掘削技術の知識と実務 ―スピンドル式掘削編―

第1章　スピンドル式掘削技術
第2章　掘削計画と孔井敷地・運搬
第3章　スピンドル式掘削装置
第4章　孔内資機材と掘削機材の選定
第5章　掘削作業
第6章　掘削関係作業と廃坑作業
第7章　コアの管理
第8章　水井戸の仕上げと試験
第9章　掘削作業と安全

第1章　スピンドル式掘削技術
　1.1　概　要
　　1.1.1　ボーリングマシンの分類
　　1.1.2　パーカッション式掘削
　　1.1.3　ダウンザホールハンマ式掘削
　　1.1.4　ロータリー掘削
　1.2　スピンドル式掘削の目的と適用
　　1.2.1　スピンドル式掘削の目的
　　1.2.2　スピンドル式掘削の適用
　　1.2.3　地熱井掘削における自主保安指針
　1.3　掘削にかかわる単位と換算

第2章　掘削計画と孔井敷地・運搬
　2.1　地下状況設定と計画策定順序
　　2.1.1　地下状況の設定
　　2.1.2　計画策定順序
　2.2　ケーシングプログラム
　　2.2.1　ケーシングの機能とケーシングプログラム
　　2.2.2　ケーシングの設置深度
　　2.2.3　仕上げ方式
　　2.2.4　ケーシングのサイズ
　2.3　ケーシング性能および選定
　　2.3.1　熱による強度変化
　　2.3.2　熱の影響によって生ずる応力
　　2.3.3　腐食環境下でのケーシング材料
　　2.3.4　ケーシングの接続
　　2.3.5　ケーシングの規格
　　2.3.6　ケーシングの選定
　2.4　孔口装置
　　2.4.1　孔口装置の構成
　　2.4.2　孔口装置の仕様
　　2.4.3　孔口装置の伸縮と腐食対策
　2.5　掘削流体
　　2.5.1　掘削流体の基本
　　2.5.2　掘削流体の利点・欠点と選定
　　2.5.3　ソリッドコントロール
　　2.5.4　孔内の熱の移動・冷却と蒸発
　2.6　ケーシングセメンチング方式
　　2.6.1　間隙注入式
　　2.6.2　インナーストリング式
　　2.6.3　二栓式
　　2.6.4　多段式
　　2.6.5　トップフィル式とトップスクイーズ式
　　2.6.6　ケーシングセメンチング方式の選定
　　2.6.7　ケーシングセメンチングのまとめ
　2.7　ビット計画
　　2.7.1　ビットの切削挙動
　　2.7.2　ローラーコーンビット
　　2.7.3　PDCビット
　　2.7.4　メタルビット
　　2.7.5　ダイヤモンドビット
　　2.7.6　スタビライザー
　2.8　傾斜掘り計画
　　2.8.1　傾斜掘りの概要
　　2.8.2　掘削編成によるコントロール
　　2.8.3　ダウンホールモータによるコントロール
　　2.8.4　傾斜掘り計画
　　2.8.5　ワイヤラインコア掘削時の傾斜掘削法
　　2.8.6　スイベルヘッド角による傾斜掘削
　2.9　コア掘削
　　2.9.1　コア掘削の目的
　　2.9.2　コアバレルの種類
　2.10　孔井敷地と機材運搬
　　2.10.1　敷地と運搬の概要
　　2.10.2　運搬道路と機材の運搬
　　2.10.3　孔井敷地

第3章　スピンドル式掘削装置
　3.1　スピンドル型ボーリングマシンの構造
　　3.1.1　スピンドル型ボーリングマシンの概要
　　3.1.2　スピンドル型ボーリングマシンの各装置
　　3.1.3　マストとサブストラクチャ
　　3.1.4　ヘッドプーリーとランニングブロック
　　3.1.5　その他のボーリングマシン
　3.2　ボーリングポンプと泥水設備
　　3.2.1　ボーリングポンプの役目と循環系統
　　3.2.2　ボーリングポンプの種類と原理
　　3.2.3　ボーリングポンプ各部の構造と機能
　　3.2.4　ボーリングポンプの所要出力
　　3.2.5　ボーリングポンプの取扱い注意事項
　　3.2.6　マッドミキサーとソリッドコントロール
　3.3　その他の設備
　　3.3.1　原動機
　　3.3.2　モータ
　　3.3.3　エンジン
　　3.3.4　セメントミキサー
　　3.3.5　発電機と電気設備
　　3.3.6　ワイヤロープ
　3.4　掘削用孔口装置
　　3.4.1　掘削用孔口装置の構成
　　3.4.2　暴噴防止装置
　　3.4.3　フランジ規格
　3.5　計測機器
　　3.5.1　ウェイトインジケーター
　　3.5.2　村田式シングルショット
　3.6　保持器具と揚降器具
　　3.6.1　保持器具
　　3.6.2　揚降器具
　　3.6.3　ケーシング降下用器具

第4章　孔内資機材と掘削機材の選定
　4.1　ボーリング用ロッド
　　4.1.1　ボーリング用ロッドの規格
　　4.1.2　ボーリング用ロッドの構造
　　4.1.3　ボーリング用ロッドの締付トルク
　　4.1.4　ドリルカラー
　　4.1.5　ネジの管理
　4.2　コアバレル
　　4.2.1　シングルコアバレル
　　4.2.2　ダブルコアバレル
　　4.2.3　トリプルコアバレル
　　4.2.4　ワイヤラインコアバレル
　　4.2.5　大深度用TG型ワイヤラインツール
　4.3　採揚器具
　　4.3.1　孔内事故と採揚器具
　　4.3.2　タップ
　　4.3.3　ミ　ル
　　4.3.4　ジャンク・カッティングス採揚器
　　4.3.5　マグネット
　　4.3.6　バンド類
　　4.3.7　カッター類
　　4.3.8　オーバーショット
　4.4　ケーシングセメンチング関係資機材
　　4.4.1　ケーシングセメンチング機器
　　4.4.2　セメントおよびセメント添加剤
　4.5　泥水材料と逸泥防止剤
　　4.5.1　調泥材の基本
　　4.5.2　イージードリル
　　4.5.3　逸泥防止剤
　4.6　その他の掘削用具
　　4.6.1　ダウンザホールハンマ式掘削
　　4.6.2　ダウンホールモータ
　4.7　掘削機材の選定と一覧
　　4.7.1　掘削機材の選定
　　4.7.2　掘削機材の一覧

第5章　掘削作業
　5.1　概　要
　5.2　掘削流体
　　5.2.1　掘削流体の基本と目的
　　5.2.2　泥水の性状
　　5.2.3　泥水試験
　　5.2.4　小口径用泥水とその使用
　　5.2.5　イージードリル泥水
　　5.2.6　清　水
　5.3　スピンドル式掘削作業の基本
　　5.3.1　ドリルロッドと掘削編成
　　5.3.2　ネジの接続
　　5.3.3　掘削編成の基本
　　5.3.4　掘削ツールなどのスケッチ
　5.4　ビットの選択と使用、評価
　　5.4.1　ビットの選択と使用
　　5.4.2　メタルビット
　　5.4.3　ダイヤモンドビット
　　5.4.4　ローラーコーンビット
　5.5　ワイヤラインコア掘削
　　5.5.1　ワイヤラインコアバレルの構造
　　5.5.2　ビット、リーマーとコアリフタの選択
　　5.5.3　作業手順
　　5.5.4 コア採取率の向上
　5.6　スピンドル式掘削機による作業
　　5.6.1　スピンドル型掘削機とボーリング用ポンプの基本
　　5.6.2　TBM-88スピンドル掘削機による作業
　　5.6.3　TL-2000型スピンドル型掘削機による作業
　　5.6.4　スピンドル方式による掘削作業手順
　5.7　パワースイベル型掘削機による作業
　　5.7.1　HYDX-6Pの概要
　　5.5.2　主要機器と油圧・電気システム
　　5.7.3　掘削機の運転操作
　　5.7.4　点検と整備
　　5.7.5　HYDX-6P掘削機による作業手順

第6章　掘削関係作業と廃坑作業
　6.1　逸泥と対策
　　6.1.1　逸泥状況の把握
　　6.1.2　逸泥対策
　　6.1.3　逸泥防止剤による対策
　　6.1.4　セメントによる対策
　6.2　ケーシングの挿入
　　6.2.1　ケーシングの運搬、取扱いおよび保守
　　6.2.2　ケーシングの降下準備
　　6.2.3　ケーシングの降下
　6.3　ケーシングセメンチング
　　6.3.1　セメントスラリーの設計
　　6.3.2　セメンチング作業
　　6.3.3　間隙注入式の留意点と手順
　　6.3.4　インナーストリング式の留意点と手順
　　6.3.5　二栓式セメンチングの留意点と手順
　　6.3.6　トップジョブセメンチングの留意点と手順
　　6.3.7　プラグバックセメンチングの留意点
　6.4　傾斜掘り
　　6.4.1　傾斜掘りにおける掘削機器の選択
　　6.4.2　キックオフポイント(KOP)および増角率
　　6.4.3　掘削編成および孔跡の制御
　　6.4.4　孔跡の測定と計算
　　6.4.5　傾斜掘りの留意点
　6.5　孔内トラブル
　　6.5.1　抑留事故
　　6.5.2　遺留事故
　　6.5.3　地層圧のコントロール
　　6.5.4　暴　噴
　　6.5.5　採揚作業と機器
　　6.5.6　孔内トラブル事例
　6.6　掘削記録の収集と保存
　6.7　廃孔と休孔
　　6.7.1　廃孔作業
　　6.7.2　休孔井の保守

第7章　コアの管理
　7.1　コア箱
　　7.1.1　コア箱の形状
　　7.1.2　コア箱の記載
　7.2　コア箱への収納と保管
　　7.2.1　コア箱への収納
　　7.2.2　記入板の挿入
　　7.2.3　コア表面の洗浄
　　7.2.4　コアの保管
　7.3　コア写真撮影
　　7.3.1　コア写真撮影の基本
　　7.3.2　コア写真の解像度
　　7.3.3　撮影方法

第8章　水井戸の仕上げと試験
　8.1　概　要
　　8.1.1　水循環と地下水
　　8.1.2　地下水の涵養と利用
　　8.1.3　地下水の存在状態
　8.2　地下水の取水
　　8.2.1　水井戸の設計
　　8.2.2　水井戸の施工
　8.3　揚水試験
　　8.3.1　段階揚水試験
　　8.3.2　連続揚水試験
　　8.3.3　揚水試験の実施事例
　　8.3.4　揚水試験結果の解析
　8.4　水質試験
　8.5　井戸の埋戻し
　　8.5.1　自噴しない井戸の埋戻し方法
　　8.5.2　自噴する井戸の埋戻し方法

第9章　掘削作業と安全
　9.1　掘削作業に必要な有資格
　9.2　 HSEマネジメントシステム
　　9.2.1　HSEの概要
　　9.2.2　HSEMSと日本の安全衛生管理システム
　　9.2.3　HSEマネジメントシステムの例
　　9.2.4　作業手順書
　　9.2.5　保護具
　　9.2.6　スピンドル型掘削機械の安全装置
　　9.2.7　HSE記録
　9.3　ボーリングマシンの運転と安全
　　9.3.1　ボーリング機械およびボーリング作業の特徴
　　9.3.2　ボーリングマシン運転時の安全留意事項
　9.4　現場管理と安全管理
　　9.4.1　安全管理の推進
　　9.4.2　現場監督者の安全面での役割
　　9.4.3　作業改善と作業手順

参考資料
参考文献
索　引