JP2002538343A - 大径で高深度の穴を穿つドリル及びその穿孔を実施する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 クランプ（９）を備えたロータリー（２）を持った基礎機械（１）を含む、土に大径かつ高深度の穴を明けるためのドリルは、その自由端に工具（６）を持った一連のドリルステム（７）を回転させて軸方向に動かすようになっており、このドリルは、− ロータリー（２）に連携した油圧ジョイント（３）と、− 油圧ジョイント（３）に連携し、少なくともワイヤロープ（１８）を設けた、少なくともウインチ（４）と、− ロータリー（２）と工具（６）との間に少なくともワイヤロープ（１８）によってステム（７）と滑動するように接続されたキャリア・キャニスター（５）と、− 少なくともウインチ（４）、ワイヤロープ（１８）、キャリア・キャニスター（５）はドリルの操作状態に対応してロータリー（２）のステム（７）と一緒に回転するようになった、ものを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は杭打ち用、もしくは井戸用の大径で高深度の穴を穿つのに適するドリ
ル及びその穿孔を実施する方法に関するものである。

【０００２】 （背景分野） 土を固めるためのパイルは穿孔の段階、補強棒の設置、及びコンクリート打ち
の間に普通に行われる。穴あけは土切り又は粉砕をして取り除いた材料を運び去
ることによって行われる。

【０００３】 現在では、材料の取り除きは、その度に持ち上げなければならないハンマーグ
ラブ又はロータリーによって駆動される望遠鏡式ケリーを用いて間歇的輸送によ
って、又はコックリアによるか又は流体循環による連続的輸送によるかのいずれ
かによって行われている。

【０００４】 ハンマー・グラブの利用は殆ど密着のない地面、特にケーシングパイプを通る
輸送材料に限られる。

【０００５】 望遠鏡式ケリーシステムでロータリーを用いれば、大径のパイル（２−３メー
トルまでの）用の、しかし限定された深さの、典型的には５０−６０ｍの、穴を
作ることが出来る。深さの限度があるのは、切削及び材料輸送工具が切削トルク
を移送するのに適した一連の望遠鏡的ステムの下位の端部に連結していることに
よる。穴の深さが増大するにつれて、ステムの長さ又は使用される素子の数を増
やさなければならず、引用された限度に困難がかかる。

【０００６】 直径を大きくすれば、当該素子の抵抗もまた増大させなければならない。それ
ゆえ、大径で高深度の穴は、時には作動させるために必要とする空間がないこと
もある程の、極めて高く、重く、かつ高価な機械を用いてのみ得ることができる
。

【０００７】 コックリア・システムでは、上部において回転運動を駆動するロータリーと抽
出ワイヤロープに契合した下部に、鋭利な工具をもった螺旋が用いられる。前記
方法は高抽出力と、その高さが穴の深さに匹敵するほど極めて高い機械とを必要
とする。実用的には最大径として１．２−１．５ｍを、最大深さとして２５−３
０ｍを持った穴が可能である。

【０００８】 循環流体システムは水ポンプ、又は流れが直径と共に大きくなり、また深さが
増大する空気圧縮機を必要とする。前記システムは、作動直径が小さければ（２
００−３００ｍｍ）非常に高い深度に達することが出来るようにする。粉砕され
た材料の持ち上げに要する大きな流速を用いれば、より大きい直径の穴（８００
−１４００ｍｍ）が作られるであろう。

【０００９】 逆循環システムは、圧縮空気によってステムの内部で上方へ動かされる水の流
れに切断又は粉砕された材料を持ち上げて深くかつ大径の穴をドリルすることが
できるようにする。本システムは防水土で、又は海又は湖の上で、又は高価なケ
ーシングのおかげで穴を防水にして初めて用いることができる。

【００１０】 （発明の開示） 本発明の目的は、湖及び海で、電気ケーブルの近くの橋、トンネル、建物の下
でも使用出来る、高さ、重量及びコストが限られた装置で、杭打ち用もしくは井
戸用の大径かつ高深度の穴から行うことが出来るようにすることである。

【００１１】 別の目的は、穴をあける速度を殆ど増大させないことである。

【００１２】 本発明の方法及び機械によれば、穿孔した材料を、ステムと一体に回転するウ
インチによって動かされるロープに連結されて、ロータリーによって回転させら
れるドリル・ステムに沿って滑るキャリア・キャニスター又はそれと同様のもの
によって、穿孔された材料が表面に運ばれる。それゆえ、材料は、ステムを持ち
上げたり動かしたりすることなく、また穿孔動作を必ずしも停止することなく、
迅速に、かつ連続的に移動させることができる。

【００１３】 上記の目的は請求項の内容に従って得られる。

【００１４】 本発明を、例として下記の幾つかの可能な実施態様を示す添付の図面を参照し
て記述する。

【００１５】 （発明を実施する最良の形態） 図１において、番号１は、ロータリー２に、また油圧ジョイント３によって、
複数の長く伸びた突出したガイド１９を持ったドリルステム７と一体に回転する
ウインチ４に、油圧力を供給する基礎的な機械を示す。番号５は、ウインチ４の
ワイヤロープ１８によって垂直運動で駆動されるキャリア・キャニスターを示す
。

【００１６】 番号６はステム７の下端に連結された穿孔工具を示す。貫通及び抽出の力はロ
ータリーのトランスレーション・シリンダー８から穿孔工具６へ、ステムクラン
プ９でステム７によって駆動される。

【００１７】 番号１０は抽出段階中、ステム保持が出来てこの後者の分解を容易にする補助
クランプを示す。ドリルステム７はローダー１１によってロードされて、装置１
２によって接続される。番号１３は取り外した材料を動かすためのコンベヤを示
す。

【００１８】 図２，図３，図４及び図５では、番号５’は肩部２０を形成する異なった幅の
長手方向の溝２１を設けたキャニスター５の内側の袖をいう。

【００１９】 穿孔材料は、ステムと一体に回転するウインチ４に連結されたワイヤロープ１
８によって引っ張られて、ドリルステム７上に滑動するキャリア・キャニスター
５によって、ドリルを停止させることなく、またステムを持ち上げることなく、
連続的に表面へ運ばれることができる。

【００２０】 ロード段階中、キャリア・キャニスター５を低く保持し、アンロード段階中は
これを開放するようにするために、自動フック装置は内側の袖５’を含む。長手
方向に突出したガイド１９の下端は長手溝２１によって得られる肩部２０を契合
させることができる。

【００２１】 下降ランの終わりに、キャリア・キャニスター５は、その上昇、アンロード、
及び下降段階中は、穿孔工具６によって取り除かれた土に達する。キャニスター
５とステムの下端との間に接続を行うためには、キャニスター５が穿孔工具６に
よって適当に持ち上げられることを示してワイヤロープ１８が緩むまで、ステム
クランプ９はトランスレーション・シリンダー８によって持ち上げられたロータ
リー２にステム７をクランプする。ロータリー２は肩部２０の長手のガイド１９
の低い方の端部のオーバーレイを起こさせ、キャニスター５のステム７と内側の
袖５’との間の自動連携を起こさせて、穿孔回転のセンスでドリルステム７を回
転させる。下方向のトランスレーションと組み合わせた上記の回転によって、キ
ャニスター底部の、既知であって図示しない、軸方向又は半径方向の弁の開放を
起こさせて、結局取り除かれた土を集めることができるようにする。

【００２２】 内側の袖５’によるステム７へのキャニスター５のフック状態Ａで、キャニス
ター５はステム７と一体に回転する。キャニスター５は、回転のために、土とド
リル・トール６とを一緒に掘って、その結果穴の直径がドリル・トール６の直径
よりも大きくなり、キャニスター５の直径に等しくなるような、下部穿孔工具を
備えることが出来る。

【００２３】 図６及び図７による変型では、キャリア・キャニスター５はキャニスター５の
内側でスライドしてロードを容易にするワイヤロープ１８に接続された内部ピス
トン１４を持っている。

【００２４】 ピストン１４は、ワイヤロープ１８によって引っ張られたときは、取り除かれ
た土をキャニスター５の内側へ取り込む。

【００２５】 この変型例では、穿孔工具６は、結果として下部穿孔工具を備えていない、キ
ャニスター５と同一の直径を持つ。

【００２６】 図８によるドリルの変型例では、番号１６はステムボアを空気コンプレッサ１
５の出口パイプラインに接続するジョイントを示し、そして穿孔工具６は下穴ハ
ンマー又は同様の破壊工具から成る。

【００２７】 そのような場合には、コンプレッサから来る圧縮された空気は穿孔工具６の障
害を避けて工具の歯又はローラービットからの材料を取り除く。コンプレッサに
よって供給された流れは低い。材料は動かされなければならず、そして表面へ持
ち上げられてはならないからである。

【００２８】 どのような変型物を用いても、本発明の方法及びドリルは大径で高深度の穴を
迅速に穿つことが出来、また湖及び海の、橋、建物、電力線その他の障害物のそ
ばで作業をすることが出来る。

【００２９】 ドリルのキャリア・キャニスターの変型物は例えば図９の開口線１７に沿って
明けることが出来る構造を持っているので、保持した材料を表面に容易に放出す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 キャリアキャニスターの持ち上げ段階における、操作ドリルの模式的側面を示
す図。

【図２】 キャリアキャニスターが自由滑動状態になって、開放状態にある、キャリアキ
ャニスターをステムにフックする装置の側面及び横断面図。

【図３】 キャリアキャニスターが自由滑動状態になって、開放状態にある、キャリアキ
ャニスターをステムにフックする装置の側面及び横断面図。

【図４】 フック状態になっている、図２及び図３と同様の特徴を示す図。

【図５】 フック状態になっている、図２及び図３と同様の特徴を示す図。

【図６】 二つの異なった作動段階の間に、ピストンキャニスターを装備したドリルの二
つの模式的側面図。

【図７】 二つの異なった作動段階の間に、ピストンキャニスターを装備したドリルの二
つの模式的側面図。

【図８】 下穴ハンマーを装備し、コンプレッサに連結した、作業ドリルの模式的側面図
を示す図。

【図９】 高深度で大径の穴を作るために用いる図１のドリルの変型を示す図。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年５月１１日（２００１．５．１１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００２】 （背景技術） 米国特許２．９１０．２７４は上部柱状部材の下端に堅固に固定されたモータ
ーを持ったベル型の足場を注入するための穴を掘るためのドリルを開示している
。このモーターはピニオンによって下部柱状部材に接続されて、上部柱状部材に
対して下部柱状部材を軸回転させる。 ドリルはモーターに連結された油性フェッドを含んでいる。柱状部材及びモー
ターを含む全柱状組立体は、クレーンのリールに巻き取られたケーブルによって
垂直に移動させられて、モーターと上部柱状部材との間の堅固な接続部に接続し
たプリーを契合するブームのアームに固着される。 キャリア・キャニスターは下部柱状部材の下端に固着されて、少なくともその
自由端に、掘削工具を有する。キャニスターの支持組立体は油性アクチュエータ
によって、下部柱状部材に沿って往復運動をして、キャリア・キャニスターを開
閉させる。 この公知のドリルの主な欠点は、柱状部材のために、高深度の穴を掘ることが
出来ず、また、キャニスターと下部柱状部材の下端との間の固定された接続のた
めに、キャニスターの下降、取り外し、及び持ち上げに応じて掘削の段階を停止
しなければならないので、高深度の穴を掘ることが出来ないことである。 土を固めるためのパイルは穿孔の段階、補強棒の設置、及びコンクリート打ち
の間に普通に行われる。穴あけは土切り又は粉砕をして取り除いた材料を運び去
ることによって行われる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランプ（９）を備えたロータリー（２）を持った基礎機械
   （１）を含む、土に大径かつ高深度の穴を明けるためのドリルであって、トラン
   スレーション・シリンダー（８）によって、その自由端に工具（６）を持った一
   連のドリルステム（７）を回転させ軸方向に動かすようになっており、前記ドリ
   ルは − ロータリー（２）に連携した油圧ジョイント（３）と、 − 油圧ジョイント（３）に連携し、少なくともワイヤロープ（１８）を設け
   た、少なくともウインチ（４）と、 − ロータリー（２）と工具（６）との間にワイヤロープ（１８）によってス
   テム（７）と滑動するように接続されたキャリア・キャニスター（５）と、 − 少なくともウインチ（４）、ワイヤロープ（１８）、キャリア・キャニス
   ター（５）はドリルの操作状態に対応してロータリー（２）のステム（７）と一
   緒に回転するようになった、 ものを含むことを特徴とするドリル。
2. 【請求項２】 ステム（７）は工具（６）から所定の距離をおいた下自由端
   を持った少なくとも長手方向に突出したガイド（１９）を持ち、キャニスター（
   ５）は、ステム（７）に沿ってキャニスター（５）の軸方向の運動に対応して関
   連するガイド（１９）が滑る少なくとも一つの内部溝（２１）を持った軸方向の
   内部袖（５’）を持ち、前記溝（２１）の各々は一連のステム（７）に対してキ
   ャニスター（５）のフックする状態（Ａ）に相応してガイド（１９）の関連した
   自由端を止めるために付けられた横断方向の肩部（２０）を持つことを特徴とす
   る、請求項１記載のドリル。
3. 【請求項３】 キャニスター（５）には底部に穿孔歯（２２）が設けてある
   ことを特徴とする、請求項１記載のドリル。
4. 【請求項４】 キャニスター（５）には同キャニスター（５）の開放を行う
   ために適する開放ライン（１７）が設けられていることを特徴とする、請求項１
   記載のドリル。
5. 【請求項５】 キャニスター（５）によって行われる材料を輸送するための
   基礎機械（１）の近くに配置されたコンベヤー（１３）を更に含むことを特徴と
   する、請求項１記載のドリル。
6. 【請求項６】 ステム（７）を分解するのに適するウインチ（４）の下に置
   く補助クランプ（１０）を更に含むことを特徴とする、請求項１記載のドリル。
7. 【請求項７】 ステム（７）をステム接続装置（１２）へ供給するステム（
   ７）のローダー（１１）を更に含むことを特徴とする、請求項１記載のドリル。
8. 【請求項８】 キャニスター（５）が、材料を同キャニスター（５）にロー
   ドするのを容易にするのに適するワイヤロープ（１８）に連携した内部ピストン
   （１４）を含むことを特徴とする、請求項１記載のドリル。
9. 【請求項９】 ジョイント（１６）を通ってコンプレッサ（１５）から来る
   空気ジェットがそれを通って流れる下穴ハンマーによって工具（６）が構成され
   ることを特徴とする、請求項記載１のドリル。
10. 【請求項１０】 − 穿孔した材料が穴の底部に到達するまでキャニスター
    （５）をステム（７）に沿って滑り降ろし、 − 材料をキャニスター（５）内に移送するためにそれを穴の底部に押し付け
    るキャニスター（５）の回転、 ー 足裏表面までキャニスター（５）を持ち上げること、 ― キャニスター（５）をアンロードすること、 を含むことを特徴とする、土に大径かつ高深度の穴を穿つ方法。
11. 【請求項１１】 下降、ロード、及びアンロードの状態に応じて工具（６）
    及びステム（７）を活性化することを更に含むことを特徴とする、請求項１０記
    載の方法。
12. 【請求項１２】 持ち上げと対応して工具（６）及びステム（７）を活性化
    することを更に含むことを特徴とする、請求項１１記載の方法。
13. 【請求項１３】 キャニスター（５）の回転に相当して、この後者が穿孔す
    ることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
14. 【請求項１４】 キャニスター（５）を穴の底部に下降させた後、ステム（
    ７）の回転の不活性化、キャニスター底部で工具（６）の接点までステム（７）
    を持ち上げること、ステムの回転を再活性化して、その結果これらの後者にキャ
    ニスター（５）を登録すること、を含むことを特徴とする、請求項１０記載の方
    法。
15. 【請求項１５】 持ち上げる前に、ステムの回転の不活性化、ステム（７）
    の相互回転をしてキャニスター（５）をステム（７）から軸解放させること、を
    含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。