JPH0411717B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ボーリング済の孔内より調査のた
め試料用の水を採水するボーリング孔の採水器に
関する。更に詳しくは、ボーリング済の孔内より
任意の各層から、採水位置以外の水が混じらない
ように採水するボーリング孔の採水器に関する。

［従来技術］ 地下水、石油、天然ガスなどの地下資源を採取
するための井戸、地質調査、地下水の汚染調査な
どのための試掘井などの目的で、地中に細長い穴
をあける作業、すなわちボーリング作業が行われ
る。これらボーリング済の孔の各層から水が湧き
出る。この湧水を採水する方法は、各種の方式が
提案され実施されている。例えば、円筒ケース内
に開閉バルブを設けた採水器を収納したものが知
られている。採水するときは、円筒ケースを採水
位置まで降ろして、地上から開閉バルブを開いて
採水器に湧水を流入させている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記した採水器は、ボーリング孔内で採水する
ときシールされていないので、ある深さの層の湧
水を採水しても厳密には、その層の湧水を採水し
ているとは限らない。また、単位時間当たりの湧
水量を測定するには、採水と同時にはできない。
このため、この採水器を一旦引き上げて、湧水を
計測する計測装置をボーリング孔に再度挿入して
計測している。また、従来の採水器で地層の各層
から採水するには、各層ごとに採水器をボーリン
グ孔から引き上げて湧水を取り出し、再度ボーリ
ング孔に戻す作業を繰り返す必要がある。この発
明は、これらの問題点にかんがみても発明された
ものであり、次の課題を達成する。

この発明の目的はは、ボーリング孔の湧水を地
層別に正確に採水と湧水量の測定とを行うボーリ
ング孔の採水器を提供することにある。

この発明の他の目的は、ボーリング孔の地層別
に湧水の採水と湧水量の測定とが同時にできるボ
ーリング孔の採水器を提供することにある。

この発明の更に他の目的は、ボーリング孔の地
層別に湧水の採水と湧水量の測定とを中断するこ
となく連続的にできるボーリング孔の採水器を提
供することにある。

［前課題を解決するための手段］ この発明は、前記課題を達成するための次の手
段を採る。

ボーリング孔の採水器において、前記採水器の
上下に間隔をおいて設けられ前記ボーリング孔の
壁面にクランプされ湧水をシールする複数のパツ
カーと、該パツカー間の湧水を前記採水器内に導
入するバルブ手段と、該バルブ手段から流入した
湧水を貯蔵する湧水貯蔵手段と、該湧水貯蔵手段
内に貯蔵された湧水を回収する湧水回収手段とか
らなることを特徴とするボーリング孔の採水器で
ある。

前記回収手段は、前記湧水貯蔵手段に高圧ガス
を圧入する高圧ガス注入チユーブと、高圧ガスの
圧入により排出された湧水を地上に回収する防水
用チユーブとからなる。前記湧水貯蔵手段内に湧
水計測手段を組み込むと湧水量が同時に計測でき
て良い。

前記バルブ手段と、前記湧水貯蔵手段と、高圧
ガス注入チユーブと、吸水用チユーブとを前記採
水器の本体と分離して一体にしたユニツトと、こ
のユニツトを採水器本体に仮固定するラツチ手段
とで構成すると、一層効果的である。

［作用］ ボーリングマシンのロツドに採水器を取り付
け、ロツドと共にボーリング済の孔内の測定位置
に降ろす。採水器のパツカーを作動させてボーリ
ング孔内に採水器を固定する。両パツカー間の地
層からでる湧水をバルブ手段を開にして、湧水貯
蔵手段内に貯蔵する。湧水貯蔵手段内に貯蔵され
た湧水は、湧水回収手段により回収される。

［実施例］ 実施例の概要 第１図に示すものは、実施例の概要を示す図で
ある。ボーリング済のボーリング孔内の採水器１
は、ボーリングのロツド先端に固定して、ロツド
と共にボーリング済のボーリング孔内の採水位置
に降ろして使用される。採水器１は、ロツドと同
一の円筒状の形を有している。採水器１が、目的
位置に達すると、ウインチ８０に内部管４０を吊
り下げたケーブル７０を取り付けてボーリング孔
内に降ろす。内部管４０を採水器１にラツチ６
１，６１を引つ掛けてセツトする。ケーブル７０
を引つ張ることで、採水器１の上部パツカー１
１、下部パツカー１０を膨張させて目的とする地
層以外の水を遮断する。

上部パツカー１１、下部パツカー１０間の地層
から湧水した水は、ボールチエツクバルブ２５を
通つて採水収納部２２に入る。採水収納部２２内
の複数の電極板３４は、水を順次検出して、その
時間間隔で水量を測定する。採水した水は、地上
より注入ガスをチユーブ７０内の高圧ガスチユー
ブに圧入して、吸水用チユーブを通して採水収納
部２２内の採水を地上に採集する。

採水器の詳細 第２図ａ，ｂは、採水器１の断面構造である。
第２図ａの図と第２図ｂの図面は連続した図面で
ある。採水器１は、使用時には第２図ａの部分を
上に、第２図ｂの部分分を下にして使用される。
採水器１の長手方向中央部の外管２は、パイプ状
のものである。外管２の下端には、スライド管３
の一端がねじ込んで固定してある。スライド管３
の下端は、段部を有し、直径が小さいスライド部
４が形成してある。スライド部４は、円筒状のス
ライドカラー５の内孔の一端に摺動自在に挿入さ
れている。

スライド管３の外周には、開口３３が設けてあ
り、この開口３３から湧水を導入する。スライド
カラー５の他端には、リフター１５の下端の段部
が挿入されている。一方、外管２の上端の内孔に
は、円筒状のスライド管６のスライド部７が挿入
されている。スライド管６の上端には、アダプタ
カツプリング８の下端がねじ結合されて一体に連
結されている。

アダプタカツプリング８の上端には、円筒状の
ロツキングカツプリング９の下端がねじ込んであ
り一体に連結されている。ロツキングカツプリン
グ９の上端の内孔の内周には、ボーリング用のロ
ツドが採水器１の使用時にはねじ込まれる。スラ
イド部４の外周には、パツカーラバー１０が巻い
てある。パツカーラバー１０は、ゴムなどの弾性
材料で作られている。スライド部７にも同様のパ
ツカーラバー１１が巻いてある。

一方、スライドカラー５には、リフター１５の
下端部分が挿入してある。リフター１５は、円筒
状のものであり中の一部は空孔１６を有してい
る。空孔１６の上部には、流入孔１７がスライド
管３の内孔の内周面に接するように半径方向に、
この半径方向の穴に連続して軸線方向に設けてあ
る。更に流入孔１７に連続して挿入孔１８が形成
してある。この挿入孔１８には、下部ボールバル
ブケース１９の下端が挿入してある。下部ボール
バルブケース１９の上端には、上部ボールバルブ
ケース２０の下端がねじ込んであり一体になつて
いる。

下部ボールバルブケース１９の下端には、円形
の流入孔２１が流入孔１７に連続して明けてあ
る。更に、この流入孔２１に連通して空間である
採水収納部２２が形成してある。採水収納部２２
の下端には、ボールチエツクバルブ２５が収納し
てある。したがつて、このボールチヤツクバルブ
２５は、逆止弁の役割を果たす。リフター１５の
上端外周には、おねじが切つてあり、このおねじ
に円筒状の保持管３０の下端がねじ込んであり、
両者は一体となる。

保持管３０の上端には、おねじが切つてあり、
このおねじには円筒状のラツチケース３１の下端
がねじ込まれて供給されている。ラツチケース３
１の上端の内孔には、大径部３２が形成してあ
る。この大径部３２は、後述するラツチ６１，６
１が内部管４０の使用時に収納される。上部バル
ブケース２０の上端には、管状の内部管４０の下
端がねじ結合されている。内部管４０の上端近傍
には、スリツト４１が明けてある。

このスリツト４１には、後述するラツチ６１，
６１が挿入される。スリツト４１の下端は傾斜４
１ａが形成してあり、ラツチ６１，６１を押し上
げる。内部管４０の上端には、内部管継手４２の
一端がねじ結合されている。内部管継手４２の上
端には、管状のスピア管４３の下端がねじ結合さ
れている。スピア管４３の上端には、管状のスピ
アヘツド４４がねじ結合されている。スペアヘツ
ド４４の下端面４５は、後述するオーバーシヨツ
ト１００の係止爪１０８，１０８を引つ掛ける端
面である。高圧チユーブ入ケーブル７０の最下端
には、ケーブルコネクタ５１を介してリフト管６
０が連結されている。

ケーブルコネクタ５１は、ケーブル７０内の後
述する高圧チユーブ、電極用ケーブルなどを保護
するためのがい装のステンレス線に固定する継手
である。このため、ケーブルコネクタ５１に重量
物を連結しても内部の高圧チユーブ、電極用ケー
ブルなどには張力の影響を与えない。ケーブルコ
ネクタ本体５２は、円筒状の形をしていて内部に
円錐孔５３が設けてある。円錐孔５３内には、こ
の円錐孔５３と同一テーパーの円錐体５４が挿入
してある。円錐体５４の中心にはケーブル７０が
挿入できる程度の中心孔５５が明けてある。

ケーブル７０の外装は、２重のステンレス線で
補強されている。この内側のステンレス線は、ケ
ーブル７０に巻き付けたままで中心孔５５に挿入
する。このステンレス線の内側の端部は、中心孔
５５を通り円錐体５４の後端を折り返して円錐体
５４の外周に巻く。一方、外側のステンレス線
は、円錐孔５３と円錐体５４との間に介在させ
る。内、外側のステンレス線は、円錐体５４の外
周の小径部５６で突き合わせる。

この内、外側のステンレス線は、半割またはス
リ割された環状のクランプカラー５７で円錐体５
４の小径部５６に仮止めされる。ケーブルコネク
タ本体５２の下端には、リフト管継手５８がねじ
込んである。このリフト管継手５８の押し込みに
より円錐体５４の後端は押される。円錐体５４
は、テーパ５３との間で外側のステンレス線を締
め付けて固定される。内側のステンレス線もリフ
ト管継手５８と円錐体５４の後端との間で挾まれ
て強固に固定される。リフト管継手５８の下端に
は、リフト管６０の上端がねじ結合してある。

リフト管６０の下端部には、２枚の板状のラツ
チ６１の下端がピン６２を中心に揺動自在に設け
てある。ラツチ６１の上端には、スプリング６３
の始端と終端が挿入してある。このため、２枚の
ラツチ６１は、常にスプリング６３によりピン６
２を中心に外側に開く方向に押されている。ケー
ブル７０内の、電極用ケーブル７３、高圧ガス注
入管７４、吸水用チユーブ７５の下端は、上部バ
ルブケース２０の上端に継手管を介して取り付け
てある。上部バルブケース２０の上端は、採水し
た水を通すように穴（図示せず）が明けてある。
この穴を通つて上部バルブケース２０を満たした
水は上方に貯まる。採水収納部２２内には、吸水
用チユーブ７５に連通する吸入口３９が突出する
ように設けてある。

オーバーシヨツト 第３図は、オーバーシヨツト１００である。オ
ーバーシヨツト１００は、採水器１からラツチ６
１を外して内部管４０を地上へ回収するものであ
る。本体１０１は、円筒を軸線方向に切断した形
をしていて、中心には断面が半円のケーブルを通
すための孔を有している。本体１０１、本体１０
２とは同様の形をしていて、両者はボルト１０３
により向かい合わせて結合されている。すなわ
ち、全体で円筒状の形をしている。

本体１０１，１０２の下端には、各々２本のリ
フテイングドツグ１０５がピン１０６を中心に揺
動自在に設けてある。２本のリフテイングドツグ
１０５の上端には、スプリング１０７が掛け渡し
てある。このため、リフテイングドツグ１０５の
下端は、常に開く方向にある。リフテイングドツ
グ１０５の下端には、Ｌ字形の係止爪１０８，１
０８が形成してある。係止爪１０８，１０８は、
採水器１のスペアヘツド４４の下端面４５に引つ
掛けて引き上げるものである。

一方、本体１０２の上端には、逆Ｕ字状のフツ
ク１１０が固定してある。このフツク１１０は、
オーバーシヨツト１００をワイヤなどで吊り下げ
るためのものである。

ケーブル 第８図に示すものは、ケーブル７０の断面構造
である。ケーブル７０は、耐水、耐圧、耐張力構
造である。ケーブル７０のがい装は、ステンレス
線７１を編み上げた２重構造で覆われている。な
お、ステンレス線７１は、ステンレス以外の金
属、非金属線でも良い。このがい装の内周には、
管状のシース７２が構成されている。このシース
７２は、この実施例では、塩化ビニル樹脂で作ら
れている。シース７２内には、３本の線が組み込
まれている。電極用ケーブル７３、高圧ガス注入
チユーブ７４、吸水用チユーブ７５の３本であ
る。

電極用ケーブル７３の内部構造は、通常の通信
用の電気線と同一である。電極用ケーブル７３内
には複数の導体７６を有し、この外周は合成樹脂
製の絶縁体で被覆されている。この隙間は、ポリ
プロピレンなどのひもで充填されている。高圧ガ
ス注入チユーブ７４、吸水用チユーブ７５は、ナ
イロンなど比較的硬質のエンジニアリングプラス
チツクスで作られている。電極用ケーブル７３、
高圧ガス注入チユーブ７４間は、ポリプロピレン
のひも７７などが介在させてある。更に、電極用
ケーブル７３と、電極用ケーブル７３、高圧ガス
注入チユーブ７４、吸水用チユーブ７５の外周
は、押さえテープ７８で固定してある。

使用法 まず、ボーリングマシンで地中に通常の方法で
孔を明ける。ボーリングマシンのロツドに採水器
１を取り付けロツドと共に測定位置に降ろす。こ
のとき内部管４０は、採水器１内にまだセツトさ
れていない。次に、チユーブ７０に吊り上げられ
た内部管４０をウインチ８０を回して降ろす。内
部管４０は、下部バルブケース１９を最下端にし
て徐々に降ろして行く。下部バルブケース１９が
リフター１５の挿入孔１８内に挿入され、下部バ
ルブケース１９の端面１９ａが挿入孔１８の上端
面１８ａに接触して止まる。

この動作と同時に、ラツチ６１，６１は、ラツ
チケース３１の上端３１ａで両側から押されて狭
くなる。しかし、ラツチ６１，６１が上端３１ａ
を通り過ぎると、大径部３２内にラツチ６１，６
１は挿入されて、ラツチ６１，６１は大径部３２
内で開く。ラツチ６１，６１の下降は、この位置
で停止する。次にチユーブ７０を引つ張ると、ラ
ツチ６１，６１の上端が大径部３２の上端面３２
ａに引つ掛けラツチケース３１、リフター１５を
引つ張るすなわち、地上側に引つ張る。

この引つ張りは、採水器１に連結したロツドに
圧縮応力を負荷することになる。ロツド１は、剛
体であるから縮むことはない。しかし、ロツキン
グ継手９、アダプタ継手８、スライド管６が圧縮
され、パツカーラバー１１も圧縮される。パツカ
ーラバー１１は、この圧縮で外径方向に膨張し
（鎖線位置）、ボーリング孔の壁面を圧迫する。こ
のとき、パツカーラバー１１のスライド部７は、
外管２内の内孔に挿入される。更に、パツカーラ
バー１１の圧縮力は、外管２、スライド管３を圧
縮する。

スライド管３は、パツカーラバー１０を圧縮し
パツカーラバー１０を膨張させる。この膨張によ
りボーリング孔の内壁面を圧迫し採水器１をクラ
ンプする。この上下のパツカーラバー１０，１１
のクランプにより、採水器１をボーリング孔内に
クランプし、かつパツカーラバー１０，１１の上
下からの水を遮断する。この遮断と同時に、スラ
イド管３内をリフター１５が摺動し流入孔１７
は、開口３３に位置する。このためボーリング壁
面からの湧水は、開口３３、流入孔１７、流入孔
２１を通りボールチエツクバルブを押し上げて、
採水収納部２２に入る。

水は、除々に採水収納部２２の下部から満たし
ていく。最初に採水収納部２２を溢れた水は、上
部バルブケース２０の穴を通つて上方の採水収納
部２２内に入る。この内の電極板３４に達する
と、電極板３４がこの瞬間を記録する。更に水が
上昇すると次に上段の電極板３４に達する。この
瞬間を記録し、次の電極板３４も同様に検知す
る。この間の電極板３４，３４間の水の上昇の瞬
間を順次記録して、この時間間隔を計算して水の
流量とする。次に、高圧チユーブ７４内に高圧の
窒素ガスを圧入する。窒素ガスは、採水収納部２
２内の水を押し出し、吸入口３９を通つて吸水用
チユーブ７５に押し出し、水は、地上で採水され
る。

この位置で採水と計測が終了すると、前記逆の
操作でパツカーラバー１０，１１をゆるめて、ボ
ーリング孔の壁面からクランプを外す。更に計測
を続けるときは、ロツドを伸縮させて所望の位置
に位置させて、前記と同様に流量の計測と採水を
連続的に行う。

採集終了後は、オーバーシヨツト１００のフツ
ク１１０をワイヤーケーブルで吊るして降ろす。
オーバーシヨツト１００の最下端の係止爪１０８
が、スペアヘツド４４の係止端４５に係合し接続
する。次に、ワイヤーケーブルを引つ張るスペア
管４３、内部管継手４２、内部管４０を引つ張り
上昇する。内部管４０の側面４１ａでラツチ６
１，６１の外側を下方から押し上げる。ラツチ６
１，６１は、挾くなり、ラツチケース３１の大径
部３２から離脱する。このまま引き上げて、内部
管４０を引き上げ、最初の状態に戻る。

［他の実施例］ 第９図は、パツカーの他の実施例である。ゴム
材で作られたパツカー１２０は、内部に空洞の空
気室１２１を備えている。空気バルブ１２２を介
して地上から圧縮空気を空気室１２１に送ると、
パツカー１２０は、膨張して、ボーリング孔の壁
面を圧迫して固定する。また、テーパーとテーパ
ーを組み合わせて膨張させる機械式の構造でも良
い。前記した前記流入孔１７は、開口３３と一致
するときのみ湧水採水収納部２２内に流入する。
しかし、電磁バルブを備え地上から電磁バルブを
操作して、流入口１７への湧水の流入を制御して
も良い。また、前記した湧水測定手段は、電極管
の時間を計測して湧水量を計測しているが他の公
知のいかなる手段でも良い。

［発明の効果］ 以上詳記したように、この発明は、目的の層の
湧水のみを連続的に採水できる。同時に湧水量の
測定もできるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の概要を示す断面図、第２図
ａ，ｂは採水器の断面図、第３図、はオーバーシ
ヨツトのの断面図、第４図は第３図の側面図、第
５図は第３図の−断面図、第６図は第３図の
−断面図、第７図は第３図の−断面図、
第８図はケーブルの断面図、第９図はパツカーの
他の実施例を示す断面図である。 １…採水器、２…外管、３…スライド管、５…
スライドカラー、６…スライド管、１０，１１…
パツカーラバー、１７…流入孔、１５…リフタ
ー、２５…ボールチヤツクバルブ、６１…ラツ
チ、７０…ケーブル、７４，７５…高圧チユー
ブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボーリング孔の採水器において、前記採水器
   の上下に間隔をおいて設けられ前記ボーリング孔
   の壁面にクランプされ湧水をシールする複数のパ
   ツカーと、該パツカー間の湧水を前記採水器内に
   導入するバルブ手段と、該バルブ手段から流入し
   た湧水を貯蔵する湧水貯蔵手段と、該湧水貯蔵手
   段内に貯蔵された湧水を回収する湧水回収手段と
   からなり、前記湧水回収手段は前記湧水貯蔵手段
   に高圧ガスを圧入する高圧ガス注入チユーブと、
   高圧ガスの圧入により排出された湧水を地上に回
   収する吸水用チユーブとからなることを特徴とす
   るボーリング孔の採水器。 ２ 第１項記載において、前記湧水貯蔵手段内に
   前記湧水の単位時間当たりの量を計測する湧水計
   測手段を有したことを特徴とするボーリング孔の
   採水器。 ３ 第１項記載において、前記バルブ手段と、前
   記湧水貯蔵手段と、高圧ガス注入チユーブと、吸
   水用チユーブと電極用ケーブルとを前記採水器の
   本体と分離して一体にしたユニツトと、該ユニツ
   トを前記採水器本体に仮固定するラツチ手段とか
   らなることを特徴とするボーリング孔の採水器。