド３３と、基盤岩層をサンプリングするワイヤーラインコアバレルロッド３４からなり、各ロッド３３，３４は、その内部にインナーチューブ３５を内蔵している。
【００２３】
継ぎ足し用のロッド３２を収容するマガジン４ｂは、継ぎ足し用のドリルロッド３６と、サンプリング終了後の掘削穴の崩壊を防止するケーシングパイプ３７を設けている。
【００２４】
図３に示すように、ロッドホルダ４１の上方にバイブロコア４２と、ロータリーヘッド４３が設けられている。ロッドホルダ４１は、掘削中心Ｏ上に設けられ、図示しないねじ切り装置を具備している。バイブロコア４２は、掘削ドリルを持つロッドを振動させながら堆積層に打ち込む装置であり、他方、ロータリーヘッド４３は、掘削ドリルを持つロッドを回転させながら基盤岩層を掘削する装置である。
【００２５】
バイブロコア４２とロータリーヘッド４３は、図４に示すように、スライド装置４４によってスライドされ、その都度、ロッドホルダ４１の真上に位置決めされるようになっている。バイブロコア４２とロータリーヘッド４３は、タワー６に沿って昇降するエレベータ４５に装着されている。
【００２６】
図６は、海底着座型ボーリングマシンのシステム図であり、船上側にボーリングマシン船上部５１及びウインチ５２を備え、水中側にボーリングマシン水中部（海底着座型ボーリングマシン）１を備えている。
【００２７】
次いで、ロッド受け渡し動作について説明する。
【００２８】
先ず、図７に示すように、
（１）右側のスイングジョー２３ａがインナーチューブ側のマガジン（図示せず）のロッド３１を把持する。
【００２９】
（２）マガジンゲート（図示せず）を開放する（符号２９はゲートシリンダである。）。
【００３０】
（３）この時点で、ツールジョー２５は待機位置である。
【００３１】
次に、図８に示すように、
（４）スイングアームー２７ａが１８０°回転し、ロッド３１が受け渡し位置に来る。
【００３２】
（５）ツールジョー２５が前進開始する。
【００３３】
次に、図９に示すように、
（６）ツールジョー２５は、受け渡し位置にてロッド３１を把持する。
【００３４】
（７）ツールジョー２５の把持確認後、スイングジョー２３ａを開放する。
【００３５】
次に、図１０に示すように、
（８）ツールジョー２５を掘削中心Ｏまで前進させる。
【００３６】
（９）スイングジョー２３ａを戻り回転させ、次の準備に入る。
【００３７】
（１０）ロッド３１をアライメントジョー２６でチャック後、ツールジョー２５は待機位置に戻る。
【００３８】
上記ロッド３１をインナーチューブ側のマガジンに格納する時は、上記と逆の手順で格納する。また、上記ロッド３１に継ぎ足し用のロッド３２を継ぎ足す時は、ロッド側のマガジン側のスイングジョー２３ｂを作動させる。
【符号の説明】
【００３９】
４  マガジン
５  ロッドハンドリング装置
１２  ガイドフレーム
１３  無端体
１４  ロッド保持具
２２  ロッド受渡し位置
２３  スイングジョー
２５  ツールジョー
２７  スイングアーム
４１  ロッドホルダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005547541.tif 000007
【図７】
0005547541.tif 000008
【図８】
0005547541.tif 000009
【図９】
0005547541.tif 000010
【図１０】
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