KR101225499B1 - Blasting powder structure for seismic survey using a boringhole - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 내부에 화약이 채워지는 원통형의 제 1 관; 내벽이 상기 제 1 관의 외벽과 소정 간격 이격되어 충전 공간을 가지게 상기 제 1 관을 수용하는 제 2 관; 및 상기 화약에 일단이 연결되며 타단이 외부로 빠져 나오는 발파선;을 포함하며, 상기 충전 공간에는 충전물이 채워지는 것을 특징으로 하는 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조로서, 장심도에서도 압력의 영향을 받지 않고 높은 고주파 특성을 나타낼 수 있게 된다. The present invention, the first cylindrical tube filled with gunpowder therein; A second tube accommodating the first tube such that an inner wall is spaced apart from the outer wall of the first tube by a predetermined distance to have a filling space; And a blasting line having one end connected to the gunpowder and the other end exiting to the outside, wherein the filling space is filled with a filling material, and is charged with a charge structure for exploration of a borehole seismic wave. High frequency characteristics can be exhibited without.
Description
본 발명은 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조에 관한 것으로, 장심도에서도 압력의 영향을 받지 않고 높은 고주파 특성을 나타낼 수 있는 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조에 관한 것이다.
The present invention relates to a charge structure for borehole seismic exploration, and to a structure for borehole seismic exploration that can exhibit high high frequency characteristics without being influenced by pressure even at long depth.
탄성파 탐사의 기본적인 목적은 층서와 파쇄대의 분포 상태의 확인이며, 2차원 및 3차원 탄성파 탐사는 이러한 목적을 달성하기 위한 기본적인 접근법이다.The basic purpose of seismic exploration is to identify the distribution of strata and fracture zones, and two- and three-dimensional seismic exploration is the basic approach to achieve this goal.
파쇄대의 발달 형태를 규명하는 데는 도 1에 도시된 바와 같이 지표에서 송수신기를 운용하는 지표 탄성파 탐사보다는 지표에서 송신원을 운용하고, 시추공에서 수신하는 수직탄성파 탐사(VSP : Vertical Seismic Profiling)가 보다 효과적인 방법이 된다. As shown in FIG. 1, the vertical seismic profiling (VSP) which operates the source at the surface and receives at the borehole is more effective than the ground seismic survey that operates the transceiver at the surface as shown in FIG. 1. Becomes
그러나 현재 국내에서는 1,000m 이상에서 상기 VSP 탐사를 수행할 만한 장비의 확보가 어려워 이보다는 시추공에서 송신하고 지표에서 수신하는 역수직 탄성파 탐사(RVSP : Reverse Vertical Seismic Profiling) 방법이 추천된다. However, in Korea, it is difficult to secure equipment capable of performing the VSP survey at more than 1,000 m. Therefore, a reverse vertical seismic probing (RVSP) method, which is transmitted from the borehole and received at the surface, is recommended.
그러나 상기 RVSP의 경우에도 장심도 시추공에서 운용할 만한 마땅한 송신원이 없는 상황이고 탄성파 전용 뇌관과 화약을 이용하는 방법만이 유일하다. However, even in the case of the RVSP, there is no suitable source to operate in the borehole, and only the method using the seismic primer and the gunpowder is unique.
현재까지 국내에서 수행된 시추공 화약발파 사례 중 발파에 성공한 최대 깊이는 약 300m 정도에 불과하다. To date, the maximum depth of successful blasting of borehole explosives performed in Korea is only about 300m.
하지만, 역수직 탄성파 탐사를 이용한 대심도 탐사에서는 300m 이상, 더 나아가 1,000m 이상 깊이에서의 발파가 필수적이다. However, blasting at depths of more than 300m and even more than 1,000m is essential for large-depth exploration using reverse vertical seismic exploration.
현재까지 사용되어 온 방법은 도 2와 같은 단일관 방식으로 PVC관(약 30mm)을 장약통으로 활용하여 탄성파 탐사 전용 뇌관과 화약으로 그 내부를 치밀하게 채우고 위, 아래를 뚜껑으로 막고 밀봉 방수 처리한 후 사용하는 방식이다. The method that has been used up to now is a single tube method as shown in Fig. 2 by using a PVC tube (about 30mm) as a long barrel, filled with the inside of the seismic exploration dedicated primer and gunpowder, the top and bottom with a lid and sealed waterproof Then use it.
도 3은 이와 같은 방식으로 250m, 400m, 500m에서 시험한 결과들로서 500m 깊이에서는 도 4의 예와 같이 뇌관만 터지고 대부분의 화약은 터지지 않았음을 알 수 있었다. 3 is a result of the test at 250m, 400m, 500m in this manner as shown in the example of FIG.
이와 같은 발파 실패의 원인으로는 발파 깊이가 깊어짐에 따라 높아지는 수압과 방수의 문제를 생각할 수 있다. 따라서 방수의 영향을 판단하기 위해 일반 뉴마이트 화약 대신 함수 폭약을 사용하였으나 이 경우에도 역시 500m 이상의 깊이에서는 발파에 실패하였다. 이는 방수보다는 높은 수압의 영향이 더 큼을 의미한다.
As a cause of such blasting failure, the problem of the water pressure and waterproof which increase as the blasting depth becomes deep can be considered. Therefore, in order to determine the effect of waterproofing, water explosives were used instead of ordinary pneumatic gunpowder. This means that the effect of high water pressure is greater than waterproofing.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 본 발명은 장심도에서도 압력의 영향을 받지 않고 높은 고주파 특성을 나타낼 수 있는 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above-described problems, the object of the present invention is to provide a charge structure for borehole seismic exploration that can exhibit a high frequency characteristics without being affected by pressure even in long depth.
특히 이러한 장약 구조는 시추공 탄성파 탐사 및 RVSP 탐사를 위한 장심도에서의 시추공 화약발파를 가능하게 한다.
In particular, such a charge structure enables borehole blasting at depths for borehole seismic exploration and RVSP exploration.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 내부에 화약이 채워지는 원통형의 제 1 관; 내벽이 상기 제 1 관의 외벽과 소정 간격 이격되어 충전 공간을 가지게 상기 제 1 관을 수용하는 제 2 관; 및 상기 화약에 일단이 연결되며 타단이 외부로 빠져 나오는 발파선;을 포함하며, 상기 충전 공간에는 충전물이 채워지는 것을 특징으로 하는 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조를 제공한다. The present invention is a means for solving the above problems, the first cylindrical tube filled with gunpowder therein; A second tube accommodating the first tube such that an inner wall is spaced apart from the outer wall of the first tube by a predetermined distance to have a filling space; And a blast line having one end connected to the gunpowder and the other end exiting to the outside, wherein the filling space is filled with a filler to provide a charge structure for borehole seismic exploration.
바람직하게는, 상기 충전물은 조립질 모래인 것을 특징으로 하는 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조를 제공한다. Preferably, the filler provides a charge structure for borehole seismic exploration, characterized in that the granulated sand.
바람직하게는, 상기 충전물은 자갈 및 세립질 모래인 것을 특징으로 하는 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조를 제공한다. Preferably, the filler provides a charge structure for borehole seismic exploration, characterized in that the gravel and fine sand.
바람직하게는, 상기 제 1 관의 상하 부위에는 제 1 방수캡이 구비되는 것을 특징으로 하는 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조를 제공한다. Preferably, the upper and lower portions of the first tube provides a charge structure for borehole seismic exploration, characterized in that the first waterproof cap is provided.
바람직하게는, 상기 제 2 관의 상하 부위에는 제 2 방수캡이 구비되는 것을 특징으로 하는 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조를 제공한다.
Preferably, the upper and lower portions of the second tube provides a charge structure for the borehole seismic exploration, characterized in that the second waterproof cap is provided.
본 발명에 따른 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조는 장심도에서도 압력의 영향을 받지 않고 높은 고주파 특성을 나타낼 수 있게 되는 효과가 있다. The charge structure for the borehole seismic exploration according to the present invention has the effect of being able to exhibit high high frequency characteristics without being influenced by pressure even in long depth.
특히 이러한 장약 구조는 시추공 탄성파 탐사 및 RVSP 탐사를 위한 장심도에서의 시추공 화약발파를 가능하게 한다.
In particular, such a charge structure enables borehole blasting at depths for borehole seismic exploration and RVSP exploration.
도 1은 본 발명이 적용되는 시추공을 이용한 탄성파 탐사 방법의 다양한 예를 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 장약 구조를 설명하기 위한 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 장약 구조를 이용한 발파 시험 결과(탄성파 단면)를 타나내는 도면.
도 4는 종래 기술에 따른 장약 구조의 불발 상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 이중관 형태의 장약 구조와 종래 기술에 따른 단일관 형태의 장약 구조를 사용한 실험 결과를 비교하기 위한 각각의 탄성파 탐사 단면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예별 발파 성능을 비교하기 위한 도면. 1 is a view for explaining various examples of a seismic detection method using a borehole to which the present invention is applied.
2 is a view for explaining the charge structure according to the prior art.
3 is a view showing a blasting test results (elastic wave cross-section) using a charge structure according to the prior art.
4 is a view showing a misfire state of a charge structure according to the prior art.
Figure 5 is a cross-sectional view showing a charge structure for the borehole seismic exploration according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view of each seismic wave for comparing the experimental results using the double-tube-shaped charge structure and the single-tube-shaped charge structure according to the prior art.
7 is a cross-sectional view showing a charge structure for borehole seismic exploration according to another embodiment of the present invention.
8 is a view for comparing the blasting performance according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조를 나타내는 단면도이다. 5 is a cross-sectional view showing a charge structure for borehole seismic exploration according to an embodiment of the present invention.
도 5에 따르면, 본 발명에 따른 장약 구조는 제 1 관(20) 내에 화약(10)이 채워지고 상기 제 1 관(20)과 수평 방향으로 소정 간격 이격되어 제 2 관(30)이 제 1 관(20)을 내장하게 되며, 상기 제 1 관(20)과 제 2 관(30)의 사이에는 충전물(40a)이 채워지게 구성된다. 즉, 상기 제 2 관(30)의 내벽이 상기 제 1 관(20)의 외벽과 소정 간격 이격되어 충전 공간(40)을 형성하게 되고, 해당 충전 공간(40)에는 충전물(40a)이 채워지게 되는 것이다. According to FIG. 5, in the charge structure according to the present invention, the
상기 제 1 관(20)은 소정의 내경(약 30mm)을 갖는 원통 형상의 관으로서 상하 부위는 개방되게 된다. 이러한 제 1 관(20)은 PVC(Polyvinyl chloride) 재질로 이루어질 수 있다. The
해당 제 1 관(20)의 내부에는 폭발에 쓰이는 화약이 치밀하게 채워지게 되며, 상하 개방 부위는 제 1 방수캡(21)으로 막혀 밀봉 및 방수 처리되게 된다. 이때 상기 제 1 방수캡(21)은 그 단면 형상이 ㄷ 자 형으로 구성되어 바닥면을 통해 제 1 관(20)의 상부 또는 하부를 막게 되며, 원통형의 측면을 통해 상기 제 1 관(20)의 외연을 일정 부분 덮어 밀봉 및 방수 효율을 높일 수 있게 된다. 여기에서 제 1 관(20)의 상부를 덮는 제 1 방수캡(21)의 바닥면에는 제 1 관(20) 내 화약(10)과 연결된 발파선(11)을 외부로 빼낼 수 있는 홀이 형성되는 것이 바람직하다. The gunpowder used for the explosion is densely filled in the
여기에서 상기 제 1 관(20)은 도 5에 도시된 바와 같이 하부가 막히고 상부가 개방된 원통함 형태로 형성될 수도 있으며, 이 경우에도 상하 부위에는 제 1 방수캡(21)이 각각 설치될 수 있다. 물론 이 경우에는 하부의 제 1 방수캡(21)은 생략될 수도 있다. In this case, the
한편, 상기 제 2 관(30)은 상기 제 1 관(20)을 내장할 수 있는 소정의 내경(약 70mm)을 갖는 원통 형상의 관으로서 상하 부위는 개방되게 된다. 이러한 제 2 관(30)은 PVC(Polyvinyl chloride) 재질로 이루어질 수 있다. On the other hand, the
해당 제 2 관(30)은 내부에 상기 제 1 관(20)을 중심부에 내장하게 되며, 해당 제 2 관(30)의 직경이 제 1 관(20)의 직경 보다 크기 때문에 제 1 관(20)과 제 2 관(30)의 사이에는 빈 공간으로서 충전 공간(40)이 형성되게 된다. The
본 발명의 일실시예에서는 상기 제 1 관(20)과 제 2 관(30) 사이의 충전 공간(40)에 충전물(40a)로서 조립질 모래를 채워넣게 된다. In an embodiment of the present invention, the granulated sand is filled as the
그리고 해당 제 2 관(30)의 상하 개방 부위는 제 2 방수캡(31)으로 막혀 밀봉 및 방수 처리되게 된다. 이때 상기 제 2 방수캡(31)은 그 단면 형상이 ㄷ 자 형으로 구성되어 바닥면을 통해 제 2 관(30)의 상부 또는 하부를 막게 되며, 원통형의 측면을 통해 상기 제 2 관(30)의 외연을 일정 부분 덮어 밀봉 및 방수 효율을 높일 수 있게 된다. 여기에서 제 21 관(30)의 상부를 덮는 제 2 방수캡(31)의 바닥면에는 제 1 관(20) 내 화약(10)과 연결된 발파선(11)을 외부로 빼낼 수 있는 홀이 형성되는 것이 바람직하다. The upper and lower opening portions of the
이러한 구조를 가지는 본 발명의 장약 구조는 전체적으로 화약(10)을 감싸고 있는 장약통이 제 1 관(20) 및 제 2 관(30)의 이중관 형태로 구성되고 또한 제 2 관(30)에 내장되는 제 1 관(20)의 구조에서 제 1 관(20)과 제 2 관(30)의 사이 충전 공간(40)에는 충전물(40a)로서 조립질 모래를 채워넣게 되어 종래의 단일관에 비하여 압력해제 효과를 거둘 수 있어서 장심도에서도 폭파시 송신원으로 안정적인 성능을 거둘 수 있다. In the charge structure of the present invention having such a structure, the charge container surrounding the
도 6에는 이러한 본 발명에 따른 이중관 형태의 장약 구조와 종래 기술에 따른 단일관 형태의 장약 구조를 사용한 실험 결과가 비교 도시되어 있다. 6 is a comparison result of the experiment using the double-tube-shaped charge structure according to the present invention and the single-tube-shaped charge structure according to the prior art.
본 발명에 따른 이중관 형태의 장약 구조를 사용한 결과 400m는 물론, 500m, 700m 및 900m에서도 발파 실험에 성공하였다. As a result of using the double-tubular charge structure according to the present invention, the blasting experiment was successful in 500m, 700m and 900m as well as 400m.
일 예로, 400m 깊이에서 단일관 형태의 종래 방식과 이중관 형태의 본 발명의 방식을 이용하여 발파 시험을 하였다. 단일관 방식의 경우 270g의 화약을 사용하고, 이중관 방식에서는 125g의 화약을 사용하여 발파 시험을 한 경과 단일관 방식으로 획득한 자료의 경우 더 많은 양의 화약을 사용한 관계로 이중관 방식에 비해 신호의 크기가 크지만 주파수 특성은 더 적은 양의 화약을 사용한 이중관 방식이 보다 높은 고주파 특성을 잘 보여주었다. For example, at 400m depth, the blast test was performed using the conventional method of the single tube type and the present invention of the double tube type. 270g of gunpowder is used for the single tube method and 125g of gunpowder is used for the blast test. Although large in size, the frequency characteristics of the double tube method using less gunpowder showed higher high frequency characteristics.
도 6에서 왼쪽은 700m의 심도에서 종래 기술에 따른 단일관 형태의 장약 구조를 사용한 발파 시험에서 획득된 탄성파 탐사 단면이고, 오른쪽은 700m의 심도에서 본 발명에 따른 이중관 형태의 장약 구조를 사용한 발파 시험에서 획득된 탄성파 탐사 단면이다. In Figure 6, the left side is an acoustic wave exploration cross section obtained in the blasting test using a single tube-type charge structure according to the prior art at a depth of 700m, the right side is a blasting test using a double-tube type charge structure according to the present invention at a depth of 700m The seismic cross section obtained from.
이를 통해 알 수 있는 바와 같이 시추공을 이용한 탄성파 탐사를 위해 요구되는 장심도 시추공에서의 송신원 확보를 위한 본 발명의 이중관 방식의 화약 발파 기술에 따르면 도 6의 시험 결과와 같이 국내 최고 심도인 400m, 500m, 700m, 900m의 심도에서 발파를 성공함으로써 시추공 탄성파 탐사에서의 장심도 시추공 음원장치인 송신원을 확보할 수 있었다. As can be seen from this, according to the double-explosion type gunpowder blasting technology of the present invention for securing the transmission source in the long-depth borehole required for seismic exploration using the borehole as shown in the test of Figure 6 400m, 500m By successfully blasting at depths of 700m and 900m, it was possible to secure a source of long-term borehole sound source device in borehole seismic survey.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 전체적인 이중관 구조는 일실시예와 동일하나, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제 1 관(20)과 제 2 관(30) 사이의 충전 공간(40)에 충전물(40b)로서 자갈 및 세립질 모래를 채워넣게 된다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the entire double pipe structure is the same as the one embodiment, but as shown in FIG. 7, the
특히, 이중관 내 충전 공간(40)을 채우는 충전물로서 일실시예의 조립질 모래 보다는 자갈 및 조립질 모래를 채우게 되면 더 많은 공극을 확보할 수 있고 충전 공간(40) 내의 공기에 의해 더 많은 산소를 확보할 수 있기 때문에 성공 확률이 더 높아지게 된다. In particular, filling the gravel and coarse sand than the coarse sand of one embodiment as a filler to fill the filling
도 8에는 이중관 내 충전 공간(40)을 채우는 충전물의 차이에 따른 발파(심도 700m) 성능을 비교한 결과가 도시되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이 동일한 심도(심도 700m)에서 이중관 내 충전 공간(40)을 채우는 충전물로서 조립질 모래를 사용한 경우(그림 왼쪽)에 비해 세립질 모래 및 자갈을 함께 채운 경우(그림 오른쪽)에서 보다 많은 화약이 터져서, 시추공 내 음원장치로서의 송신원으로 이중관 내 충전 공간(40)에 세립질 모래 및 자갈을 채우는 것이 보다 효율적임을 알 수 있다. 8 shows the results of comparing the blasting (depth 700m) performance according to the difference of the filling filling the filling
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
10 : 화약 11 : 발파선
20 : 제 1 관 21 : 제 1 방수캡
30 : 제 2 관 31 : 제 2 방수캡
40 : 충전 공간 40a, 40b : 충전물
10 gunpowder 11: blasting line
20: first tube 21: first waterproof cap
30: second tube 31: second waterproof cap
40: filling
Claims (5)
PVC 재질로 이루어지며 내부에 화약이 채워지는 원통형의 제 1 관;
PVC 재질로 이루어지며 내벽이 상기 제 1 관의 외벽과 소정 간격 이격되어 충전 공간을 가지게 상기 제 1 관을 수용하는 제 2 관; 및
상기 화약에 일단이 연결되며 타단이 외부로 빠져 나오는 발파선;을 포함하며,
상기 충전 공간에는 자갈 및 조립질 모래로 이루어진 충전물이 채워지며,
상기 제 1 관의 상하 부위에는 바닥면을 통해 해당 제 1 관의 상하 개방 부위를 막게 되며 원통형의 측면을 통해 제 1 관의 외연을 덮어 내부 화약이 외부 물의 침투에 의해 젖는 것을 방지하기 위한 제 1 방수캡이 구비되고,
상기 제 2 관의 상하 부위에는 바닥면을 통해 해당 제 2 관의 상하 개방 부위를 막게 되며 원통형의 측면을 통해 제 2 관의 외연을 덮어 내부 충진물이 외부 물의 침투에 의해 젖는 것을 방지하기 위한 제 2 방수캡이 구비되는 것을 특징으로 하는 시추공 탄성파 탐사를 위한 장약 구조.
Peony structure is installed in the borehole filled with water to generate vertical elastic waves by explosion,
A cylindrical first tube made of PVC and filled with gunpowder therein;
A second tube made of PVC material and accommodating the first tube to have a filling space spaced apart from the outer wall of the first tube by a predetermined distance; And
And a blast line connected to the gun powder and exiting the other end to the outside.
The filling space is filled with a filling consisting of gravel and coarse sand,
The upper and lower parts of the first pipe block the upper and lower openings of the first pipe through the bottom surface and cover the outer edge of the first pipe through the cylindrical side to prevent the internal powder from being wet by the infiltration of external water. Waterproof cap is provided,
The upper and lower portions of the second tube block the upper and lower openings of the second tube through the bottom surface and cover the outer edge of the second tube through the cylindrical side to prevent the internal filling from being wetted by the penetration of external water. Charge structure for borehole seismic exploration, characterized in that the waterproof cap is provided.
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2011
- 2011-02-15 KR KR1020110013307A patent/KR101225499B1/en active IP Right Grant
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