KR100817568B1 - 지하수 개발용 케이싱 설치장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하수, 온천수 등의 개발을 위한 시공과정에서 케이싱의 연결시 케이싱을 안정적으로 잡아주는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 케이싱 연결을 위한 시공시 선(先) 시공된 케이싱을 안전하게 잡아줄 수 있는 홀더 수단, 연결한 선후(先後) 케이싱을 중심을 맞춰 안정적으로 잡아줄 수 있는 클램프 수단 등을 포함하는 새로운 형태의 케이싱 지지 수단을 구현함으로써, 케이싱 연결시 2개의 케이싱을 견고하고 정확하게 지지할 수 있고, 이에 따라 용접 등 케이싱 연결작업을 보다 수월하게 할 수 있는 등 케이싱 설치와 관련한 전체적인 작업성 및 효율성을 높일 수 있는 지하수 개발용 케이싱 설치장치를 제공한다.

지하수, 온천수, 착정공, 케이싱, 연결(용접)작업

Description

지하수 개발용 케이싱 설치장치{A well contamination pipe casing laying device}

본 발명은 지하수 개발용 케이싱 설치장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하수, 온천수 등의 개발을 위한 시공과정에서 케이싱의 연결시 케이싱을 안정적으로 잡아주는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 농업용, 공업용 등의 용수 및 농어촌의 생활용수를 공급하기 위해서는 지반에 관정을 뚫고, 관정에 양수관을 삽입한 다음, 펌프를 사용하여 지하수를 양수하는 것이 보통의 방법이다.

예를 들면, 지반을 굴착하여 관정을 형성한 후, 이 관정의 내벽에 원형의 파이프를 관정의 적정위치까지 밀착되도록 삽입 설치하고, 하부에는 수중모터펌프가 설치된 양수관을 관정에 삽입하며, 어댑터 등을 이용하여 양수관과 송수관을 연결한다.

따라서, 통상 암반 사이에 흐르고 있는 지하수가 암반공을 통하여 관정에 모 이게 되고, 관정에 모인 지하수는 수중모터펌프의 작동으로 강제 흡입된 후, 양수관을 따라 송수관으로 공급된다.

보통 지하수 개발이나 온천수 개발을 위하여 지반을 천공하는 착정공의 깊이는 수십에서 수백 미터에 이른다.

이때, 착정공을 유지시켜주고 또 오염된 지하수가 유입되는 것을 막기 위하여 착정공 내에 케이싱을 삽입하게 되는데, 케이싱의 규격이 정해져 있는 관계로 여러 개의 케이싱을 연결(용접)해나가는 형태로 삽입한다.

예를 들면, 지하수 개발시(특히 온천수 개발시)에 지반에 천공되는 구멍의 깊이는 대략 500m 정도이며, 이러한 깊이의 구멍에 삽입되는 케이싱은 그 자체의 무게로 인해 대략 6m 정도의 길이를 갖는 다수의 케이싱을 설치시에 용접하여 삽입하게 된다.

즉, 온천공 개발시 약 500m를 수직으로 천공한 다음 케이싱을 약 500m까지 용접하여 내리게 되는데, 이때 내리는 과정에서 케이싱을 잘못 잡는다거나, 무게에 못미쳐 놓치는 경우가 일어나면서 작업에 지장을 초래하는 경우가 종종 있다.

또한, 서로 연결되는 위아래 케이싱 간의 중심을 정확히 맞추기가 까다롭고, 이렇게 중심이 불안정한 상태에서 용접을 수행함으로써 용접부위의 품질에 대한 신뢰성을 떨어뜨리는 등 시공 전반에 걸쳐 작업성 및 효율성이 떨어지는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 케이싱 연결을 위한 시공시 선(先) 시공된 케이싱을 안전하게 잡아줄 수 있는 홀더 수단, 연결한 선후(先後) 케이싱을 중심을 맞춰 안정적으로 잡아줄 수 있는 클램프 수단 등을 포함하는 새로운 형태의 케이싱 지지 수단을 구현함으로써, 케이싱 연결시 2개의 케이싱을 견고하고 정확하게 지지할 수 있고, 이에 따라 용접 등 케이싱 연결작업을 보다 수월하게 할 수 있는 등 케이싱 설치와 관련한 전체적인 작업성 및 효율성을 높일 수 있는 지하수 개발용 케이싱 설치장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 케이싱 설치장치는 지면의 착정공 입구 가장자리에 설치되어 선(先) 시공된 케이싱을 잡아주는 케이싱 홀더 수단과, 연결을 위해 위아래로 나란하게 접하는 선후(先後) 케이싱의 연결부위를 포함하는 그 주변 둘레를 함께 감싸주는 형태로 잡아주는 케이싱 클램프 수단을 포함하는 한편, 상기 케이싱 홀더 수단은 아래쪽으로 좁아지는 경사형 내주면을 갖는 링형태의 베이스 부재와, 하나의 원형태를 조성할 수 있는 적어도 3개의 분할형으로 이루어지고 각각은 아래쪽으로 좁아지는 경사형 외주면을 가지고 있으며 함께 베이스 부재의 내측으로 조립되어 쐐기작용에 의해 좁혀지면서 케이싱 둘레를 압착 고정시켜주는 한세트의 홀더 부재 등을 포함하는 형태로 구성할 수 있고, 상 기 케이싱 클램프 수단은 한쪽의 힌지부와 맞은편의 개폐부에 의해 개폐가능하며 선후(先後) 케이싱의 연결부위을 일부 구간 노출시켜주는 절개부를 갖는 원통형의 클램프 부재와, 상기 클램프 부재의 개폐부에 설치되어 클램프 부재의 닫힘상태를 잠궈주는 수조작이 가능한 퀵 클램프 레버 등을 포함하는 형태로 구성할 수 있다.

본 발명에서 제공하는 케이싱 설치장치는 케이싱 홀더 수단을 이용하여 선(先) 시공한 케이싱을 안전하고 견고하게 잡아줄 수 있고, 또 케이싱 클램프 수단을 이용하여 연결할 선후(先後) 케이싱을 정확히 중심을 맞춰 안정적으로 잡아줄 수 있으므로, 용접 등의 케이싱 연결 작업을 간편하게 할 수 있는 등 작업성을 향상시킬 수 있고, 또 케이싱 연결부위에 대한 용접시 케이싱 간의 중심이 정확히 맞춰진 상태에서 작업이 이루어지므로서 우수한 용접 품질을 기대할 수 있는 등 전체적으로 케이싱 설치와 관련한 시공을 효율적으로 수행할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 개발용 케이싱 설치장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 개발용 케이싱 설치장치를 나타내는 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 케이싱 설치장치는 케이싱 홀더 수단 과 케이싱 클램프 수단으로 구성되며, 상기 케이싱 홀더 수단은 지면의 착정공 입구 가장자리에 설치되면서 선(先) 시공된 케이싱을 잡아주는 역할을 하고, 상기 케이싱 클램프 수단은 위아래로 나란하게 접하는 선후(先後) 케이싱의 연결부위 및 그 주변의 둘레를 함께 감싸주는 형태로 설치되면서 위아래 2개의 케이싱을 동시에 잡아주는 역할을 한다.

예를 들면, 케이싱 삽입을 위해 시공한 착정공의 입구에 케이싱 홀더 수단이 설치되면서 선 시공된 케이싱을 그 상단 일부 길이가 지면 윗쪽으로 노출되는 상태로 잡아주게 되고, 서로 연결할 선후 케이싱의 연결구간에 케이싱 클램프 수단이 설치되면서 2개의 케이싱을 일체식으로 잡아주게 된다.

이렇게 케이싱 홀더 수단이 선 시공된 케이싱을 아래로 빠지지 않도록 견고하게 고정시켜주게 되고, 케이싱 클램프 수단이 서로 연결시킬 선후 케이싱의 연결부위를 견고하게 고정시켜주게 되므로, 서로 맞닿아 있는 위아래 케이싱의 연결부위에 대한 용접 등을 작업을 수월하게 할 수 있다.

이를 위하여, 상기 케이싱 홀더 수단은 2개의 부재, 예를 들면 지면상에 설치되어 지지체 역할을 하는 링형태의 베이스 부재(11), 그리고 베이스 부재(11)의 안쪽으로 조립되어 케이싱을 실질적으로 압착시켜 고정하는 역할을 하는 한 세트의 홀더 부재(13) 등을 포함하는 형태로 구성된다.

상기 베이스 부재(11)는 일정직경을 갖는 2개의 링형태의 블럭, 예를 들면 직경이 다른 내측 링블럭(11a)와 외측 링블럭(11b)이 동심원상으로 조합되어 있는 형태로 이루어져 있고, 홀더 부재(13)을 수용하는 내주면, 즉 내측 링블럭(11a)의 내주면은 아래쪽으로 좁아지는 형태, 즉 직경이 상단에서 하단으로 갈수록 좁아지는 형태의 경사형 내주면(10)으로 되어 있어서 홀더 부재(13)의 쐐기작용을 유도할 수 있도록 되어 있다.

또한, 베이스 부재(11)의 일측, 예를 들면 외주면이나 윗면에는 다수의 고리(20)가 구비되어 있으며, 이에 따라 중량물인 베이스 부재(11)를 설치하거나 옮기기 위해 들어 올릴 때 크레인 등의 훅을 이곳에 걸어서 작업을 수월하게 할 수 있다.

한편, 베이스 부재 설치시 지면이 못한 경우 선 시공된 케이싱의 안정적인 지지는 물론, 연결할 케이싱 간의 중심을 정확히 맞추는데 어려움이 있을 수 있다.

이를 위하여, 상기 베이스 부재(11)에는 적어도 3곳에 지면과의 수평유지를 위한 수평유지용 볼트(23)가 구비되며, 베이스 부재 설치시 각각의 수평유지용 볼트(23)를 적절이 조절하면 베이스 부재(11)의 수평상태를 용이하게 맞출 수 있다.

상기 홀더 부재(13)는 선 시공된 케이싱 둘레를 압착하는 방식으로 잡아주는 부분으로서, 하나의 원형 부재를 대략 3개로 쪼갠 형태의 분할형으로 이루어져 있으며, 이렇게 분할된 3개의 부재를 하나로 합치면 대략 원형태가 만들어지게 되고, 이와 같이 원형태로 조합된 상태에서 3개의 부재가 협력하여 케이싱을 잡아줄 수 있다.

이러한 홀더 부재(13)의 외주면은 아래쪽으로 좁아지는 형태, 즉 상단의 직경이 크고 하단의 직경이 작은 형태의 경사형 외주면(12)으로 되어 있으며, 각 홀더 부재(13)가 베이스 부재(11)의 내측으로 조립될 때 이때의 경사형 외주면(12)이 베이스 부재(11)에 있는 경사형 내주면(12)을 타고 내려가면서 안쪽으로 좁혀지는 형태로 조립되므로, 이와 같은 쐐기작용에 의해 홀더 부재(13)는 베이스 부재(11)에 조립된 상태에서 꽉 조여지면서 케이싱 둘레를 잡아줄 수 있게 된다.

이때, 상기 홀더 부재(13)의 내주면에는 위아래 축선방향을 따라 반복되는 동시에 원주방향으로 연속해서 이어져 있는 형태의 요철면(21)이 형성되어 있으며, 이에 따라 케이싱과의 접촉면을 미끄럼없이 더욱 견고하게 압착할 수 있다.

또한, 상기 홀더 부재(13) 역시 윗면쪽에 고리(20)가 구비되어 있어서 크레인 등을 이용하여 손쉽게 들어 올릴 수 있다.

또한, 상기 케이싱 홀더 수단에는 베이스 부재(11)와 홀더 부재(13) 간의 결속상태를 견고하게 해줄 수 있는 수단, 즉 베이스 부재(11) 내에 수용되어 있는 홀더 부재(13)가 윗쪽으로 이탈되는 것을 효과적으로 막아줄 수 있는 수단이 구비된다.

이를 위하여, 홀더 부재(13)의 둘레를 따라서 다수 개의 고정 블럭(19)이 배치되고, 이렇게 배치되는 각 고정 블럭(19)이 한쪽은 베이스 부재(11)상에 지지되는 동시에 다른 한쪽은 홀더 부재(13)의 윗면과 접한 상태에서 블럭을 관통하여 베이스 부재(11)상에 체결되는 볼트에 의해 고정되는 형태로 설치되므로서, 홀더 블럭(13)은 고정 블럭(19)이 누르는 힘에 의해 윗쪽으로 이탈이 방지될 수 있다.

상기 케이싱 클램프 수단은 서로 연결된 위아래 2개의 케이싱 연결부위 및 그 주변을 잡아주는 수단으로서, 케이싱을 감싸는 원통형의 클램프 부재(17)와 잠금 및 해제수단으로서의 퀵 클램프 레버(18)를 적어도 두 세트 포함하는 형태로 이 루어져 있다.

상기 클램프 부재(17)는 하나의 원통형 관 부재를 두부분으로 수직 절단한 형태의 기본 몸체를 가지면서 한쪽은 힌지부(14)로 연결되고 그 맞은편의 개폐부(15)로 이루어져 힌지부(14)를 축으로 하여 개폐부(15)를 양편으로 개폐할 수 있는 구조를 갖는다.

특히, 클램프 부재(17)에는 둘레를 따라가면서 위치되는 대략 사각형으로 잘라낸 형태의 절개부(16)가 다수 형성되어 있으며, 이때의 절개부(16)를 통해 노출되는 선후(先後) 케이싱의 연결부위를 작업자가 용접하게 된다.

또한, 상기 퀵 클램프 레버(18)는 클램프 부재(17)의 개폐부(15) 양쪽에 설치되면서 수조작을 통해 클램프 부재(17)의 닫힘상태를 잠궈주고 또 재차 열어줄 수 있는 역할을 한다.

예를 들면, 상기 퀵 클램프 레버(18)는 개폐부(15)를 기준하여 한쪽에는 젖힘조작가능한 레버 부재 및 이것과 핀결합되는 고리 부재가 설치되고, 반대쪽에는 고리 부재를 걸 수 있는 훅 부재가 설치되는 형태의 것을 적용할 수 있으며, 이에 따라 레버 부재를 한쪽으로 젖혀 고리 부재를 훅 부재에 건 다음 재차 반대쪽으로 젖혀 고정시키면 클램프 부재(17)의 닫힘상태를 유지할 수 있고, 반대의 조작을 통해 클램프 부재(17)를 열어줄 수 있다.

이러한 퀵 클램프 레버는 일반적으로 알려져 있는 통상의 것을 적용할 수도 있다.

또한, 작업의 편의를 위해 클램프 부재(17)에는 양편에 손잡이(22)가 구비되 어 있으며, 이 손잡이(22)를 잡고 클램프 부재(17)을 케이싱측에 설치할 수 있으므로, 작업자는 취급상의 편리함을 얻을 수 있다.

이와 같이, 클램프 부재를 이용하여 서로 연결될 위아래 케이싱의 연결부위를 포함하는 연결부위 윗쪽과 아래쪽 일정길이를 잡아줌으로써, 케이싱 연결부위의 안정적인 지지상태를 확보할 수 있고, 또 클램프 부재가 2개의 케이싱을 동시에 잡아줄 수 있어 케이싱 간의 중심을 정확히 맞출 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 케이싱 설치장치의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 개발용 케이싱 설치장치의 사용상태를 나타내는 단면도이다.

도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 먼저 지반에 천공한 착정공의 입구에 베이스 부재(11)를 설치하고, 지면 상태에 맞춰 수평유지용 볼트(23)를 적절히 조절해가면서 베이스 부재(11)를 지면에 수평상태가 되도록 맞춘다.

다음, 선 시공할 하나의 케이싱(100)을 결속수단으로 묶은 다음 크레인 등으로 들어 올려야 하는데, 이때에는 체인이나 케이블 등으로 결속하여 케이싱을 들어 올릴 수도 있지만, 좀더 확실하고 안정적인 결속상태 확보를 위해 홀더 부재(13) 및 베이스 부재(11)를 결속수단으로 하여 들어 올리는 것이 바람직하다.

예를 들면, 케이싱의 한쪽 끝부분 둘레에 홀더 부재(13) 및 베이스 부재(11)을 일체식으로 조립한 후, 베이스 부재(11)가 갖는 고리에 크레인의 훅 등을 걸어 들어 올리면 케이싱을 보다 안정적으로 매달아 놓은 상태로 들어 올릴 수 있다.

물론, 상기 케이싱(100)은 작업을 처음 시작하는 상황이라면 선 시공할 케이싱이 되고, 작업이 계속 진행되고 있던 상황이라면 선 시공된 케이싱이 될 수 있다.

위와 같이 케이싱(100)을 매달아 지지하고 있는 상태에서 베이스 부재(11)의 내측으로 3개의 홀더 부재(13)를 끼워 넣는다.

이때, 3개의 홀더 부재(13)는 베이스 부재(11)와의 쐐기작용에 의해 그 직경이 좁혀지면서 케이싱(100)의 둘레면을 압착하게 되고, 이렇게 홀더 부재(13)가 완전히 베이스 부재(11) 내에 끼워지게 되면 케이싱(100)은 홀더 부재(13)가 발휘하는 압착력에 의해 견고히 고정될 수 있다.

이때, 홀더 부재(13)의 보다 안정적인 조립상태를 유지하기 위하여 고정 블럭(19)으로 홀더 부재(13)를 눌러서 잡아주는 것이 바람직하다.

이와 같이 케이싱(100)이 고정되면 크레인으로 매달고 있는 조건을 해제한다.

계속해서, 후 시공할 다른 하나의 케이싱(110)을 역시 크레인 등으로 지지한 상태에서 이 케이싱(110)의 하단과 홀더 부재(13)에 의해 고정되어 있는 케이싱(100)의 상단을 맞댄 다음, 케이싱(100),(110) 간의 연결부위를 포함하는 위아래 일정길이의 둘레를 클램프 부재(17)로 감싼 후, 퀵 클램프 레버(18)를 조작하여 클램프 부재(17)를 잠그면 클램프 부재(17)는 2개의 케이싱을 함께 묶어주는 형태를 유지할 수 있다.

이렇게 클램프 부재(17)의 설치 완료 후, 클램프 부재(17)에 있는 절개 부(16)를 통해 케이싱 연결부위 몇 곳을 가(假) 용접한 다음, 클램프 부재를 해체하고 케이싱 연결부위 전 둘레를 완전히 용접하고, 용접 후에는 케이싱 길이만큼 내린 다음, 위의 과정을 반복하여 새로운 케이싱을 계속해서 필요한 수 만큼 용접하여 연결하는 것으로 케이싱 설치작업을 완료할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 개발용 케이싱 설치장치를 나타내는 분해 사시도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 개발용 케이싱 설치장치를 나타내는 결합 사시도

도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 개발용 케이싱 설치장치의 사용상태를 나타내는 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 경사형 내주면 11 : 베이스 부재

12 : 경사형 외주면 13 : 홀더 부재

14 : 힌지부 15 : 개폐부

16 : 절개부 17 : 클램프 부재

18 : 퀵 클램프 레버 19 : 고정 블럭

20 : 고리 21 : 요철면

22 : 손잡이 23 : 수평유지용 볼트

Claims (8)

1. 지면의 착정공 입구 가장자리에 설치되어 선(先) 시공된 케이싱을 잡아주는 케이싱 홀더 수단과, 연결을 위해 위아래로 나란하게 접하는 선후(先後) 케이싱의 연결부위를 포함하는 그 주변 둘레를 함께 감싸주는 형태로 잡아주는 케이싱 클램프 수단을 포함하되,

   상기 케이싱 홀더 수단은 아래쪽으로 좁아지는 경사형 내주면(10)을 갖는 링형태의 베이스 부재(11)와, 하나의 원형태를 조성할 수 있는 적어도 3개의 분할형으로 이루어지고 각각은 아래쪽으로 좁아지는 경사형 외주면(12)을 가지고 있으며 함께 베이스 부재(11)의 내측으로 조립되어 쐐기작용에 의해 좁혀지면서 케이싱 둘레를 압착 고정시켜주는 한세트의 홀더 부재(13)와, 한쪽은 베이스 부재(11)상에 지지되고 다른 한쪽은 홀더 부재(13)의 윗면과 접하면서 볼트체결에 의해 홀더 부재(13)를 가압 고정시켜주는 다수 개의 고정 블럭(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 지하수 개발용 케이싱 설치장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 케이싱 홀더 수단의 베이스 부재(11)와 홀더 부재(13)에는 상부 견인을 위한 크레인의 훅을 걸 수 있는 다수의 고리(20)가 구비되는 것을 특징으로 하는 지하수 개발용 케이싱 설치장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 베이스 부재(11)에는 적어도 3곳에 지면과의 수평유지를 위한 수평유지용 볼트(23)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 지하수 개발용 케이싱 설치장치.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 홀더 부재(13)의 내주면은 축선방향으로 반복되는 요철면(21)으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 지하수 개발용 케이싱 설치장치.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 케이싱 클램프 수단은 한쪽의 힌지부(14)와 맞은편의 개폐부(15)에 의해 개폐가능하며 선후(先後) 케이싱의 연결부위을 일부 구간 노출시켜주는 절개부(16)를 갖는 원통형의 클램프 부재(17)와, 상기 클램프 부재(17)의 개폐부(15)에 설치되어 클램프 부재(17)의 닫힘상태를 잠궈주는 수조작이 가능한 퀵 클램프 레버(18)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지하수 개발용 케 이싱 설치장치.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 클램프 부재(17)는 작업자의 취급을 용이하게 해주는 양편의 손잡이(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하수 개발용 케이싱 설치장치.

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