KR101777520B1 - Drilling Machine Using A Packer in A Deep-Drilling, Cementing Apparatus including Thereof, and Cementing Method Using A Packer - Google Patents

Drilling Machine Using A Packer in A Deep-Drilling, Cementing Apparatus including Thereof, and Cementing Method Using A Packer Download PDF

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KR101777520B1 KR1020160101873A KR20160101873A KR101777520B1 KR 101777520 B1 KR101777520 B1 KR 101777520B1 KR 1020160101873 A KR1020160101873 A KR 1020160101873A KR 20160101873 A KR20160101873 A KR 20160101873A KR 101777520 B1 KR101777520 B1 KR 101777520B1
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이세진
김대영
안해성
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현대건설주식회사
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Abstract

The present invention relates to a drilling machine using a packer in deep drilling, a cementing device, and a cementing method using the packer from which an inconvenience is removed where a drill bit is taken out and the cementing device is required to be inserted. To achieve this, the drilling machine for deep drilling in accordance with the present invention comprises: a packer (700) installed in an outer surface of a drilling machine (300) and expanded by a fluid supplied into an inner space thereof to seal a space with a casing (200); and repunching drills (800) installed in an upper part or a lower part of the packer (700). The cement cured inside a space may be repunched by the repunching drill (800). Accordingly, the present invention is able to omit time consumption due to a tripping-out work in deep drilling; thereby drastically shortening a construction time.

Description

대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기, 이를 포함하는 시멘팅 장치 및 팩커를 이용한 시멘팅 방법{Drilling Machine Using A Packer in A Deep-Drilling, Cementing Apparatus including Thereof, and Cementing Method Using A Packer}Technical Field [0001] The present invention relates to a drilling machine using a packer in drilling, a cementing machine including the drilling machine, and a cementing method using a packer,

본 발명은 대심도 시추기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비트드릴을 꺼내고 시멘팅 장비를 투입해야 하는 번거로움을 없앤 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기, 이를 포함하는 시멘팅 장치 및 팩커를 이용한 시멘팅 방법에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a drilling machine using a packer, a cementing device including the drill, and a cementing machine using the same in a deep drilling, which eliminates the inconvenience of removing the bit drill and inputting the cementing equipment. ≪ / RTI >

대심도 시추란 지상이나 해저로부터 2 Km 이상의 깊이에 있는 심도 지층을 개발하기 위채 굴착하는 기술을 말한다. 이러한 대심도 시추 기술은 석유, 가스 등의 자원 산업분야 뿐만 아니라 지열 발전, 셰일가스개발, 이산화탄소의 지중저장 등에서 매우 중요한 기술이다. High-angle drilling refers to a technique for drilling to develop a deep ground layer at a depth of 2 km or more from the ground or the sea floor. This drilling technology is very important not only in the oil and gas resource industries but also in geothermal power generation, shale gas development, and underground storage of carbon dioxide.

특히, 대심도 시추에서 중요 기술로 여겨지는 것은 공벽 안정기술이며, 이는 시추시 작업을 원활하게 하고 시추 분쇄물을 이송하며 시추 공벽의 붕괴를 방지한다. 이러한 공벽 안정기술을 구현하기 위해 시멘팅 기술이 적용되곤 한다. Especially, the most important technique in deep drilling is the pneumatic stabilization technology, which smoothes the work during drilling, transfers drilling water, and prevents collapse of the drilling wall. Cementing techniques are often used to implement these techniques.

시멘팅 기술이란 드릴 비트로 구멍을 뚫은 후 케이싱과 공벽 사이의 공간을 시멘트로 메우는 것이다. The cementing technology is to drill holes with drill bits and then to fill the space between the casing and the pneumatic wall with cement.

도 1은 종래의 대심도 시추를 위한 시추기의 상태도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시추기(30)와 시추드릴(50)이 시추공(40)을 뚫고 들어간 다음 케이싱(20)을 삽입하고 공벽(10)과 케이싱(20) 사이를 시멘트로 채우게 된다. 1 is a state diagram of a conventional drilling rig for deep drilling. 1, the drilling machine 30 and drilling machine 50 penetrate the borehole 40 and then the casing 20 is inserted and the space between the wall 10 and the casing 20 is filled with cement.

그런데, 도 1와 같은 종래의 시추기와 시멘팅 장치는 다음과 같은 문제점이 있다. 먼저, 시멘팅 작업을 위해 2 Km 이상의 깊이에 있는 시추기(30)와 시추드릴(50) 및 이에 부속하는 장치들을 모두 끌어 올려야만 한다(일명 "Trip Out 작업"). 그 다음 시멘팅 전용장비(예 : Float Collar 등)를 투입하여 시멘팅 작업을 수행한다. 즉, 종래의 대심도 시추는 "시추-케이싱 설치-시멘팅 작업"이 계속 반복되는 방식이다. However, the conventional drilling and cementing apparatus as shown in FIG. 1 has the following problems. First, both the drilling machine 30 and the drilling machine 50 and their associated devices at a depth of 2 Km or more must be towed for a cementing operation (aka "Trip Out operation"). Then, a dedicated session equipment (eg, Float Collar, etc.) is put in to perform the cementing work. In other words, the conventional drilling of deep sea is a method in which the "drilling-casing installation-cementing work" is continuously repeated.

이와 같은 종래의 작업방식은 트립아웃 작업에 많은 시간이 소요되는 단점이 있었다. 즉, 트립아웃 작업에 많은 시간이 소요되고, 트립아웃 작업이 계속 반복됨에 따라 전체 공사기간중에 트립아웃 작업이 차지하는 시간이 상당했다. Such a conventional operation method has a disadvantage in that a long time is required for the trip-out operation. That is, the trip-out operation took a lot of time, and the trip-out operation repeatedly took a long time during the entire construction period.

또한, 대심도 시추에서는 시추시 공벽 안정화와 시추의 효율을 높이기 위해 이수(mud)를 사용하는데 시추구간이 불안정할 경우 이수가 빠져나가 손실이 되는 경우가 발생한다. 이 경우, 공벽 안정화 문제, 이술 손실에 따른 보충 등 경제적, 시간적 손실이 발생할 수 있다. Also, mud is used to improve the stability of the pond and drilling efficiency when drilling, but if the drilling section is unstable, the drainage may be lost and the loss may occur. In this case, there may be economical and temporal loss such as a problem of stabilization of the pneumatic wall, supplementation due to the loss of the technique, and the like.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은, 대심도 시추에서 트립아웃 작업에 따른 시간소요를 생략할 수 있는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기, 이를 포함하는 시멘팅 장치 및 팩커를 이용한 시멘팅 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a drilling rig using a packer in a drilling operation of a drill, And a cementing method using the cementing device and the packer including the same.

본 발명의 제 2 목적은, 시추작업중 예상치 못한 공벽안정화 문제가 발생할 경우 시추기의 트립아웃 작업없이 즉각적으로 시멘팅 작업으로 대처할 수 있는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기, 이를 포함하는 시멘팅 장치 및 팩커를 이용한 시멘팅 방법을 제공하는 것이다. It is a second object of the present invention to provide a drilling rig using a packer in a drilling operation of a drill, which can cope with a sudden cementing operation without a trip-out operation of the drill when an unexpected hole stabilization problem occurs during drilling, And to provide a method of cementing using the same.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 카테고리로서, 대심도 시추를 위한 시추기에 있어서, 시추기(300)의 외면에 설치되고, 내부로 공급되는 유체에 의해 팽창되어 케이싱(200)과의 공간을 밀폐할 수 있는 팩커(700); 및 팩커(700)의 상부 또는 하부에 설치되는 재천공드릴(800);을 포함하여 공간내에서 양생된 시멘트를 재천공드릴(800)로 재천공할 수 있는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기가 제공된다. In order to accomplish the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a drilling rig for drilling a drilling rig, which is installed on an outer surface of a drill rig, is expanded by a fluid supplied into the drill rig, A packer 700 capable of sealing a space between the container and the container; And a re-drilling (800) installed at an upper portion or a lower portion of the packer (700). The cement cured in the space can be re-punctured by the re-drilling (800) Is provided.

또한, 팩커(700)는, 시추기(300)의 중심홀(310)과 팩커(700) 사이를 차단하고, 유체의 압력에 의해 파열될 수 있는 팩커막(730); 및 팩커(700)를 내부에 수용하는 팩커 케이스(720);를 더 포함하고, 팩커(700)는 팩커 케이스(720) 내에서 접힌 상태로 수용될 수 있다. The packer 700 further includes a packer film 730 which cuts off between the center hole 310 of the drilling machine 300 and the packer 700 and can be ruptured by the pressure of the fluid; And a packer case 720 for accommodating the packer 700 therein. The packer 700 may be received in a folded state in the packer case 720.

또한, 팩커 케이스(720)는 팩커(700)가 팽창함에 따라 파열되거나 팽창될 수 있다. In addition, the packer case 720 may rupture or expand as the packer 700 expands.

그리고, 유체는 이수(330) 또는 시멘트액(350)이다. The fluid is water (330) or cement liquid (350).

또한, 재천공드릴(800)은, 하면에 설치되는 비트드릴(820); 및 비트드릴(820) 사이에서 축선방향으로 형성된 관통공(810)을 포함할 수 있다. Further, the re-drilling drill 800 includes a bit drill 820 installed on a lower surface thereof; And a through hole 810 formed axially between the bit drill 820.

본 발명의 상기와 같은 목적은 또 다른 실시예로서, 전술한 내용에 따른 팩커를 이용한 시추기(300); 시추기(300)의 중심홀(310)로 이수(330) 또는 시멘트액(350)을 선택적으로 공급할 수 있는 공급수단; 및 공벽(100)과 시추기(300) 사이에 삽입되는 케이싱(200);을 포함하고, 중심홀(310)은 시추기(300) 단부의 시추드릴(500)까지 연장된 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기를 포함하는 시멘팅 장치에 의해 달성될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a drilling machine using a packer according to the present invention, A supply means capable of selectively supplying the desorption 330 or the cement liquid 350 to the center hole 310 of the drilling machine 300; And a casing 200 inserted between the air wall 100 and the drilling machine 300 and the center hole 310 extending to the drilling machine 500 at the end of the drilling machine 300. [ Which can be accomplished by a cementing device comprising a drill using a packer.

그리고, 공급수단은, 시멘트액(350)이 저장되는 시멘트탱크(600); 공급되는 시멘트액(350)의 압력을 측정하는 제 1 압력센서(650); 이수(330)가 저장되는 이수탱크(620); 공급되는 이수(330)의 압력을 측정하는 제 2 압력센서(660); 및 제 1, 2 압력센서(650, 660)의 측정압력에 기초하여 공급되는 유체를 선택하거나 공급중단하는 제어부를 포함한다.The supplying means includes a cement tank 600 in which the cement liquid 350 is stored; A first pressure sensor 650 for measuring the pressure of the supplied cement liquid 350; A drinking water tank (620) in which water (330) is stored; A second pressure sensor 660 for measuring the pressure of the supplied water 330; And a control unit for selecting or suspending supply of the fluid to be supplied based on the measured pressures of the first and second pressure sensors 650 and 660.

아울러, 시멘트액(350)은 시추드릴(500) 영역에서 토출되어 공벽(100)과 케이싱(200) 사이의 공간 및 케이싱(200), 시추기(300) 및 팽창된 팩커(715) 사이의 공간을 충전한다.The cement liquid 350 is discharged from the area of the drilling machine 500 and the space between the air wall 100 and the casing 200 and the space between the casing 200, the drill 300 and the expanded packer 715 Charge.

그리고, 케이싱(200)의 상부에 연결된 토출관(670); 및 토출관(670)에 연결된 슬러리 탱크(640);를 더 포함할 수 있다.A discharge pipe 670 connected to the upper portion of the casing 200; And a slurry tank 640 connected to the discharge pipe 670.

상기와 같은 본 발명의 목적은 또 다른 카테고리로서, 시추기(300)가 대심도 시추공(400)을 시추한 후 시추공(400)으로 케이싱(200)을 삽입하는 단계(S100); 시추기(300)의 중심홀(310)을 통해 제 1 압력의 이수(330)를 공급하여 팩커(700)를 팽창시키는 단계(S110); 이수(330)의 압력이 제 1 압력 보다 높은 제 2 압력이 되는 경우 이수(330) 대신에 시멘트액(350)을 공급하여 케이싱(200)의 내외를 충전하는 단계(S120); 시멘트액(350)을 양생하는 단계(S130); 및 시추기(300)를 회전 하강시킴으로써 시추기(300)의 둘레에 설치된 재천공드릴(800)이 케이싱(200)과 시추기(300) 사이의 시멘트를 재천공하는 단계(S140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시멘팅 방법에 의해 달성될 수 있다.The above-described object of the present invention is further classified into a category (S100) in which a drilling machine 300 drills a drilling hole 400 and then inserts a casing 200 into a drilling hole 400; (S110) of supplying the first pressure reed (330) through the center hole (310) of the drill (300) to expand the packer (700); (S120) of supplying the cement liquid (350) instead of the censor (330) when the pressure of the censer (330) becomes the second pressure higher than the first pressure to fill the inside and outside of the casing (200); Curing the cement liquid 350 (S130); (S140) of re-puncturing the cement between the casing (200) and the drill (300) by a re-drilling machine (800) installed around the driller (300) by rotating the drill Can be achieved by a cementing method using a packer in drilling.

그리고, 팩커(700)의 팽창단계(S110)는, 제 1 압력에 의해 팩커막(730)이 파열되는 단계(S112); 파열된 팩커막(730)을 통해 접힌 팩커(710) 내부로 이수(330)가 채워지는 단계(S114); 팽창되는 팩커(700)에 의해 팩커(700) 주변의 팩커 케이스(720)가 파열되거나 팽창하는 단계(S116); 및 팽창된 팩커(715)가 케이싱(200)의 내면에 밀착되어 시추기(300)와 케이싱(200) 사이의 공간을 밀폐하는 단계(S118);로 구성될 수 있다. The expanding step (S110) of the packer (700) includes a step (S112) in which the packer film (730) is ruptured by the first pressure; (S114) filling filler 330 into folded packer 710 through ruptured Packer membrane 730; A step S116 in which the packer case 720 around the packer 700 ruptures or expands by the expanding packer 700; And a step (S118) of sealing the space between the borehole 300 and the casing 200 by bringing the expanded packer 715 into close contact with the inner surface of the casing 200.

또한, 시멘트액(350)의 충전단계(S120)는, 이수(330)의 공급을 차단하는 단계(S122); 시추기(300)의 중심홀(310)을 통해 상기 시멘트액(350)을 공급하는 단계(S124); 시멘트액(350)이 시추기(300) 단부의 시추드릴(500)에서 토출되는 단계(S126); 토출된 시멘트액(350)이 공벽(100)과 케이싱(200) 사이의 공간 및 케이싱(200), 시추기(300) 및 팽창된 팩커(715) 사이의 공간을 충전하는 단계(S128);를 포함할 수 있다.In addition, the filling step (S120) of the cement liquid 350 includes a step (S122) of cutting off the supply of the water mixture 330; (S124) of supplying the cement liquid 350 through the center hole 310 of the drilling machine 300; A step S126 in which the cement liquid 350 is discharged from the drilling machine 500 at the end of the drilling machine 300; (S128) filling the space between the air wall 100 and the casing 200 and the space between the casing 200, the drilling machine 300 and the expanded packer 715 can do.

또한, 재천공단계(S140)는, 케이싱(200)과 시추기(300) 사이로 이수를 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다. Further, the re-drilling step (S140) may further include a step of supplying the mixed water between the casing (200) and the drill (300).

또한, 재천공단계(S140)는, 시추기(300)를 회전 하강시킴으로써 시추기(300)의 둘레에 설치된 재천공드릴(800)이 함께 회전 하강하는 단계(S142); 재천공드릴(800)의 하부에 형성된 비트드릴(820)에 의해 케이싱(200)과 시추기(300) 사이에서 양생된 시멘트가 재천공되는 단계(S144); 재천공 과정에서 발생하는 시멘트 조각(830)이 비트드릴(820) 사이의 관통공(810)을 통해 배출되는 단계(S146);를 포함할 수 있다. The re-drilling step S140 includes a step S142 in which the reamer drill 800 installed around the driller 300 is rotated and lowered by rotating the drummer 300 downward; A step (S144) of re-puncturing the cement cured between the casing (200) and the drilling machine (300) by the bit drill (820) formed at the lower part of the re-drilling drill (800); And a step S146 in which the cement pieces 830 generated in the re-drilling process are discharged through the through holes 810 between the bit drills 820.

또한, 시추기(300)로 추가 굴착하는 단계(S150)를 더 포함할 수 있다.Further, the method may further include a step S150 of further drilling with the drilling machine 300. [

아울러, 팩커(700)의 팽창단계(S110)에서, 시추기(300)의 중심홀(310)을 통해 제 1 압력으로 공급되는 이수(330)는 시추기(300) 단부의 시추드릴(500)에서 토출되어 케이싱(200)을 따라 상승한 뒤 토출관(670)에 의해 이수탱크(620)로 수집되는 단계;가 동시에 수행될 수 있다.In addition, in the expansion step (S110) of the packer (700), the water (330) supplied as the first pressure through the center hole (310) of the drilling machine (300) is discharged from the drilling machine And then collected along the casing 200 and then collected by the discharge pipe 670 into the water storage tank 620. The operation can be performed simultaneously.

본 발명의 일실시예에 따르면, 따라서, 대심도 시추에서 트립아웃 작업에 따른 시간소요를 생략할 수 있다. 따라서, 공사기간을 대폭적으로 단축할 수 있는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to omit the time required for the trip-out operation in the drilling of the deep sea. Therefore, the construction period can be remarkably shortened.

또한, 시추작업중 예상치 못한 공벽안정화 문제가 발생하더라도 시추기의 트립아웃 작업없이 즉각적으로 시멘팅 작업으로 대처할 수 있는 기동성이 있다. 이로 인해 이수의 손실을 방지하고 이수 보충에 따른 경제적 부담을 최소화할 수 있다.In addition, even if an unexpected problem of stabilizing the paved wall occurs during the drilling operation, there is a maneuver which can cope with the cementing operation immediately without tripping out the drilling machine. This can prevent the loss of completion and minimize the economic burden due to the supplementation.

뿐만 아니라, 시멘팅 완료후 시멘팅 구간을 재천공하여 시추이수의 윤활 및 추가 굴착이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다. In addition, after the completion of the cementing, the cementing section is re-punctured so that the lubrication and further drilling of the drilled water can be performed.

그리고, 시멘팅 전용장비를 설치할 필요가 없다는 단순화 효과도 얻을 수 있고, 시멘팅 완료후 팩커 시스템을 해체하더라도 공벽에 영향을 미치지 않는다는 장점이 있다.In addition, there is a merit that there is no need to install special equipment for cementing, and it has the advantage of not affecting the pore wall even after dismantling the packer system after completing cementing.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 대심도 시추를 위한 시추기의 상태도,
도 2는 본 발명에 따른 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기와 이를 포함하는 시멘팅 장치의 개략적인 시스템 블럭도,
도 3은 도 2에 도시된 시추기중 팩커가 수축된 상태를 나타내는 상태도,
도 4는 도 3에 도시된 시추기의 팩커가 팽창된 상태를 나타내는 상태도,
도 5는 도 3중 팩커 부분의 부분 확대 단면도,
도 6는 도 4중 팩커 부분의 부분 확대 단면도,
도 7은 본 발명의 시멘팅 장치에서 팩커가 팽창된 상태에서 시멘트액이 공급되는 과정을 나타내는 상태도,
도 8은 본 발명의 시멘팅 방법중 재천공 단계(S140)에서 재천공드릴(800) 주변을 부분 확대한 단면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시멘팅 방법을 나타내는 흐름도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further understand the technical idea of the invention. And should not be construed as interpreted.
1 is a state diagram of a conventional drilling rig for deep drilling,
FIG. 2 is a schematic system block diagram of a drilling rig using a packer and a cementing device including the drill in the drilling of a drilling rig according to the present invention,
Fig. 3 is a state diagram showing a state where the packer of the drill shown in Fig. 2 is contracted;
Fig. 4 is a state diagram showing the packer of the drill shown in Fig. 3 in an expanded state,
Fig. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of a packer portion in Fig. 3,
FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of a packer portion in FIG. 4,
7 is a state diagram showing a process of supplying a cement liquid in a state where a packer is expanded in a cementing apparatus of the present invention,
FIG. 8 is a cross-sectional view of a vicinity of the re-drilling drill 800 in the re-drilling step (S140) of the cementing method of the present invention,
FIG. 9 is a flowchart illustrating a cementing method using a packer in a drilling operation in accordance with an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 구성을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and are herein described in detail.

본 출원에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. It is noted that the terms "comprises" or "having" in this application are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Also, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

실시예의Example 구성 Configuration

도 2는 본 발명에 따른 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기와 이를 포함하는 시멘팅 장치의 개략적인 시스템 블럭도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 지상에는 시멘트액이 저장된 시멘트탱크(600)와 이수가 저장된 이수탱크(620)가 구비된다. FIG. 2 is a schematic system block diagram of a drilling rig using a packer and a cementing device including the drilling rig in the drilling of a drilling rig according to the present invention. As shown in FIG. 2, a cement tank 600 in which a cement liquid is stored and a desalination tank 620 in which desalinated water is stored are provided on the ground.

제 1 압력센서(650)는 시멘트탱크(600)로부터 압송되는 시멘트액의 압력을 측정하고, 제 2 압력센서(660)는 이수탱크(620)로부터 압송되는 이수의 압력을 측정한다. 시멘트액과 이수의 공급을 위한 펌프도 구성되나 이해를 돕기 위해 미도시 하였다. 시멘트탱크(600)의 토출구는 중심홀(310)과 연결되고, 이수탱크(620)의 토출구도 중심홀(310)과 연결된다. 선택적으로 이수탱크(620)의 토출구는 시추기(300)와 케이싱(200) 사이의 공간에 이수를 공급하도록 연장된다. The first pressure sensor 650 measures the pressure of the cement liquid pumped from the cement tank 600 and the second pressure sensor 660 measures the pressure of the water discharged from the water tank 620. A pump for the supply of cement fluid and water is also constructed but not shown to aid understanding. The discharge port of the cement tank 600 is connected to the center hole 310 and the discharge port of the water storage tank 620 is connected to the center hole 310. The discharge port of the water receiving tank 620 is extended so as to supply water to the space between the drilling machine 300 and the casing 200. [

제어부(미도시)는 제 1, 2 압력센서(650, 660)과 연결되며, 시멘트액 펌프(미도시) 및 이수펌프(미도시)와 연결되어 토출압력을 제어할 수 있다. The control unit (not shown) is connected to the first and second pressure sensors 650 and 660, and is connected to a cement liquid pump (not shown) and a water pump (not shown) to control the discharge pressure.

토출관(670)은 케이싱(200)의 상부 일측에 구비되며, 슬러리탱크(640)와 연결되어 굴착이나 시추시 발생하는 슬러리(흙, 이수, 암석 조각 등)를 슬러리탱크(640)에 보관할 수 있다. The discharge pipe 670 is provided on one side of the upper portion of the casing 200 and is connected to the slurry tank 640 to store the slurry (soil, water, rock chips, etc.) generated in excavation or drilling in the slurry tank 640 have.

케이싱(200)은 굴착된 공벽(100)과 시추기(300) 사이로 삽입되는 금속관이다. 시추기(300)는 중심에 중심홀(310)이 형성되고, 단부에는 시추드릴(500)이 부착된다. The casing (200) is a metal pipe inserted between the excavated wall (100) and the drilling machine (300). A center hole 310 is formed at the center of the drill 300, and a drill 500 is attached to the end.

도 3은 도 2에 도시된 시추기중 팩커가 수축된 상태를 나타내는 상태도이고, 도 4는 도 3에 도시된 시추기의 팩커가 팽창된 상태를 나타내는 상태도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 팩커(700)는 시추기(300)의 하부중 시추드릴(500) 윗부분에 설치된다. 팩커(700)는 시추기(300)의 둘레외면에서 도 3과 같이 접혀서 수축된 상태를 유지한다. 따라서, 팩커(700)는 시추기(300)의 굴착작업에 전혀 방해를 주지 않게 된다. FIG. 3 is a state view showing a state where the packer is contracted in the drill shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a state diagram showing the packer of the drill shown in FIG. 3 in an expanded state. 3 and 4, the packer 700 is installed at the upper portion of the drill 500 in the lower part of the drill 300. [ The packer 700 keeps the collapsed state as shown in Fig. 3 at the outer peripheral surface of the drill 300. [ Therefore, the packer 700 does not hinder the drilling operation of the drill rig 300 at all.

재천공드릴(800)은 팩커(700)의 상부에 위치하며, 시추기(300)의 둘레외면에 부착된다. 재천공드릴(800)은 시추기(300)와 일체로 회전 가능하며, 외경은 케이싱(200)의 내면에 닿지 않도록 케이싱(200)의 내경보다 조금 작다. The re-drilling machine 800 is located on the upper part of the packer 700 and attached to the outer peripheral surface of the drill machine 300. The re-drilling drill 800 is rotatable integrally with the drill 300 and has an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the casing 200 so as not to touch the inner surface of the casing 200.

도 4에 도시된 바와 같이, 팽창된 팩커(700)는 케이싱(200)의 내면을 축선방향으로 완전히 밀폐할 수 있도록 충분히 부풀어 오른다. 이를 위해 팩커(700)는 토목섬유(Geotextile)로 제작되며, 토목섬유의 일예로는 편물, 직물, 부직포 등이 있고, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리에스틸렌 등을 이용한 합성섬유 재질이다. 4, the inflated packer 700 is sufficiently inflated to completely seal the inner surface of the casing 200 in the axial direction. For this purpose, the packer 700 is made of geotextile. Examples of the geotextile include knitted fabrics, woven fabrics, and nonwoven fabrics, and synthetic fibers made of polyamide, polyester, and polyurethane.

도 5는 도 3중 팩커 부분의 부분 확대 단면도이고, 도 6는 도 4중 팩커 부분의 부분 확대 단면도이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 팩커막(730)은 시추기(300)의 중심홀(310)의 측면에 구비된다. 팩커막(730)은 공급되는 이수(330)가 소정압력 이상(예 : 정규 압력의 110%)일 때, 도 6과 같이 파열되어 파열된 팩커막(735)이 된다. 팩커막(730)은 굴착중 이수(330)가 팩커(700)내로 진입하지 못하도록 막는 다이아프레임 막의 일종이다. Fig. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of the packer portion in Fig. 3, and Fig. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of the packer portion in Fig. 5 and 6, the packer film 730 is provided on the side surface of the center hole 310 of the drilling machine 300. The packer film 730 becomes a packer film 735 ruptured and ruptured as shown in FIG. 6 when the number of supplied fibers 330 is equal to or higher than a predetermined pressure (for example, 110% of the normal pressure). The packer film 730 is a kind of diaphragm film that blocks the entering water 330 during excavation from entering the packer 700.

팩커케이스(720)는 시추중일 때 시추기(300)의 외면에서 포장된 상태를 유지하며, 내부에 접힌 팩커(710)를 수용한다. 팩커케이스(720)는 팩커(700)가 팽창되어 팽창된 팩커(715)가 될 때 파열되어 파열된 팩커케이스(725)가 되고, 팽창된 팩커(715)를 노출시킨다. 이를 위해 팩커케이스(720)는 얇은 합성수지재로 제작할 수 있다. 팩커케이스(720)는 고무재질로 제작하여 파열하지 않고 팽창하는 팩커(715)와 함께 부풀어 오를 수 있다. 고무재질의 팩커케이스(720)는 팽창되어 밀봉력을 더욱 높일 수 있다. The packer case 720 maintains the packaged state on the outer surface of the drill 300 when drilling and accommodates the folded packer 710 therein. The packer case 720 expands the expanded packer 715 when the packer 700 is inflated to become the expanded packer 715 and becomes the ruptured packer case 725. To this end, the packer case 720 can be made of a thin synthetic resin material. The packer case 720 is made of a rubber material and can swell with a packer 715 that expands without rupturing. The packer case 720 made of rubber can be inflated to further increase the sealing force.

팩커(700)는 굴착중에는 접힌 팩커(710)로 팩커케이스(720)내에 최소 볼륨으로 존재하고, 팽창되었을 때는 도 6과 같이 케이싱(200)의 내면에 강하게 밀착되면서 시추기(300)의 둘레를 밀봉하게 된다. 이를 위해 팩커(700)는 시추기(300)의 둘레에 3개 ~ 5개로 배치할 수 있다. 한편, 팩커(700)를 팽창시키기 위한 이수(330)는 중심홀(310)을 통해 공급할 수도 있고, 시추기(300) 외면의 별도 공급라인을 통해 공급할 수도 있다. The packer 700 is in a minimum volume in the packer case 720 by the folded packer 710 during the excavation and is tightly attached to the inner surface of the casing 200 as shown in FIG. . For this purpose, the packer 700 can be arranged in three to five peripheries of the drilling machine 300. The water 330 for expanding the packer 700 may be supplied through the center hole 310 or may be supplied through a separate supply line on the outer surface of the drill 300. [

도 7은 본 발명의 시멘팅 장치에서 팩커가 팽창된 상태에서 시멘트액이 공급되는 과정을 나타내는 상태도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 중심홀(310)을 통해 공급되는 시멘트액(350)은 공벽(100)과 케이싱(200) 사이의 공벽틈(120)을 충전하면서 상승하게 되고, 일부는 시추기(300)와 케이싱(200) 사이로 진입하여 시추기(300), 케이싱(200) 및 팽창된 팩커(715)로 둘러싸인 공간을 충전하게 된다.7 is a state diagram showing a process of supplying cement liquid in a state where the packer is expanded in the cementing apparatus of the present invention. 7, the cement liquid 350 supplied through the center hole 310 is raised while filling the air gap 120 between the air wall 100 and the casing 200, 300 and the casing 200 to fill a space surrounded by the drill 300, the casing 200, and the expanded packer 715.

이를 위해 시추드릴(500)은 중심홀(310)과 연통하는 다수의 배출공(미도시)을 포함하고 있다. For this purpose, the drill 500 includes a plurality of discharge holes (not shown) communicating with the center hole 310.

도 8은 본 발명의 시멘팅 방법중 재천공 단계(S140)에서 재천공드릴(800) 주변을 부분 확대한 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 재천공드릴(800)은 시추기(300)의 원주방향에 단단히 고정되어 시추기(300)와 함께 일체로 회전 가능하다. 재천공드릴(800)의 외경은 케이싱(200)의 내면에 닿지 않을 정도의 크기를 갖는다. 재천공드릴(800)의 하면에는 비트드릴(820)이 형성되어 양생된 시멘트(355)를 분쇄할 수 있다. 이러한 비트드릴(820)은 시추드릴(500)의 크기 보다 작아서 평상시의 천공작업중에는 영향을 주지 않는다. 8 is a partially enlarged cross-sectional view of the re-drilling drill 800 in the re-drilling step S140 of the cementing method of the present invention. As shown in FIG. 8, the re-drilling drill 800 is firmly fixed in the circumferential direction of the drill 300 and is integrally rotatable with the drill 300. The outer diameter of the re-drilling drill 800 has such a size as not to touch the inner surface of the casing 200. A bit drill 820 is formed on the lower surface of the re-drilling drill 800 to cure the cured cement 355. The bit drill 820 is smaller than the size of the drill 500 so that it does not affect during a normal drilling operation.

비트드릴(820)의 사이사이에는 축선방향으로 관통되는 관통공(810)이 형성되어 있다. 관통공(810)은 재천공드릴(800)의 하면에서 비트드릴(820)에 의해 파쇄된 작은 시멘트조각(830)이 관통하여 배출되도록 하는 구성이다. 그리고, 관통공(810)은 이수가 유동할 수 있는 통로 역활도 한다. 시멘트조각(830)의 배출을 돕기 위해 재천공드릴(800)의 상부에는 이수가 공급될 수 있다. A through hole 810 is formed in the axial direction between the bit drill 820. The through hole 810 is configured to allow a small cement piece 830, which has been broken by the bit drill 820, to be discharged from the lower surface of the re-drilling drill 800 through the through hole 810. The through hole 810 also serves as a passage through which water can flow. In order to facilitate the discharge of the cement pieces 830, irrigation water may be supplied to the upper portion of the re-drilling drill 800.

실시예의Example 동작 action

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 구체적인 동작 방법을 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시멘팅 방법을 나타내는 흐름도이다. 먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 시추기(300)가 대심도 시추공(400)을 시추한 후 시추공(400)으로 케이싱(200)을 삽입한다(S100). 이 때, 시추기(300)는 트립아웃되는 것이 아니라 시추공(400)내에 그대로 위치하게 되고, 팩커(700)도 도 3과 같이 수축된 상태를 유지한다. FIG. 9 is a flowchart illustrating a cementing method using a packer in a drilling operation in accordance with an embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 3, the driller 300 drills the drilling hole 400 and inserts the casing 200 into the drilling hole 400 (S100). At this time, the driller 300 does not trip out, but remains intact in the borehole 400, and the packer 700 maintains a contracted state as shown in FIG.

그 다음, 시추기(300)의 중심홀(310)을 통해 제 1 압력의 이수(330)를 공급하여 팩커(700)를 팽창시킨다(S110). 즉, 제어부(미도시)는 제 2 압력센서(660)를 모니터링 하면서 통상의 이수공급압력(예: 100%) 보다 조금 더 높은 압력(예: 110%)으로 이수를 공급한다. Then, the packer 700 is inflated by supplying the reed 330 of the first pressure through the center hole 310 of the drill 300 (S110). In other words, the control unit (not shown) monitors the second pressure sensor 660 and supplies the excess water at a pressure slightly higher than the normal water supply pressure (for example, 100%) (e.g., 110%).

보다 상세하게, 팩커(700)의 팽창단계(S110)를 설명하면 다음과 같다. 제 1 압력(110%)에 의해 팩커막(730)이 파열된다(S112). 그러면,파열된 팩커막(730)을 통해 접힌 팩커(710) 내부로 이수(330)가 채워진다(S114). 점점 팽창되는 팩커(700)에 의해 팩커(700) 주변의 팩커 케이스(720)가 파열되거나 팽창한다. (S116). 이 때, 공급되는 이수(330)의 일부는 팩커(700) 내부로 진입하고 나머지는 중심홀(310)을 따라 하부로 이동한다. 하부로 이동한 이수(330)는 시추기(300) 단부의 시추드릴(500)에서 토출되어 케이싱(200)이나 공벽틈(120)을 따라 상승한 뒤 토출관(670)에 의해 이수탱크(620)로 수집된다.More specifically, the expanding step (S110) of the packer 700 will be described as follows. The packer film 730 is ruptured by the first pressure (110%) (S112). Then, the water filler 330 is filled into the folded packer 710 through the ruptured packer film 730 (S114). The packer case 720 around the packer 700 ruptures or expands due to the gradually expanding packer 700. (S116). At this time, a part of the supplied water 330 enters the inside of the packer 700 and the remaining part moves downward along the center hole 310. The lower water level 330 is discharged from the drill 500 at the end of the drill 300 and is lifted along the casing 200 or the clearance gap 120 and then discharged to the receiving tank 620 by the discharge pipe 670 Collected.

선택적인 실시예에서 이수(330)를 별도의 외부 공급라인을 통해 제공할 수도 있다. 그 다음, 팽창된 팩커(715)가 케이싱(200)의 내면에 밀착되어 시추기(300)와 케이싱(200) 사이의 공간을 밀폐한다(S118).In alternate embodiments, completion 330 may be provided via a separate external supply line. Then, the expanded packer 715 is brought into close contact with the inner surface of the casing 200 to seal the space between the borehole 300 and the casing 200 (S118).

그 다음, 이수(330)가 충분히 공급되어 팽창된 팩커(715)가 더 이상 팽창하지 않을 때, 이수(330)의 압력이 제 1 압력(110%) 보다 높은 제 2 압력(120%)이 된다. 이 때, 제어부(미도시)는 이수(330)의 공급을 차단하고, 대신에 시멘트액(350)을 공급하여 케이싱(200)의 내외를 충전한다(S120).Then, when the completion water 330 is sufficiently supplied and the expanded packer 715 no longer expands, the pressure of the intake water 330 becomes the second pressure (120%) higher than the first pressure (110%) . At this time, the control unit (not shown) cuts off the supply of the water 330 and supplies the cement liquid 350 instead to charge the inside and outside of the casing 200 (S120).

시멘트액(350)의 충전단계(S120)를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 7을 참조하면, 먼저 제어부는 이수(330)의 공급을 차단한다(S122). 그 다음, 시추기(300)의 중심홀(310)을 통해 시멘트액(350)을 공급한다(S124). 공급된 시멘트액(350)이 시추기(300) 단부의 시추드릴(500)에서 토출된다(S126). 그 다음, 토출된 시멘트액(350)이 공벽(100)과 케이싱(200) 사이의 공간인 공벽틈(120)을 충전한다. 그리고, 일부 시멘트액(350)은 케이싱(200), 시추기(300) 및 팽창된 팩커(715) 사이의 공간을 충전한다(S128).The filling step (S120) of the cement liquid 350 will be described in detail as follows. Referring to FIG. 7, first, the control unit cuts off the supply of water (330) (S122). Then, the cement liquid 350 is supplied through the center hole 310 of the drilling machine 300 (S124). The supplied cement liquid 350 is discharged from the drilling machine 500 at the end of the drilling machine 300 (S126). The discharged cement liquid 350 then fills the void wall gap 120, which is the space between the air wall 100 and the casing 200. Then, some cement liquid 350 fills the space between the casing 200, the drilling machine 300 and the expanded packer 715 (S128).

그 다음, 시멘트액(350)이 양생되어 양생된 시멘트(355)가 되도록 충분한 시간을 유지한다(S130).Then, the cement liquid 350 is cured and cured 355 for a sufficient time (S130).

그 다음, 시추기(300)를 회전 하강시킴으로써 시추기(300)의 둘레에 설치된 재천공드릴(800)이 케이싱(200)과 시추기(300) 사이의 시멘트를 재천공한다(S140). 이러한 재청공단계(S140)를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 8을 참조하면, 먼저 시추기(300)를 회전 하강시킴으로써 시추기(300)의 둘레에 설치된 재천공드릴(800)이 함께 회전 하강한다(S142). 이 때, 재천공드릴(800)의 하부에 형성된 비트드릴(820)에 의해 케이싱(200)과 시추기(300) 사이에서 양생된 시멘트(355)가 작은 시멘트조각(830)으로 분쇄되면서 재천공된다(S144). 재천공 과정에서 발생하는 시멘트 조각(830)은 비트드릴(820) 사이의 관통공(810)을 통해 배출된다(S146). 이러한 재천공단계(S140)에서 시멘트조각(830)의 배출을 돕고 냉각을 위해 케이싱(200)과 시추기(300) 사이로 이수를 공급하는 것이 바람직하다.Next, the drilling machine 300 is rotated and lowered to re-drill the cement between the casing 200 and the drilling machine 300 (S140). The re-enactment step (S140) will be described in detail as follows. Referring to FIG. 8, first, the reaming drill 800 installed around the drilling machine 300 is rotated and lowered by rotating the drilling machine 300 (S142). The cement 355 cured between the casing 200 and the drilling machine 300 is crushed into a small cement piece 830 by the bit drill 820 formed at the lower portion of the re-drilling drill 800 and re-punctured (S144). The cement pieces 830 generated in the re-drilling process are discharged through the through holes 810 between the bit drills 820 (S146). In this re-drilling step (S140), it is preferable to supply the water to the space between the casing (200) and the drill (300) for cooling to help discharge the cement pieces (830).

그 다음, 필요한 경우 시추기(300)로 추가 굴착을 할 수 있다(S150).Then, if necessary, additional drilling can be performed with the drilling machine 300 (S150).

이러한 과정을 통해 시추기(300)의 트립아웃없이 신속하게 시멘팅 작업을 완료할 수 있고, 필요한 경우 추가 굴착도 가능하다. 따라서, 굴착과정에서 필요에 따라 또는 돌발 상황이 발생했을 때 공벽의 안정화를 위해 앞서 설명한 시멘팅 작업을 수행할 수 있다. Through this process, the cementing operation can be completed quickly without tripping out of the drilling machine 300, and further excavation is possible if necessary. Therefore, the above-mentioned cementing work can be carried out in order to stabilize the pneumatic wall when necessary or when an unexpected situation occurs in the excavation process.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.Although the present invention has been described in connection with the preferred embodiments set forth above, it will be readily appreciated by those skilled in the art that various other modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, It is obvious that all modifications are within the scope of the appended claims.

10 : 공벽,
20 : 케이싱,
30 : 시추기,
40 : 시추공,
50 : 시추드릴,
100 : 공벽,
120 : 공벽틈,
200 : 케이싱,
300 : 시추기,
310 : 중심홀,
330 : 이수,
350 : 시멘트액,
355 : 양생된 시멘트,
400 : 시추공,
500 : 시추드릴,
600 : 시멘트탱크,
620 : 이수탱크,
640 : 슬러리탱크,
650 : 제 1 압력센서,
660 : 제 2 압력센서,
670 : 토출관,
700 : 팩커,
710 : 접힌 팩커,
715 : 팽창된 팩커,
720 : 팩커 케이스,
725 : 파열된 팩커 케이스,
730 : 팩커막,
735 : 파열된 팩커막,
800 : 재천공드릴,
810 : 관통공,
820 : 비트드릴,
830 : 시멘트조각,
840 : 회전방향,
However,
20: casing,
30: Chiller,
40: borehole,
50: drilling drill,
100:
120:
200: casing,
300: a brewer,
310: center hole,
330: Isu,
350: cement liquid,
355: cured cement,
400: borehole,
500: drilling drill,
600: Cement tank,
620: Isolation tank,
640: Slurry tank,
650: first pressure sensor,
660: second pressure sensor,
670: discharge pipe,
700: Packer,
710: folded packer,
715: Expanded Packer,
720: Packer case,
725: Ruptured Packer Case,
730: Packer membrane,
735: ruptured Packer membrane,
800: Re-drilling drill,
810: Through hole,
820: bit drill,
830: Cement slab,
840: rotation direction,

Claims (16)

대심도 시추를 위한 시추기에 있어서,
상기 시추기(300)의 외면에 설치되고, 내부로 공급되는 유체에 의해 팽창되어 케이싱(200)과의 공간을 밀폐할 수 있는 팩커(700); 및
상기 팩커(700)의 상부 또는 하부에 설치되는 재천공드릴(800);을 포함하고,
상기 팩커(700)는,
상기 시추기(300)의 중심홀(310)과 상기 팩커(700) 사이를 차단하고, 상기 유체의 압력에 의해 파열될 수 있는 팩커막(730); 및
상기 팩커(700)를 내부에 수용하는 팩커 케이스(720);를 더 포함하여,
상기 팩커(700)가 상기 팩커 케이스(720) 내에서 접힌 상태로 수용되며,
상기 공간내에서 양생된 시멘트를 상기 재천공드릴(800)로 재천공할 수 있는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기.
In the drilling rig for deep drilling,
A packer 700 installed on an outer surface of the drill 300 and expanded by a fluid supplied to the inside to seal a space with the casing 200; And
And a re-drilling drill (800) installed at an upper portion or a lower portion of the packer (700)
The packer (700)
A packer membrane (730) which cuts off between the center hole (310) of the drilling machine (300) and the packer (700) and can be ruptured by the pressure of the fluid; And
And a packer case (720) for accommodating the packer (700) therein,
The packer 700 is received in a folded state in the packer case 720,
Wherein the cement cured in the space is re-punctured by the re-drilling machine (800).
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 팩커 케이스(720)는 상기 팩커(700)가 팽창함에 따라 파열되거나 팽창될 수 있는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기.
The method according to claim 1,
The packer case (720) can be ruptured or expanded as the packer (700) expands.
제 1 항에 있어서,
상기 유체는 이수(330) 또는 시멘트액(350)인 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기.
The method according to claim 1,
Wherein the fluid is water (330) or cement liquid (350).
제 1 항에 있어서,
상기 재천공드릴(800)은,
하면에 설치되는 비트드릴(820); 및
상기 비트드릴(820) 사이에서 축선방향으로 형성된 관통공(810)을 포함하는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기.
The method according to claim 1,
The re-drilling machine (800)
A bit drill 820 installed on the underside; And
And a through hole (810) formed in the axial direction between the bit drills (820).
제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 팩커를 이용한 시추기(300);
상기 시추기(300)의 중심홀(310)로 이수(330) 또는 시멘트액(350)을 선택적으로 공급할 수 있는 공급수단; 및
공벽(100)과 상기 시추기(300) 사이에 삽입되는 케이싱(200);을 포함하고,
상기 중심홀(310)은 상기 시추기(300) 단부의 시추드릴(500)까지 연장된 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기를 포함하는 시멘팅 장치.
A drilling machine (300) using the packer according to any one of claims 1 to 5;
A supply means capable of selectively supplying the water 330 or the cement liquid 350 to the center hole 310 of the drill 300; And
And a casing (200) inserted between the air wall (100) and the drill (300)
Wherein the center hole (310) extends to a drill (500) at an end of the drill (300).
제 6 항에 있어서,
상기 공급수단은,
상기 시멘트액(350)이 저장되는 시멘트탱크(600);
공급되는 상기 시멘트액(350)의 압력을 측정하는 제 1 압력센서(650);
상기 이수(330)가 저장되는 이수탱크(620);
공급되는 상기 이수(330)의 압력을 측정하는 제 2 압력센서(660); 및
상기 제 1, 2 압력센서(650, 660)의 측정압력에 기초하여 공급되는 유체를 선택하거나 공급중단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시추기를 포함하는 시멘팅 장치
The method according to claim 6,
Wherein the supplying means comprises:
A cement tank 600 in which the cement liquid 350 is stored;
A first pressure sensor 650 for measuring a pressure of the supplied cement liquid 350;
A reservoir tank (620) in which the completion (330) is stored;
A second pressure sensor 660 for measuring the pressure of the water supply 330 to be supplied; And
And a controller for selecting or suspending supply of the fluid based on the measured pressures of the first and second pressure sensors (650, 660). The cementing device
제 6 항에 있어서,
상기 시멘트액(350)은 상기 시추드릴(500) 영역에서 토출되어 상기 공벽(100)과 상기 케이싱(200) 사이의 공간 및 상기 케이싱(200), 상기 시추기(300) 및 팽창된 팩커(715) 사이의 공간을 충전하는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시멘팅 장치.
The method according to claim 6,
The cement liquid 350 is discharged from the area of the drill 500 and is separated from the space between the air wall 100 and the casing 200 and the space between the casing 200 and the drill 300 and the expanded packer 715, And a space between the upper and lower drilling holes is filled.
제 6 항에 있어서,
상기 케이싱(200)의 상부에 연결된 토출관(670); 및
상기 토출관(670)에 연결된 슬러리 탱크(640);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시멘팅 장치.
The method according to claim 6,
A discharge pipe (670) connected to the upper portion of the casing (200); And
And a slurry tank (640) connected to the discharge pipe (670).
시추기(300)가 대심도 시추공(400)을 시추한 후 상기 시추공(400)으로 케이싱(200)을 삽입하는 단계(S100);
상기 시추기(300)의 중심홀(310)을 통해 제 1 압력의 이수(330)를 공급하여 팩커(700)를 팽창시키는 단계(S110);
상기 이수(330)의 압력이 상기 제 1 압력 보다 높은 제 2 압력이 되는 경우 상기 이수(330) 대신에 시멘트액(350)을 공급하여 상기 케이싱(200)의 내외를 충전하는 단계(S120);
상기 시멘트액(350)을 양생하는 단계(S130); 및
상기 시추기(300)를 회전 하강시킴으로써 상기 시추기(300)의 둘레에 설치된 재천공드릴(800)이 상기 케이싱(200)과 상기 시추기(300) 사이의 시멘트를 재천공하는 단계(S140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시멘팅 방법.
(S100) of inserting the casing (200) into the borehole (400) after the drilling machine (300) drills the drilling hole (400);
(S110) of supplying the first pressure water (330) through the center hole (310) of the drill (300) to expand the packer (700);
(S120) of supplying the cement liquid (350) instead of the mixed water (330) to fill the inside and outside of the casing (200) when the pressure of the mixed water (330) becomes a second pressure higher than the first pressure;
Curing the cement liquid 350 (S130); And
(S140) of re-puncturing the cement between the casing (200) and the drill (300) by re-drilling a drill (800) installed around the drill (300) by rotating the drill Wherein the drilling is performed by using a packer in a deep drilling operation.
제 10 항에 있어서,
상기 팩커(700)의 팽창단계(S110)는,
상기 제 1 압력에 의해 팩커막(730)이 파열되는 단계(S112);
파열된 팩커막(730)을 통해 접힌 팩커(710) 내부로 상기 이수(330)가 채워지는 단계(S114);
팽창되는 상기 팩커(700)에 의해 상기 팩커(700) 주변의 팩커 케이스(720)가 파열되나 팽창되는 단계(S116); 및
상기 팽창된 팩커(715)가 상기 케이싱(200)의 내면에 밀착되어 상기 시추기(300)와 상기 케이싱(200) 사이의 공간을 밀폐하는 단계(S118);로 구성되는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시멘팅 방법.
11. The method of claim 10,
The expanding step (S110) of the packer (700)
A step S112 of rupturing the packer film 730 by the first pressure;
(S114) filling the interior (330) into the folded packer (710) through the ruptured Packer membrane (730);
A step S116 in which the packer case 720 around the packer 700 is ruptured or inflated by the packer 700 to be inflated; And
(S118) of sealing the space between the drilling machine (300) and the casing (200) with the expanded packer (715) closely attached to the inner surface of the casing (200) A method of cementing using a packer in a container.
제 10 항에 있어서,
상기 시멘트액(350)의 충전단계(S120)는,
상기 이수(330)의 공급을 차단하는 단계(S122);
상기 시추기(300)의 중심홀(310)을 통해 상기 시멘트액(350)을 공급하는 단계(S124);
상기 시멘트액(350)이 상기 시추기(300) 단부의 시추드릴(500)에서 토출되는 단계(S126);
토출된 상기 시멘트액(350)이 공벽(100)과 상기 케이싱(200) 사이의 공간 및 상기 케이싱(200), 상기 시추기(300) 및 상기 팽창된 팩커(715) 사이의 공간을 충전하는 단계(S128);를 포함하는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시멘팅 방법.
11. The method of claim 10,
In the charging step S120 of the cement liquid 350,
Interrupting the supply of the water flow 330 (S122);
A step (S124) of supplying the cement liquid 350 through the center hole 310 of the drilling machine 300;
A step S126 of discharging the cement liquid 350 from the drilling machine 500 at the end of the drilling machine 300;
The discharged cement liquid 350 fills a space between the air wall 100 and the casing 200 and a space between the casing 200, the drill 300 and the expanded packer 715 S128). ≪ Desc / Clms Page number 24 >
제 10 항에 있어서,
상기 재천공단계(S140)는, 상기 케이싱(200)과 상기 시추기(300) 사이로 이수를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시멘팅 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the re-drilling step (S140) further comprises supplying water between the casing (200) and the drilling machine (300).
제 13 항에 있어서,
상기 재천공단계(S140)는,
상기 시추기(300)를 회전 하강시킴으로써 상기 시추기(300)의 둘레에 설치된 재천공드릴(800)이 함께 회전 하강하는 단계(S142);
상기 재천공드릴(800)의 하부에 형성된 비트드릴(820)에 의해 상기 케이싱(200)과 상기 시추기(300) 사이에서 양생된 시멘트가 재천공되는 단계(S144);
상기 재천공 과정에서 발생하는 시멘트 조각(830)이 상기 비트드릴(820) 사이의 관통공(810)을 통해 배출되는 단계(S146);를 포함하는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시멘팅 방법.
14. The method of claim 13,
The re-puncturing step (S140)
A step S142 of lowering the drilling machine 300 by rotating the reaming drill 800 installed around the drilling machine 300;
The cement cured between the casing 200 and the drill 300 is re-punctured by a bit drill 820 formed at a lower portion of the re-drilling drill 800 (S 144);
And a step (S146) of discharging the cement pieces (830) generated in the re-drilling process through the through holes (810) between the bit drills (820) (S146) How to do it.
제 14 항에 있어서,
상기 시추기(300)로 추가 굴착하는 단계(S150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시멘팅 방법.
15. The method of claim 14,
The method of claim 1, further comprising the step of drilling (S150) the drill (300).
제 10 항에 있어서,
상기 팩커(700)의 팽창단계(S110)에서,
상기 시추기(300)의 중심홀(310)을 통해 제 1 압력으로 공급되는 상기 이수(330)는 상기 시추기(300) 단부의 시추드릴(500)에서 토출되어 상기 케이싱(200)을 따라 상승한 뒤 토출관(670)에 의해 이수탱크(620)로 수집되는 단계;가 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 대심도 시추에서 팩커를 이용한 시멘팅 방법.
11. The method of claim 10,
In the expanding step S110 of the packer 700,
The mixed water 330 supplied at the first pressure through the center hole 310 of the drill 300 is discharged from the drill 500 at the end of the drill 300 and is lifted along the casing 200, (670) is collected by the pipe (670) to be carried out at the same time.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010035302A1 (en) * 1998-03-13 2001-11-01 Desai Praful C Method for milling casing and drilling formation
US20120227969A1 (en) * 2009-11-19 2012-09-13 Ian Gray External Casing Packer

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