KR102333892B1 - 임베디드 방향성 시추를 위한 생체 모방형 굴착 장치 - Google Patents

임베디드 방향성 시추를 위한 생체 모방형 굴착 장치 Download PDF

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Abstract

임베디드 방향성 시추를 위한 생체 모방형 굴착 장치가 개시된다. 일 실시예에 따르면, 굴착 장치는 회전하며 지반을 굴착하는 드릴 비트(Drill bit); 및 상기 드릴 비트의 측면에 배치된 채 상하로 움직이며 회전 왕복 동작을 하여 상기 굴착된 지반을 제거하는 잔해 제거부를 포함한다.

Description

임베디드 방향성 시추를 위한 생체 모방형 굴착 장치{BIO-INSPIRED DRILL BIT FOR EMBEDDED DIRECTIONAL DRILLING}
아래의 실시예들은 굴착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임베디드 방향성 시추를 위한 생체 모방형 굴착 장치에 대한 기술이다.
시추는 지층의 구조나 성상을 알기 위하여 또는 석유, 천연가스, 온천수, 지하수 등을 얻기 위하여 지각 속에 지름이 작은 구멍을 뚫어 지반을 굴착 및 제거하는 작업을 의미한다.
이러한 시추 공법은 굴착 방식에 따라, 드릴에 충격을 주어 암석을 파쇄하여 천공하는 충격식과, 초경소재로 이루어진 드릴 비트는 암석면에 대하여 누르며 회전시켜 구멍을 뚫는 회전식이 있다. 회전식 시추 공법에 사용되는 드릴 비트에 대한 기존 기술은 한국 공개특허 제10-2010-0008587호에 개시되어 있다.
한편, 천공동물인 두더지는 앞니(Chisel tooth)를 머리와 연계하여 높은 자유도를 가지며 지반을 물고 으깨 분쇄하는 도구로 사용하며, 앞다리를 바깥쪽으로 회전하며 분쇄된 지반을 뒤로 밀어내는 도구로 사용하고 있다.
이에, 두더지의 앞니는 지반을 굴착하는 메커니즘과 관련되며 앞다리는 굴착된 지반을 제거하는 잔해 제거 메커니즘과 관련되는 바, 두더지를 모사한 생체 모방형 굴착 장치가 제안될 필요가 있다.
일 실시예들은 두더지의 앞니를 모사한 드릴 비트와, 두더지의 앞다리를 모사한 잔해 제거부를 포함하는 생체 모방형 굴착 장치를 제안한다.
보다 상세하게, 일 실시예들은 드릴 비트에서 굴착 구멍을 확장하기 위한 확장 블레이드를 유압식이 아닌 모터를 사용하여 확장 및 축소시키는 굴착 장치를 제안한다.
이 때, 일 실시예들은 굴착을 위한 회전과 확장 블레이드의 확장 및 축소를 단일 모터를 이용하여 일괄적으로 동시 제어하는 굴착 장치를 제안한다.
또한, 일 실시예들은 화합물이 섞인 유체를 이용해 잔해를 제거하는 기존 기술과 달리, 두더지의 앞다리의 메커니즘을 모사한 잔해 제거부를 포함하는 굴착 장치를 제안한다.
일 실시예에 따르면, 굴착 장치는, 회전하며 지반을 굴착하는 드릴 비트(Drill bit); 및 상기 드릴 비트의 측면에 배치된 채 상하로 움직이며 회전 왕복 동작을 하여 상기 굴착된 지반을 제거하는 잔해 제거부를 포함한다.
일측에 따르면, 상기 드릴 비트는, 헤드 파트; 상기 헤드 파트의 상부 중심에 돌출되는 니들 블레이드(Needle blade); 상기 헤드 파트의 상부에서 상기 니들 블레이드를 둘러싼 채 상기 니들 블레이드를 중심으로 각기 다른 방향으로 연장 형성되는 복수의 내부 블레이드들(Inner blades); 상기 헤드 파트의 내부에 배치된 채 회전 동작으로 상기 니들 블레이드 및 상기 복수의 내부 블레이드들을 회전시키는 내부 샤프트(Inner shaft); 및 상기 헤드 파트의 측부에 배치된 채 상기 내부 샤프트의 회전 동작에 의해 확장 및 축소되는 복수의 확장 블레이드들(Expandable blades)을 포함할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 상기 드릴 비트는, 상기 니들 블레이드, 상기 복수의 내부 블레이드들 및 상기 복수의 확장 블레이드들의 회전과 상기 복수의 확장 블레이드들의 확장 및 축소를 상기 내부 샤프트의 회전 동작을 통해 일괄적으로 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 복수의 확장 블레이드들은, 상기 헤드 파트가 상기 내부 샤프트의 회전 동작에 의해 상하로 선형 동작함에 따라, 확장 및 축소되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 복수의 확장 블레이드들은, 상기 내부 샤프트에 탑재된 랙(Rack)과 기어(Gear)로 맞물리도록 형성됨으로써, 상기 헤드 파트가 상하로 선형 동작함에 따라 확장 및 축소되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 헤드 파트는, 상하로 선형 동작하며 상기 내부 샤프트와 연결된 외부 케이스(Outer case)와 나사 결합 및 분리됨으로써, 상기 복수의 확장 블레이드들이 확장되는 정도 및 축소되는 정도를 제한하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 드릴 비트는, 상기 내부 샤프트와 연결된 외부 케이스의 내측면에 형성된 채, 상기 드릴 비트의 회전에 의한 충격을 완화하는 복수의 캐스터 휠들(Castor wheels)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 잔해 제거부는, 상기 드릴 비트의 측면에 배치된 샤프트의 회전 동작이 웜 기어(Worm gear) 및 랙 피니언(Rack-pinion)에 의해 전환된 선형 동작에 따라 상하로 움직이며 회전 왕복 동작을 하여 상기 굴착된 지반을 제거하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 잔해 제거부는, 상기 전환된 선형 동작에 따라 상하로 움직이는 견갑골(Scapula) 파트; 상기 견갑골 파트와 연결된 채 상기 견갑골 파트의 동작에 의해 회전 왕복 동작하는 상완골(Humerus) 파트; 및 상기 상완골 파트와 연결된 채 상기 상완골 파트의 동작에 의해 회전 왕복 동작하며 상기 굴착된 지반을 제거하는 앞발(Forefoot) 파트를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 굴착 장치에서 회전하며 지반을 굴착하는 드릴 비트는, 헤드 파트; 상기 헤드 파트의 상부 중심에 돌출되는 니들 블레이드; 상기 헤드 파트의 상부에서 상기 니들 블레이드를 둘러싼 채 상기 니들 블레이드를 중심으로 각기 다른 방향으로 연장 형성되는 복수의 내부 블레이드들; 상기 헤드 파트의 내부에 배치된 채 회전 동작으로 상기 니들 블레이드 및 상기 복수의 내부 블레이드들을 회전시키는 내부 샤프트; 및 상기 헤드 파트의 측부에 배치된 채 상기 내부 샤프트의 회전 동작에 의해 확장 및 축소되는 복수의 확장 블레이드들을 포함한다.
일측에 따르면, 상기 드릴 비트는, 상기 니들 블레이드, 상기 복수의 내부 블레이드들 및 상기 복수의 확장 블레이드들의 회전과 상기 복수의 확장 블레이드들의 확장 및 축소를 상기 내부 샤프트의 회전 동작을 통해 일괄적으로 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 상기 복수의 확장 블레이드들은, 상기 헤드 파트가 상기 내부 샤프트의 회전 동작에 의해 상하로 선형 동작함에 따라, 확장 및 축소되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 헤드 파트는, 상하로 선형 동작하며 상기 내부 샤프트와 연결된 외부 케이스(Outer case)와 나사 결합 및 분리됨으로써, 상기 복수의 확장 블레이드들이 확장되는 정도 및 축소되는 정도를 제한하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 굴착 장치에서 굴착된 지반을 제거하는 잔해 제거부는, 상하로 움직이는 견갑골(Scapula) 파트; 상기 견갑골 파트와 연결된 채 상기 견갑골 파트의 동작에 의해 회전 왕복 동작하는 상완골(Humerus) 파트; 및 상기 상완골 파트와 연결된 채 상기 상완골 파트의 동작에 의해 회전 왕복 동작하며 상기 굴착된 지반을 제거하는 앞발(Forefoot) 파트를 포함한다.
일 실시예들은 두더지의 앞니를 모사한 드릴 비트와, 두더지의 앞다리를 모사한 잔해 제거부를 포함하는 생체 모방형 굴착 장치를 제안할 수 있다.
이에, 일 실시예들은 굴착 효율을 향상시킨 드릴 비트와 잔해 제거 효율을 향상시킨 잔해 제거부를 포함하는 굴착 장치를 제안할 수 있다.
보다 상세하게, 일 실시예들은 드릴 비트에서 굴착 구멍을 확장하기 위한 확장 블레이드를 유압식이 아닌 모터를 사용하여 확장 및 축소시키는 굴착 장치를 제안할 수 있다.
이 때, 일 실시예들은 굴착을 위한 회전과 확장 블레이드의 확장 및 축소를 단일 모터를 이용하여 일괄적으로 동시 제어하는 굴착 장치를 제안할 수 있다.
따라서, 일 실시예들은 확장 블레이드의 확장 및 축소와 굴착을 위한 회전을 각기 다른 동력원을 이용하여 제어하는 기존 기술과 달리, 단일 동력원을 이용하여 제어함으로써, 보다 소형화된 굴착 장치를 제안할 수 있다.
또한, 일 실시예들은 화합물이 섞인 유체를 이용해 잔해를 제거하는 기존 기술과 달리, 두더지의 앞다리의 메커니즘을 모사한 잔해 제거부를 포함하는 굴착 장치를 제안할 수 있다.
이에, 일 실시예들은 유체를 이용해 잔해를 제거할 시 발생될 수 있는 환경 및 토양 오염을 방지하는 굴착 장치를 제안할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 굴착 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 드릴 비트를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 드릴 비트에 포함되는 복수의 내부 블레이드들 및 복수의 확장 블레이드들 각각의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 4b는 일 실시예에 따른 드릴 비트에 포함되는 내부 샤프트를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 5b는 일 실시예에 따른 드릴 비트에 포함되는 복수의 확장 블레이드들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 일 실시예에 따른 드릴 비트의 회전 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 드릴 비트에 포함되는 복수의 캐스터 휠들을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 잔해 제거부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 잔해 제거부의 동작을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 굴착 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 드릴 비트를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 드릴 비트에 포함되는 복수의 내부 블레이드들 및 복수의 확장 블레이드들 각각의 형상을 설명하기 위한 도면이고, 도 4a 내지 4b는 일 실시예에 따른 드릴 비트에 포함되는 내부 샤프트를 설명하기 위한 도면이며, 도 5a 내지 5b는 일 실시예에 따른 드릴 비트에 포함되는 복수의 확장 블레이드들을 설명하기 위한 도면이고, 도 6는 일 실시예에 따른 드릴 비트의 회전 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 일 실시예에 따른 드릴 비트에 포함되는 복수의 캐스터 휠들을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 굴착 장치(100)는 회전하면 지반을 굴착하는 드릴 비트(Drill bit)(110) 및 드릴 비트(110)의 측면에 배치된 채 상하로 움직이며 회전 왕복 동작을 하여 굴착된 지반을 제거하는 잔해 제거부(120)를 포함한다.
드릴 비트(110)는 두더지의 머리와 앞니의 높은 자유도를 모사한 구조를 갖는 것을 특징으로 하며, 헤드 파트(111), 헤드 파트(111)의 상부 중심에 돌출되는 니들 블레이드(Needle blade)(112), 헤드 파트(111)의 상부에서 니들 블레이드(112)를 둘러싼 채 니들 블레이드(112)를 중심으로 각기 다른 방향으로 연장 형성되는 복수의 내부 블레이드들(Inner blades)(113), 헤드 파트(111)의 내부에 배치된 채 회전 동작으로 니들 블레이드(112) 및 복수의 내부 블레이드들(113)을 회전시키는 내부 샤프트(Inner shaft)(114) 및 헤드 파트(111)의 측부에 배치된 채 내부 샤프트(114)의 회전 동작에 의해 확장 및 축소되는 복수의 확장 블레이드들(Expandable blades)(115)를 포함할 수 있다.
여기서, 니들 블레이드(112) 및 복수의 내부 블레이드들(113)은 헤드 파트(111)에 고정된 칼날이며, 복수의 내부 블레이드들(113) 각각의 형상은 도 3의 (a)와 같다. 도면에는, 복수의 내부 블레이드들(113)이 니들 블레이드(112)를 둘러싸는 세 개의 칼날들인 것으로 도시되었으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고 두 개의 칼날들 또는 네 개 이상의 칼날들로 구현될 수 있다.
복수의 확장 블레이드들(115)은 헤드 파트(111)의 측부에 탑재된 채 확장 및 축소되는 칼날이며, 각각의 형상은 도 3의 (b)와 같다. 도면에는 복수의 확장 블레이드들(115)이 세 개의 칼날들로 구현되는 경우로 도시되었으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고 두 개의 칼날들 또는 네 개 이상의 칼날들로 구현될 수도 있다. 복수의 확장 블레이드들(115)에 대해서는 내부 샤프트(114)의 설명 이후에 보다 상세히 기재하기로 한다.
내부 샤프트(114)는 헤드 파트(111)의 내부에 배치된 채 모터(미도시)에 의해 회전 동작하며 니들 블레이드(112) 및 복수의 내부 블레이드들(113)을 회전시킬 수 있다.
이 때, 내부 샤프트(114)의 회전 동작은 도 4a 내지 4b와 같이 헤드 파트(111)의 상하 선형 동작을 야기하게 되고, 헤드 파트(111)는 상하로 선형 동작하며 내부 샤프트(114)와 연결된 외부 케이스(Outer case)(116)와 나사 결합 및 분리될 수 있다. 일례로, 내부 샤프트(114)가 시계 방향으로 회전하는 경우 도 4b와 같이 헤드 파트(111)가 하강되며 외부 케이스(116)와 나사 결합되며 고정될 수 있으며, 내부 샤프트(114)가 반시계 방향으로 회전하는 경우 도 4a와 같이 헤드 파트(111)가 상승하며 외부 케이스(116)와의 나사 결합으로부터 분리될 수 있다.
이와 같은 헤드 파트(111)의 상하 선형 동작은 복수의 확장 블레이드들(115)의 확장 및 축소를 야기하게 된다. 복수의 확장 블레이드들(115)이 접힌 축소 상태인 경우 직경은 93.4mm일 수 있으며, 복수의 확장 블레이드들(115)이 펼쳐진 확장 상태인 경우 직경은 202mm일 수 있다.
보다 상세하게, 복수의 확장 블레이드들(115)은 내부 샤프트(114)에 탑재된 랙(Rack)(114-1)과 기어(115-1)로 맞물리도록 형성되기 때문에, 헤드 파트(111)가 상하로 선형 동작함에 따라 기어(115-1)가 반시계 방향으로 회전할 경우 확장될 수 있으며, 기어(115-1)가 시계 방향으로 회전할 경우 축소될 수 있다. 예를 들어, 복수의 확장 블레이드들(115)은 도 5a와 같이 헤드 파트(111)가 상승되어 있는 경우 접힌 축소 상태이다가, 도 5b와 같이 헤드 파트(111)가 하강되는 경우 기어(115-1)가 반시계 방향으로 회전하며 펼쳐진 확장 상태로 전환될 수 있다. 다른 예를 들면, 복수의 확장 블레이드들(115)은 도 5b와 같이 헤드 파트(111)가 하강되어 있는 경우 펼쳐진 확장 상태이다가, 도 5a와 같이 헤드 파트(111)가 상승되는 경우 기어(115-1)가 시계 방향으로 회전하며 접힌 축소 상태로 전환될 수 있다.
여기서, 복수의 확장 블레이드들(115)이 확장되는 정도 및 축소되는 정도는, 각기 헤드 파트(111)의 하강 정도 및 상승 정도에 의해 영향을 받게 된다. 따라서, 헤드 파트(111)가 외부 케이스(116)와 나사 결합 및 분리되는 구조를 통해 헤드 파트(111)의 하강 정도 및 상승 정도가 제한되게 되고, 헤드 파트(111)의 하강 정도 및 상승 정도의 제한은 복수의 확장 블레이드들(115)이 확장되는 정도 및 축소되는 정도의 제한으로 이어질 수 있다. 즉, 헤드 파트(111)는 상하로 선형 동작하며 외부 케이스(116)와 나사 결합 및 분리됨으로써, 복수의 확장 블레이드들(115)이 확장되는 정도 및 축소되는 정도를 제한할 수 있다.
설명된 바와 같이, 내부 샤프트(114)의 회전 동작에 의한 헤드 파트(111)의 상하 선형 동작에 따라 헤드 파트(111)가 외부 케이스(116)와 나사 결합되며 고정되고 나면, 내부 샤프트(114)의 회전 동작에 의해 헤드 파트(111)도 같이 회전하게 되므로 도 6과 같이 니들 블레이드(112), 복수의 내부 블레이드들(113) 및 복수의 확장 블레이드들(115)의 회전을 통한 굴착 동작이 수행될 수 있다.
이처럼 복수의 확장 블레이드들(115)의 확장 및 축소와 굴착을 위한 회전(니들 블레이드(112), 복수의 내부 블레이드들(113) 및 복수의 확장 블레이드들(115)의 회전) 모두가 내부 샤프트(114)의 회전 동작에 의해 야기되는 바, 드릴 비트(110)는 굴착을 위한 회전과 복수의 확장 블레이드들(115)의 확장 및 축소를 단일 모터를 이용하여 일괄적으로 제어할 수 있다.
따라서, 확장 블레이드의 확장 및 축소와 굴착을 위한 회전을 각기 다른 동력원을 이용하여 제어하는 기존 드릴 비트와 달리, 일 실시예에 따른 드릴 비트(110)는 단일 동력원을 이용하여 제어하기 때문에 보다 소형화될 수 있다.
이상, 드릴 비트(110)는 두더지의 머리와 앞니의 높은 자유도를 모사한 구조를 갖도록 헤드 파트(111), 니들 블레이드(112), 복수의 내부 블레이드들(113), 내부 샤프트(114) 및 복수의 확장 블레이드들(115)를 구성요소로 포함하는 것으로 설명되었으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고 추가적인 구성요소를 더 포함할 수도 있다. 일례로, 드릴 비트(110)는 도 7과 같이 외부 케이스(116)의 내측면에 형성된 채, 회전에 의한 충격을 완화하는 복수의 캐스터 휠들(Castor wheels)(117)을 더 포함할 수도 있다.
잔해 제거부(120)는 두더지의 앞다리 및 어깨를 모사한 구조를 갖는 것을 특징으로 하며, 드릴 비트(110)의 측면에 배치된 샤프트(118)의 회전 동작이 전환된 선형 동작에 따라 상하로 움직이며 회전 왕복 동작을 하여, 드릴 비트(110)가 굴착한 지반을 제거할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 아래의 도 8 및 9를 참조하여 기재하기로 한다.
도 8은 일 실시예에 따른 잔해 제거부를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 잔해 제거부의 동작을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 잔해 제거부(120)는 드릴 비트(110)의 측면에 배치된 샤프트(118)의 회전 동작이 웜 기어(Worm gear)(119-1) 및 랙 피니언(Rack-pinion)(119-2, 119-3)에 의해 전환된 선형 동작에 따라, 상하로 움직이며 회전 왕복 동작을 하여 굴착된 지반을 제거하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게, 잔해 제거부(120)는 전환된 선형 동작에 따라 상하로 움직이는 견갑골(Scapula) 파트(121), 견갑골 파트(121)와 연결된 채 견갑골 파트(121)의 동작에 의해 회전 왕복 동작하는 상완골(Humerus) 파트(122) 및 상완골 파트(122)와 연결된 채 상완골 파트(122)의 동작에 의해 회전 왕복 동작하며 굴착된 지반을 제거하는 앞발(Forefoot) 파트(123)를 포함할 수 있다.
이처럼 잔해 제거부(120)는 견갑골 파트(121), 상완골 파트(122) 및 앞발 파트(123)로 구성됨으로써, 회전 왕복 운동의 반경을 넓히는 동시에 높은 회전력을 발생시켜, 굴착된 지반을 제거하는 효율을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 회전하며 지반을 굴착하는 드릴 비트(Drill bit); 및
    상기 드릴 비트의 측면에 배치된 채 상하로 움직이며 회전 왕복 동작을 하여 상기 굴착된 지반을 제거하는 잔해 제거부
    를 포함하고,
    상기 드릴 비트는,
    헤드 파트;
    상기 헤드 파트의 상부 중심에 돌출되는 니들 블레이드(Needle blade);
    상기 헤드 파트의 상부에서 상기 니들 블레이드를 둘러싼 채 상기 니들 블레이드를 중심으로 각기 다른 방향으로 연장 형성되는 복수의 내부 블레이드들(Inner blades);
    상기 헤드 파트의 내부에 배치된 채 회전 동작으로 상기 니들 블레이드 및 상기 복수의 내부 블레이드들을 회전시키는 내부 샤프트(Inner shaft); 및
    상기 헤드 파트의 측부에 배치된 채 상기 내부 샤프트의 회전 동작에 의해 확장 및 축소되는 복수의 확장 블레이드들(Expandable blades)
    을 포함하며,
    상기 드릴 비트는,
    상기 니들 블레이드, 상기 복수의 내부 블레이드들 및 상기 복수의 확장 블레이드들의 회전과 상기 복수의 확장 블레이드들의 확장 및 축소를 상기 내부 샤프트의 회전 동작을 통해 일괄적으로 제어하고,
    상기 복수의 확장 블레이드들은,
    상기 헤드 파트가 상기 내부 샤프트의 회전 동작에 의해 상하로 선형 동작함에 따라, 확장 및 축소되는 것을 특징으로 하는 굴착 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 확장 블레이드들은,
    상기 내부 샤프트에 탑재된 랙(Rack)과 기어(Gear)로 맞물리도록 형성됨으로써, 상기 헤드 파트가 상하로 선형 동작함에 따라 확장 및 축소되는 것을 특징으로 하는 굴착 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 헤드 파트는,
    상하로 선형 동작하며 상기 내부 샤프트와 연결된 외부 케이스(Outer case)와 나사 결합 및 분리됨으로써, 상기 복수의 확장 블레이드들이 확장되는 정도 및 축소되는 정도를 제한하는 것을 특징으로 하는 굴착 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내부 샤프트와 연결된 외부 케이스의 내측면에 형성된 채, 상기 드릴 비트의 회전에 의한 충격을 완화하는 복수의 캐스터 휠들(Castor wheels)
    을 더 포함하는 굴착 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 잔해 제거부는,
    상기 드릴 비트의 측면에 배치된 샤프트의 회전 동작이 웜 기어(Worm gear) 및 랙 피니언(Rack-pinion)에 의해 전환된 선형 동작에 따라 상하로 움직이며 회전 왕복 동작을 하여 상기 굴착된 지반을 제거하는 것을 특징으로 하는 굴착 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 잔해 제거부는,
    상기 전환된 선형 동작에 따라 상하로 움직이는 견갑골(Scapula) 파트;
    상기 견갑골 파트와 연결된 채 상기 견갑골 파트의 동작에 의해 회전 왕복 동작하는 상완골(Humerus) 파트; 및
    상기 상완골 파트와 연결된 채 상기 상완골 파트의 동작에 의해 회전 왕복 동작하며 상기 굴착된 지반을 제거하는 앞발(Forefoot) 파트
    를 포함하는 굴착 장치.
  10. 굴착 장치에서 회전하며 지반을 굴착하는 드릴 비트에 있어서,
    헤드 파트;
    상기 헤드 파트의 상부 중심에 돌출되는 니들 블레이드;
    상기 헤드 파트의 상부에서 상기 니들 블레이드를 둘러싼 채 상기 니들 블레이드를 중심으로 각기 다른 방향으로 연장 형성되는 복수의 내부 블레이드들;
    상기 헤드 파트의 내부에 배치된 채 회전 동작으로 상기 니들 블레이드 및 상기 복수의 내부 블레이드들을 회전시키는 내부 샤프트; 및
    상기 헤드 파트의 측부에 배치된 채 상기 내부 샤프트의 회전 동작에 의해 확장 및 축소되는 복수의 확장 블레이드들
    을 포함하고,
    상기 드릴 비트는,
    상기 니들 블레이드, 상기 복수의 내부 블레이드들 및 상기 복수의 확장 블레이드들의 회전과 상기 복수의 확장 블레이드들의 확장 및 축소를 상기 내부 샤프트의 회전 동작을 통해 일괄적으로 제어하며,
    상기 복수의 확장 블레이드들은,
    상기 헤드 파트가 상기 내부 샤프트의 회전 동작에 의해 상하로 선형 동작함에 따라, 확장 및 축소되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 헤드 파트는,
    상하로 선형 동작하며 상기 내부 샤프트와 연결된 외부 케이스(Outer case)와 나사 결합 및 분리됨으로써, 상기 복수의 확장 블레이드들이 확장되는 정도 및 축소되는 정도를 제한하는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
  14. 삭제
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