JPH0617587A - 地中掘削方法および装置 - Google Patents
地中掘削方法および装置Info
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- JPH0617587A JPH0617587A JP4069316A JP6931692A JPH0617587A JP H0617587 A JPH0617587 A JP H0617587A JP 4069316 A JP4069316 A JP 4069316A JP 6931692 A JP6931692 A JP 6931692A JP H0617587 A JPH0617587 A JP H0617587A
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- 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
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
- E21B7/067—Deflecting the direction of boreholes with means for locking sections of a pipe or of a guide for a shaft in angular relation, e.g. adjustable bent sub
-
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- E21B7/065—Deflecting the direction of boreholes using oriented fluid jets
-
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- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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- E21B7/18—Drilling by liquid or gas jets, with or without entrained pellets
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 使用状態の影響を少なくして、長期間安定し
て使用することができるものとする。 【構成】 遠隔駆動の掘削連続体１８の端部にステアリ
ング自在の穿孔ヘッド８６を使用して地下に穿孔を形成
する。後続パイプ連続体の長手方向の軸線に対して角度
をなして予備成形されて曲線通路に沿って穿孔すること
ができる穿孔ヘッド８６は、掘削連続体１８内の流体の
圧力を所定の範囲よりも高めることにより真直ぐにさ
れ、直線通路に沿って掘削を行なうことができる。次
に、流体圧を通常の掘削圧まで下げると、穿孔ヘッド８
６は元の状態に戻り、曲線掘削通路に沿って作業を再開
することができる。 【効果】 例えば、幅の広いまたは長い曲がった孔を形
成することが必要な場合にも、掘削およびステアリング
アセンブリ８０の損傷を有効に防止することができる。
て使用することができるものとする。 【構成】 遠隔駆動の掘削連続体１８の端部にステアリ
ング自在の穿孔ヘッド８６を使用して地下に穿孔を形成
する。後続パイプ連続体の長手方向の軸線に対して角度
をなして予備成形されて曲線通路に沿って穿孔すること
ができる穿孔ヘッド８６は、掘削連続体１８内の流体の
圧力を所定の範囲よりも高めることにより真直ぐにさ
れ、直線通路に沿って掘削を行なうことができる。次
に、流体圧を通常の掘削圧まで下げると、穿孔ヘッド８
６は元の状態に戻り、曲線掘削通路に沿って作業を再開
することができる。 【効果】 例えば、幅の広いまたは長い曲がった孔を形
成することが必要な場合にも、掘削およびステアリング
アセンブリ８０の損傷を有効に防止することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気ケ−ブル、導管、
配水管、下水管などのような種々の公共物などを地中に
埋設するための、高圧流体を使用する地中掘削装置およ
び方法に関する。
配水管、下水管などのような種々の公共物などを地中に
埋設するための、高圧流体を使用する地中掘削装置およ
び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３および図４には先行技術の装置が示
されているが、この従来の装置は、掘削およびステアリ
ングアセンブリ２０により、後続パイプ連続体(trailin
g pipestring)１８から供給される粘性のある掘削流体
の圧力が第１の所定のレベルにあり、あるいは該レベル
付近にあるときに、直線状に穿孔を行なうことができる
ようになっている。このレベルを越えると直ちに、過剰
の圧力がプッシュロッド５０に連結されているピストン
５５に作用して、ステアリング機構４０を図３に示す長
手方向の軸線と整合する位置から図４に示す該軸線から
変位した位置へ偏向即ち屈曲させる。パイプ連続体の方
向が変わると、流体の圧力は減少し、ステアリング機構
は整合した位置へ復帰して、穿孔が再度開始される。
されているが、この従来の装置は、掘削およびステアリ
ングアセンブリ２０により、後続パイプ連続体(trailin
g pipestring)１８から供給される粘性のある掘削流体
の圧力が第１の所定のレベルにあり、あるいは該レベル
付近にあるときに、直線状に穿孔を行なうことができる
ようになっている。このレベルを越えると直ちに、過剰
の圧力がプッシュロッド５０に連結されているピストン
５５に作用して、ステアリング機構４０を図３に示す長
手方向の軸線と整合する位置から図４に示す該軸線から
変位した位置へ偏向即ち屈曲させる。パイプ連続体の方
向が変わると、流体の圧力は減少し、ステアリング機構
は整合した位置へ復帰して、穿孔が再度開始される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ステアリング機構４０
のフレキシビリティを最大にするためには、チュ−ブ４
１を本質的に弱めるチュ−ブの部分４４を除去しなけれ
ばならない。幅の広いまたは長い曲がった孔を形成する
ことが必要な場合のようにステアリング機構４０を長時
間曲がった状態にすると、チュ−ブ４１に歪を生じ、チ
ュ−ブが早期に損傷を受けることになる。
のフレキシビリティを最大にするためには、チュ−ブ４
１を本質的に弱めるチュ−ブの部分４４を除去しなけれ
ばならない。幅の広いまたは長い曲がった孔を形成する
ことが必要な場合のようにステアリング機構４０を長時
間曲がった状態にすると、チュ−ブ４１に歪を生じ、チ
ュ−ブが早期に損傷を受けることになる。
【０００４】本発明は、上記した従来の装置をしばしば
あるいは長時間使用して湾曲した孔を形成する際に遭遇
する上記課題を解決するものである。
あるいは長時間使用して湾曲した孔を形成する際に遭遇
する上記課題を解決するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の一の観点によれ
ば、地中掘削工具のステアリング装置が提供されてい
る。この装置は、貫通路と、軸線と平行に整合して粘性
流体を放出するノズル手段とを有するノ−ズ部材と、ノ
−ズ部材を支持するとともに、長手方向の軸線と第１お
よび第２の端部とを有する屈曲自在の部材を有するステ
アリング機構とを備え、前記屈曲自在の部材は前記長手
方向の軸線に対して角度なして延びるとともに、前記第
１の端部は前記ノ−ズ部材に作動連結されかつ前記第２
の端部は後続の中空掘削部材の連続体に作動連結される
ように形成されており、更に前記屈曲自在の部材の第１
の端部と第２の端部とに間に連結されかつ所定の圧力の
粘性流体が流通するように前記掘削連続体および前記ノ
−ズ部材の双方と連通する通路を有するロッドを備え、
前記ステアリング機構は前記掘削連続体から前記ステア
リング機構に流れ込む粘性流体の所定の圧力の増加に単
独で応答して前記屈曲自在の部材を前記長手方向の軸線
と整合して曲がるように付勢することにより、前記ノ−
ズ部材および後続掘削連続体の方向を変える手段を備え
ることを特徴とする構成に係る。
ば、地中掘削工具のステアリング装置が提供されてい
る。この装置は、貫通路と、軸線と平行に整合して粘性
流体を放出するノズル手段とを有するノ−ズ部材と、ノ
−ズ部材を支持するとともに、長手方向の軸線と第１お
よび第２の端部とを有する屈曲自在の部材を有するステ
アリング機構とを備え、前記屈曲自在の部材は前記長手
方向の軸線に対して角度なして延びるとともに、前記第
１の端部は前記ノ−ズ部材に作動連結されかつ前記第２
の端部は後続の中空掘削部材の連続体に作動連結される
ように形成されており、更に前記屈曲自在の部材の第１
の端部と第２の端部とに間に連結されかつ所定の圧力の
粘性流体が流通するように前記掘削連続体および前記ノ
−ズ部材の双方と連通する通路を有するロッドを備え、
前記ステアリング機構は前記掘削連続体から前記ステア
リング機構に流れ込む粘性流体の所定の圧力の増加に単
独で応答して前記屈曲自在の部材を前記長手方向の軸線
と整合して曲がるように付勢することにより、前記ノ−
ズ部材および後続掘削連続体の方向を変える手段を備え
ることを特徴とする構成に係る。
【０００６】本発明によればまた、地中掘削工具のステ
アリング装置が提供されている。この装置は、貫通路
と、粘性流体を放出することができるノズル手段とを有
するノ−ズ部材を備え、前記ノズル手段には自由端部に
所定の圧力に対応して制限された流体だけを流すことが
できる所定の直径のオリフィスが設けられ、その時点で
到達する流体圧の増加により前記オリフィスの上流の流
体圧を増加させるようになっており、更に長手方向の軸
線と第１および第２の端部とを有し、前記長手方向の軸
線に対して角度をなして延びるとともに、前記第１の端
部が前記ノ−ズ部材に作動連結されかつ前記第２の端部
が後続の中空掘削手段の連続体に作動連結されるように
なっている屈曲自在の部材を有するステアリング機構を
備え、該スアリング機構には前記掘削連続体および前記
ノ−ズ部材の双方と連通する貫通した流体通路が配設さ
れて、粘性流体が前記ノズル手段のオリフィスを介して
流れることができるようにしており、前記屈曲自在の部
材は前記第１の端部と第２の端部との間で除去される部
分を有することにより屈曲自在となっている管状部材を
備え、前記ステアリング機構は更に前記管状部材の前記
第１の端部と前記第２の端部に近接して前記管状部材に
内設された室との間を延びる中空ロッドを備え、前記ロ
ッドには前記室内で摺動自在であるように一端に隣接し
てピストンが配設されているとともに、他端が前記管状
部材の第１の端部に固着されており、前記室は前記ロッ
ドと前記管状部材の前記第２の端部を介して前記通路と
連通することにより、前記室における流体圧の増加によ
り前記ピストンが前記室内で動いて前記ロッドが前記屈
曲自在の部材を前記長手方向の軸線と整合するように屈
曲させるとともに、前記機構にステアリング作用を及ぼ
すことを特徴とする構成に係る。
アリング装置が提供されている。この装置は、貫通路
と、粘性流体を放出することができるノズル手段とを有
するノ−ズ部材を備え、前記ノズル手段には自由端部に
所定の圧力に対応して制限された流体だけを流すことが
できる所定の直径のオリフィスが設けられ、その時点で
到達する流体圧の増加により前記オリフィスの上流の流
体圧を増加させるようになっており、更に長手方向の軸
線と第１および第２の端部とを有し、前記長手方向の軸
線に対して角度をなして延びるとともに、前記第１の端
部が前記ノ−ズ部材に作動連結されかつ前記第２の端部
が後続の中空掘削手段の連続体に作動連結されるように
なっている屈曲自在の部材を有するステアリング機構を
備え、該スアリング機構には前記掘削連続体および前記
ノ−ズ部材の双方と連通する貫通した流体通路が配設さ
れて、粘性流体が前記ノズル手段のオリフィスを介して
流れることができるようにしており、前記屈曲自在の部
材は前記第１の端部と第２の端部との間で除去される部
分を有することにより屈曲自在となっている管状部材を
備え、前記ステアリング機構は更に前記管状部材の前記
第１の端部と前記第２の端部に近接して前記管状部材に
内設された室との間を延びる中空ロッドを備え、前記ロ
ッドには前記室内で摺動自在であるように一端に隣接し
てピストンが配設されているとともに、他端が前記管状
部材の第１の端部に固着されており、前記室は前記ロッ
ドと前記管状部材の前記第２の端部を介して前記通路と
連通することにより、前記室における流体圧の増加によ
り前記ピストンが前記室内で動いて前記ロッドが前記屈
曲自在の部材を前記長手方向の軸線と整合するように屈
曲させるとともに、前記機構にステアリング作用を及ぼ
すことを特徴とする構成に係る。
【０００７】本発明の別の観点によれば、地中穿孔方法
が提供されている。この方法は、所定のパタ−ンの粘性
流体を放出して下層土を撹乱しかつ排出することにより
孔を第１の方向に形成するノズル手段を備えたノ−ズ部
材を提供する工程と、前記ノ−ズ部材を長手方向の軸線
を有する屈曲自在の機構を介して後続の長い掘削パイプ
に連結する工程を備え、前記屈曲自在の部材は前記長手
方向の軸線に対して鋭角をなして延びるチュ−ブ状部材
と掘削パイプおよびノ−ズ部材に流体連通するように貫
通して延びる通路を有するロッドとを備え、該ロッドは
一端が屈曲自在の部材の一端に固着して連結されるとと
もに他端が屈曲部材の他端に摺動自在に連結されてお
り、更に前記ノ−ズ部材に第１の所定の圧力の前記流体
を供給すると同時に、前記後続掘削パイプに回転作用を
与えて下層土に穿孔を形成する工程と、前記回転作用を
間欠的に停止するとともに粘性流体の前記所定の流体圧
を第２の所定の圧力まで高めて屈曲自在の部材に対して
ロッドの前記他端を動かすことにより前記ノズル手段と
前記後続パイプの掘削方向を変更して前記屈曲自在の部
材を曲げて前記長手方向の軸線と整合させ、次いで前記
粘性流体の圧力を前記第１の所定の圧力まで下げること
により前記屈曲自在の部材が緩んで前記長手方向の軸線
に対して角度なす状態に復帰するようにするとともに、
前記掘削パイプを回転させて前記第１の所定の圧力での
前記流体流により前記孔の形成を継続する工程とを備え
ることを特徴とする構成に係る。
が提供されている。この方法は、所定のパタ−ンの粘性
流体を放出して下層土を撹乱しかつ排出することにより
孔を第１の方向に形成するノズル手段を備えたノ−ズ部
材を提供する工程と、前記ノ−ズ部材を長手方向の軸線
を有する屈曲自在の機構を介して後続の長い掘削パイプ
に連結する工程を備え、前記屈曲自在の部材は前記長手
方向の軸線に対して鋭角をなして延びるチュ−ブ状部材
と掘削パイプおよびノ−ズ部材に流体連通するように貫
通して延びる通路を有するロッドとを備え、該ロッドは
一端が屈曲自在の部材の一端に固着して連結されるとと
もに他端が屈曲部材の他端に摺動自在に連結されてお
り、更に前記ノ−ズ部材に第１の所定の圧力の前記流体
を供給すると同時に、前記後続掘削パイプに回転作用を
与えて下層土に穿孔を形成する工程と、前記回転作用を
間欠的に停止するとともに粘性流体の前記所定の流体圧
を第２の所定の圧力まで高めて屈曲自在の部材に対して
ロッドの前記他端を動かすことにより前記ノズル手段と
前記後続パイプの掘削方向を変更して前記屈曲自在の部
材を曲げて前記長手方向の軸線と整合させ、次いで前記
粘性流体の圧力を前記第１の所定の圧力まで下げること
により前記屈曲自在の部材が緩んで前記長手方向の軸線
に対して角度なす状態に復帰するようにするとともに、
前記掘削パイプを回転させて前記第１の所定の圧力での
前記流体流により前記孔の形成を継続する工程とを備え
ることを特徴とする構成に係る。
【０００８】
【作用】上記構成の本発明においては、掘削パイプ連続
体の長手方向の軸線に対して角度をなした形状をなして
いるステアリング機構は、穿孔に必要な圧力よりも高い
圧力の掘削流体を印加すると、略直線状の、掘削パイプ
連続体の長手方向の軸線と整合した形状となり、穿孔を
直線的に行なうことができるようになる。
体の長手方向の軸線に対して角度をなした形状をなして
いるステアリング機構は、穿孔に必要な圧力よりも高い
圧力の掘削流体を印加すると、略直線状の、掘削パイプ
連続体の長手方向の軸線と整合した形状となり、穿孔を
直線的に行なうことができるようになる。
【０００９】
【実施例】図３および図４について説明すると、先行技
術の装置の掘削およびステアリングアセンブリ２０が図
示されている。アセンブリ２０は、パイプ連続体１８の
雌ねじ２１とチュ−ブ４１の雄ねじ端部２２とにより、
パイプ連続体１８の端部に螺合されている。所要の場合
には、カップリングを、最後の掘削パイプと穿孔ヘッド
とに間に挿入して、ねじを整合させることができる。水
もしくは水／ベトナイト(Betonite)スラリまたはその他
の従来の切削流体のような流体は、約１０５乃至１４０
ｋｇ／ｃｍ2 （約１５００乃至２０００ポンド／平方イ
ンチ）の圧力で供給されて、パイプ１８、ステアリング
機構４０の通路５３、通路３５およびノ−ズ(nose)部材
３０の通路３３を通り、ノズル３５（ａ）および３５
（ｂ）のカ−バイドインサ−ト３６、３７を介して出
る。ノズル３５（ａ）および３５（ｂ）は、流体の噴射
をノ−ズ部材３０の長手方向の軸線と平行するように方
向づけ、下層土を撹乱しかつ排出するとともに、アセン
ブリ２０を前進させることにより穿孔を形成する。流体
が通路３３において後退することなくノズルを通過する
ことができるように流体流が形成されている場合には、
アセンブリ２０は、掘削パイプ連続体１８の回転および
進行に伴って、後続の掘削連続体の長手方向の軸線に沿
って移動を続ける。
術の装置の掘削およびステアリングアセンブリ２０が図
示されている。アセンブリ２０は、パイプ連続体１８の
雌ねじ２１とチュ−ブ４１の雄ねじ端部２２とにより、
パイプ連続体１８の端部に螺合されている。所要の場合
には、カップリングを、最後の掘削パイプと穿孔ヘッド
とに間に挿入して、ねじを整合させることができる。水
もしくは水／ベトナイト(Betonite)スラリまたはその他
の従来の切削流体のような流体は、約１０５乃至１４０
ｋｇ／ｃｍ2 （約１５００乃至２０００ポンド／平方イ
ンチ）の圧力で供給されて、パイプ１８、ステアリング
機構４０の通路５３、通路３５およびノ−ズ(nose)部材
３０の通路３３を通り、ノズル３５（ａ）および３５
（ｂ）のカ−バイドインサ−ト３６、３７を介して出
る。ノズル３５（ａ）および３５（ｂ）は、流体の噴射
をノ−ズ部材３０の長手方向の軸線と平行するように方
向づけ、下層土を撹乱しかつ排出するとともに、アセン
ブリ２０を前進させることにより穿孔を形成する。流体
が通路３３において後退することなくノズルを通過する
ことができるように流体流が形成されている場合には、
アセンブリ２０は、掘削パイプ連続体１８の回転および
進行に伴って、後続の掘削連続体の長手方向の軸線に沿
って移動を続ける。
【００１０】圧力が通常の作動圧を越えたレベルに高ま
ると、室４７に背圧が生じ、室４７内のピストン５５を
図４において左側へ移動させる。ピストン５５がこのよ
うに移動することにより、プッシュロッド５０もまた左
へ移動し、チュ−ブ４１を図４に示すように下方へ曲げ
る。移動の度合いは、通常の作動圧を越える圧力の増大
の程度による。プッシュロッド５０を、外径が約１．３
ｃｍ（１／２インチ）で通路５３が約０．５ｃｍ（３／
１６インチ）の鋼から形成するとすると、カ−バイドイ
ンサ−ト３６と３７はそれぞれ、約０．０３８ｍｍ
（０．０１５インチ）のオリフィスを有し、約２１１ｋ
ｇ／ｃｍ2 （３０００ＰＳＩ）に達する圧力の増加によ
りノ−ズ部材３０のノズル端部の撓みは約１．９ｃｍ
（３／４インチ）となり、一方、圧力が約２８１ｋｇ／
ｃｍ2 （約４０００ＰＳＩ）に増加すると、ノ−ズ部材
３０のノズル端部の撓みは約３．８ｃｍ（約１・１／２
インチ）となる。
ると、室４７に背圧が生じ、室４７内のピストン５５を
図４において左側へ移動させる。ピストン５５がこのよ
うに移動することにより、プッシュロッド５０もまた左
へ移動し、チュ−ブ４１を図４に示すように下方へ曲げ
る。移動の度合いは、通常の作動圧を越える圧力の増大
の程度による。プッシュロッド５０を、外径が約１．３
ｃｍ（１／２インチ）で通路５３が約０．５ｃｍ（３／
１６インチ）の鋼から形成するとすると、カ−バイドイ
ンサ−ト３６と３７はそれぞれ、約０．０３８ｍｍ
（０．０１５インチ）のオリフィスを有し、約２１１ｋ
ｇ／ｃｍ2 （３０００ＰＳＩ）に達する圧力の増加によ
りノ−ズ部材３０のノズル端部の撓みは約１．９ｃｍ
（３／４インチ）となり、一方、圧力が約２８１ｋｇ／
ｃｍ2 （約４０００ＰＳＩ）に増加すると、ノ−ズ部材
３０のノズル端部の撓みは約３．８ｃｍ（約１・１／２
インチ）となる。
【００１１】長い掃引カ−ブを形成して穿孔通路に物体
を通し、あるいは埋設した物体の下方に穿孔を形成して
から地表に戻るようにするためには、アセンブリ２０を
湾曲した通路に従わせるのが必要でありあるいは望まし
い。これは、真直ぐな掘削部がカ−ブに近づくようにス
テアリング機構４０を何回も曲げることにより行なうこ
とができる。ステアリング機構をこのように連続して曲
げると、部分４４を除去してチュ−ブ４１に一層大きい
可撓性を付与することにより弱められたステンレス鋼チ
ュ−ブ４１に、多大の歪がかかることになる。曲げるこ
となく操作を行なう場合にも、弱められたチュ−ブ４１
は金属疲労による損傷を受ける。曲がった状態での穿孔
の形成を容易にするために、本発明の掘削およびステア
リングアセンブリ８０は、非作動状態で、例えば、溶接
部８８でチュ−ブ８６に接合されているノ−ズ部材３０
が中心線９０にある長手方向の軸線に対して鋭角をなす
ようにチュ−ブ８６が予備成形されたステアリング機構
８２を備えている。プッシュロッド９２がチュ−ブ８６
の下部に再配置され、その通路９４が通路８４によりノ
−ズ部３０の通路３３と連通するように形成されてい
る。
を通し、あるいは埋設した物体の下方に穿孔を形成して
から地表に戻るようにするためには、アセンブリ２０を
湾曲した通路に従わせるのが必要でありあるいは望まし
い。これは、真直ぐな掘削部がカ−ブに近づくようにス
テアリング機構４０を何回も曲げることにより行なうこ
とができる。ステアリング機構をこのように連続して曲
げると、部分４４を除去してチュ−ブ４１に一層大きい
可撓性を付与することにより弱められたステンレス鋼チ
ュ−ブ４１に、多大の歪がかかることになる。曲げるこ
となく操作を行なう場合にも、弱められたチュ−ブ４１
は金属疲労による損傷を受ける。曲がった状態での穿孔
の形成を容易にするために、本発明の掘削およびステア
リングアセンブリ８０は、非作動状態で、例えば、溶接
部８８でチュ−ブ８６に接合されているノ−ズ部材３０
が中心線９０にある長手方向の軸線に対して鋭角をなす
ようにチュ−ブ８６が予備成形されたステアリング機構
８２を備えている。プッシュロッド９２がチュ−ブ８６
の下部に再配置され、その通路９４が通路８４によりノ
−ズ部３０の通路３３と連通するように形成されてい
る。
【００１２】流体は、掘削パイプ１８と通路４８を介し
て室４７に導入される。導入された流体の圧力がノ−ズ
部材３０の先端においてノズルから放出される圧力レベ
ルよりも低い場合には、チュ−ブ８６は図１に示すよう
な形状を保持し、ノ−ズ部材３０を曲がった孔を穿つよ
うに配置する。
て室４７に導入される。導入された流体の圧力がノ−ズ
部材３０の先端においてノズルから放出される圧力レベ
ルよりも低い場合には、チュ−ブ８６は図１に示すよう
な形状を保持し、ノ−ズ部材３０を曲がった孔を穿つよ
うに配置する。
【００１３】流体の圧力をこのレベルよりも高くする
と、背圧が通路３３に発生し、ピストン５５を図１にお
いて左に付勢する圧力をピストン５５の後方に発生させ
る。これにより、プッシュロッド９２も左に付勢されて
ノ−ズ部材３０を時計廻り方向へ回転させることによ
り、ノ−ズ部材は図２に示すように長手方向の軸線即ち
中心線９０に沿った位置を取る。これにより、掘削およ
びステアリングアセンブリ８０は、長手方向の軸線９０
と共軸をなす直線に沿って進むことになる。印加された
流体の圧力を下げると、アセンブリ８０は図１に示すよ
うに偏向位置へ復帰することができる。
と、背圧が通路３３に発生し、ピストン５５を図１にお
いて左に付勢する圧力をピストン５５の後方に発生させ
る。これにより、プッシュロッド９２も左に付勢されて
ノ−ズ部材３０を時計廻り方向へ回転させることによ
り、ノ−ズ部材は図２に示すように長手方向の軸線即ち
中心線９０に沿った位置を取る。これにより、掘削およ
びステアリングアセンブリ８０は、長手方向の軸線９０
と共軸をなす直線に沿って進むことになる。印加された
流体の圧力を下げると、アセンブリ８０は図１に示すよ
うに偏向位置へ復帰することができる。
【００１４】以上のように本発明の新規な構成の基本的
な特徴を好ましい実施例に関して説明したが、例示した
装置の構成および動作について、本発明の精神と範囲と
から逸脱することなく種々の変更を行なうことができ
る。
な特徴を好ましい実施例に関して説明したが、例示した
装置の構成および動作について、本発明の精神と範囲と
から逸脱することなく種々の変更を行なうことができ
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、例えば、幅の広いまたは長い曲がった孔を形成す
ることが必要な場合にも、掘削およびステアリングアセ
ンブリの損傷を有効に防止することにより、装置の耐久
性を改善することができるとともに、作業効率を高める
ことができる。
ので、例えば、幅の広いまたは長い曲がった孔を形成す
ることが必要な場合にも、掘削およびステアリングアセ
ンブリの損傷を有効に防止することにより、装置の耐久
性を改善することができるとともに、作業効率を高める
ことができる。
【図１】通常の掘削状態にある本発明の装置のノ−ズア
センブリおよびステアリング部を示す側面図である。
センブリおよびステアリング部を示す側面図である。
【図２】後続の掘削パイプ連続体の長手方向の軸線に沿
って直線移動するように作動される本発明の装置のノ−
ズアセンブリとステアリング部を示す側面図である。
って直線移動するように作動される本発明の装置のノ−
ズアセンブリとステアリング部を示す側面図である。
【図３】通常の掘削状態にある先行技術の装置のノ−ズ
アセンブリとステアリング部を示す側面図である。
アセンブリとステアリング部を示す側面図である。
【図４】ステアリング機構の部分を切断して示し、向き
を変えた状態にある図３のノ−ズアセンブリとステアリ
ング部の部分切断側面図である。
を変えた状態にある図３のノ−ズアセンブリとステアリ
ング部の部分切断側面図である。
１８ 後続パイプ連続体 ２０ 掘削およびステアリングアセンブリ ２１ 雌ねじ ２２ 雄ねじ端部 ３０ ノ−ズ部材 ３３ 通路 ３５ａ、３５ｂ ノズル ３６、３７ カ−バイドインサ−ト ４０ ステアリング機構 ４１ チュ−ブ ４４ チュ−ブの除去部分 ４５ 通路 ４７ 室 ５０ プッシュロッド ５３ チュ−ブ ５５ ピストン ８０ 掘削およびステアリングアセンブリ ８２ ステアリング機構 ８６ チュ−ブ ８８ 溶接部 ９０ 中心線 ９２ プッシュロッド ９４ 通路
Claims (12)
- 【請求項１】 貫通路と、軸線と平行に整合して粘性流
体を放出するノズル手段とを有するノ−ズ部材と、ノ−
ズ部材を支持するとともに、長手方向の軸線と第１およ
び第２の端部とを有する屈曲自在の部材を有するステア
リング機構とを備え、前記屈曲自在の部材は前記長手方
向の軸線に対して角度なして延びるとともに、前記第１
の端部は前記ノ−ズ部材に作動連結されかつ前記第２の
端部は後続の中空掘削部材の連続体に作動連結されるよ
うに形成されており、更に前記屈曲自在の部材の第１の
端部と第２の端部とに間に連結されかつ所定の圧力の粘
性流体が流通するように前記掘削連続体および前記ノ−
ズ部材の双方と連通する通路を有するロッドを備え、前
記ステアリング機構は前記掘削連続体から前記ステアリ
ング機構に流れ込む粘性流体の所定の圧力の増加に単独
で応答して前記屈曲自在の部材を前記長手方向の軸線と
整合して曲がるように付勢することにより、前記ノ−ズ
部材および後続掘削連続体の方向を変える手段を備える
ことを特徴とする地中掘削工具のステアリング装置。 - 【請求項２】 前記圧力の増加に応答して前記ステアリ
ング機構を曲げる前記手段は、前記ロッドの一端を前記
ステアリング機構の一端に固着する手段と、所定の流体
圧の前記変化により前記ロッドを長手方向へ動かして前
記屈曲自在の部材を屈曲動させるように前記ロッドの他
端を前記ステアリング機構の他端に可動自在に取着する
手段とを備え、前記ロッドは前記ステアリング機構の前
記第１の端部と前記第２の端部との間を実質上延びるよ
うに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の
装置。 - 【請求項３】 前記ロッドは前記屈曲自在の部材の前記
第１の端部付近に固定されかつ前記屈曲自在の部材の前
記第２の端部に対して長手方向に可動自在となっている
ことを特徴とする請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記屈曲自在の部材は屈曲することがで
きるように形成されかつ配設されたチュ−ブ状部材を備
えることを特徴とする請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記チュ−ブ状部材の前記第２の端部は
加圧流体を受ける室を内部に有するように形成されると
ともに、前記ロッドの他端は前記室内に配置されるピス
トンとして形成され、前記圧力の増加を前記室内で受け
ると前記ピストンが前記チュ−ブ状部材の前記第１の端
部へ向けて動かされることにより、前記ロッドが前記チ
ュ−ブ状部材に屈曲運動を与えることを特徴とする請求
項４に記載の装置。 - 【請求項６】 所定の流体圧の増加により上流の流体圧
が高まるように所定の流体圧に関して限定された流体流
だけを通すことができるように前記ノ−ズ部材に配設さ
れた所定の径のオリフィスと、該オリフィスの前記上流
に位置するように前記ステアリング機構に内設されかつ
所定の流体圧の前記増加に単独で応答して前記ロッドを
長手方向へ動かすことにより前記屈曲自在の部材を屈曲
動させるピストン手段とを備えることを特徴とする請求
項１に記載の装置。 - 【請求項７】 背圧を生ずる所定の径の前記オリフィス
は前記ノ−ズ部材の終端において前記ノズル手段に内設
されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記オリフィスは前記ステアリング機構
の第１の端部に配置されていることを特徴とする請求項
６に記載の装置。 - 【請求項９】 前記チュ−ブ状部材は前記第１の端部と
第２の端部との間の部分を除去することにより屈曲性を
提供するように形成されかつ配設されていることを特徴
とする請求項４に記載の装置。 - 【請求項１０】 貫通路と、粘性流体を放出することが
できるノズル手段とを有するノ−ズ部材を備え、前記ノ
ズル手段には自由端部に所定の圧力に対応して制限され
た流体だけを流すことができる所定の直径のオリフィス
が設けられ、その時点で到達する流体圧の増加により前
記オリフィスの上流の流体圧を増加させるようになって
おり、更に長手方向の軸線と第１および第２の端部とを
有し、前記長手方向の軸線に対して角度をなして延びる
とともに、前記第１の端部が前記ノ−ズ部材に作動連結
されかつ前記第２の端部が後続の中空掘削手段の連続体
に作動連結されるようになっている屈曲自在の部材を有
するステアリング機構を備え、該ステアリング機構には
前記掘削連続体および前記ノ−ズ部材の双方と連通する
貫通した流体通路が配設されて、粘性流体が前記ノズル
手段のオリフィスを介して流れることができるようにし
ており、前記屈曲自在の部材は前記第１の端部と第２の
端部との間で除去される部分を有することにより屈曲自
在となっている管状部材を備え、前記ステアリング機構
は更に前記管状部材の前記第１の端部と前記第２の端部
に近接して前記管状部材に内設された室との間を延びる
中空ロッドを備え、前記ロッドには前記室内で摺動自在
であるように一端に隣接してピストンが配設されている
とともに、他端が前記管状部材の第１の端部に固着され
ており、前記室は前記ロッドと前記管状部材の前記第２
の端部を介して前記通路と連通することにより、前記室
における流体圧の増加により前記ピストンが前記室内で
動いて前記ロッドが前記屈曲自在の部材を前記長手方向
の軸線と整合するように屈曲させるとともに、前記機構
にステアリング作用を及ぼすことを特徴とする地中掘削
工具のステアリング装置。 - 【請求項１１】 所定の流体圧の前記増加に応答して前
記屈曲自在の部材を屈曲させる前記手段は前記屈曲自在
の部材が自由に屈曲するように流体の増加する圧力変化
に応答して前記ロッドを長手方向へ動かす手段を備える
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 所定のパタ−ンの粘性流体を放出して
下層土を撹乱しかつ排出することにより孔を第１の方向
に形成するノズル手段を備えたノ−ズ部材を提供する工
程と、前記ノ−ズ部材を長手方向の軸線を有する屈曲自
在の機構を介して後続の長い掘削パイプに連結する工程
を備え、前記屈曲自在の部材は前記長手方向の軸線に対
して鋭角をなして延びるチュ−ブ状部材と掘削パイプお
よびノ−ズ部材に流体連通するように貫通して延びる通
路を有するロッドとを備え、該ロッドは一端が屈曲自在
の部材の一端に固着して連結されるとともに他端が屈曲
部材の他端に摺動自在に連結されており、更に前記ノ−
ズ部材に第１の所定の圧力の前記流体を供給すると同時
に、前記後続掘削パイプに回転作用を与えて下層土に穿
孔を形成する工程と、前記回転作用を間欠的に停止する
とともに粘性流体の前記所定の流体圧を第２の所定の圧
力まで高めて屈曲自在の部材に対してロッドの前記他端
を動かすことにより前記ノズル手段と前記後続パイプの
掘削方向を変更して前記屈曲自在の部材を曲げて前記長
手方向の軸線と整合させ、次いで前記粘性流体の圧力を
前記第１の所定の圧力まで下げることにより前記屈曲自
在の部材が緩んで前記長手方向の軸線に対して角度なす
状態に復帰するようにするとともに、前記掘削パイプを
回転させて前記第１の所定の圧力での前記流体流により
前記孔の形成を継続する工程とを備えることを特徴とす
る地中穿孔方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/670,744 | 1991-03-15 | ||
| US07/670,744 US5096003A (en) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | Method and apparatus for subsoil drilling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0617587A true JPH0617587A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=24691693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4069316A Pending JPH0617587A (ja) | 1991-03-15 | 1992-02-20 | 地中掘削方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5096003A (ja) |
| EP (1) | EP0504120A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0617587A (ja) |
| CA (1) | CA2056948A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101416047B1 (ko) * | 2013-01-16 | 2014-07-08 | 대림통상 주식회사 | 전자식 샤워수전 |
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|---|---|---|---|---|
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| US5297641A (en) * | 1992-12-28 | 1994-03-29 | Falgout Sr Thomas E | Drilling deviation control tool |
| US6470974B1 (en) | 1999-04-14 | 2002-10-29 | Western Well Tool, Inc. | Three-dimensional steering tool for controlled downhole extended-reach directional drilling |
| US6467557B1 (en) | 1998-12-18 | 2002-10-22 | Western Well Tool, Inc. | Long reach rotary drilling assembly |
| WO2015142333A1 (en) | 2014-03-20 | 2015-09-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Automated locking joint in a wellbore tool string |
| CN112761616B (zh) * | 2021-02-04 | 2023-11-28 | 重庆平山机电设备有限公司 | 一种分支孔钻孔角度监测装置及钻孔施工方法 |
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| US2643859A (en) * | 1949-11-12 | 1953-06-30 | Brown Guy Eastman | Deflecting tool |
| US3190374A (en) * | 1960-12-22 | 1965-06-22 | Neyrpic Ets | Soil drilling apparatus having means to change the direction of the drill |
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| US4957173A (en) * | 1989-06-14 | 1990-09-18 | Underground Technologies, Inc. | Method and apparatus for subsoil drilling |
-
1991
- 1991-03-15 US US07/670,744 patent/US5096003A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-04 CA CA002056948A patent/CA2056948A1/en not_active Abandoned
-
1992
- 1992-02-19 EP EP92850037A patent/EP0504120A1/en not_active Ceased
- 1992-02-20 JP JP4069316A patent/JPH0617587A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101416047B1 (ko) * | 2013-01-16 | 2014-07-08 | 대림통상 주식회사 | 전자식 샤워수전 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0504120A1 (en) | 1992-09-16 |
| CA2056948A1 (en) | 1992-09-16 |
| US5096003A (en) | 1992-03-17 |
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