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特表2025-503751傾斜誘導トラックレス水平掘削リグ

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-02-04

(54)【発明の名称】傾斜誘導トラックレス水平掘削リグ

(51)【国際特許分類】

E21B 7/04 20060101AFI20250128BHJP

【ＦＩ】

E21B7/04 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024542912

(86)(22)【出願日】2023-01-19

(85)【翻訳文提出日】2024-09-09

(86)【国際出願番号】 US2023011188

(87)【国際公開番号】W WO2023141239

(87)【国際公開日】2023-07-27

(31)【優先権主張番号】63/301,015

(32)【優先日】2022-01-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524268298

【氏名又は名称】ハヴァイロングループ

【氏名又は名称原語表記】ＨＡＶＡＩＬＯＮＧＲＯＵＰ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100170597

【弁理士】

【氏名又は名称】松村直樹

(72)【発明者】

【氏名】ブレントデイヴィス

【テーマコード（参考）】

2D129

【Ｆターム（参考）】

2D129AA08

2D129AB06

2D129BA05

2D129DC16

(57)【要約】

トラック又は他の支持装置を用いずに土壌又は他の物質内に水平孔を掘削するために用いられ得る水平掘削リグ。当該掘削リグは、オーガー又は他の掘削具を回転させる油圧式モータ又は他の動力装置を有し得る。前記油圧式モータは、当該掘削リグに枢動可能に取り付けられ、かつ、自在継手を含む中間シャフトを介して前記掘削ストリングを駆動させることができる。前記自在継手により供される自由度とモータの取付によって、前記掘削ストリングが撓み又は反動によって破断するのを防止することができる。前方案内部は、前記自在継手の過剰な撓みを防止するのに用いられ得る。当該掘削リグは、当該リグが作業地面に従うことを可能にするスキッドに乗ることが可能で、かつ、前記作業地面への追随の精度を改善させるため、前記スキッド脚部の周りに又は前記スキッドから離れるように被掘削材料を誘導する残物チャネルを含み得る。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１端部と第２端部、上面と下面を有する基部プレートと、
上端と下端を有する第１スキッドと、
上端と下端を有する第２スキッドと、
前記第１スキッドの前記下端と連通する第１スキッド脚部、及び、前記第２スキッドの前記下端と連通する第２スキッド脚部と、
前記基部プレートの前記第２端部に近接する前記基部プレートの前記上面と連通すると共に少なくとも１つの枢動部を有する少なくとも１つの枢動プレートと、
前記少なくとも１つの枢動プレートを介して前記基部プレートの前記上面と連通すると共に自在継手を含む中間シャフトと連通する回転動力源と、
前記基部プレートの前記第１端部に近接する前記基部プレートの前記上面と連通する前方案内部と、
を備える掘削リグであって、
前記第１スキッドの前記上端は、前記基部プレートの前記下面と連通し、かつ、前記第２スキッドの前記上端は、前記基部プレートの前記下面と連通し、
前記第１スキッド脚部及び前記第２スキッド脚部は、当該掘削リグを支持する地面に沿って摺動するように構成され、かつ、前記回転動力源は前記中間シャフトを回転させることが可能で、かつ、前記前方案内部は、前記中間シャフトの前記自在継手の撓みを制限することができる、
掘削リグ。

【請求項2】

請求項１に記載の掘削リグであって、前記回転動力源は油圧式モータを含む、掘削リグ。

【請求項3】

請求項１に記載の掘削リグであって、前記回転動力源及び前記中間シャフトと連通する出力シャフトをさらに備え、前記出力シャフトは、回転動力を前記回転動力源から前記中間シャフトへ伝える、掘削リグ。

【請求項4】

請求項１に記載の掘削リグであって、前記基部プレートの前記第２端部に近接する前記基部プレートの前記上面と連通する後方モータ支持部をさらに備え、
前記後方モータ支持部は、前記回転動力源が前記少なくとも１つの枢動プレートの前記少なくとも１つの枢動部の周りで反る又は回転するときに、前記回転動力源と係合できる、
掘削リグ。

【請求項5】

請求項１に記載の掘削リグであって、
前記第１スキッド、前記第１スキッド脚部、及び前記基部プレートの前記下面は、第１残物チャネルを画定し、
前記第２スキッド、前記第２スキッド脚部、及び前記基部プレートの前記下面は、第２残物チャネルを画定する、
掘削リグ。

【請求項6】

請求項５に記載の掘削リグであって、前記第１残物チャネルは、前記第２残物チャネルへ向かうように設けられる、掘削リグ。

【請求項7】

請求項５に記載の掘削リグであって、前記第１残物チャネルは、前記第２残物チャネルから離れるように設けられる、掘削リグ。

【請求項8】

請求項１に記載の掘削リグであって、に前記回転動力源と前記中間シャフトとの間の接続部を囲い込む駆動箱をさらに備える、掘削リグ。

【請求項9】

請求項８に記載の掘削リグであって、
前記駆動箱は、検査開口部を有する検査プレートをさらに備え、
前記検査開口部が設けられることで、前記回転動力源と前記中間シャフトとの間の前記接続部が観察又は検査可能となる、
掘削リグ。

【請求項10】

請求項８に記載の掘削リグであって、前記駆動箱内に設けられると共に前記中間シャフトと連通する前方軸受をさらに備える、掘削リグ。

【請求項11】

請求項１に記載の掘削リグであって、前記前方案内部は、前記自在継手の撓みを制限するＶ字形状を有する、掘削リグ。

【請求項12】

請求項１に記載の掘削リグであって、前記前方案内部と連通する上部フレームをさらに備え、
前記上部フレーム及び前記前方案内部は、前記中間シャフトを取り囲む、
掘削リグ。

【請求項13】

請求項８に記載の掘削リグであって、前記駆動箱と連通すると共に掘削装置に解放可能なように取り付けるように構成される装置取り付け部をさらに備える、掘削リグ。

【請求項14】

請求項１に記載の掘削リグであって、前記中間シャフトと連通する結合部をさらに備え、
前記結合部は、前記中間シャフトと掘削装置とを解放可能に固定するように構成されると共に前記回転動力源から離れている、
掘削リグ。

【請求項15】

請求項１に記載の掘削リグであって、前記地面からの前記基部プレートの垂直方向の離間距離を調節するように構成される高さ調節機構をさらに備える、掘削リグ。

【請求項16】

請求項１５に記載の掘削リグであって、前記高さ調節機構は、
当該掘削リグの前記基部プレートと連通する１つ以上のプレート支持部と、
第１調節プレート脚部と連通する第１調節プレートと、
第２調節プレート脚部と連通する第２調節プレートと、
を備え、
前記第１調節プレート及び前記第２調節プレートは、前記第１調節プレート及び前記第２調節プレートの相対垂直位置が変化可能となるように前記１つ以上のプレート支持部に移動可能に固定され、
前記第１調節プレート脚部及び前記第２調節プレート脚部は、当該掘削リグを支持する前記地面に沿って摺動するように構成される、
掘削リグ。

【請求項17】

請求項１６に記載の掘削リグであって、前記第１調節プレート内部に設けられる少なくとも１つの第１調節スロット、及び、前記第２調節プレート内部に設けられる少なくとも１つの第２調節スロットをさらに備え、
前記第１調節プレートは、前記少なくとも１つの第１調節スロットを介して前記１つ以上のプレート支持部と連通し、
前記第２調節プレートは、前記少なくとも１つの第２調節スロットを介して前記１つ以上のプレート支持部と連通する、
掘削リグ。

【請求項18】

第１端部と第２端部、上面と下面を有する基部プレートと、
上端と下端を有する第１スキッドと、
上端と下端を有する第２スキッドと、
前記第１スキッドの前記下端と連通する第１スキッド脚部、及び、前記第２スキッドの前記下端と連通する第２スキッド脚部と、
前記少なくとも１つの枢動プレートを介して前記基部プレートの前記上面と連通すると共に自在継手を含む中間シャフトと連通する回転動力源と、
前記記基部プレートの前記上面と連通する支持フレームと、
前記支持フレームと連通すると共に前記回転動力源の上方に設けられる上部取付プレートと、
を備える掘削リグであって、
前記第１スキッドの前記上端は、前記基部プレートの前記下面と連通し、かつ、前記第２スキッドの前記上端は、前記基部プレートの前記下面と連通し、
前記第１スキッド脚部及び前記第２スキッド脚部は、当該掘削リグを支持する地面に沿って摺動するように構成され、
前記第１スキッド、前記第１スキッド脚部、及び前記基部プレートの前記下面は、第１残物チャネルを画定し、前記第２スキッド、前記第２スキッド脚部、及び前記基部プレートの前記下面は、第２残物チャネルを画定し、
前記回転動力源は前記支持フレーム内部に設けられ、
前記回転動力源は、回転動力を前記中間シャフトへ印加するか、あるいは前記中間シャフトを回転させることが可能で、かつ、前記自在継手は、当該掘削リグの使用中に撓み又は衝撃を吸収することが可能である、
掘削リグ。

【請求項19】

請求項１９に記載の掘削リグであって、前記回転動力源は油圧式モータを含む、掘削リグ。

【請求項20】

第１端部と第２端部、上面と下面を有する基部プレートと、
前記基部プレートの前記第２端部に近接する前記基部プレートの前記上面と連通すると共に後方モータ支持部と、
上端と下端を有する第１スキッドと、
上端と下端を有する第２スキッドと、
前記第１スキッドの前記上端は、前記基部プレートの前記下面と連通し、かつ、前記第２スキッドの前記上端は、前記基部プレートの前記下面と連通し、
前記第１スキッドの前記下端と連通する第１スキッド脚部、及び、前記第２スキッドの前記下端と連通する第２スキッド脚部と、
前記基部プレートの前記第２端部に近接する前記基部プレートの前記上面と連通すると共に少なくとも１つの枢動部を有する少なくとも１つの枢動プレートと、
前記少なくとも１つの枢動プレートの前記少なくとも１つの枢動部を介して前記基部プレートの前記上面と連通する出力シャフトを有すると共に前記出力シャフトを介して自在継手を含む中間シャフトと連通する油圧式モータと、
検査開口部を有する検査プレート、及び、前方軸受けを含むと共に前記出力シャフトと前記中間シャフトとの間の接続部を囲い込む駆動箱と、
前記基部プレートと連通する１つ以上のプレート支持部と、
前記第１調節プレート内部に設けられる少なくとも１つの第１調節スロットを有すると共に第１調節プレート脚部と連通する第１調節プレート支持部と、
前記第２調節プレート内部に設けられる少なくとも１つの第２調節スロットを有すると共に第２調節プレート脚部と連通する第２調節プレート支持部と、
前記基部プレートの前記第１端部に近接する前記基部プレートの前記上面と連通するＶ字形状を有する前方案内部と、
前記前方案内部と連通する上部フレームと、
を備える掘削リグであって、
前記第１スキッド、前記第１スキッド脚部、及び前記基部プレートの前記下面は、第１残物チャネルを画定し、前記第２スキッド、前記第２スキッド脚部、及び前記基部プレートの前記下面は、第２残物チャネルを画定し、
前記検査開口部が設けられることで、前記出力シャフトと前記中間シャフトとの間の前記接続部が検査可能で、かつ、前記前方軸受けが前記中間シャフトと連通し、
前記第１調節プレートは、前記少なくとも１つの第１調節スロットを介して前記１つ以上のプレート支持部と移動可能に連通し、かつ、前記第２調節プレートは、前記少なくとも１つの第２調節スロットを介して前記１つ以上のプレート支持部と移動可能に連通し、
前記第１スキッド脚部及び前記第２スキッド脚部は、当該掘削リグを支持する地面に沿って摺動するように構成され、
前記油圧式モータが前記中間シャフトを回転させることが可能で、前記前方案内部及び前記上部フレームは、前記中間シャフトの前記自在継手の撓みを制限することが可能で、前記後方モータ支持部は、前記油圧式モータが前記少なくとも１つの枢動プレートの周りで反る又は回転するときに前記油圧式モータと係合する、
掘削リグ。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、35 U.S.C.§119(e)の下で、2022年1月19日に出願された米国仮出願第63/301,015号「Horizontal Boring Rig」の優先権を主張し、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本発明は、一般に、掘削装置の分野に関する。より具体的には、本発明は、掘削装置のサブフィールドである。

【0003】

インフラ、商業用不動産、および住宅用不動産は大抵の場合、水、排水性、電気導管、または他の施設のために地下にパイプを敷設することを必要とする。パイプを地下に敷設する前に、パイプまたは導管の配置を可能にするために、表面チャネルまたは地下ボアを掘削しなければならない。チャネルの掘削は、労働集約的であり、時間がかかり、既存の建設に対して、または既存の建設物の下に孔を配置しなければならないときに、不可能あるいは現実的でない場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

現在の掘削機器は、水平掘削を可能にし得るが、一般に、扱いにくく、高価であり、かつ、孔が掘削によって開けられる領域において利用できない恐れのある大量の空間を必要とする、トラックまたは他の構造物の使用を必要とする。さらに、既存の水平ボーリングおよび掘削装置は、可能な孔の直径および深さの両方において厳しく制限される。その理由は、現在の掘削装置は、特に計画された孔内の岩石または他の障害物に遭遇するときに、オーガーおよび他の掘削工具を容易に破損しがちなためである。したがって、当技術分野では、上部の土壌又は周囲の物質を乱すことなく、より少ない支持装置でより広くより深い孔を掘削することを可能にし、掘削装置および孔ストリングの破損を防止する、掘削装置の改善が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の実施形態のある態様は、トラック又は他の構造物を用いることなく使用可能な水平掘削リグを供し、かつ、オーガーの破壊の危険性を最小限に抑制しながらより大きくて深い孔を掘削することを可能にする。当該水平掘削リグは、前記穴を案内し、かつ、前記穴と位置合わせするように前記地面に沿って移動する基部に回転可能に固定される油圧式モータ又は他の回転動力源を備えることができる。当該水平掘削リグは、掘削中に前記オーガーから撓み及び衝撃を吸収する自在継手並びに前方案内部を有する駆動機構をも備える。前記駆動機構は、前記油圧式モータ、出力シャフト、オーガー、又は前記穴ストリング内の他の部材へ過度な歪みをかけることなく前記オーガーのわずかな位置合わせのずれ及び撓みを許容する。当該水平掘削リグはまた、地面に対して前記穴を位置合わせする高さ調節部材をも有し、かつ、建設及びインフラ開発用に広く用いられている標準的な装置との連結も可能である。

【0006】

本発明の水平掘削リグは、意図した孔の周り及び付近の地面を利用して、孔ストリングの位置を合わせ、かつ、前記孔ストリングを土地、土壌、又は他の基体へ導入することができる。当該水平掘削リグは、トラック又は他の支持装置を敷設することを要しないので、当該水平掘削リグは、前記孔が掘削される前記地面－ピット又は他の閉じ込め領域を含む－の上方又は下方の装置と容易に接続され得る。

【図面の簡単な説明】

【0007】

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明のいくつかの態様および実施形態を示し、本明細書の説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。図面は、本発明の選択された実施形態を例示する目的のためにのみ提供され、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

【図1】水平孔を掘削するための水平掘削リグの例示的な実施形態の概略図を提供する。

【図2】水平孔を掘削するための水平掘削リグの例示的な実施形態の概略図を提供する。

【図3】建設機器に接続するための装置取付部を備えた水平掘削リグの概略図を提供する。

【図4】作業地面上で使用中の水平掘削リグの概略図を提供する。

【図5】別の地面上の建設装置と共に使用される水平掘削リグの概略図を提供する。

【図6】別の地面上の建設装置と共に使用される水平掘削リグの概略図を提供する。

【図7】より軽いデューティの水平掘削リグの概略図を提供する。

【図8】作業地面に対する水平掘削リグの高さを調整するための調整プレートを有する水平掘削リグの概略図を提供する。

【図9】作業地面に対する水平掘削リグの高さを調整するための調整プレートを有する水平掘削リグの概略図を提供する。

【図10】作業地面に対する水平掘削リグの高さを調整するための調整プレートを有する水平掘削リグの概略図を提供する。

【図11】作業地面に対する水平掘削リグの高さを調整するための調整プレートを有する水平掘削リグの概略図を提供する。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図1および図2は、パイプまたは導管孔を掘削するためのトラックレス水平掘削リグ10の例示的な実施形態の概略図を提供する。水平掘削リグ10は、1つ以上の枢動プレート14と回転可能に連通する油圧式モータ12を備えることができ、この枢動プレートは、次に、基部プレート16の上面と連通する。後部モータ支持体18はまた、油圧式モータ12を静止または補強するか、または旋回20の周りの油圧式モータ12の過度の回転を防止することができる。油圧式モータ12は、検査開口28を有する検査プレート26を含むことができる駆動箱24内に含まれる出力シャフト22を含むことができる。油圧式モータ12の出力シャフト22は、駆動箱24上の前方軸受30を通過する中間シャフト(以下に示す)に結合するか、または他の方法で連通してもよく、自在継手(以下に説明する)を含んでもよい。基部プレート16と連通する前方案内部32は、追加の支持を提供し、水平掘削リグ10がボアを掘削しているときの中間シャフトの撓みを制限する。

【0009】

さらに図1および図2を参照すると、基部プレート16は、建設現場の作業地面に沿って乗り得る1つ以上のスキッド34と連通することができる。1つ以上のスキッド34は、基部プレート16に取り付けられ、その重量を支持するための、スキッド34の上部の基部プレート支持体36と、作業地面に沿って走行するための平坦な表面を提供するための、スキッド34の下部スキッド脚部38とを備えてもよい。特定の例示的な実施形態では、スキッド34は、基部プレート支持体36なしで基部プレート16に直接取り付けることができることを理解されたい。残物チャネル40は、基部プレート支持体36とスキッドプレート脚部38との間に配置されてもよい。しかしながら、スキッド34が基部プレート支持体36なしで基部プレート16に直接取り付けられる例示的な実施形態では、残物チャネル40は、基部プレート16の底面およびスキッド脚部38によって画定されてもよい。特定の実施形態では、残物チャネル40は、ボア掘削からの残物が、水平掘削リグ10のスキッド34と基部プレート16の下との間に導かれるように、内側を向いていてもよい。掘削中、スキッド34のスキッド脚部38は、作業地面に沿って乗ってもよく、一方、残物は、スキッド脚部38の上に乗って、残物チャネル40によって誘導され得る。結果として、スキッド脚部38は、直線で適切に方向付けられたボアを掘削するために、作業地面と接触したままである。スキッド34の残物チャネル40は、水平掘削リグ10の外側に向けられて、除去のために、水平掘削リグ10から外方にかつ離れるように残物を誘導することもできることを理解されたい。さらに、特定の実施形態では、スキッド34は、水平掘削リグ10の基部プレート16に取り付けるための別個の部品として提供されてもよく、またはスキッド34は、水平掘削リグ10の基部プレート16と一体であってもよい。

【0010】

使用時、油圧式モータ12または他の回転動力源は、出力シャフト22を回転させることができ、これは、次に、自在継手および継手(以下に説明する)を用いて中間シャフトを回転させることができる。特定の実施形態では、出力シャフト22は、油圧式モータ12または他の回転動力源と一体であってもよく、または油圧式モータ12および中間シャフトと併せて使用される別個の部品であってもよいことを理解されたい。次いで、この中間シャフトは、オーガーまたは他の掘削装置と結合されるか、または他の方法で連通することができる。水平掘削リグ10に電源が投入されると、水平掘削装置10は、ボアを掘削するために、汚れ、土壌、または他の材料の中に進められ得る。掘削中、岩石、異なる密度の材料、またはボア経路内の他の障害物の存在は、オーガーに撓みまたは衝撃を引き起こす可能性がある。このたわみまたは衝撃は、次いで、自在継手をたわませ、オーガーから水平掘削リグ10に向かって戻される衝撃を吸収することができる。自在継手は、ボアストリングが回転し続ける間の撓みを可能にし、油圧式モータ12、出力シャフト22、オーガー、および中間シャフトを破損から保護する。水平掘削リグ10の前方案内部32は、自在継手のたわみを制限して、ボアストリングの過度のずれを防止するように機能する。図示のように、前方案内部32は、中間シャフト及びボアストリングの撓みを制御するための一般的なV字形状の輪郭を有することができる。しかしながら、前方案内部32は、円形、楕円形、楕円形、又は特定の用途に望まれるもしくは必要とされる任意の他の形状を含むがこれらに限定されない、任意の輪郭を有してもよいことを理解されたい。さらに、特定の実施形態では、前方案内部32は、中間シャフトを部分的にまたは完全に取り囲み、中間シャフトの周りのすべての方向における偏向制御を提供するための上部を含むことができる。同様に、油圧式モータ12の後部の旋回20は、ボアストリングからの振動、駆動電源の変動、モータトルク反作用、または反発を吸収するように動作するとき、油圧式モータ12の自由度を可能にする。これは、油圧式モータ12、ボアストリング、または水平掘削リグ10構造への損傷を防止するのに役立ち得る。

【0011】

図3は、バックホウまたは他の土工または建設機器への接続のための機器取付部46を有する水平掘削リグ10の実施形態を表す。水平掘削リグ10は、オーガーまたは他のボーリングまたは掘削装置(図4～図6に示す)と連通することができる中間シャフト42と連通する油圧式モータ12を含むことができる。特定の実施形態では、中間シャフト42は、油圧式モータ12、または油圧式モータ12の出力と一体であってもよく、または別個の部品として提供されてもよいことを理解されたい。油圧式モータ12の出力シャフト22と中間シャフト42との間の連結または他の取り付けは、駆動箱24内に含まれてもよく、駆動箱は、検査開口28を有する検査プレート26と、中間シャフト42を支持するための前方軸受30とを含んでもよい。中間シャフト42はまた、ボアストリングの撓みを可能にし、オーガーまたは掘削装置によって誘発される衝撃または撓みからの油圧式モータ12および水平掘削リグ10の減衰および免震を提供するための自在継手44を含むことができる。前方案内部32は、動作中の中間シャフト42の運動または撓みを制限することができる。油圧式モータ12は、1つ以上の枢動プレート14と連通する1つ以上の枢動部20を介して水平掘削リグ10の基部プレート16と回転可能に連通することができ、このピボットプレートは、次に基部プレート16と連通する。水平掘削リグ10は、基部プレート16と連通する1つ以上のスキッド34を介して作業地面に沿って走行することができる。

【0012】

水平掘削リグ10は、駆動箱24の上部に取り付けられるか、または別の方法で取り付けられ得る、機器マウント46と通信することができる。駆動箱24は、水平掘削リグ10が掘削またはバックホウもしくはショベルなどの他の建設機器に結合され得るように、機器マウント46に構造および支持を提供する。駆動箱24は、水平掘削リグ10を任意の利用可能な建設または掘削機器に結合することを可能にするために、任意の数の機器マウント46を受け入れるように構成または他の方法で構造化され得る。水平掘削リグ10は、それが結合する建設または掘削機器から、油圧、電気、または他の動力源を受け取ることができることを理解されたい。結合されると、構造または掘削装置は、ボアを掘削するときに水平掘削リグ10の回転速度、方向、および位置決めを移動、位置決め、発電、および制御するために使用され得る。

【0013】

図4は、建設機器102および掘削装置と結合された水平掘削リグ10の概略図を提供する。水平掘削リグ10は、中間シャフト42上の結合部48を介して、オーガー50または他の掘削装置と連結されてもよい。自在継手44は、水平掘削リグ10が使用されている間の衝撃の偏向および吸収を可能にし、ボーリングストリングの破損または水平掘削リグ10およびその関連部品への損傷を防止する。図示されるように、水平掘削リグ10は、掘削機または他の建設機器102のアームに結合され得る。次いで、ショベル102は、必要に応じて水平掘削リグ10を持ち上げ、伸長させ、後退させ、または他の方法で移動させて、水平掘削リグ10を位置決めし、ボアの掘削中にそれを前進させることができる。掘削中、水平掘削リグ10は、1つ以上のスキッド34上の地面100に沿って走行することができる。スキッド34は、地面100をガイドとして使用することを容易にし、使用中に水平掘削リグ10から離れるように残物を誘導しながら、ボア掘削を位置合わせし、方向付ける。油圧式モータに動力を供給し、オーガー50または他の掘削装置を回転させるために、ショベル102は、加圧された油圧流体を水平掘削リグ10に供給することができることを理解されたい。

【0014】

図5および図6は、掘削機102とは別の地面100で使用中の掘削機102に結合された水平掘削装置10の概略図を提供する。水平掘削リグ10は、中間シャフト42上の結合部48を介してオーガー50と連通することができる。中間シャフト42は、掘削ストリングまたは水平掘削リグ10の破損を引き起こし得る振動、衝撃、反発、または他の力の偏向および吸収を可能にするために、自在継手44を備え得る。水平掘削リグ10は、掘削機102から加圧された油圧流体を受け取ることができ、ボアの掘削中に掘削機102によって必要に応じて持ち上げ、位置決め、前進、後退、または他の方法で移動することができる。

【0015】

図示のように、水平掘削リグ10は、水平掘削リグ10と結合され、ボア掘削を制御するショベル102とは別個の地面100上に配置されてもよい。水平掘削リグ10は、1つ以上のスキッド34上の地面100に沿って走行することができ、これにより、操作者は、ボアの掘削を指示し、制御することができる。次いで、水平掘削リグ10は、軌道または他の案内装置を必要とせずに、密閉空間内で、または(図示のように)下の地面100上で、または他の機器の上で動作することができる。

【0016】

図7は、より軽量の掘削装置を用いてより浅いボアを掘削する際に使用するように適合された水平掘削リグ10の実施形態の描写を提供する。水平掘削リグ10は、地面に沿って摺動し、ボアの掘削中に水平掘削リグ10を案内するように適合された1つ以上のスキッド34上に乗る基部プレート16を備えることができる。油圧式モータ12は、水平掘削リグ10を掘削または建設機器と結合するために機器マウントを受け入れるための上部取付プレート54を備え得る支持フレーム52内に封入され得る。油圧式モータ12の出力シャフト22は、自在継手44を含むか、または他の方法で備えることができる中間シャフト42に結合することができる。

【0017】

より小さい直径またはより浅いボアのボアと共に使用するために、水平掘削リグ10は、より大径およびより深いボア、ならびにそれに関連するより高いトルクのための掘削装置の使用を支持する、前方案内部、検査箱、および他の特徴の存在を省くことができる。このより小さく、より軽量の水平掘削リグ10は、より限定された空間内で、より小さく、より低性能の機器と共に使用され得る。しかしながら、水平掘削リグ10の動作は、油圧、電気、または他のタイプの動力を提供し得る様々な機器への取り付け、および地面に対してボアの掘削を案内するためのスキッド34の使用を含む、実質的に同様である。中間シャフト42の自在継手44は、ボアストリング、油圧式モータ12、または水平掘削リグ10の他の部分の破損を防止するために、オーガーまたは他の掘削装置が受けるキックバック、振動、および他の力の偏向および吸収を可能にすることを理解されたい。特定の実施形態では、支持フレーム52は、前方案内部と同様の機能を提供するように構成され、成形され、または他の方法で適合されてもよい。支持フレーム52、特に傾斜したフロントバーは、水平掘削リグ10の使用中の自在継手44の撓みにある程度の制限を与えることができる。

【0018】

図8～図11は、ボアの掘削を位置合わせし、案内し、かつ方向付けるために使用される地面に対する高さ調整を伴う水平掘削リグ10を描写する。水平掘削リグ10は、1つ以上の旋回20を介して1つ以上の旋回プレート14と回転可能に連通する油圧式モータ12を備えることができる。1つ以上のピボットプレート14は、基部プレート16の上側に取り付けられるか、または他の方法で取り付けられてもよく、基部プレートはまた、水平掘削リグ10の両端部において中間シャフト42を完全に取り囲む上部フレーム56を有する前方ガイド32を支持してもよい。油圧式モータ12の出力シャフト22は、中間シャフト42と連結され、油圧式モータ12の出力シャフト22と中間シャフト42との連結部の保守または修理を観察または実施するための検査プレート26および検査開口部28を備え得る駆動箱24内に封入され得る。中間シャフト42は、前方軸受30を通って駆動箱24から出て、中間シャフト42の自在継手44を露出させることができる。特定の実施形態では、油圧式モータ12の出力シャフト22は、前方軸受30を通って延び、駆動箱24の外部で中間シャフト42と結合することができることを理解されたい。代替実施形態では、油圧式モータ12の出力シャフト22への中間シャフト42の結合部は、駆動箱24内にあってもよく、その結果、中間シャフト42は、前方軸受30によって支持される。次いで、中間シャフト42は、前ガイド32および上側フレーム56を通過し、中間シャフト42にオーガーまたは他の掘削装置を取り付けるか、または他の方法で取り付けるために使用され得る継手48を延在し得る。継手48は、中間シャフト42と一体化されてもよく、または異なるタイプのオーガーまたは掘削装置に取り付けるための別個の交換可能な部品として提供されてもよいことを理解されたい。

【0019】

水平掘削リグ10は、基部プレート16に取り付けられた、または別の方法で取り付けられた1つ以上のスキッド34を含むことができる。1つ以上のスキッド34は、掘削リグ10の基部プレート16の下および下のボア掘削からの汚れを方向付けることを可能にするように成形されたチャネルであってもよく、水平掘削リグ10を所望のボア位置に方向付けかつ位置合わせするために使用される地面に沿って走行するためのスキッド脚部38を含んでもよい。

【0020】

さらに図8～図11を参照すると、水平掘削リグ10は、基部プレート16の高さを上昇または下降させることを可能にする1つ以上の調整プレート58を含むことができ、その後、水平掘削リグ10と、水平掘削リグ10を位置合わせおよび位置決めするために使用される作業地面に対して、任意の取り付けられたオーガーまたは掘削装置とを含むことができる。高さ調整は、水平掘削リグ10が単一の地面から複数の位置にボアすることを可能にし、水平掘削リグ10がより大きなオーガーまたはより大きな直径のボアを掘削するための掘削装置を受け入れるための余分な離間距離を提供することを可能にする。

【0021】

1つ以上の調整プレート58が、水平掘削リグ10に移動可能に取り付けられ、または取り付けられて、調整プレート58が水平掘削リグ10の基部プレート16に対して垂直に移動することを可能にすることができる。次いで、調整プレート58は、水平掘削リグ10、続いて、オーガーまたは他の掘削装置および掘削ボアの配向および位置決めを可能にするために、地面に沿って走行するように適合された調整プレート脚部60をさらに備えることができる。図示のように、調整プレート脚部60は、水平掘削リグ10の外側に向けられてもよい。しかしながら、調整プレート脚部60はまた、スキッド脚部38と同じ方向に水平掘削リグ10の内側に向けられてもよいことを理解されたい。次に、スキッド脚部38は、調整プレート脚部60内に入れ子にすることができる。特定の実施形態では、1つ以上の調整プレート58は、1つ以上のスキッド34を置き換えてもよく、その結果、調整プレート脚部60は、調整プレート58のすべての垂直位置において水平掘削リグ10のための乗車面を提供する。

【0022】

1つ以上の調整プレート58は、複数のボルト68、72によって、1つ以上のプレート支持体62を介して水平掘削リグ10に取り付けられるか、または他の方法で取り付けられ得る。図示のように、プレート支持体62は、複数のボルト68、72を異なる位置で受け入れるためのいくつかの異なるボス64を含むことができ、水平掘削リグ10の基部プレート16と連通することができる。1つ以上の調整プレート58は、複数の穴70、調整スロット66、またはその両方を含むことができる。次いで、1つ以上の調整プレート58は、複数のボルト68、72を用いてプレート支持体62に対して適所に保持され得る。図示されるように、1つ以上のロックボルト68は、1つ以上の調整プレート58の上部の孔70または開口を通って、プレート支持体62上のボス64内に設置されてもよい。次いで、これらのロックボルト68は、1つ以上の調整プレート58を、輸送、輸送、持ち上げ、または他の建設または掘削機器への取り付けのための固定位置に固定することができる。同様に、1つ以上の調整ボルト72が、調整プレート58の調整スロット66を通って、プレート支持体62またはスキッド34上のボス64内に設置されてもよい。調整スロット66が穴70の下に示されているが、調整スロット66および穴70は、スキッド34、基部プレート16、プレート支持体62、または水平掘削リグ10上の他の取り付け位置の具体的な構成に適合するように、必要に応じて、調整プレート58を横切って互いに任意の関係に配置されてもよいことを理解されたい。

【0023】

作業地面に対する水平掘削リグ10の高さを修正するために、ユーザは、1つ以上の調整プレート58を固定位置に保持するロックボルト68を取り外し、調整ボルト72を緩め、次いで、1つ以上の調整プレート58を水平掘削リグ10に対して垂直に移動させることができる。1つ以上の調整プレート58が、中間シャフト42およびオーガーまたは他の掘削装置の正しい高さを達成するために所望のように位置決めされるとき、調整ボルト72は、1つ以上の調整プレート58を適所に固定するために、調整スロット66内で再び締め付けられ得る。次いで、ロックボルト68は、使用中、保管のために、そのボス64に保管されるか、または1つ以上の調整プレート58上の調整スロット66と整列して、1つ以上の調整プレート58を所定の位置によりしっかりと保持することができる他のボス64内に設置されてもよい。

【0024】

さらに図8～図11を参照すると、水平掘削リグ10の高さ調整に対するいくつかの修正または変形も可能であり得る。例えば、1つ以上の調整プレート58上の調整スロット66は、プレート支持体62または水平掘削リグ10の他の部分に形成されてもよい。1つ以上の調整プレート58はまた、1つ以上の調整プレート58が水平掘削リグ10に対して再配置されることを可能にするカムロックまたは他の機械的締結手段などの他の締結手段を介して、水平掘削リグ10またはその任意の部品に取り付けられるか、または他の方法で取り付けられ得る。特定の実施形態では、ロックボルト68、調整ボルト72、または他の締結具は、水平掘削リグ10上のボス64にねじ込む代わりにナットで固定されてもよい。さらに、1つ以上の調整プレート58は、特定の用途のために所望または必要に応じて、任意の形状、サイズ、または構成をとることができる。例えば、1つ以上の調整プレート58は、水平掘削リグ10の高さのより容易な輸送、保管、または調整を可能にするために、別個の部品に設けられてもよい。さらに別の実施形態では、水平掘削リグ10は、ボーリングリグ10の基部プレート16とスキッド34との間の1つ以上のジャッキねじまたは他のねじ調整を特徴とすることができる。次いで、ユーザは、ジャッキねじまたは他のねじ調整を回して、水平掘削リグ10の基部プレート16をスキッド34に対して上昇させ、オーガーまたは他の掘削装置の全高を調整することができる。次いで、ジャッキねじまたは他のねじ調整は、自己支持型であってもよく、または、それらは、水平掘削リグ10の基部プレート16をスキッド34に対するその位置に固定するためのロックナットを含んでもよい。

【0025】

図1～図11を参照すると、水平掘削リグ10は、特定の用途または使用事例に適合するように、必要に応じて、いくつかの他の特徴または修正を含むことができる。例えば、水平掘削リグ10は、油圧式モータ12、電気モータ、又は水平掘削リグ10に結合された建設又は掘削機器によって動力供給又は作動させることができる任意の他の機構を含むことができる。特定の実施形態では、水平掘削リグ10の油圧式モータ12または電気モータは、トルク増倍、速度制御、またはトルク制御を提供するために、歯車減速機、弁体、または他の機構を含むことができる。これらの機構は、水平掘削リグ10上で直接、または他の建設または掘削機器への接続によって制御することができる。さらに別の実施形態では、水平掘削リグ10のスキッド34は、機能性を高めるために追加の特徴をとってもよい。例えば、水平掘削リグ10のスキッド34は、残物チャネル40に対して異なる幾何学的形状を有することができ、または、より効果的に残物を方向付け、作業地面との適切な接触を維持するために、スキッド34の前方付近の幾何学的形状を含むことができる。スキッド34の前方は、スキッド脚部38または基部プレート支持体36が、スキッド34の迎え角を維持するためにさらに前方にあるように、角度を付けられてもよい。

【0026】

要約すると、特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、多くの修正、変形、変更、置換、および等価物が当業者には明らかであろう。本発明は、本明細書に記載の特定の実施形態のいずれによっても範囲が限定されるものではない。実際、本明細書に記載されたものに加えて、本発明の種々の変形が、前述の説明および添付の図面から当業者に明らかになるであろう。したがって、本発明は、すべての修正および均等物を含む、以下の特許請求の範囲の趣旨および範囲によってのみ限定されると見なされるべきである。

【0027】

上記の任意の特定の実施形態を参照して説明される任意の部材、部分、区分、小区分、または構成部材は、特に明記されない限り、または実施形態を非機能的にするべきである場合、本明細書で説明される任意の他の実施形態とともに組み込まれ、統合され、または他の方法で使用するために適合され得ることを諒解されたい。同様に、特定の方法またはプロセスを参照して記載される任意のステップは、別段具体的に記載されない限り、または実施形態の方法を非機能的にするべきである場合、本明細書に記載される他の方法またはプロセスと統合、組み込み、または別様に組み合わせることができる。さらに、本明細書に記載の本発明のさらなる実施形態を構築または開発するために、複数の実施形態の装置または実施形態の方法を組み合わせるか、組み込むか、または他の方法で互いに統合することができる。

【0028】

さらに他の実施形態は、特定の例示的な実施形態の上記の詳細な説明および図面を読むことによって、当業者には容易に明らかになるであろう。多数の変形、修正、および追加の実施形態が可能であり、したがって、すべてのそのような変形、修正、および実施形態は、本出願の趣旨および範囲内にあると見なされるべきであることを理解されたい。例えば、本出願の任意の部分(例えば、タイトル、分野、背景、要約、要約、図面等)の内容にかかわらず、それとは反対に明確に指定されない限り、本明細書の任意の請求項、または本明細書の優先権を主張する任意の出願に、任意の特定の記載されたもしくは例示された動作もしくは部材、そのような動作の任意の特定の配列、またはそのような部材の任意の特定の相互関係を含める必要はない。さらに、任意の動作を繰り返すことができ、任意の動作を複数のエンティティによって実行することができ、および/または任意の要素を複製することができる。さらに、任意の動作または部材を除外することができ、動作の配列を変えることができ、および/または部材の相互関係を変えることができる。特に明記しない限り、特定の記載または図示された動作または部材、任意の特定のシーケンスまたはそのような動作、任意の特定のサイズ、速度、材料、寸法、または周波数、またはそのような部材の任意の特定の相互関係は必要とされない。したがって、説明および図面は、本質的に例示的なものと見なされるべきであり、限定的なものと見なされるべきではない。さらに、任意の数または範囲が本明細書に記載されている場合、特に明記しない限り、その数または範囲は近似である。任意の範囲が本明細書に記載される場合、特に明記しない限り、その範囲は、その中のすべての値およびその中のすべての部分範囲を含む。参照により本明細書に組み込まれている任意の材料(例えば、米国/外国特許、米国/外国特許出願、書籍、論文など)における任意の情報は、そのような情報と本明細書に記載されている他の記述および図面との間に矛盾が存在しない限り、参照により組み込まれるに過ぎない。そのような矛盾、例えば、本明細書における任意のクレームを無効にする矛盾、または本明細書に対する優先順位を求める矛盾がある場合、そのような標準物質に組み込まれるそのような矛盾する情報は、参照により本明細書に具体的に組み込まれない。

【図1】