KR101850247B1 - Drilling apparatus of submarine core - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시추장치에 관한 것으로, 보다 상세하는 심해의 시료를 채취할 수 있도록 하는 해저 코어 시추장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drilling apparatus, and more particularly, to a submarine core drilling apparatus capable of collecting a more detailed deep sea sample.
전 세계적으로 심해 광물 자원 및 생태계 분석을 위한 심해 저층에 정밀 시추를 통한 시료의 확보를 바탕으로 한 광범위한 지질, 지구 환경 분야의 연구에 필요성이 극대화해 지고, 분석에 대한 수요가 증대되고 있다. 그러나 국내에서는 심해 암반시료 시추 및 채취가 가능한 장치의 국산화가 전무하여 동 연구 분야의 운영 및 장비의 사용은 선진국 기술에 의존하고 있기 때문에 이 분야 연구에 필요한 장비의 개발이 필연적으로 대두되고 있는 실정에 있다.Demand for analytical solutions is increasing and the need for research on a wide range of geological and environmental fields based on securing of samples through deep drilling in the deep waters for analysis of deep-sea mineral resources and ecosystems worldwide is increasing worldwide. However, in Korea, there is no localization of equipment capable of drilling and sampling deep-sea rock samples, and the use of equipment and operation of the research field depends on the technology of advanced countries. Therefore, the development of equipment necessary for research in this field is inevitable have.
해저 퇴적층 및 암반을 시추하여 획득한 코어는 해양 자원 변화 및 남북극해역에서의 지구 환경변화 추적을 연구하는 데 있어서 핵심적 연구 분야이다. 이러한 심해 암반 시료는 국립해양조사원, 한국해양과학기술원, 한국지질자원연구소등 기타 관련 연구 분야의 연구원 및 민간연구시설에서 진행되고 있는 해양생태계 및 지질 연구등 다양한 분야에서 필요로 하고 있다. 그러나 모두 해저 표면의 시료나 Sediment Type의 시료 채취에 한정되어 있어 암반의 채취나 관련 장비에 대해서는 국산 제품의 운영경험이 전무한 실정이다. 특히 기존의 코어 형태의 시료 채집 장치는 암반형태의 해저 면에서는 시료의 채취가 불가하여 한정적인 시료의 채취로 인해 넓은 영역의 다양한 지질연구 및 시료분석에 한계가 있다.The cores obtained by drilling sedimentary rocks and bedrock are core research areas for studying changes in marine resources and tracking changes in the global environment in the North and South Polar waters. These deep-sea rock samples are needed in a variety of fields such as marine ecosystem and geological research, which are being carried out by researchers in other relevant research fields such as National Oceanographic Research Institute, Korea Ocean Research & Development Institute, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, and private research facilities. However, all of them are limited to samples on the surface of the sea floor and samples of sediment type. Therefore, there is no experience of operation of domestic products for the sampling of rock and related equipment. Especially, the existing core type sampler is not able to collect the sample from the bottom of the rocky shape. Therefore, it is limited to the wide range of various geological studies and sample analysis due to the limited sampling.
본 발명은 해저의 코어(시료)의 채취에 있어서 구조물의 안정성 및 외력에 대한 균형 유지가 가능하도록 하는 해저 코어 시추장치에 관한 것이다. The present invention relates to a submarine core drilling apparatus that enables a balance between the stability and the external force of a structure to be obtained in the taking of a core (sample) of a seabed.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 해저 코어 시추장치는 다각형의 링 구조체들이 상부 및 하부에 배치되고, 상기 링 구조체들을 수직으로 연결하는 복수개의 수직 바들을 포함하는 프레임; 상기 프레임의 상부 중앙 부분에 위치하며, 코어의 채취를 위한 회전 동력을 제공하는 수중 모터부; 상기 수중 모터부의 하부에 연결되어 회전하며, 상기 코어를 채취 및 보관하는 코어 바렐; 상기 프레임의 측부에 결합되는 복수의 다리들; 상기 프레임의 상기 측부에 결합되어 상기 프레임의 기울기 상태를 감지하는 복수의 기울기 센서들; 상기 다리들의 상하 이동을 위한 복수의 유압 실린더들; 상기 다리들과 상기 유압 실린더들을 연결하는 복수의 연결 부재들; 상기 프레임 내에 배치되며, 상기 유압 실린더들 및 상기 수중 모터부의 구동을 위한 오일 공급을 조절하는 펌프용 탱크; 상기 프레임 내에 배치되며, 상기 오일을 저장하는 오일 탱크; 및 상기 프레임 내에 배치되며, 상기 기울기 센서들에서 감지된 기울기 신호에 따라 상기 다리들의 상하 이동을 위한 상기 유압 실린더들의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a submarine core drilling apparatus comprising: a frame including polygonal ring structures disposed at upper and lower portions thereof and including a plurality of vertical bars vertically connecting the ring structures; An underwater motor portion located at an upper central portion of the frame and providing rotational power for collecting the core; A core barrel connected to a lower portion of the underwater motor and rotating and collecting and storing the core; A plurality of legs coupled to a side of the frame; A plurality of tilt sensors coupled to the side of the frame to sense a tilt state of the frame; A plurality of hydraulic cylinders for vertically moving the legs; A plurality of connecting members connecting the legs and the hydraulic cylinders; A pump tank disposed in the frame for regulating oil supply for driving the hydraulic cylinders and the underwater motor unit; An oil tank disposed in the frame and storing the oil; And a control unit disposed in the frame and controlling the operation of the hydraulic cylinders for up and down movement of the legs according to the tilt signals sensed by the tilt sensors.
상기 프레임은, 상기 링 구조체들이 다각형 테두리를 형성하고, 상기 수직 바들이 상기 다각형 테두리의 각 꼭지점에 대응하는 위치에서 상기 링 구조체들을 서로 연결하는 메인 프레임; 및 각각 2개씩 쌍을 이루는 상기 수직 바들의 일측에서 측부 방향으로 각각 돌출되는 바들을 포함하며, 돌출된 바들이 하부 방향으로 연장되는 복수의 보조 프레임들을 포함하는 것을 특징으로 한다.The frame comprising: a main frame in which the ring structures form a polygonal rim, the vertical bars connecting the ring structures to each other at locations corresponding to respective vertexes of the polygonal rim; And bars each projecting in a side direction from one side of the vertical bars forming pairs of two, and the protruding bars include a plurality of subframes extending in a downward direction.
상기 메인 프레임은, 상기 링 구조체들이 육각형 테두리이고, 6개의 상기 수직 바들이 상기 육각형 테두리의 각 꼭지점에 대응하는 위치에서 상기 링 구조체들을 서로 연결하는 것을 특징으로 한다.The main frame is characterized in that the ring structures are hexagonal rims and the six vertical bars connect the ring structures to each other at positions corresponding to respective vertexes of the hexagonal rim.
상기 보조 프레임은, 상기 다리들, 상기 기울기 센서들, 상기 유압 실린더들, 상기 연결 부재들, 상기 펌프용 탱크, 상기 오일 탱크 및 상기 제어부 중 적어도 하나를 지지하는 것을 특징으로 한다.Wherein the auxiliary frame supports at least one of the legs, the tilt sensors, the hydraulic cylinders, the connecting members, the pump tank, the oil tank, and the control unit.
상기 다리들 각각은, 해저의 지면과 접촉하는 지지판; 및 일단이 상기 보조 프레임의 하부에 제1 힌지 수단으로 결합되고 타단이 상기 지지판과 결합되어 있으며, 상기 프레임의 하중을 지탱하는 지지 구조체를 포함하는 다리 본체를 포함하고, 상기 다리 본체의 중앙 부분에 상기 연결 부재들 중 어느 하나와 제2 힌지 수단으로 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.Each of the legs comprising: a support plate in contact with the ground surface of the seabed; And a supporting structure for supporting a load of the frame, one end of which is coupled to the lower portion of the auxiliary frame by the first hinge means and the other end of which is coupled to the supporting plate, And one of the connecting members is coupled with the second hinge unit.
상기 연결 부재들 각각은, 막대 형태의 지지대; 및 일측이 상기 지지대에 결합되고, 타측이 상기 유압 실린더에 결합되며, 상기 유압 실린더의 움직임에 따라 상하 이동하는 이송체를 포함하고, 상기 지지대는 일단이 상기 다리들의 중앙 부분에 결합되고, 타단이 상기 이송체에 결합되는 것을 특징으로 한다.Each of the connecting members comprises: a rod-shaped support; And a conveying member, one end of which is coupled to the support, the other end of which is coupled to the hydraulic cylinder, and which moves up and down according to the movement of the hydraulic cylinder, And is coupled to the conveying body.
상기 유압 실린더들 각각은, 일단이 상기 연결 부재와 결합되고, 타단이 상기 보조 프레임의 일측에 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.Each of the hydraulic cylinders has one end coupled to the connecting member and the other end coupled to one side of the auxiliary frame.
상기 제어부는, 상기 기울기 센서들 각각의 기울기 값에 따라 상기 프레임의 평형을 위한 높이 제어신호를 생성하거나, 상기 기울기 센서들의 기울기 값을 해상의 전자장치로 전송하도록 제어하고, 상기 전자장치로부터 수신된 제어신호에 따라 상기 유압 실린더들의 상하 이동을 제어하는 것을 특징으로 한다.Wherein the control unit controls to generate a height control signal for the balance of the frame according to a slope value of each of the slope sensors or to transmit a slope value of the slope sensors to a marine electronic device, And controls the up and down movement of the hydraulic cylinders according to the control signal.
상기 제어부는 내압 용기 내에 실장되고, 상기 내압 용기의 상단에 형성된 덮개는 상기 제어부와 외부 기기와의 연결을 위한 수중용 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The control unit is mounted in the pressure-resistant container, and the lid formed at the upper end of the pressure-resistant container includes a water connector for connection between the control unit and the external device.
상기 펌프용 탱크는, 투명 재질의 펌프 하우징; 상기 펌프 하우징 내에 배치되어 있는 복수의 솔레노이드 밸브들; 및 상기 펌프 하우징 내에 배치되어 있는 펌프 모터를 포함하고, 상기 펌프 하우징의 덮개는 러버 재질을 이용하여 수밀을 유지하는 것을 특징으로 한다.The pump tank may include a transparent pump housing; A plurality of solenoid valves disposed in the pump housing; And a pump motor disposed in the pump housing, wherein the cover of the pump housing is watertight using a rubber material.
상기 오일 탱크는, 상기 오일을 저장하는 오일 하우징; 및 상기 오일 하우징의 내부와 외부의 압력을 보상하기 위한 연질의 실리콘 튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다. The oil tank includes an oil housing for storing the oil; And a soft silicone tube for compensating for the pressure inside and outside the oil housing.
상기 코어 바렐은, 외부 튜브 및 내부 튜브를 포함하는 이중 튜브 형태이며, 상기 외부 튜브와 상기 내부 튜브 사이를 순환수가 통과하도록 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.The core barrel is in the form of a double tube including an outer tube and an inner tube, and is separated from the outer tube and the inner tube so as to allow circulation water to pass therethrough.
해저의 영상을 촬영하는 수중 카메라부; 및 상기 수중 카메라부에서 촬영한 영상 신호를 송신하는 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 수중 카메라부에서 촬영되는 상기 영상 신호를 해상의 전자 장치로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 한다. An underwater camera section for capturing an image of the seabed; And a communication unit for transmitting a video signal photographed by the underwater camera unit, wherein the control unit controls the video signal photographed by the underwater camera unit to be transmitted to a marine electronic device.
본 발명에 따르면, 프레임의 기울기 상태를 감지하는 복수의 기울기 센서들을 구비하고, 기울기 센서들에서 감지된 기울기 신호에 따라 상기 다리들의 상하 이동을 위한 상기 유압 실린더들의 동작을 제어함으로써, 해저의 코어(시료)의 채취 시에 시추장치의 균형을 최적으로 유지시킬 수 있도록 하며, 이에 따라 시료의 안정적인 채취가 가능하도록 한다. According to the present invention, there are provided a plurality of tilt sensors for sensing the tilt state of the frame, and controlling the operation of the hydraulic cylinders for up-and-down movement of the legs according to the tilt signals sensed by the tilt sensors, The balance of the drilling apparatus can be optimally maintained at the time of collecting the sample, thereby enabling stable sampling of the sample.
도 1은 본 발명에 따른 해저 코어 시추장치를 설명하기 위한 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 해저 코어 시추장치를 구성하는 프레임을 예시하는 참조도이다.
도 3a는 수중 모터부를 구성하는 유압식 모터를 예시하는 참조도이고, 도 3b는 수중 모터부를 구성하는 모터 무게추를 예시하는 참조도이다.
도 4a는 다리를 구성하는 다리 본체를 예시하는 참조도이고, 도 4b는 다리를 구성하는 지지판을 예시하는 참조도이다.
도 5a는 연결 부재를 구성하는 지지대를 예시하는 참조도이고, 도 5b는 연결 부재를 구성하는 이송체를 예시하는 참조도이다.
도 6은 도 1에 도시된 해저 코어 시추장치를 구성하는 펌프용 탱크를 예시하는 참조도이다.
도 7은 본 발명에 따른 오일 탱크를 예시하는 참조도이다.1 is a perspective view of an embodiment for explaining a submarine core drilling apparatus according to the present invention.
2 is a reference view illustrating a frame constituting the submarine core drilling apparatus shown in FIG.
Fig. 3A is a reference view illustrating a hydraulic motor constituting an underwater motor unit, and Fig. 3B is a reference diagram illustrating an example of a motor weight constituting an underwater motor unit.
FIG. 4A is a reference view illustrating a leg body constituting a leg, and FIG. 4B is a reference view illustrating a support plate constituting a leg.
FIG. 5A is a reference view illustrating a supporting member constituting a connecting member, and FIG. 5B is a reference view illustrating a conveying member constituting the connecting member.
6 is a reference view illustrating a pump tank constituting the submarine core drilling apparatus shown in FIG.
7 is a reference view illustrating an oil tank according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified in various other forms, The present invention is not limited to the following embodiments. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a", "an," and "the" include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise "and / or" comprising "when used herein should be interpreted as specifying the presence of stated shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically showing embodiments of the present invention. In the figures, for example, variations in the shape shown may be expected, depending on manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, embodiments of the present invention should not be construed as limited to any particular shape of the regions illustrated herein, including, for example, variations in shape resulting from manufacturing.
도 1은 본 발명에 따른 해저 코어 시추장치를 설명하기 위한 일 실시예의 사시도이다. 1 is a perspective view of an embodiment for explaining a submarine core drilling apparatus according to the present invention.
도 1을 참조하면, 해저 코어 시추장치는 프레임(100), 수중 모터부(110), 코어 바렐(120), 다리들(130), 기울기 센서들(미도시), 유압 실린더들(140), 연결 부재들(150), 펌프용 탱크(160), 오일 탱크(170) 및 제어부(180)를 포함할 수 있다.1, a submarine core drilling apparatus includes a
프레임(100)은 다각형의 링 구조체들이 상부 및 하부에 배치되고, 링 구조체들을 수직으로 연결하는 복수개의 수직 바들을 포함한다.The
도 2는 도 1에 도시된 해저 코어 시추장치를 구성하는 프레임(100)을 예시하는 참조도이다.2 is a reference view illustrating a
도 2를 참조하면, 프레임(100)은 메인 프레임(102) 및 보조 프레임(104)을 포함할 수 있다. 프레임(100)의 재질은 고강도의 금속재 또는 합성수지재 등일 수 있다.Referring to FIG. 2, the
메인 프레임(102)은 링 구조체들(102-11, 102-12)이 다각형 테두리를 형성하고, 수직 바들(102-21, 102-22, 102-23, 102-24, 102-25, 102-26)이 링 구조체들(102-11, 102-12)의 다각형 테두리의 각 꼭지점에 대응하는 위치에서 링 구조체들(102-11, 102-12)을 서로 연결한다. The
예를 들어, 메인 프레임(102)은 링 구조체들(102-11, 102-12)이 육각형 테두리에 해당할 수 있고, 이러한 육각형 테두리를 갖는 링 구조체들(102-11, 102-12)에 대해 6개의 수직 바들(102-21, 102-22, 102-23, 102-24, 102-25, 102-26)이 육각형 테두리(102-11, 102-12)의 각 꼭지점에 대응하는 위치에서 링 구조체들(102-11, 102-12)을 서로 연결시킬 수 있다. For example, the
보조 프레임(104)은 각각 2개씩 쌍을 이루는 메인 프레임(102)의 수직 바들(102-21, 102-22, 102-23, 102-24, 102-25, 102-26)의 일측에서 측부 방향으로 각각 돌출되는 상부 보조 바들(104-11, 104-12, 104-13, 104-14, 104-15, 104-16)을 포함하며, 상부 보조 바들(104-11, 104-12, 104-13, 104-14, 104-15, 104-16)에서 하부 방향으로 연장되는 수직 보조 바들(104-21, 104-22, 104-23, 104-24, 104-25, 104-26)을 포함할 수 있다. 또한, 보조 프레임(104)은 수직 보조 바들(104-21, 104-22, 104-23, 104-24, 104-25, 104-26)의 하부 끝단에서 측부 방향으로 연장되어 각각 메인 프레임(102)의 링 구조체(102-12)와 연결되는 하부 보조 바들(104-31, 104-32, 104-33, 104-34, 104-35, 104-36)을 포함할 수 있다.The auxiliary frames 104 are arranged in the lateral direction from one side of the vertical bars 102-21, 102-22, 102-23, 102-24, 102-25, 102-26 of the
보조 프레임(104)은 다리들(130), 기울기 센서들, 유압 실린더들(140), 펌프용 탱크(160), 오일 탱크(170) 및 제어부(180)가 고정될 수 있는 지지 프레임으로 기능한다. 즉, 다리들(130), 기울기 센서들, 유압 실린더들(140), 펌프용 탱크(160), 오일 탱크(170) 또는 제어부(180)가 보조 프레임(104)의 상부 보조 바들(104-11, 104-12, 104-13, 104-14, 104-15, 104-16), 수직 보조 바들(104-21, 104-22, 104-23, 104-24, 104-25, 104-26) 및 하부 보조 바들(104-31, 104-32, 104-33, 104-34, 104-35, 104-36)에 의해 형성되는 프레임 공간 내에 배치되어 고정될 수 있다. The auxiliary frame 104 functions as a support frame to which the
한편, 전술한 메인 프레임(102) 및 보조 프레임(104)은 예시적인 것에 불과하며, 링 구조체의 다각형 형태에 따라 프레임(100)을 구성하는 메인 프레임 및 보조 프레임의 형태는 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 보조 프레임(104)은 3개를 도시하고 있지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 메인 프레임(102)의 구조에 따라, 2개 또는 4개 이상의 보조 프레임들이 구비될 수 있다.On the other hand, the
수중 모터부(110)는 해저의 시료를 채취하기 위해 코어 바렐(120)을 회전시키는 동력을 제공한다. 수중 모터부(110)는 프레임 중앙에 위치하여 안정적으로 코어 채집이 이루어질 수 있도록 회전한다. 이를 위해, 수중 모터부(110)는 유압식 모터, 코어 바렐 연결모듈, 해수 인입구, 모터 무게추 등을 포함할 수 있다. The
도 3a는 수중 모터부(110)를 구성하는 유압식 모터(112)를 예시하는 참조도이고, 도 3b는 수중 모터부(110)를 구성하는 모터 무게추(114)를 예시하는 참조도이다. 도 3a를 참조하면, 유압식 모터(112)는 최대 1550RPM까지 회전할 수 있는 모터일 수 있다. 이는 코어 바렐(120)의 최대 운영 속도가 안정적으로 600RPM이 되도록 하기 위한 속도이다. 코어 바렐 연결모듈은 유압식 모터(112)와 코어 바렐(120)을 연결하는 것으로, 연결 방식은 나사 결합, 삽입 결합 등을 포함할 수 있다. 해수 인입구는 코어 바렐(120)로 해수를 인입되도록 하기 위해 형성된 관통 홀에 해당하며, 인입된 해수를 코어 바렐(120)로 전달한다. 해수의 유입으로 인해, 드릴링 시에 발생할 수 있는 마찰열에 의해 코어 비트가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 모터 무게추(114)는 코어 바렐(120)의 해저 암반 드릴링 시에 무게에 따른 드릴링 작업을 용이하게 하고, 장치의 무게 중심을 중앙에 위치하도록 한다. 모터 무게추(114)의 형상은 유압식 모터(112)를 에워싸는 형태일 수 있으며, 이를 위해 모터 무게추(114)의 일측면이 수직으로 절개되어 유압식 모터(112)가 안착될 수 있는 공간을 마련하고 있다. 3A is a reference view illustrating a
코어 바렐(120)은 해저 시료의 채취 및 보관을 위한 모듈로 수중 모터부(110)의 하부에 연결되어 있다. 코어 바렐(120)은 외부 튜브 및 내부 튜브를 포함하는 이중 튜브 형태이다. 코어 바렐(120)은 외부 튜브와 내부 튜브 사이를 순환수(예를 들어, 해수)가 통과하도록 외부 튜브와 내부 튜브 사이가 일정 간격으로 이격되어 있다.The
내부 튜브의 선단은 암반을 절삭하기 위한 코어 비트가 결합되어 있다. 코어 비트는 채취하고자 하는 암반층 및 성질에 따라 구분된다. 예를 들어, 코어 비트는 다이아몬드 비트일 수 있다. 다이아몬드 비트는 서페이스 비트 및 임프레그네이티드 비트로 구분될 수 있다. 서페이스 비트는 공업용 천영 다이아몬드를 사용하며 입자크기는 캐럿트당 10~80PCS를 사용하며 GRADE별로 여러 종류가 있다. 임프레그네이티드 비트는 합성(인조) 다이아몬드 분말을 금속분말과 혼합하여 소결시키며 입자크기는 보통 30~50메쉬 사이즈를 사용한다. The tip of the inner tube is coupled with a core bit for cutting the rock. The core bit is classified according to the rock layer and properties to be collected. For example, the core bit may be a diamond bit. The diamond bit may be divided into a surface bit and an impregnated bit. The surface bit uses industrial diamonds and the particle size is 10 ~ 80PCS per carat. There are several kinds of GRADE. The impregnated bit is made by mixing and sintering the synthetic (artificial) diamond powder with the metal powder. The particle size is usually 30 to 50 mesh size.
다이아몬드 비트의 선정에 있어서, 보통 연암에는 경질의 MATRIX, 중경암에는 중질 MATRIX, 경암에는 연질 MATRIX를 선택할 수 있다. 그러나 연암이라도 극심한 파쇄성의 지층에서는 경질 MATRIX가 비트 추진에 따르는 충격을 흡수할 능력이 부족하므로, 최초의 비트 선정은 약간 연질의 MATRIX를 사용하고 그 마모상태에 따라 점차 선정조건을 변경함으로써 이상적인 비트의 선정이 가능하다. 예를 들어, 연질암층에는 다이아몬드 입도는 큰 것으로 하고 MATRIX는 경질로 하고, 중경암층에는 다이아몬드 입도는 중간으로 하고 MATRIX는 중경 또는 연질로 하며, 극경암층에는 다이아몬드 입도는 세립으로 하고 MATRIX는 연질을 사용할 수 있다.In selection of diamond bits, it is usually possible to choose hard MATRIX for soft rock, heavy MATRIX for heavy rock, and soft MATRIX for hard rock. However, even in the case of soft rock, the hard MATRIX does not have the ability to absorb the impact of bit propulsion in extreme fracture strata, so the first bit selection uses a slightly soft MATRIX and gradually changes the selection conditions depending on the wear state, It can be selected. For example, in the soft rock layer, the diamond particle size should be large, the MATRIX medium hard, the medium diameter diamond layer middle, the MATRIX medium diameter or soft, Can be used.
내부 튜브는 상승 시 코어(예를 들어, 암반 시료)의 회수를 위한 코어 캣쳐가 장착되어 있다. 따라서, 상승시 코어 캣쳐가 내부의 암반시료를 더 이상 빠지지 못하도록 고정시킨다. 고정된 시료는 상부로 이동한 뒤 내부 튜브와 외부 튜브의 분릴 통해 수집할 수 있다. The inner tube is equipped with a core catcher for recovery of cores (e.g., rock samples) upon ascent. Therefore, when rising, the core catcher fixes the inner rock sample so that it can not escape anymore. The fixed sample can be moved to the top and collected through the inner tube and the outer tube.
이중 튜브 형태인 코어 바렐을 사용함으로써, 내부 튜브에는 채취한 암반을 보관할 수 있도록 하며 외부 튜브와 내부 튜브간 공간을 통해 코어 비트의 온도조절과 드릴링시 발생되는 이물질을 제거할 수 있도록 하는 해수 순환을 위한 공간을 마련한다. 즉, 순환수가 내부 튜브와 외부 튜브 사이를 통과하기 때문에 채취된 코어가 튜브안에서 순환수와 접촉이 되지 않아 파쇄측, 탄층, 연약층 등에 사용할 수 있으며, 코어 채취율을 높일 수 있다. By using the double tube type core barrel, it is possible to store the collected rock in the inner tube and to control the temperature of the core bit through the space between the outer tube and the inner tube and to remove seawater from drilling. Provide space for. That is, since the circulating water passes between the inner tube and the outer tube, the collected core can not be brought into contact with the circulating water in the tube, so that it can be used on the fracture side, coal layer, soft layer and the like, and the core collection rate can be increased.
다리들(130)은 프레임(100)의 측부에 결합되어 있다. 도 1에서, 다리들은 3개를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 2개 또는 4개 이상의 다리들로 구성될 수도 있다. 다리들(130)은 프레임(100)의 평형을 유지할 수 있도록 하기 위해 일측이 고정되어 회전하며 타측이 상하 방향으로 움질일 수 있다. 이러한 다리들(130)은 유압 실린더(140)에 의해 이동이 이루어질 수 있다. 다리(130)는 다리 본체 및 지지판를 포함할 수 있다.The
도 4a는 다리를 구성하는 다리 본체(132)를 예시하는 참조도이고, 도 4b는 다리를 구성하는 지지판(134)을 예시하는 참조도이다. 4A is a reference view illustrating a
도 4a를 참조하면, 다리 본체(132)는 일단이 보조 프레임(104)의 하부에 힌지용 결합나사로 결합되고 타단이 지지판(134)과 결합되어 있으며, 프레임(100)의 하중을 지탱하는 지지 구조체를 갖는다. 여기서, 지지 구조체는 일정두께를 갖는 판 형태 또는 막대 형태일 수 있다. 4A, the
다리 본체(132)의 일단(132-1)은 보조 프레임(104)의 하부에 연결되기 위해 삽입 홀을 포함할 수 있다. 다리 본체(132)의 일단(132-1)에 마련된 삽입 홀과 보조 프레임(104) 하부의 일측에 마련된 삽입 홀이 정렬된 상태에서 힌지용 결합나사가 삽입 홀들에 삽입됨으로써, 다리 본체(132)는 프레임(100)의 보조 프레임(104)과 결합할 수 있다. 이때, 다리 본체(132)는 힌지용 결합나사에 의해 결합되어 있으므로, 힌지용 결합나사를 중심으로 회전 운동이 가능하다. One end 132-1 of the
또한, 다리 본체(132)의 중앙 부분에는 후술할 연결 부재(150)의 지지대(152)과 연결되기 위한 제1 결합 돌기(132-2)가 구비되어 있다. 제1 결합 돌기(132-2)에 마련된 삽입 홀과 지지대(152)의 일단에 마련된 삽입 홀이 정렬된 상태에서 힌지용 결합나사가 삽입됨으로써, 다리 본체(132)는 지지대(152)와 결합할 수 있다. 이때, 다리 본체(132)는 힌지용 결합나사에 의해 결합되어 있으므로, 힌지용 결합나사를 중심으로 어느 정도의 회전 운동이 가능하다. 다리 본체(132)의 타단(132-3)은 지지판(134)와 결합될 수 있다. 다리 본체(132)의 타단(132-3)은 지지판(134)과 연결되기 위해 삽입 홀을 구비할 수 있다.The
도 4b를 참조하면, 지지판(134)은 해저의 지면과 접촉하는 판으로, 다리 본체(132)의 타단(132-3)과 결합되어 있다. 지지판(134)의 경우에도 다리 본체(132)의 타단(132-3)과 결합하기 위해 제2 결합 돌기(134-1)을 포함할 수 있다. 제2 결합 돌기(134-1)은 힌지용 결합나사와 결합하기 위한 삽입 홀이 형성되어 있다. 따라서, 다리 본체(132)의 타단(132-3)에 마련된 삽입 홀과 지지판(134)의 제2 결합 돌기(134-1)에 마련된 삽입 홀이 정렬된 상태에서 힌지용 결합나사가 삽입됨으로써, 다리 본체(132)는 지지판(134)과 결합할 수 있다. 이때, 지지판(134)은 힌지용 결합나사에 의해 결합되어 있으므로, 힌지용 결합나사를 중심으로 회전 운동이 가능하다. Referring to FIG. 4B, the
유압 실린더들(140) 각각은 공급되는 오일에 의한 유압을 이용해 다리들(130)의 상하 운동을 유도한다. 제어부(190)는 프레임(100)의 보조 프레임들(104)에서 감지된 각각의 기울기 값에 따른 높이 제어신호에 따라 유압 실린더들(140)에 공급되는 오일을 제어할 수 있다. 이에 따라, 유압 실린더들(140) 각각은 높이 제어신호에 따라 공급되는 오일에 따라 실린더의 상하 이동을 수행한다. 유압 실린더들(140) 각각은 일단이 연결 부재(160)와 결합되고, 타단이 프레임(100)의 일측에 결합될 수 있다. 도 1에는 설명의 편의를 위해 1개의 유압 실린더(140)만 도시되어 있으나, 실제 구현은 다리들(130)의 개수만큼 유압 실린더들(140)이 구비될 수 있다. Each of the
연결 부재들(150) 각각은 다리들(130)과 유압 실린더들(140)을 연결한다. 이를 위해, 연결 부재들(150)은 지지대(152) 및 이송체(154)를 포함할 수 있다.Each of the connecting
도 5a는 도 1에 도시된 연결 부재들(150) 중 지지대(152)를 예시하는 참조도이고, 도 5b는 도 1에 도시된 연결 부재들(150) 중 이송체(154)를 예시하는 참조도이다.FIG. 5A is a reference view illustrating the
지지대(152)는 막대 형태일 수 있으며, 지지대(152)의 일단(152-1)은 다리(130)의 중앙 부분에 마련된 제1 결합 돌기(132-2)와 결합되고, 지지대(152)의 타단(152-2)은 이송체(154)에 결합될 수 있다. The
이송체(154)는 일측이 지지대(152)에 결합되고, 타측이 유압 실린더(140)에 결합되며, 유압 실린더(140)의 움직임에 따라 상하 이동한다. 이송체(154)의 일측은 지지대(152)와 결합하기 위한 제3 결합 돌기(154-1)를 포함할 수 있으며, 이 제3 결합 돌기(154-1)는 지지대(152)와 결합하기 위해 삽입 홀을 포함하고 있다. 제3 결합 돌기(154-1)의 삽입 홀과 지지대(152)의 타단(152-2)에 형성된 삽입 홀이 정렬된 상태에서 힌지용 결합나사가 삽입됨으로써, 이송체(154)는 지지대(152)와 결합할 수 있다. 이송체(154)의 타측은 유압 실린더(140)와 결합하기 위한 제4 결합 돌기(154-2)를 포함할 수 있다. 제4 결합 돌기(154-2)와 유압 실린더(140)의 일단이 결합됨으로써, 유압 실린더(140)의 상하 이동에 따라 이송체(154)도 상하 이동을 하게 된다. One side of the conveying
이송체(154)는 유압 실린더(140)에 따른 상하 이동이 용이할 수 있도록 이송 롤러들(154-31, 154-32, 154-33, 154-34)을 포함할 수 있다. 이송 롤러들(154-31, 154-32, 154-33, 154-34)은 프레임(100)을 구성하는 보조 프레임(104)의 수직 보조 바들을 따라 이동할 수 있다. 이송 롤러들(154-31, 154-32, 154-33, 154-34)는 이송체(154)의 상하 이동에 따른 마찰을 최소화할 수 있도록 한다. 이를 위해, 보조 프레임(104)의 수직 보조 바들은 이송 롤러들(154-31, 154-32, 154-33, 154-34)의 상하 이동을 위한 가이드 홈 또는 가이드 돌기들을 포함할 수 있다. The conveying
기울기 센서들은 프레임(100)의 측부에 결합되어 프레임(100)의 평형 상태를 감지한다. 기울기 센서들은 기울어진 정도에 따라 센서 내부의 단자가 온 또는 오프되어 프레임(100)의 기울어진 정도를 감지할 수 있는 센서들이다. 기울기 센서들은 복수개가 구비될 수 있으며, 적어도 다리들(130)의 개수만큼 구비될 수 있다. 예를 들어, 다리가 3개인 경우에는 기울기 센서들도 다리 개수에 해당하는 3개가 구비될 수 있다. 기울기 센서들은 프레임(100)을 구성하는 보조 프레임(104)의 일측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 3개의 보조 프레임들(104)이 존재하는 경우에는 보조 프레임들(104)의 일측(예를 들어, 보조 프레임의 하단부 또는 측면부 등)에 배치되어 프레임의 기울어지는 정도를 감지하고, 감지된 신호를 제어부(180)로 전달한다. The tilt sensors are coupled to the sides of the
한편, 센서로서 모션 센서들 또는 지자기 센서들이 더 구비될 수도 있다. 모션 센서는 다리들의 움직임을 감지한다. 지자기 센서는 지자기를 감지하는 센서로서, 지자기의 방향 및 진동 주기를 감지할 수 있다. On the other hand, motion sensors or geomagnetic sensors may be further provided as sensors. The motion sensor senses the movement of the legs. The geomagnetic sensor is a sensor that detects geomagnetism and can detect the direction and vibration period of the geomagnetism.
이러한, 기울기 센서들, 모션 센서들 또는 지자기 센서들은 센서용 내압 용기에 저장되어 있다. 센서용 내압 용기는 알루미늄 재질을 사용하여 외부의 노이즈를 줄일 수 있도록 하며, 내부에 2중 오링을 이용하여 수밀을 유지할 수 있도록 한다.These tilt sensors, motion sensors or geomagnetic sensors are stored in pressure-resistant containers for sensors. Pressure vessel for sensor uses aluminum material to reduce external noise, and it can maintain watertightness by using double o-ring inside.
펌프용 탱크(160)는 유압을 필요로 하는 기기(예를 들어, 수중 모터부(110), 유압 실린더들(140) 등)에 유압용 오일을 공급하는 장치이다. 펌프용 탱크(160)는 펌프 하우징과 펌프 하우징 내에 구비되어 있는 복수의 솔레노이드 밸브들 및 펌프 모터를 포함할 수 있다. 또한, 펌프용 탱크는 내부에 절연유를 충전하여 외부의 압력과 내부의 압력이 같아질수 있도록 구성될 수 있다. The
도 6은 도 1에 도시된 해저 코어 시추장치를 구성하는 펌프용 탱크(160)를 예시하는 참조도이다. 도 6을 참조하면, 펌프용 탱크(160)는 펌프 하우징(162), 솔레노이드 밸브들(164) 및 펌프 모터(166)를 포함할 수 있다.6 is a reference view illustrating a
펌프 하우징(162)은 본체와 덮개로 구성되며, 덮개는 러버 재질을 이용하여 수밀을 유지하고 있다. 펌프 하우징(162)의 본체는 투명재질의 커버를 사용하여 내부가 보일 수 있도록 한다. 펌프 하우징(162)의 본체는 연질 PVC재질의 커버를 사용하여 외부의 가해지는 압력에 유연하게 움직일 수 있도록 하여 내부와 외부에 같은 압력이 가해질 수 있도록 한다.The
솔레노이드 밸브(164)는 복수개가 구비되어 있으며, 예를 들어, 6개가 구비될 수 있다. 솔레노이드 밸브들(164) 각각의 포트에 유압을 전달할 수 있도록 구성된다. 솔레노이드 밸브들(164)은 수평 유지를 위한 다리들에 연결된 유압 실린더들, 드릴링용 모터 및 코어 바렐의 상하 이동을 위해 유압을 제공하는 밸브이다. 즉, 제어부(170)로부터 입력되는 유압 제어신호를 통해 각각의 밸브가 ON/OFF되며, 이에 따라 유압경로가 지정된다. 유압의 출력은 제어부(170) 내의 인버터에서 주파수변환 방식을 이용하여 제어할 수 있도록 구성되어 있다.A plurality of
솔레노이드 밸브(164)는 입력되는 유압을 각각의 전자신호를 통한 제어를 시용하여 지정된 곳으로 유압을 공급할 수 있도록 한다. 인버터에서 유압의 양을 조정한뒤 제어부의 신호를 통해 솔레노이드 밸브(164)가 개폐되며 각각의 유압장치로 유압을 조절하여 공급한다. 솔레노이느 밸브(164)는 3Way방식의 밸브를 사용하며 정, 역, 정지등 세가지 방식의 밸브 조절이 가능하도록 구성되어 있다.The
펌프 모터(166)는 오일 탱크에 저장되어있는 오일을 각각의 유압장치로 공급할 수 있도록 하는 펌프이다. 인버터에서 모터의 회전수를 제어하여 출력을 조정하며 각각의 밸브라인을 통해 유압을 전달할 수 있도록 구성되어 있다.The
오일 탱크(170)는 유압을 위한 오일을 보관하는 탱크이다. 오일 탱크(170)는 해저의 수압에 견딜 수 있도록 압력보상 기구를 설치하여 내부와 외부의 압력을 동일하게 유지 할 수 있도록 한다.The
도 7은 본 발명에 따른 오일 탱크(170)를 예시하는 참조도이다. 도 7을 참조하면, 4각형 형태의 오일 탱크(170)를 구성하고, 상부에는 오일 인입이 가능하도록 하는 포트(172)를 포함하고, 측면에 외부오일의 충전량과 내부와 외부의 압력을 보상할 수 있도록 하는 압력 보상 기구로서 실리콘 튜브(174)를 포함하고 있다.7 is a reference view illustrating an
제어부(180)는 기울기 센서들에서 감지된 기울기 신호에 따라 다리들(130)의 상하 이동을 위한 유압 실린더들(140)의 동작을 제어한다. 제어부(180)는 유압 실린더들(140)을 제어하기 위한 인버터를 포함할 수 있다. 제어부(180)는 내압 용기 내에 실장되고, 제어부(180)를 포함하는 내압 용기는 프레임(100)의 일측에 배치될 수 있다. 내압 용기의 상단부는 제어부(180)와 해상의 전자 장치와의 통신을 위한 연결 구조로서 수중용 커넥터를 포함할 수 있다. 내압 용기는 스테인리스(SUS) 재질의 이중 오링을 구성하여 수밀을 유지할 수 있도록 한다.The
제어부(180)는 기울기 센서들 각각의 기울기 값에 따라 프레임의 평형을 위한 높이 제어신호를 생성하여 펌프용 탱크(160)의 솔레노이드 밸브들(164) 및 펌프 탱크(166)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 기울기 센서들의 기울기 값을 해상의 전자장치로 전송하도록 제어하고, 전자장치로부터 수신된 제어신호에 따라 펌프용 탱크(160)의 솔레노이드 밸브들(164) 및 펌프 탱크(166)를 제어할 수 있다. 제어부(180)의 제어에 따라, 유압 실린더들(140)에 공급되는 오일이 조절될 수 있으며, 유압 실린더들(140) 각각은 공급되는 오일에 따라 실린더의 상하 이동을 수행한다. 따라서, 유압 실린더들(140)은 다리들(130)의 높이가 조절되도록 실린더의 상하 이동을 수행하며, 실린더와 연결된 연결 부재들(150)이 상하 이동함에 따라 다리들(130)도 상하 이동을 수행할 수 있다. The
또한, 제어부(180)는 각각의 센서들의 데이터 또는 해저의 영상 신호를 해상의 전자장치로 전송하도록 제어할 수 있다. 이를 위해, 해저 코어 시추장치는 수중 카메라부(미도시) 및 통신부(미도시)를 포함할 수 있다. 통신부는 수중 카메라부에서 촬영된 영상 신호를 해상의 전자 장치로 전송한다. 이를 위해, 통신부는 해상의 전자 장치와 유선 케이블로 연결되어 있다. 해상의 전자 장치는 해저 코어 시추장치로부터 전송된 영상 신호를 디스플레이할 수 있으며, 또한, 사용자의 시스템의 제어 신호를 해저 코어 시추장치로 전송할 수 있다. In addition, the
제어부(180)는 센서의 데이터 또는 영상 신호를 수집하고, 이러한 신호들을 디지털로 컨버팅하여 TCP-IP통신을 이용하여 해상의 전자 장치로 전송하도록 제어한다. 이러한, 제어부(180)는 처리 기능이 확장 가능하여야 하고 유연성있게 외부 센서들과 연결이 되어야 하므로 실시간 처리 프로세서와 FPGA(field-programmable gate array)의 조합을 적용할 수 있다. FPGA를 프로세서와 어플리케이션 전용 I/O 사이에 배치함으로 시스템의 유연함과 처리 성능을 높일 수 있다. 여기서 FPGA는 혼합 처리 (co-processing) 엔진, 인라인 신호 프로세서, 안전 서브 시스템 또는 지연이 매우 낮은 컨트롤 시스템 역할을 한다. FPGA의 재구성 가능한 특성은 심해 자원 채취 시스템의 업그레이드를 쉽게 만들 수 있으며, 인터페이스와 표준이 계속 변화하는 센서들과의 연결에서도 대응이 가능하다. 또한, 프로세서, FPGA, I/O는 모두 프로그래밍이 가능하여야 하고 전체 시스템 개발 후에도 소프트웨어를 통해 기능을 변경할 수 있어야 한다. 본 시스템은 모든 요소를 프로그래밍할 수 있도록 설계 되었으며 차후 시스템 업그레이드와 추가적인 I/O에 대응이 가능하도록 설계될 수 있다. 제어부를 구성하는 마이크로 프로세서, FPGA, I/O의 연결 및 각각의 기능은 다음과 같다. 마이크로 프로세서에는 실시간 OS가 설치되어, 실시간으로 FPGA 및 외부 센서들을 통신 및 제어를 수행한다. 또한, 네트워킹 기능을 통하여 장거리에 있는 외부 시스템과 연동하게 된다. FPGA는 재구성이 가능한 디지털 컨트롤러로써 외부 센서들을 제어하며 센서들로부터 입력된 아날로그 또는 디지털 입력 신호에 대하여 신호 처리 및 분석 후 마이크로 프로세와 통신하는 역할을 한다. 외부 I/O들은 ADC, DAC, Serial 통신 컨트롤러로 구성되어 있으며 각 신호값을 FPGA에서 처리 가능한 디지털 값으로 변환하는 기능을 가진다.The
통신부는 해저에서 실시간으로 센서들에서 들어오는 데이터와 영상을 지상까지 수 km 전송하기 위한 방법으로 광변환기를 사용할 수 있다. 광변환기는 단일모드 광섬유 사용시 10km까지 전송이 가능하며 이는 자원 채취를 위한 지상의 제어 감시 시스템과 해면에 도달한 임베디드 시스템 통신에 충분한 거리이다. 또한, 광통신 방법은 넓은 대역폭을 가지므로 많은 양의 데이터의 전송이 가능하고 통신에 필요한 광섬유는 가볍고 어느정도 유연성을 가지므로 해저에 있는 임베디드 시스템과의 통신에 매우 적합하다. 위와 같은 임베디드 시스템의 구현을 위하여 임베디드 컨트롤러를 사용할 수 있다. 이 임베디드 컨트롤러는 기본적으로 마이크로 프로세서, FPGA, 외부 I/O를 모두 포함하고 있어 위에 기술한 목적에 적합한 구조를 가진다. The communication unit can use the optical transducer as a method for transmitting the data and images coming from the sensors to the ground several kilometers in real time from the seabed. The optical transceiver can transmit up to 10 km when using single mode fiber, which is enough distance for ground control and surveillance systems for harvesting resources and embedded system communication to the sea surface. In addition, since the optical communication method has a wide bandwidth, it is possible to transmit a large amount of data, and the optical fiber required for communication is light and somewhat flexible, and thus is well suited for communication with an embedded system located at the seabed. An embedded controller can be used to implement the above embedded system. This embedded controller basically includes a microprocessor, FPGA, and external I / O, and has a structure suitable for the purpose described above.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다. The present invention has been described above with reference to the embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but should be construed to include various embodiments within the scope of the claims and equivalents thereof.
100: 프레임
110: 수중 모터부
120: 코어 바렐
130: 다리들
140: 유압 실린더들
150: 연결 부재들
160: 펌프용 탱크
170: 오일 탱크
180: 제어부100: frame
110: Underwater motor section
120: Core Barrel
130: The bridges
140: Hydraulic cylinders
150:
160: tank for pump
170: Oil tank
180:
Claims (13)
상기 프레임의 상부 중앙 부분에 위치하며, 코어의 채취를 위한 회전 동력을 제공하는 수중 모터부;
상기 수중 모터부의 하부에 연결되어 회전하며, 상기 코어를 채취 및 보관하는 코어 바렐;
상기 프레임의 측부에 결합되는 복수의 다리들;
상기 프레임의 상기 측부에 결합되어 상기 프레임의 기울기 상태를 감지하는 복수의 기울기 센서들;
상기 다리들의 상하 이동을 위한 복수의 유압 실린더들;
상기 다리들과 상기 유압 실린더들을 연결하는 복수의 연결 부재들;
상기 프레임 내에 배치되며, 상기 유압 실린더들 및 상기 수중 모터부의 구동을 위한 오일 공급을 조절하는 펌프용 탱크;
상기 프레임 내에 배치되며, 상기 오일을 저장하는 오일 탱크; 및
상기 프레임 내에 배치되며, 상기 기울기 센서들에서 감지된 기울기 신호에 따라 상기 다리들의 상하 이동을 위한 상기 유압 실린더들의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 프레임은,
상기 링 구조체들이 다각형 테두리를 형성하고, 상기 수직 바들이 상기 다각형 테두리의 각 꼭지점에 대응하는 위치에서 상기 링 구조체들을 서로 연결하는 메인 프레임; 및
각각 2개씩 쌍을 이루는 상기 수직 바들의 일측에서 측부 방향으로 각각 돌출되는 바들을 포함하며, 돌출된 바들이 하부 방향으로 연장되는 복수의 보조 프레임들을 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 코어 시추장치.A frame comprising polygonal ring structures disposed at the top and bottom and comprising a plurality of vertical bars vertically connecting the ring structures;
An underwater motor portion located at an upper central portion of the frame and providing rotational power for collecting the core;
A core barrel connected to a lower portion of the underwater motor and rotating and collecting and storing the core;
A plurality of legs coupled to a side of the frame;
A plurality of tilt sensors coupled to the side of the frame to sense a tilt state of the frame;
A plurality of hydraulic cylinders for vertically moving the legs;
A plurality of connecting members connecting the legs and the hydraulic cylinders;
A pump tank disposed in the frame for regulating oil supply for driving the hydraulic cylinders and the underwater motor unit;
An oil tank disposed in the frame and storing the oil; And
And a controller disposed in the frame and controlling an operation of the hydraulic cylinders for up and down movement of the legs according to a tilt signal sensed by the tilt sensors,
The frame includes:
A main frame in which the ring structures form a polygonal rim and the vertical bars connect the ring structures to each other at locations corresponding to respective vertexes of the polygonal rim; And
Wherein the bars include projecting bars each extending in a lateral direction from one side of the vertical bars forming pairs of two each, and the projecting bars include a plurality of subframes extending in a downward direction.
상기 메인 프레임은,
상기 링 구조체들이 육각형 테두리이고, 6개의 상기 수직 바들이 상기 육각형 테두리의 각 꼭지점에 대응하는 위치에서 상기 링 구조체들을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 해저 코어 시추장치. The method according to claim 1,
The main frame includes:
Wherein the ring structures are hexagonal rims and the six vertical bars connect the ring structures to each other at locations corresponding to respective vertexes of the hexagonal rim.
상기 보조 프레임은,
상기 다리들, 상기 기울기 센서들, 상기 유압 실린더들, 상기 연결 부재들, 상기 펌프용 탱크, 상기 오일 탱크 및 상기 제어부 중 적어도 하나를 지지하는 것을 특징으로 하는 해저 코어 시추장치. The method according to claim 1,
The sub-
Wherein at least one of the legs, the tilt sensors, the hydraulic cylinders, the connecting members, the pump tank, the oil tank, and the control unit is supported.
상기 다리들 각각은,
해저의 지면과 접촉하는 지지판; 및
일단이 상기 보조 프레임의 하부에 제1 힌지 수단으로 결합되고 타단이 상기 지지판과 결합되어 있으며, 상기 프레임의 하중을 지탱하는 지지 구조체를 포함하는 다리 본체를 포함하고,
상기 다리 본체의 중앙 부분에 상기 연결 부재들 중 어느 하나와 제2 힌지 수단으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 해저 코어 시추장치. The method according to claim 1,
Each of the legs,
A support plate contacting the ground of the sea bed; And
And a support structure having a first end coupled to the lower portion of the auxiliary frame by the first hinge means and a second end coupled to the support plate and supporting a load of the frame,
And a second hinge means coupled to one of the connecting members at a central portion of the leg body.
상기 연결 부재들 각각은,
막대 형태의 지지대; 및
일측이 상기 지지대에 결합되고, 타측이 상기 유압 실린더에 결합되며, 상기 유압 실린더의 움직임에 따라 상하 이동하는 이송체를 포함하고,
상기 지지대는 일단이 상기 다리들의 중앙 부분에 결합되고, 타단이 상기 이송체에 결합되는 것을 특징으로 하는 해저 코어 시추장치. The method according to claim 1,
Wherein each of the connecting members comprises:
Bar type support; And
And a conveying member, one side of which is coupled to the support, the other side of which is coupled to the hydraulic cylinder, and which moves up and down in accordance with the movement of the hydraulic cylinder,
Wherein one end of the support is coupled to a center portion of the legs and the other end is coupled to the conveying member.
상기 유압 실린더들 각각은,
일단이 상기 연결 부재와 결합되고, 타단이 상기 보조 프레임의 일측에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 해저 코어 시추장치. The method according to claim 1,
Wherein each of the hydraulic cylinders includes:
Wherein one end is coupled to the connecting member and the other end is coupled to one side of the sub frame.
상기 제어부는,
상기 기울기 센서들 각각의 기울기 값에 따라 상기 프레임의 평형을 위한 높이 제어신호를 생성하거나, 상기 기울기 센서들의 기울기 값을 해상의 전자장치로 전송하도록 제어하고, 상기 전자장치로부터 수신된 제어신호에 따라 상기 유압 실린더들의 상하 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 해저 코어 시추장치.The method according to claim 1,
Wherein,
A control unit for generating a height control signal for the balance of the frame according to a tilt value of each of the tilt sensors or controlling the tilt value of the tilt sensors to be transmitted to a marine electronic device, And controls up-and-down movement of the hydraulic cylinders.
상기 제어부는 내압 용기 내에 실장되고,
상기 내압 용기의 상단에 형성된 덮개는 상기 제어부와 외부 기기와의 연결을 위한 수중용 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 코어 시추장치. The method according to claim 1,
The control unit is mounted in the pressure-resistant container,
And a lid formed on an upper end of the pressure-resistant vessel includes a water connector for connecting the control unit to an external device.
상기 펌프용 탱크는,
투명 재질의 펌프 하우징;
상기 펌프 하우징 내에 배치되어 있는 복수의 솔레노이드 밸브들; 및
상기 펌프 하우징 내에 배치되어 있는 펌프 모터를 포함하고,
상기 펌프 하우징의 덮개는 러버 재질을 이용하여 수밀을 유지하는 것을 특징으로 하는 해저 코어 시추장치. The method according to claim 1,
The pump tank may include:
A transparent pump housing;
A plurality of solenoid valves disposed in the pump housing; And
And a pump motor disposed in the pump housing,
Wherein the lid of the pump housing is watertight using a rubber material.
상기 오일 탱크는,
상기 오일을 저장하는 오일 하우징; 및
상기 오일 하우징의 내부와 외부의 압력을 보상하기 위한 연질의 실리콘 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 코어 시추장치. The method according to claim 1,
The oil tank includes:
An oil housing for storing the oil; And
And a soft silicone tube for compensating for the pressure inside and outside the oil housing.
상기 코어 바렐은,
외부 튜브 및 내부 튜브를 포함하는 이중 튜브 형태이며, 상기 외부 튜브와 상기 내부 튜브 사이를 순환수가 통과하도록 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 해저 코어 시추장치. The method according to claim 1,
The core barrel may include:
Wherein the outer tube is in the form of a double tube including an outer tube and an inner tube and is spaced from the outer tube and the inner tube so as to allow circulation water to pass therethrough.
해저의 영상을 촬영하는 수중 카메라부; 및
상기 수중 카메라부에서 촬영한 영상 신호를 송신하는 통신부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 수중 카메라부에서 촬영되는 상기 영상 신호를 해상의 전자 장치로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 해저 코어 시추장치.
The method according to claim 1,
An underwater camera section for capturing an image of the seabed; And
Further comprising a communication unit for transmitting a video signal photographed by the underwater camera unit,
Wherein the control unit controls the video signal captured by the underwater camera unit to be transmitted to a marine electronic device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170065411A KR101850247B1 (en) | 2017-05-26 | 2017-05-26 | Drilling apparatus of submarine core |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020170065411A KR101850247B1 (en) | 2017-05-26 | 2017-05-26 | Drilling apparatus of submarine core |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101850247B1 true KR101850247B1 (en) | 2018-04-20 |
Family
ID=62088433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170065411A KR101850247B1 (en) | 2017-05-26 | 2017-05-26 | Drilling apparatus of submarine core |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101850247B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109693773A (en) * | 2019-01-23 | 2019-04-30 | 湖南科技大学 | A kind of mobile base bottom device and its implementation |
KR102550526B1 (en) * | 2022-08-25 | 2023-07-03 | 최용주 | An Apparatus for piling steel pile |
Citations (2)
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KR101314299B1 (en) * | 2012-12-10 | 2013-10-02 | 주식회사 성한 디앤티 | Fluid pressure control circuit for a drilling machine and drilling machine using it |
KR101529700B1 (en) * | 2014-04-03 | 2015-06-18 | 한국농어촌공사 | Boring apparatus and method |
-
2017
- 2017-05-26 KR KR1020170065411A patent/KR101850247B1/en active IP Right Grant
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