【発明の詳細な説明】
特に探査ボーリング及び採収ボーリング用に穿孔を掘り下げるための方法及び装
置
本発明は、特に探査ボーリング及び採収ボーリング用に穿孔を掘り下げるため
の方法及び装置に関する。
探査ボーリングは、鉱床の検査のために行なわれ、鉱床にある物質の試料採取
を可能することを意図している。探査ボーリングが掘り下げられるのは、特に、
鉱床が比較的深い所にあり及び／又は鉱床の上面にある水域、例えば湖又は海が
、探鉱縦坑の掘下げを妨げる場合である。
このような採収ボーリングは、底層から鉱床の中味を解し出すために用いられ
る。採収ボーリングの実例として、海底にありかつダイヤモンド包有物を含んだ
海の堆積物の除去を説明しよう。
ダイヤモンドを含んだ堆積物は、大抵は河口の手前で、岩石からなる底に分布
している余りに厚くない層の形で、形成された。ダイヤモンドを含む堆積物物質
を採掘するためには、船から、延長可能なドリルストリングに沿って海底まで降
下される、複数の装置が用いられる。このような装置は比較的大きな直径の孔径
用に設計されている掘削ヘッドを有する。多数のこのような孔が隙間なく相並ん
で空けられるのは、ダイヤモンドを含む物質の全体を出来る限り広範囲に利用す
ることができるためである。
事情によっては、非常に長いロッドに取着された掘削ヘッドがぶつかるときに
、掘削工具の掘削ヘッドが、海底の、孔を掘り下げるべき箇所に直ぐに突進する
のでなくて、特に、海底が僅かに傾斜しているときは、掘削ヘッドが、側方に避
けて、螺旋状にぐるぐると回るという傾向を有する、という問題が生じる。
掘削ヘッドがこのように側方に逸れるのを防止するために、中心に据えるべき
ガイドチップを掘削ヘッドの下方に設置することは既に知られている。このガイ
ドチップは、掘削ヘッドの作用方向に作用する掘削力の下で、堆積層の表面に突
入し、特に、穿孔の最初の段階において、以下の案内を、すなわち、穿孔過程の
はじめに、つまり、掘削ヘッド自体がまだ孔壁を通る側方の案内を被らないとき
に、掘削ヘッドが側方に逸れるのを防止する案内を、引き起こす。
掘削ヘッドが堆積層を殆ど貫通したとき、まず、先行するガイドチップが、そ
の下方にありかつ大抵は岩石からなる底に当るが、底に突入できないか、あるい
は、非常に緩慢にかつ高い摩擦の下でしか突入することができない。そのとき、
掘削ヘッドは堆積層にそれ以上突入することができない。
採収法の経済性は、大多数の相並んだ孔の即座の掘下げに依存しているので、
その時々の穿孔過程は、これまでは、ガイドチップが堆積物の下にある底にぶつ
かる際に、ひどく遅らされ従って不経済になる。
US-PS 3,277,972からは、掘削ヘッドが軟らかい堆積層への突入の際に降下さ
れてなる装置が、公知である。掘削ヘッドは、ハウジングに対してドリルストリ
ング方向に移動可能に設けられている。それ故に、ハウジングの端面端部が硬い
岩石層にぶつかるや否や、掘削ヘッドはハウジングに依存せずに降下可能である
。
AT-PS 379 863からは、穿孔内を案内するために、ドリルロッドを部分的に半
径方向に囲繞するガイドスリーブ、つまりは、先行の掘削ヘッドの外径にほぼ対
応する外径を有するガイドスリーブを具備するドリルロッドが公知である。
本発明の課題は、特に探査ボーリング及び採収ボーリングの用に穿孔を掘り下
げるための上記タイプの方法及び装置を、鉱床が、余り硬くない岩石層を通って
、直接に、岩石層の下にあってかつ大抵は岩石からなる基礎岩石へと、この場合
この方法が不経済になることなく、下方に採掘されるように、更に開発すること
である。更に、この装置は、種々の穿孔諸条件及び穿孔深さへの適合性において
際立っており、出来る限り少ない製造コストを要する。
この課題は、方法の観点では、請求項１の主題によって解決される。
このためには、本発明に基づき、ドリルストリングの縦方向に固定されたガイ
ドチップを除去されるべき底に向いた端部に有するドリルストリングが、孔を掘
り下げるべき箇所に取着される。この場合、ガイドチップは、通常、少なくとも
僅かな数値だけ、堆積層に突入する。続いて、底に向いた側に少なくとも１つの
切削要素を有する掘削ヘッドであって、ドリルストリングの縦方向に、ガイドチ
ップが少なくとも１つの切削要素から突出している上方位置と、少なくとも１つ
の切削要素がガイドチップの端部と同一の高さにあるか、この端部から作用方向
に突出する下方位置との間で、移動可能である掘削ヘッドは、ドリルストリング
の降下中に占められる上方の位置から下方の位置へ移動される。ガイドチップが
一定の数値だけ堆積層に突入したので、掘削ヘッドの少なくとも１つの切削要素
が、堆積層において、掘削ヘッドを側方に案内する孔口を生じさせて、次に、ガ
イドチップが有する、掘削ヘッドを側方に案内する作用が、減少する。掘削ヘッ
ドが堆積層に更に突入する際には、かくて、少なくとも１つの切削工具が、ガイ
ドチップの端部と同一平面上にあるか、あるいは、ガイドチップよりも先行する
。それ故に、堆積層の下にある岩石までの穿孔は本発明の方法によって問題なく
可能である。ガイドチップは、通常では穿孔過程中に堆積層の下にある岩石層に
突入する必要がないので、ガイドチップの摩耗は著しく減少する。
本発明に係わる方法の第１の変更の実施の形態では、穿孔過程中に、ドリルス
トリングが縦軸を中心にして回転され、このことによって、ドリルストリングに
回転不能に取り付けられた掘削ヘッドのみならず、ドリルストリングに同様に回
転不能に設けられたガイドチップもまた回転される。従って、方法のこの変更の
実施の形態では、ガイドチップが堆積層に「穿孔」する。
しかし乍ら、請求項３に記載のように、ドリルストリングを駆動し、トルクを
、ドリルストリングの縦軸を中心にして回転自在に取り付けられたガイドチップ
にではなく、回転不能に取り付けられた掘削ヘッドに伝達することは、同様に好
都合である。このことによって、ガイドチップが堆積物内で回転しないことが、
引き起こされる。これによって、ガイドチップは、堆積層に「穿孔」しないが、
多くの場合にガイドチップの十分な案内機能が保証されるのは、ガイドチップが
、このガイドチップに負荷する重力によってのみ、僅かな長さに亘って、堆積層
に押し込められる場合である。堆積層とガイドチップとの間で相対移動が全然な
されないので、ガイドチップは、本発明に係わる方法の前記変更の実施の形態に
比較して少ない摩耗を被る。
請求項４に記載の方法の、つまり、ドリルストリングを回転不能に取り付けて
おり、掘削ヘッドをドリルストリングの縦軸に対し回転する方法の実施の形態は
、特に好都合である。される。何故ならば、この措置によって、ドリルストリン
グの、掘削ヘッドに対向している端部において通常は設けられた駆動装置と、場
合によっては、コストのかかる複数の回転伝達手段とが省略されるからである。
この場合、ガイドチップをドリルストリングに回転不能に設けることが可能であ
る。
しかし乍ら、比較的硬い堆積底の場合には、ガイドチップを、ドリルストリン
グの縦軸を中心として回転自在に取り付け、縦軸を中心として掘削ヘッドと共に
回転させることは利点である。何故ならば、このことによって、ガイドチップの
堆積層への「穿孔」が、最初の案内作用を高めるために、可能となるからである
。
本発明に係わる方法の特に好ましい他の変更の実施の形態は、請求項６の主題
である。この変更の実施の形態では、ガイドチップは同様にドリルストリングの
縦軸を中心として回転自在に取り付けられており、掘削ヘッドが、上方位置から
出て、少なくとも１つの切削要素がガイドチップの端部の高さに少なくともほぼ
達したときの位置を、占めるとき、はじめて、ガイドチップは、掘削ヘッドによ
って連行される。この措置によって引き起こされるのは、ガイドチップが掘削ヘ
ッドの案内を引き起こし、堆積底にそれ以上突入することがない間は、ガイドチ
ップが空回りによって堆積底に生起された摩耗に晒されてはいないが、しかし、
掘削ヘッドの堆積底へのより深い突入の際に、少なくとも１つの切削要素によっ
て覆われていない領域における「コア」の形成を確実に防止することである。
本方法の、特に好ましい実施の形態では、除去されるべき底に掘削ヘッドの端
面を接触させる力を、掘削ヘッドに設けられた少なくとも１つのフロートによっ
て、調節することができる。
装置の観点での課題は、ドリルストリングの、除去されるべき底に向いた端部
には、ドリルストリングの縦方向に取着されたガイドチップが設けられているこ
と、及び、掘削ヘッドは、ドリルストリングの縦方向に、ガイドチップが少なく
とも１つの切削要素から突出している上方位置と、少なくとも１つの切削要素が
ガイドチップの端部と同一の高さにあるか、この端部から作用方向に突出する下
方位置との間で、移動可能であること、を特徴とする請求項８に記載の装置によ
って解決される。従って、本発明に係わる装置では、ガイドチップは、まず第１
に穿孔のはじめに掘削ヘッドが移動するのを防止するために用いられる。これに
対し、ガイドチップは、掘削ヘッドの降下後には、ドリルストリングの方に、少
なくとも１つの切削要素によって定められる面の後方に留まっており、穿孔過程
を、先行によって引き起こされる、岩石からなる底層又は岩石からなる包有物に
載ることによっても、妨げることがない。
本発明に係わる装置では、ドリルストリングの一端がこのドリルストリングの
縦軸を中心にして回転自在に取り付けられており、この端部の領域でドリルスト
リングと協働する回転駆動ヘッドの使用が定められていることによって、掘削ヘ
ッドを知られるように回転させることが可能である。この場合、掘削ヘッドは、
ドリルストリングに回転不能に設けられている必要がある（請求項１０）。
ガイドチップを穿孔のはじめに堆積底に押し込むだけで、多くの場合に掘削ヘ
ッドの案内のために十分であるので、ガイドチップの摩耗を減らすためには、ガ
イドチップをドリルストリングの縦軸を中心にしてこのドリルストリングに回転
自在に取り付けられていること（請求項１１）は、好都合であることができる。
しかし、請求項１２に記載のように、ドリルストリングの、掘削ヘッドから離
隔した端部が、ドリルストリングを支持する装置に回転不能に取着されているこ
とは、特に好都合である。
このような取付のためには、請求項１４に記載のように、カルダン式の平衡回
復装置（「ジンバル」）が特に適切である。
この場合、掘削ヘッドが、この掘削ヘッドに関連して設けられている駆動装置
によって、ドリルストリングに対して、このドリルストリングの縦軸を中心にし
てなされる回転分だけずらされること（請求項１４）は好ましい。
請求項１５に記載のように、駆動装置が、ドリルストリングに設けられた、ト
ルクを受け取るための手段と、しかも請求項１６に記載のように好ましくは、縦
方向歯車装置として形成されている手段と協働する回転モータを有することは、
好ましい。
回転モータは、請求項１７のように、液圧モータであってもよい。
しかし乍ら、回転モータを電動モータとして形成すること（請求項１８）も、
同様に可能である。
幾つかの実験は、ガイドピッチが、自らの縦軸を中心として回転していること
なく、当該の堆積底に押し込まれさえすれば、所定の堆積底では、ガイドピッチ
の案内作用が十分であるが、しかし、他の堆積底が、ガイドピッチの、自らの縦
軸を中心とした回転を要すること、を示した。従って、請求項１９に記載のよう
に、ガイドチップを、ドリルストリングの縦軸を中心にしてこのドリルストリン
グに回転自在に取り付け、ガイドチップに、掘削ヘッドに設けられたカウンタキ
ャッチに係合することができる複数のキャッチを設けることは、利点である。
請求項２０に記載のように、キャッチ及びカウンタキャッチが、ガイドチップ
の駆動の場合に互いに係合する縦方向歯車装置からなることは、好ましい。
しかし乍ら、キャッチ及びカウンタキャッチが、ドリルストリングの縦方向に
対する掘削ヘッドの位置に関係なく、係合してなる装置の実施の形態が、多数の
堆積底にとって非常に適切であることが、明らかになった。
しかし、請求項２２の特徴を有する装置は、他の堆積底に特に適切である。こ
の装置では、キャッチ及び／又はカウンタキャッチは、少なくとも１つの切削要
素がガイドチップの端剖の高さと同一の高さにあるか、掘削ヘッドの作用方向に
ガイドチップから突出しているときにのみ、ガイドチップが、回転している掘削
ヘッドと係合しているように、構成されている。この措置によって保証されてい
るのは、掘削ヘッドの堆積底への更なる降下が、少なくとも１つの切削要素によ
って覆われていない領域において形成される「コア」によっても妨げられないこ
とである。
キャッチ及びカウンタキャッチを形成する縦方向歯車装置の特に好ましい構成
は、請求項２３の主題である。
掘削ヘッドの作用方向に作用する掘削力を調節するための少なくとも１つのフ
ロートが、掘削ヘッドに設けられていること場合に、種々の堆積底への装置の特
に良好な適合性が与えられている。この措置によって、掘削ヘッドの作用方向に
作用する掘削力は、堆積底のその時々に存する性質に適合されることができて、
これに伴って、ガイドチップを堆積底に押し付ける力の変化は生じない。かくし
て、特に硬い堆積底の場合にガイドチップを大きな力で底に押圧して、十分な案
内作用を達成するが、同時に掘削力を調節して、少なくとも１つの切削要素の係
合が一方では、穿孔の逸脱をもたらさず、他方では、最適な掘進が達成されるよ
うにすることが、特に可能である。
請求項２５に記載のように、少なくとも１つのフロートが、浮揚可能なタンク
か、ガス好ましくは、圧縮空気が充填可能なタンクかどちらかを有する場合、掘
削力は、穿孔過程中にも可変である。このことによって、例えば、穿孔過程のは
じめに、（孔の「逸脱」の危険性がまだある間は、例えば、海底がひどく傾斜し
ている場合に）、僅かな掘削力を選択するが、しかし、掘削工具が穿孔内で自ら
案内され始めるや否や、掘進の向上のために、掘削力を増大することが可能であ
る。
本発明に係わる装置は、ドリルストリングの、掘削ヘッドから離隔した端部を
支持し、穿孔を海底に掘り下げるための、浮きプラットホームとの関連で、用い
られること（請求項２６）は好ましい。
プラットホームの、例えば海のうねり又は潮差によって引き起こされた垂直方
向運動を相殺するためには、請求項２７に記載のように、プラットホープラット
ホームに取り付けられた上方のドリルストリング部分と、掘削ヘッド及びガイド
チップを支持する下方のドリルストリング部分とを分割すること、しかも、上方
及び下方のドリルストリング部分は、ドリルストリングの縦方向に入れ子式に互
いに係合していて、互いに相対的に移動可能であるので、掘削力が著しい変化を
被ることなしに、プラットホームの垂直方向運動が相殺されることは、特に好都
合である。
本発明に係わる装置の好ましい実施の形態では、請求項２８に記載のように、
一方では、下方のドリルストリング部分に取り付けられており、他方では、掘削
ヘッドに取り付けられている長さ可変の負荷発生器、好ましくは、ピストン／シ
リンダユニットが設けられている。この措置によって、掘削ヘッドがドリルスト
リングの方に移動されることができるが、このためには、プラットホームにある
ウィンチ１６の作動と、複数のケーブルの負荷とを必要としない。このことは、
掘削ヘッド１０が例えば孔壁の崩壊によって孔内に「閉じ込められている」とき
、特に利点である。何故ならば、長さ可変の負荷発生器の相応の作動によって、
掘削ヘッドがガイドチップの方に上方に動かされることができるからであって、
しかも、このガイドチップは、特に、孔が堆積層全体の中を延びているとき、ガ
イドチップの下にある硬い岩石上に支持される。従って、大抵の場合、掘削ヘッ
ド１０は、孔壁の崩壊後にも解放されることができる。
更に、この構成によって、ガイドチップの先行の長さを、底の性質によって設
定された諸条件に適合させることは可能である。
下方のドリルストリング部分に、好ましくは、この部分の上端の領域には、制
御可能な浮力を有する少なくとも１つのフロートが設けられているとき、ガイド
ピッチを底に立たせる力を、その時々に支配的な諸条件に適合させることができ
る。この場合、掘削ヘッドが請求項２８に記載の長さ可変の負荷発生器を有する
場、掘削力は、下方のドリルストリングの、及びこの部分と軸方向にしっかりと
結び付いた複数の構成要素の、応分の重力分だけ、高められることができる。
図面には、本発明の複数の実施の形態が示されている。
図１は、ガイドチップが堆積底の上方にあって掘削ヘッドが上方の位置に移動
されていることを示す、本発明に係わる装置の概略図である。
図２は、孔底まで降下された掘削ヘッドを用いた穿孔過程の終りにある本発明
に係わる装置の、対応の概略図である。
図３は、上方の位置にある掘削ヘッドを有するドリルストリングの下部の拡大
図である。
図４は、下方の位置にある、図３と同じ掘削ヘッドの図である。
図５は、図４の部分Ｖの拡大図である。
図６は、掘削ヘッドの部分（図３の部分ＶＩ）の拡大図である。
図７は、掘削ヘッドを駆動するための駆動装置の部分断面図（図５の部分ＶＩ
Ｉ）である。
図８は、ガイドチップに設けられたキャッチと、掘削ヘッドに設けられたカウ
ンタキャッチとの拡大切欠図（図５の部分ＶＩＩＩ）である。
図１及び２において全体として参照符号１００が付された装置は、浮きプラッ
トホーム１に設けられたマスト２を有する。このマスト２は、全体として参照符
号５が付されたドリルストリングの１つ又は複数のセグメント４，４’を昇降す
るのに用いられる滑車３を有する。
ドリルストリングセグメント４，４’を滑車３において準備するためには、こ
の目的のために知られた図面に示唆されただけの複数の装置が用いられ、これら
の装置は、通常「パイプエレクタ」又は「パイプハンドリングシステム」と呼ば
れる。ドリルストリングセグメント４，４’を引き受けるために、プラットホー
ム１に設けられたマスト２は、軸Ｓを中心として回動自在に取り付けられている
。マスト２の回動運動を開始してマスト２を直立位置に固定するためには、詳細
には示さない長さ可変の支持手段２’が用いられる。この支持手段２’は、例え
ば図面に示されないピストン／シリンダユニットを有することができる。
既にはじめに説明したように、分解可能なセグメント４，４’からなるドリル
ストリング５は、上方のドリルストリング部分６と、下方のドリルストリング部
分７とを有する。上方のドリルストリング部分６は、箇所８において、下方のド
リルストリング部分７に入れ子式に入り込み、図１の描写のように、ほぼ箇所９
まで、ドリルストリング部分７に入り込む。上方及び下方のドリルストリング部
分６，７は、上方のドリルストリング部分の押込みのために設けられた縦方向領
域において、以下のように、すなわち、ドリルストリング部分６，７がこの縦方
向領域でドリルストリング５の縦方向Ｌに互いに相対的に移動することができる
が、しかし、ドリルストリングの縦中軸を中心にしたドリルストリング部分６，
７相互の回転は、不可能であるように、構成されている。
下方のドリルストリング部分７の下端には、掘削ヘッド１０が設けられている
。この掘削ヘッド１０は、実施の形態では、回転不能にプラットホームに取り付
けられており、また、掘削ヘッドに統合された回転駆動装置１１によって、反動
トルクを吸収するドリルストリング５に対して、回転自在である。図示した実施
の形態では、動力源として液圧モータが用いられる。この液圧モータには、液圧
導
管１２を通して、圧力下にある圧液が供給される。しかし乍ら、液圧式駆動装置
の代わりに電気式駆動装置を用い、液圧導管１２の代わりに導電線を設けること
も同様に可能である。
下方のドリルストリング部分７の上端には、制御可能な、浮力、即ち、液体の
排出量を有する２つのフロート６９が、軸線Ｌに対し互いに向かい合って設けら
れている。
上方のドリルストリング部分６をプラットホーム１に回転不能に取り付けるた
めには、垂直の中心面に沿って２分割されカルダン式に懸架された平衡回復装置
１９（「ジンバル」）が用いられる。この平衡回復装置１９では、その時々に取
り付けられたドリルストリングセグメント４の解除のために、平衡回復装置１９
の２つの半体が互いに分解可能である。
上方のドリルストリング部分６には、必要な場合に、少なくとも１つの他の（
図示した実施の形態では２つの）フロート７０が設けられている。その目的は、
上方のドリルストリング部分６の重力によって生起された、平衡回復装置１９へ
の、ドリルストリングを持上げるために設けられる持上げ装置３’への、従って
またプラットホーム１への負荷を減じるためである。この措置によって、上方の
ドリルストリング部分６は、このようなフロートを何等有しない複数の装置に比
べて、長く形成されることができる。それ故に、探査ボーリングがより深部でも
可能となる。フロートは、同様に、その浮力容量が可変であるように、構想され
ていることができる。
前記掘削ヘッド１０には、ドリルストリングの中心軸Ｌに対して互いに向かい
合った２つの開口１３が形成されており、これらの開口１３には２本のケーブル
１６’が固定されている。ケーブル１６’は、プラットホームに設けられかつド
リルストリング５も通っている開口部１４を通って、延びており、転向ローラ１
５を通ってウィンチ１６に送られている。ウィンチ１６の作動によって、下方の
ドリルストリング部分７はかくして昇降可能である。
以下、まず、図１及び２を参照して本発明に係わる装置の図示の実施の形態の
原理的な機能法を説明する。
図１に示した段階では、ドリルストリング５は、既に個々のセグメント４及び
４’の螺着によって組み立てられて、完全な長さを有する。ドリルストリング５
の上端には、掘り出される被覆岩の排出に用いられる曲管１７が設けられている
。ドリルストリング５の上方のドリルストリング部６は、既に、カルダン式の平
衡回復装置１９の２つの部分を閉じることによって、自らの作動位置において回
転不能に取り付けられている。曲管１７は、端部でホッパ状に拡大された入口２
０に通じており、この入口２０は、被覆岩を、被覆岩に含まれるダイヤモンドを
分離するための図示しない知られた手段に供給する。
図１に示された状態では、装置１００は、掘削ヘッドが海底４０の除去される
箇所の上にあるように、位置決めされている。
実際の掘削過程が始まる前に、ウィンチ１６が緩められる。このことによって
、下方のドリルストリング部分７は、上方のドリルストリング部分６のうちの、
下方のドリルストリング部分７に入り込んでいる込む部分に沿って滑り下りるこ
とによって、更に降下して、遂に、下方のドリルストリング部分７の下端に設け
られたガイドチップ２２の下端２１が、海底４０に載る。下方のドリルストリン
グ部分７の、結果として生じる重量は、実質的に、ガイドチップ２２の端部２１
を海底４０において支持する力を規定する。
例えば海のうねり又は潮差によって引き起こされて、プラットホーム１が、天
候によって２、３メートルのことがある垂直運動を行なうとき、このことによっ
ては、ガイドチップを海底４０において支持するかあるいは海底４０に押し入れ
る力は、影響を受けない。何故ならば、内側のドリルストリング部分６が、プラ
ットホーム１の垂直運動に応じて下方のドリルストリング部分７に摩擦なしに出
入りすることができるからである。
掘削ヘッドを海底に降下させるために、まず、回転駆動装置１１が作動される
。このことによって、後述のように、掘削ヘッド１０のみか、掘削ヘッド１０及
びガイドチップ２２かが、ドリルストリング５の縦軸Ｌを中心として回転される
。図１に示した上方の位置と、掘削ヘッド１０の端面２３がガイドチップ２２の
端部と少なくとも同じ高さにあるときの下方の位置との間で移動可能である掘削
ヘ
ッドは、ケーブル１６’を更に緩めることによって、降下されて、遂に、端面２
３が海底４０に載る。海底の状態に応じて上層へ多かれ少なかれ押し入る、ガイ
ドチップ２２の端部２１は、掘削過程の開始の際に、掘削のために考えられた箇
所から掘削ヘッド１０が渦巻状に逸脱するのを防止する。
複数のケーブル１６’は更に緩められて、図２で掘削過程の終りに認められる
ように、ダラリと弛んでいるので、掘削ヘッド１０の、結果として生じる重力は
、掘削ヘッド１０をドリルストリング５の縦方向Ｌで孔底４１において支持する
掘削力を規定している。
前記掘削ヘッド１０の構造及び機能法を図３乃至８を参照して詳述する。
図３は、掘削ヘッド１０を備えておりかつガイドチップ２２を取着した下方の
ドリルストリング部分７を拡大して示している。下方のドリルストリング部分７
の上方領域は、ドリルストリング５の縦方向Ｌに互いに間隔をあけた複数のロー
ラの配列２４を有し、これらは、下方のドリルストリング部分７に入り込む上方
のドリルストリング部分６の部分２５に設けられた複数のレール２６と協働する
ので、上方及び下方のドリルストリング部分６，７は、互いに相対的に摩擦なし
にドリルストリング５の縦軸Ｌの方向に移動可能であるが、縦軸Ｌを中心とした
２つのドリルストリング部分６，７相互の回転は不可能である。
図３で下から２番目のセグメント４’に示され、図５に拡大して示された部分
に認められるように、上方のドリルストリング部分６には、側方の開口部２７が
設けられている。この開口部２７は、図３に示すように、上方のドリルストリン
グ部分６の表面に設けられた剛性の圧力導管１８として形成されていることがで
きる圧縮空気供給手段を接続するために用いられる。しかし乍ら、可撓性の圧力
管によって圧縮空気供給を行なうことも可能である。この圧力管が、２つのドリ
ルストリング部分６，７相互の、ドリルストリング５の縦方向Ｌにおける相対移
動を制限しないので、側方の開口部２７’を下方のドリルストリング部分７に設
けることが可能である。この開口部２７’は、外側へ、図７に示した圧力管１８
’の接続に用いられる接続パイプ４５に通じている。開口部２７，２７’は、知
られている「エアリフト法」(Lufthebeverfahren)を用いるべく圧縮空気
を送り込むために用いられる。「エアリフト法」によって、掘削過程の最中に海
底４０からほぐされた堆積物は、ガイドチップ２２に設けられた対応の入口４４
を通ってドリルストリングの内部に入った後に、ドリルストリングを通ってプラ
ットホームに運び上げられる。
ドリルストリングに入った堆積物が上方のドリルストリング部分６と下方のド
リルストリング７との間の取付部分に入り込んで、部材相互の摩擦のない動きを
妨げること、を防止するために、下方のドリルストリング部分７に入り込んでい
る上方のドリルストリング部分６の下端には、内管４６（「入れ子管」）がフラ
ンジを介して接合されている。この内管４６は、下方のドリルストリング部分７
の、内管の下にある部分に突入しており、回転駆動装置１１の直ぐ上方において
、開いた状態で終わっている（図５を参照）。下方のドリルストリング部分７は
、この領域では二重壁に形成されており、内壁４７は、内管４８によって形成さ
れる。内管４８の内径は、この内径が内管４６の外径と共に狭い環状ギャップ４
９を形成する程の寸法になっている。
これらの措置によって、解された堆積物は、低圧がエアリフト法の使用により
上方のドリルストリング部分内に支配的であるが故に、内管３６の下方の開口部
を通って、上方のドリルストリング部分６の内部に入り込むので、堆積物は、既
に従って複数のローラの配列２４又はレール２６と接触することはない。更に、
上方のドリルストリング部分６の内部に支配的な低圧がもたらすのは、一定量の
周辺の水が環状ギャップ４９を通って下方のドリルストリング部分７の上端から
常に吸引され、ローラの配列２４及びレール２６の回りを洗うので、堆積物成分
が場合によって侵入してきても、堆積物成分が常に洗い出されることである。
実質的にシリンダ状のハウジング２８を有する、図３及び４に概略で示された
掘削ヘッド１０は、孔底に向いた端面２３において、ドリルストリング５の縦軸
Ｌに対して設けられている複数の切削要素２９を有する。これらの切削要素２９
は、掘削本体ハウジング２８の外周面から半径方向にガイドチップ２２の外周面
まで延びている。切削要素２９は、複数の切削歯、複数の切削歯及び切削ローラ
、あるいは、図示した実施の形態でのように切削ローラ３０のみを有することが
で
きる。切削要素２９は、その時々の孔の底において海底４０を解すために用いら
れる。
掘削ヘッド１０の上方領域に設けられた回転駆動装置１１は、２つの液圧モー
タ１１’を有する。これらの液圧モータ１１’は、図６及び７を参照して後述す
る歯車装置３１を介して、掘削ヘッド１０を、ドリルストリング５に対して、縦
軸
Ｌを中心にして回転させる。
更に、掘削ヘッド１０は、フロート３２として作用する、周面に亘って分配さ
れた若干数のタンク３３を有する。これらのタンク３３は浮揚可能であるか、あ
るいは、図示しない圧縮空気供給手段によってタンクに圧縮空気が充填可能であ
る。タンクが掘削ヘッド１０の非回転式のハウジング部分６４において取着され
ているのは好ましい。何故ならば、この場合、給気は、技術的にコストのかかる
回転式シールを必要とすることなく、複数の簡単な圧力管によってなされること
ができるからである。浮力の、給気によって可能である変化によって、掘削ヘッ
ド１０の作用方向に作用する掘削力、すなわち、切削要素２９及び切削ローラ３
０を孔底４１に載せる力は、その時々に支配的である諸条件に適合されることが
できる。既にはじめに説明したように、掘削ヘッド１０が、図３に示した上方の
位置と図４に示した下方の位置との間で、摩擦なしにドリルストリングに沿って
移動可能であるので、ガイドチップ２２の端部２１を海底において支持する力で
なく、掘削力のみが、フロートの浮力容量の変化によって、影響を受ける。それ
故に、浮力が高く従って掘削力が小さい場合でも、ガイドチップ２２の案内作用
は損なわれない。特にこのような構造によって可能であるのは、穿孔段階におい
て、すなわち、ドリルが孔内で自ら案内されない間に、掘削力を僅かに保ち、自
己案内作用(Selbstfuehrungseffect)の発生の後に続いてタンク３３に注水し、
かくて、より速い掘下げのために掘削力を高めることである。
図６の右半体が見られるように、装置は、ピストン／シリンダ装置６６を有す
る。ピストン側で、ピストン／シリンダ装置６６は、取付ユニット６７によって
上方のハウジング部分５６に結合されており、ハウジング部分５６自体は、スラ
イドスリーブ５７に取着されている。以下、図７及び８を参照して、スライドス
リーブ５７の構成及び他の機能を記述する。シリンダ側で、ピストン／シリンダ
装置６６は、対応の取付ユニット６８によってドリルストリング５の下部７に取
着されている。ピストン／シリンダ装置６６は、掘削ヘッド１０が図６に示され
た上方の位置にあるとき、ピストンがシリンダに完全に引っ込んだような寸法に
なっている。
ピストン／シリンダ装置６６は、上方及び下方のシリンダ端部に設けられた２
つの圧力接続部６６’，６６’’を有する。図面で上方に示した圧力接続部６６
’’に、圧力下にある圧液が加えられると、掘削ヘッド１０は、ドリルストリン
グ５の下部７従ってまたガイドチップ２２に対して下方に動かされる。従って、
続いての圧力接続部６６’への加圧によって、掘削ヘッド１０は、ガイドチップ
２２に対して上方に移動される。
この構成によって、掘削ヘッド１０をその作用方向において孔底４１に接触さ
せる掘削力を高めることは原理的には可能ではあるが、特に、ドリルストリング
がこの実施の形態で２部構成で入れ子式に相互に係合するように構成されている
とき、通常は、ドリルストリング５は推進力の吸収には不適当である。従って、
ピストン／シリンダ装置６６は、通常は、掘削ヘッド１０の表面が、例えば孔壁
の崩壊によって、孔内に挟まっているときに、用いられる。このような場合に、
ピストン／シリンダ装置６６の接続部６６’には圧力媒体が加えられるので、掘
削ヘッド１０は、その目下の位置からガイドチップ２２に対して上方に移動され
る。通常、比較的軟らかい堆積層の下には、硬い岩石層あるので、ガイドチップ
２２は、岩石層において支持されることができる。このことは、掘削ヘッド１０
が、ピストン／シリンダ装置６６によって加えられる力によって、孔内で上方に
移動される、という結果を生む。従って、このためには、プラットホーム１に設
けられたウィンチ６と、ケーブル１６’とがそれだけで用いられる必要がないの
で、掘削ヘッド１０が孔内に挟まるとき、プラットホーム１上に設けられたウィ
ンチ１６及び構造物に過負荷がかけられ、更に、リフト手段３’が補助されるこ
とが、防がれる。
ドリルストリング５の下部７における掘削ヘッド１０及びガイドチップの取着
及び駆動の詳細は、図６乃至８に示されている。
ガイドチップ２２は、上方が開いた管状のガイドスリーブ３４を有する。ガイ
ドスリーブ３４は、下から、下方のドリルストリング部分７の下端に押し被せら
れており、その下端において、ドリルストリング５の縦方向Ｌに互いに間隔をあ
けた半径方向取付ユニット３５によって、下方のドリルストリング部分７の回り
に回転自在に取り付けられている。下方のドリルストリング部分７に形成された
周囲溝３６は、ガイドチップ２２を縦軸Ｌの方向において軸方向に取り付けるた
めに用いられる。半径方向に突出する２部構成の軸受リングは、周囲溝３６に嵌
め込まれており、ガイドスリーブは、このガイドスリーブに設けられたショルダ
３８によって、孔底４１の方向に、軸受リングの突出する領域において支持され
る。対応のカウンタショルダ４２は、逆方向での軸方向の取付のために用いられ
、ガイドチップ２２の、実際の先端を形成する下方の部分３９に設けられている
。この下方の部分３９は、半径方向に張り出している周囲フランジ４３において
、ガイドスリーブ３４と螺着されている。
ガイドスリーブ３４は、その外周面に設けられた複数のキャッチ５０を有する
。これらのキャッチ５０は、図示の実施の形態では、ガイドスリーブ３４の全長
に亘って延びている縦方向歯車装置として形成されている。カウンタキャッチ５
１は、キャッチ５０と係合しており、掘削ヘッド１０の、内側のハウジング壁部
５２と動かないように結合されている。図示の実施の形態では、キャッチ５０及
びカウンタキャッチ５１は、常に、つまりは、掘削ヘッド１０が図３に示した上
方の位置あるか図４に示した下方の位置にあるかに係わりなく、係合している。
しかし乍ら、ガイドチップ２２が、硬い堆積底の場合に、高い摩耗に晒されるの
を防止するためには、キャッチ５０及びカウンタキャッチ５１の係合を、下方の
位置に近い掘削ヘッド１０の位置のためにのみ、定めることは好都合であること
ができる。図８で見て取れるように、カウンタキャッチ５１が、縦軸Ｌに対して
短い長さに亘ってのみ延びているので、図示の実施の形態と異なり、キャッチ５
０が、一定の高さ、例えば、図８の箇所５３までのみ、周囲フランジ４３によっ
て形成されていることができる。
掘削ヘッド１０を駆動するためには、駆動装置１１の複数の回転モータ１１’
（図７にはこれらのうちの例えば１つしか示されていない）の被駆動軸５４には
、夫々１つの歯車５５が設けられている。駆動モータ１１’は、フランジを介し
て上方のハウジング部分５６に回転不能に結合されている。ハウジング部
分５６自体は、同様にスライドスリーブ５７に結合されている。スライドスリー
ブ５７は、縦軸Ｌの方向にスライド可能であるが、スライドスリーブ５７と係合
しているキャッチストリップ５８によって、下方のドリルストリング部分７用の
下方の接続部を形成する管５９に、回転不能に取り付けられている。
歯車５５は、駆動歯車６０と係合している。駆動歯車６０は、駆動歯車６０を
組み立てるために縦軸Ｌに対し直角に分割可能でありかつ２つの軸方向軸受６１
及び１つの半径方向軸受６２を有する軸受装置６３によって、ハウジング部分５
６及びスライドスリーブ５７に対し回転自在に取り付けられている。駆動歯車6
０は、孔底４１に向いた端面において、蓋部６４と回転不能に結合されている。
蓋部６４は、２つの密閉装置６５によって、駆動歯車６０及び軸受装置６３を環
境に対して密閉状態で遮断する。
掘削ヘッド１０のハウジング壁部５２は、蓋部６４の、孔底４１に向いた端面
と、回転不能に結合されているので、回転モータ１１’によって発生されたトル
クは、掘削ヘッド１０に伝達され、この掘削ヘッド１０は、ドリルストリング５
に対して回転される。ガイドチップ２２の駆動は、既に上述したキャッチ／カウ
ンタキャッチ装置５０，５１によってなされる。
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】平成１０年１０月１０日（１９９８．１０．１０）
【補正内容】
明細書
特に探査ボーリング及び採収ボーリング用に穿孔を掘り下げるための方法及び装
置
本発明は、特に探査ボーリング及び採収ボーリング用に穿孔を掘り下げるため
の方法及び装置に関する。
探査ボーリングは、鉱床の検査のために行なわれ、鉱床にある物質の試料採取
を可能することを意図している。探査ボーリングが掘り下げられるのは、特に、
鉱床が比較的深い所にあり及び／又は鉱床の上面にある水域、例えば湖又は海が
、探鉱縦坑の掘下げを妨げる場合である。
このような採収ボーリングは、底層から鉱床の中味を解し出すために用いられ
る。採収ボーリングの実例として、海底にありかつダイヤモンド包有物を含んだ
海の堆積物の除去を説明しよう。
ダイヤモンドを含んだ堆積物は、大抵は河口の手前で、岩石からなる底に分布
している余りに厚くない層の形で、形成された。ダイヤモンドを含む堆積物物質
を採掘するためには、船から、延長可能なドリルストリングに沿って海底まで降
下される、複数の装置が用いられる。このような装置は比較的大きな直径の孔径
用に設計されている掘削ヘッドを有する。多数のこのような孔が隙間なく相並ん
で空けられるのは、ダイヤモンドを含む物質の全体を出来る限り広範囲に利用す
ることができるためである。
事情によっては、非常に長いロッドに取着された掘削ヘッドがぶつかるときに
、掘削工具の掘削ヘッドが、海底の、孔を掘り下げるべき箇所に直ぐに突進する
のでなくて、特に、海底が僅かに傾斜しているときは、掘削ヘッドが、側方に避
けて、螺旋状にぐるぐると回るという傾向を有する、という問題が生じる。
掘削ヘッドがこのように側方に逸れるのを防止するために、中心に据えるべき
ガイドチップを掘削ヘッドの下方に設置することは既に知られている。このガイ
ドチップは、掘削ヘッドの作用方向に作用する掘削力の下で、堆積層の表面に突
入し、特に、穿孔の最初の段階において、以下の案内を、すなわち、穿孔過程の
はじめに、つまり、掘削ヘッド自体がまだ孔壁を通る側方の案内を被らないとき
に、掘削ヘッドが側方に逸れるのを防止する案内を、引き起こす。
掘削ヘッドが堆積層を殆ど貫通したとき、まず、先行するガイドチップが、そ
の下方にありかつ大抵は岩石からなる底に当るが、底に突入できないか、あるい
は、非常に緩慢にかつ高い摩擦の下でしか突入することができない。そのとき、
掘削ヘッドは堆積層にそれ以上突入することができない。
採収法の経済性は、大多数の相並んだ孔の即座の掘下げに依存しているので、
その時々の穿孔過程は、これまでは、ガイドチップが堆積物の下にある底にぶつ
かる際に、ひどく遅らされ従って不経済になる。
US-PS 3,277,972からは、掘削ヘッドが軟らかい堆積層への突入の際に降下さ
れてなる装置が、公知である。掘削へッドは、ハウジングに対してドリルストリ
ング方向に移動可能に設けられている。それ故に、ハウジングの端面端部が硬い
岩石層にぶつかるや否や、掘削ヘッドはハウジングに依存せずに降下可能である
。
AT-PS 379 863からは、穿孔内を案内するために、ドリルロッドを部分的に半
径方向に囲繞するガイドスリーブ、つまりは、先行の掘削ヘッドの外径にほぼ対
応する外径を有するガイドスリーブを具備するドリルロッドが公知である。
US-PS 3,729,057からは、ドリルストリングに沿って上下動可能である２部構
成の掘削ヘッド装置が公知である。掘削ヘッド装置は、掘削ヘッドの下端に設け
られたプレートに取着されている掘削チップを有する。プレートは、ドリルスト
リングの縦方向に対し直角に延びる軸を中心として回動自在に取り付けられてお
り、掘削ヘッドは、プレートが回動退避しつつ、ドリルストリングに対し上方に
移動可能である。
本発明の課題は、特に探査ボーリング及び採収ボーリングの用に穿孔を掘り下
げるための上記タイプの方法及び装置を、鉱床が、余り硬くない岩石層を通って
、直接に、岩石層の下にあってかつ大抵は岩石からなる基礎岩石へと、この場合
この方法が不経済になることなく、下方に採掘されるように、更に開発すること
である。更に、この装置は、種々の穿孔諸条件及び穿孔深さへの適合性において
際
立っており、出来る限り少ない製造コストを要する。
この課題は、方法の観点では、請求項１の主題によって解決される。
このためには、本発明に基づき、ドリルストリングの縦方向に固定されたガイ
ドチップを除去されるべき底に向いた端部に有するドリルストリングが、孔を掘
り下げるべき箇所に取着される。この場合、ガイドチップは、通常、少なくとも
僅かな数値だけ、堆積層に突入する。続いて、底に向いた側に少なくとも１つの
請求の範囲
１．ドリルストリング（５）は、除去されるべき底に向いた端部において、前
記ドリルストリングの縦方向に固定されたガイドチップ（２２）と、少なくとも
１つの切削要素（２９）とを備えた掘削ヘッド（１０）を有し、この掘削ヘッド
（１０）は、前記ドリルストリング（５）の縦方向に、前記ガイドチップ（２２
）が前記少なくとも１つの切削要素（２９）から突出している上方位置と、前記
少なくとも１つの切削要素（２９）が前記ガイドチップ（２２）の端部（２１）
と同一の高さにあるか、この端部から作用方向に突出する下方位置との間で、移
動可能であり、前記ドリルストリング（５）は、前記掘削ヘッド（１０）が上方
位置にあるとき、前記ガイドチップ（２２）が底との協働によってドリルストリ
ング端部を固定するまで、形成されるべき孔の方向に移動され、続いて、前記掘
削ヘッド（１０）は、孔の形成のために下方位置に移動される、特に探査ボーリ
ング及び採収ボーリング用に穿孔を掘り下げる方法。
２．前記ドリルストリング（５）を縦軸を中心として回転し、前記掘削ヘッド
（１０）及び前記ガイドチップ（２２）を前記ドリルストリングに回転不能に取
り付けていること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
３．前記ドリルストリング（５）を駆動し、前記掘削ヘッド（１０）を前記ド
リルストリング（５）に回転不能に取り付けているが、前記ガイドチップ（２２
）を前記ドリルストリングの縦軸を中心にして前記ドリルストリング（５）に回
転自在に取り付けていること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
４．前記ドリルストリング（５）を回転不能に取り付けており、前記掘削ヘッ
ド（１０）を前記ドリルストリング（５）の縦軸（Ｌ）に対し回転させること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
５．前記ガイドチップ（２２）を、前記ドリルストリング（５）の縦軸（Ｌ）
を中心として回転自在に取り付けており、前記掘削ヘッド（１０）と共に回転さ
せること、を特徴とする請求項４に記載の方法。
６．前記ガイドチップ（２２）を前記ドリルストリング（５）の縦軸（Ｌ）を
中心として回転自在に取り付けており、前記掘削ヘッド（１０）が、上方位置か
ら出て、前記少なくとも１つの切削要素（２９）が前記ガイドチップ（２２）の
端部（２１）の高さに少なくともほぼ達したときの位置を、占めるとき、前記掘
削ヘッド（１０）が前記ガイドチップ（２２）を連行すること、を特徴とする請
求項４に記載の方法。
７．前記掘削ヘッド（１０）の端面を除去されるべき底に接触させる力を、前
記掘削ヘッド（１０）に設けられた少なくとも１つのフロート（３２）によって
、調節すること、を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の方法。
８．ドリルストリング（５）と、このドリルストリング（５）の一端を支持す
る装置と、前記ドリルストリング（５）の他端に設けられており、掘削工具の作
用方向に少なくとも１つの切削要素（２９）が設けられてなる掘削ヘッド（１０
）と、を具備する、特に探査ボーリング及び採収ボーリング用に穿孔を掘り下げ
る装置において、
前記ドリルストリング（５）の、除去されるべき底（４０）に向いた端部には
、前記ドリルストリングの縦方向に取着されたガイドチップ（２２）が設けられ
ていること、及び、前記掘削ヘッド（１０）は、前記ドリルストリング（５）の
縦方向に、前記ガイドチップ（２２）が前記少なくとも１つの切削要素（２９）
から突出している上方位置と、前記少なくとも１つの切削要素（２９）が前記ガ
イドチップ（２２）の端部（２１）と同一の高さにあるか、この端部から作用方
向に突出する下方位置との間で、移動可能であること、を特徴とする装置。
９．前記ドリルストリングの一端は、このドリルストリングの縦軸を中心にし
て回転自在に取り付けられており、前記支持装置は、前記ドリルストリングを縦
軸を中心にして回転駆動するための装置（トルク回転ヘッド）を有すること、を
特徴とする請求項８に記載の装置。
１０．前記掘削ヘッドは、前記ドリルストリングに回転不能に設けられている
こと、を特徴とする請求項９に記載の装置。
１１．前記ガイドチップは、前記ドリルストリングの縦軸を中心にしてこのド
リルストリングに回転自在に取り付けられていること、を特徴とする請求項１０
に記載の装置。
１２．前記ドリルストリング（５）の一端は、前記支持装置に回転不能に取り
付けられていること、を特徴とする請求項８に記載の装置。
１３．カルダン式の平衡回復装置（１９）（「ジンバル」）は、取付のために
用いられること、を特徴とする請求項１２に記載の装置。
１４．前記掘削ヘッド（１０）を、前記ドリルストリング（５）に対して、こ
のドリルストリングの縦軸（Ｌ）を中心にしてなされる回転分だけずらすことが
できる駆動装置（１１）が、前記掘削ヘッド（１０）に関連して設けられている
こと、を特徴とする請求項１３に記載の装置。
１５．前記駆動装置（１１）は、前記掘削ヘッド（１０）に設けられた回転モ
ータ（１１′）を有し、この回転モータ（１１’は、前記ドリルストリング（５
）に設けられた、トルクを受け取るための装置と協働すること、を特徴とする請
求項１４に記載の装置。
１６．トルクを受け取るための前記装置は、前記ドリルストリングに設けられ
た縦方向歯車装置（キャッチストリップ５８）であって、駆動トルクを受け取る
ための前記回転モータは、この縦方向歯車装置において支持されること、を特徴
とする請求項１５に記載の装置。
１７．前記回転モータは、液圧モータであること、を特徴とする請求項１５又
は１６に記載の装置。
１８．前記回転モータは、電動モータであること、を特徴とする請求項１５又
は１６に記載の装置。
１９．前記ガイドチップ（２２）は、前記ドリルストリング（５）の縦軸（Ｌ
）を中心にしてこのドリルストリングに回転自在に取り付けられており、前記掘
削ヘッド（１０）に設けられたカウンタキャッチ（５１）に係合することができ
るキャッチ（５０）を有すること、を特徴とする請求項１２乃至１８のいずれか
１に記載の装置。
２０．前記キャッチ（５０）及びカウンタキャッチ（５１）は、前記ガイドチ
ップ（２２）を連行する場合に互いに係合する縦方向歯車装置からなること、を
特徴とする請求項１９に記載の装置。
２１．前記キャッチ（５０）及びカウンタキャッチ（５１）は、前記ドリルス
トリング（５）の縦方向（Ｌ）に対する前記掘削ヘッド（１０）の位置に関係な
く、前記ドリルストリング（５）の縦方向（Ｌ）に関連して係合していること、
を特徴とする請求項１９又は２０に記載の装置。
２２．前記キャッチ（５０）及び／又はカウンタキャッチ（５１）は、前記掘
削ヘッド（１０）が、前記少なくとも１つの切削要素（２９）が前記ガイドチッ
プ（２２）の端部（２１）の高さの手前にあるときの位置を占めるか、あるいは
、前記少なくとも１つの切削要素（２９）が前記ガイドチップ（２２）の前記端
部（２１）から突出しているときの位置を占めるとき、係合しており、前記掘削
ヘッド（１０）が上方位置にあるとき、係合していないこと、を特徴とする請求
項１９又は２０に記載の装置。
２３．前記ガイドチップ（２２）に設けられた前記縦方向歯車装置は、前記ガ
イドチップの下方領域においてのみ設けられており、対歯車装置は、前記掘削ヘ
ッドの上方領域にのみ設けられていて、前記掘削ヘッドが前記ドリルストリング
に沿って前記ガイドチップの方に移動する最中に、前記歯車装置の上端は、前記
少なくとも１つの切削要素が前記ガイドチップの端部の高さに殆ど達するとき、
前記対歯車装置の下端と係合すること、を特徴とする請求項２０又は２２に記載
の装置。
２４．前記掘削ヘッド（１０）の作用方向に作用する掘削力を調節するための
少なくとも１つのフロート（３２）が、前記掘削ヘッド（１０）に設けられてい
ること、を特徴とする請求項８乃至２３のいずれか１に記載の装置。
２５．前記少なくとも１つのフロート（３２）は、浮揚可能なタンク（３３）
か、ガス好ましくは、圧縮空気が充填可能なタンク（３３）かどちらかを有する
こと、を特徴とする請求項２４に記載の装置。
２６．前記ドリルストリングの一端を支持する前記装置が、浮きプラットホー
ム（１）に設けられていること、を特徴とする請求項８乃至２５のいずれか１に
記載の装置。
２７．前記ドリルストリング（５）は、このドリルストリングを支持する前記
装置に取り付けられた上方のドリルストリング部分と、前記掘削ヘッド及びガイ
ドチップを支持する下方のドリルストリング部分（７）と、を有し、上方の（６
）及び下方の（７）ドリルストリング部分は、入れ子式に互いにスライド可能に
係合していて、前記プラットホーム（１）の、例えば海のうねりによって引き起
こされた垂直方向運動は、掘削力が著しい変化を被ることなしに、相殺されるこ
と、を特徴とする請求項２６に記載の装置。
２８．一方では、前記下方のドリルストリング部分（７）に取り付けられてお
り、他方では、前記掘削ヘッド（１０）に取り付けられている長さ可変の負荷発
生器（ピストン／シリンダユニット６６）が設けられており、この負荷発生器で
は、前記縦軸（Ｌ）の方向における長さの変化がなされること、を特徴とする請
求項８乃至２７のいずれか１に記載の装置。
２９．前記掘削ヘッドの一端を支持する前記装置に作用する重力を減少させる
ことができる少なくとも１つのフロート（７０）が前記ドリルストリング（５）
に設けられていること、を特徴とする請求項８乃至２８のいずれか１に記載の装
置。
３０．前記下方のドリルストリング部分（７）には、少なくとも１つのフロー
ト（６９）が設けられていること、を特徴とする請求項２７乃至２９のいずれか
１に記載の装置。