特開 2024-108057 コア採取装置およびボーリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108057

(43)【公開日】2024-08-09

(54)【発明の名称】コア採取装置およびボーリング装置

(51)【国際特許分類】

   E21B 25/00 20060101AFI20240802BHJP

   E02D 1/04 20060101ALI20240802BHJP

   G01N 1/08 20060101ALI20240802BHJP

【ＦＩ】

E21B25/00

E02D1/04

G01N1/08 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023012326

(22)【出願日】2023-01-30

(71)【出願人】

【識別番号】399089677

【氏名又は名称】ハイテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100190702

【弁理士】

【氏名又は名称】筧田 博章

(72)【発明者】

【氏名】小宮 国盛

【テーマコード（参考）】

2D043

2G052

【Ｆターム（参考）】

2D043BA08

2D043BB09

2G052AA19

2G052AC03

2G052AD12

2G052BA29

2G052CA16

(57)【要約】

【課題】
コアの乱れや崩壊を抑えつつ、コア接触部の回転を防止するコア採取装置およびこれを備えるボーリング装置を提供する。
【解決手段】
コア採取装置は、ボーリング装置に取り付けられ、ボーリング装置の駆動により地盤を掘削して地盤からコアを切り出し、内部にコアを採取するコアバーレルと、コアバーレル内においてコアバーレルの長手方向に延びるガイド部と、コアバーレル内に収容可能なコア接触部とを備える。コア接触部は、ガイド部により、コアバーレル内において、コアバーレルの長手方向に移動可能であるとともに、コアバーレルの長手方向回りの回転が規制される。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボーリング装置に取り付けられ、前記ボーリング装置の駆動により地盤を掘削して地盤からコアを切り出し、内部に前記コアを採取するコアバーレルと、
前記コアバーレル内において前記コアバーレルの長手方向に延びるガイド部と、
前記コアバーレル内に収容可能なコア接触部と、
を備え、
前記コア接触部は、前記ガイド部により、前記コアバーレル内において前記コアバーレルの長手方向に移動可能であるとともに、前記コアバーレルの長手方向回りの回転が規制されるコア採取装置。

【請求項2】

前記ガイド部は、前記コアバーレルの長手方向に延びる溝であり
前記コア接触部は、前記コア接触部から突出し、先側が前記ガイド部に入れられ、前記ガイド部の長手方向に移動可能な突出部を備える請求項１記載のコア採取装置。

【請求項3】

前記コア接触部は、側周面に、穴である穴部を備え、
前記突出部は、前記穴部の延びる方向において前記穴部内を移動可能であって、後側が前記穴部に入れられており、
前記穴部内において、前記突出部と前記穴部の底との間に、前記突出部を前記ガイド部に押し付けるように復元力が働く弾性体を備える請求項２記載のコア採取装置。

【請求項4】

前記ガイド部は、溝に接続し、溝より底の深い凹部を備え、
前記突出部は、先側が前記凹部に入れられる請求項３記載のコア採取装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載のコア採取装置を備えるボーリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コア採取装置およびこれを備えるボーリング装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１および特許文献２には、コアバーレル内に移動可能に設けられ、コアバーレル内へのコアの進入に伴ってコアバーレル内の奥側に移動するコア接触部を備えるコア採取装置が開示されている。これらの装置は、コア接触部を備えることにより、コアの乱れや崩壊が抑えられ、良好なコアを地盤から採取することができる。また、特許文献１に開示されているコア採取装置は、コアを採取した際のコアの方位を計測する方位計測部やコアの傾斜を計測する傾斜計測部を備えている。また、特許文献２に開示されているコア採取装置は、コア接触部の変位に基づいて、コア採取装置（コアバーレル）内に進入するコアの変位を計測する変位計を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６６８５４７１号

【特許文献1】国際公開第２０１７／２１６８５２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載のコア採取装置によると、コアを採取する際に何らかの要因によりコア採取装置が衝撃を受けると、コア接触部がコア採取装置の長手方向を軸として回転する可能性がある。また、コア接触部が回転すると、これに伴ってコアも回転する可能性がある。特許文献１のコア採取装置では、コアが回転すると方位計測部で計測される方位は、コアの実際の方位を反映していないものとなる。また、特許文献１記載のコア採取装置の傾斜計測部および特許文献２記載のコア採取装置の変位計等のように、コア採取装置が、コア接触部に連動してコアの特性を計測する計測部を備える場合、コア接触部が回転すると、その計測部で計測されるデータに悪影響を及ぼす可能性がある。

【0005】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、コアの乱れや崩壊を抑えつつ、コア接触部の回転を防止するコア採取装置およびこれを備えるボーリング装置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】

【0006】

コア採取装置は、ボーリング装置に取り付けられ、ボーリング装置の駆動により地盤を掘削して地盤からコアを切り出し、内部にコアを採取するコアバーレルと、コアバーレル内においてコアバーレルの長手方向に延びるガイド部と、コアバーレル内に収容可能なコア接触部とを備える。コア接触部は、ガイド部により、コアバーレル内においてコアバーレルの長手方向に移動可能であるとともに、コアバーレルの長手方向回りの回転が規制される。

【0007】

ガイド部は、コアバーレルの長手方向に延びる溝であってもよい。また、コア接触部は、コア接触部から突出し、先側がガイド部に入れられ、ガイド部の長手方向に移動可能な突出部を備えてもよい。

【0008】

コア接触部は、その側周面に、穴である穴部を備えてもよい。穴部は、コアバーレルの長手方向に略直行する方向に延びるものであってもよい。また、突出部は、穴部の延びる方向において穴部内を移動可能であって、後側が穴部に入れられていてもよい。また、穴部内において、突出部と穴部の底との間に、突出部をガイド部に押し付けるように復元力が働く弾性体を備えてもよい。

【0009】

ガイド部は、溝に接続し、溝より底の深い凹部を備えてもよい。また、突出部は、先側が凹部に入れられていてもよい。

【0010】

凹部は少なくともコアバーレルの長手方向において湾曲していてもよい。また、突出部は先端が曲面であってもよい。

【0011】

ボーリング装置は、上記コア採取装置を備えている。

【発明の効果】

【0012】

コア採取装置およびこれを備えるボーリング装置によると、コアの乱れや崩壊を抑えつつ、コア接触部の回転を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】ボーリング装置の概要を示す図である。

【図2】正面から見たコア採取装置の部分縦断面図である。

【図3】側方から見たコア採取装置本体の部分縦断面図である。

【図4】図２のＩＶ－ＩＶ線部分断面図である。

【図5】図２に対応する図であって、コアを採取する状況を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、コア採取装置およびこれを備えるボーリング装置の実施形態について図面を用いて説明する。ボーリング装置１は、図１に示すように、ボーリング装置本体１０と、ロッド２０と、コア採取装置３０とを備えている。ボーリング装置本体１０は、ロッド２０をその軸を中心として回転およびその軸方向に並進（進退）させる駆動装置（図示略）を備えている。ロッド２０は、管状であって、その軸周りに回転可能および軸方向に並進可能にボーリング装置本体１０に支持されている。ロッド２０の先端（下端）には、コア採取装置３０が取り付けられている。
以下の説明において、便宜上、コアバーレル４０の長手方向を上下方向とする。また、以下の説明において、上下方向、前後方向および左右方向の記載は、ボーリング装置１およびコア採取装置３０の構成の方向を限定するものではない。

【0015】

コア採取装置３０は、コアバーレル４０と、ガイド部７０と、コア接触部８０とを備えている。コアバーレル４０は、本実施形態ではダブルコアバーレル４０であり、図２～図４に示すように、外管５０と、内管６０と、を備えている。

【0016】

外管５０は、円筒状のものであり、上側の開口が塞がれている。外管５０の先端には、ビット５２が設けられている。ビット５２は、地盤Ｇを掘削しつつ地盤ＧからコアＣを切り出すためのものである。ビット５２は、筒状（環状）のものであって、外管５０に着脱可能となっている。外管５０内において上端には、下方に延びる連結ロッド５４が外管５０と同軸で設けられている。外管５０は、図示しない第１着脱部を備えており、コア採取装置３０は、第１着脱部を介して、ロッド２０と同軸でロッド２０の先端（下端）に着脱される。

【0017】

内管６０は、外管５０より外径が小さい円筒状のものであり、上側の開口が塞がれている。内管６０は、その上端に図示しない第２着脱部を備えており、第２着脱部を介して着脱可能に外管５０内において外管５０と同軸で連結ロッド５４に取付られている。また、内管６０は、第２着脱部により、連結ロッド５４に対して、内管６０の軸回りに回転可能であるとともに、外管５０の軸回りの回転に対して、供回り不能となっている。

【0018】

ガイド部７０は、後述するコア接触部８０の移動をガイドするとともに、コア接触部８０のその軸回り（コアバーレル４０の長手方向（上下方向）回り）の回転を規制するためのものである。ガイド部７０は、コアバーレル４０内において、コアバーレル４０の長手方向に延びている。本実施形態では、ガイド部７０は、図２～図４に示すように、内管６０内において上下方向に延びる一対の溝であり、コアバーレル４０の内周面において左右に対向して設けられている。

【0019】

ガイド部７０は、溝に接続し、溝より底の深い凹部７２を備えている。本実施形態では、凹部７２は、図２～図４に示すように、溝の長手方向（上下方向）における下側の端部に接続しており、溝より底が深くなっている。また、凹部７２は、溝の長手方向（上下方向）において、底が湾曲して窪んでいる。

【0020】

コア接触部８０は、コアバーレル４０内に進入するコアＣの乱れや崩壊を抑えるためのものである。コア接触部８０は、コアバーレル４０内に収容可能なものである。本実施形態では、コア接触部８０は、図２～図４に示すように、円柱状のものである。コア接触部８０の径は、内管６０の内径以下となっている。コア接触部８０は、樹脂または金属等により形成されている。

【0021】

コア接触部８０は、図２～図４に示すように、穴部８２と、突出部８６と、弾性体８８とを備えている。穴部８２は、コア接触部８０の側周面に設けられる穴である。本実施形態では、穴部８２は、コア接触部８０に一対備えられ、コア接触部８０の側周面の両側、ここではコア接触部８０の側周面の左右に設けられている。各穴部８２は、横断面が円形であって、水平方向のうちコア接触部８０の軸と交差する方向において、コア接触部８０の側周面からその軸側に延びている。ここでは、穴部８２は、左右方向に延びている。コア接触部８０の底面には、コア接触部８０に対するコアＣの回転を防止するために、回転防止部８４が設けられている。回転防止部８４は、コアＣに接触する面に、コアＣに対して十分に摩擦が働く摩擦面またはコアＣに食い込む歯等を備えている。

【0022】

突出部８６は、コア接触部８０から突出し、先側がガイド部７０に入れられ、ガイド部７０の長手方向に移動可能なものである。本実施形態では、突出部８６は、コア接触部８０に２つ備えられている。各突出部８６は、横断面が円形の柱状のものであって、先端が湾曲面となっている。各突出部８６の径は、ガイド部７０の幅（溝幅）より小さく、ガイド部７０に挿入可能なものとなっている。また、各突出部８６の径は、穴部８２の径より小さく、穴部８２に挿入可能なものとなっている。各突出部８６は、穴部８２に対して、穴部８２の深さ方向において移動可能であり、後側が各穴部８２に入れられている。突出部８６は、コア接触部８０に対して水平方向、ここでは左右方向に突出しており、初期状態において、先側が各ガイド部７０の凹部７２に入れられている。

【0023】

弾性体８８は、突出部８６をガイド部７０に押し付けるためのものである。本実施形態では、弾性体８８は、穴部８２内に入れることが可能なコイルバネである。突出部８６の先端（先側）が凹部７２を含めガイド部７０に接した状態で、弾性体８８は、突出部８６の後端と穴部８２の底との間で縮んだ状態で穴部８２内に配されている。弾性体８８は、一端が突出部８６の後端に連結し、他端が穴部８２の底に連結している。弾性体８８を備えることにより、突出部８６は、コア接触部８０が静止した状態および移動する際に、その先端が、凹部７２を含むガイド部７０に押し付けられて接する。

【0024】

コア接触部８０は、初期状態において、上側（後端側）がコアバーレル４０内に配され、回転防止部８４を含む下側（先端側）がコアバーレル４０より外側（下方）に突出している。

【0025】

コア採取装置３０は、コアＣを採取する際のコアＣの方位、コアＣの傾きおよびコアバーレル４０内に進入するコアＣの変位を計測するなどのコアＣの特性を計測する計測部を備えるものであってもよい。

【0026】

次に、上記コア採取装置３０を備えるボーリング装置１を用いたコアの採取方法について説明する。
図１に示すボーリング装置１により、ロッド２０をその軸回りに回転させるとともに、地盤Ｇの奥側に並進させると、上記コア採取装置３０のビット５２により地盤Ｇが掘削されて地盤ＧからコアＣが切り出され、コアＣがコアバーレル４０内に進入してコアバーレル４０内に取り込まれていく。図５に示すように、コアバーレル４０内にコアＣが進入すると、コア接触部８０がコアＣに押され、突出部８６が穴部８２側に後退して凹部７２から外れ、コア接触部８０および突出部８６が、ガイド部（溝）７０に沿ってコアバーレル４０内の奥側に移動する。この際、コア接触部８０は、ガイド部７０および突出部８６により、その軸回り（コアバーレル４０の長手方向回り）の回転が規制される。

【0027】

コア採取装置３０およびこれを備えるボーリング装置１によると、コア接触部８０およびガイド部７０を備えることにより、コアＣの乱れや崩壊を抑えつつ、コア接触部８０の回転を防止することができる。その結果、コアＣの特性を計測する計測部により、コアＣの方位等のコアＣの特性を精度よく計測することが可能となる。

【0028】

コア採取装置３０およびこれを備えるボーリング装置１によると、ガイド部７０をコアバーレル４０の長手方向に延びる溝とし、コア接触部８０に突出部８６を備えることにより、簡易かつ低コストで上記効果を奏することができる。

【0029】

コア採取装置３０およびこれを備えるボーリング装置１によると、コア接触部８０が、側周面に穴部８２を備え、突出部８６が、穴部８２の延びる方向において穴部８２内を移動可能であり、先端側がガイド部７０に入れられ、後端側が穴部８２に入れられており、穴部８２内において、突出部８６の後端と穴部８２の底との間に、突出部８６をガイド部７０に押し付けるように復元力が働く弾性体８８を備えることにより、突出部８６がガイド部に挿入された状態を保つとともに、コア接触部８０のコアＣによる押し上げ以外の要因での移動を防止することができる。その結果、コア接触部８０の変位によりコアバーレル４０内に進入するコアＣの変位を計測する計測部などのコア接触部８０の動作に関連するまたは影響を受ける計測部を備える場合には、より精度よくコアＣの特性を計測することができる。

【0030】

コア採取装置３０およびこれを備えるボーリング装置１によると、ガイド部７０に、凹部７２を備え、突出部８６の先端側が凹部７２に入れられていることにより、コア採取装置３０に衝撃が働く場合であっても、コア接触部８０を初期位置にとどめておくことができるので、コアＣの乱れや崩壊をより一層抑えることができ、コアＣの変位等のコアＣの特性を計測する計測部を備える場合には、より精度よくコアＣの特性を計測することができる。

【0031】

コア採取装置３０およびこれを備えるボーリング装置１によると、凹部７２が湾曲していることにより、コアバーレル４０内へのコアの進入に伴って、コア接触部８０（突出部８６）を初期位置からコアバーレル４０内の奥側へとスムーズに移動させることができる。

【0032】

コア採取装置およびこれを備えるボーリング装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明およびこれに均等な発明の範囲内において適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0033】

１ ボーリング装置
１０ ボーリング装置本体
２０ ロッド
３０ コア採取装置
４０ コアバーレル
５０ 外管
５２ ビット
５４ 連結ロッド
６０ 内管
７０ ガイド部
７２ 凹部
８０ コア接触部
８２ 穴部
８４ 回転防止部
８６ 突出部
８８ 弾性体
Ｃ コア
Ｇ 地盤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】