JP3288987B2

JP3288987B2 - ケーシングパッチ工法

Info

Publication number: JP3288987B2
Application number: JP19189399A
Authority: JP
Inventors: 利一伊木; 等葛岡
Original assignee: KANTO NATURAL GAS DEVELOPMENT CO., LTD.
Current assignee: KANTO NATURAL GAS DEVELOPMENT CO., LTD.
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2002-06-04
Anticipated expiration: 2019-07-06
Also published as: JP2001020653A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水井戸、ガス井、
温泉井、還元井等のケーシングリーク、すなわち、縦型
に埋設した水井戸等の埋設管の一部に水、土砂等のリー
ク原因となる穴が発生した際、この穴をいち早く閉塞す
るケーシングパッチ工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平４−３５３１９０号公報によれ
ば、パッカー工法とは、モルタル等の薬液を地中に加圧
注入する際に、薬液の逆流防止を図るため削孔壁の途上
を封鎖する方法の総称で、パッカー装置が用いられると
記載されている。

【０００３】水井戸等の構築材料としては、一般に鉄管
等の鋼材およびＦＲＰ等の樹脂製品が採用されている。
これらの構築材料は長年の使用により、数ｍｍあるいは
数十ｍｍの径の穴あるいは長さの亀裂が発生し、水井戸
等への多量の水の流入、土砂の流入を招き井戸本来の使
命を著しく阻害する場合がある。

【０００４】従来、水井戸等を所有する企業や自治体
は、このような場合においてケーシングリークを補修す
るために、内装管工事を行い、やむをえず、一回り小さ
いポンプを据え付けて運転を続行するのが実情である。
例えば、ケーシングリークを補修するために、一回り小
さい内装管工事を行う場合は、深さにもよるがそれだけ
で数百万円の工事費を必要とし、揚水量等の能力の減少
に伴うマイナス効果は大きい。

【０００５】地下に埋設した下水道管渠染の更生技術と
してＥＰＲ工法補修材料（エポキシ樹脂をベースとした
複合材料）によるＥＰＲ工法が、下水道技術・技術審査
証第０５０３号として平成５年に認められている。この
工法は、ＥＰＲ２号樹脂を強化材料に含浸させた複合材
をホイルチューブ外周に巻き付け管渠補修箇所に横方向
に送り込み、空気圧で圧着し、複合材の硬化を待ってホ
イルチューブをとりはずし撤去するものである。

【０００６】本発明のケーシングパッチ工法は、上記し
た工法とは異なり、数百ｍにおよぶ水面下での高い水圧
下において施工しなければならない事から、縦型パッカ
ーの使用による、ガラスマット・ロービングクロスの降
下時における脱落防止および水中硬化性樹脂の硬化後に
おけるパッカー離脱の問題、更には、大重量のパッカー
および吊下げ施設ならびに膨脹ゴムエレメントの加圧系
施設にかかわる問題、およびパッカーの目標深度への吊
下げ精度の向上にかかわる多くの問題が認められる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記した
水井戸等のケーシングリークにおける補修の実情に鑑
み、新たな内装管工事の工事費より大幅に低減させ、か
つ当初の施設能力を些かも低下させることなく修復し得
るケーシングパッチ工法の創出に努力した結果、水中硬
化性樹脂の採用における幾つかの改善によって上記の目
的を達成し得ることを見出して本発明に到達した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、パッ
カーの膨張ゴムエレメント外周面に離型フィルム層を形
成させ、離型フィルム層上に増粘剤を混合した水中硬化
性樹脂を塗布し、その上に水中硬化性樹脂を含浸させた
ガラスマット・ロービングクロス層を形成させてなるパ
ッカーを、高圧ホースにより、あらかじめ調査確認した
井戸内のケーシングリークの位置に降下させ、ガスボン
ベの圧力または水のポンピング圧力を制御しながら高圧
ホースを介してパッカーの膨張ゴムエレメントを膨張さ
せ、水中硬化性樹脂を硬化して、水中硬化樹脂の含浸硬
化ガラスマット・ロービングクロスをケーシングリーク
位置に貼り付け、ガス抜きまたは水抜きして膨張ゴムエ
レメントを収縮させ、パッカー本体のみを引き揚げ、ケ
ーシングリークを補修することを特徴とするケーシング
パッチ工法を提供するものである。

【０００９】上記した本発明において、離型フィルム上
に増粘剤を混合した水中硬化性樹脂を塗布することが好
ましい。

【００１０】また、水中硬化性樹脂がエポキシ樹脂また
はウレア樹脂であることが好ましい。

【００１１】また、水中硬化性樹脂がエポキシ樹脂であ
り、増粘剤がセピオライトであることが好ましい。

【００１２】また、ガラスマット・ロービングクロス層
の長さは２０００ｍｍ以下５００ｍｍ以上とすることが
好ましい。

【００１３】ガラスマット・ロービングクロスが、ガラ
スマット層とロービングクロス層とを交互に形成させ、
３層のガラスマット層と２層のロービングクロス層とに
より、ガラスマット層のトータル目付け３００〜９００
ｇ／ｍ²、ロービングクロス層のトータル目付け５００
〜９００ｇ／ｍ²とし、総体的目付け量を８００〜１８
００ｇ／ｍ²とすることが好ましい。

【００１４】また、パッカーの上下にゴム製ガイドを取
付けることが好ましい。

【００１５】また、高圧ホースは、パッカー本体の支
持、パッカー本体の上下移動およびパッカーへの窒素ガ
ス供給を兼ねるものであることが好ましい。

【００１６】また、離型フィルム層が、ポリオレフィン
系フィルムまたは塩化ビニル系フィルムであり、ポリオ
レフィン系フィルムがポリエチレンフィルムであること
が好ましい。

【００１７】また、ガスボンベのガスは窒素ガス、ヘリ
ウムガス、アルゴンガス、酸素および空気からなる群か
ら選ばれたものであることをが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】最初に本発明で採用されるパッカ
ーの一般的形状について説明する。以下に示すパッカー
は本発明の技術思想を示すための１例であって、水井戸
等の規模に応じて適宜変更することができる。

【００１９】図１は、外径１７８ｍｍ、長さ２４７０ｍ
ｍのシングルパッカーに或種の膨脹ゴムエレメント（長
さ１７００ｍｍ）に２〜８ｋｇｆ／ｃｍ² の内圧をかけ
たときのエレメント外径を示す図であり、シングルパッ
カー１の外周に膨脹ゴムエレメント２が付設されてい
る。この例では、膨脹ゴムエレメント２の外径が２ｋｇ
ｆ／ｃｍ² のガス圧で２００ｍｍ、８ｋｇｆ／ｃｍ² で
３００ｍｍに膨張することを示している。

【００２０】図２は、同様に長さ１７００ｍｍの膨脹ゴ
ムエレメントが、膨張に伴い２ｋｇｆ／ｃｍ² のガス圧
で１６７０ｍｍ程度に、８ｋｇｆ／ｃｍ² で１５７０ｍ
ｍ程度に収縮することが示されている。このシングルパ
ッカー１は固定点３で膨脹ゴムエレメントが固定されて
いる。

【００２１】本発明で採用されるパッカーにおいては、
上記した膨張ゴムエレメントの外周面には離型フィルム
層が形成される。離型フィルム層は、離型フィルム層上
に形成された後述する水中硬化性樹脂を含浸させたガラ
スマット・ロービングクロスの、水中硬化性樹脂の硬化
後に、ガス抜きして膨張ゴムエレメントを収縮させ硬化
した水中硬化性樹脂含浸ガラスマット・ロービングクロ
スをこの層を界面として離型させるためのものである。

【００２２】このような使用目的に適合するフィルムと
しては、使用目的を満たすものであればどのような材料
も使用可能であるが、例えばポリオレフィン系フィル
ム、塩化ビニル系フィルムが好適なものとして挙げら
れ、例えば３０〜１００μｍの厚さを有し、前記した膨
脹ゴムエレメントの使用目的に適合するものが選択され
るが、なかでもポリエチレンフィルムの使用が一般的で
ある。

【００２３】本発明においては、離型フィルム層上に、
セピオライト等の増粘剤を、例えばエポキシ樹脂等の水
中硬化性樹脂に混合して塗布することが好ましいが、こ
の工程については後述する。

【００２４】本発明においては、離型フィルム層上に水
中硬化性樹脂を含浸させたガラスマット・ロービングク
ロスを装着する点において特に特徴的である。

【００２５】上記したガラスマット・ロービングクロス
の前者の素材としては、チョップドストランドガラスマ
ットが好適なものとして用いられ、所定の長さに切断し
たストランドをランダム方向に分散させて均一な厚みに
積層し、マット状に形成したものであり、全ての方向に
対して強度を維持させるためのものである。

【００２６】また、ロービングクロスとしては、例えば
径１０〜１５μｍのガラスフィラメントを集束してスト
ランドとし、これを所定の番手になるように均一に引き
揃えて束にしたものであり、主として層の鉛直、水平方
向の強度を上げるためのものである。

【００２７】最も好適なガラスマット・ロービングクロ
スは、ガラスマット層とロービングクロス層とを交互に
形成させ、例えば３層のガラスマット層と２層のロービ
ングクロス層とにより、例えばガラスマット層のトータ
ル目付け３００〜９００ｇ／ｍ² 、ロービングクロス層
のトータル目付け５００〜９００ｇ／ｍ² とし、総体的
な目付量を８００〜１８００ｇ／ｍ² とするのが一般的
であるが、これらの数値は井戸の規模、目的、補修仕様
によって変更されることは言うまでもない。上記した好
ましいガラスマット・ロービングクロスは、ガラスマッ
トとロービングクロスを交互に積層して３層のガラスマ
ット（３Ｇ）と２層のロービングクロス（２Ｇ）を形成
させた３Ｇ２Ｒのものである。このような３Ｇ２Ｒのガ
ラスマット・ロービングクロスの採用が好ましいもので
あるとの確認は、同程度の目付量の２層のガラスマット
と１層のロービングクロスによる２Ｇ１Ｒの積層体では
３Ｋｇｆ／ｃｍ²程度の圧力で含液エポキシ樹脂がリー
クし、一方、同様に積層した４Ｇ３Ｒの積層体では、パ
ッカーを直立させた際、前記増粘剤を混合した水中硬化
性樹脂の採用においても、自重により脱落する傾向が認
められるからである。しかしながら、このような３Ｇ２
Ｒ積層体の採用は、それぞれの構成材料の使用変更によ
り変動しうるものであることは言う迄もない。

【００２８】ガラスマット・ロービングクロスに含浸さ
せるための水中硬化性樹脂は、本発明の使用目的から、
水中で硬化し得る樹脂組成物であれば、どのような組成
物でも使用可能であり、特定されるものではない。

【００２９】しかしながら、なかでもビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂を主剤とし変形ポリアミン、変形芳香族
ポリアミンを硬化剤としたエポキシ樹脂、および芳香族
ポリアミンを主剤としヘキサメチレンジイソシアナート
を硬化剤とするポリウレア樹脂が好適なものとして挙げ
られる。

【００３０】上記したエポキシ樹脂としては、一般的に
主剤２と硬化剤１の重量比率で混合して使用するもので
あり、使用目的上からも、日本水道協会のＪＷＷＡ−Ｋ
−１３５の樹脂溶出試験をクリアーする必要があり、エ
ポキシ樹脂の安全性が証明されることにより、飲料水用
の井戸にもケーシングパッチ工法の適用が可能である。
このような、樹脂は水中下、例えば水温１４℃、約２４
時間以内で硬化可能なものである。

【００３１】上記エポキシ樹脂の硬化剤としては、通
常、変形ポリアミン、変形芳香族ポリアミン等が用いら
れ、通常のアミン等の添加剤の添加による硬化促進はさ
れていない。

【００３２】上記の主剤と硬化剤を混合したエポキシ樹
脂に、必要によりさらに増粘剤を加えて水中硬化性樹脂
の含浸組成物が調製されるが、詳細は後述する。

【００３３】水中硬化性樹脂として用いられるポリウレ
ア樹脂としては、芳香族ポリアミンを主剤とし、ヘキサ
メチレンジイソシアナートを硬化剤としたものが一般的
に使用され、上記したエポキシ樹脂の場合とほぼ同様に
して使用される。

【００３４】水中硬化性樹脂を含浸させてガラスマット
・ロービングクロス層を形成させる方法としては、前記
のように、ガラスマット層とロービングクロス層とを交
互に形成させ、通常その一層毎に水中硬化性樹脂を含浸
させる方法が採用される。すなわち、ガラスマットまた
はロービングクロス層に水中硬化性樹脂を含浸させ、そ
の上にロービングクロス層またはガラスマット層を形成
させて水中硬化性樹脂を含浸させ、さらに同様の層形
成、含浸操作を行い、所定の層形成を実施するものであ
る。

【００３５】上記のようにして形成される水中硬化性樹
脂含浸ガラスマット・ロービングクロス層における水中
硬化性樹脂の総体的な含浸量は３００〜４５０ｇ／ｍ²
であり、前記したガラスマット・ロービングクロスの総
体的目付量８００〜１８００ｇ／ｍ²との合計目付量は
１１００〜２２５０ｇ／ｍ²となる。

【００３６】従って、１つの例における、水中硬化性樹
脂含浸ガラスマット・ロービングクロス層の総重量は、
例えば１パッカー当り３〜５ｋｇ程度のものとなる。

【００３７】このような自重を有する水中硬化性樹脂ガ
ラスマット・ロービングクロスを、パッカーの膨脹ゴム
エレメント外周面に形成させた離型フィルム上に、直接
巻付けてガラスマット・ロービンク層を形成させる場合
は、しばしば形成層の自重により脱落する現象が認めら
れる。

【００３８】このため、本発明のケーシングパッチ工法
においては、例えばセピアライトのような増粘剤を、前
記含浸用水中硬化性樹脂の１／１０程度の液量に混合し
て増粘し、増粘液を上記離型フィルム上に塗布し、しか
る後に水中硬化性樹脂含浸ガラスマット・ロービングク
ロスを巻付けることが好ましい。

【００３９】前記した主剤と硬化剤を混合したエポキシ
樹脂、ポリウレア樹脂等の混合組成物に、例えばセピオ
ライト等の増粘剤を混合組成物１００重量部に対して２
５〜４０重量部、好ましくは３０〜３５重量部を混合
し、ガラスマット・ロービングクロス表面を食み出さな
いように塗布することが好ましい。かくして、含浸水中
硬化性樹脂のガラスマット・ロービングクロスからの流
れ出しとガラスマット・ロービングクロス層の脱落が防
止される。

【００４０】ガラスマット・ロービングクロスのパッカ
ーへの固定方法としては、他の方法の採用も考えられる
が、水中硬化性樹脂の硬化後パッカーを離脱させる都合
上メカニカルな工程方法の採用は好ましくない。

【００４１】前期のようにして調製された水中硬化性樹
脂含浸ガラスマット・ロービングクロスは、増粘剤を含
有する水中硬化性樹脂を塗布した離型フィルム上に巻き
付け、さらにマスキングテープをラセン状に巻き付けて
固定する。

【００４２】なお、上記のようにして調整されたパッカ
ーの上下には、パッカーを降下する際、水中硬化性樹脂
含浸ガラスマット・ロービングクロスがケーシング内面
の凸凹、錆、付着物等に直接接触することのない様に、
ゴム製のガイド（セントラライザー）を取付けることが
好ましい。

【００４３】１例を示せば、φ１７８ｍｍパッカーのセ
ントラライザーとして、４５ｍｍ幅、１０ｍｍ厚、５９
０ｍｍ長さのゴム板２本をパッカー本体の両端に巻き付
け、ビニールテープで強固に固定する方法を示すことが
できる。

【００４４】上記のようにして調製されたパッカー本体
は、高圧ホースにより、あらかじめ調査確認した縦型坑
内のケーシングリークの位置に降下されるが、ケーシン
グリークの位置は、あらかじめ工事の前日等に水中テレ
ビカメラによって確認し、深度値を正確に把握しておく
必要がある。

【００４５】本発明において採用される高圧ホースは、
パッカー本体の自重、例えば１２５ｋｇを支え、パッカ
ーを上下に移動させるとともに、窒素ガス等のガスボン
ベの圧力を高圧ホースを介してパッカーの膨脹ゴムエレ
メントを内に伝え膨脹させる機能を有する点において特
徴的である。このような機能上の要求から、高圧ホース
の最高使用圧力は７００ｋｇ／ｃｍ²であり、伸び率は
０．５％／１００ｋｇ程度の超高圧ホースに属するもの
である。

【００４６】更に、これらの機能を高圧ホースのみに依
存する理由は、本発明者らの検討によれば、パッカーの
吊下げ機能とガスボンべからのガス供給機能とを、それ
ぞれ別個に設けてケーシングパッチ工法を実施する場合
は、数百メートルにおよぶ深井戸の環境において、例え
ばガス供給設備がパッカー吊下げ設備にからみ合い、切
断落下する等の支障を招くことが認められたからであ
る。

【００４７】上記した高圧ホースの採用は、本発明のケ
ーシングパッチ工法の実施において最も重要な検討課題
であり、自重の３倍程度の引張強度を有するホースは超
加圧を扱う工法において珍しくはないが、曲げることが
できるという長所は、伸びるという短所と表裏一体であ
り、既製のホースの採用においては引張強度の優れたも
のは構造上伸びが大きく、深度誤差が顕著となり、深井
戸内に降下させるのは危険である。従って、引張試験を
繰り返し、強度を若干犠牲にするとしても伸びが少ない
ホースを選定することが好ましい。

【００４８】高圧ホース５によるケーシングリークの位
置への降下は、通常、図３に示すように、三脚９と上部
シーブ７と下部シーブ８の利用により行われる。降下は
駆動ウィンチ１３、あるいは電動ウィンチ等の作動によ
り行い、パッカー本体はゆっくりと井戸内に降下され
る。

【００４９】高圧ホース５の先端には、高圧ホース５と
パッカー本体との接続ジョイントが取り付けられ、パッ
カーの膨脹ゴムエレメントを膨張させるためのガス供給
路等、またパッカーのセンターパイプを流れる地層水の
流路を備えた接続ジョイント４が図４に示すように接続
されている。

【００５０】図４の（ａ）はパッカー本体の降下中の状
態図である。図中１４はケーシングリーク箇所、例えば
穴である。パッカー本体の降下は、数百ｍの深さにおい
ても正確にリーク箇所に導く必要がある。水中カメラに
よってあらかじめ測定された深度と、１０ｍ毎の目印に
よる高圧ホース５の降下深さを正確に一致させることは
必ずしも容易ではない。

【００５１】高圧ホースの伸縮と共に、膨張ゴムエレメ
ントにガスを供給した際に生ずるスラックオフ（SLACKO
FF）と呼ばれる浮き上がり現象、例えば３００ｍの深さ
において７ｃｍのような浮上現象を考慮して実深度を修
正する必要がある。すなわち、目標深度＋スラックオフ
の深度まで降下させ、駆動ウィンチ１３を停止させ、固
定装置でウィンチを固定する。

【００５２】ここにおいて、上記スラックオフ現象につ
いて若干説明する。スラックオフとは、パッカーの作動
時、すなわち膨脹ゴムエレメントの膨脹時において考慮
されるべき、降下位置の推定に関する種々の誤差要因の
総括であって、次の様な要因が考慮される。

【００５３】ピストン効果：高圧ホース内へのガス供
給による作用効果高圧ホースのたわみ効果膨脹ゴムエレメントの膨脹による作用効果温度差による作用効果：地層水１４℃以上、例えば窒
素ガス５〜１０℃ 上記のような誤差要因を考慮して補正するための次の様
な計算式が知られているが、各因子の定議は省略する。

【００５４】トータルスラックオフ

【００５５】

【数１】上記の式により求めた値だけパッカーは浮上することに
なり、この浮上分を考慮して吊下げ位置を修正する。

【００５６】本発明者らの経験によれば、３００ｍを目
標深度に設定して目標深度（３００ｍ）＋トータルスラックオフ（０．０
７ｍ）で施工した結果、パッチ中央部を２９９．９０ｍの精度
で接着させることに成功している。

【００５７】假に目標深度を３００ｍとした場合に、図
５に示すように、水中硬化性樹脂含浸ガラスマット・ロ
ービングクロスのケーシングリーク位置への貼り付け幅
は、最小限１ｍであることが好ましく、目標深度に応じ
て増大させることが好ましいことを確認した。しかしな
がら、貼り付け幅の増大は、膨脹ゴムエレメントの自重
の増大とともに作業性の制的があることから、長さ２ｍ
程度が一応の限界と目されている。

【００５８】次にパッチ操作について説明する。図４の
（ｂ）は膨脹ゴムエレメントをガス圧により膨張させた
状態の状態図であり、次のような手順によって行われ
る。

【００５９】パッチを行うケーシングパイプの内径を
事前に調べ、パッカーの作動圧をパッカーのインフレー
ションデーターから割り出す。水中テレビカメラで確
認した静水位から目標深度における水柱圧を割り出す。
この水柱圧に上記のインフレーションデーター（差圧）
を加算し、パッカー作動圧を割り出す。

【００６０】このようにして割り出された圧力データに
基づき、図３に示した、例えば窒素ボンベのバルブを開
け、集合装置１のレギュレーターを調節しながら、窒素
ガスを高圧ホース５内に供給する。レギュレーター吐出
口のゲージ圧が所定のパッカー作動圧に達した時点で全
ての高圧バルブを閉める。一般的作動圧は、例えば、前
記した２〜８ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲である。

【００６１】なほ、地層圧の高い井戸を補修する場合に
は、水のポンピング圧力を制御しながら高圧ホースを介
してパッカーの膨脹ゴムエレメントを膨脹させることも
できる。その際、パッカー作動開始圧力が１０ｋｇｆ／
ｃｍ²以上の高圧用パッカーを用いることが好ましい。
なぜならば、地上（０ｍ）から井戸内の水頭（数十ｍ〜
数百ｍ以深）までの高圧ホース内の水柱圧力で、パッカ
ーが降下中に作動し、目標地点に辿り着く前にケーシン
グパッチを行ってしまうためである。

【００６２】本発明において使用される水中硬化性樹脂
を含浸させたガラスマット・ロービングクロスの硬化
は、その主剤と硬化剤との配合比等により調節される
が、通常、配合後２４時間、より一般的には８時間程度
の硬化時間で硬化が完了する。

【００６３】水中硬化性樹脂の硬化が完了した後、パッ
カー内部と高圧ホース内のガスを放出する。図４（ｃ）
は、ガスを放出し、例えば油圧駆動ウィンチ作動により
高圧ホース５をゆっくりと巻き取りつつある状態を示す
状態図である。

【００６４】かくして、水中硬化性樹脂を含浸硬化させ
たガラスマット・ロービングクロスのケーシングリーク
位置への貼り付けは完了し、次いで、パッカーを地上に
引き揚げ、本発明のケーシングパッチ工法の一応の手順
は終了する。

【００６５】上記した本発明のケーシングパッチ工法
は、管径２００〜４００ｍｍ程度で、各種深度の水井戸
等に使用可能であり、一般的に１０００ｍ程度の深度の
パッチ工法に適用可能であり、さらに高圧ガスボンベ等
の使用によって、より深い深度のケーシングパッチ工法
の実用化も可能と期待される。

【００６６】上記のケーシングパッチ工法は、パッカー
と特殊樹脂の組み合わせで安価に施行できるケーシング
パッチ技術であり、技術者１名、オペレータ２名で施工
が可能となっている。また、改修工事期間も一般的にわ
ずかに２日である。

【００６７】

【実施例】以下、実施例により本発明の１つの実施形態
を示すが、これらの実施形態に限られるものではない。

【００６８】実施例１外径１７８ｍｍ、長さ２４７０ｍｍのPETRO METARIC 社
製のシングルパッカーに、長さ１７００ｍｍの膨脹ゴム
エレメントを有する１２５ｋｇ重量のパッカーを用い
た。

【００６９】膨脹ゴムエレメントの外周面には、５０μ
ｍの厚さを有する幅１ｍのポリエチレンフィルム（イワ
タニマテリアル株式会社製）を端部を重なるように巻き
付けシールした。

【００７０】離型フィルム層上への水中硬化性樹脂を含
浸させたガラスマット・ロービンククロス層の形成は次
のように実施した。

【００７１】ガラスマットは、所定の長さに切断したチ
ョップドストランドをランダム方向に分散させて均一な
厚みに積層しマット状に形成した厚さ０．５ｍｍ、３６
０ｇ／ｍ² 、１０４０ｍｍ幅のＭＣ−３８０Ａ−１０４
ＳＳ（日東紡績株式会社製、商品名）を、ロービンクク
ロスは、１０〜１５μｍのフィラメント数百本を集束し
てストランドとし、これを均一に引き揃えて束にした厚
さ０．５ｍｍ、５８８ｇ／ｍ² 、１０００ｍｍ幅のＷＲ
−５７０Ｃ−１００ＣＳ（日東紡績株式会社製、商品
名）の何れもＪＩＳ対応規格品を使用した。

【００７２】水中硬化性樹脂としては、主剤としてビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂ＳＳＪ−１００Ｂ主剤（株
式会社ソテック製、商品名）、硬化剤として変形ポリア
ミン、変形芳香族ポリアミン使用のＳＳＪ−１００Ｂ硬
化剤（株式会社ソテック製、商品名）を１００：５５の
割で混合使用した。このものは日本水道協会のＪＷＷＡ
Ｋ１３５の樹脂溶出試験規格の合格品であり、水中下、
水温１４℃における硬化時間は約２４時間である。

【００７３】ロール状に巻かれたガラスマットを３枚分
切断する。切断長さは、ケーシングパイプの内径から円
周を割り出し、その円周に１．２７倍した値とする。ま
た、ロール状に巻かれているロービングクロス２枚分を
切断する。切断幅は同様に円周に１．２７倍した値とす
る。

【００７４】エポキシ樹脂の保温ケース（２０℃以上）
からエポキシ樹脂を取り出し、ガラスマット・ロービン
グクロス層の面積に対し、２．０Ｌ／ｍ² の主剤と１．
１Ｌ／ｍ² の硬化剤を混合し、作業台上にブルーシート
を敷き、その上にポリエチレンシートを貼り、さらに１
枚目のガラスマットを置き、主剤と硬化剤を混合しエポ
キシ樹脂を軽くローラーでマット全体に塗り、専用の豚
毛ローラーで脱泡する。

【００７５】エポキシ樹脂を含浸させたガラスマット上
に、ロービングクロスの１枚目を乗せ、エポキシ樹脂を
含浸させる。同様に軽くローラーでマット全体に塗り、
専用の豚毛ローラーで脱泡する。

【００７６】以下同様に２枚目のガラスマット、２枚目
のロービングクロスのように順次含浸脱泡させ、ガラス
マット３枚とロービングクロス２枚を交互に組み合わせ
たエポキシ樹脂含浸マットが完成する。

【００７７】次に全使用量の１０％にあたる残部のエポ
キシ樹脂に、セピオライト、ミルコンＭＳ−２（昭和鉱
業（株）製、商品名）をエポキシ樹脂１００重量部に対
し３０〜３５重量部となるように混合して粘性を高め、
膨脹ゴムエレメントのポリエチレンフィルム表面にセピ
オライト入りエポキシ樹脂を塗る。

【００７８】上記のようにして得られたエポキシ樹脂含
浸ガラスマット・ロービングクロスのセンターを、前記
パッカーの膨脹ゴムエレメントのセンタに合わせ、膨脹
ゴムエレメント上に巻き付け、マスキングテープにより
しっかり固定した。

【００７９】エポキシ樹脂の主剤と硬化剤を混合してか
ら１時間経過するまでこの状態を維持し、次の作業に移
行した。

【００８０】パッカー１のケーシング６内（１１−３／
４″ＣＧＳ、内径２７９．４ｍｍ、外径２９８．５ｍ
ｍ）への吊り下げには、次のような高圧ホース５を使用
した。高圧ホースＪＡＳ０８（ブリジストンフローテッ
ク株式会社製、商品名）、最高使用圧力７００ｋｇｆ／
ｃｍ² 、破壊圧力２０００ｋｇｆ／ｃｍ² 、内径１２．
８ｍｍ、外径２１．２ｍｍ、重量７１０ｇ／ｍ。

【００８１】高圧ホース５の先端には、パッカー１に接
続させるための接続ジョイント４が接続されている。

【００８２】図３に示す集合装置１１としては、６本の
窒素ボンベ１２を使用した。通常、窒素ボンベ３本で２
回のケーシングパッチが可能であるので、残りの３本は
バックアップ用とした。仕様は７０００Ｌ型、充填圧１
５０ｋｓｃである。

【００８３】油圧駆動ウィンチ１３としては、ブレーキ
にはバンドブレーキが使用され、またこれとは別にドラ
ムの回転を停止させる装置が側面に配置した。これはバ
ンドブレーキが緩んでもドラムを回転させないためのも
のである。マルマ重車両（株）の７４０ｍ巻取量、巻取
速度２５．７ｍ／ｍｉｎのものを使用した。

【００８４】テンションメーター１０としては、ロード
セルより送られた荷重信号を架装車両内のテンションメ
ーターに表示し、パッカー吊り下げ荷重をオペレーター
に知らせるようにしてある。テンションセンサー型式Ｌ
Ｔ−２ＴＦを（創販（株）製、商品名）を使用した。

【００８５】パッカー１の吊り下げ、撤収の作業手順と
しては次のように実施した。

【００８６】テンションメーター１０用のロードセルを
三脚９の上部に取り付ける。ロードセル下部のフックに
高圧ホース５用の上部シーブ７を取り付ける。三脚の下
部に高圧ホース用の下部シーブ８を取り付ける。

【００８７】パッカー５本体の上下の両端にゴム板をセ
ントラライザーとしてテープで固定する。パッカー上部
のセンターパイプのボックス部に接続金具を取り付け
る。接続ジョイント４とインフレポート（パッカー上
部）を専用の高圧ラインで接続する。

【００８８】上部シーブ７から降ろした高圧ホース６と
パッカー１のセンターパイプ先端の接続ジョイント４と
接続する。

【００８９】油圧駆動ウィンチを作動させ、テンション
メーターによりパッカー１の作動状態を確認しながらケ
ーシング６内にゆっくりと降下させる。

【００９０】パッカー本体を降ろしながら、高圧ホース
の測長を行う。測長の方法は、ステンレス製の巻き尺で
１０ｍ毎に印しを付け、加算していく。目標深度へとパ
ッカー１本体を降ろす。目標深度は、前日に水中テレビ
カメラで確認した穴（ケーシングリーク箇所）の深度値
であり、深度は、カメラ車搭載のカウンター値３００ｍ
を採用した。パッカー本体に窒素ガスを６ｋｇｆ／ｃｍ
² となるように供給したところスラックオフと呼ばれる
パッカーの上昇作用が発生した。

【００９１】スラックオフは一般に採用される前記計算
式により求めたところ０．０７ｍと算出され、これによ
り目標深度＋全スラックオフの値までパッカー本体を降
ろし、バンドブレーキでウィンチを停止させ、ウィンチ
側面にある固定装置（ピン）でウィンチを固定した。

【００９２】窒素ガスを供給してから２４時間経過後、
集合装置のリリースバルブを開き、パッカー内部と高圧
ホース内の窒素ガスを放出した。リリースバルブからの
窒素ガスの放出が完全に終了したかどうかを確認した
後、架装車両のエンジンを始動させ、ＰＴＯを入れ油圧
装置を作動させ、油圧駆動ウィンチ側面の固定装置（ピ
ン）を解除し、さらに油圧駆動ウィンチのバンドブレー
キを解除し、高圧ホースをゆっくりと巻き取り、パッカ
ー本体を地上へと引き揚げた。

【００９３】パッカーの引き揚げの際は、テンションメ
ーターの値に注意を払いながら作業を行い、パッカーを
地上に引き揚げて、ケーシングパッチ作業は終了した。

【００９４】ケーシングパッチ工事の終了後、再度テレ
ビカメラの挿入により補修箇所の状態を確認したとこ
ろ、エポキシ樹脂硬化ガラスマット・ロービングクロス
は補修箇所全域において固着していることが認められ
た。また、その後の揚水量は、故障前の平均値に回復し
たことが認められた。

【００９５】上記の実験により次の事実が確認された。

【００９６】１．パッカー吊り下げ精度は、前記したよ
うに、２９９．９０ｍであることが確認された。

【００９７】２．エポキシ樹脂含浸硬化ガラスマット・
ロービングクロスの強度について、通常の硬質塩ビ管お
よびＦＲＰケーシングパイプと仕様を同一にして対比
し、次表の結果を得た。

【表１】上記のように実施例１の試料は、ＦＲＰケーシングパイ
プとほぼ同等の強度を有するものである。

【００９８】３．地上における水中硬化実験では、次の
実験事実が確認された。

【００９９】すなわち、φ３００ｍｍのケーシングに、
φ６５ｍｍ、φ３０ｍｍおよび１０×５０ｍｍの円形の
穴および短形状の穴を上下２５０ｍｍ間隔で穿ち、それ
ぞれの穴にφ６５ｍｍ、φ３０ｍｍおよび１０×５０ｍ
ｍ鉄製ソケットを熔接し、鉄製ソケット側からの外圧に
より、エポキシ樹脂水中硬化ガラスマット・ロービング
クロス層の耐圧強度を試験し、次のような耐圧強度を得
した。

【０１００】 φ６５ｍｍ１１ｋｇｆ／ｃｍ² φ３０ｍｍ１９ｋｇｆ／ｃｍ² １０×５０ｍｍ３１ｋｇｆ／ｃｍ² 上記の結果から、一分に地層圧に耐え得ることが示され
た。

【０１０１】

【発明の効果】深井戸等のケーシングリークの閉塞ない
しは補修には、いわゆるパイプ・インパイプの工法が採
用され、一回り小さなケーシングとなり、揚水量その他
の性能の低下を余儀なくされてきたが、本発明のケーシ
ングパッチ工法の採用により、ケーシング径の低下を招
くことなく、１両日中に補修工事を完了させることがで
きることが確認されたので極めて有用なケーシングパッ
チ工法と言える。

【図面の簡単な説明】

【図１】膨脹ゴムエレメント内のガス圧と膨張ゴムエレ
メント外径との関係を示す図。

【図２】同ガス圧と膨張ゴムエレメント長さとの関係を
示す図。

【図３】パッカーの吊り下げ装置の１例を示す図。

【図４】パッカーの吊り下げ時（ａ）、膨脹ゴムエレメ
ントの膨脹時（ｂ）、および補修ならびにパッカー回収
時（ｃ）の状態を示す図。

【図５】目標深度３００ｍにおける吊下げ精度と貼り付
け幅との関係を示す図。

【符号の説明】

１パッカー２膨脹ゴムエレメント３エポキシ樹脂含浸ガラスマット・ロービンククロ
ス４接続ジョイント５高圧ホース６ケーシング７上部シーブ８下部シーブ９三脚１０テンションメータ１１集合装置１２ガスボンベ１３ウィンチ１４ケーシングリーク箇所（穴）１５セントラライザー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21B 29/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】パッカーの膨張ゴムエレメント外周面に離
型フィルム層を形成させ、離型フィルム層上に増粘剤を
混合した水中硬化性樹脂を塗布し、その上に水中硬化性
樹脂を含浸させたガラスマット・ロービングクロス層を
形成させてなるパッカーを、高圧ホースにより、あらか
じめ調査確認した井戸内のケーシングリークの位置に降
下させ、ガスボンベの圧力または水のポンピング圧力を
制御しながら高圧ホースを介してパッカーの膨張ゴムエ
レメントを膨張させ、水中硬化性樹脂を硬化して、水中
硬化樹脂の含浸硬化ガラスマット・ロービングクロスを
ケーシングリーク位置に貼り付け、ガス抜きまたは水抜
きして膨張ゴムエレメントを収縮させ、パッカー本体の
みを引き揚げ、ケーシングリークを補修することを特徴
とするケーシングパッチ工法。
【請求項２】水中硬化樹脂がエポキシ樹脂またはウレア
樹脂であることを特徴とする請求項１記載のケーシング
パッチ工法。
【請求項３】増粘剤に配合する水中硬化樹脂がエポキシ
樹脂であり、増粘剤がセピオライトであることを特徴と
する請求項２記載のケーシングパッチ工法。
【請求項４】ガラスマット・ロービングクロス層の長さ
を２０００ｍｍ以下５００ｍｍ以上としたことを特徴と
する請求項１記載のケーシングパッチ工法。
【請求項５】ガラスマット・ロービングクロスが、ガラ
スマット層とロービングクロス層とを交互に形成させ、
３層のガラスマット層と２層のロービングクロス層とに
より、ガラスマット層のトータル目付け３００〜９００
ｇ／ｍ²、ロービングクロス層のトータル目付け５００
〜９００ｇ／ｍ²とし、総体的目付け量を８００〜１８
００ｇ／ｍ²としたことを特徴とする請求項４記載のケ
ーシングパッチ工法。
【請求項６】パッカーの上下にゴム製ガイドを取付けた
ことを特徴とする請求項１記載のケーシングパッチ工
法。
【請求項７】高圧ホースはパッカー本体の支持、パッカ
ー本体の上下移動およびパッカーへのガス供給を兼ねる
ものであることを特徴とする請求項１記載のケーシング
パッチ工法。
【請求項８】離型フィルム層が、ポリオレフィン系フィ
ルムまたは塩化ビニル系フィルムであることを特徴とす
る請求項１記載のケーシングパッチ工法。
【請求項９】ポリオレフィン系フィルムがポリエチレン
フィルムであることを特徴とする請求項８記載のケーシ
ングパッチ工法。
【請求項１０】ガスボンベのガスが窒素ガス、ヘリウム
ガス、アルゴンガス、酸素および空気からなる群から選
ばれたものであることを特徴とする請求項１記載のケー
シングパッチ工法。