KR101938253B1 - 관정을 이용한 지진 관측장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시추공에 매설되는 관정을 이용하여 지진을 관측하는 장치에 있어서: 시추공에 다수의 연결관(15)을 개재하여 매설되는 활주관(10); 상기 활주관(10)의 하단에 인접하게 배치되고, 내부에 물림봉(25)을 구비하는 물림관(20); 및 상기 활주관(10)의 내부를 통하여 진입되고, 상기 물림관(20)에 맞물려 고정되는 관측장비(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 다수의 관으로 연결되는 구조물을 통하여 지진관측 장비를 지중에 설정된 깊이로 매설하는 작업 편의성을 증대하면서 소요 시간을 단축하여 안전성과 경제성 제고를 도모하는 효과가 있다.

Description

관정을 이용한 지진 관측장치 {Apparatus for monitoring earthquake using underground well pipe}

본 발명은 지진 관측용 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다수의 관으로 연결되는 구조물을 통하여 지중에 설정된 깊이로 매설되는 관정을 이용한 지진 관측장치에 관한 것이다.

국내의 경우 기상청을 비롯하여 한국지질자원연구원, 한국전력연구원, 한국원자력안전기술원 등에서 광범위한 지진 관측이 이루어지고 있다. 한반도 지역에서 발생한 지진의 대부분은 주향이동 단층 운동에 의한 메카니즘으로 알려져 있다. 지진에 따른 피해를 최소화하기 위해서는 지진의 발생원인과 특성을 분석하여 위치 및 규모 등에 따른 위험도를 진단해야 한다. 다만, 통상 지진관측에 있어서 인위적인 잡음에 노출되는 단점을 해소하기 위해 매설되는 방식이 선호된다.

이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제1219493호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1038005호(선행문헌 2) 등의 특허문헌이 알려져 있다.

선행문헌 1에 의하면 시추공내 수진환경 측정부가 시추공 내부 하부에 설치된 시추공형 지진센서 상에 결합되고, 측정된 수진환경 데이터가 서로 부합하는지 판단하여, 서로 부합하지 않으면 지역관리 단말기에 고장신호를 전송하고, 서로 부합하면 측정된 수진환경 데이터를 전송한다. 이에, 시추공을 활용하여 건전성이 확보된 데이터를 확보하는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 전국적으로 산재해있는 지하수 관정의 외부 케이싱과 지하수 관측을 위한 센서프로브를 수용하는 센서보호관을 진동전달부에 함께 결합하여, 지표면으로부터 지하수 관정의 외부 케이싱, 진동전달부, 센서보호관 및 센서프로브로 순차적으로 전달되는 진동을 측정한다. 이에, 기존 관정을 활용하여 적은 비용으로 지진의 영향을 측정하는 효율성을 기대한다.

다만, 상기한 선행문헌에 의하면 새로운 장소에서 관정과 함께 지진관측 장비를 시공하는 방안에 대하여 명확하게 개시하고 있지 않다.

한국 등록특허공보 제1219493호 "시추공형 지진관측소의 수진환경 감시 장치 및 방법" (공개일자 : 2012.05.18.) 한국 등록특허공보 제1038005호 "지진 영향 감지가 가능한 지하수 자동 관측 시스템 및 이를 이용한 지하수 자동 관측 방법" (공개일자 : 2011.06.02.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 다수의 관으로 연결되는 구조물을 통하여 장비를 지중에 설정된 깊이로 매설하는 작업 편의성을 증대하여 시공에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 관정을 이용한 지진 관측장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 시추공에 매설되는 관정을 이용하여 지진을 관측하는 장치에 있어서: 시추공에 다수의 연결관을 개재하여 매설되는 활주관; 상기 활주관의 하단에 인접하게 배치되고, 내부에 물림봉을 구비하는 물림관; 및 상기 활주관의 내부를 통하여 진입되고, 상기 물림관에 맞물려 고정되는 관측장비;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 물림관은 상부대와 하부대 중 적어도 하나에 지지되는 다수의 물림봉 상에 각각의 단턱을 구비한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 관측장비는 다수의 안내링을 지닌 수지체의 하단에 금속체를 구비하고, 상기 금속체는 경사면의 상단에 물림봉과 맞물리는 단턱을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 관측장비는 활주관의 내부로 타설되는 콘크리트에 의하여 설정된 위치로 하강되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 물림관은 내부에서 물림봉의 하측으로 고정되는 체크밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 다수의 관으로 연결되는 구조물을 통하여 지진관측 장비를 지중에 설정된 깊이로 매설하는 작업 편의성을 증대하면서 소요 시간을 단축하여 안전성과 경제성 제고를 도모하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 전체적으로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 물림관을 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 관측장비를 나타내는 구성도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 결합 상태를 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 시추공에 매설되는 관정을 이용하여 지진을 관측하는 장치에 관하여 제안한다. 지중에서 지진을 관측함을 주요 목표로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명에 따르면 활주관(10)이 시추공에 다수의 연결관(15)을 개재하여 매설된다. 활주관(10)은 시중 표준품의 강관을 사용하며 내면에 요철이나 발청이 없는 상태로 유지한다. 연결관(15)은 인접한 활주관(10) 사이에 긴밀하게 고정되어 매설 과정에서 휨을 방지한다. 도 1을 참조하면 전체 관정의 하단 위치에는 선단관(12)을 배치하는 것이 좋다. 선단관(12)은 시추공으로 진입하기 용이한 구조로 형성한다.

또한, 본 발명에 따르면 내부에 물림봉(25)을 구비하는 물림관(20)이 상기 활주관(10)의 하단에 인접하게 배치된다. 도 1에서 선단관(12)의 상측으로 물림관(20)이 연결관(15)을 개재하여 연결된 상태를 예시한다. 물림관(20)은 활주관(10)과 동일한 규격의 표준품 강관을 사용하며, 내부에 다수의 물림봉(25)을 일정한 원주상에 축방향으로 구비한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 물림관(20)은 상부대(21)와 하부대(22) 중 적어도 하나에 지지되는 다수의 물림봉(25) 상에 각각의 단턱(27)을 구비한다. 상부대(21)와 하부대(22)는 물림관(20)의 내면에 밀착되는 외경을 지닌 링 형태로 형성된다. 도시에서 다수의 물림봉(25)이 하부대(22)의 내면에 일정한 간격을 유지하도록 고정된 상태를 예시한다. 이 경우 상부대(21)는 물림봉(25)과 다소의 틈새로 이격되고, 관측장비(30)의 금속체(35)와 접촉하여 하강을 구속한다. 물림봉(25)의 상단은 외측으로 절곡되면서 단턱(27)을 구비하지만, 하단은 절곡이나 단턱 없이 평탄하게 절단된다.

또한, 본 발명에 따르면 관측장비(30)가 상기 활주관(10)의 내부를 통하여 진입되어 상기 물림관(20)에 맞물려 고정된다. 관측장비(30)는 지진계, 데이터 처리기, 통신기, 전원공급기 등을 탑재한다. 다수로 연결되는 활주관(10)의 하단에 배치된 물림관(20)을 관측장비(30)의 설치 위치로 설정한다. 관측장비(30)는 관측장비(30)의 단턱(27)에 맞물리면서 위치가 고정된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 관측장비(30)는 다수의 안내링(33)을 지닌 수지체(31)의 하단에 금속체(35)를 구비하고, 상기 금속체(35)는 경사면(36)의 상단에 물림봉(25)과 맞물리는 단턱(37)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 관측장비(30)는 수지체(31) 상에 주요 기능품을 탑재하며 하단의 금속체(35)는 관정으로 진입하는 과정에서 충격에 의한 파손을 방지한다. 수지체(31)와 금속체(35)는 동일한 직경으로 형성되고 나선 등의 방식으로 결합된다. 수지체(31)의 외면으로 노출되는 다수의 안내링(33)은 활주관(10)의 내면을 슬라이딩하는 구조이다. 금속체(35)의 하단에는 구배가 완만한 원추형의 경사면(36)이 형성되고, 경사면(36)의 상단에는 물림봉(25)의 단턱(27)과 대응되는 형상의 단턱(37)을 구비한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 관측장비(30)는 활주관(10)의 내부로 타설되는 콘크리트에 의하여 설정된 위치로 하강되는 것을 특징으로 한다. 시추공에 다수의 활주관(10)이 관정 형태로 설치된 후에 상단에 관측장비(30)를 끼워 넣고 콘크리트를 가압 상태로 타설하면 관측장비(30)가 활주관(10)을 미끄러지면서 하강한다. 관측장비(30)가 물림관(20)의 위치에 도달하면 물림봉(25)이 경사면(36)을 따라 탄성변형되고 상호 단턱(27)(37)에서 맞물려 위치가 고정된다. 상부대(21)는 관측장비(30)의 금속체(35) 하단에 접촉하여 더 이상의 하강을 구속한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 물림관(20)은 내부에서 물림봉(25)의 하측으로 고정되는 체크밸브(40)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 관측장비(30)가 활주관(10) 상으로 미끄럼운동하여 하강하는 동안 하측의 공기나 물이 일방향으로 배출되도록 체크밸브(40)를 설치한다. 체크밸브(40)는 물림관(20)에서 물림봉(25)의 하단에 지지되므로 관측장비(30)보다 선행하여 물림관(20)과 함께 시추공 상으로 설치된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 활주관 12: 선단관
15: 연결관 20: 물림관
21: 상부대 22: 하부대
25: 물림봉 27: 단턱
30: 관측장비 31: 수지체
33: 활주링 35: 금속체
36: 경사면 37: 단턱
40: 체크밸브

Claims (5)

1. 시추공에 매설되는 관정을 이용하여 지진을 관측하는 장치에 있어서:
   시추공에 다수의 연결관(15)을 개재하여 매설되는 활주관(10);
   상기 활주관(10)의 하단에 인접하게 배치되고, 내부에 물림봉(25)을 구비하는 물림관(20); 및
   상기 활주관(10)의 내부를 통하여 진입되고, 상기 물림관(20)에 맞물려 고정되는 관측장비(30);를 포함하여 이루어지되,
   상기 물림관(20)은 하부대(22)의 내면에 일정한 간격을 유지하도록 고정되면서 상부대(21)에 틈새를 형성하도록 이격되는 물림봉(25)을 구비하고, 상기 다수의 물림봉(25) 상에 각각의 단턱(27)을 구비하며,
   상기 관측장비(30)는 다수의 안내링(33)을 지닌 수지체(31)의 하단에 금속체(35)를 구비하고, 상기 금속체(35)는 경사면(36)의 상단에 물림봉(25)과 맞물리는 단턱(37)을 구비하고,
   상기 관측장비(30)는 활주관(10)의 내부로 타설되는 콘크리트에 의하여 설정된 위치로 하강되는 것을 특징으로 하는 관정을 이용한 지진 관측장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 물림관(20)은 내부에서 물림봉(25)의 하측으로 고정되는 체크밸브(40)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 관정을 이용한 지진 관측장치.

Images