KR20040004603A - 천공 및 천공된 시추공 내에 앵커리지를 고정하는 방법 및장치 - Google Patents
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Abstract
드릴 로드 조립체(5)를 이격되게 에워싼 재킷 튜브(4)를 도입시키는 동시에 상기 드릴 로드 조립체(5) 상에 장착된 드릴 비트(1)에 의해 드릴 구멍(7)이 형성되는, 지표 또는 암석 재료에 구멍(7)을 특히, 충격식 또는 회전 충격식으로 뚫고 그 구멍에 앵커리지를 고정하는 방법에 있어서, 길이방향 슬롯(8)에 형성되는 재킷 튜브가 천공 중에 드릴 구멍(7)과 실질적으로 맞닿도록 적어도 부분적으로 도입됨으로써, 간단한 구성의 신뢰성 있는 앵커리지가 종방향 슬롯을 갖춘 재킷 튜브(4)를 통해 달성된다.
Description
지표 또는 암석 재료에 구멍 또는 드릴 구멍을 생성하고나서 앵커리지 또는 라이닝을 고정하는 것은 예를들어, WO 98/21439 및 WO 98/58132 호에 공지되어 있으며, 특히 상기 공보에는 천공 예를들어, 충격식 천공 또는 회전 충격식 천공 중에 드릴 구멍 내측으로 재킷 튜브를 도입하고 그 천공 과정의 완료 후에 일부 천공 비트가 드릴 로드 조립체와 함께 드릴 구멍으로부터 선택적으로 제거되는 반면에, 재킷 튜브는 천공 구멍 내에 남아 있어서 천공 구멍의 내측에 경화 물질을 채움으로써 드릴 구멍 내에 앵커가 형성된다. WO 98/58132 호의 구성에 따르면, 드릴 로드 조립체에는 외측 주변부에 추가의 리브 및 홈들이 제공되어서, 드릴 로드 조립체가 드릴 구멍 내에 남아 있고 그 이후에 충전되는 경우에 양호한 앵커 효과(anchoring effect)를 보장한다.
이와는 달리, 드릴 구멍의 생성 후에 드릴 로드 조립체와 함께 드릴 공구를 드릴 구멍으로부터 제거하는 것도 공지되어 있는데, 여기서 앵커 또는 앵커링 수단이 드릴 구멍으로 도입되는 것에 대해서는 예를들어 EP-B 0 241 451, US-A 4,490,074, DE-AS 21 05 888, US-A 4,310,266, EP-A 0 875 663 호 및 기타 문헌에 공지되어 있으며, 이러한 공지의 구성으로부터 순차적으로 도입될 관형 앵커링 수단은 적합한 유지 수단에 의해 최종 상태에 비해서 감소된 직경으로 유지되며, 예비 압축된 튜브를 드릴 구멍으로 완전히 도입하고 그 유지 수단을 제거한 후에 실질적으로 길이방향으로 연장하는 슬롯을 보통 포함하는 튜브가 팽창함으로써, 드릴 구멍의 벽에 맞닿거나 압축되어 필요한 앵커링 효과를 제공한다. 이와 같은 종래의 기술은 한편으로, 드릴 구멍이 방법의 제 1 단계에서 형성되어야 하며, 다른 단계에서 드릴 공구와 드릴 로드 조립체의 제거 후에 앵커링 수단이 선택적으로 매우 긴 드릴 구멍으로 도입되어야 하며, 그 후에 드릴 구멍 벽과 맞닿음이 외경의 확대하에서 각각의 유지 수단의 제거에 의해 가능해져야 하는 단점을 포함한다. 이러한 두 개의 분리 작동 단계들은 더 많은 시간을 필요로 할 뿐더러 커다란 길이를 갖는 앵커링 수단의 순차 도입을 어렵게 한다. 또한, 드릴 로드 조립체와 함께 천공 장치의 제거 및 앵커링 수단의 순차적인 도입은 상당히 단단한 지표나 암석에서만 가능한데, 그 이유는 예를들어 천공 과정 중에 또는 드릴 공구의 제거 후 그리고 앵커링 수단의 최종 도입 이전에 제거될 재료가 드릴 구멍의 내측에서 파괴되지 않도록 하여 드릴 구멍이 막히지 않게 함으로써 앵커링 수단의 도입을 방해하지 않게 해야 한다.
본 발명은 이격되게 드릴 로드 조립체를 에워싸고 있는 재킷 튜브가 진입되는 동시에, 드릴 로드 조립체 상에 장착된 드릴 비트에 의해 천공 구멍이 형성되는, 지표 또는 암석에 천공, 특히 충격식 천공 또는 회전 충격식 천공 후 그 천공된 구멍에 앵커리지(anchorage)를 고정하는 방법에 관한 것이며, 또한 본 발명은 드릴 로드 조립체 상에 장착된 드릴 비트가 구멍을 형성하고 상기 드릴 로드 조립체를 에워싸고 있는 재킷 튜브와 그 다음으로 드릴 비트가 제공되는 지표 또는 암석 재료에 천공하기 위한 장치에 관한 것이다.
이후, 본 발명은 첨부 도면에 개략적으로 도시된 예시적인 실시예에 의해 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시예를 도시하는 개략적인 측면도이며,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ을 따라 취한 개략적인 확대 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 장치의 변형 실시예를 도시하는 도 1과 유사한 도면이며,
도 4는 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 장치의 다른 변형 실시예를 도시하는 도 1과 유사한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 장치를 사용하여 본 발명에 따른 방법을 실현하는 동안의 상이한 단계들을 도시하는 도면이며,
도 5a는 본 발명에 따른 방법에 의해 천공하는 과정을 도시하는, 도 1과 유사한 도면이며,
도 5b는 천공 과정의 완료시 드릴 로드 조립체가 제거된 상태를 도시하는 도면이며,
도 5c는 천공 과정의 완료 및 드릴 로드 조립체의 제거시 재킷 튜브 내측으로 팽창가능한 소자의 진입을 도시하는 도면이며,
도 5d는 팽창가능한 소자의 팽창 과정을 도시하는 도면이며,
도 6은 본 발명의 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 장치의 다른 변형 실시예를 도시하는 개략적인 측면도이다.
따라서, 본 발명의 목적은 천공 과정 중에 적어도 임시 고정이 가능하고 드릴 구멍의 내벽에 대한 부착이 드릴 구멍의 완성 직후에 달성될 수 있고 간단한 구성을 갖는 전술한 종류의 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
이러한 목적을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 방법은 전술한 종류의 방법을 전제로 하여, 종방향 슬롯이 형성되어 있는 재킷 튜브가 천공 작업 중에 드릴 구멍에 실질적으로 맞닿게 적어도 부분적으로 도입되는 것을 특징으로 한다. 종방향 슬롯을 제공하는 것에 의해서, 종방향 슬롯이 형성되어 있는 재킷 튜브가 천공 과정 중에 드릴 구멍의 벽에 적어도 부분적으로 맞닿아 천공 과정 중 적어도 임시 고정을 가능하게 함으로써, 재킷 튜브가 충분히 탄성적이고 탄력적이어서 드릴 구멍의 벽에 적어도 부분적으로 맞닿는 경우에도 예를들어 인장력 또는 충격력의 도움으로 재킷 튜브의 도입에 대한 커다란 저항력을 부여하지 않게 된다. 또한, 천공의 완료 직후에 종방향 슬롯을 갖춘 재킷 튜브는 드릴 구멍의 벽에 적어도 부분적으로 맞닿는 것에 의해 적절한 앵커리지 효과를 달성함으로써, 드릴 로드 조립체가 천공의 완료시에 제거되고 분리형 앵커가 드릴 구멍으로 도입되는 공지의 구성에 비해서 앵커리지를 형성하는데에 시간이 절약된다. 또한, 본 발명에 따른 방법이 천공될 지표 또는 암석 재료에 별도로 적용될 수 있는데, 그 이유는 재킷 튜브가드릴 구멍의 생성 또는 형성 중에 곧바로 도입될 수 있어서 암석이 단단하지 않은 경우, 즉 적어도 드릴 공구의 제거 후 및 앵커리지의 도입 이전에 함몰이 우려되는 경우라도 순차적으로 제공될 앵커리지에 발생되는 것과 같은 난점이 생기지 않는다. 그 이유는 천공 과정 중에 도입되는 재킷 튜브 자체가 단단하지 않은 암석에 있는 천공 구멍의 횡단면을 항상 청결하게 유지하기 때문이다. 드릴 구멍이 완성된 후에, 드릴 공구가 드릴 구멍 내에 남아 있는 재킷 튜브의 내측을 통해 드릴 로드 조립체로부터 적어도 부분적으로 제거되거나 앵커리지 효과를 증대시키기 위해 드릴 로드 조립체와 드릴 공구와 함께 드릴 구멍 내에 남겨져 있을 수 있으며, 상기 앵커리지 효과는 드릴 구멍의 내벽 상에 재킷 튜브의 맞닿음에 의한 것일 뿐만 아니라 그 앵커링 효과는 드릴 구멍 내에 남아 있는 드릴 로드 조립체와 드릴 공구에 의해 개선된다. 천공이 완료되고 수중 침식 유체(scouring fluid)의 연속적인 공급이 차단된 후에, 재킷 튜브의 외측 주변부와 드릴 구멍의 내벽 사이의 마찰이 재킷 튜브의 외측 주변 영역에 있는 재료의 고화시에 증대되어 드릴 구멍의 내벽에 맞닿은 재킷 튜브의 양호한 앵커링 효과가 얻어질 수 있음을 기대할 수 있다. 도입 중에 드릴 구멍의 내벽 상에 부분적으로 맞닿는 재킷 튜브의 앵커링 효과를 지지하기 위해서, 본 발명의 양호한 실시예에 따라 팽창가능한 소자가 재킷 튜브의 내측으로 도입되며 드릴 구멍의 완성 및 드릴 로드 조립체의 제거시 팽창된다. 그러한 팽창 소자의 도입으로 부분적인 영역에 걸쳐서 재킷 튜브가 선택적으로 드릴 구멍의 내벽에 확실히 고정될 수 있게 함으로써, 개선된 앵커리지 효과를 제공한다.
특히 간단한 방법으로, 팽창가능한 소자는 본 발명에 따른 방법의 다른 양호한 실시예에 따라 충격력에 의해 팽창된다는 점에서 재킷 튜브의 내측에 고정될 수 있다. 그러한 팽창가능한 소자는 재킷 튜브와 드릴 구멍의 내벽과의 신뢰성 있는 맞닿음 뿐만 아니라, 예를들어 주변 재료에 의해 가해지는 압축력 또는 재킷 튜브에 의해 형성된 앵커의 종방향으로 가해지는 인장력에 의해 재킷 튜브의 횡단면이 감소되는 것을 방지하도록 작용하며, 종방향 슬롯을 제공함으로써 앵커리지를 구성하는 재킷 튜브의 종방향으로 작용하는 인장력은 특히 재킷 튜브의 앵커 횡단면을 감소시키는 상이한 결과를 초래함으써, 앵커링 효과를 감소시킨다.
주변 재료 및 재킷 튜브의 성질에 따라서, 천공 과정 중에 재킷 튜브의 도입이 양호하게 제안되는데, 여기서 재킷 튜브는 드릴 비트와의 연결을 통한 인장력 및/또는 압축력을 가함으로써 드릴 구멍 내측으로 도입된다. 본 발명에 따라서, 재킷 튜브는 적합한 방법으로 예를들어 드릴 비트와 결합되어 단지 인장력만으로 천공 과정 중에 드릴 구멍으로 도입될 수 있다. 특히 앵커링에 저항하는데 사용되는 고강도 및 커다란 횡단면 재킷 재료가 사용되는 경우에, 재킷 튜브는 충격력을 가함으로써 천공 과정 중에 천공 구멍으로 추가적으로 또는 대안적으로 도입되어 재킷 튜브를 결합하는데 과도한 힘이 드릴 비트상에 가해지는 것을 방지한다.
천공 과정 중에 재킷 튜브의 적합한 도입을 보장하기 위해, 본 발명에 따른 다른 양호한 실시예에서는 실질적으로 종방향 슬롯을 갖춘 재킷 튜브를 따라 제공되고 예정된 파괴 지점이 형성되는 적어도 하나의 접점이 구멍의 완료시에 분리된다.
예정된 파괴 지점에서의 특히 간단한 분리 또는 파괴는 본 발명에 따라 적어도 임팩트 슈우 및 그 상부에 장착되는 재킷 튜브의 약간의 수축 및 임팩트 슈우의 작동에 의해 달성된다. 따라서, 천공 작업의 완료시에 예정된 파괴 지점의 분리 또는 파괴는 적어도 임팩트 슈우 및 선택적으로 그에 장착된 환형 드릴 비트의 약간의 수축, 및 그 이후의 적어도 부분적인 마찰 결합 방식으로 생성된 드릴 구멍에 장착 또는 유지되는 재킷 튜브와의 임팩트 슈우의 제 2 작동에 의해, 그리고 예를들어 재킷 튜브의 정면 단부의 영역에 정합 베어링 면을 제공함으로써 임팩트 슈우에 의해 종방향 슬롯을 갖춘 재킷 튜브의 내경을 팽창시키는 것에 의해 상기 재킷 튜브의 정면 단부를 팽창 또는 확산시키는 상태하에서 달성되어서, 상기 드릴 구멍의 마무리 벽상에 팽창된 재킷 튜브의 외경을 적절히 접촉시키는 것이 가능해 진다.
특히, 암석이 단단하지 않은 경우나 앵커링 판이 드릴 구멍으로부터 돌출하는 단부에 선택적으로 고정되게 협력하는 경우에도 앵커링 효과를 더욱 증대시키기 위해, 본 발명의 양호한 실시예에 따라 천공 과정의 완료시에 공지된 방법으로 재킷 튜브의 내측에 경화물질을 충전하는 것이 제안된다. 경화물질은 팽창가능한 재킷 튜브의 종방향 슬롯을 따라 양호하게 주변 재료의 내측으로, 특히 정면 영역으로 관통되어 재킷 튜브의 고정을 개선한다. 경화 재료의 관통과 상기 재킷 튜브의 외측 단부에 제공될 앵커 판과의 순차적인 결합에 의해 단단하지 않은 지표 또는 암석 재료의 고정이 추가로 달성된다.
또한 전술한 목적들을 달성하기 위해, 전술한 형태의 장치에 있어서는 재킷튜브가 재킷 튜브의 종방향으로 실질적으로 연장하는 종방향 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 한다. 종방향 슬롯이 형성된 재킷 튜브를 제공함으로써, 천공 과정 중에 드릴 구멍의 내벽에 적어도 부분적으로 맞닿고 낮은 마찰 저항으로 재킷 튜브가 드릴 구멍의 내측으로 도입될 수 있게 하며, 드릴 구멍의 내벽과 재킷 튜브의 대부분, 적어도 부분적인 접촉에 의해 천공 과정의 완료시에 적합한 앵커리지 효과가 달성된다.
앵커리지 효과를 보충하기 위해, 본 발명에 따라 팽창가능한 소자가 드릴 로드 조립체의 제거 및 드릴 구멍의 완성시에 재킷 튜브의 내벽과 맞닿게 팽창되고 재킷 튜브의 내측으로 도입될 수 있다. 재킷 튜브의 내벽과 맞닿게 팽창하는 상기 팽창가능한 소자는 드릴 구멍 내부에 재킷 튜브를 안전하게 고정할 수 있게 함으로써, 팽창가능한 소자는 예를들어, 특히 재킷 튜브에 의해 형성된 앵커리지에 인장력이 가해지는 경우에 재킷 튜브의 횡단면 감소를 방지하여, 소정의 앵커리지 효과를 신뢰성 있게 유지한다.
재킷 튜브의 내측에 팽창가능한 소자를 특히 바람직하게 고정하기 위해서, 본 발명의 특히 양호한 실시예에 따라 팽창가능한 소자는 특히 원추형 소자의 도입에 의한 충격력으로 팽창되는 슬리브로 구성되며, 특히 복수의 팽창가능한 소자들이 재킷 튜브의 내측에 제공되며 적절한 위치선정을 보장하기 위해 본 발명에 따라 재킷 튜브의 내벽에 팽창가능한 소자를 위치시킬 목적으로 융기부나 돌기가 제공된다.
특히 간단한 도입을 가능하게 하기 위해 재킷 튜브는 실질적으로 재킷 튜브의 종방향으로 연장하는 종방향 슬롯을 따라 적어도 하나의 예정 파괴 지점을 포함하는 것이 제안된다. 재킷 튜브의 종방향 슬롯을 따라 본 발명에 따라 제공되는 적어도 하나의 예정 파괴 지점으로 인해, 재킷 튜브는 천공 과정 중에 드릴 구멍 내측으로 용이하게 도입되는 반면에, 적어도 하나의 예정 파괴 지점은 드릴 구멍의 완성시 분리 또는 파괴되어 드릴 구멍의 내벽에 맞닿게 재킷 튜브를 위치시킴으로써 앵커리지 효과를 얻는다.
구멍의 완성 후에, 적어도 하나의 예정 파괴 지점은 적합한 힘의 도입에 의해 분리될 수 있어야 한다. 한편, 예정된 파괴 지점은 재킷 튜브의 전체 길이에 걸쳐서 실질적으로 연장하는 종방향 슬롯에 천공 과정 중에 충분한 강도를 제공해야 한다. 이러한 목적을 위해, 본 발명의 다른 양호한 실시예에 따라 재킷 튜브의 종방향 슬롯을 따라 제공되는 적어도 하나의 예정된 파괴 지점이 종방향 슬롯을 용접에 의해 브릿지함으로써 형성된다. 적합한 위치선정 및 구성 뿐만 아니라 예정된 파괴 지점을 형성하는 용접의 수에 의해, 천공 과정 중의 저항 및 구멍의 완성시 예정된 파괴 지점의 파괴 또는 분리와 관련된 상이한 요건이 만족될 수 있다.
천공 과정 중에 재킷 튜브의 적합한 도입을 위하여, 재킷 튜브의 드릴 비트와 대향하는 단부가 본 발명의 양호한 실시예에 따른 드릴 비트의 임팩트 슈우에 고정된다. 재킷 튜브를 드릴 비트 또는 임팩트 슈우에 각각 고정하는 것에 의해 충격력을 가함으로써 재킷 튜브를 도입하는 것 이외에도, 드릴 구멍으로부터 돌출하는 재킷 튜브의 단부에 충격력을 가하는 것도 제안되는데, 이는 특히 높은 강도의 재킷 튜브에 의해 달성된다.
구멍의 완료시에 팽창가능한 재킷 튜브의 적합한 앵커링 효과를 얻기 위해, 본 발명의 양호한 실시예에 따라 재킷 튜브는 예비 압축재료, 특히 금속으로 제조하는 것이 제안된다.
특히 단단하지 않은 암석 재료 층에 대한 앵커를 완성하거나 앵커링 효과를 증대시키기 위해, 드릴 구멍의 완료시에 지표 또는 암석 재료로부터 돌출하는 앵커링 판의 단부에 재킷 튜브를 고정하는 것이 본 발명에 따라 제안된다.
굴착된 암석의 적합한 운반을 보장하기 위해, 드릴 비트 다음의 단부 영역에서 재킷 튜브는 재킷 튜브의 내측으로 굴착된 지표나 암석 재료를 도입하여 굴착된 재료가 구멍으로부터 천공 로드 조립체와 재킷 튜브 사이에 형성된 자유 공간, 특히 환형 공간으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 통행용 개구를 포함한다.
도 1에 있어서 일반적으로 도면 부호 1로 표시되어 있는 드릴 공구 또는 드릴 비트는 연결 부품(2)뿐만 아니라 도면 부호 3으로 개략적으로 표시되어 있는 임펙트 슈우를 통해서 재킷 튜브(4)의 내측으로 연장되는 드릴 로드 조립체(5)에 연결된다. 상기 드릴 비트(1)는 상세히 도시하지 않았지만 충격식 천공 또는 회전 충격식 천공 장치에 의해 작동되고 천공될 지표나 암석 재료의 외측에 배열되며 외면이 드릴 로드 조립체(5)를 통해 도면 부호 6으로 표시되어 있다. 드릴 공구 또는 드릴 비트(1)에 의해 형성되는 천공 구멍의 내측 형상은 도 1에 도면부호 7로 개략적으로 표시되어 있다.
도 1로부터 분명하듯이, 재킷 튜브(4)는 실질적으로 길이방향으로 연장하는 종방향 슬롯(8)을 포함하며 이는 또한 도 2에도 명확하게 도시되어 있다. 도 2로부터, 슬리브(4)가 예비 응력 재료, 특히 금속으로 제조됨을 알 수 있으며, 천공 구멍의 외측이 제거된 상태로 실선으로 도시된 상기 재료는 얇은 파단선으로 표시된 천공 구멍 내에 있는 것 보다 큰 외경을 가지며, 상기 슬롯은 도면 부호 8'로 표시되어 있다. 따라서, 재킷 튜브(4)가 예비응력된 상태로 천공 구멍 내측으로 도입되어서, 재킷 튜브(4)가 천공 내측 벽(7)에 적어도 부분적으로 맞닿게 됨으로써 천공 과정 중에 적어도 일시적으로 고정될 수 있게 한다.
도 2로부터 드릴 로드 조립체(5)에는 중앙 통행 채널(9)이 제공되어 있으며, 이 중앙 통행 채널을 통해서 수중침식 유체가 천공 비트(1)의 영역으로 도입됨으로써 재킷 튜브(4)과 천공 구멍 내벽(7) 사이의 재킷 튜브(4) 외측 주변부의 영역에 적어도 부분적으로 굴착토를 배출하며, 재킷 튜브의 외측 주변부와 천공 구멍의 내벽 사이에 있는 간극에 수중침식 유체를 도입시킴으로써 윤활 또는 미끄럼 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 이러한 윤활 효과 또는 미끄럼 효과는 천공 과정 중에 천공 내벽(7)과 재킷 튜브의 외측 주변부 사이의 마찰 저항을 감소시키는 반면에, 천공(7)의 완료시 경화됨으로써 재킷 튜브(4)와 천공 내벽(7) 사이의 마찰 결합이 얻어짐으로써 분석 시약이 드릴 비트(1)의 영역으로 공급되는 것이 차단된다.
도 1의 양호한 실시예에서, 영역(4')에서 동심으로 테이퍼진 외측 형상을 갖는 재킷 튜브(4)와 그 이후에 드릴 비트(1)가 도입되는 것은 임펙트 슈우(3)를 경유하여 재킷 튜브(4)에 가해지는 인장력에 의해 실행된다.
도 1에서, 도면 부호 10은 상세히 도시하지 않았지만, 충격식 천공 또는 회전 충격식 천공을 위한 작동 수단의 고정을 가능하게 하는 병진운동 슬리브를 도시한다.
도 3에 도시된 변형 슬리브에 있어서, 임펙트 슈우(3)에 의해 가해지는 인장력 이외에 재킷 튜브(4)는 병진운동 슬리브(10)를 통해 앵커 헤드(6)의 영역에서 충격력을 받음으로써, 인장력과 충격력 하에서 재킷 튜브(4)가 도면 부호 7로 도시한 천공의 내측으로 도입된다.
재킷 튜브(4)는 종방향 슬릿(8)도 포함하는데, 이 종방향 슬릿은 외측 주변부의 부분 영역이 감소된 횡단면을 갖도록 설계 오프셋되어 있으며, 그러한 부분 오프셋 영역이 도 3에 도면 부호 11로 도시되어 있다. 따라서, 특히 도입 과정 중에 재킷 튜브의 부분적인 접촉만이 가능해져, 예를들어 재킷 튜브(4)의 외측 주변부와 천공 내벽(7)의 사이에 높은 마찰 저항이 예상되는 경우에 적합한 천공의 진행을 보장할 수 있다.
도 4에 따른 다른 변형예로부터, 병진운동 슬리브(10)의 도움으로 앵커 헤드(6)에 충격력을 가함으로써 천공(7)의 내측에 재킷 튜브(4)가 도입되는 반면에, 본 실시예에서는 드릴 비트(1)와 재킷 튜브(4)와의 연결을 통해 인장력이 도입되지 않는다는 것을 알 수 있다. 특히, 재킷 튜브(4) 또는 보다 튼튼한 재킷 튜브(4)가 보다 높은 강도에 노출되는 경우에 충격력에 의해 재킷 튜브(4)를 도입시키는 것도 가능하다.
도 5에 도시된 방법의 개별적인 단계로부터, 도 5a는 예를들어, 재킷 튜브(4)와 드릴 헤드(1) 사이에 제공되는 어떠한 연결없이 앵커 헤드(6)에 충격력을 가함으로써 도 4의 실시예와 유사한 방법으로 재킷 튜브(4)를 도입하는 동안에 천공(7)이 형성되거나 생성되는 것을 도시한다.
도 5에 있어서, 지표 또는 암석 재료(12)로부터 단부가 돌출하는 영역에 앵커 평판(13)이 각각 도시되어 있다.
도 5b에 도시한 바와 같이 천공(7)의 완료 후에, 드릴 로드 조립체(5)는 화살표(14) 방향으로 천공(7)으로부터 제거되는 반면에, 드릴 비트(1)는 천공(7) 내에 남아 있는다.
드릴 로드 조립체의 제거 후에, 일반적으로 도면 부호 15로 도시되어 있는 팽창가능한 소자가 화살표(16) 방향으로 재킷 튜브(4)의 내측으로 도입된다. 팽창가능한 소자(15)는 종방향 슬릿(18)에 적어도 부분적으로 제공되어 있는 동심으로 테이퍼진 슬리브(17)로 구성되며, 원추형 소자(19)가 상기 슬리브(17)의 내측으로 도입된다.
팽창가능한 두 부품으로 구성되는 소자(15)가 재킷 튜브(4)의 내측, 예를들어 팽창가능한 소자를 위치시키는 스톱 또는 돌기(20)의 영역으로 도입 또는 삽입된 후에, 원추형 소자(19)는 병진운동 슬리브(10)를 통해 충격력을 받음으로써 두 부품의 팽창가능한 소자(15)가 재킷 튜브 내측의 소정 위치에 위치선정되어 재킷 튜브(4)의 내벽에 고정된다.
도입시 팽창가능한 소자(15)는 예를들어, 주위 재료에 의해 가해지는 압축력이나 앵커리지의 추출 또는 분리 운동 방향으로의 인장력의 인가로 인한 재킷 튜브(4)의 횡단면 감소가 발생되지 않게 함으로써, 소정의 앵커링 효과(anchoring effect)가 신뢰성 있게 유지될 수 있게 한다. 인장력이 재킷 튜브(4)에 의해 형성된 앵커 상에 가해지면, 팽창가능한 소자(15)가 제공되지 않는 경우라도 재킷 튜브(4)의 종방향 슬릿(8)을 통해 횡단면 감소가 실행됨으로써, 그러한 횡단면 감소가 앵커 효과를 악화시키게 된다.
위치선정 돌기(20)를 제공하는 대신에, 팽창가능한 소자(15)가 도 5d에 도시한 바와 같이 천공(7) 내에 남아 있는 드릴 비트(1)와 직접적인 맞닿음을 유발시킬 수도 있다. 게다가, 복수의 팽창가능한 소자(15)를 재킷 튜브(4)의 내측으로 도입되게 함으로써 상이한 지점에서 재킷 튜브(4)의 앵커 효과를 적절히 지지하게 할 수 있다. 그러한 다중 팽창가능한 소자(15)는 각각의 위치선정 돌기(20), 특히 원추형 슬리브(17)에 적절히 분배 및 결합시킬 수 있다.
팽창가능한 소자(15)를 도입시키는 것과는 달리 또는 추가로, 천공(7)의 완료 및 선택적으로 드릴 로드 조립체(5)의 제거시 경화가능한 물질로 재킷 튜브(4)의 내측을 충전시킬 수 있다.
또다른 변형예를 도시하는 도 6에서도 도면 부호 1은 연결 부품(2)과 도면 부호 3의 임펙스 슈우를 통해 재킷 튜브(4)의 내측으로 연장하는 드릴 로드 조립체(5)와 연결되는 드릴 공구 또는 드릴 비트를 나타내며, 드릴 비트(1)는 상세히 도시하지 않았지만 드릴 로드 조립체(5)를 통해 작동되도록 지표 또는 암석 재료의 외측에 배열되고 그 표면이 도면 부호 6으로 도시된 충격식 천공 장치 또는회전 충격식 천공 장치에 의해 작동된다. 드릴 공구 또는 드릴 비트(1)에 의해 형성되는 천공의 내측 형상이 도 6에 도면 부호 7로 개략적으로 표시되어 있다.
도 6으로부터 알 수 있듯이, 재킷 튜브(4)는 실질적으로 종방향으로 연장하는 종방향 슬롯(8)을 포함하며, 여기에는 적어도 하나의 예정된 파괴 지점(29)이 종방향 슬롯(8)의 종방향 연장부를 따라 제공되며, 상기 예정된 파괴 지점은 예를들어 용접(29)에 의해 형성된다. 본 경우에 있어서, 재킷 튜브(4)는 중간 소자를 거쳐서 임펙트 슈우(3)에 고정되고 천공 과정 중에 임펙트 슈우(3)에 의해 탑재되어서, 종방향 슬롯(8)과 함께 형성된 재킷 튜브(4)가 천공 과정중에 직접적으로 천공(7)의 내측으로 도입된다.
드릴 비트(1)에 의해 천공된 재료를 제거하기 위해, 통로용 개구(31)가 재킷 튜브(4)의 정면 영역에 제공되며, 상기 통로용 개구는 종방향 슬롯(8)의 통행 횡단면을 확대시킴으로써 형성된다. 이러한 통로용 개구(31)를 통해서, 드릴 공구(1)에 의해 제거된 재료가 재킷 튜브(4)와 드릴 로드 조립체(5) 사이에 형성되는 자유 공간 또는 환형 공간에 도달하며 드릴 비트(1)로부터 멀리 떨어진 단부로 방출된다. 필요하다면, 제 2 통로용 개구가 주변부의 반경방향으로 대향된 부분 영역, 예를들어 통로용 개구(31)와 대칭되게 재킷 튜브(4)에 제공될 수 있다.
천공의 완료시, 예정된 파괴 지점(29)을 형성하는 용접의 파괴 또는 분리에 의해 예비 압축된 재킷 튜브(4)의 팽창으로 소정의 앵커링 효과를 제공한다.
또한 천공의 완료시, 재킷 튜브(4)와 적어도 임팩트 슈우(3) 및 그 상부에 장착되는 드릴 비트, 예를들어 중앙 드릴 비트와 반경반향으로 에워싸는 환형 드릴비트가 제공된 환형 드릴 비트 부품들이 천공 방향 또는 전진 방향(26)에 대향되게 조금 수축되며, 그 수축 후에 임팩트 슈우(3)가 천공 방향(26)으로 한번 이상 드릴 로드 조립체(5)에 의해 작동됨으로써, 예정된 파괴 지점(29)을 분리시킨다.
Claims (17)
- 드릴 로드 조립체(5)를 이격되게 에워싼 재킷 튜브(4)를 도입시키는 동시에 상기 드릴 로드 조립체(5) 상에 장착된 드릴 비트(1)에 의해 드릴 구멍(7)이 형성되는, 지표 또는 암석 재료에 구멍(7)을 특히, 충격식 또는 회전 충격식으로 뚫고 그 구멍에 앵커리지를 고정하는 방법에 있어서,길이방향 슬롯(8)에 형성되는 재킷 튜브가 천공 중에 드릴 구멍(7)과 실질적으로 맞닿도록 적어도 부분적으로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,팽창가능한 소자(15,17,19)가 재킷 튜브(4)의 내측으로 도입되며 드릴 구멍(7)의 완료 및 드릴 로드 조립체(5)의 제거시 팽창되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 팽창가능한 소자(15,17,19)는 충격력을 가함으로써 팽창되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 재킷 튜브(4)가 드릴 비트(1)와의 연결을 통한 인장력 및/또는 충격력을 가함으로써 드릴 구멍(7) 내측으로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,실질적으로 길이방향의 슬롯을 갖는 재킷 튜브(4)를 따라 제공되고 예정된 파괴 지점(29)에 형성되는 적어도 하나의 접점이 드릴 구멍(7)의 완료시 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5 항에 있어서,예정된 파괴 지점(29)의 분리 또는 파괴가 적어도 임팩트 슈우(3)와 상부에 장착되는 재킷 튜브(4)의 약간의 수축 및 임팩트 슈우(3)의 작동에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,드릴 구멍(7)의 완료시 공지된 방법으로 상기 재킷 튜브의 내측이 경화물질로 채워지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 드릴 로드 조립체(5) 상에 장착된 드릴 비트가 드릴 구멍(1)을 형성하며 재킷 튜브(4)가 상기 드릴 로드 조립체(5)를 이격되게 에워싸고 있으며 다음으로 드릴 비트(1)가 제공되어 있는, 지표 또는 암석 재료에 구멍(7)을 특히, 충격식 또는 회전 충격식으로 뚫고 앵커리지를 고정하는 장치에 있어서,상기 재킷 튜브(4)는 재킷 튜브(4)의 실질적으로 종방향으로 연장하는 종방향 슬롯(8)을 포함하는 것을 특징으로 장치.
- 제 8 항에 있어서,팽창가능한 소자(15,17,19)가 재킷 튜브(4)의 내측으로 도입될 수 있으며 드릴 구멍(7)의 완료 및 드릴 로드 조립체(5)의 제거시 재킷 튜브(4)의 내벽에 맞닿게 팽창가능한 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 팽창가능한 소자(15)는 특히 원추형 소자(19)의 도입에 의한 충격력에 의해 팽창가능한 슬리브(17)로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 9 항 또는 제 19 항에 있어서,내벽 상의 재킷 튜브(4)에는 팽창가능한 소자(15,17,19)를 위치시키기 위한 융기부 또는 돌기(20)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 재킷 튜브(4)는 재킷 튜브(4)의 실질적으로 종방향으로 연장하는 종방향 슬롯를 따라 하나 이상의 예정된 파괴 지점(29)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 재킷 튜브(4)의 종방향 슬롯(8)을 따라 제공되는 하나 이상의 예정된 파괴 지점(19)이 종방향 슬롯(8)을 연결하는 용접에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 재킷 튜브(4)는 드릴 비트(1)의 임팩트 슈우(3)에 상기 드릴 비트(1)와 대향하는 단부가 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 8 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 재킷 튜브(4)는 예비 압축된 재료, 특히 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 8 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,적어도 드릴 구멍(7)의 완료시 앵커리지 판(13)은 지표 또는 암석 재료로부터 돌출하는 단부가 재킷 튜브(4)에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 8 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,드릴 비트(1)를 따르는 단부 영역에 있는 재킷 튜브(4)는 제거된 지표 또는암석 재료를 재킷 튜브(4)의 내측으로 공지된 방법으로 도입하기 위한 하나 이상의 통행용 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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