JPS6147271B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石油井、地熱取出井等の掘削装置ある
いはトンネル掘削装置の刃先部分、特にドリルパ
イプの先端に固定して地中に挿入し穿孔して、ド
リルパイプと共に地上に引上げる構造の掘削装置
に使用するドリルビツトに関する。

一般の掘削装置においては、ドリルパイプの先
端に固定できるようにしたビツトを、地表上から
ドリルパイプを回転すると共に地中に向つて推し
進め穿孔するものが多く使用されている。この掘
削装置のビツトは孔底全面を一つの連続した面で
切削する即ち孔底を平らな面に切削しながら穿孔
するものである。

本発明はビツトがドリルパイプの中心線を中心
として回転されるため、孔の中心部におけるカツ
ターの周速は、周辺部における周速より小さいた
め、孔底を平らに切削するとき、掘削速度は、孔
中心部の掘削速度によつて制約される点に着目
し、周速の大きい周辺部から先に環状に掘削すれ
ば、コア状に残つた中心部は中央に突出している
ため容易に破砕でき、掘削速度を向上し得ること
を見出したものである。

本発明はこの技術的着想をノズルから噴射した
高圧水によつて掘削を行なうビツトに適用したも
のである。

本発明ビツトの基本的構成を図面について説明
すると、内部２が中空で一端が開口された円筒状
の基部１は、一端外周にねじ１′が設けられ、ね
じ１′によつてドリルパイプの下端に連結できる
ようになつており、ドリルパイプ内を通して送ら
れて来た圧力水を内部２に連通せしめるようにな
つている。基部１の他端面は閉じられており、こ
の閉じられた他端面３には複数の中央ノズル孔４
が基部１の内部２から外部に連通するように設け
られている。

基部１の側面には、複数の枝状部５が基部１と
一体に基部１の他端面３より前方に延長するよう
に設けられている。枝状部５は内部６が中空にな
つていて基部１の内部２と連通しており、枝状部
５の閉じられた端面７には内部６から外部に連通
する複数の外周ノズル孔８が設けてある。

この枝状部５は、基部の一端と他端面３の中心
を結ぶ中心線Ｏに対し、２個、あるいは３個が一
組として対称に設けられ、他端面３より前方にお
いて中心線Ｏと直交する同一平面上に枝状部５の
端面７が位置するように設けてある。

このビツトはドリルパイプの先端に基部１の一
端外周を設けたねじで連結し、ドリルパイプを回
転しながら地中に向つて押し進め、同時にドリル
パイプ内を通して、例えば1500Kg／cm²のような高
圧水をビツト内に供給して中央ノズル孔４及び外
周ノズル孔８から噴射せしめて穿孔を行なうもの
である。中央ノズル孔４及び外周ノズル孔８から
噴射された高圧水は岩石の微細なクラツクに侵入
して岩石を破砕し穿孔が行なわれる。このとき枝
状部５の外周ノズル孔８から噴射された高圧水は
枝状部５が中心線Ｏのまわりに回転されるに伴つ
て鎖線で示す孔底９の外周部を均一に他の部分に
先行して環状溝状に掘削する。中心線Ｏに近い部
分はコア状に残るが、これは独立した突起となつ
ているので、崩し易く、中央ノズル孔４から噴射
される高圧水によつて容易に破砕されるので、孔
底を外周、中央部共に同一面を掘削する場合に比
べて掘削速度を向上できる。

上記は２本又は３本からなる同一長さの枝状部
５を一組設けた基本形について説明したが、掘削
孔径の大きいビツトでは、枝状部５の閉じられた
端面７から中心線Ｏに下した垂線と中心線との交
差する点と基部１の他端面３との間の距離及び中
心線Ｏから枝状部５の閉じられた端面７を有する
端部までの距離を共に順次大きくした複数組の枝
状部５を設け、前記二つの距離が共に最も大きな
組から共に最も小さい組に基部１の他端面３に行
くに従つて配置すれば、このビツトによる掘削孔
底は中心部が側面に段のあるコア状あるいは山形
に突出した形となり周囲から中心に順次切削され
るので、前記基本形のものと同様に掘削速度を従
来より大きくできる。

本発明において各組の枝状部を中心対称に設け
たのは、回転の際に振れを生じないようバランス
を得るためと、ノズル孔を各枝状部に均一に設け
たとしても、非対称に配置されていると円周の一
部に噴射反力の大きな側を生じ、この側が孔壁と
圧接して地上から与える回転力に対してブレーキ
となるだけでなくビツトやドリルパイプに片摩耗
を生じて好ましくないからである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による地中穿孔ドリルビツトの基
本形の縦断面図である。 １…基部、１′…ねじ部、２…内部、３…他端
面、４…中央ノズル孔、５…枝状部、６…内部、
７…閉じられた端面、８…外周ノズル孔、９…孔
底。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドリルパイプに連通しうるよう一端がドリル
   パイプに取付け可能に形成され内部が中空の基部
   と、基部の閉じられた他端面に基部内から外部に
   連通して形成された中央ノズル孔と、基部の側面
   から基部の他端面より前方に延長し基部と一体に
   形成され基部内と連通する複数の中空の枝状部
   と、枝状部の閉じられた端面に形成され枝状部内
   から外部に連通して形成された外周ノズル孔とを
   具え、枝状部は基部の一端と他端の中心を通る中
   心線に対し対称に配置され且つ中心線に直交する
   同一平面上に閉じられた端面が位置するように形
   成された複数個の少なくとも一組からなつている
   地中穿孔ドリルビツト。 ２ 枝状部の閉じられた端面から中心線上に下し
   た垂線と中心線とが交差する点と基部の他端面と
   の間の距離及び中心線から枝状部の閉じられた端
   面を有する端部までの距離を共に順次大きくした
   複数組の枝状部を具え、各組の枝状部は基部の他
   端から遠ざかるに従つて前記二つの距離が小さい
   ものから大きな組へと順次配置されている特許請
   求の範囲１項記載の地中穿孔ドリルビツト。