(57)【要約】【課題】  位置精度良く、かつ、計測精度を確保できるようにセンサを海底に埋設する。【解決手段】  海底を移動可能な無人潜水艇を用いて、地震計装置を埋設すべき予め定められた海底位置に、地震計装置を内部空間に配置するための掘削鋼管２００を移動させる。次に、無人潜水艇に実装された掘削制御機能及び残土砂除去機能を利用して、掘削鋼管２００の内部空間が略鉛直下方に延びるように、掘削鋼管２００を海底面に押し付けつつ、掘削鋼管２００の下方の掘削を行うとともに、掘削残土砂を、堀削鋼管２００の上面から掘削鋼管２００の外側へ除去する。次いで、無人潜水艇を用いて、地震計装置を、海底に埋め込まれた掘削鋼管２００の内部空間に挿入する。そして、無人潜水艇に実装された土砂散布機能を利用して、掘削鋼管２００の内面と地震計装置の表面との間、及び、埋設孔底面と地震計装置との間に土砂を充填する。【選択図】  図６
2012237677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底設置用センサを、海底に埋設するセンサ設置方法であって、
海底を移動可能な潜水艇を用いて、前記海底設置用センサを埋設すべき予め定められた海底位置に、前記海底設置用センサが収納されたセンサケースを内部空間に配置するための管状部材を移動する移動工程と；
前記潜水艇に実装された掘削制御機能及び残土砂除去機能を利用して、前記予め定められた海底位置において、前記管状部材の内部空間が延びる方向が略鉛直下方となるように、前記管状部材を海底面に押し付けつつ、前記管状部材の下方の掘削を行うとともに、前記掘削により生じた掘削残土砂を、前記管状部材の上面から前記管状部材の外側へ除去することにより、前記管状部材の内部空間からは掘削残土砂が除去された状態で、前記管状部材を海底に埋め込むセンサ配置孔形成工程と；
前記潜水艇を用いて、前記センサケースを、前記センサケースの鉛直下方となるべき側から、前記海底に埋め込まれた前記管状部材の内部空間に挿入するセンサ挿入工程と；
前記潜水艇に実装された土砂散布機能を利用して、前記管状部材の内面と前記センサケースの表面との間の空間、及び、前記センサ配置孔形成工程において形成された孔の底面と前記センサケースの底面との間の空間に土砂を充填するセンサ固定工程と；
を備えることを特徴とするセンサ設置方法。
【請求項２】
前記海底設置用センサには、地震センサ及び水圧センサの少なくとも一方が含まれる、ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ設置方法。
【請求項３】
前記管状部材は、円筒状であり、
前記管状部材の下端部には、前記管状部材の内面に一方の端部が固定され、前記管状部材の下端部の中心部に設けられた中心部材に他方の端部が固定された複数の掘削刃が配置され、
前記センサ配置孔形成工程における掘削は、前記管状部材を海底面に押し付けつつ、前記管状部材及び前記複数の掘削刃を、予め定められた方向へ回転させることにより行われる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ設置方法。
【請求項４】
前記センサ配置孔形成工程における残土砂除去は、前記管状部材の内部空間に挿入され、前記管状部材の上端部から下端部の近傍まで延びるインナーパイプ部材の上面側から圧流水を供給することにより、前記管状部材の下端部付近の掘削残土砂が含まれる海水を、前記管状部材の内側面と、前記インナーパイプ部材の外側面とにより形成される流路を介して、前記管状部材の上面から吹き上げさせることにより行われる、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ設置方法に係り、より詳しくは、海底設置用センサを、海底に埋設するセンサ設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地震センサを含む地震計装置を海底に設置し、地上以外の観測点における地震波の計測が行われている。こうしたセンサの海底への設置に際しては、海底面上の水中への設置が広く行われていた（特許文献１，２参照）。
【０００３】
しかしながら、海底面上の水中に地震計装置を設置したのでは、地震計装置が海底に固定されていないので、正確な地震波の計測ができない可能性があった。例えば、海底の底層流が地震計装置を揺さぶることによる長周期の大きなノイズを計測してしまったり、大地震時に地震計装置が地動とは異なる動きを計測してしまったりする可能性があった。このため、地震計装置の海底中への埋設が一般的になりつつある。
【０００４】
かかる地震計装置の海底中に埋設する技術として、海底に孔を穿った後に、無人潜水艇によって当該孔に地震計装置を埋設する技術が提案されている（非特許文献１参照：以下、「従来例」と呼ぶ）。この従来例の技術では、自由落下方式のピストンコアラー方式によって、地震計装置を埋設するための孔を穿つようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１９３７５５号公報
【特許文献２】特開昭６２−０２５２８１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】荒木英一郎、他９名、“海底での高精度広帯域地震観測に向けて”、[online]、平成２０年、第２４回しんかいシンポジウム  口頭発表  Ｓ０３、［平成２３年４月２８日検索］、インターネット  <ＵＲＬ：http://www.jamstec.go.jp/jamstec-j/maritec/rvod/blue_earth/2008/program/pdf/S03.pdf >
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来例の技術では、自由落下方式のピストンコアラー方式により、地震計装置を埋設するための孔を穿孔するようにしている。この結果、海中の潮流の深度方向における変化等の要因のため、計測信号を地上へ送るための海底ケーブルへの信号接続可能な位置等から定まる穿孔位置の許容範囲内から穿孔位置が外れることが、しばしば発生する。このため、当該許容範囲の穿孔位置とするために、何度も穿孔を行わなければならない場合があった。
【０００８】
また、自由落下方式のピストンコアラー方式による穿孔では、穿孔方向を精度良く鉛直方向とすることができなかった。この結果、設置後における較正が水平方向よりも困難な鉛直方向に関する地震波成分を精度良く計測できない場合があった。
【０００９】
このため、地震センサ等の海底設置用センサの埋設位置精度を向上させることができるとともに、当該海底設置用センサの傾斜精度を向上させることができる技術が待望されている。
【００１０】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、位置精度良く、かつ、計測精度を確保できるように海底設置用センサを海底に埋設できるセンサ設置方法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】
本発明は、海底設置用センサを、海底に埋設するセンサ設置方法であって、海底を移動可能な潜水艇を用いて、前記海底設置用センサを埋設すべき予め定められた海底位置に、前記海底設置用センサが収納されたセンサケースを内部空間に配置するための管状部材を移動する移動工程と；前記潜水艇に実装された掘削制御機能及び残土砂除去機能を利用して、前記予め定められた海底位置において、前記管状部材の内部空間が延びる方向が略鉛直下方となるように、前記管状部材を海底面に押し付けつつ、前記管状部材の下方の掘削を行うとともに、前記掘削により生じた掘削残土砂を、前記管状部材の上面から前記管状部材の外側へ除去することにより、前記管状部材の内部空間からは掘削残土砂が除去された状態で、前記管状部材を海底に埋め込むセンサ配置孔形成工程と；前記潜水艇を用いて、前記センサケースを、前記センサケースの鉛直下方となるべき側から、前記海底に埋め込まれた前記管状部材の内部空間に挿入するセンサ挿入工程と；前記潜水艇に実装された土砂散布機能を利用して、前記管状部材の内面と前記センサケースの表面との間の空間、及び、前記センサ配置孔形成工程において形成された孔の底面と前記センサケースの底面との間の空間に土砂を充填するセンサ固定工程と；を備えることを特徴とするセンサ設置方法である。ここで、前記海底設置用センサには、地震センサ及び水圧センサの少なくとも一方が含まれるようにすることができる。
【００１２】
このセンサ設置方法では、海底設置用センサの海底埋設に際して、まず、移動工程において、海底を移動可能な潜水艇を用いて、海底設置用センサを埋設すべき予め定められた海底位置に、海底設置用センサが収納されたセンサケースを内部空間に配置するための管状部材を移動する。この結果、管状部材は、海底設置用センサを埋設すべき海底位置上に精度良く位置決めされる。
【００１３】
次に、センサ配置孔形成工程において、潜水艇に実装された掘削制御機能及び残土砂除去機能を利用して、管状部材の内部空間が延びる方向が略鉛直下方となるように、管状部材を海底面に押し付けつつ、管状部材の下方の掘削を行うとともに、掘削により生じた掘削残土砂を、管状部材の上面から管状部材の外側へ除去する。この結果、掘削残土砂が除去され（すなわち、海水のみで満たされ）、かつ、内部空間の延びる方向が鉛直方向に精度良く一致するように、管状部材が海底に埋め込まれる。
【００１４】
次いで、センサ挿入工程において、潜水艇を用いて、センサケースを、当該センサケースの鉛直下方となるべき側から、海底に埋め込まれた管状部材の内部空間に挿入する。この結果、センサケースを、センサケースとして鉛直方向を向くべき方向からの傾斜誤差を低減した状態で、管状部材の内部空間に配置することができる。
【００１５】
次に、センサ固定工程において、潜水艇に実装された土砂散布機能を利用して、管状部材の内面とセンサケースの表面との間の空間、及び、センサ配置孔形成工程において形成された孔の底面とセンサケースの底面との間の空間に土砂を充填する。この結果、センサケースと海底面とのカップリングを高めた状態で、海底設置用センサが海底に埋設される。
【００１６】
したがって、本発明のセンサ設置方法によれば、位置精度良く、かつ、計測精度を確保できるように海底設置用センサを海底に埋設することができる。
【００１７】
本発明のセンサ設置方法では、前記管状部材が円筒状であり、前記管状部材の下端部には、前記管状部材の内面に一方の端部が固定され、前記管状部材の下端部の中心部に設けられた中心部材に他方の端部が固定された複数の掘削刃が配置され、前記センサ配置孔形成工程における掘削は、前記管状部材を海底面に押し付けつつ、前記管状部材及び前記複数の掘削刃を、予め定められた方向へ回転させることにより行われる、ようにすることができる。この場合には、海底におけるセンサ配置孔の穿孔のために潜水艇に装備される掘削用設備として掘削刃を用意することが不要となるため、当該掘削用設備の構成の簡素化及び軽量化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明のセンサ設置方法では、前記センサ配置孔形成工程における残土砂除去は、前記管状部材の内部空間に挿入され、前記管状部材の上端部から下端部の近傍まで延びるインナーパイプ部材の上面側から圧流水を供給することにより、前記管状部材の下端部付近の掘削残土砂が含まれる海水を、前記管状部材の内側面と、前記インナーパイプ部材の外側面とにより形成される流路を介して、前記管状部材の上面から吹き上げさせることにより行われる、ようにすることができる。この場合には、海底におけるセンサ配置孔の穿孔のために潜水艇に装備される残土砂除去用設備として、インナーパイプ部材と、当該インナーパイプ部材の内部へ圧流水を供給するための圧流水供給手段とを用意すればよく、当該残土砂除去用設備の構成の簡素化及び軽量化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明のセンサ設置方法によれば、位置精度良く、かつ、計測精度を確保できるように海底設置用センサを海底に埋設できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態のセンサ設置方法により埋設された地震計装置を含む海底観測システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態のセンサ設置方法で利用される掘削鋼管の構成を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態のセンサ設置方法で利用される掘削鋼管駆動部の構成を説明するための図である。
【図４】図２の掘削鋼管と図３の掘削鋼管駆動部との係合状態を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態のセンサ設置方法で海底に埋設される地震計装置の構成を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態のセンサ設置方法による地震計装置の埋設工程を説明するための図（その１）である。
【図７】本発明の一実施形態のセンサ設置方法による地震計装置の埋設工程を説明するための図（その２）である。
【図８】本発明の一実施形態のセンサ設置方法による地震計装置の埋設工程を説明するための図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。なお、図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明についてはこれを省略する。
【００２２】
図１には、本発明の一実施形態のセンサ設置方法により海底に埋設された地震計装置を含む海底観測システム９００の概略的な構成が、ブロック図にて示されている。この図１に示されるように、海底観測システム９００は、データ収集装置９１０と、分岐装置（ＢＵ）９２０1，…，９２０Mとを備えている。
【００２３】
ここで、データ収集装置９１０は、陸上の建屋内に設置される。また、分岐装置９２０1，…，９２０Mは、海底面上に配置される。
【００２４】
データ収集装置９１０と分岐装置９２０1のデータ収集装置９１０側端子とは、基幹信号ケーブルにより接続されている。また、分岐装置９２０j（ｊ＝１，…）の分岐装置９２０j+1側の一方の端子と、分岐装置９２０j+1の分岐装置９２０j側端子とは、当該基幹信号ケーブルと同仕様の信号ケーブルにより接続されている。そして、分岐装置９２０Mの分岐装置９２０M-1側の反対側の一方の端子はシーアース接続されている。これらの分岐装置９２０1，…，９２０Mと、これらの間を接続する信号ケーブルと、データ収集装置９１０と分岐装置９２０1とを接続する基幹信号ケーブルにより基幹信号経路が構成される。
【００２５】
分岐装置９２０jの分岐装置９２０j+1側の他方の端子には、海底に配置された終端装置（ＴＥ）９３０jが、信号ケーブルにより接続されている。また、終端装置９３０jには、海底に配置されたノード装置９４０jが、信号ケーブルにより接続されている。そして、ノード装置９４０jには、海底に設置されたセンサ装置１００j1，…が、信号ケーブルにより接続されている。ここで、センサ装置１００j1が地震計装置となっている。
【００２６】
この海底観測システム９００では、センサ装置１００j1，…（ｊ＝１〜Ｍ）の計測結果を担った信号が、ノード装置９４０j及び終端装置９３０jを順次介して、基幹信号経路へ送られる。そして、当該信号は、基幹信号経路を介して、データ収集装置９１０へ送られるようになっている。
【００２７】
図２には、本発明の一実施形態のセンサ設置方法で利用される掘削鋼管２００の構成が示されている。ここで、図２（Ａ）は、掘削鋼管２００を斜上方向から見た場合の斜視図であり、図２（Ｂ）は、掘削鋼管２００を斜下方向から見た場合の斜視図である。また、図２（Ｃ）は、掘削鋼管２００の縦断面図（ＸＺ断面図）である。
【００２８】
図２（Ａ）〜（Ｃ）により総合的に示されるように、掘削鋼管２００は、管状部材としての円筒状鋼管２１０を備えている。この円筒状鋼管２１０の上方端部（＋Ｚ方向端部）には、鍔部２１０Ｈが設けられている。
【００２９】
また、円筒状鋼管２１０の下方端部（−Ｚ方向端部）には、一方の端部が中心部材２３０に固定されるとともに、当該中心部材２３０から放射状に延び、他方の端部が円筒状鋼管２１０の内面に固定された４個の掘削刃２２０1〜２２０4が設けられている。このため、円筒状鋼管２００とともに掘削刃２２０1〜２２０4を、海底面上に配置し、海底面へ押し付けつつ、所定回転方向（以下、「掘削回転方向」という）に回転させることにより、掘削鋼管２００の下方の海底が掘削される。
【００３０】
なお、中心部材２３０の中央には、その上面から下方に延びる位置決め穴が形成されている。この位置決め穴で位置決めされる部材については後述する。
【００３１】
図３には、本発明の一実施形態のセンサ設置方法で利用される掘削鋼管駆動部３００の構成が示されている。ここで、図３（Ａ）は、掘削鋼管駆動部３００を斜上方向から見た場合の斜視図であり、図３（Ｂ）は、掘削鋼管駆動部３００を斜下方向から見た場合の斜視図である。また、図３（Ｃ）は、掘削鋼管駆動部３００の縦断面図（ＸＺ断面図）である。
【００３２】
図３（Ａ）〜（Ｃ）により総合的に示されるように、掘削鋼管駆動部３００は、円筒状のインナーパイプ部材３１０を備えている。このインナーパイプ部材３１０の上方端部（＋Ｚ方向端部）には、圧流水をインナーパイプ部材３１０内部に供給するための流水管７１０と、後述する油圧モータ３２０に流油を供給又は回収するための流油管７２０1，７２０2とが貫通する蓋となっている鍔部３１０Ｈが設けられている。
【００３３】
なお、インナーパイプ部材３１０の鍔部３１０Ｈ以外の部分の外径は、上述した円筒状鋼管２１０の内径よりも小さくなっている。
【００３４】
また、掘削鋼管駆動部３００は、油圧モータ３２０を備えている。この油圧モータ３２０は、インナーパイプ部材３１０の下方端部（−Ｚ方向端部）において、固定部材３３０1〜３３０4によりインナーパイプ部材３１０の内側面に固定されている。かかる油圧モータ３２０では、下方に回転軸部材が突出しており、流油管７２０1，７２０2を利用した流油の供給及び回収が行われることにより、回転軸部材が回転するようになっている。
【００３５】
また、掘削鋼管駆動部３００は、油圧モータ３２０の回転軸部材に固定されたアタッチメント部材３４０を更に備えている。このアタッチメント部材３４０は、中央部で回転軸部材に固定される円板状の基台部材３４１を備えている。この基台部材３４１の底面の中心部には、下方に延びる位置決め用突起３４２が設けられている。また、基台部材３４１の半径方向の中央部には、下方に延びる２個の駆動用突起３４３1，３４３2が設けられている。
【００３６】
本実施形態では、流油管７２０1を介して流油の供給が行われ、流油管７２０2を介して流油の回収が行われる場合には、回転軸部材が、アタッチメント部材３４０とともに、掘削回転方向に回転するようになっている。また、流油管７２０2を介して流油の供給が行われ、流油管７２０1を介して流油の回収が行われる場合には、回転軸部材が、アタッチメント部材３４０とともに、掘削回転方向の反対方向に回転するようになっている。
【００３７】
なお、流水管７１０は、不図示の無人潜水艇が備える圧流水供給部に接続可能となっている。また、流油管７２０1，７２０2は、当該無人潜水艇が備える油圧調整部に接続可能となっている。
【００３８】
また、本実施形態では、掘削鋼管駆動部３００は、掘削鋼管２００を把持するための開閉可能な一対のクランプアーム（不図示）を備えている。当該クランプアームの掘削鋼管２００の側面と接触する部分には、回転ベアリングが配置され、クランプアームによるクランプ状態においても、掘削鋼管２００が自由に回転可能となっている。
【００３９】
図４には、上述した掘削鋼管２００と掘削鋼管駆動部３００とを係合させた状態が示されている。ここで、図４（Ａ）は、掘削鋼管２００と掘削鋼管駆動部３００とが係合された状態を斜上方向から見た場合の斜視図であり、図４（Ｂ）は、掘削鋼管２００と掘削鋼管駆動部３００とが係合された状態の縦断面図（ＸＺ断面図）である。
【００４０】
図４（Ａ），（Ｂ）により総合的に示されるように、掘削鋼管２００の中心部材２３０の位置決め穴に、掘削鋼管駆動部３００のアタッチメント部材３４０の位置決め突起３４２が挿入されるとともに、掘削鋼管駆動部３００のアタッチメント部材３４０の駆動用突起３４３1，３４３2が、掘削鋼管２００の掘削刃間の空間に挿入されるようにすることで、掘削鋼管２００と掘削鋼管駆動部３００とが係合される。
【００４１】
かかる係合状態は、上方から掘削鋼管２００の内部空間へ掘削鋼管駆動部３００を挿入して、相対位置関係を調整することにより実現される。そして、かかる係合状態の維持は、一度係合状態を実現した後に、掘削鋼管駆動部３００に装備された開閉可能な２本のクランプアームによって、掘削鋼管２００の鍔部２１０Ｈを下方から支え、掘削鋼管２００と掘削鋼管駆動部３００との位置関係を維持することにより達成される。
【００４２】
図５には、本発明の一実施形態のセンサ設置方法で海底に埋設される地震計装置１００j1（ｊ＝１〜Ｍ）の構成が示されている。ここで、図５（Ａ）は、地震計装置１００j1を斜上方向から見た場合の外観斜視図であり、図５（Ｂ）は、地震計装置１００j1の機能構成を示すブロック図である。
【００４３】
図５（Ａ）に示されるように、地震計装置１００j1は、外形が円柱状のセンサーケースとしてのシャーシ１１０を備えている。そして、シャーシ１１０の上底面には、吊り下げ用アーチ部１１１1，１１１2が設けられている。そして、ノード装置９４０jへ計測結果信号を送るための信号ケーブル８００が、上底面を貫通するようになっている。
【００４４】
シャーシ１１０の内部空間には、地震センサ１２０と、電気／光変換部１３０とが収納されている。これらの地震センサ１２０及び電気／光変換部１３０は、シャーシ１１０の内面に直接的又は間接的に固定されている。
【００４５】
地震計装置１００j1では、地震センサ１２０が、地震波を計測し、計測結果を電気信号として、電気／光変換部１３０へ送る。かかる計測結果を担った電気信号を受けた電気／光変換部１３０は、電気信号を光信号に変換し、変換された光信号を、信号ケーブル８００を介して、ノード装置９４０jへ送るようになっている。
【００４６】
なお、本実施形態で使用される無人潜水艇は、埋設用土砂が収納された土嚢を搭載可能であるとともに、当該土嚢を把持可能な先端部を有する第１マニピュレータと、土嚢袋の切削やロープの切断が可能な先端部を有する第２マニピュレータとを装備している。また、無人潜水艇には昇降機が搭載されており、当該昇降機には、掘削鋼管駆動部３００を上下動させるアクチュエータとしても機能する油圧シリンダーが装備されている。
【００４７】
次に、上述した要素を利用する本実施形態のセンサ設置方法による地震計装置の埋設方法を説明する。前提として、海底観測システム９００を構成する分岐装置９２０1，…，９２０Mと、終端装置９３０1，…，９３０Mと、ノード装置９４０1，…，９４０Mとは、既に海底に配置済みであり、これらの間を接続する信号ケーブルも敷設済みであるものとする。また、データ収集装置９１０と分岐装置９２０1との間を接続する基幹信号ケーブルは敷設済みであるとともに、分岐装置９２０Mの分岐装置９２０M-1側の反対側の一方の端子はシーアース接続されているものとする。
【００４８】
本実施形態のセンサ設置方法では、まず、海面上を航行する船舶の甲板上で、掘削鋼管２００と掘削鋼管駆動部３００とを係合させる（図４参照）。引き続き、掘削鋼管駆動部３００が備えている開閉可能なクランプアームにより、掘削鋼管２００の鍔部２１０Ｈを下方から支えつつ、掘削鋼管２００外側面を把持することにより、掘削鋼管２００と掘削鋼管駆動部３００との係合状態を維持する。
【００４９】
次に、クランプアームに把持された掘削鋼管２００と、当該クランプアームを備える掘削鋼管駆動部３００とを、無人潜水艇とともに、当該船舶が装備するクレーンを利用して、海底に沈める。引き続き、遠隔操作により無人潜水艇を、海底面上で走行させて、地震計装置１００j1を海底埋設すべき位置へ移動する。そして、係合状態にある掘削鋼管２００及び掘削鋼管駆動部３００を、掘削鋼管２００の下面が海底面となるように、海底面上に載置する（図６（Ａ）参照）。
【００５０】
次いで、遠隔操作により無人潜水艇を操作することにより、掘削鋼管駆動部３００に対して、上述の油圧シリンダーを利用して下方に押す力を加えるとともに、流水管７１０を介して圧流水をインナーパイプ部材３１０の内部空間へ供給しつつ、流油管７２０1，７２０2を介した油の供給及び回収を行うことにより油圧モータ３２０の回転軸部材を掘削回転方向に回転駆動させる。この結果、回転軸部材に固定されたアタッチメント部材３４０が回転駆動されることにより、掘削鋼管２００が掘削回転方向に回転駆動される。この結果、掘削鋼管２００の下面側（すなわち、掘削刃の先端部）が海底面に押し付けられつつ、掘削鋼管２００（すなわち、掘削刃）が図６（Ｂ）において黒塗り矢印で示される掘削回転方向に回転するので、掘削鋼管２００下方の海底面が掘削され、掘削孔内に掘削鋼管２００が挿入されていく。
【００５１】
また、図６（Ｂ）に示されるように、インナーパイプ部材３１０の内部空間へ上方から圧流水を供給すると、白抜き矢印で示される方向に水流が生じるので、掘削の結果として発生した掘削残土砂が含まれる海水が、掘削鋼管２００の円筒状鋼管２１０の内側面とインナーパイプ部材３１０の外側面との間の隙間を上方に向って流れ、円筒状鋼管２１０の上面から外部へ排出される。この結果、掘削孔内に挿入された掘削鋼管２００の内部には、掘削残土砂が残らないようになっている。
【００５２】
そして、掘削鋼管２００が掘削孔内に挿入された状態（図６（Ｃ）参照）となるまで、掘削を継続する。こうして掘削が完了すると、クランプアームによる掘削鋼管２００の把持が解除される。
【００５３】
掘削鋼管２００の全てが掘削孔内に挿入された状態となると、流水管７１０を介した圧流水のインナーパイプ部材３１０の内部空間への供給を停止する。引き続き、流油管７２０1，７２０2を介した油の回収及び供給を行うことにより、油圧モータ３２０の回転軸部材を掘削回転方向とは反対方向に回転駆動しながら、油圧シリンダーを利用して掘削鋼管駆動部３００を上方に引き上げることにより、掘削鋼管駆動部３００を掘削鋼管２００の内部空間から取り出す（図７（Ａ）参照）。
【００５４】
そして、海面上の船舶が装備するクレーンを利用して、掘削鋼管駆動部３００を無人潜水艇とともに、海上へ引き上げ、船舶上に回収する。この結果、海水のみが内部空間に存在している状態で掘削鋼管２００が海底に埋め込まれる（図７（Ｂ））。
【００５５】
次いで、船舶の甲板上において、無人潜水艇の昇降機から掘削鋼管駆動部３００が取り外される。このとき、流水管７１０及び流油管７２０1，７２０2も無人潜水艇から取り外される。引き続き、地震計装置１００j1が、無人潜水艇が装備している昇降機に、ロープにより吊り下げられる。かかる吊り下げは、地震計装置１００j1における吊り下げ用アーチ部１１１1，１１１2を利用して行われる。また、充填用土砂が収納された土嚢を無人潜水艇に搭載する。そして、地震計装置１００j1が昇降機に吊り下げられた状態で、無人潜水艇が、当該船舶が装備するクレーンを利用して、海底に沈められる。
【００５６】
なお、ノード装置９４０jに接続されるべき他端にコネクタが取り付けられた信号ケーブル８００が地震計装置１００j1に接続された状態（図５参照）で、地震計装置１００j1は、海底に沈められる。
【００５７】
次に、遠隔操作により無人潜水艇を、海底面上を走行させて、地震計装置１００j1を、埋め込み済みの掘削鋼管２００の真上に移動させる（図７（Ｃ）参照）。なお、地震計装置１００j1は、一般に、埋設後における水平指向性（例えば、北方向を向くべき方向）が定められているので、当該水平指向性を満足させるように、地震計装置１００j1を、掘削鋼管２００の真上に移動させる。
【００５８】
こうして地震計装置１００j1の掘削鋼管２００の真上への移動の後に、無人潜水艇の昇降機を下降させて、地震計装置１００j1を掘削鋼管２００の内部空間に挿入する。そして、地震計装置１００j1の底面が、掘削鋼管２００の下端部に到達すると、上述した第２マニピュレータを操作して、地震計装置１００j1を吊り下げていたロープを切断する。この結果、掘削鋼管２００の内部空間に地震計装置１００j1が載置される（図８（Ａ）参照）。
【００５９】
次に、上述した第１マニピュレータを利用して、土嚢を把持し、地震計装置１００j1と掘削鋼管２００との隙間の上部に土嚢を移動させる。引き続き、第２マニピュレータを操作して、土嚢袋の側面下側又は下面を切り裂く（図８（Ｂ）参照）。この結果、土嚢袋から散布された充填用土砂が、地震計装置１００j1と掘削鋼管２００との隙間に充填される。
【００６０】
そして、第１マニピュレータを利用して、土嚢を、地震計装置１００j1と掘削鋼管２００との隙間が形成されている円周上を移動させる。この結果、地震計装置１００j1と掘削鋼管２００との隙間全体に充填用土砂が充填され、地震計装置１００j1と海底とのカップリングが向上された状態で、地震計装置１００j1が海底に埋設される。
【００６１】
この後、第１マニピュレータを利用して、地震計装置１００j1に接続されている信号ケーブル８００のコネクタが取り付けられた端部を把持した後に、無人潜水艇をノード装置９４０jの近傍に移動させる。そして、第１マニピュレータを操作して、信号ケーブル８００をノード装置９４０jに接続する。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態では、海底設置用の地震計装置１００j1の海底埋設に際して、まず、海底を移動可能な無人潜水艇を用いて、地震計装置１００j1を埋設すべき予め定められた海底位置に、地震センサ１２０が収納されたシャーシ１１０を内部空間に配置するための掘削鋼管２００を移動させる。この結果、掘削鋼管２００は、地震計装置１００j1を埋設すべき海底位置上に精度良く位置決めされる。
【００６３】
次に、無人潜水艇に実装された掘削制御機能（油圧制御部の機能）及び残土砂除去機能（圧流水発生部の機能）を利用して、掘削鋼管２００の内部空間が延びる方向が略鉛直下方となるように、掘削鋼管２００を海底面に押し付けつつ、掘削鋼管２００の下方の掘削を行うとともに、掘削により生じた掘削残土砂を、掘削鋼管２００の上面から掘削鋼管２００の外側へ除去する。この結果、掘削残土砂が除去され（すなわち、海水のみで満たされ）、かつ、内部空間が延びる方向が鉛直方向に精度良く一致するように、掘削鋼管２００が海底に埋め込まれる。
【００６４】
次いで、無人潜水艇を用いて、地震計装置１００j1を、当該地震計装置１００j1の鉛直下方となるべき側から、海底に埋め込まれた掘削鋼管２００の内部空間に挿入する。この結果、地震計装置１００j1を、地震計装置１００j1として鉛直方向を向くべき方向からの傾斜誤差を低減した状態で、掘削鋼管２００の内部空間に配置することができる。
【００６５】
次に、無人潜水艇に実装された土砂散布機能（土嚢からの充填用土砂の散布機能）を利用して、掘削鋼管２００の内面と地震計装置１００j1の表面との間の空間、及び、埋設孔底面と地震計装置１００j1との間の空間に土砂を充填する。この結果、地震計装置１００j1と海底面とのカップリングを高めた状態で、地震計装置１００j1が海底に埋設される。
【００６６】
したがって、本実施形態のセンサ設置方法によれば、位置精度良く、かつ、計測精度を確保できるように地震計装置を海底に埋設することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、掘削鋼管２００が円筒状であり、掘削鋼管２００の下側端部には、掘削鋼管２００の内面に一方の端部が固定され、掘削鋼管２００の下端部の中心部に設けられた中心部材２３０に他方の端部が固定された複数の掘削刃２２０1〜２２０4が配置され、掘削鋼管２００の下方における掘削は、掘削鋼管２００を海底面に押し付けつつ、掘削鋼管２００の掘削刃２２０1〜２２０4を、掘削回転方向へ回転させることにより行われる。このため、海底における地震計装置配置孔の穿孔のために無人潜水艇に装備される掘削用設備として掘削刃を用意することが不要となるため、当該掘削用設備の構成の簡素化及び軽量化を図ることができる。
【００６８】
また、本実施形態では、埋設孔の形成のための行われる掘削により生じる残土砂除去は、掘削鋼管２００の内部空間に挿入され、掘削鋼管２００の上端部から下端部の近傍まで延びるインナーパイプ部材３１０の上面側から圧流水を供給することにより、掘削鋼管２００の下端部付近の掘削残土砂が含まれる海水を、掘削鋼管２００の内側面と、インナーパイプ部材３１０の外側面とにより形成される流路を介して、掘削鋼管２００の上面から吹き上げさせることにより行われる。このため、海底における地震計装置配置孔の穿孔のために無人潜水艇に装備される残土砂除去用設備として、インナーパイプ部材３１０と、当該インナーパイプ部材３１０の内部空間へ圧流水を供給するための圧流水供給手段とを用意すればよく、当該残土砂除去用設備の構成の簡素化及び軽量化を図ることができる。
【００６９】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００７０】
例えば、上記の実施形態では、海底に地震センサを埋設する場合に本発明を適用したが、津波観測用の水圧センサ等の他の海底設置用センサを海底に埋設する場合にも、本発明を適用することができる。
【００７１】
また、上記の実施形態では、掘削鋼管２００に取り付けられる掘削刃を４枚としたが、任意の枚数とすることができる。
【００７２】
また、上記の実施形態では、掘削鋼管駆動部３００のアタッチメント部材３４０における駆動用突起の数を２個としたが、掘削刃の数以下であれば、任意の数とすることができる。
【００７３】
また、上記の実施形態では、ノード装置と複数のセンサ装置とのケーブル接続形態がデージーチェイン状となるようにしたが、芋ずる状のケーブル接続を混在させることができる。この場合には、スプライシングボックスを介して、ノード装置と、芋ずる状のケーブル接続が行われた複数のセンサ装置とが接続されるようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明のセンサ設置方法は、海底設置用センサの海底への埋設に際して適用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１００11〜１００M1…地震計装置、１１０…シャーシ（センサケース）、１２０…地震センサ（海底設置用センサ）、２１０…円筒状鋼管（管状部材）、２２０1〜２２０4…掘削刃、２３０…中心部材、３１０…インナーパイプ部材。
【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】
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【図７】
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【図８】
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