特許 7157174 ケーシングを設置するための装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-11

(45)【発行日】2022-10-19

(54)【発明の名称】ケーシングを設置するための装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   E21B 4/14 20060101AFI20221012BHJP

【ＦＩ】

E21B4/14 B

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2020560601

(86)(22)【出願日】2019-01-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-05-06

(86)【国際出願番号】 FI2019050043

(87)【国際公開番号】W WO2019145602

(87)【国際公開日】2019-08-01

【審査請求日】2020-08-31

(31)【優先権主張番号】20185061

(32)【優先日】2018-01-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI

(73)【特許権者】

【識別番号】520272798

【氏名又は名称】ミンコン ノルディック オサケユキチュア

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ケスキニバ、マルック

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特公昭５５－０１４２３７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開平１０－０８８９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第００／０２６５７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－１０４４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５０１８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４５０９６０６（ＵＳ，Ａ）

【文献】英国特許出願公告第００９４６６７８（ＧＢ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２８９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０１８９７１２１（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０１９９３７４０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｂ ４／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

穿孔内にケーシングを設置するための装置であって、前記装置（１００）は、
ケーシング（１）と、
前記ケーシング（１）内に適合され、且つ前記ケーシング（１）の内側で回転するように適合された穿孔パイプ（２）であって、圧縮空気のための流れチャネル（３）を含む穿孔パイプ（２）と、
前記ケーシング（１）内に配置されたフラッシング媒体流れチャネル（４）であって、フラッシング媒体を前記穿孔の底（Ｂ）まで導くように配置されたフラッシング媒体流れチャネルと、
パーカッション・ハンマ（５）であって、前記パーカッション・ハンマのシリンダ（９）内に適合された圧縮空気動作式のパーカッション・ピストン（６）を備えるパーカッション・ハンマ（５）と、
前記ケーシング（１）のための穴を掘削するための穴掘削手段（８）と
を備え、
前記穴掘削手段（８）は、穴を掘削するための部材であるパイロット・クラウン（２６）、及びフラッシング媒体を前記パイロット・クラウン（２６）を通って前記穿孔の底まで導く掘削手段フラッシング媒体流れチャネル（１８）を備え、
前記フラッシング媒体流れチャネル（４）は、前記パーカッション・ピストン（６）を迂回するように適合され、或いは
前記装置において、前記掘削手段（８）は、回転運動を伝えるスプライン（２８）を更に備え、前記スプライン（２８）は、前記パーカッション・ピストン（６）が使用した圧縮空気を前記スプライン（２８）を通じて伝導するように適合され、前記装置において、前記フラッシング媒体流れチャネル（４）は、前記パーカッション・ピストン（６）を通り抜けるように適合されている、装置。

【請求項2】

前記パーカッション・ハンマの前記シリンダ（９）の外側上に、前記シリンダの壁（１１）と一緒に、前記パーカッション・ピストン（６）を迂回する前記フラッシング媒体流れチャネルの一部（１２）を形成するシェル（１０）が適合されている、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記パーカッション・ピストン（６）を迂回する前記フラッシング媒体流れチャネルの前記一部（１２）は、前記パーカッション・ハンマの前記シリンダ（９）の周りに環状に延在する、請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記シリンダ（９）の外側上に適合された前記シェル（１０）は、前記パーカッション・ハンマ（５）の外側表面の一部を形成する、請求項２又は３に記載の装置。

【請求項5】

前記パーカッション・ハンマの前記シリンダ（９）の外側上に、前記パーカッション・ピストン（６）を迂回する前記フラッシング媒体流れチャネルの一部（１２）を形成する１つ又は複数のパイプ（１３）が適合されている、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記パーカッション・ピストンを迂回する前記フラッシング媒体流れチャネルの前記一部（１２）は、その上端部において、前記フラッシング媒体流れチャネル（４）を前記装置の長手方向中心軸（Ｘ）から離すように配置されたアダプタ流れチャネル（１５）を有する前記穿孔パイプのアダプタ（１４）に接続されている、請求項１から５までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項7】

前記装置は、前記ケーシング（１）又は前記ケーシング（１）に固定されたケーシング・シュー（３１）に接続された少なくとも１つのカラー（３０）を更に備え、前記パーカッション・ピストン（６）を迂回する前記フラッシング媒体流れチャネルの前記一部（１２）は、その下端部により、少なくとも１つのカラー（３０）に接続されている、請求項５に記載の装置。

【請求項8】

少なくとも１つのカラー（３０）は、前記少なくとも１つのカラー（３０）を前記ケーシング（１）又は前記ケーシング・シュー（３１）に対してロックするための少なくとも１つのロック部材（３２、３２ｂ）を更に備える、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

少なくとも１つのロック部分（３２）は、加圧されたフラッシング媒体によって少なくとも１つのカラー（３０）を前記ケーシング又は前記ケーシング・シュー（３１）に対してロックするように適合されている、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記少なくとも１つのロック部分（３２）は、前記少なくとも１つのカラー（３０）を前記ケーシング（１）又は前記ケーシング・シュー（３１）に対してロックするように適合された圧力ライン（３３）を備える、請求項８に記載の装置。

【請求項11】

前記パーカッション・ハンマ（５）は、前記パーカッション・ピストンを迂回する前記フラッシング媒体流れチャネルの前記一部（１２）に流れ接続するように適合された少なくとも１つのフラッシング媒体流れチャネル（１７）を有する下部部材（１６）を備え、
前記穴掘削手段（８）は、前記下部部材の前記フラッシング媒体流れチャネル（１７）に流れ接続し、前記フラッシング媒体を前記穿孔の底（Ｂ）まで導くように適合された少なくとも１つのフラッシング媒体流れチャネル（１８）を備える、
請求項１から１０までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項12】

前記下部部材の前記流れチャネル（１７）は、前記下部部材（１６）の内側表面上に適合され、前記装置の長手方向中心軸（Ｘ）に対して少なくとも実質的に垂直である前記内側表面の平面において循環する円形流れ溝（１９）を備える、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

シール（２０）が、前記円形流れ溝（１９）の両側上に適合されている、請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

前記穴掘削手段（８）は、前記フラッシング媒体を前記フラッシング媒体流れチャネル（４）から前記穿孔の底（Ｂ）まで導くように適合された少なくとも１つのフラッシング媒体流れチャネル（１８）を備え、前記装置において、前記フラッシング媒体流れチャネル（４）は、前記パーカッション・ピストン（６）を通り抜けるように適合されている、請求項１に記載の装置。

【請求項15】

前記パーカッション・ピストン（６）を使用した圧縮空気は、前記穴掘削手段（８）内に中心開口部（２２）を備える排気チャネル（２１）によって除去され、前記排気チャネル（２１）は、前記パーカッション・ハンマの前記シリンダ（９）、及び前記中心開口部（２２）から径方向に前記パーカッション・ハンマの前記下部部材（１６）を通り抜ける少なくとも１つの空気チャネル（２３）に流れ接続し、前記空気チャネルは、前記パーカッション・ハンマ（５）と前記ケーシング（１）との間の空間に流れ接続している、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項16】

前記掘削手段（８）は、回転運動を伝えるスプライン（２８）を更に含み、前記パーカッション・ピストン（６）を使用した圧縮空気を前記スプライン（２８）を通じて伝導するように適合されている、請求項１から１４までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項17】

前記パーカッション・ピストン（６）を駆動させた圧縮空気は、
前記パーカッション・ハンマの前記シリンダ（９）に流れ接続している、前記穴掘削手段（８）を越えて導かれた少なくとも１つの側部排気チャネル（２４）、及び
前記少なくとも１つの排気チャネル（２４）に流れ接続している空気流れチャネル（２５）
を含む前記排気チャネル（２１）と、
前記空気流れチャネル（２５）から前記パーカッション・ハンマの前記下部部材（１６）を径方向に通り抜ける少なくとも１つの空気チャネル（２３）であって、このチャネルは、前記パーカッション・ハンマ（５）と前記ケーシング（１）との間の空間に流れ接続している、少なくとも１つの空気チャネル（２３）と
によって除去される、請求項１から１４まで又は１６のいずれか一項に記載の装置。

【請求項18】

前記装置において、前記側部排気チャネル（２４）は、前記スプライン（２８）の間に形成されている、請求項１７に記載の装置。

【請求項19】

前記円形空気流れチャネル（２５）は、
前記下部部材（１６）の内側表面上に適合され、
前記掘削手段（８）に対して適合され、
前記装置の長手方向中心軸Ｘに対して少なくとも実質的に垂直である平面において前記掘削手段の前記一部を循環する、
請求項１７又は１８に記載の装置。

【請求項20】

ケーシングを設置するための方法であって、前記方法は、ケーシング（１）及び穿孔パイプ（２）、パーカッション・ハンマ（５）、並びに穴を穿孔するための手段（８）を備える装置（１００）を利用し、前記方法において、
前記ケーシング（１）の内側で前記穿孔パイプ（２）を回転させ、
圧縮空気により前記パーカッション・ハンマ（５）を駆動させ、
前記パーカッション・ハンマのパーカッション・ピストン（６）を越えて前記穿孔パイプ（２）から前記穴掘削手段（８）まで導かれ、更に穴を掘削するための部材であるパイロット・クラウン（２６）を通る掘削手段フラッシング媒体流れチャネル（１８）を介して前記穿孔の底（Ｂ）まで導かれるフラッシング媒体により前記穿孔の底をフラッシングし、或いは、
前記パーカッション・ピストン（６）を通じて前記穴掘削手段（８）まで導かれ、更に前記穿孔の底（Ｂ）まで導かれるフラッシング媒体により前記穿孔の底（Ｂ）をフラッシングし、前記装置において、前記掘削手段（８）は、回転運動を伝えるスプライン（２８）を更に含み、それにより、前記パーカッション・ピストン（６）を駆動させた圧縮空気は前記スプライン（２８）を通じて導かれる、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ケーシングを設置するための装置に関する。

【0002】

本発明は、ケーシングを設置するための方法にさらに関する。

【背景技術】

【0003】

例えばケーシングが部分的に岩に打ち込まれるときに、ケーシング又はポールを硬い地盤に設置するのに効果的な方法は、衝撃掘削（ｐｅｒｃｕｓｓｉｖｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ）である。そのような場合、ケーシングが、その内側に穿孔パイプを有し、且つ、穿孔パイプの端部にダウン・ザ・ホール・ハンマ・タイプすなわちＤＴＨハンマなどのパーカッション・ハンマ（ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ ｈａｍｍｅｒ）を有する。穿孔パイプが中心開口部を有し、この中心開口部を通じて、ＤＴＨハンマによって必要とされる圧縮空気がＤＴＨハンマに供給される。穿孔パイプ、ＤＴＨハンマ、パイロット・クラウン（ｐｉｌｏｔ ｃｒｏｗｎ）、及び後者に接続されたリーマは、穿孔パイプの上端部における回転機構によって同時に回転される。

【0004】

穴の穿孔は、ハンマによってもたらされるパーカッション機能、及び穿孔パイプの回転によって行われる。リーマの目的は、パイロット・クラウンによって作られた穴を、掘削された穴にケーシングがフィットするほどの大きさに広げることである。ケーシングは、いわゆるケーシング・シューをさらに有してもよく、このケーシング・シューにより、パイロット・クラウンは、それ自体とともにケーシングを掘削された穴内へ引き込む。解放された物質の除去は、ＤＴＨハンマの排気によって行われる。ここで、ＤＴＨハンマの排気は、パイロット・クラウン内のボアにより、掘削されている穴の底へ導かれ、穴の底からは、解放された物質を伴う空気流れをケーシングの内側へ導き、ケーシングからさらに地表面へ導く試みがなされる。

【0005】

ここでの問題は、典型的には空気流れの一部が必然的に地盤に漏れることである。空気の過度の漏れは、周囲地盤の支持強度を著しく低下させ、その結果、建物の基礎などの周辺の構造に対する危険を生じさせる。

【0006】

パイロット・クラウンの設計により、地盤への空気の漏れを管理することが部分的に可能である。具体的には、穴の底へのフラッシング空気の吹込みがクラウンから排出される前に穴の底に対して平行に向きを変えられるクラウンにより、地盤中への空気の漏れが減少する。

【0007】

はるかに効果的な別の方法は、穿孔のフラッシングが排気によって行われずに水又は別の類似のフラッシング媒体によって行われる、別個のフラッシング回路を使用することである。これは、いわゆるＲＣ掘削システム（可逆循環（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ））の使用を可能にする。ＲＣ掘削システムは、そもそもは調査掘削のために開発されたものであり、調査掘削では、掘削によって生じる遊離した物質が、２層ドリル・パイプの中心開口部に沿って穴の底から上方へフラッシングされ、それにより、物質は、後の分析のために保存され得る。

【0008】

ＲＣシステムは、ＲＣ穿孔パイプ及びＲＣハンマで構成される。ＲＣ穿孔パイプは、典型的には、外側パイプ及び内側パイプを有し、内側パイプの内側開口部、及び外側パイプと内側パイプとの間の空間が、２つの別個の流れチャネルを形成する。実際のＲＣハンマの動作は、標準的なＤＴＨハンマの動作と同一である。ＲＣハンマは、ハンマを通り抜けるパイプを有し、ハンマの排気は、解放された物質を運びながら、このパイプに沿ってハンマを通って流れる。ハンマのパーカッション・ピストンは、当該のパイプ及びＤＴＨハンマの動作に必須の空気流れチャネルがパーカッション・ピストンを通り嵌合するように、パイプのための比較的大きな中心開口部を有する

【0009】

ＲＣ穿孔システムは、空気が地盤に漏れるのを防ぐことが望ましい場合の地盤穿孔に適用され得る。

【0010】

この場合、ＲＣハンマによって必要とされる動作用圧縮空気及び水などのフラッシング媒体をＲＣハンマに供給するために、ＲＣ穿孔パイプが使用される。フラッシング媒体は、典型的には、内側パイプの内側開口部を通じて供給され、圧縮空気は、パイプ間の空間を通じて供給される。ＲＣハンマの排気は、ケーシングの内側のドリル・クラウンを通じて送られて、そこから地表面に出る。フラッシング媒体は、ＲＣハンマを通り抜けさらにドリル・クラウンを通り抜けるパイプを通じて穴の底へ送られて、解放された物質を穴の底からフラッシングする。その後、フラッシング媒体及び解放された物質は、ケーシングと穴との間の隙間に沿って地表面へ移送される。

【0011】

ＲＣ穿孔システムを使用する方法は、地盤への空気の漏れが少しも許容されない穿孔現場に最も適している。しかし、ＲＣハンマを通り抜けるパイプが、比較的大きな中心開口部を有するパーカッション・ハンマを必要とするという問題がある。これは、ピストンの質量、及び、パーカッション・ピストンが前後に動かされる空気圧作業面を、実質的に減少させる。言い換えれば、ＲＣハンマによって生成される穿孔力は、従来のＤＴＨハンマの穿孔力よりも実質的に低い。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の装置及び方法は、独立請求項において開示されることを特徴とする。本発明の他の実施例は、残りの請求項において開示されることを特徴とする。

【0013】

本発明の実施例はまた、本出願の明細書及び図面において開示される。本出願の発明性のあるコンテンツはまた、以下で提示される特許請求の範囲におけるのとは異なって定義され得る。発明性のあるコンテンツはまた、開示された若しくは暗に含まれたサブタスクに照らして又は得られる利点若しくは利点の群の観点から本発明が検討される場合は特に、いくつかの別々の発明で構成され得る。そのような場合、以下の特許請求の範囲における定義のうちのいくつかは、個々の発明性のある着想に無関係であり得る。本発明の様々な実施例の特徴は、基本的な発明性のある着想の範囲内で、他の実施例に適用され得る。

【0014】

一着想によれば、穿孔内にケーシングを設置するための装置は、ケーシング、及びケーシング内に適合された穿孔パイプを備え、穿孔パイプは、圧縮空気のための流れチャネル及びフラッシング媒体のための流れチャネルを含み、フラッシング媒体流れチャネルは、フラッシング媒体を穿孔の底まで導くように配置されており、装置は、パーカッション・ハンマをさらに備え、このパーカッション・ハンマは、パーカッション・ハンマのシリンダ内に適合された圧縮空気動作式のパーカッション・ピストン、及び、ケーシングのための穴を掘削するための穴掘削手段を含み、フラッシング媒体流れチャネルは、パーカッション・ピストンを迂回するように適合される。

【0015】

穿孔内にケーシングを設置するための一実施例による装置は、ケーシング、及びケーシング内に適合された穿孔パイプを備え、穿孔パイプは、圧縮空気のための流れチャネルを含む。装置は、ケーシング内に適合され且つフラッシング媒体を穿孔の底まで導くように配置されたフラッシング媒体のための流れチャネルと、パーカッション・ハンマとをさらに備え、このパーカッション・ハンマは、パーカッション・ハンマのシリンダ内に適合された圧縮空気動作式のパーカッション・ピストン、及び、ケーシングのための穴を掘削するための穴掘削手段を含み、フラッシング媒体流れチャネルは、パーカッション・ピストンを迂回するように適合されており、又は、この装置において、掘削手段は、回転運動を伝えるスプラインをさらに含み、且つ、パーカッション・ピストンを使用した圧縮空気をスプラインを通じて伝導するように適合され、また、この装置において、フラッシング媒体流れチャネルは、パーカッション・ピストンを通り抜けるように適合される。

【0016】

穿孔内にケーシングを設置するための一実施例による装置は、ケーシング、及びケーシング内に適合された穿孔パイプを備え、穿孔パイプは、圧縮空気のための流れチャネル及びフラッシング媒体のための流れチャネルを含み、フラッシング媒体のための流れチャネルは、ケーシング内に適合され、且つ、フラッシング媒体を穿孔の底まで導くように配置され、装置は、パーカッション・ハンマをさらに備え、このパーカッション・ハンマは、パーカッション・ハンマのシリンダ内に適合された圧縮空気動作式のパーカッション・ピストン、及び、ケーシングのための穴を掘削するための穴掘削手段を含み、フラッシング媒体流れチャネルは、パーカッション・ピストンを迂回するように適合されており、又は、この装置において、掘削手段は、回転運動を伝えるスプラインをさらに含み、且つ、パーカッション・ピストンを使用した圧縮空気をスプラインを通じて伝導するように適合され、また、この装置において、フラッシング媒体流れチャネルは、パーカッション・ピストンを通り抜けるように適合される。

【0017】

第２の着想によれば、ケーシングを設置するための方法は、ケーシング及び穿孔パイプ、並びにパーカッション・ハンマ及び穴掘削手段を備える装置を利用し、この方法において、穿孔パイプは、ケーシングの内側で回転され、パーカッション・ハンマは、圧縮空気によって使用され、穿孔の底は、パーカッション・ハンマのパーカッション・ピストンを越えて穿孔パイプから穴掘削手段まで導かれさらに穿孔の底まで導かれるフラッシング媒体によってフラッシングされる。

【0018】

一着想によれば、ケーシングを設置するための方法は、ケーシング及び穿孔パイプ、パーカッション・ハンマ、並びに穴を穿孔するための手段を備える装置を利用し、この方法において、穿孔パイプは、ケーシングの内側で回転され、パーカッション・ハンマは、圧縮空気によって使用され、穿孔の底は、パーカッション・ハンマのパーカッション・ピストンを越えて穴掘削手段まで導かれさらに穿孔の底まで導かれるフラッシング媒体によってフラッシングされるか、又は、穿孔の底は、パーカッション・ピストンを通じて穴掘削手段まで導かれさらに穴の底まで導かれるフラッシング媒体によってフラッシングされ、また、この装置において、掘削手段は、回転運動を伝えるスプラインをさらに含み、スプラインにより、パーカッション・ピストンを使用した圧縮空気は、スプラインを通じて伝導される。

【0019】

以下では、本発明のいくつかの実施例が、順不同で提示される。

【0020】

一実施例によれば、パーカッション・ハンマのシリンダの外側上に、シェルが適合され、このシェルは、前記シリンダ壁と一緒に、パーカッション・ピストンを迂回するフラッシング媒体流れチャネルの部分を形成する。

【0021】

一実施例によれば、パーカッション・ピストンを迂回するフラッシング媒体流れチャネルの部分は、パーカッション・ハンマのシリンダの周りに環状に延在する。

【0022】

一実施例によれば、シリンダの外側上に適合されたシェルは、パーカッション・ハンマの外側表面の一部を形成する。

【0023】

一実施例によれば、パーカッション・ハンマのシリンダの外側上に、パーカッション・ピストンを迂回するフラッシング媒体流れチャネルの部分を形成する、１つ又は複数のパイプが適合される。

【0024】

一実施例によれば、パーカッション・ピストンを迂回するフラッシング媒体流れチャネルの部分は、その上端部により、フラッシング媒体流れチャネルを装置の長手方向中心軸から離すように配置されたアダプタ流れチャネルを有する穿孔パイプのアダプタに接続される。

【0025】

一実施例によれば、装置は、ケーシング又はケーシングに固定されたケーシング・シューに接続される少なくとも１つのカラーをさらに備え、パーカッション・ピストンを迂回するフラッシング媒体流れチャネルの部分は、その下端部により、少なくとも１つのカラーに接続される。

【0026】

一実施例によれば、装置における少なくとも１つのカラーは、少なくとも１つのカラーをケーシング又はケーシング・シューに対してロックするための少なくとも１つのロック部材をさらに備える。

【0027】

一実施例によれば、少なくとも１つのロック部材は、加圧されたフラッシング媒体により少なくとも１つのカラーをケーシング又はケーシング・シューに対してロックするように適合される。

【0028】

一実施例によれば、少なくとも１つのロック部分は、少なくとも１つのカラーをケーシング又はケーシング・シューに対してロックするように適合された圧力ラインを備える。

【0029】

一実施例によれば、パーカッション・ハンマは、パーカッション・ピストンを迂回するフラッシング媒体流れチャネルの部分に流れ接続するように適合された少なくとも１つのフラッシング媒体流れチャネルを有する下部部材を備え、穴掘削手段は、下部部材のフラッシング媒体流れチャネルに流れ接続し且つフラッシング媒体を穿孔の底まで導くように適合された少なくとも１つのフラッシング媒体流れチャネルを備える。

【0030】

一実施例によれば、下部部材の流れチャネルは、円形流れ溝を備え、この円形流れ溝は、下部部材の内側表面上に適合され、且つ、装置の長手方向中心軸に対して少なくとも実質的に垂直である前記内側表面の平面において循環する。

【0031】

一実施例によれば、円形流れ溝の幅、つまり装置の長手方向中心軸の方向における寸法は、掘削手段の運動にかかわらずフラッシング媒体流れチャネルが穿孔作業の全持続時間にわたって開いたままでいるように、十分な広さに寸法決めされる。

【0032】

一実施例によれば、円形流れ溝の両側上に適合されたシールが存在する。

【0033】

一実施例によれば、穴掘削手段は、フラッシング媒体をフラッシング媒体流れチャネルから穿孔の底まで導くように適合された、掘削手段の少なくとも１つのフラッシング媒体流れチャネルを備え、また、この装置において、フラッシング媒体流れチャネルは、パーカッション・ピストンを通り抜けるように適合される。

【0034】

一実施例によれば、パーカッション・ピストンを使用した圧縮空気は、穴掘削手段内の中心開口部を含む備える排気チャネルによって除去され、排気チャネルは、パーカッション・ハンマのシリンダ、及びパーカッション・ハンマの下部部材を径方向に通り抜ける少なくとも１つの空気チャネルに流れ接続しており、空気チャネルは、パーカッション・ハンマとケーシングとの間の空間に流れ接続している。

【0035】

一実施例によれば、掘削手段は、回転運動を伝えるスプラインをさらに含み、且つ、パーカッション・ピストンを使用した圧縮空気をスプラインを通じて伝導するように適合される。

【0036】

一実施例によれば、パーカッション・ピストンを使用した圧縮空気は、パーカッション・ハンマのシリンダに流れ接続している、穴掘削手段を越えて導かれた少なくとも１つの側部排気チャネルを含む、排気チャネルと、前記少なくとも１つの排気チャネルに流れ接続している空気流れチャネルと、パーカッション・ハンマの下部部材を径方向に通り抜ける少なくとも１つの空気チャネルとによって除去され、空気チャネルは、パーカッション・ハンマとケーシングとの間の空間に流れ接続している。

【0037】

一実施例によれば、側部排気チャネルは、スプラインの間に形成される。

【0038】

一実施例によれば、下部部材の内側表面上に適合された円形流れ溝は、掘削手段に面し、且つ、装置の長手方向中心軸に対して少なくとも実質的に垂直である前記内側表面の一部の平面において循環する。

【0039】

一実施例によれば、パーカッション・ハンマは、ＤＴＨハンマである。

【0040】

本発明は、添付の図面においてより詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】ケーシングを設置するための装置の側断面概略図である。

【図2a】ケーシングを設置するための第２の装置の側断面概略図である。

【図2b】図２ａの装置の断面Ａ－Ａを示す図である。

【図3a】ケーシングを設置するための第３の装置の側断面概略図である。

【図3b】図３ａの装置の詳細の側断面概略図である。

【図4a】ケーシングを設置するための装置の側断面概略図である。

【図4b】図４ａの装置の詳細の側断面概略図である。

【図5a】図４ａ及び図４ｂの装置のカラーの代替的な詳細の側断面図である。

【図5b】図４ａ及び図４ｂの装置のカラーの代替的な詳細の側断面図である。

【図5c】図４ａ及び図４ｂの装置のカラーの代替的な詳細の側断面図である。

【図6】装置の詳細の側断面概略図である。

【図7a】ケーシングを設置するための装置の側断面概略図である。

【図7b】図７ａの装置の詳細の側断面概略図である。

【図8】装置のカラーの詳細の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

明瞭さのために、図は、本発明を簡易化して示す。類似の部品は、同じ参照番号により図中に示される。

【0043】

図１は、ケーシングを設置するための装置の側断面概略図である。

【0044】

装置１００は、典型的には恒久的に地中に設置される管状部品であるケーシング１を備える。ケーシング１の設置段階において、穿孔パイプ２が、ケーシングの内側で回転されるようにケーシング１の内側に適合されている。装置１００は、圧縮空気によって動作されるパーカッション・ハンマ５をさらに備える。そのため、装置１００は、圧縮空気３のための流れチャネル３を特徴とする。穿孔の底Ｘは、流れチャネル４を通じて穿孔の底Ｂに供給されるフラッシング媒体によってフラッシングされる。

【0045】

フラッシング媒体は、水、穿孔スラッジなどの混合物含有水、又は流動する形態の別の適切な物質であり得る。

【0046】

図５に示されたパーカッション・ハンマ５は、圧縮空気動作式のＤＴＨハンマ（ｄｏｗｎ－ｔｈｅ－ｈｏｌｅ－ｈａｍｍｅｒ）である。パーカッション・ハンマ５は、その基本的な着想に関して、ＤＴＨハンマ以外のハンマであってもよいことが明らかである。

【0047】

しかし、図面は本発明の観点から必須であるハンマ部品のみを示すことに、留意されたい。図は、パイロット・クラウンの上端部に設置されるフート弁を利用しないＤＴＨハンマの一実施例を示す。本発明による装置は、当然ながらフート弁を備える実施例にも適している。

【0048】

パーカッション・ハンマ５は、前後に移動可能なパーカッション・ハンマのシリンダ９に適合された、圧縮空気動作式のパーカッション・ハンマ６を備える。

【0049】

装置１００は、ケーシング１のために地中に穴を穿孔するための穴掘削手段８をさらに備える。図に示された実施例では、掘削手段８は、パイロット・クラウン２６及びリーマ２７を含む。掘削手段８は、別の態様で形成されてもよく、一実施例では、掘削手段８は、広がる羽根を有するドリル・クラウン、別の言い方をすればいわゆるウィング・リーマを含む。

【0050】

装置では、フラッシング媒体流れチャネル４は、パーカッション・ハンマ５のパーカッション・ピストン６を迂回するように適合される。この装置の利点は、穿孔の底Ｂのフラッシングが別々のフラッシング回路を使用して効率的に実施され得ると同時に、パーカッション・ピストンの大質量及び大きな空気圧作業範囲によりパーカッション・ピストンの掘削力が高くなることである。一着想によれば、ＤＴＨハンマの利点とＲＣハンマの利点とが組み合わせられていることに留意することができる。

【0051】

図１に示された実施例では、フラッシング媒体流れチャネル４は、パーカッション・ピストン６を迂回し且つパーカッション・ハンマのシリンダ９の周りに環状に延在する、部分１２を含む。流れチャネルの前記部分１２は、シリンダ９の周りに管状のシェル１０を適合させることによって形成される。シェルは、鋼鉄又は類似のもので形成され得る。図１によれば、シリンダ９の外側に適合されたシェル１０は、パーカッション・ハンマ５の外側表面の一部を形成し得るが、これは強制的なことではない。

【0052】

パーカッション・ピストンのフラッシング媒体流れチャネルを迂回する部分１２は、その上端部において穿孔パイプのアダプタ１４に接続し、アダプタ１４は、穿孔パイプ２をパーカッション・ハンマ５に接続する。穿孔パイプ・アダプタ１４は、フラッシング媒体流れチャネル４を装置の長手方向中心軸Ｘから遠くにずらすように配置されたアダプタ流れチャネル１５を有し、それにより、流れチャネルの部分１２は、流れ技術的な意味において、穿孔パイプ内のフラッシング媒体チャネルに有利に接続され得る。

【0053】

パーカッション・ハンマ５は、下部部材１６を備え、この下部部材１６は、パーカッション・ピストンを迂回する流れチャネル・フラッシング媒体の部分１２に流れ接続するように適合された下部部材の少なくとも１つのフラッシング媒体流れチャネル１７を有する。一実施例では、フラッシング媒体流れチャネル１７の数は、３つである。下部部材フラッシング媒体流れチャネル１７の役割は、フラッシング媒体をパーカッション・ハンマ５の構造から掘削手段８まで導くことである。

【0054】

穴の掘削手段８は、フラッシング媒体を穿孔の底Ｂまで導く少なくとも１つの掘削手段フラッシング媒体流れチャネル１８を備える。一実施例では、掘削手段フラッシング媒体流れチャネル１８の数は、３つである。

【0055】

図１の実施例では、流れチャネル１８は、穿孔の底Ｂに対して、中心軸Ｘにおおよそ平行に開口する。このように、効率的なフラッシングが、穿孔の底Ｂに対して直接達成される。いくつかの他の実施例では、流れチャネル１８は、中心軸に関して実質的に異なる角度で開口し、それにより、穴底の方向への流れが強化され得る。第３の実施例では、互いに異なる方向に向けられた複数の流れチャネル１８が存在する。

【0056】

図の実施例では、下部部材の流れチャネル１７は、円形流れ溝１９を備え、この円形流れ溝１９は、下部部材１６の円筒形内側表面上に適合され、且つ、装置の長手方向中心軸Ｘに対して少なくとも実質的に垂直である前記内側表面の平面において循環する。前記円形流れ溝１９の幅、つまり、装置の長手方向中心軸Ｘの方向における寸法は、掘削手段８の運動にかかわらずフラッシング媒体流れチャネル４が穿孔作業の全持続時間にわたって開いたままでいるように、十分な広さに寸法決めされる。穴掘削手段８は、パーカッション・ピストンの衝撃により、中心軸Ｘの方向において矢印Ｍによって示されるように移動し、さらに、穴掘削手段８は、中心軸Ｘの周りで回転する。

【0057】

円形流れ溝１９の両側には、有利にはシール２０（図２ａに示す）が設置され、その目的は、フラッシング媒体がフラッシング媒体チャネルから漏出するのを防ぐことである。

【0058】

パーカッション・ピストン６は、圧縮空気流れチャネル３からパーカッション・ハンマのシリンダ９に供給される圧縮空気によって動作される。図１の実施例では、パーカッション・ピストン６を動作させた圧縮空気は、掘削手段８内に中心開口部２２を備える排気チャネル２１により、シリンダ９から除去される。中心開口部２２は、パーカッション・ハンマの下部部材１６を径方向に通り抜ける少なくとも１つの空気チャネル２３に流れ接続しており、この空気チャネル２３は、次にパーカッション・ハンマ５とケーシング１との間の空間に流れ接続している。空気は、ケーシング１の上端部においてこの空間から出る。

【0059】

図２ａは、ケーシングを設置するための第２の装置の側断面概略図であり、図２ｂは、その断面Ａ－Ａである。この実施例では、フラッシング媒体流れチャネルは、図１の実施例におけるのと同じ態様で実装される。代わりに、圧縮空気の除去の構成において差違がある。ここで、パーカッション・ピストン６を駆動させた圧縮空気は、排気チャネル２１によって除去され、この排気チャネル２１は、掘削手段８を越えて導かれ且つパーカッション・ハンマのシリンダ９に流れ接続している少なくとも１つの側部排気チャネル２４を含む。

【0060】

利点は、排気のためのチャネルを掘削手段８に穴開けするか又は他の方法で機械加工する必要性がないことであり、そのような穴開け又は機械加工は、掘削手段８の堅固さを低下させるであろう。

【0061】

図２ｂは、掘削手段８に回転運動を伝えるスプライン２８の間に側部排気チャネル２４が形成されている一実施例を示す。

【0062】

排気チャネル２１は、下部部材１６の内側表面上に適合された円形空気流れチャネル２５をさらに備える。円形空気流れチャネル２５は、装置の長手方向中心軸Ｘに対して少なくとも実質的に垂直な平面において、前記内側表面を循環する。

【0063】

前記円形流れ溝２５の幅、つまり装置の長手方向中心軸Ｘの方向における寸法は、掘削手段８の運動にかかわらず流れチャネル２１が穿孔作業の全持続時間にわたって開いたままでいるように、十分な大きさである。

【0064】

円形空気流れチャネル２５は、前記少なくとも１つの排気チャネル２４、及びパーカッション・ハンマの下部部材１６を通り抜ける少なくとも１つの空気チャネル２３に流れ接続しており、この空気チャネル２３は、次にパーカッション・ハンマ５とケーシング１との間の空間に流れ接続している。空気は、既に説明された態様で前記間隙から出る。

【0065】

図３ａは、ケーシングを設置するための第２の装置の側断面概略図であり、図３ｂは、側方からのその部分的な詳細である。一着想によれば、パーカッション・ピストン６を迂回する前記部分であるフラッシング媒体流れチャネルの部分１２は、パーカッション・ハンマのシリンダ９の外側に適合されたパイプ１３を使用して形成される。図３ａの実施例では、１つのパイプ１３が存在するが、より多くのパイプ１３が存在し得ることは、明らかである。

【0066】

利点は、フラッシング媒体流れチャネル４が非常に単純な方法で実装され得ることである。

【0067】

他の点では、フラッシング媒体流れチャネル４は、図１の実施例におけるように実装される。

【0068】

排気チャネル２１は、掘削手段８内に形成された空気チャネル２３と、空気チャネル２３から下部部材１６に通じてさらに下部部材を貫通するチャネルとを備える。

【0069】

図４ａは、ケーシングを設置するための装置の側断面概略図であり、図４ｂは、側方からのその部分的な詳細である。この実施例では、フラッシング媒体流れチャネル４は、図３ａにおけるように流れチャネルの部分１２によって実装されてもよく、この部分は、有利には、パイプ１３又はホースである。図３ａでは、パイプ１３は、その上端部により穿孔パイプのアダプタ１４に接続され、それにより、パイプ１３は、穿孔パイプ２とともに回転する。図４ａ及び図４ｂの実施例では、パイプ１３は、その下端部により、有利には円形である少なくとも１つのカラー３０に接続されてもよく、それにより、パイプ１３は、穿孔パイプ２とともに回転することができない。カラー３０は、スリーブなどの少なくとも１つのロック部分３２により、ケーシング１又はケーシング１に接続されたドリル・シュー３１に接続又は締結され得る。カラー３０の締結又はロックは、対称的に配置されたロック部分３２によって実施されてもよい。ロック部分３２は、ゴム又は別の適切な可撓性材料で形成され得る。パイプ１３は、固定されて回転しない態様でケーシング１に締結されてもよく、それにより、パイプ１３は、穿孔パイプ２とともに回転しない。ロック部分３２により、カラー３０は、ケーシング１に対してロックされると同時に封止され得、それにより、カラー３０は、全てのフラッシング媒体を穿孔の底Ｂまで導くことができる。装置１００は、水が他の構造に到達するのを防ぐために、１つ又は複数のシール３８をさらに備え得る。

【0070】

フラッシング媒体が非回転パイプ１３によりパーカッション・ピストン６を越えて導かれる解決策を使用することにより、専用のものの代わりに標準的なパーカッション・ハンマ５及び穿孔パイプ２が使用され得るので、かなりの節約が達成される。さらに、フラッシング媒体は、通常のパイプ１３及びポンプによって供給され得る。パイプ１３はまた、いったん穿孔が完了すると、掘削された穴を強固にするために、掘削された穴の底Ｂにセメント・スラリーを注入するのに使用され得る。

【0071】

図４ａ及び図４ｂによる実施例では、圧縮空気の除去は、図２ａに示された実施例におけるのと同様に構成され得る。パーカッション・ピストン６は、圧縮空気流れチャネル３からパーカッション・ハンマのシリンダ９に供給される圧縮空気によって動作される。パーカッション・ピストン６を駆動させた圧縮空気は、排気チャネル２１によって除去され、この排気チャネル２１は、掘削手段８を越えて導かれ且つパーカッション・ハンマのシリンダ９に流れ接続している、少なくとも１つの側部排気チャネル２４を含む。排気チャネル２１は、下部部材１６の内側表面上に適合された円形空気流れチャネル２５を備える。円形空気流れチャネル２５は、前記少なくとも１つの側部排気チャネル２４、及びパーカッション・ハンマの下部部材１６を通り抜ける少なくとも１つの空気チャネル２３に流れ接続しており、この空気チャネル２３は、次にパーカッション・ハンマ５とケーシング１との間の空間に流れ接続しており、空気は、パイプの上端部においてその空間から出る。

【0072】

図４ａ及び図４ｂによる実施例では、圧縮空気の除去はまた、図２ｂの実施例において説明されたように、掘削手段８に回転運動を伝えるスプライン２８の間に側部排気チャネル２４が形成されるように、構成され得る。

【0073】

図５ａから図５ｃは、図４ａ及び図４ｂの装置のカラー３０の代替的な詳細の側断面図である。明瞭さのために、図５ａから図５ｃは、排気チャネル２１を示さないが、この排気チャネル２１は、図４ａ及び図４ｂに示された詳細に従い得る。図５ａの実施例では、カラー３０は、ロック部分３２を備え得る。カラー３０及びロック部分３０は、円形であり、且つケーシング１の内側表面上を循環し得る。カラー３０は、ケーシング１又はケーシングに接続されたケーシング・シュー３１に接続する。ロック部分３２は、ケーシング１に接触してカラー３０の外側表面上に位置し、カラー３０を締結し且つ封止して、カラー３０のパイロット・クラウン２６との回転を防ぎ得る。少なくとも１つのロック部分３２は、加圧されたフラッシング媒体により少なくとも１つのカラー３０をケーシング１又はケーシング・シュー３１に対してロックするように適合され得る。ロック部分３２は、図５ａに示されるように開口した内側部分３５を備えてもよく、又は、内側部分は中実であってもよい。開口した内側部分３５は、フラッシング媒体がロック部分３２の内側にアクセスすることを可能にする。開口した内側部分３５を有するロック部分３２を製造することは、より容易であり且つより経済的である。圧力制限弁３４により、フラッシング媒体の圧力は、適切になるように、また、カラー３０を回転しない様式でケーシング１に対してロックするように、高められ得る。圧力は、有利には４バールである。図５ａにおけるように、加圧されたフラッシング媒体は、パイプ１３からロック部分３０へ導かれ、ロック部分３２は、ケーシングに対して加圧される。一実施例によれば、圧縮空気の除去は、回転運動を伝えるスプライン２８を通じて構成され得る。フラッシング媒体の流れは、矢印Ｆによって示され、圧縮空気の除去は、矢印Ｒによって示される。

【0074】

図５ｂに示された一実施例によれば、カラー３０のロック及び封止は、ロック部分３２によって行われてもよく、その場合、加圧は、ロック部分の別々の圧力ライン３３において行われ得る。加圧された物質は、矢印Ｓに従って圧力ライン３３を通じて運ばれて、カラー３０をケーシング１に対してロックし且つ封止する。シール２０により、カラー３０とパイロット・クラウン２６との間の漏れ間隙（ｌｅａｋａｇｅ ｇａｐ）を封止することができ、ケーシング内側の水のアクセスが防止される。図５ｂの実施例では、ロック部分３２は、閉じられた内側部分を備えた。図５ｃは、ロック部分３２が開口した内側部分３５を備える、図５ｂによる装置を示した。

【0075】

図６は、装置の詳細の側断面概略図である。図を単純にするために、ケーシング１又はケーシング・シュー３１は示されていない。図４ａ及び図４ｂによれば、フラッシング媒体は、ケーシング１又はケーシング・シュー３１に対して回転不能にロックされるカラー３０まで、パイプ１３に沿って運ばれる。装置において、パーカッション・ハンマ５は、フート弁３６を含む又はフート弁を含まないパイロット・クラウン２６を備える。加圧された排気Ｒは、パイロット・クラウン２６を貫通して配置された中心開口部２２を通じて運ばれて、少なくとも１つの空気チャネル２３を通じてパーカッション・ハンマ５とケーシング１との間の空間に除去され得る。

【0076】

図８は、装置のカラー３０の詳細の側面図である。図８は、図５ａから図５ｂにおけるものに類似した装置を説明するが、カラー３０のロックは、代替的な態様で構成される。パイプ１３は、その下端部により、少なくとも１つのカラー３０に接続され得る。カラー３０は、少なくとも１つのロック部分３２ｂにより、ケーシング１又はケーシング１に接続されたケーシング・シュー３１に接続又は締結され得る。ロック部分３２ｂは、ケーシング・シュー３１とカラー３０との間に、図８の歯車などの機械的ロックを含み得る。一実施例によれば、ロック部分３２ｂは、ケーシング１又はケーシング・シュー３０の内側表面上に、例えば、溶接によって固定された少なくとも１つのリブ、突起、又はピンを含み得る。カラー３０をケーシング１又はケーシング・シュー３１のリブ、突起、又はピンに回転しない態様でロックするために、カラー３０の外側表面上に少なくとも１つの溝を形成することが同様に可能である。カラー３０の締結又はロックは、対称的に配置されたロック部分３２ｂによって実施されてもよい。

【0077】

図７ａは、ケーシングを設置するための装置の側断面概略図である。図７ｂは、図７ａの装置の詳細の側断面概略図である。図１から図６とは異なり、穿孔の底Ｂは、中心開口部２２内のフラッシング媒体パイプ３９に沿ってパーカッション・ピストン６を通じて穴掘削手段８まで導かれてさらに掘削手段のフラッシング媒体流れチャネル１８に沿って穿孔の底Ｂまで導かれるフラッシング媒体によって、フラッシングされ得る。図７ａ及び図７ｂによる実施例では、圧縮空気の除去は、図２ａによる側部排気チャネル２４を通じて構成され得る。一実施例では、側部排気チャネル２４は、図２ｂ、図４ａ、図４ｂ、図５ａから図５ｂの実施例において説明されたように、掘削手段８に回転運動を伝えるスプライン２８の間に形成される。

【0078】

装置１００は、例えば、以下の方法に従って使用され得る：
－ ケーシング１の内側で穿孔パイプ２を回転させ、
－ 圧縮空気によりパーカッション・ハンマ５を駆動し、
－ パーカッション・ハンマのパーカッション・ピストン６を越えて穿孔２から穴掘削手段８まで導かれさらに穿孔の底Ｂまで導かれるフラッシング媒体により穿孔の底Ｂをフラッシングすることにより、又は、パーカッション・ピストン６を通じて穴掘削手段８まで導かれさらに穿孔の底Ｂまで導かれるフラッシング媒体により穿孔の底Ｂをフラッシングすることにより、解放された物質を除去し、また、装置内の掘削手段８は、回転運動を伝えるスプライン２８をさらに含み、スプラインにより、パーカッション・ピストン６を駆動させた圧縮空気は、スプライン２８を通して導かれる。

【0079】

場合により、本出願において開示された特徴は、他の特徴にかかわらず、それ自体として使用され得る。他方では、本出願において開示された特徴は、必要な場合、様々な組合せを提供するために組み合わせられ得る。

【0080】

図面及び関連する開示は、単に発明性のある着想を例証するように意図されたものである。本発明はいくつかの実例を通じて本発明が開示されている上述の実施例に制限されるものではなく、添付の特許請求の範囲において定義された発明性のある着想の中で本発明の様々な修正及び様々な応用が実現可能であることは、当業者には明らかである。

【符号の説明】

【0081】

１ ケーシング
２ 穿孔パイプ
３ 圧縮空気流れチャネル
４ フラッシング媒体流れチャネル
５ パーカッション・ハンマ
６ パーカッション・ピストン
８ 穴掘削手段
９ パーカッション・ハンマ・シリンダ
１０ シェル
１１ シリンダ壁
１２ 流れチャネルの部分
１３ パイプ
１４ 穿孔パイプ・アダプタ
１５ アダプタ流れチャネル
１６ パーカッション・ハンマの下部部材
１７ 下部部材フラッシング媒体流れチャネル
１８ 掘削手段フラッシング媒体流れチャネル
１９ 円形流れ溝
２０ シール
２１ 排気チャネル
２２ 中心開口部
２３ 空気チャネル
２４ 側部排気チャネル
２５ 円形空気流れチャネル
２６ パイロット・クラウン
２７ リーマ
２８ スプライン
３０ カラー
３１ ケーシング・シュー
３２、３２ｂ ロック部分
３３ 圧力ライン
３４ 圧力制限弁
３５ 開口した内側部分
３６ 分配弁
３７ ダンパー
３８ シール
３９ フラッシング媒体パイプ
１００ 装置
Ｂ 穿孔の底
Ｆ フラッシング媒体
Ｐ 圧縮空気
Ｒ 排気
Ｘ 装置の長手方向中心軸

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3a-3b】

【図4a-4b】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図6】

【図7a-7b】

【図8】