JP3260766B2 - 空気式揚昇法用の穿孔装置 - Google Patents
空気式揚昇法用の穿孔装置Info
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- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項１の上位概念に記載された、空気式
揚昇法で穿孔屑を搬送しつつ地中に孔を掘り下げる方法
及び装置に関する。
揚昇法で穿孔屑を搬送しつつ地中に孔を掘り下げる方法
及び装置に関する。
上位概念に記載の穿孔装置及び空気式揚昇法は従来技
術から知られている。空気式揚昇法（リヴァース・サー
キュレーション）による物質の搬送の際に、液柱は、搬
送流路を形成する、中空のボーリングロッドの横断面に
あって、装置ヘッドの上方でボーリングロッドのこの搬
送流路へ吹き込まれるので、ボーリングロッドの中を上
昇する空気によって、液柱の差圧が、孔底と表面との間
のボーリングロッド内に生じる。この差圧は、ボーリン
グロッド内での流速、つまり、孔底において破壊された
物質をボーリングロッドの横断面を通って出すために用
いる流速を生起させる。差圧の従ってまた搬送能力の大
きさは、特に、単位時間に吹き込まれた空気量と、吹込
みの深さと、搬送の高さとに因る。カッティングエレメ
ントによって破壊された物質は、吸引開口部を通して、
底から吸引される。吸引開口部は、装置ヘッドの下側の
中央に設けられているか、例えば、装置ヘッドが案内先
端部を有するときは、直径の約４分の１だけ中心からず
れた位置に設けられていることができる。
術から知られている。空気式揚昇法（リヴァース・サー
キュレーション）による物質の搬送の際に、液柱は、搬
送流路を形成する、中空のボーリングロッドの横断面に
あって、装置ヘッドの上方でボーリングロッドのこの搬
送流路へ吹き込まれるので、ボーリングロッドの中を上
昇する空気によって、液柱の差圧が、孔底と表面との間
のボーリングロッド内に生じる。この差圧は、ボーリン
グロッド内での流速、つまり、孔底において破壊された
物質をボーリングロッドの横断面を通って出すために用
いる流速を生起させる。差圧の従ってまた搬送能力の大
きさは、特に、単位時間に吹き込まれた空気量と、吹込
みの深さと、搬送の高さとに因る。カッティングエレメ
ントによって破壊された物質は、吸引開口部を通して、
底から吸引される。吸引開口部は、装置ヘッドの下側の
中央に設けられているか、例えば、装置ヘッドが案内先
端部を有するときは、直径の約４分の１だけ中心からず
れた位置に設けられていることができる。
この箇所及び以下に「吸引」について述べるときは、
ボーリングロッドに吸引ポンプを据え付けてあるべきで
あることを意味しない。ポンプは、高圧の空気を穿孔装
置の上方で搬送流路へ押し込めるためにのみある。しか
し乍ら、孔底における静水圧は、水と穿孔屑と空気とか
らなる混合物が入った搬送流路内での遥かに上方におい
ての静水圧よりも大きい。搬送は、実際に、孔底の領域
でのより高い圧力によってなされるが、とにかく、搬送
流路内にはより低い圧力が存在する。表現法を簡単にす
るために、「吸引」を、より低い圧力の領域への合流の
意味で述べる。
ボーリングロッドに吸引ポンプを据え付けてあるべきで
あることを意味しない。ポンプは、高圧の空気を穿孔装
置の上方で搬送流路へ押し込めるためにのみある。しか
し乍ら、孔底における静水圧は、水と穿孔屑と空気とか
らなる混合物が入った搬送流路内での遥かに上方におい
ての静水圧よりも大きい。搬送は、実際に、孔底の領域
でのより高い圧力によってなされるが、とにかく、搬送
流路内にはより低い圧力が存在する。表現法を簡単にす
るために、「吸引」を、より低い圧力の領域への合流の
意味で述べる。
従来技術から公知な穿孔装置の場合には、吸引開口部
は円形か卵形に設計されている。幾つかの公知の穿孔装
置では、１つの吸引開口部の代わりに、複数の吸引開口
部が、穿孔装置の作用面に亘って配置されていて、物質
の吸引を各カッティングエレメントの出来る限り近くで
達成することができるようになっている。このことは、
カッティングエレメントによって破壊された穿孔屑が直
後に孔底から運び出され、穿孔装置が、破壊されて孔底
に残っている穿孔屑の層の上で効率的に作動するため
に、必要である。半径方向に異なって設けられた複数の
箇所に吸引開口部を今し方述べたように配置すること
は、吸引開口部を、中央の搬送流路を形成するボーリン
グロッドの内部横断面に、接続するためのコストの掛か
る管路の敷設を前提とする。
は円形か卵形に設計されている。幾つかの公知の穿孔装
置では、１つの吸引開口部の代わりに、複数の吸引開口
部が、穿孔装置の作用面に亘って配置されていて、物質
の吸引を各カッティングエレメントの出来る限り近くで
達成することができるようになっている。このことは、
カッティングエレメントによって破壊された穿孔屑が直
後に孔底から運び出され、穿孔装置が、破壊されて孔底
に残っている穿孔屑の層の上で効率的に作動するため
に、必要である。半径方向に異なって設けられた複数の
箇所に吸引開口部を今し方述べたように配置すること
は、吸引開口部を、中央の搬送流路を形成するボーリン
グロッドの内部横断面に、接続するためのコストの掛か
る管路の敷設を前提とする。
US 3 951 220からは、外側から内側へ向けられた洗浄
液の流れが発生されるように、吸引開口部が螺旋状に形
成されてなる穿孔装置が公知である。この穿孔装置の欠
点は、より多量の破壊された穿孔屑を運び出すために流
れが不十分なことである。
液の流れが発生されるように、吸引開口部が螺旋状に形
成されてなる穿孔装置が公知である。この穿孔装置の欠
点は、より多量の破壊された穿孔屑を運び出すために流
れが不十分なことである。
本発明の課題は、カッティングエレメントによって破
壊された物質（切削屑）をほぼ完全に孔底から吸引し
て、カッティングエレメントを既に破壊された物質に繰
り返し係合させることがない、効率的な吸引特性を有す
る穿孔装置を製造することである。
壊された物質（切削屑）をほぼ完全に孔底から吸引し
て、カッティングエレメントを既に破壊された物質に繰
り返し係合させることがない、効率的な吸引特性を有す
る穿孔装置を製造することである。
この課題は、請求項１の主題によって解決される。
穿孔中には、穿孔装置ヘッドの作用面に沿って、穿孔
装置ヘッドの中心へ半径方向に延びる洗浄液の横流が発
生される。横流の流速は、破壊された物質を取り入れて
運び出すために十分に高い。この場合、流速によって、
作用面における吸引特性従ってまた空気式揚昇法の効率
を全体的に高める揚昇作用が達成される。穿孔中に穿孔
装置を回転することによって、横流が穿孔装置の回転毎
に孔底の横断面全体に亘って１度で完全に移動されるの
で、カッティングエレメントは常に「穿孔屑を取り除か
れた」孔底と係合する。
装置ヘッドの中心へ半径方向に延びる洗浄液の横流が発
生される。横流の流速は、破壊された物質を取り入れて
運び出すために十分に高い。この場合、流速によって、
作用面における吸引特性従ってまた空気式揚昇法の効率
を全体的に高める揚昇作用が達成される。穿孔中に穿孔
装置を回転することによって、横流が穿孔装置の回転毎
に孔底の横断面全体に亘って１度で完全に移動されるの
で、カッティングエレメントは常に「穿孔屑を取り除か
れた」孔底と係合する。
横流の揚昇作用を高めるため、横流に、穿孔装置ヘッ
ドから下方に向けられている液流を重ねることができ
る。これらの「渦巻き状に」重ねられた液流によって、
吸引の効率は著しく高められる。何故ならば、比較的重
い穿孔屑も揚昇されて、横流によって連れ出されるから
である。
ドから下方に向けられている液流を重ねることができ
る。これらの「渦巻き状に」重ねられた液流によって、
吸引の効率は著しく高められる。何故ならば、比較的重
い穿孔屑も揚昇されて、横流によって連れ出されるから
である。
本発明の穿孔装置の場合には、吸引開口部が、長め
の、下方に開いた、半径方向に延びる流路であって、そ
こでは横流が外側から中心へボーリングロッドの搬送流
路へ発生されてなる流路として形成されている。流路の
外端で、この流路の上方の壁部には、横流のより高い速
度が達成可能であるように、孔底の領域から追加的に洗
浄液を入れるための開口部が設けられている。
の、下方に開いた、半径方向に延びる流路であって、そ
こでは横流が外側から中心へボーリングロッドの搬送流
路へ発生されてなる流路として形成されている。流路の
外端で、この流路の上方の壁部には、横流のより高い速
度が達成可能であるように、孔底の領域から追加的に洗
浄液を入れるための開口部が設けられている。
流路は、穿孔装置ヘッドの、周囲側の端部において閉
じられている。流路の周囲が閉じられている構成によっ
て、特に、軟らかい岩石を掘っているとき、横流が穿孔
の「膨らみ」（Auskesselung）を引き起こすこと、が避
けられる。
じられている。流路の周囲が閉じられている構成によっ
て、特に、軟らかい岩石を掘っているとき、横流が穿孔
の「膨らみ」（Auskesselung）を引き起こすこと、が避
けられる。
作動中に、流路状に形成された吸引開口部が、回転毎
に、孔底の横断面全体に亘って案内される。掘り崩され
た物質は、横流によって、ボーリングロッドの内部横断
面を通って表面へと運ばれる。
に、孔底の横断面全体に亘って案内される。掘り崩され
た物質は、横流によって、ボーリングロッドの内部横断
面を通って表面へと運ばれる。
特に、より低い穿孔の深さ及び軟らかい岩石の穿孔の
最中に、この開口部の閉塞を防ぐために、開口部には、
上方に延びる管状の要素が設けられていることができ
る。
最中に、この開口部の閉塞を防ぐために、開口部には、
上方に延びる管状の要素が設けられていることができ
る。
洗浄媒体を開口部において加速度的に供給し、かつ横
流を増大するための手段を設けることができる。
流を増大するための手段を設けることができる。
揚昇作用を改善するために、流路には、流れに影響を
及ぼす部材が設けられていることができる、及び／又は
流路の壁面は渦巻き形に形成されている。従って、横流
には、渦巻き状の流れ特性が達成される。
及ぼす部材が設けられていることができる、及び／又は
流路の壁面は渦巻き形に形成されている。従って、横流
には、渦巻き状の流れ特性が達成される。
請求項10によれば、追加的に、下方に向いておりかつ
空気導管を介して空気を供給されるノズルが設けられて
おり、これらのノズルは、破壊した物質を巻き上げるこ
とによってその物質の揚昇作用を増大させる。
空気導管を介して空気を供給されるノズルが設けられて
おり、これらのノズルは、破壊した物質を巻き上げるこ
とによってその物質の揚昇作用を増大させる。
横流に洗浄液を十分に供給させることができるよう
に、洗浄液用の少なくとも１本の追加の供給管及び／又
は空気用の追加の供給管がボーリングロッドに沿って延
びている。特殊な用途のために、装置ヘッドは、１本の
支持管から穿孔が可能であるように、設計されているこ
とができる。
に、洗浄液用の少なくとも１本の追加の供給管及び／又
は空気用の追加の供給管がボーリングロッドに沿って延
びている。特殊な用途のために、装置ヘッドは、１本の
支持管から穿孔が可能であるように、設計されているこ
とができる。
本発明の他の構成及び利点は図面を参照した３つの実
施の形態の以下の説明から明らかである。
施の形態の以下の説明から明らかである。
図１は、平らな作用面を有する穿孔装置の側面を、穿
孔軸線を通る断面で示す図である。
孔軸線を通る断面で示す図である。
図２は図１に基づく穿孔装置ヘッドの作用面の底面図
である。
である。
図３は吸引流路の横断面図である。
図４は、穿孔装置の他の実施の形態の、図１に対応す
る断面図である。
る断面図である。
図５は、Ｗ字形の作用面を有する穿孔装置の第３の実
施の形態の、図１に対応する断面図である。
施の形態の、図１に対応する断面図である。
図１に示した穿孔装置100は、穿孔直径に応じて数メ
ートルであることがある直径の、シリンダ状のハウジン
グ１を有する。ハウジング１の下側には同じ直径の装置
ヘッド10が取着されている。超硬インサートとして形成
された多数のカッティングエレメント２は、装置ヘッド
10の下側20に、穿孔装置100全体が一点鎖線で示された
平らな作用面３を有するように、設けられている。作用
面３全体に亘って配設されたローラービット６はカッテ
ィングエレメント２を補っている。装置ヘッド10はその
上側に接続プレート21を有し、この接続プレート21はハ
ウジング１の下側に設けられた接続フランジ４と結合可
能である。他方、ハウジング１は中空のボーリングロッ
ド50と結合されている。このボーリングロッド50は、上
端に係合する図示しない回転駆動装置によって、穿孔軸
線Ａを中心に回転されることができる。ボーリングロッ
ド50の内部横断面は搬送流路51を形成し、空気式揚昇法
（Lufthebeverfahren）に基づく穿孔屑の搬送に用いら
れる。ボーリングロッド50の搬送流路51は、穿孔軸線Ａ
に対し同軸で、穿孔軸線Ａと直角をなしかつハウジング
１のほぼ半分の高さにあるフランジ結合手段24へと下方
に延びており、装置ヘッド10の内側で僅かに傾斜して設
けられた吸引管11に繋がっている。この吸引管11は、フ
ランジ結合手段24の高さにおいて中心から外れて、この
実施の形態では、約20度の角度で、穿孔ヘッド10の上方
の接続プレート21に形成された開口部22に繋がってい
る。この開口部22は半径方向に延びる流路５として形成
された吸引孔に連通しており、穿孔軸線Ａの近くに位置
している。流路５の、穿孔軸線Ａに隣接した端部の距離
は、穿孔軸線Ａ上に穿孔ヘッド10から下方に突出してい
る案内先端部７の収容部７′の寸法によって定められて
いる。流路５は下方に開いているＵ字状の横断面を有
し、中心から半径方向に外へ延びており、装置ヘッド10
の周縁部で、そこのハウジング壁部８によって閉じられ
ている。図３に横断面で示された流路５はその長さに亘
って一定の横断面を有する。この実施の形態では、流路
５に入り込む塊（切削屑）の大きさを限定するために、
流路５の開いた下側に格子９が取り付けられている。流
路５は、図２においてより明確に見られるように、周方
向に見て１箇所においてのみ、装置ヘッド10の下面20に
設けられている。
ートルであることがある直径の、シリンダ状のハウジン
グ１を有する。ハウジング１の下側には同じ直径の装置
ヘッド10が取着されている。超硬インサートとして形成
された多数のカッティングエレメント２は、装置ヘッド
10の下側20に、穿孔装置100全体が一点鎖線で示された
平らな作用面３を有するように、設けられている。作用
面３全体に亘って配設されたローラービット６はカッテ
ィングエレメント２を補っている。装置ヘッド10はその
上側に接続プレート21を有し、この接続プレート21はハ
ウジング１の下側に設けられた接続フランジ４と結合可
能である。他方、ハウジング１は中空のボーリングロッ
ド50と結合されている。このボーリングロッド50は、上
端に係合する図示しない回転駆動装置によって、穿孔軸
線Ａを中心に回転されることができる。ボーリングロッ
ド50の内部横断面は搬送流路51を形成し、空気式揚昇法
（Lufthebeverfahren）に基づく穿孔屑の搬送に用いら
れる。ボーリングロッド50の搬送流路51は、穿孔軸線Ａ
に対し同軸で、穿孔軸線Ａと直角をなしかつハウジング
１のほぼ半分の高さにあるフランジ結合手段24へと下方
に延びており、装置ヘッド10の内側で僅かに傾斜して設
けられた吸引管11に繋がっている。この吸引管11は、フ
ランジ結合手段24の高さにおいて中心から外れて、この
実施の形態では、約20度の角度で、穿孔ヘッド10の上方
の接続プレート21に形成された開口部22に繋がってい
る。この開口部22は半径方向に延びる流路５として形成
された吸引孔に連通しており、穿孔軸線Ａの近くに位置
している。流路５の、穿孔軸線Ａに隣接した端部の距離
は、穿孔軸線Ａ上に穿孔ヘッド10から下方に突出してい
る案内先端部７の収容部７′の寸法によって定められて
いる。流路５は下方に開いているＵ字状の横断面を有
し、中心から半径方向に外へ延びており、装置ヘッド10
の周縁部で、そこのハウジング壁部８によって閉じられ
ている。図３に横断面で示された流路５はその長さに亘
って一定の横断面を有する。この実施の形態では、流路
５に入り込む塊（切削屑）の大きさを限定するために、
流路５の開いた下側に格子９が取り付けられている。流
路５は、図２においてより明確に見られるように、周方
向に見て１箇所においてのみ、装置ヘッド10の下面20に
設けられている。
作動中には、ボーリングロッド50の搬送流路51と、流
路５に繋がる吸引管11とには、洗浄液、通常は水が充填
されている。空気Ｌは、ボーリングロッド50に沿って延
びる供給管52を経て、搬送流路51の下端に設けられた噴
射ノズル53を通って、上方に搬送流路51中へ吹き込まれ
る。孔底とボーリングロッド50の内部との差圧を空気Ｌ
の吹込みによって引き起こす。圧力低下に従って、液体
は、孔底の高圧の領域から搬送流路51内の低圧の領域へ
と吸い込まれる。調節される強い流れによって、孔底に
接触するカッティングエレメント２及びローラビット６
によって破壊されかつ破砕された穿孔屑は運ばれ、液体
Ｆと穿孔屑Ｂとの混合物Ｂとして、搬送流路51を通って
表面に運ばれる。流路５の半径方向の延びによって、作
動中に、矢印Ｑによって示された横流が流路５内に生起
され、この横流は破壊された穿孔屑を流路５の半径方向
の延び全体に亘って集めて、吸引管11及び中央の搬送流
路51へ供給する。流路５が周縁部においてハウジング壁
部８によって閉じられていることによって、物質が不都
合にも孔壁から洗い流されることが避けられる。
路５に繋がる吸引管11とには、洗浄液、通常は水が充填
されている。空気Ｌは、ボーリングロッド50に沿って延
びる供給管52を経て、搬送流路51の下端に設けられた噴
射ノズル53を通って、上方に搬送流路51中へ吹き込まれ
る。孔底とボーリングロッド50の内部との差圧を空気Ｌ
の吹込みによって引き起こす。圧力低下に従って、液体
は、孔底の高圧の領域から搬送流路51内の低圧の領域へ
と吸い込まれる。調節される強い流れによって、孔底に
接触するカッティングエレメント２及びローラビット６
によって破壊されかつ破砕された穿孔屑は運ばれ、液体
Ｆと穿孔屑Ｂとの混合物Ｂとして、搬送流路51を通って
表面に運ばれる。流路５の半径方向の延びによって、作
動中に、矢印Ｑによって示された横流が流路５内に生起
され、この横流は破壊された穿孔屑を流路５の半径方向
の延び全体に亘って集めて、吸引管11及び中央の搬送流
路51へ供給する。流路５が周縁部においてハウジング壁
部８によって閉じられていることによって、物質が不都
合にも孔壁から洗い流されることが避けられる。
穿孔装置100の回転運動の故に、吸引流路５は、360度
の回転中に、孔底の横断面全体をかすめるから、空気式
揚昇法では、矢印の方向での横流Ｑの故に、底の「掃
除」（Reinigung）が自動的に達成されて、カッティン
グエレメント2,6が、既に破壊された物質の中で作業す
る必要もない。
の回転中に、孔底の横断面全体をかすめるから、空気式
揚昇法では、矢印の方向での横流Ｑの故に、底の「掃
除」（Reinigung）が自動的に達成されて、カッティン
グエレメント2,6が、既に破壊された物質の中で作業す
る必要もない。
横流Ｑを吸引流路５内で強めるために、吸引流路５の
外端には、流路５の上側のハウジング壁部８の付近に、
開口部13が設けられている。この開口部13を通って清浄
な洗浄液Ｆが外端側で流路５に流入し、内端側で開口部
22において、流路５から上方へ、穿孔屑の含まれた洗浄
液FBとして吸引管11へ流出する。
外端には、流路５の上側のハウジング壁部８の付近に、
開口部13が設けられている。この開口部13を通って清浄
な洗浄液Ｆが外端側で流路５に流入し、内端側で開口部
22において、流路５から上方へ、穿孔屑の含まれた洗浄
液FBとして吸引管11へ流出する。
横流Ｑの揚昇作用を高めるために、流路５の側から孔
底14に向いたノズル15を設けることができる。これらの
ノズル15を用いて、横流Ｑによっては容易に運ばれない
比較的大きな物質の塊（切削屑）16も持ち上げて、横流
Ｑと共に搬送流路５及び表面へと搬送することができ
る。図２に示すように、均等に分布された追加の渦巻き
を達成するために、好ましくはこのような複数のノズル
15′が流路５に沿って設けられている。ノズル15に空気
又は水が供給され、ノズル15は、ノズル15の噴射方向が
穿孔装置100の回転方向Ｄに指向しているように、設け
られている。
底14に向いたノズル15を設けることができる。これらの
ノズル15を用いて、横流Ｑによっては容易に運ばれない
比較的大きな物質の塊（切削屑）16も持ち上げて、横流
Ｑと共に搬送流路５及び表面へと搬送することができ
る。図２に示すように、均等に分布された追加の渦巻き
を達成するために、好ましくはこのような複数のノズル
15′が流路５に沿って設けられている。ノズル15に空気
又は水が供給され、ノズル15は、ノズル15の噴射方向が
穿孔装置100の回転方向Ｄに指向しているように、設け
られている。
ノズル15の代わりに又はノズル15に追加して、流路５
内で、流れに影響を与える部材、例えばそらせ板17（図
３）を設けることができる。こられの部材を用いて、孔
底14にある岩塊16を更に一層持ち上げるトルク（Dral
l）が横流へ導入される。他には、流路５の壁部18もね
じ形又は渦巻き形のレリーフ、窪み又は溝を有し、かく
して、横流Ｑ内で追加のトルクを達成することができ
る。横流内での追加のトルクによって、カッティングエ
レメント２によって孔底14に形成された窪みにある物質
（穿孔屑）も持ち上げることができる。
内で、流れに影響を与える部材、例えばそらせ板17（図
３）を設けることができる。こられの部材を用いて、孔
底14にある岩塊16を更に一層持ち上げるトルク（Dral
l）が横流へ導入される。他には、流路５の壁部18もね
じ形又は渦巻き形のレリーフ、窪み又は溝を有し、かく
して、横流Ｑ内で追加のトルクを達成することができ
る。横流内での追加のトルクによって、カッティングエ
レメント２によって孔底14に形成された窪みにある物質
（穿孔屑）も持ち上げることができる。
図４に示した穿孔装置200の場合には、流路105は、孔
底114の直ぐ上を覆っている下方の境界部を備えた穿孔
ヘッド110の中を延びており、孔底114の特に直ぐ上方に
延びており、吸引管111は、流路105の長手方向に、すな
わち、突然の転向なしに、流路105に繋がっている曲管
として形成されている。他の構造によって、吸引管111
及び案内先端部107が互いを邪魔しない。上端では、吸
引管111はフランジ結合手段124の高さにおいてボーリン
グロッド150へ移行している。ハウジング壁部108の付近
に位置している開口部113には、管部分120が溶接されて
おり、上方に延びて、管の上端において、内側へ、つま
り、穿孔の壁部から離れて、湾曲していて、落下するか
穿孔へ滑り落ちる物質によって流入開口部122を塞がな
いようになっている。
底114の直ぐ上を覆っている下方の境界部を備えた穿孔
ヘッド110の中を延びており、孔底114の特に直ぐ上方に
延びており、吸引管111は、流路105の長手方向に、すな
わち、突然の転向なしに、流路105に繋がっている曲管
として形成されている。他の構造によって、吸引管111
及び案内先端部107が互いを邪魔しない。上端では、吸
引管111はフランジ結合手段124の高さにおいてボーリン
グロッド150へ移行している。ハウジング壁部108の付近
に位置している開口部113には、管部分120が溶接されて
おり、上方に延びて、管の上端において、内側へ、つま
り、穿孔の壁部から離れて、湾曲していて、落下するか
穿孔へ滑り落ちる物質によって流入開口部122を塞がな
いようになっている。
複数の示した実施の形態は流路5,105の半径方向外側
の端部で上方から洗浄液を「自由に」吸引することを示
している。ボーリングロッド50,150に沿って延びる他の
供給管であって、その中を通って外側から高圧下で洗浄
液を外側の開口部に供給することができてなる供給管に
よって、流路5,105内で高速の横流を達成することがで
きる。このことによって、吸引能率従ってまた穿孔装置
100,200の効率を全体的に一層高めることができる。
の端部で上方から洗浄液を「自由に」吸引することを示
している。ボーリングロッド50,150に沿って延びる他の
供給管であって、その中を通って外側から高圧下で洗浄
液を外側の開口部に供給することができてなる供給管に
よって、流路5,105内で高速の横流を達成することがで
きる。このことによって、吸引能率従ってまた穿孔装置
100,200の効率を全体的に一層高めることができる。
図５に示した穿孔装置300の場合に、ローラーカッテ
イングエレメント206（１個のみを図示）によって規定
された、装置ヘッド210の作用面203は、穿孔軸線Ａを通
る断面においてＷ字形に形成されている。Ｗ字形の作用
面を有する穿孔装置の場合には、約3.60mの直径を有し
かつほぼ3m/sの横流Ｑの流速を有する穿孔装置にとって
最適な結果を達成することができる。作用面の平坦は構
成とは異なるＷ字形は、孔底に向いた、流路205内での
横流Ｑのトルク作用と協働するので、吸引管211及びボ
ーリングロッド250の中を穿孔屑を特別に能率的に持ち
上げかつ運び出すことが達成される。
イングエレメント206（１個のみを図示）によって規定
された、装置ヘッド210の作用面203は、穿孔軸線Ａを通
る断面においてＷ字形に形成されている。Ｗ字形の作用
面を有する穿孔装置の場合には、約3.60mの直径を有し
かつほぼ3m/sの横流Ｑの流速を有する穿孔装置にとって
最適な結果を達成することができる。作用面の平坦は構
成とは異なるＷ字形は、孔底に向いた、流路205内での
横流Ｑのトルク作用と協働するので、吸引管211及びボ
ーリングロッド250の中を穿孔屑を特別に能率的に持ち
上げかつ運び出すことが達成される。
特に、図１及び５に示した穿孔装置100及び300は支持
管（Stuetzrohre）から穿孔するためにも適切である。
管（Stuetzrohre）から穿孔するためにも適切である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−61006（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−25988（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−72906（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21B 10/28 E21B 3/00
Claims (9)
- 【請求項１】穿孔装置ヘッド（10,110,210）を具備し、
この穿孔装置ヘッドの上側には、穿孔屑を搬送するため
の内側の搬送流路（51）を備えた中空のボーリングロッ
ド（50;150;250）が接続されており、前記穿孔装置ヘッ
ドの下側では、ハウジング（１）は横断面に亘って配設
された複数のカッティングエレメント（2,6;102,106;20
6）と、洗浄液と混ぜ合わされた穿孔屑のための、前記
搬送流路（51）に連通された少なくとも１つの吸引開口
部と有してなる、空気式揚昇法で穿孔屑を搬送しつつ地
中に孔を掘り下げる穿孔装置（100,200,300）におい
て、 前記吸引開口部は、下方に開いており前記ハウジング内
で中心より外方へと半径方向に延びる流路（5;105;20
5）として形成されており、この流路の、中心側端部
は、前記搬送流路（51）と液体に対して連通しており、
また、前記流路（5;105;205）の外方側端部には、この
流路の上方の壁部に、洗浄液を流路の中に入れるための
開口部（13;113;213）が設けられており、開口部からの
洗浄液は、前記流路内で、外方側端部から中心側端部へ
向かう横流となり、この横流にカッテングエレメントに
より生じる穿孔屑が運ばれること、を特徴とする穿孔装
置。 - 【請求項２】前記流路（5;105;205）の外端は、半径方
向に閉じられていること、を特徴とする請求項１に記載
の穿孔装置。 - 【請求項３】前記開口部（113）には、上方に延びる管
状の要素（120）が設けられていること、を特徴とする
請求項２に記載の穿孔装置。 - 【請求項４】洗浄液が前記開口部（13;113;213）におい
て加速度的に供給可能であること、を特徴とする請求項
１乃至３のいずれか１に記載の穿孔装置。 - 【請求項５】前記流路（5;105;205）には、流れに影響
を及ぼす部材（17）が設けられていること、を特徴とす
る請求項１乃至４のいずれか１に記載の穿孔装置。 - 【請求項６】前記流路（5;105;205）は、流れに影響を
及ぼすレリーフを流路内部に向いた側に有する壁部（1
8）によって囲繞されていること、を特徴とする請求項
１乃至５のいずれか１に記載の穿孔装置。 - 【請求項７】前記流路（5;105;205）の少なくとも一側
からは、実質的に下方に向いており、空気又は洗浄液を
供給され、穿孔屑を巻き上げるためのノズル（15）が、
設けられていること、を特徴とする請求項１乃至６のい
ずれか１に記載の穿孔装置。 - 【請求項８】前記ボーリングロッドに沿って、空気用の
少なくとも１本の追加の供給管（52）及び／又は洗浄液
用の追加の供給管が延びていること、を特徴とする請求
項１乃至７のいずれか１に記載の穿孔装置。 - 【請求項９】前記装置ヘッド（100,300）は１本の支持
管から穿孔するように設計されていること、を特徴とす
る請求項１乃至８のいずれか１に記載の穿孔装置。
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| PCT/DE1997/000966 WO1998000624A1 (de) | 1996-07-02 | 1997-05-14 | Bohrwerkzeug für das lufthebeverfahren |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| CN109923281A (zh) | 2016-09-30 | 2019-06-21 | 玫海伟尔特股份有限公司 | 用于分解甲烷水合物的方法、系统和设备以及用于从甲烷水合物中获取甲烷的方法和系统 |
| DE102019120019A1 (de) * | 2019-07-24 | 2021-01-28 | Herrenknecht Ag | Bohrkopf für das Erstellen einer Bohrung im Boden |
| WO2021110996A1 (de) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | Herrenknecht Ag | Vorrichtung zum abteufen einer vertikalen bohrung |
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| US4200160A (en) | 1978-03-13 | 1980-04-29 | Smith International, Inc. | Sweep pickup for a big hole bit |
| US4296824A (en) | 1978-06-29 | 1981-10-27 | Hughes Tool Company | Nozzle placement in large diameter earth boring bits |
| US4195700A (en) * | 1978-08-14 | 1980-04-01 | Smith International, Inc. | Large diameter bit with sweep pickup |
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| US4363367A (en) | 1981-10-26 | 1982-12-14 | Smith International, Inc. | Large diameter drill bit |
| US4448269A (en) * | 1981-10-27 | 1984-05-15 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Cutter head for pit-boring machine |
| DE3228106C2 (de) * | 1982-07-28 | 1985-04-25 | Salzgitter Maschinen Und Anlagen Ag, 3320 Salzgitter | Vorrichtung für das Erdbohren mit Hilfe des Lufthebeverfahrens |
| US4819746A (en) | 1987-01-13 | 1989-04-11 | Minroc Technical Promotions Ltd. | Reverse circulation down-the-hole hammer drill and bit therefor |
| DE3920392A1 (de) * | 1989-06-22 | 1991-01-10 | Bilfinger Berger Bau | Verfahren zum abbau und zur foerderung einer unter wasser lagernden bodenschicht und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| GB2243387B (en) | 1990-04-26 | 1994-07-20 | D T A Pty Ltd | Drill bit arrangement |
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- 1996-07-02 DE DE19626591A patent/DE19626591C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-05-14 AU AU30238/97A patent/AU3023897A/en not_active Abandoned
- 1997-05-14 DE DE59706615T patent/DE59706615D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-14 WO PCT/DE1997/000966 patent/WO1998000624A1/de not_active Ceased
- 1997-05-14 KR KR1019980710794A patent/KR100311925B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-14 EP EP97924882A patent/EP0909362B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-14 JP JP50371498A patent/JP3260766B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2000
- 2000-10-10 US US09/685,786 patent/US6405812B1/en not_active Expired - Fee Related
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