JP2002180775A - パッカー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造がシンプルで、破損しにくいパッカーを
提供する。 【解決手段】 液状物を通すことが可能の通液筒体42の
外周側に、作動流体圧により膨張可能な筒形の膨張体43
を嵌合し、膨張体43の両端部を締付金具44により通液筒
体42に締付固定する。膨張体43の内部に補強繊維48を設
ける。通液筒体42の内空部に内管45を挿入し、この内管
45より通液筒体42と膨張体43との間に作動流体圧を供給
して膨張体43を膨張させる。膨張体43は、ボーリング掘
削した掘削孔の内壁に密着して、掘削孔内を区画シール
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作動流体圧により
膨張可能な膨張体を備えたパッカーに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に示されるように、ボーリング掘削
された掘削孔11にパイプ12を介して挿入されたパッカー
13は、パイプ12の外部に配設されたホース14で供給され
た空圧または水圧により、図示のように膨張して孔11の
内壁に密着し、崩壊性軟弱地層においても孔11を維持し
ながら、孔11内を区画シールすることができる。

【０００３】このパッカー13により上側孔内空間からシ
ールされた下側孔内空間に、パイプ12内を経てノズル15
の先端部に供給されたグラウト16を注入する。水を注入
して透水テストに用いるなどの他の目的にも使用でき
る。

【０００４】図８に示されるように、前記パッカー13
は、管部材21の外周側に、空圧または水圧の作動流体圧
により膨張可能な円筒形のゴム部材22が嵌合され、この
ゴム部材22の上端に固定された接続金具23は、Оリング
24を介して上端部材25に螺合され、また、ゴム部材22の
下端に固定された接続金具26は、Оリング27を介して下
端部材28に螺合され、この下端部材28は、パッキング29
を介して管部材21に摺動自在に嵌合されている。管部材
21の下端部が前記ノズル15となる。

【０００５】さらに、管部材21とゴム部材22との隙間
が、上端部材25に穿設された孔31を経て、上端部材25の
上面に螺入されたニップル32に連通され、このニップル
32に前記ホース14が接続されている。

【０００６】そして、このホース14より管部材21とゴム
部材22との隙間に作動流体圧が供給されると、図７に示
されるようにゴム部材22が膨張する。その際、下端部材
28が上方へ移動する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のパ
ッカー13は、外部に設けられたホース14から作動流体圧
の供給を受けるので、ニップル32からゴム部材22の内側
まで作動流体圧の通路を確保するための複雑な構造とな
らざるを得ない。

【０００８】さらに、パッカー13から外部に引出された
ホース14が外部の障害物に引掛るなどした場合は、破損
するおそれもある。

【０００９】また、複数の地層に対応して、複数のパッ
カー13を直列に接続して用いる場合もあるが、そのよう
な場合は、下端部材28にも、上端部材25の孔31およびニ
ップル32と同様の孔およびニップルを設けて、上側パッ
カーの下端ニップルと、下側パッカーの上端ニップルと
を、ホースで順次接続する構造にしなくてはならないの
で、全てのパッカーにおいてゴム部材22の内圧が等しく
なり、地層の硬さなどに応じたパッカー毎の個別調整が
できない。

【００１０】このように、複数のパッカーに一律の作動
流体圧が供給されるから、崩壊性軟弱地層を破壊する場
合も生じ、シール不能、測定器具の挿入不能などの問題
が生ずる。

【００１１】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、構造がシンプルで、また破損しにくいパッカーを
提供することを目的とし、また、複数の個別調整が可能
のパッカーを提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、液状物を通すことが可能の通液筒体と、通液筒体
の外周側に嵌合され作動流体圧により膨張可能な筒形の
膨張体と、膨張体の両端部を通液筒体に締付固定する締
付金具と、通液筒体の内空部に挿入され通液筒体と膨張
体との間に作動流体圧を供給して膨張体を膨張させる内
管とを具備したパッカーであり、これにより、締付金具
により膨張体の両端部を通液筒体に締付固定するから、
構造がシンプルで、製作容易となり、また、通液筒体と
膨張体との間に作動流体圧を供給して膨張体を膨張させ
る内管を通液筒体の内空部に挿入したから、内管が外部
の障害物に引掛るなどのおそれがなく、破損しにくい。

【００１３】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載のパッカーにおける膨張体は、内部に補強繊維が設け
られた筒形のゴム体であり、これにより、膨張体は、ゴ
ム体のみでは耐えられない高圧の作動流体圧にも補強繊
維により耐え得るので、硬い地層などに対して高圧で接
触し、より確実にシールする。

【００１４】請求項３に記載された発明は、請求項１ま
たは２記載のパッカーにおける膨張体の無圧時の外径
が、締付金具の外径と同径以下に形成されたものであ
り、これにより、膨張体が作動流体圧の供給を受けて拡
径したときの膨らみ代に余裕が生じ、締付金具の端部の
外径側に位置する角部の膨張体への食込みを防止し、膨
張体の損傷を防止する。

【００１５】請求項４に記載された発明は、請求項１乃
至３のいずれか記載のパッカーにおける締付金具が、膨
張体の拡径部と対向する端部を円弧断面に形成されたも
のであり、これにより、膨張体が作動流体圧の供給を受
けて拡径したときに、締付金具の端部に膨張体が接触し
た場合でも、端部の円弧断面により膨張体の損傷を防止
する。

【００１６】請求項５に記載された発明は、請求項１乃
至４のいずれか記載のパッカーにおける締付金具が、膨
張体の拡径部と対向する端部の内周面に膨張体の逃げ代
溝を有するものであり、これにより、膨張体が作動流体
圧の供給を受けて拡径したときの膨らみ代に余裕が生
じ、締付金具の端部の内径側に位置する角部の膨張体へ
の食込みを和らげ、膨張体の損傷を防止する。

【００１７】請求項６に記載された発明は、請求項１乃
至５のいずれか記載のパッカーにおいて、複数の通液筒
体が直列に接続され、各通液筒体内に内管がそれぞれ個
別に接続されたものであり、これにより、複数の内管で
複数のパッカー毎に作動流体圧の供給を選択または調整
でき、複数のパッカーを使用、不使用に応じて選択的に
膨張させたり、地層の硬さなどに応じて個別に作動流体
圧を調整することで、崩壊性軟弱地層の破壊を防止した
りする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１乃至図４を参照しながら、他の実施の形態を図５を参
照しながら、また、使用例を図６を参照しながら説明す
る。

【００１９】図１にはフィックスエンドパッカー41が示
されており、液状物を通すことが可能の通液筒体42と、
通液筒体42の外周側に嵌合され作動流体圧により膨張可
能な筒形の膨張体43と、膨張体43の両端部を通液筒体42
に締付固定する締付金具44と、通液筒体42の内空部に挿
入され通液筒体42と膨張体43との間に作動流体圧を供給
して膨張体43を膨張させる内管45とを具備している。

【００２０】通液筒体42は、膨張体43が嵌合された上下
部外周面に、膨張体43の軸方向の相対的滑りを防止する
ための多数の係止溝46を形成してなり、さらに、膨張体
43から突出された上下両端部の外周面にパイプ接続用の
ねじ溝47が形成されている。

【００２１】膨張体43は、内部に補強繊維48が設けられ
た筒形のゴム体であり、補強繊維48は、化学繊維などを
使用し、補強層を縦方向のみに配置し、ゴム膨らみ形状
や補強層の剥離に対して有効に作用する構造となってい
る。

【００２２】締付金具44は、かしめられて膨張体43を通
液筒体42に締付固定するスリーブ状の金具であり、無圧
時の膨張体43の外径より大径の外径を有し、また、膨張
体43の膨らみに対しては、膨張体43を傷付けないような
特殊な形状をしており、耐圧力および膨らみ代に余裕が
ある。この点は、後で詳述する。

【００２３】内管45は、空圧または水圧などの作動流体
圧を供給するための金属管およびホースを含む配管であ
り、通液筒体42を内側から貫通して外周面に開口した状
態で通液筒体42に溶接付けされている。この内管45の上
端には管継手49が設けられ、この管継手49を介して、地
上から作動流体圧を供給するための配管（図示せず）が
接続される。

【００２４】図２に示されるように、膨張体43の無圧時
の外径は、締付金具44の外径と同径以下に形成されて、
段差51が設定され、また、図３に示されるように膨張体
43の加圧時の外径は、締付金具44の外径より拡径して、
突出量52が確保されるが、膨張体43の無圧時の外径が、
締付金具44の外径と同径以下に形成されたことから、膨
張体43が作動流体圧の供給を受けて拡径したときの膨ら
み代に余裕が生じ、締付金具44にて膨張体43の拡径部と
対向する端部53の外径側に位置する角部54の膨張体43へ
の食込みを防止でき、膨張体43の損傷を防止できる。

【００２５】また、図２乃至図４に示されるように、締
付金具44は、膨張体43の拡径部と対向する端部53の外径
側の角部54および内径側の角部55を円弧断面に形成され
たものであり、これによって、膨張体43が作動流体圧の
供給を受けて拡径したときに、締付金具44の端部53に膨
張体43が接触した場合でも、端部53の角部54，55の円弧
断面により膨張体43の損傷を防止できる。

【００２６】さらに、図４に示されるように、締付金具
44の内周面には、膨張体43の滑りを防止する凹溝56が形
成されているとともに、膨張体43の拡径部と対向する締
付金具44の端部53の内周面には、締付金具44をかしめた
ときに膨張体43の逃げ代となる逃げ代溝57を有する。こ
れによって、膨張体43が作動流体圧の供給を受けて拡径
したときの膨らみ代に余裕が生じ、締付金具44の端部53
の内径側に位置する角部55の膨張体43への食込みを和ら
げ、膨張体43の損傷を防止できる。

【００２７】図５は、他の実施の形態を示し、そのパッ
カー41aは、通液筒体42の両端部に形成されたねじ溝47
に、Оリング58を介して接続筒体59がそれぞれ螺合され
たものであり、その他の構造および作用は、図１に示さ
れたパッカー41と同様であるから、説明を省略する。

【００２８】図６は、ボーリング掘削された掘削孔61
に、図１に示された複数のパッカー41がそれらの通液筒
体42に螺合されたパイプ62を介して直列に接続されたも
のが挿入され、各通液筒体42にそれぞれ個別に接続され
た内管45およびこれらの内管45に接続された配管63を経
て、各膨張体43の内側に作動流体圧をそれぞれ個別に供
給するようにした使用例である。

【００２９】次に、これらの実施の形態の作用を説明す
る。

【００３０】図６に示されるように、ボーリング掘削さ
れた掘削孔61の所定深度までパイプ62を介してパッカー
41を挿入して、設置レベルを固定した後、パイプ62およ
び通液筒体42の内部に配設された内管45および配管63を
通して、通液筒体42と膨張体43との間に空圧または水圧
の作動流体圧を供給することにより、膨張体43を図２か
ら図３に示されるように膨張拡径させて、掘削孔61の内
壁に密着させる。これにより、この膨張体43により崩壊
性軟弱地層においても掘削孔61を維持しながら、掘削孔
61内を区画シールすることができる。

【００３１】そして、パイプ62には孔が穿設されてお
り、この孔よりグラウトなどを噴出して、各パッカー41
により区画シールされた掘削孔内空間に、グラウトなど
を選択的に注入できるようにしたり、あるいは、地下水
の圧力、流量を検知、採水できるようにしたり、また必
要に応じて個別に抽送できるようにする。

【００３２】このようなパッカー41は、締付金具44によ
り膨張体43の両端部を通液筒体42に締付固定するから、
構造がシンプルで、製作容易となり、また、通液筒体42
と膨張体43との間に作動流体圧を供給して膨張体43を膨
張させる内管45を通液筒体42の内空部に挿入したから、
内管45が外部の障害物に引掛るなどのおそれがなく、破
損しにくい。

【００３３】また、膨張体43は、ゴム体のみでは耐えら
れない高圧の作動流体圧にも補強繊維48により耐え得る
ので、硬い地層などに対して高圧で接触し、より確実に
シールできる。

【００３４】さらに、既に説明したように、膨張体43が
作動流体圧の供給を受けて拡径したときに、締付金具44
の端部53に膨張体43が接触した場合でも、端部53の角部
54，55の円弧断面により膨張体43の損傷を防止できる。
また、前記段差51の設定や、逃げ代溝57の形成により、
膨張体43が作動流体圧の供給を受けて拡径したときの膨
らみ代に余裕が生じ、締付金具44の端部53の外径側およ
び内径側に位置する角部54，55の膨張体43への食込みを
和らげ、膨張体43の損傷を防止できる。

【００３５】その上、図６に示されるように、ボーリン
グ掘削された掘削孔61に、複数のパッカー41が接続され
たものを挿入した場合は、複数の内管45および配管63で
各々のパッカー41ごとに作動流体圧の供給を選択または
調整でき、複数のパッカー41を使用、不使用に応じて選
択的に膨張させたり、地層の硬さなどに応じて個別に作
動流体圧を調整することで、崩壊性軟弱地層の破壊を防
止したりできる。

【００３６】最後に、膨張体43は、その上端および下端
の両端部が締付金具44により通液筒体42に固定されてい
るから、膨張体43の膨張拡径時の軸方向位置ずれがな
く、複数のパッカー41を多連接続した場合でも、掘削孔
61内での位置決めを正確にできる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、締付金具
により膨張体の両端部を通液筒体に締付固定するから、
構造がシンプルで、製作容易となり、また、通液筒体と
膨張体との間に作動流体圧を供給して膨張体を膨張させ
る内管を通液筒体の内空部に挿入したから、内管が外部
の障害物に引掛るなどのおそれがなく、破損を防止でき
る。

【００３８】請求項２記載の発明によれば、膨張体は、
ゴム体のみでは耐えられない高圧の作動流体圧にも補強
繊維により耐え得るので、硬い地層などに対して高圧で
接触し、より確実なシールができる。

【００３９】請求項３記載の発明によれば、膨張体が作
動流体圧の供給を受けて拡径したときの膨らみ代に余裕
が生じ、締付金具の端部の外径側に位置する角部の膨張
体への食込みを防止でき、膨張体の損傷を防止できる。

【００４０】請求項４記載の発明によれば、膨張体が作
動流体圧の供給を受けて拡径したときに、締付金具の端
部に膨張体が接触した場合でも、端部の円弧断面により
膨張体の損傷を防止できる。

【００４１】請求項５記載の発明によれば、膨張体が作
動流体圧の供給を受けて拡径したときの膨らみ代に余裕
が生じ、締付金具の端部の内径側に位置する角部の膨張
体への食込みを和らげ、膨張体の損傷を防止できる。

【００４２】請求項６記載の発明によれば、複数の内管
で複数のパッカー毎に作動流体圧の供給を選択または調
整でき、複数のパッカーを使用、不使用に応じて選択的
に膨張させたり、地層の硬さなどに応じて個別に作動流
体圧を調整することで、崩壊性軟弱地層の破壊を防止し
たりできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパッカーの一実施の形態を示す断
面図である。

【図２】（Ａ）は同上パッカーの無圧時の正面図、
（Ｂ）はそのときの膨張体と締付金具との境界部分を示
す拡大図である。

【図３】（Ａ）は同上パッカーの加圧時の正面図、
（Ｂ）はそのときの膨張体と締付金具との境界部分を示
す拡大図である。

【図４】同上パッカーにおける締付金具を示す断面図で
ある。

【図５】本発明に係るパッカーの他の実施の形態を示す
断面図である。

【図６】本発明に係るパッカーの使用例を示す説明図で
ある。

【図７】従来のパッカーの使用例を示す説明図である。

【図８】従来のパッカーを示す断面図である。

【符号の説明】

41 パッカー 42 通液筒体 43 膨張体 44 締付金具 45 内管 48 補強繊維 53 端部 57 逃げ代溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川原 正樹 東京都台東区台東二丁目９番５号 株式会 社エヌエルシー内 (72)発明者 伊藤 武美 愛知県小牧市東三丁目１番地 東海ゴム工 業株式会社内 (72)発明者 細谷 真一 埼玉県大宮市吉野町二丁目272番３号 株 式会社ダイヤコンサルタント内 (72)発明者 中田 充彦 埼玉県大宮市吉野町二丁目272番３号 株 式会社ダイヤコンサルタント内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液状物を通すことが可能の通液筒体と、 通液筒体の外周側に嵌合され作動流体圧により膨張可能
   な筒形の膨張体と、 膨張体の両端部を通液筒体に締付固定する締付金具と、 通液筒体の内空部に挿入され通液筒体と膨張体との間に
   作動流体圧を供給して膨張体を膨張させる内管とを具備
   したことを特徴とするパッカー。
2. 【請求項２】 膨張体は、内部に補強繊維が設けられた
   筒形のゴム体であることを特徴とする請求項１記載のパ
   ッカー。
3. 【請求項３】 膨張体の無圧時の外径は、締付金具の外
   径と同径以下に形成されたことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のパッカー。
4. 【請求項４】 締付金具は、膨張体の拡径部と対向する
   端部を円弧断面に形成されたことを特徴とする請求項１
   乃至３のいずれか記載のパッカー。
5. 【請求項５】 締付金具は、膨張体の拡径部と対向する
   端部の内周面に膨張体の逃げ代溝を有することを特徴と
   する請求項１乃至４のいずれか記載のパッカー。
6. 【請求項６】 複数の通液筒体が直列に接続され、 各通液筒体内に内管がそれぞれ個別に接続されたことを
   特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のパッカー。