KR20160042510A - Apparatus and method for excavating deep well - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 대심도 우물 굴착 장치 및 대심도 우물 굴착 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a large diameter well excavation apparatus and a large diameter excavation method.
종래 수직갱은 광산을 개발하기 위해 굴착되었으나, 최근에는 철도 및 도로시설의 확충 등으로 인한 터널의 건설이 급증하면서 작업갱 및 환기 목적으로 시공이 증가하고 있다.Conventionally, the vertical shaft has been excavated in order to develop mines. Recently, the construction of tunnels due to the expansion of railway and road facilities has been rapidly increasing, and construction has been increasing for the purpose of working gang and ventilation.
대한민국 실용신안등록 제20-0337286호에 개시된 바와 같이, 종래기술에 따른 수직갱 굴착장치는 굴착 동력을 제공하는 굴착 구동부가 지상의 높은 곳에 설치됨으로써 무게중심이 상부에 있게 되어, 작업의 안정성을 확보하기 어려운 문제가 있었다. 또한, 굴착 구동부에서 제공되는 굴착 동력을 드릴이나 커터 등에 전달하기 위해서는 동력 전달용 로드를 사용해야 하므로, 로드가 변형되는 등의 문제가 있다.As disclosed in Korean Utility Model Registration No. 20-0337286, in a conventional drilling apparatus according to the prior art, a drilling drive unit for providing a drilling power is installed at a high place on the ground, so that the center of gravity is located at an upper portion, There was a difficult problem. Further, since the power transmission rod must be used to transmit the excavating power provided by the excavation drive unit to a drill or a cutter, there is a problem that the load is deformed.
또한, 대구경의 수직갱 굴착시에 굴착 깊이가 깊어지면 굴착시 발생하는 진동으로 인해 굴착갱의 내벽이 붕괴될 수 있는 문제가 있다.Further, when the drilling depth is deepened at the time of excavation of the large diameter shaft, there is a problem that the inner wall of the excavation gang may be collapsed due to vibration generated at the time of excavation.
또한, 굴착갱의 내벽의 붕괴를 막기 위해서 굴착을 진행하면서 복공을 설치하는 경우에 굴착갱의 단면이 협소해져서 굴착이 종료된 후 기계화 장치의 드릴이나 커터를 굴착갱을 통해 끌어내기 어렵다는 문제가 있다.Further, in the case of installing a double hole while performing excavation in order to prevent collapse of the inner wall of the excavation gang, the cross section of the excavation gang becomes narrow and it is difficult to pull the drill or the cutter of the mechanization apparatus through the excavation gang after the excavation is completed .
한편, 본 출원인은 특허출원 제10-2014-0122589호에서 역삼투막법에 의한 해수담수화 시설을 제안한 바 있다. 이러한 해수담수화 시설은 지하로 300m 이상 물을 저장할 수 있는 우물을 굴착하고, 이러한 우물의 하단부에 여과막을 설치하여 자연 수압에 의한 역삼투압으로 해수 중의 염분을 제거한다. On the other hand, the present applicant has proposed a seawater desalination facility by reverse osmosis membrane method in Patent Application No. 10-2014-0122589. Such a seawater desalination plant excavates a well capable of storing water over 300m underground, and installs a filtration membrane at the lower end of the well to remove salt in seawater by reverse osmosis pressure by natural water pressure.
종래의 수직갱 굴착 방법은 이러한 수직갱 내에 물을 가둘수 있는 시설을 설치하기 어려워 해수담수화 시설을 위한 대심도 우물에 적용하기 어려운 점이 있었다.It is difficult to install a facility that can confine water in such a vertical shaft, and thus it is difficult to apply it to a large-scale well for a desalination plant for seawater.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 굴착갱의 내벽의 붕괴를 방지하면서 굴착 구동부가 굴착면에 인접하여 안정적인 동력 전달이 가능하고 물을 저장할 수 있는 시설을 굴착과 동시에 형성할 수 있는 대심도 우물 굴착 장치 및 대심도 우물 굴착 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a hydraulic excavator that can prevent the collapse of the inner wall of an excavation gauge, And a method of excavating a well of a large diameter well.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 대심도 우물 굴착 장치는 속이 빈 원통형의 우물통; 상기 우물통의 단부 내경에 가압 지지되는 지지판; 지상에서 상기 우물통의 외경을 지지하는 상단 지지부; 상기 우물통의 내부로 물을 공급하는 물 공급부; 상기 지지판의 중앙을 통해 연장되어 상기 지지판에 회전 가능하게 지지되고, 땅을 굴착하는 굴착 헤드를 갖는 비트 모듈; 상기 우물통 내부의 물을 상기 비트 모듈을 통해 굴착면으로 분사하는 물 분사부; 상기 비트 모듈에 장착되고, 상기 굴착 헤드의 측단부보다 원주방향으로 돌출되는 돌출 위치와, 상기 굴착 헤드의 측단부 이내의 수납 위치 사이에서 이동 가능한 돌출 비트; 굴착 슬러지를 배출하기 위해 상기 지지판을 통해 연장되는 슬러지 배출 통로; 상기 지지판에 인접하여 설치되고 굴착 슬러지를 배출하기 위한 배출압을 제공하는 슬러지 배출펌프; 를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for drilling a deep well, comprising: a hollow hollow cylindrical water tank; A support plate pushed and supported by an inner diameter of an end portion of the water reservoir; An upper support for supporting an outer diameter of the water reservoir on the ground; A water supply part for supplying water to the inside of the water reservoir; A bit module extending through the center of the support plate and rotatably supported on the support plate, the bit module having an excavating head for excavating the ground; A water spraying unit for spraying water in the water reservoir through the bit module to the excavation surface; A protruding bit mounted on the bit module and movable between a protruding position protruding in a circumferential direction than a side end of the drilling head and a storing position within a side end of the drilling head; A sludge discharge passage extending through said support plate for discharging excavated sludge; A sludge discharge pump installed adjacent to said support plate and providing a discharge pressure for discharging excavated sludge; .
또한, 상기 지지판이 지지되는 상기 우물통의 강성을 증가시키기 위해 상기 우물통의 단부 외경에 끼워지는 지지링; 을 더 포함한다.A support ring fitted to the outer diameter of the end of the water reservoir to increase the rigidity of the reservoir to which the support plate is supported; .
또한, 상기 우물통의 외측으로 굴착 슬러지의 유출을 방지하기 위해 상기 우물통의 단부에 인접하여 설치되는 차폐링; 을 더 포함한다.A shield ring provided adjacent to an end of the water reservoir to prevent drainage of digging sludge to the outside of the water reservoir; .
또한, 지상에서 소정 깊이만큼 연장되어 물을 저장하기 위한 도수로; 를 더 포함하고, 상기 우물통은 상기 도수로의 중앙을 통해 지하로 연장될 수 있고, 상기 물 공급부는 상기 도수로에 저장된 물을 상기 우물통으로 공급한다.Also, a water depth for storing water by a predetermined depth on the ground; And the water reservoir can extend underground through the center of the water channel, and the water supply unit supplies water stored in the water channel to the well reservoir.
또한, 상기 도수로의 상부를 따라 설치되는 레일; 상기 레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 지지대차; 상기 지지대차에 지지되어 상기 지지부 및 상기 비트 모듈을 승강시키는 굴착장비 승강기; 를 더 포함한다.Also, a rail installed along the upper part of the waterpath; A support carriage installed movably along the rail; An excavation equipment elevator supported by the support truck to elevate the support unit and the bit module; .
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 대심도 우물 굴착 방법은 지상에서 소정 깊이만큼 연장되어 물을 저장하기 위한 도수로를 형성하는 단계; 상기 도수로의 중앙에 속이 빈 원통형의 제1 우물통을 위치시키는 단계; 상기 제1 우물통의 단부 내경에 가압 지지되는 지지판과, 상기 지지판의 중앙을 통해 연장되어 상기 지지판에 회전 가능하게 지지되고, 땅을 굴착하는 굴착 헤드를 갖는 비트 모듈을 위치시키는 단계; 상기 비트 모듈에 장착되는 돌출 비트를 상기 굴착 헤드의 측단부보다 원주방향으로 돌출되게 위치시키는 단계; 상기 도수로의 물을 상기 제1 우물통으로 주입하여 상기 비트 모듈을 통해 굴착면으로 분사하는 단계; 상기 비트 모듈 및 상기 돌출 비트를 회전시키면서 땅을 굴착하는 단계; 굴착 슬러지를 상기 지지판을 관통하여 연장되는 슬러지 배출 통로를 통해 지상으로 배출하는 단계; 굴착에 의해 상기 제1 우물통이 지하로 전진하여 매립됨에 따라 지상에서 상기 제1 우물통의 위에 제2 우물통을 위치시키고 상기 제1 우물통과 상기 제2 우물통을 접합시키는 단계; 를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for excavating a large diameter well, comprising: forming a channel for storing water by extending a predetermined depth from the ground; Positioning a first cylindrical water hole in the center of the waterway; Positioning a bit module having a support plate which is press-supported on the inner diameter of the end of the first right reservoir and an excavating head which extends through the center of the support plate and is rotatably supported by the support plate and excavates the ground; Positioning a protruding bit mounted on the bit module so as to protrude in a circumferential direction from a side end portion of the drilling head; Injecting the water of the channel into the first wellbore and injecting the water through the bit module onto the excavation surface; Drilling the ground while rotating the bit module and the protruding bit; Discharging excavated sludge to the ground through a sludge discharge passage extending through the support plate; Placing the second well in the ground above the first well and bonding the first well to the second well in the ground as the first well is advanced and buried underground by excavation; .
또한, 상기 지지판이 지지되는 상기 우물통의 강성을 증가시키기 위해 상기 우물통의 단부 외경에 지지링을 끼우는 단계; 를 더 포함한다. In addition, a step of sandwiching the support ring on the outer diameter of the end of the water reservoir to increase the rigidity of the reservoir to which the support plate is supported; .
본 발명에 따르면, 굴착갱의 내벽의 붕괴를 방지하면서 굴착 구동부가 굴착면에 인접하여 안정적인 동력 전달이 가능하고 물을 저장할 수 있는 시설을 굴착과 동시에 지하에 매립 형성할 수 있는 대심도 우물 굴착 장치 및 대심도 우물 굴착 방법을 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a large-diameter well digging device capable of stable power transmission adjacent to the excavation surface while preventing collapse of the inner wall of the excavation gantry, And a method of excavating a deep well.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대심도 우물 굴착 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에서 굴착면에 인접하는 굴착 구동부의 주요 구성을 상세히 도시하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 굴착 구동부에서 돌출 비트의 위치 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 우물통의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1의 대심도 우물 굴착 장치에서 우물통의 연결 과정을 도시하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 대심도 우물 굴착 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다. 1 is a view showing a configuration of a drilling rig according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view showing in detail the main configuration of the excavation driving unit adjacent to the excavation surface in Fig. 1;
FIGS. 3A and 3B are views for explaining the movement of the protruding bit in the excavation driving unit of FIG. 2. FIG.
4 is a view for explaining a configuration of a water reservoir according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5A and FIG. 5B are views showing a connection process of the water tank in the apparatus for drilling a large diameter well in FIG. 1;
6A to 6E are views sequentially illustrating a method of excavating a large diameter well according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same reference numerals in the drawings denote like elements throughout the drawings.
해수담수화란 염분을 포함하고 있는 해수에서 각종 불순물과 염분을 제거하여 담수를 얻는 것으로, 해수담수화 방법 중 역삼투막법은 해수에 삼투압 이상의 압력을 가하여 수분은 역삼투막을 통과하여 정제되고 이온이나 분자들은 역삼투막을 통과하지 못하고 농축되게 하여 해수에서 염분을 분리하는 방법이다. Seawater desalination is the process of obtaining fresh water by removing various impurities and salts from seawater containing salinity. The reverse osmosis membrane method of seawater desalination method applies pressure higher than osmotic pressure to seawater and water is purified through reverse osmosis membrane. It is a method of isolating salt from seawater by allowing it to pass without being concentrated.
이러한 역삼투막법을 이용하여 해수 중의 염분을 제거할 때, 원하는 역삼투압을 얻기 위해 지하로 300m 이상 대구경의 대심도 우물을 굴착하고, 이러한 우물 내에 해수를 채워 해수의 자연 수압에 의해 역삼투압을 얻는 방법이 있다. In order to obtain the desired reverse osmotic pressure by using this reverse osmosis membrane method, it is necessary to excavate a large-diameter deep well of 300 m or more in the ground to obtain a desired reverse osmosis pressure, and to obtain reverse osmosis by filling the sea water in the well with natural water pressure .
본 발명은 대구경의 대심도 우물을 굴착하기 위한 장치와 방법을 제안한다. 본 발명은 주로 해수담수화를 위한 대심도 우물을 굴착하기 위해 사용되지만, 이러한 용도에 제한되지 않고 대심도 우물을 형성하기 위한 곳에는 제한없이 사용될 수 있다. The present invention proposes an apparatus and method for excavating large diameter deep wells. Although the present invention is primarily used for excavating large diameter wells for seawater desalination, it is not limited to such use and can be used without limitation for forming large diameter wells.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대심도 우물 굴착 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2는 도 1에서 굴착면에 인접하는 굴착 구동부의 주요 구성을 상세히 도시하는 도면이다. 도 3a 및 도 3b는 도 2의 굴착 구동부에서 돌출 비트의 위치 이동을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 우물통의 구성을 설명하는 도면이다. 도 5a 및 도 5b는 도 1의 대심도 우물 굴착 장치에서 우물통의 연결 과정을 도시하는 도면이다.1 is a view showing a configuration of a drilling rig according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a view showing in detail the main configuration of the excavation driving unit adjacent to the excavation surface in Fig. 1; FIGS. 3A and 3B are views for explaining the movement of the protruding bit in the excavation driving unit of FIG. 2. FIG. 4 is a view for explaining a configuration of a water reservoir according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A and FIG. 5B are views showing a connection process of the water tank in the apparatus for drilling a large diameter well in FIG. 1;
상기 대심도 우물 굴착 장치(이하, 우물 굴착 장치)(100)는 도수로(110), 레일(111), 지지대차(120), 굴착장비 승강기(125), 우물통(140), 지지판(150), 상단 지지부(124), 물 공급부(130), 비트 모듈(160), 구동모터(155), 돌출 비트(170), 슬러지 배출 통로(180), 슬러지 배출펌프(185) 등을 포함한다. The
도수로(110)는 물을 저장할 수 있도록 지상에서 소정 깊이만큼 지하로 연장된다. 도수로(110)는 대심도 우물을 일정한 간격으로 굴착할 수 있도록 지면을 따라서 수십 미터(m)까지 연장될 수 있다. 도수로(110)는 예를 들어, 콘크리트로 제작될 수 있다. The
레일(111)은 도수로(110)의 상부를 따라 설치되고, 지지대차(120)는 레일(111)을 따라 이동 가능하게 설치된다. The
굴착장비 승강기(125)는 지지대차(120)에 지지되어 굴착 구동부[지지판(150), 비트 모듈(160) 등]를 승강시킨다. 굴착장비 승강기(125)는 지지대차(120)에 지지되는 복수의 지지부재(121)에 의해 지지될 수 있다. 굴착장비 승강기(125)는 와이어에 굴착 구동부를 연결하여 와이어의 권취에 의해 굴착 구동부를 승강시킬 수 있다. The
우물통(140)은 속이 빈 원통형을 갖고, 도수로(110)의 중앙을 통해 지하로 연장될 수 있다. 우물통(140)은 토압을 지지할 수 있도록 적절한 강성을 갖고, 우물통(140)의 내부와 외부를 수밀 구획한다. 우물통(140)은 예를 들어, 내부식성의 합성수지로 제작될 수 있다. The
도 4에 도시된 우물통(140)의 단면을 참조하면, 우물통(140)은 내통(141; 141a, 141b, 141c), 강화섬유막(142), 외통(143; 141a, 141b, 141c)을 포함할 수 있다. 141a, 141b, and 141c, the reinforcing
내통(141)은 예를 들어, 120°로 등각 분할되어 종방향으로 길게 연장되는 3개의 내통요소(141a, 141b, 141c)로 이루어질 수 있다. 각각의 내통요소(141a, 141b, 141c)는 강도와 연성이 다를 수 있다. 예를 들어, 내통요소(141c)는 내통요소(141a, 141b)보다 강도가 큰 재질로 이루어져, 강도가 취약한 부분을 보강할 수 있다. 각각의 내통요소(141a, 141b, 141c)은 서로 연결되어 원을 이룬 상태에서 접합될 수 있다. The
강화섬유막(142)은 내통(141)과 외통(143) 사이에 위치되어 우물통(140)의 강도를 보강하는 역할을 한다. 강화섬유막(142)은 내통(141) 및 외통(143)과 접합될 수 있다. 강화섬유막(142)은 필요에 따라 생략될 수 있다. The reinforced
외통(143)은 예를 들어, 120°로 등각 분할되어 종방향으로 길게 연장되는 3개의 외통요소(143a, 143b, 143c)로 이루어질 수 있다. 각각의 외통요소(143a, 143b, 143c)는 강도와 연성이 다를 수 있다. 예를 들어, 외통요소(143c)는 외통요소(143a, 143b)보다 강도가 큰 재질로 이루어져, 강도가 취약한 부분을 보강할 수 있다. 각각의 외통(143a, 143b, 143c)은 서로 연결되어 원을 이룬 상태에서 접합될 수 있다. The
외통(143)이 내통(141)의 바깥 쪽에 접합될 때, 각각의 외통요소(143a, 143b, 143c)를 연결하는 연결지점이 각각의 내통요소(141a, 141b, 141c)의 가운데 지점에 위치하도록 접합될 수 있다. 이는 내통(141)과 외통(143)에서 강도가 약한 연결지점이 서로 엊갈리게 형성되도록 하여, 우물통(140)의 내부에서 작용하는 횡압력에 의해 우물통(140)이 파단되지 않도록 한다. When the
물 공급부(130)는 도수로(110)에 저장된 물을 우물통(140)으로 공급한다. 물 공급부(130)는 지지대차(120)에 장착될 수 있다. The
지지판(150)은 원형으로 형성되어 우물통(140)의 단부 내경에 가압 지지된다. 지지판(150)은 비트 모듈(160)을 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다. 이를 위해, 지지판(150)은 우물통(140)에 강하게 지지되어, 비트 모듈(160)이 회전된다 하더라도 지지판(150)과 우물통(140)은 고정된 상태를 유지해야 한다. The
지지판(150)이 지지되는 우물통(140)의 강성을 증가시키기 위해 지지링(146)이 우물통(140)의 단부 외경에 끼워질 수 있다. 지지링(146)은 금속 등으로 제작되어, 지지판(150)이 우물통(140)을 강하게 가압하더라도 우물통(140)이 변형되지 않고 원 상태를 유지할 수 있도록 한다. The
지지판(150)은 지지판(150) 자체가 팽창 및 수축되는 방식으로 우물통(140)에 강하게 지지될 수 있다. 지지판(150)이 팽창 및 수축될 수 있도록 하는 구성은 기술분야에 잘 알려져 있으며 여러 가지 형태로 가능하다. 예를 들어, 지지판(150)는 유압 구동 방식으로 팽창 및 수축될 수 있다. The
이와 달리, 지지판(150)은 우물통(140)과 지지판(150) 사이에 위치된 팽창부재(145)에 의해 우물통(140)에 가압 지지될 수 있다. 우물통(140)과 지지판(150) 사이에 위치하는 팽창부재(145) 내에 물이나 공기 등의 유체를 주입하면, 팽창부재(145)가 팽창하여 지지판(150)과 우물통(140)을 가압함으로써 지지판(150)이 우물통(140)에 강하게 지지되도록 할 수 있다. Alternatively, the
도 3a는 팽창부재(145)에 유체가 주입되지 않은 상태에서 팽창부재(145)가 수축되어 지지판(150)과 비트 모듈(160)이 우물통(140) 내부를 통과할 수 있는 상태를 도시하고, 도 3b는 팽창부재(145) 내에 유체가 주입되어 지지판(150)이 우물통(140)의 단부 내경에 강하게 지지되고 있는 상태를 도시한다. 3A shows a state in which the
도 3b의 상태에서 비트 모듈(160)에 의해 굴착 작업이 진행된다. 이때, 우물통(140)의 상부를 지지하지 않으면 안정적인 굴착 작업이 어려우므로, 지상에는 우물통(140)의 외경 부분을 지지하기 위한 상단 지지부(124)가 제공된다. 상단 지지부(124)는 지지대차(120)에 연결되어 지지될 수 있다. In the state of FIG. 3B, the drilling operation is performed by the
비트 모듈(160)은 회전 동작에 의해 땅을 굴착하기 위한 부분이다. 비트 모듈(160)은 지지판(150)의 중앙을 통해 연장되어 지지판(150)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 비트 모듈(160)은 굴착면(101)과 접촉되어 땅을 굴착하는 굴착 헤드(161)를 갖는다. 비트 모듈(160)은 지지판(150)에 지지되는 구동모터(155)에 의해 회전될 수 있다. The
굴착 작업 동안, 물 분사부(157)는 우물통(140) 내부의 물을 비트 모듈(160)에 형성된 개구(162)를 통해 굴착면(101)으로 분사한다. During the drilling operation, the
지지판(150)이 우물통(140)에 가압 지지된 상태에서 굴착 헤드(161)가 땅을 굴착하면, 굴착 헤드(161)가 땅 속으로 전진하고 그에 따라 지지판(150) 및 우물통(140)도 함께 전진한다. When the
굴착갱의 지름이 우물통(140)의 지름과 같다면, 우물통(140)이 굴착갱의 내벽에 접촉되어 우물통(140)의 전진이 용이하지 않게 된다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 굴착갱의 지름이 우물통(140)의 지름보다 크도록 굴착할 필요가 있다. When the diameter of the excavation gang is equal to the diameter of the
본 실시예에서는, 굴착갱의 지름을 크게 하기 위해 비트 모듈(160)에 장착되는 돌출 비트(170)가 제공된다. In this embodiment, a protruding
돌출 비트(170)는 굴착 헤드(161)의 측단부(161a)보다 원주방향으로 돌출되는 돌출 위치와, 굴착 헤드(161)의 측단부(161a) 이내의 수납 위치 사이에서 이동 가능하다. 돌출 비트(170)는 돌출비트 구동부(171)에 의해 돌출 위치와 수납 위치 사이에서 이동될 수 있다. 돌출비트 구동부(171)는 비트 모듈(160)에 설치될 수 있다.The protruding
도 3a는 돌출 비트(170)가 수납 위치에 있는 상태를 나타내고, 도 3b는 돌출 비트(170)가 돌출 위치에 있는 상태를 나타낸다. 굴착 작업이 시작되기 전이나 굴착 작업이 끝난 후에는 돌출 비트(170)가 도 3a의 상태에 있고, 굴착 작업 시에는 돌출 비트(170)가 도 3b의 상태에 있게 된다. FIG. 3A shows a state in which the protruding
굴착 시에 생성되는 굴착 슬러지는 지지판(150)을 통해 연장되는 슬러지 배출 통로(180)를 통해 지상으로 배출될 수 있다. 지지판(150)에는 슬러지 배출 통로(180)와 연결되는 연결 개구(151)가 형성될 수 있다. The excavated sludge generated at the time of excavation can be discharged to the ground through the
슬러지 배출펌프(185)는 지지판(150)에 인접하게 설치되어 굴착 슬러지가 슬러지 배출 통로(180)를 통해 배출될 수 있도록 배출압을 제공한다. 슬러지 배출펌프(185)에 의해 굴착 슬러지는 연결 개구(151)를 통해 흡인되어 슬러지 배출 통로(180)를 통해 지상으로 배출될 수 있다. The
굴착 작업 동안 우물통(140)의 외측으로 굴착 슬러지가 유출되는 것을 방지하기 위해 차폐링(147)이 제공될 수 있다. 이러한 차폐링(147)은 우물통의 단부에 인접하여 설치될 수 있다. 예를 들어, 차폐링(147)은 지지링(146)과 연결되어, 굴착 슬러지가 우물통(140) 외부로 유출되지 않도록 할 수 있다. A shielding
도 5a에 도시된 바와 같이, 굴착 작업이 진행되면서 우물통(140)이 지하로 전진하면, 지상에서는 우물통(140)의 위에 다른 우물통(190)을 위치시키고, 우물통(140)과 우물통(190)을 서로 접합시키면서 지하로 원하는 깊이만큼 우물통을 매립할 수 있다. 도 5b는 우물통(140)과 우물통(190)이 접합된 상태를 도시한다. As shown in FIG. 5A, when the excavation work progresses and the
이때, 각각의 우물통(140, 190)은 도 4에 도시된 바와 같이, 내통, 강화섬유막, 외통을 포함할 수 있다. 우물통(140, 190)이 하나의 긴 원통으로 형성될 경우 우물통(140, 190) 사이로 굴착장비 승강기(125)에 연결되는 와이어나 다른 전선을 통과시키기 어려울 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 등각도로 분할된 우물통(140, 190)을 현장에서 조립하여 하나의 원통을 형성할 수 있도록 하여, 우물통(140, 190) 사이로 와이어나 전선이 통과될 수 있도록 한다. Each of the right and left
상술한 본 발명의 우물 굴착 장치에 따르면, 지지판(150)이 우물통(140)의 단부 내경에 가압 지지된 상태에서 굴착이 진행되고, 굴착이 진행됨에 따라 우물통(140)도 함께 전진하므로, 지하로 원하는 깊이만큼 우물통(140)을 안정적으로 매립할 수 있게 된다. According to the above-described well drilling apparatus of the present invention, the excavation proceeds while the
또한, 굴착 구동부가 굴착면(101)에 인접하여 위치하므로 동력 전달이 용이하고 동력 전달축의 비틀림이나 파손과 같은 문제가 발생되지 않는다. Further, since the excavation drive unit is located adjacent to the
또한, 굴착이 진행되는 동안 우물통(140)이 굴착갱의 내벽을 안전하게 지지하므로, 굴착갱이 붕괴되는 위험을 방지할 수 있다. Also, since the
또한, 돌출 위치와 수납 위치 사이에서 이동 가능한 돌출 비트(170)에 의해 굴착갱의 지름을 크게 할 수 있으면서, 굴착이 종료된 후에는 돌출 비트(170)를 수납 위치에 위치시킨 상태에서 굴착 구동부를 우물통(140)의 내경을 통해 용이하게 지상으로 견인할 수 있다. Further, the diameter of the excavating gang can be increased by the protruding
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 대심도 우물 굴착 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다. 이러한 대심도 우물 굴착 방법은 도 1 내지 도 5b를 참조하여 설명한 대심도 우물 굴착 장치를 이용하는 것이다. 이하에서는, 도 1 내지 도 6e를 참조하여, 본 발명에 따른 대심도 우물 굴착 방법에 대해 설명하기로 한다. 6A to 6E are views sequentially illustrating a method of excavating a large diameter well according to an embodiment of the present invention. The method of excavating the deep well is to use the deep well excavation apparatus described with reference to FIGS. 1 to 5B. Hereinafter, a method of excavating a deep drawing well according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6E.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 먼저, 지상에서 소정 깊이만큼 연장되어 물을 저장하기 위한 도수로(110)를 형성한다. Referring to FIGS. 6A and 6B, first, a
다음에, 도수로(110)의 중앙에 속이 빈 원통형의 우물통(또는 제1 우물통)(140)을 위치시킨다. Next, a hollow cylindrical water tank (or first water tank) 140 hollowed in the center of the
다음에, 제1 우물통(140)의 단부 내경에 가압 지지되는 지지판(150)과, 이러한 지지판(150)의 중앙을 통해 연장되어 지지판(150)에 회전 가능하게 지지되고, 땅을 굴착하는 굴착 헤드(161)를 갖는 비트 모듈(160)을 위치시킨다. 지지판(150)과 비트 모듈(160) 등은 하나의 굴착 구동부를 형성하고, 이러한 굴착 구동부를 와이어에 의해 굴착장비 승강기(125)에 매단 상태에서, 우물통(140) 속으로 하강하여 제1 우물통(140)의 단부 내경에 위치시킬 수 있다. 이때, 지지판(150)이 지지되는 우물통(140)의 강성을 증가시키기 위해 우물통(140)의 단부 외경에 지지링(146)을 끼울 수 있다. 제1 우물통(140)과 지지판(150) 사이에는 팽창부재(145)가 위치되고, 팽창부재(145) 내로 유체를 주입함으로써 지지판(150)이 제1 우물통(140)에 가압 지지되게 할 수 있다.Next, a
다음에, 비트 모듈(160)에 장착되는 돌출 비트(170)를 돌출비트 구동부(171)에 의해 돌출 위치로 이동시킨다. 이때, 돌출 비트(170)는 굴착 헤드(161)의 측단부(161a)보다 원주방향으로 돌출된다. Next, the protruding
다음에, 물 공급부(130)에 의해 도수로(110)의 물을 제1 우물통(140)으로 주입하고, 물 분사부(157)에 의해 제1 우물통(140) 내의 물을 비트 모듈(160)의 개구(162)를 통해 굴착면(101)으로 분사한다. Next, the water in the
다음에, 비트 모듈(160) 및 돌출 비트(170)를 회전시키면서 땅을 굴착한다. Next, the
다음에, 굴착에 의해 발생되는 굴착 슬러지를 지지판(150)을 통해 연장되는 슬러지 배출 통로(180)를 통해 지상으로 배출한다. Next, the excavated sludge generated by the excavation is discharged to the ground through the
다음에, 도 6c를 참조하면, 굴착에 의해 제1 우물통(140)이 지하로 전진하여 매립됨에 따라 지상에서 제1 우물통(140)의 위에 제2 우물통(190)을 위치시키고, 제1 우물통(140)과 제2 우물통(190)을 접합한다. 제1 우물통(140)과 제2 우물통(190)을 접합하는 동안 땅 속에서는 굴착 작업이 계속 진행된다. Next, referring to FIG. 6C, the
다음에, 도 6d에 도시된 바와 같이, 원하는 깊이로 땅을 굴착하면, 돌출 비트(170)를 굴착 헤드(161)의 측단부(161a) 이내의 수납 위치로 이동시키고, 팽창부재(145) 내의 유체를 배출하여 팽창부재(145)가 수축되게 한다. 그에 따라, 제1 우물통(140)과 지지판(150) 사이에는 공간이 형성된다. 6D, when the ground is excavated to a desired depth, the protruding
다음에, 도 6e에 도시된 바와 같이, 굴착 구동부를 제1 우물통(140)을 통해 견인하여 지상으로 이동시킨다. Next, as shown in Fig. 6E, the excavation drive unit is pulled through the
다음에, 제1 우물통(140)의 바닥면에 콘크리트를 타설하여 지하에 매립된 우물통에 물을 가둘 수 있도록 한다. Next, concrete is placed on the bottom surface of the
다음에, 도수로(110) 상에 돌출된 우물통을 정돈하고, 도수로(110)와 우물통 사이의 틈새를 메워 도수로(110)와 우물통 사이로 물이 흘러들어가지 않도록 한다.Next, a water tank protruding on the
이러한 방법에 의해 대구경의 대심도 우물을 지하에 형성할 수 있게 된다. By this method, a large-diameter large-diameter well can be formed underground.
상술한 대심도 우물 굴착 방법에 따르면, 지지판(150)이 제1 우물통(140)의 단부 내경에 가압 지지된 상태에서 굴착이 진행되고, 굴착이 진행됨에 따라 제1 우물통(140)도 함께 전진하고, 지상에서는 제1 우물통(140)의 위에 제2 우물통(190)을 접합시키는 작업이 이루어지므로, 지하로 원하는 깊이만큼 우물통을 안정적으로 매립하여 지하에 물을 수용할 수 있는 우물을 형성할 수 있게 된다. According to the above-described method of excavating a large diameter well, the excavation proceeds while the
또한, 굴착 구동부가 굴착면(101)에 인접하여 위치하므로 굴착을 위한 동력 전달이 용이하고 동력 전달축의 비틀림이나 파손과 같은 문제가 발생되지 않는다. Further, since the excavation drive unit is located adjacent to the
또한, 굴착이 진행되는 동안 우물통이 굴착갱의 내벽을 안전하게 지지하므로, 굴착갱이 붕괴되는 위험을 방지하면서 안정적으로 굴착 작업을 진행할 수 있다. Further, since the water reservoir safely supports the inner wall of the excavation gang during excavation, the excavation work can be performed stably while preventing the risk of collapse of the excavation gang.
또한, 돌출 위치와 수납 위치 사이에서 이동 가능한 돌출 비트(170)에 의해 굴착갱의 지름을 우물통의 내경보다 크게 할 수 있으면서, 굴착이 종료된 후에는 돌출 비트(170)를 수납 위치에 위치시킨 상태에서 굴착 구동부를 우물통의 내경을 통해 용이하게 지상으로 견인할 수 있다. Further, the diameter of the excavation gantry can be made larger than the inner diameter of the right water bottle by the protruding
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention will be.
100 : 대심도 우물 굴착 장치
101 : 굴착면
110 : 도수로
111 : 레일
120 : 지지대차
124 : 상단 지지부
125 : 굴착장비 승강기
130 : 물 공급부
140, 190 : 우물통
145 : 팽창부재
146 : 지지링
147 : 차폐링
150 : 지지판
155 : 구동모터
157 : 물 분사부
160 : 비트 모듈
161 : 굴착 헤드
170 : 돌출 비트
180 : 슬러지 배출 통로
185 : 슬러지 배출펌프100: Super excavation well digging device
101: Excavation surface
110: frequency
111: rail
120: Support carriage
124: upper support
125: Excavation equipment lift
130: Water supply part
140, 190: Raw bucket
145: Expansion member
146: Support ring
147: shield ring
150: Support plate
155: drive motor
157: Water sprayer
160: bit module
161: Excavation head
170: protruding bit
180: sludge discharge passage
185: Sludge discharge pump
Claims (7)
속이 빈 원통형의 우물통;
상기 우물통의 단부 내경에 가압 지지되는 지지판;
지상에서 상기 우물통의 외경을 지지하는 상단 지지부;
상기 우물통의 내부로 물을 공급하는 물 공급부;
상기 지지판의 중앙을 통해 연장되어 상기 지지판에 회전 가능하게 지지되고, 땅을 굴착하는 굴착 헤드를 갖는 비트 모듈;
상기 우물통 내부의 물을 상기 비트 모듈을 통해 굴착면으로 분사하는 물 분사부;
상기 비트 모듈에 장착되고, 상기 굴착 헤드의 측단부보다 원주방향으로 돌출되는 돌출 위치와, 상기 굴착 헤드의 측단부 이내의 수납 위치 사이에서 이동 가능한 돌출 비트;
굴착 슬러지를 배출하기 위해 상기 지지판을 통해 연장되는 슬러지 배출 통로;
상기 지지판에 인접하여 설치되고 굴착 슬러지를 배출하기 위한 배출압을 제공하는 슬러지 배출펌프;
를 포함하는 대심도 우물 굴착 장치.In the drilling rig for deep drilling,
Hollow hollow cylindrical pail;
A support plate pushed and supported by an inner diameter of an end portion of the water reservoir;
An upper support for supporting an outer diameter of the water reservoir on the ground;
A water supply part for supplying water to the inside of the water reservoir;
A bit module extending through the center of the support plate and rotatably supported on the support plate, the bit module having an excavating head for excavating the ground;
A water spraying unit for spraying water in the water reservoir through the bit module to the excavation surface;
A protruding bit mounted on the bit module and movable between a protruding position protruding in a circumferential direction than a side end portion of the drill head and a retracted position within a side end portion of the drill head;
A sludge discharge passage extending through said support plate for discharging excavated sludge;
A sludge discharge pump installed adjacent to said support plate and providing a discharge pressure for discharging excavated sludge;
Wherein the excavator is installed in the excavator.
상기 지지판이 지지되는 상기 우물통의 강성을 증가시키기 위해 상기 우물통의 단부 외경에 끼워지는 지지링;
을 더 포함하는 대심도 우물 굴착 장치.The method according to claim 1,
A support ring fitted to the outer diameter of the end portion of the water reservoir to increase the rigidity of the water reservoir to which the support plate is supported;
Further comprising an excavator.
상기 우물통의 외측으로 굴착 슬러지의 유출을 방지하기 위해 상기 우물통의 단부에 인접하여 설치되는 차폐링;
을 더 포함하는 대심도 우물 굴착 장치.3. The method of claim 2,
A shield ring installed adjacent to an end of the water reservoir to prevent leakage of digging sludge to the outside of the water reservoir;
Further comprising an excavator.
지상에서 소정 깊이만큼 연장되어 물을 저장하기 위한 도수로;
를 더 포함하고,
상기 우물통은 상기 도수로의 중앙을 통해 지하로 연장될 수 있고,
상기 물 공급부는 상기 도수로에 저장된 물을 상기 우물통으로 공급하는 대심도 우물 굴착 장치. The method according to claim 1,
A water depth extending from the ground by a predetermined depth to store water;
Further comprising:
The water reservoir may extend underground through the center of the waterpath,
Wherein the water supply unit supplies the water stored in the channel to the well can.
상기 도수로의 상부를 따라 설치되는 레일;
상기 레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 지지대차;
상기 지지대차에 지지되어 상기 지지부 및 상기 비트 모듈을 승강시키는 굴착장비 승강기;
를 더 포함하는 대심도 우물 굴착 장치.5. The method of claim 4,
A rail installed along an upper portion of the channel;
A support carriage installed movably along the rail;
An excavation equipment elevator supported by the support truck to elevate the support unit and the bit module;
Further comprising an excavator.
지상에서 소정 깊이만큼 연장되어 물을 저장하기 위한 도수로를 형성하는 단계;
상기 도수로의 중앙에 속이 빈 원통형의 제1 우물통을 위치시키는 단계;
상기 제1 우물통의 단부 내경에 가압 지지되는 지지판과, 상기 지지판의 중앙을 통해 연장되어 상기 지지판에 회전 가능하게 지지되고, 땅을 굴착하는 굴착 헤드를 갖는 비트 모듈을 위치시키는 단계;
상기 비트 모듈에 장착되는 돌출 비트를 상기 굴착 헤드의 측단부보다 원주방향으로 돌출되게 위치시키는 단계;
상기 도수로의 물을 상기 제1 우물통으로 주입하여 상기 비트 모듈을 통해 굴착면으로 분사하는 단계;
상기 비트 모듈 및 상기 돌출 비트를 회전시키면서 땅을 굴착하는 단계;
굴착 슬러지를 상기 지지판을 관통하여 연장되는 슬러지 배출 통로를 통해 지상으로 배출하는 단계;
굴착에 의해 상기 제1 우물통이 지하로 전진하여 매립됨에 따라 지상에서 상기 제1 우물통의 위에 제2 우물통을 위치시키고 상기 제1 우물통과 상기 제2 우물통을 접합시키는 단계;
를 포함하는 대심도 우물 굴착 방법.In a method of excavating a deep well,
Forming a channel for storing water, the channel extending a predetermined depth from the ground;
Positioning a first cylindrical water hole in the center of the waterway;
Positioning a bit module having a support plate which is pressed to be supported by an inner diameter of an end of the first reservoir and an excavating head which extends through the center of the support plate and is rotatably supported by the support plate and excavates the ground;
Positioning a protruding bit mounted on the bit module so as to protrude in a circumferential direction from a side end portion of the drilling head;
Injecting the water of the channel into the first wellbore and injecting the water through the bit module onto the excavation surface;
Drilling the ground while rotating the bit module and the protruding bit;
Discharging excavated sludge to the ground through a sludge discharge passage extending through the support plate;
Placing the second well in the ground above the first well and bonding the first well to the second well in the ground as the first well is advanced and buried underground by excavation;
Of the excavation.
상기 지지판이 지지되는 상기 우물통의 강성을 증가시키기 위해 상기 우물통의 단부 외경에 지지링을 끼우는 단계;
를 더 포함하는 대심도 우물 굴착 방법.The method according to claim 6,
Fitting a support ring at an outer diameter of an end of the water reservoir to increase rigidity of the reservoir to which the support plate is supported;
Further comprising the steps of:
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