(57)【要約】【課題】抑留深度が深い場合や、抑留の程度が大きい場合であっても、大きなエネルギを要せずに確実に抑留を解除することができる保孔管の抑留解除方法及び解除装置を提供する。【解決手段】ボーリング孔に設置された保孔管５０の抑留を解除するための装置であって、回転軸１と、回転軸１に回転可能に支持された圧着具２と、圧着具２を半径方向に駆動して保孔管５０の内壁に圧着させる圧着具駆動手段１２，１３，１４，１５と、回転軸１に回転可能に嵌合され、圧着具２の端部を周方向に打撃するハンマ３と、回転軸１の回転力をハンマ３の打撃力として蓄積するとともに、間欠的に解放して該ハンマ３を駆動するハンマ駆動手段２０，２１，２２とを備えてなる。【選択図】　図１
2004027502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボーリング孔に設置された保孔管の抑留を解除する方法であって、
前記保孔管の内壁に周方向の衝撃力を与えて該保孔管を回転させ、抑留を解除することを特徴とするボーリング孔内における保孔管の抑留解除方法。
【請求項２】
前記保孔管の内壁に圧着具を圧着させ、この圧着具の端部を回転ハンマにより打撃することを特徴とする請求項１記載のボーリング孔における保孔管の抑留解除方法。
【請求項３】
前記保孔管はその複数本をねじ接続しながら前記ボーリング孔に設置されたものであり、
各保孔管毎に又は適宜本数を置いた保孔管毎に順次衝撃力を与えることを特徴とする請求項１又は２記載のボーリング孔内における保孔管の抑留解除方法。
【請求項４】
前記衝撃力の付与によって前記接続ねじを緩めた後、保孔管内部に潤滑剤を注入し、この潤滑剤を前記緩んだねじを介して保孔管と孔壁との間に注出させることを特徴とする請求項３記載のボーリング孔内における保孔管の抑留解除方法。
【請求項５】
ボーリング孔に設置された保孔管の抑留を解除するための装置であって、
回転軸と、
この回転軸に回転可能に支持された圧着具と、
この圧着具を半径方向に駆動して前記保孔管の内壁に圧着させる圧着具駆動手段と、
前記回転軸に回転可能に嵌合され、前記圧着具の端部を周方向に打撃するハンマと、
前記回転軸の回転力を前記ハンマの打撃力として蓄積するとともに、間欠的に解放して該ハンマを駆動するハンマ駆動手段と
を備えてなることを特徴とするボーリング孔内における保孔管の抑留解除装置。
【請求項６】
前記ハンマは前記回転軸にその軸方向に移動自在に設けられ、
前記ハンマ駆動手段は、前記圧着具の端部に設けられた突起と、
前記ハンマに設けられて前記突起に係合可能な係合部と、
前記回転軸を取り巻いて一端が前記ハンマに固定され、他端が前記回転軸に固定されたコイルばねと
を備えてなることを特徴とする請求項５記載のボーリング孔内における保孔管の抑留解除装置。
【請求項７】
前記突起及び前記係合部は周方向に間隔を置いて複数設けられていることを特徴とする請求項６記載のボーリング孔内における保孔管の抑留解除装置。
【請求項８】
前記回転軸は中空軸からなり、前記圧着具は前記回転軸に支持されたホルダと、このホルダの外周に保持された複数のチャックピースとからなり、
前記圧着具駆動手段は、前記ホルダに形成され、前記チャックピースを半径方向に押圧する圧力流体が供給される流体圧室と、
前記回転軸の内部に形成され、前記流体圧室に圧力流体を供給する流路と
を備えてなることを特徴とする請求項５，６又は７記載のボーリング孔内における保孔管の抑留解除装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボーリング孔内における保孔管の抑留解除方法及び解除装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
掘削したボーリング孔の孔壁保護対策として、一般に、ケーシングの挿入が知られている。ケーシング挿入は最良の保孔対策であるが、孔壁の崩壊や孔壁周囲の地山の緩みなどによりケーシングが締め付けられ、孔内に抑留されてしまう事故が生じることがある。
【０００３】
従来、ケーシングが抑留された場合、その解除方法として、
（１）　ケーシング頭部に接続したヘッドに重錘を落下するか、あるいはかち上げによる衝撃力をボーリング機械で何度も与えて抑留を解除する方法
（２）　ボーリング機械で強引にケーシングの回転あるいは引き上げ・押し下げを何度も試みて抑留を解除する方法
（３）　バイブロハンマの衝撃力をケーシング頭部に与えて抑留を解除する方法
などが知られている。
【０００４】
また、これらの作業前あるいは作業中に、抑留を軽減する目的でマッドオイル等の潤滑剤を孔内に注入することもなされている。ボーリング機械によるケーシングの引き上げ力が足りないときは、チェーンブロックやジャッキを併用して強引に引き上げる場合もある。さらに、抑留を直接解除する方法ではないが、抑留事故を未然に防ぐために、径の異なるケーシングを段落としで使用することもある。
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術はいずれも地上での抑留解除操作であるため、ケーシングの抑留深度が深い場合や、抑留の程度が大きい場合、あるいは潤滑剤が抑留箇所に行き渡らない場合は、ケーシング頭部で与えたエネルギがその下端まで及ぶ前にケーシング自体や孔壁に吸収されてしまい、抑留解除ができない場合がある。あるいは、ケーシングに力を加え過ぎて、ケーシングの接続ねじをなめてしまい、ケーシングを途中で切断してしまうという問題もしばしば発生していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、抑留深度が深い場合や、抑留の程度が大きい場合であっても、大きなエネルギを要せずに確実に抑留を解除することができる保孔管の抑留解除方法及び解除装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、ボーリング孔に設置された保孔管の抑留を解除する方法であって、
前記保孔管の内壁に周方向の衝撃力を与えて該保孔管を回転させ、抑留を解除することを特徴とするボーリング孔内における保孔管の抑留解除方法にある。
【０００８】
より具体的には、前記保孔管の内壁に圧着具を圧着させ、この圧着具の端部を回転ハンマにより打撃する。また、前記保孔管はその複数本をねじ接続しながら前記ボーリング孔に設置されたものであり、各保孔管毎に又は適宜本数を置いた保孔管毎に順次衝撃力を与える。前記衝撃力の付与によって前記接続ねじを緩めた後、保孔管内部に潤滑剤を注入し、この潤滑剤を前記緩んだねじを介して保孔管と孔壁との間に注出させるようにしてもよい。
【０００９】
また、この発明は、ボーリング孔に設置された保孔管の抑留を解除するための装置であって、
回転軸と、
この回転軸に回転可能に支持された圧着具と、
この圧着具を半径方向に駆動して前記保孔管の内壁に圧着させる圧着具駆動手段と、
前記回転軸に回転可能に嵌合され、前記圧着具の端部を周方向に打撃するハンマと、
前記回転軸の回転力を前記ハンマの打撃力として蓄積するとともに、間欠的に解放して該ハンマを駆動するハンマ駆動手段と
を備えてなることを特徴とするボーリング孔内における保孔管の抑留解除装置にある。
【００１０】
より具体的には、前記ハンマは前記回転軸にその軸方向に移動自在に設けられ、
前記ハンマ駆動手段は、前記圧着具の端部に設けられた突起と、
前記ハンマに設けられて前記突起に係合可能な係合部と、
前記回転軸を取り巻いて一端が前記ハンマに固定され、他端が前記回転軸に固定されたコイルばねと
を備えてなる。前記突起及び前記係合部は周方向に間隔を置いて複数設けられている。
【００１１】
また、前記回転軸は中空軸からなり、前記圧着具は前記回転軸に支持されたホルダと、このホルダの外周に保持された複数のチャックピースとからなり、
前記圧着具駆動手段は、前記ホルダに形成され、前記チャックピースを半径方向に押圧する圧力流体が供給される流体圧室と、
前記回転軸の内部に形成され、前記流体圧室に圧力流体を供給する流路と
を備えてなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。以下の実施形態では、保孔管としてケーシングの抑留を解除する場合について説明するが、この発明でいう保孔管とは孔壁を保護する機能を有する管体を意味する。したがって、保孔管にはケーシング以外にもボーリングロッドやその他の管体も含まれる。図１は、抑留解除装置の実施形態を示す軸方向断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。抑留解除装置は回転軸１と、この回転軸１の下端部に支持された圧着具２と、この圧着具２を打撃するハンマ３とを備えている。
【００１３】
回転軸１は中空のものからなり、下端部とその上方に離間した位置にフランジ４，５が設けられている。この回転軸１は後述するように、ボーリングロッドに接続されて回転する。
【００１４】
圧着具２は円筒形のホルダ６と、このホルダ６の外周に保持される複数（この実施形態では２つ）のチャックピース７とからなっている。ホルダ６の上部内周には環状溝８が形成されている。この環状溝８に回転軸１の先端フランジ４が嵌合することにより、ホルダ６が回転軸１に回転可能に支持されている。
【００１５】
チャックピース７は、円筒形を２つ割りにした形状のものであり、それぞれ上下部の内周にフランジ９，１０が形成されている。これらのフランジのうち、上部フランジ９がホルダ６の上部外周に形成した環状溝１１に嵌合し、また下部フランジ１０がホルダ６の下端に係合することにより、各チャックピース７がホルダ６に保持されている。これらチャックピース７は半径方向に移動可能である。また、図示しないが、各チャックピース７の外周面にはケーシング５０との摩擦を大きくするための凹凸が設けられている。
【００１６】
ホルダ６の外周には環状の流体圧室１２が形成されている。この流体圧室１２の外周はゴムからなる環状の弾性部材１３で覆われ、これによってゴムパッカが形成されている。流体圧室１２には圧力流体が流入する流入管１４の一端が開口している。流入管１４はＬ字形となっていて、その他端（上端）は回転軸１の内部に入り込んでいる。この流入管１４の上端に供給管１５がジョイント１６を介して接続されている。ジョイント１６は流入管１４に対して着脱自在である。流入管１４の上端には逆止弁１７が設けられている。
【００１７】
以上の構成により、供給管１５及び流入管１４を通して流体圧室１２に圧力流体、例えば圧縮空気を供給すると、弾性部材１３が膨張する。これにより、チャックピース７が半径方向外方に押圧され、ケーシング５０の内壁に圧着する。そして、流体圧室１２の圧力が所定の圧力に達すると、ジョイント１６が流入管１４の上端から抜け出し（そのための構造は周知であり、その詳細説明は省略）、供給管１５を引き抜くことが可能となる。他方、回転軸１の内部を通してワイヤなどを吊り降ろし、その先端に設けた重錘などにより、流入管１４の上端から突出する逆止弁１７の上部を押し下げると、逆止弁１７が開いて流体圧室１２の圧力が解放され、チャックピース７の圧着が解放される。
【００１８】
ハンマ３はボス部１８を有し、このボス部１８は圧着具２の上方において回転軸１に回転可能に嵌合されている。ボス部１８から複数（この実施形態では２つ）のアーム１９が半径方向に伸び、各アーム１９の下部には係合部２０が設けられている。他方、チャックピース７の上面には係合部２０に対応して２つの突起２１が形成され、これらの突起２１に係合部２０が係合可能となっている。突起２１は図３に示すように、上面が周方向に沿って傾斜している。
【００１９】
ハンマ３のボス部１８と回転軸１に設けたフランジ５との間に、コイルばね２２が回転軸１を取り巻いて配置されている。このコイルばね２２の上端はフランジ５に、下端はボス部１８にそれぞれ固定されている。このコイルばね２２は圧縮ばねであり、したがってハンマ３の係合部２０は通常はチャックピース７に向けて押し付けられている。
【００２０】
以上の構成により、チャックピース７がケーシング５０に圧着した状態で回転軸１が回転すると、ハンマ３はその係合部２０がチャックピース７の突起２１に係合して一旦回転を阻止される。この結果、コイルばね２２は下端を拘束された状態で回転することから、コイルばね２２は上方に向けて圧縮しながら回転軸１の回転力を蓄積する。コイルばね２２の圧縮に伴い、ハンマ３は徐々に上昇し、係合部２０の下端が突起２１の高さに達するとこれを乗り越え、両者の係合が解除される（図３参照）。
【００２１】
これにより、コイルばね２２に蓄えられた回転力は一気に解放され、ハンマ３はその係合部２０が突起２１の傾斜面に沿って下降しながら回転して、他の突起２１を打撃する。回転軸１の回転により、以下同様の動作が繰り返され、ハンマ３は圧着具２の頭部を繰り返し打撃する。これにより、ケーシング５０の内壁に周方向の衝撃力を与えることができる。
【００２２】
次に上記装置を使用した抑留解除方法の実施形態について、図４を併せて参照しながら説明する。ケーシング５０は、通常、その複数本がねじ接続されながらボーリング孔に設置されている。
【００２３】
図４（ａ）に示すように、ボーリングロッド５１に回転軸１を接続し、抑留解除装置を所定の深度位置のケーシング５０（図示では先端のケーシング）の内部に降下させる。次に、図１，２を参照して説明した圧力流体の供給管１５をボーリングロッド５１及び回転軸１内に挿入し、ジョイント１６を介して流入管１４に接続する。そして、供給管１５を通して流体圧室１２に圧力流体を送り、圧着具２をケーシング５０の内壁に圧着させる。所定の圧力に達してジョイント１６が流入管１４から離脱したら、供給管１５を引き上げる。なお、圧着具２の圧着位置は、ケーシング５０どうしを接続するねじ５２以外の位置である。
【００２４】
以上のようにして抑留解除装置をセットしたら、図示しないボーリング機械によりボーリングロッド５１を介して回転軸１を回転させる。回転軸１の回転により、ハンマ３が圧着具２の頭部を繰り返し打撃し、ケーシング５０の内壁に周方向の衝撃力が繰り返し与えられる。この結果、ケーシング５０が回転してねじ５２に緩みを生じ、抑留が解除される。なお、この際のケーシング５０の回転反力は、未だ抑留状態にある他のケーシング５０が受け持つことになる。
【００２５】
所要深度位置にあるケーシング５０の抑留を解除したら、逆止弁１７を開いて流体圧室１２の圧力を解放し、圧着具２の圧着を解放する。そして、図４（ｂ）に示すように、抑留を解除したケーシング５０の上方に隣接するあるいは適宜本数を置いた上方の他のケーシング５０の内壁に前記と同様にして抑留解除装置をセットし、そのケーシング５０の内壁に周方向の衝撃力を与えて抑留を解除する。以下、上方のケーシングに対して同様の操作を繰り返す。
【００２６】
なお、各ケーシング５０の抑留を解除する順序は、前記とは逆に上方のケーシングから下方のケーシングにかけて行うようにしてもよい。この場合、コイルばね２２の巻き方向及び回転軸１の回転方向は前記と逆向きとする。
【００２７】
以上のようにして、全てあるいは所要本数のケーシング５０の抑留を解除したら、抑留解除装置を引き上げてケーシングの抜管が可能となるが、その前に図４（ｃ）に示すようにケーシング５０とボーリング孔壁との間に水溶性の潤滑剤を注入するようにしてもよい。すなわち、先端のケーシング５０にパッカ５３を挿入して閉塞するととともに、口元のケーシング５０も図示しない閉塞具で閉塞する。そして、ケーシング内部に潤滑剤５４を圧力注入する。これにより、緩んだねじ５２からケーシング５０とボーリング孔壁との間に潤滑剤が注出され、抑留解除効果がさらに向上する。
【００２８】
なお、潤滑剤を注入するにあたり、ケーシングどうしを接続するねじの上下位置をダブルパッカで閉塞し、各ねじごとに潤滑剤を注入するようにしてもよい。この場合、潤滑剤の注入は各ケーシングの抑留を解除するごとに行ってもよいし、所要本数のケーシングの抑留を解除した後に行ってもよい。
【００２９】
上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では圧着具２の突起２１及びこれに係合するハンマ３の係合部２０をそれぞれ２つずつ設けたが、これに限定されるものではなく、こららの数は１つあるいは３つ以上であってもよい。また、上記実施形態では圧着具を駆動する手段としてゴムパッカが示されているが、これに限らず液圧ジャッキ等を用いることもできる。さらに、上記実施形態では鉛直方向に設置されたケーシングの抑留を解除する場合について説明したが、これに限らず、この発明は水平方向あるいは傾斜して設置されたケーシングの抑留を解除する場合にも適用できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、保孔管の内壁に衝撃力を与えて抑留を解除するので、抑留深度が深い場合や、抑留の程度が大きい場合であっても、確実に抑留を解除することができる。また、ねじ接続された保孔管ごとに抑留を解除するので、すなわち抑留解除操作を分散して行うので、解除のための大きなトルクを必要とせず、保孔管の切断も発生しない。したがって、抑留解除のための大がかりな設備が不要であり経済的である。
【００３１】
また、仮に保孔管を途中で切断してしまった場合でも、ボーリング孔内に残った保孔管の回収も可能である。さらに、仮に保孔管が抑留されても確実に回収可能であることから、未然防止対策としての段落としの保孔管の使用を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】抑留解除装置の実施形態を示す軸方向断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】ハンマの係合部と圧着具の突起との関係を示す図である。
【図４】抑留解除方法の実施形態を示す手順図である。
【符号の説明】
１：回転軸
２：圧着具
３：ハンマ
６：ホルダ
７：チャックピース
１２：流体圧室
１３：弾性部材
１４：流入管
１５：供給管
１６：ジョイント
１７：逆止弁
１８：ボス部
１９：アーム
２０：係合部
２１：突起
５０：ケーシング
【図１】
2004027502.tif 000003
【図２】
2004027502.tif 000004
【図３】
2004027502.tif 000005
【図４】
2004027502.tif 000006