(57)【要約】【課題】孔壁の目詰まりを防止する循環式の水封ボーリングシステムを提供する。【解決手段】ボーリング孔２内に給排水することにより孔２内で水封水を循環させる循環式の水封ボーリングシステム１０であって、孔口２ａを閉塞するパッカー１２と、パッカー１２を貫通して設けられた外管１４と、外管１４内を通って孔底２ｂ近傍まで挿入配置され、その外周面１６ａに孔壁面２ｃとの間の隙間２２を確保し、水封水の流向を制御するためのスペーサー２０が突設された内管１６とを備えるようにした。【選択図】図１
2011038360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボーリング孔内に給排水することにより前記孔内で水封水を循環させる循環式の水封ボーリングシステムであって、
前記孔口を閉塞するパッカーと、
前記パッカーを貫通して設けられた外管と、
前記外管内を通って前記孔底近傍まで挿入配置され、その外周面に前記孔壁面との間の隙間を確保し、水封水の流向を制御するためのスペーサーが突設された内管とを備えることを特徴とする水封ボーリングシステム。
【請求項２】
前記スペーサーは、前記内管の外周面に沿う螺旋状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の水封ボーリングシステム。
【請求項３】
前記スペーサーは、前記内管の軸心から前記孔壁に向けて延びる放射状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の水封ボーリングシステム。
【請求項４】
前記外管と前記内管との間の環状の通路と、前記内管の内部の通路のいずれか一方の通路を給水路とし、他方を排水路とする給排水路の切り替えを可能としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の水封ボーリングシステム。
【請求項５】
定期的に給排水路の切り替えを行い、前記孔壁を定期的に洗浄する制御を行う洗浄制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の水封ボーリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水圧により液化石油ガス等を岩盤内に封じ込める水封式地下岩盤貯槽方式に用いる水封ボーリングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地下水圧により液化石油ガス等を岩盤内に封じ込める水封式岩盤備蓄施設において、地下タンクの上側に複数本配置される水封ボーリングが知られている（例えば、特許文献１参照）。この水封ボーリングから、地下タンクに延びる亀裂等に密封水（以下、水封水ということがある。）を送り込むことによって、地下タンクの周りに十分な地下水圧が確保されるようにしている。
【０００３】
図３は、特許文献１の水封装置の概略の側断面図である。図３に示すように、特許文献１の水封装置は、水封ボーリング孔２の開口側を閉塞するパッカー４と、パッカー４を長さ方向に貫通して固定された金属製の循環用パイプ６とからなる。循環用パイプ６は、外側パイプ６ａと、この外側パイプ６ａ内に同心的に配置された内側パイプ６ｂとから構成され、内側パイプ６ｂの内部を給水路とし、外側パイプ６ａと内側パイプ６ｂの間を環状の排水路としてある。この構成において、図示しない密封水源の水は、給水路から水封ボーリング孔２内に入り、排水路を出て密封水源に戻る経路を循環している。
【０００４】
一方、先端に高圧回転ノズルを設けたホースを深井戸管内に吊り下げ、この高圧回転ノズルの噴射によって、深井戸管内のスクリーンに目詰まりしている泥等を除去する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
他方、地盤改良工法に用いられる井戸揚水管を外側から覆うストレーナ管の内周面に、螺旋状の補強用リブを突設したものが知られている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３の補強用リブは、土圧や水圧による管壁の変形を抑え、ストレーナ管壁の内周面と揚水管の外周面との間に隙間を確実に確保するためのものであり、この隙間における水の流れを制御するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２３６１６号公報
【特許文献２】特開２００１−１９３１０６号公報
【特許文献３】特開２００８−２７４６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記の水封ボーリングは、孔底に向かって下側に若干傾斜するように、例えば延長７０ｍ程度のボーリング掘削により形成されるものである。上記の従来の図３の水封装置において、内側パイプ６ｂ（以下、注水管という。）が孔底まで延びている場合には、これを孔２の内部で空間的に支持するものが無いので、注水管６ｂを孔内中心に位置させることは困難である。ボーリング孔２と注水管６ｂの軸心がずれていると孔内で偏流が生じ、水封水が孔内を万遍なく循環することは難しい。
【０００８】
また、注水管６ｂの先端位置をボーリング孔口元付近のパッカー４に近い位置とすれば、注水管６ｂはパッカー４により保持される。しかしながら、水封水の流れは、注水管６ｂから孔底に向かう方向の流れと、注水管６ｂから出てすぐに排水路に向かう直線的な流れとが卓越して、孔内全体に大きな循環流れが生じないおそれがある。
【０００９】
孔内での水封水の循環が十分でない場合には、孔壁において目詰まりが生じ、所定の水圧を周囲の岩盤に作用させることができず、水封ボーリングシステムの機能が損なわれてしまう。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、孔壁の目詰まりを防止する循環式の水封ボーリングシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る水封ボーリングシステムは、ボーリング孔内に給排水することにより前記孔内で水封水を循環させる循環式の水封ボーリングシステムであって、前記孔口を閉塞するパッカーと、前記パッカーを貫通して設けられた外管と、前記外管内を通って前記孔底近傍まで挿入配置され、その外周面に前記孔壁面との間の隙間を確保し、水封水の流向を制御するためのスペーサーが突設された内管とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係る水封ボーリングシステムは、上述した請求項１において、前記スペーサーは、前記内管の外周面に沿う螺旋状に配置されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項３に係る水封ボーリングシステムは、上述した請求項１において、前記スペーサーは、前記内管の軸心から前記孔壁に向けて延びる放射状に配置されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項４に係る水封ボーリングシステムは、上述した請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記外管と前記内管との間の環状の通路と、前記内管の内部の通路のいずれか一方の通路を給水路とし、他方を排水路とする給排水路の切り替えを可能としたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係る水封ボーリングシステムは、上述した請求項４において、定期的に給排水路の切り替えを行い、前記孔壁を定期的に洗浄する制御を行う洗浄制御手段をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ボーリング孔内に給排水することにより前記孔内で水封水を循環させる循環式の水封ボーリングシステムであって、前記孔口を閉塞するパッカーと、前記パッカーを貫通して設けられた外管と、前記外管内を通って前記孔底近傍まで挿入配置され、その外周面に前記孔壁面との間の隙間を確保し、水封水の流向を制御するためのスペーサーが突設された内管とを備える。
【００１７】
スペーサーを介して内管を水封ボーリング孔断面中央に保持することで、内管外周面と孔壁面との間に水封水を流すための隙間が孔全長にわたって確保される。給排水によってこの隙間に水封水を流して孔壁沿いの流れを強制発生させることにより、孔壁面に付着した目詰まり物質を洗い流し、孔壁の目詰まりを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明に係る水封ボーリングシステムの一例を示す側断面図である。
【図２】図２は、スペーサーが放射状である場合の水封ボーリング孔の断面図である。
【図３】図３は、従来の水封装置の一例を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る水封ボーリングシステムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００２０】
図１に示すように、本発明に係る水封ボーリングシステム１０は、岩盤内に設けた円形断面の水封ボーリング孔２内で水封水を循環させる循環式のシステムであり、孔口２ａを閉塞するパッカー１２と、パッカー１２を貫通して設けられた外管１４と、外管１４内を通って孔底２ｂ近傍まで挿入配置された内管１６とを備える。外管１４と内管１６との間の環状の通路１８ａを、孔２の内部へ給水する給水路とし、内管１６内の通路１８ｂを孔２の外部へ排水する排水路としてある。
【００２１】
内管１６は、孔２内部で拡径しており、外管１４はパッカー１２近傍で開口して内管１６のこの拡径区間を内挿することなく、隙間２２と連通した状態となっている。
【００２２】
この内管１６は、例えば塩化ビニル等の材質で構成され、その外周には、薄い羽状に突出したスペーサー２０が外周面１６ａに沿って螺旋状に配置してある。このスペーサー２０は、内管１６が孔２の内部で撓まないように、内管１６を水封ボーリング孔２の断面中央に保持させるためのものである。スペーサー２０を設けることによって、内管１６の外周面１６ａと孔壁面２ｃとの間の隙間２２を流れる水封水の水流を孔２の全長にわたって確保し、水封水が孔壁面２ｃをなぞるように流れを制御することが可能となる。
【００２３】
ここで、スペーサー２０は、外周面１６ａに螺旋状に配置する代わりに、図２に示すように、断面視で内管１６の軸心Ｃから孔壁面２ｃに向けて延びる放射状に配置してもよいし、さらに、こうした放射状と上記の螺旋状とを組み合わせてもよく、例えば、複数枚の薄い羽根が内管外周に螺旋状に配置されるような構成であってもよい。いずれにせよ、内管１６を水封ボーリング孔２の断面中央に保持させて、孔壁面２ｃに沿う水封水の流向を制御することが可能な配置形状であればいかなる形状であってもよい。
【００２４】
上記構成の動作および作用について説明する。
図１に示すように、環状の通路１８ａから孔内に給水された水封水は、螺旋状のスペーサー２０によって確保された隙間２２を、内管１６の外周をスペーサー２０に導かれるように螺旋状に回りながら図中矢印の向きに孔底２ｂに向けて流れる。そして、孔底２ｂに到達した水封水は、孔底２ｂ近傍の内管１６の開口端１６ｂに入って内管１６内の通路１８ｂを破線の矢印の向きにボーリング孔口２ａ側に流れ、孔２の外部へ排水される。これにより、孔２の全長にわたって水封水の循環流が形成される。このとき、隙間２２における孔壁面２ｃに沿う螺旋状の水流によって、孔壁に付着した目詰まり物質が洗い流されることとなる。
【００２５】
このように、内管外周面１６ａと孔壁面２ｃとの間にスペーサー２０を設けることで、内管１６を孔内に同心位置に保持するとともに、孔壁面２ｃ沿いの流れを強制的に発生させ、この流れによって孔壁を洗浄して、孔壁の目詰まり物質を除去する。これにより、孔壁の目詰まりを防止することができる。
【００２６】
また、スペーサー２０を介して孔内に保持される内管１６を孔底２ｂ近傍まで挿入することにより、孔内全体で水封水の滞流を防止することが可能となる。さらに、孔底２ｂに最も近い位置のスペーサー２０の螺旋部分が、環状の通路１８ａから供給される水の逆流を防ぐ役割を果たすので、孔内におけるよりスムーズな給排水が可能となる。
【００２７】
上記の実施の形態において、外管１４と内管１６との間の環状の通路１８ａを給水路とし、内管１６内の通路１８ｂを排水路とした場合について説明したが、逆に、環状の通路１８ａを排水路とし、内管１６内の通路１８ｂを給水路とすることもできる。また、外管１４と内管１６との間の環状の通路１８ａと、内管１６内の通路１８ｂのいずれか一方の通路を給水路とし、他方を排水路とするように給排水路の切り替えが可能な構成としてもよい。そして、定期的に給排水路を切り替えて通路１８ａの水を逆流させることにより、洗浄力をより高めてもよい。これにより、目詰まり防止効果をさらに向上させることができる。
【００２８】
この場合、内管１６と外管１４は、給水、排水の切り替え可能な設備と連結させることができる。こうした設備としては、例えば、流路切替バルブや、正転および逆転動作が可能な送水ポンプなどを組み合わせた構成を用いることができる。
【００２９】
また、本発明の水封ボーリングシステム１０は、定期的に給排水路の切り替えを行い、孔壁を定期的に洗浄する制御を行う洗浄制御手段を有する構成としてもよい。この場合、タイマー動作によって洗浄制御手段を所望の時間帯に自動的に作動させて孔壁沿いの水流を反転させ、孔壁の目詰まり物質を洗浄してもよい。
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、ボーリング孔内に給排水することにより前記孔内で水封水を循環させる循環式の水封ボーリングシステムであって、前記孔口を閉塞するパッカーと、前記パッカーを貫通して設けられた外管と、前記外管内を通って前記孔底近傍まで挿入配置され、その外周面に前記孔壁面との間の隙間を確保し、水封水の流向を制御するためのスペーサーが突設された内管とを備える。
【００３１】
スペーサーを介して内管を水封ボーリング孔断面中央に保持することで、内管外周面と孔壁面との間に水封水を流すための隙間が孔全長にわたって確保される。給排水によってこの隙間に水封水を流して孔壁沿いの流れを強制発生させることにより、孔壁面に付着した目詰まり物質を洗い流し、孔壁の目詰まりを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明に係る水封ボーリングシステムは、地下水圧により液化石油ガス等を岩盤内に封じ込める水封式地下岩盤貯槽方式のような水封式岩盤備蓄基地の水封ボーリングに有用であり、特に、水封ボーリング孔内の目詰まりを防止するのに適している。
【符号の説明】
【００３３】
２  水封ボーリング孔
２ａ  孔口
２ｂ  孔底
２ｃ  孔壁面
１０  水封ボーリングシステム
１２  パッカー
１４  外管
１６  内管
１６ａ  内管の外周面
１６ｂ  内管の開口端
１８ａ  環状の通路
１８ｂ  内管内の通路
２０  スペーサー
２２  隙間
【図１】
2011038360.tif 000003
【図２】
2011038360.tif 000004
【図３】
2011038360.tif 000005