特許 7286482 地質調査装置及び方法

(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】2023-05-26

(45)【発行日】2023-06-05

(54)【発明の名称】地質調査装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 1/00 20060101AFI20230529BHJP

   E21B 49/00 20060101ALI20230529BHJP

【ＦＩ】

E02D1/00

E21B49/00

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019159209

(22)【出願日】2019-09-02

(65)【公開番号】P2021038533

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2022-06-02

(73)【特許権者】

【識別番号】599093203

【氏名又は名称】ビィディエムサービス有限会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166589

【弁理士】

【氏名又は名称】植村 貴昭

(72)【発明者】

【氏名】田島 克洋

(72)【発明者】

【氏名】田島 淳滋

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－１３２５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３０８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－００８７８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－２１３６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２００３５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １／００－ ３／１１５

Ｅ２１Ｂ １／００－４９／１０

Ｇ０２Ｂ ２３／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボーリング孔に対して出し入れ可能であり、内部を水が流通可能とする中空棒状のロッドと、
前記ロッドの先端側に設けられ、前記ボーリング孔の内壁面を撮影する撮像装置を備えるプローブと、
前記ロッドの前記内部と連通し当該内部を通過した水が流通可能な環状の空隙が前記プローブとの間に形成されるようにして、前記ロッドの先端に接続しつつ、前記プローブの外周に設けられる、筒形状の水出し部とを備え、
前記水出し部は、その先端の開口部分が、前記撮像装置よりも前記ロッドの後端側に位置しており、前記空隙を通過した水が当該開口部分から前記撮像装置の撮影範囲に向けて噴射されることを可能とし、
前記空隙は、
前記プローブの外周面と前記水出し部の内周面との間に形成され、
円環状の形状を有し、
前記ロッドの内部を通過した水が流通可能に形成されている
ことを特徴とする地質調査装置。

【請求項2】

水が溜められたタンクと、
前記タンク内の水を、前記ロッドの後端側から前記ロッドの前記内部に送り込むポンプとを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の地質調査装置。

【請求項3】

前記ロッドの延伸方向上の移動及び角度変更を制御する制御部を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の地質調査装置。

【請求項4】

前記制御部は、さらに前記ポンプの動作を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の地質調査装置。

【請求項5】

前記撮像装置で撮影した画像を取得する画像取得解析部を備える
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の地質調査装置。

【請求項6】

前記ロッド及び前記制御部は、地表に設置されるボーリングマシンに設けられている
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の地質調査装置。

【請求項7】

請求項１に記載の地質調査装置を用いた地質調査方法であって、
前記ロッド及び前記プローブを前記ボーリング孔の孔底に向けて移動させ、撮像装置を可能な限り前記孔底に近づけるようにする第１のステップと、
前記ロッドを前記ボーリング孔の前記孔底側から入口側に向けて移動させつつ、前記撮像装置により前記ボーリング孔の前記内壁面を撮影する第２のステップと、
前記撮像装置によって撮影した画像を取得する第３のステップとを有し、
前記第２のステップでは、前記撮像手段による撮影とともに、水を前記ロッドの内部に送り込み、前記水出し部の前記先端から前記撮像装置の撮影範囲に向けて噴射する
ことを特徴とする地質調査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地質調査装置及び方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

地質を調査するため、ボーリング孔内にプローブを挿入し、プローブに設けられたカメラよってその内壁面の画像を取得する方法がある（例えば下記特許文献１参照）。ただし、ボーリング孔内には水が溜まっており、この水が濁っている場合、ボーリング孔の内壁面を鮮明に撮影することが困難となるため、水を綺麗にしてから撮影を開始する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－２５６５６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ボーリング孔内に溜まっている水が濁っているか否かは、その都度プローブをボーリング孔内に降ろして撮影を行い、撮影した画像を作業者が確認しなければ、判断することができない。そして、もし水が濁っていると判断すれば、プローブを引き上げてボーリング孔内を洗浄する必要がある。

【0005】

このとき、ボーリング孔が鉛直方向に形成されている場合は、沈澱剤などを利用して水中の濁り成分を沈澱させることで、比較的簡単に水を綺麗にして撮影することができる。

【0006】

一方、ボーリング孔が鉛直方向ではなく傾斜して形成されている孔、すなわち斜孔である場合は、このような方法を用いることができないため、ロッドを孔底まで降ろし、当該ロッドを通じて清水を送り込み水の濁りを取るという作業を、ボーリング孔内の水が綺麗になるまで繰り返し行わなければならず、大変な労力となる。

【0007】

本発明は、上記技術的課題に鑑み、ボーリング孔が斜孔である場合にも簡便に地質を調査することを可能とする、地質調査装置及び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】

【0008】

上記課題を解決するための第１の発明に係る地質調査装置は、
ボーリング孔に対して出し入れ可能であり、内部を水が流通可能とする中空棒状のロッドと、
前記ロッドの先端側に設けられ、前記ボーリング孔の内壁面を撮影する撮像装置を備えるプローブと、
前記ロッドの前記内部と連通し当該内部を通過した水が流通可能な環状の空隙が前記プローブとの間に形成されるようにして、前記ロッドの先端に接続しつつ、前記プローブの外周に設けられる、筒形状の水出し部とを備え、
前記水出し部は、その先端の開口部分が、前記撮像装置よりも前記ロッドの後端側に位置しており、前記空隙を通過した水が当該開口部分から前記撮像装置の撮影範囲に向けて噴射されることを可能とする
ことを特徴とする。

【0009】

上記課題を解決するための第２の発明に係る地質調査装置は、
上記第１の発明に係る地質調査装置において、
水が溜められたタンクと、
前記タンク内の水を、前記ロッドの後端側から前記ロッドの前記内部に送り込むポンプとを備える
ことを特徴とする。

【0010】

上記課題を解決するための第３の発明に係る地質調査装置は、
上記第１又は２の発明に係る地質調査装置において、
前記ロッドの延伸方向上の移動及び角度変更を制御する制御部を備える
ことを特徴とする。

【0011】

上記課題を解決するための第４の発明に係る地質調査装置は、
上記第３の発明に係る地質調査装置において、
前記制御部は、さらに前記ポンプの動作を制御する
ことを特徴とする。

【0012】

上記課題を解決するための第５の発明に係る地質調査装置は、
上記第１から４のいずれか１つの発明に係る地質調査装置において、
前記撮像装置で撮影した画像を取得する画像取得解析部を備える
ことを特徴とする。

【0013】

上記課題を解決するための第６の発明に係る地質調査装置は、
上記第１から５のいずれか１つの発明に係る地質調査装置において、
前記ロッド及び前記制御部は、地表に設置されるボーリングマシンに設けられている
ことを特徴とする。

【0014】

上記課題を解決するための第９の発明に係る地質調査方法は、
上記第１の発明に係る地質調査装置を用いた地質調査方法であって、
前記ロッド及び前記プローブを前記ボーリング孔の孔底に向けて移動させ、前記撮像装置を可能な限り前記孔底に近づけるようにする第１のステップと、
前記ロッドを前記ボーリング孔の前記孔底側から入口側に向けて移動させつつ、前記撮像装置により前記ボーリング孔の前記内壁面を撮影する第２のステップと、
前記撮像装置によって撮影した画像を取得する第３のステップとを有し、
前記第２のステップでは、前記撮像手段による撮影とともに、水を前記ロッドの内部に送り込み、前記水出し部の前記先端から前記撮像装置の撮影範囲に向けて噴射する
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る地質調査装置及び方法によれば、ボーリング孔が斜孔である場合にも簡便に地質を調査することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施例に係る地質調査装置（測定開始前）の構成を表す概略図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】本発明の実施例に係る地質調査装置の動作を説明するフローチャートである。

【図4】本発明の実施例に係る地質調査装置（測定中）の構成を表す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る地質調査装置及び方法について、実施例にて図面を用いて説明する。

【実施例】

【0018】

まず、図１，２を用いて本実施例に係る地質調査装置の構成を説明する。図１の概略図に示すように、本実施例に係る地質調査装置は、主たる構成として、ボーリングマシン１１、プローブ１２、画像取得解析部１３、水出し部１４、タンク１５、及び、ポンプ１６を備えている。

【0019】

地表２に設置されたボーリングマシン１１には、制御部１１ａ及びロッド１１ｂが設けられている。

【0020】

ロッド１１ｂは、延伸方向上の移動、及び、地表２に対する傾斜角度の変更が可能な、中空棒状のものであり、これにより、ボーリング孔１に対して出し入れ可能となっている。また、その内部（図示略）を清水が流通可能となっており、ロッド１１ｂの後端側はポンプ１６と連通している。

【0021】

タンク１５には清水が溜められている。ポンプ１６は、この清水を吸い上げ、ロッド１１の後端側からその内部に送り込むことが可能である。

【0022】

ボーリングマシン１１に設けられた制御部１１ａは、上述したロッド１１ｂの延伸方向上の移動及び角度変更、さらには、ポンプ１６の動作を制御する。

【0023】

プローブ１２は、ロッド１１ｂの先端側に設けられ、ロッド１１ｂと平行に延伸している。また、プローブ１２の先端には、撮像装置１２ａが設けられている。撮像装置１２ａは、ボーリング孔１の内壁面１ａを撮影可能に配置されている。なお、撮像装置１２ａは、詳細にはプローブ１２内部に埋め込まれるようにして配設され、プローブ１２における撮像装置１２ａの配設位置の壁面を、透明な材質（例えばアクリル管等）とすることで、内壁面１ａを撮影可能としている。

【0024】

画像取得解析部１３は、一般的にボアホールカメラ又はボアホールスキャナと呼称されるものであって、コントロールユニット１３ａ、ウィンチ１３ｂ、ケーブル１３ｃ、及び、ＰＣ１３ｄ等を備えている。

【0025】

そして、画像取得解析部１３のコントロールユニット１３ａは、ウィンチ１３ｂによって巻き取り・引き出しされるケーブル１３ｃによって、プローブ１２と接続している。撮像装置１２ａにて撮影した内壁面１ａの画像は、ケーブル１３ａを介してコントロールユニット１３ａが取得し、コントロールユニット１３ａに接続するＰＣ１３ｄにて、解析される。

【0026】

水出し部１４は、例えばステンレス等の材質から成り、図２の断面図に示すように、プローブ１２との間に空隙Ｇが形成されるようにしてプローブ１２の外周側に配設される、円筒形状のものである。

【0027】

また、図２に示すプローブ１２の外周面１２ｂと水出し部１４の内周面１４ｂとの間の円環状の空隙Ｇは、ロッド１１ｂの内部と連通しており、ロッド１１ｂの内部を通過した清水が流通可能となっている。さらに、水出し部１４の先端は開口しており、この開口部分は、撮像装置１２ａよりもロッド１１ｂの後端側に位置していることで、プローブ１２の先端に配置された撮像装置１２ａが露出した状態となっている。

【0028】

そして、空隙Ｇを通過した清水は、水出し部１４の先端１４ａからプローブ１２の撮像装置１２ａの撮影範囲に向けて噴射される。

【0029】

以上が、本実施例に係る地質調査装置の主たる構成の説明である。以下では、上記構成とした本実施例に係る地質調査装置の主たる動作について、図１，３，４を用いて説明する。

【0030】

まず、図３におけるステップＳ１では、ボーリングマシン１１において、制御部１１ａによりロッド１１ｂの傾斜角度を調整し、ロッド１１ｂ及びプローブ１２をボーリング孔１の延伸方向と平行にした状態で、ロッド１１ｂ及びプローブ１２をボーリング孔１の孔底１ｂに向けて移動させ、図１の状態のように、撮像装置１２ａを可能な限り孔底１ｂに近づけるようにする。

【0031】

次に、ステップＳ２では、ボーリング孔１の内壁面１ａの撮影を行う。具体的には、図４に示すように、ロッド１１ｂをボーリング孔１の孔底１ｂ側から入口１ｃ側に向けて移動させつつ、撮像装置１２ａによりボーリング孔１の内壁面１ａを撮影する。

【0032】

その際、ポンプ１６を作動させ、タンク１５内の清水をロッド１１ｂに送り込む。清水は、ロッド１１ｂ内、そして空隙Ｇを通過し、水出し部１４の先端１４ａから撮像装置１２ａの撮影範囲に向けて噴射される。

【0033】

最後に、ステップＳ３では、撮像装置１２ａによって撮影した画像データを画像取得解析部１３により取得及び解析する。
以上が本実施例に係る地質調査装置の動作説明である。

【0034】

すなわち本実施例では、ボーリング孔内に溜まった水が濁っているか否かを確認することなく、ボーリング孔１の内壁面１ａの撮影中、水出し部１４の先端１４ａから撮像装置１２ａの撮影範囲に噴射し、撮像装置１２ａの撮影範囲における水に清水が入り込むことで、濁った水が透明になり、良好な撮影環境とすることができる。

【0035】

なお、ロッド１１ｂを移動させつつ撮像装置１２ａにて撮影するため、撮像装置１２ａの撮影範囲は刻々と変化していくが、撮影中は水出し部１４の先端１４ａから常に清水が噴射されている状態であるため、撮像装置１２ａの撮影範囲の水の透明度は維持される。

【0036】

これにより本実施例では、従来のようにボーリング孔内に溜まった水の濁りを確認する必要がなくなり、ボーリング孔が斜孔である場合にも簡便に地質を調査することが可能となる。

【0037】

なお、本実施例は、ボーリング孔が斜孔である場合を想定して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、鉛直方向に形成されるボーリング孔にも適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0038】

本発明は、地質調査装置及び方法として好適である。

【符号の説明】

【0039】

１ ボーリング孔
１ａ （ボーリング孔１の）内壁面
１ｂ （ボーリング孔１の）孔底
１ｃ （ボーリング孔１の）入口
２ 地表
３ 支障物
１１ ボーリングマシン
１１ａ 制御部
１１ｂ ロッド
１２ プローブ
１２ａ 撮像装置
１２ｂ （プローブ１２の）先端面
１２ｃ （プローブ１２の）外周面
１３ 画像取得解析部
１３ａ コントロールユニット
１３ｂ ウィンチ
１３ｃ ケーブル
１３ｄ ＰＣ
１４ 水出し部
１４ａ （水出し部１４の）先端
１４ｂ （水出し部１４の）内周面
１５ タンク
１６ ポンプ
１７ カメラ保護部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】