KR20200130680A

KR20200130680A - 케이싱을 설치하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20200130680A
Application number: KR1020207023334A
Authority: KR
Inventors: 마르쿠 케스키니바
Original assignee: 민콘 노르딕 오와이
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2020-11-19
Also published as: US11319755B2; WO2019145602A1; FI20185061A1; EP3743590B1; EP3743590A4; JP7157174B2; CA3089247A1; CN111727297B; CA3089247C; KR102548847B1; CN111727297A; JP2021511459A; EP3743590C0; EP3743590A1; US20210062586A1

Abstract

시추공에 케이싱을 설치하기 위한 장치 및 방법을 개시한다. 상기 장치(100)는 케이싱(1), 케이싱(1) 내에 배열된 보링 파이프(2)를 포함하고, 상기 보링 파이프(2)는 압축 공기(3) 및 플러싱 매개체(4)를 위한 유동 채널을 포함한다. 상기 플러싱 매개체 유동 채널(4)은 상기 플러싱 매개체를 시추공의 바닥(B)으로 안내하도록 배치된다. 상기 장치(100)는 타격 해머의 실린더(9)에 배열된 압축 공기 작동식 타격 피스톤(6)을 포함하는 타격 해머(5) 및 케이싱(1)을 위한 구멍을 굴착하기 위한 구멍 굴착 수단(8)을 더 포함한다. 상기 플러싱 매개체 유동 채널(4)은 타격 피스톤(6)을 우회하도록 배열되거나, 또는 상기 플러싱 매개체 유동 채널(4)은 타격 피스톤(6)을 통과하도록 배열되며, 상기 장치에 있어 상기 굴착 수단(8)은 회전 운동을 전달하고 스플라인(28)을 통해 타격 피스톤(6)을 구동한 압축 공기를 전달하도록 구성되는 스플라인(28)을 더 포함한다.

Description

케이싱을 설치하기 위한 장치 및 방법

본 발명은 케이싱을 설치하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명은 또한 케이싱을 설치하는 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 케이싱을 부분적으로 암석에 박히도록 할 경우 그 케이싱 또는 폴을 단단한 지면에 설치하기 위한 효과적인 하나의 방법은 타격식 굴착(percussive drilling)이다. 이 경우, 케이싱은 내부에 보링 파이프와 그 보링 파이프의 끝에 다운-더-홀-해머(down-the-hole-hammer 또는 DTH 해머) 유형과 같은 타격 해머를 구비한다. 보링 파이프는 DTH 해머에 필요한 압축 공기가 그에 공급되는 중앙 개구부를 갖는다. 보링 파이프, DTH 해머, 파일럿 크라운(pilot crown) 및 그에 연결된 리머(reamer)는 보링 파이프의 상단부에서 회전 메커니즘에 의해 동시에 회전한다.

구멍의 천공은 해머에 의해 생성된 타격 기능과 보링 파이프의 회전에 의해 발생한다. 리머의 목적은 파일럿 크라운에 의해 이루어진 구멍을 크게 넓혀서 케이싱이 그 천공된 구멍에 맞도록 하는 것이다. 케이싱은 소위 케이싱 슈(casing shoe)를 추가로 구비할 수 있는데, 이에 의해 파일럿 크라운은 그것과 함께 케이싱을 천공된 구멍 내로 잡아당긴다. 방출된 물질의 제거는 DTH 해머의 배출 공기를 통해 이루어진다. 여기서, DTH 해머의 배출 공기는 파일럿 크라운의 구멍에 의하여 천공 중인 구멍의 바닥으로 안내되며, 이로부터 방출된 물질을 그와 함께 케이싱 내부로 또한 케이싱으로부터 지면까지 더욱 안내하기 위한 시도가 이루어진다.

여기서 문제는 전형적으로 공기 흐름의 일부가 불가피하게 지면으로 이탈된다는 것이다. 과도한 공기의 이탈은 주변 지면의 지압 강도(bearing strength)를 크게 저하시키는 결과가 되고, 따라서 건물 기초와 같은 주변 구조물에 위험을 초래할 수 있다.

파일럿 크라운의 설계로써 지면으로의 공기 이탈을 관리하는 것이 부분적으로 가능하다. 특히, 구멍의 바닥으로의 플러싱 공기(flushing air)의 취입이 그것이 크라운으로부터 배출되기 전에 그 구멍의 바닥과 평행하게 회전하는 크라운에 의해 공기가 지면으로 이탈하는 것이 감소된다.

더욱 효과적인 또 다른 방법은 시추공의 플러싱이 배출 공기에 의해서가 아니라 물 또는 또 다른 유사한 플러싱 매개체로써 발생하는 별도의 플러싱 회로를 사용하는 것이다. 이것은 소위 RC(Reverse Circulation: 역 순환) 굴착 시스템의 사용을 가능하게 한다. 상기 RC 드릴링 시스템은, 드릴링에서 생성된 느슨한 물질이 2중층 드릴 파이프의 중앙 개구부를 따라 구멍의 바닥에서부터 플러싱 되고 그것이 나중의 분석을 위해 보관될 수 있도록 하는, 연구조사 굴착용으로 원래 개발되었다.

상기한 RC 시스템은 RC 보링 파이프와 RC 해머로 구성된다. RC 보링 파이프는 전형적으로 외부 파이프 및 내부 파이프를 가지며, 내부 파이프의 내부 개구부와 외부 파이프와 내부 파이프 사이의 공간은 2개의 개별적인 유동 채널들을 형성한다. 실제의 RC 해머의 작동은 일반 DTH 해머의 작동과 동일하다. RC 해머에는 그 해머를 통과하는 파이프가 있으며, 그것을 따라서 해머의 배출 공기가 그 해머를 통과하여 흘러서 그와 함께 방출 물질을 운반한다. 해머의 타격 피스톤은 그 파이프에 대해 비교적 큰 중앙 개구부를 가지며, 이로써 DTH 해머의 작동에 필수적인 해당 파이프 및 공기 유동 채널이 타격 피스톤을 통해 꼭 맞도록 한다.

상기한 RC 보링 시스템은 공기가 지면으로 빠져나가는 것을 방지하는 것이 바람직한 지면 보링(ground boring)에 적용될 수 있다.

이 경우, RC 보링 파이프는 RC 해머에 필요한 작동 압축 공기뿐만 아니라 물과 같은 플러싱 매개체(flushing medium)를 RC 해머에 공급하는 데 사용된다. 상기 플러싱 매개체는 전형적으로 내부 파이프의 내부 개구부를 통해 공급되고, 압축 공기는 파이프들 사이의 공간을 통해 공급된다. RC 해머의 배출 공기는 케이싱 내부의 드릴 크라운을 통해 공급되고, 그로부터 지면으로 배출된다. 플러싱 매개체는 RC 해머를 통과하는 파이프를 통해, 또한 드릴 크라운을 통해, 구멍의 바닥으로 공급되고, 그로부터 방출된 물질을 그와 함께 쏟아지게(플러싱) 한다. 그 다음, 플러싱 매개체 및 방출 물질은 케이싱과 구멍 사이의 간극을 따라 지면으로 전달된다.

RC 보링 시스템을 사용하는 방법은 지면으로의 공기 유출이 전혀 허용되지 않는 보링 사이트에 가장 적합하다. 그러나 RC 해머를 통과하는 파이프에는 상대적으로 큰 중앙 개구부가 있는 타격 해머가 필요하다는 문제가 있다. 이것은 피스톤의 중량과 타격 피스톤이 앞뒤로 움직이는 공기압 작업 면을 실질적으로 감소시킨다. 다시 말해, RC 해머에 의해 생성된 천공력(boring power)은 종래의 DTH 해머보다는 대체로 더 낮다.

본 발명의 장치 및 방법은 후술하는 독립 청구항에 개시된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 실시 예들은 나머지 청구 범위에 개시된 것을 특징으로 한다.

본 출원의 명세서 및 도면에는 본 발명의 실시 예들이 개시되어 있다. 본 출원의 발명의 내용은 또한 하기 제시된 청구 범위와 다르게 정의될 수도 있다. 본 발명의 내용은 또한, 특히 개시된 또는 암시적인 부차적 과업들에 비추어 또는 획득된 이점들 또는 이점들의 그룹의 관점에서 본 발명을 검토한다면, 다수의 개별 발명들로 이루어질 수도 있다. 그 경우, 하기의 청구범위의 정의 중 일부는 개별적인 발명의 개념들과는 관련이 없을 수도 있다. 본 발명의 다른 실시 예들의 특징들은 기본적인 발명 개념의 범위 내에서 다른 실시 예에 적용될 수도 있다.

본 발명의 사상에 따라, 시추공(borehole)에 케이싱을 설치하기 위한 장치는 케이싱 및 상기 케이싱 내에 적응형으로 구성되는 보링 파이프를 포함하고, 상기 보링 파이프는 압축 공기 및 플러싱 매개체를 위한 유동 채널들을 포함하되, 상기 플러싱 매개체 유동 채널은 플러싱 매개체를 시추공의 바닥으로 안내하도록 배치되고, 타격 해머의 실린더에 배치되는 압축 공기 작동식 타격 피스톤, 및 케이싱을 위한 구멍을 뚫기 위한 구멍 굴착 수단을 포함하는 타격 해머를 또한 포함하고, 상기 플러싱 매개체 유동 채널은 상기 타격 피스톤을 우회하도록 구성된다.

시추공에 케이싱을 설치하기 위한 실시 예에 따른 장치는 케이싱과, 상기 케이싱 내에 배열된 보링 파이프를 포함하고, 상기 보링 파이프는 압축 공기를 위한 유동 채널을 포함한다. 상기 장치는 케이싱 내에 배치되고 상기 플러싱 매개체를 시추공의 바닥으로 안내하도록 배치되는 플러싱 매개체 유동 채널과, 상기 타격 해머의 실린더에 배열된 압축 공기 작동식 타격 피스톤을 포함하는 타격 해머, 및 상기 케이싱을 위한 구멍을 굴착하기 위한 구멍 굴착 수단을 포함하되, 상기 플러싱 매개체 유동 채널은 상기 타격 피스톤을 우회하도록 배열되거나, 또는 상기 장치에서 상기 굴착 수단은 회전 운동을 전달하고 스플라인들을 통해 상기 타격 피스톤을 구동한 압축 공기를 전달하도록 구성된 스플라인을 더 포함하고, 상기 장치에서 상기 플러싱 매개체 유동 채널은 상기 타격 피스톤을 통과하도록 구성된다.

시추공에 케이싱을 설치하기 위한 실시 예에 따른 장치는 케이싱과, 상기 케이싱 내에 배열된 보링 파이프를 포함하고, 상기 보링 파이프는 압축 공기를 위한 유동 채널과, 상기 케이싱 내에 배치되고 상기 플러싱 매개체를 시추공의 바닥으로 안내하도록 배치되는 플러싱 매개체 유동 채널을 포함하고, 타격 해머의 실린더에 배열된 압축 공기 작동식 타격 피스톤을 포함하는 타격 해머, 및 상기 케이싱을 위한 구멍을 굴착하기 위한 구멍 굴착 수단을 포함하되, 상기 플러싱 매개체 유동 채널은 상기 타격 피스톤을 우회하도록 배열되거나, 또는 상기 장치에서 상기 굴착 수단은 회전 운동을 전달하고 스플라인들을 통해 상기 타격 피스톤을 구동한 압축 공기를 전달하도록 구성된 스플라인을 더 포함하고, 상기 장치에서 상기 플러싱 매개체 유동 채널은 상기 타격 피스톤을 통과하도록 구성된다.

발명의 제2의 개념에 따르면, 케이싱을 설치하기 위한 방법은 타격 해머 및 구멍 굴착 수단뿐만 아니라 케이싱 및 보링 파이프를 포함하는 장치를 활용하되, 상기 방법에서 상기 보링 파이프는 케이싱 내부에서 회전하며, 상기 타격 해머는 압축 공기에 의해 구동되며, 시추공의 바닥은 타격 해머의 타격 피스톤을 지나 보링 파이프로부터 구멍 굴착 수단으로 또한 시추공의 바닥으로 이어지는 플러싱 매개체에 의해 플러싱 된다.

본 발명의 개념에 따르면, 케이싱을 설치하는 방법은 케이싱 및 보링 파이프, 타격 해머 및 구멍을 뚫기 위한 굴착 수단을 포함하는 장치를 활용하는바, 상기 방법에 있어, 상기 보링 파이프는 케이싱 내에서 회전되며, 상기 타격 해머는 압축 공기에 의해 구동되며, 시추공의 바닥은 타격 해머의 타격 피스톤을 지나 구멍 굴착 수단으로 또한 시추공의 바닥으로 이어지는 플러싱 매개체에 의해 플러싱 되거나, 또는 시추공의 바닥은 타격 피스톤을 통해 구멍 굴착 수단으로 또한 구멍의 바닥으로 이어지는 플러싱 매개체에 의해 플러싱 되고, 상기 장치에 있어 상기 굴착 수단은 회전 운동을 전달하는 스플라인을 포함하고, 이에 의해 상기 타격 피스톤을 구동한 압축 공기는 스플라인을 통해 전달된다.

이하에서, 본 발명의 어떤 실시 예들은 무작위의 순서로 수행된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 타격 해머의 실린더 외부에, 상기 실린더 벽과 함께 상기 플러싱 매개체 유동 채널의 일부를 형성하는, 타격 피스톤을 우회하는, 외각(shell)이 배열되어 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 타격 피스톤을 우회하는, 상기 플러싱 매개체 유동 채널의 부분은 상기 타격 해머의 실린더 주위로 원형으로 연장된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 실린더의 외부에 배열된 외각은 타격 해머의 외면의 일부를 형성한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 타격 해머의 실린더 외부에는 상기 타격 피스톤을 우회하여 상기 플러싱 매개체 유동 채널의 일부를 형성하는 하나 또는 다수의 파이프들이 배열된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 타격 피스톤을 우회하는, 상기 플러싱 매개체 유동 채널의 부분은 그의 상단에 의해 보링 파이프의 어댑터에 연결되며, 상기 플러싱 매개체 유동 채널을 상기 장치의 종 방향의 중심축으로부터 더욱 이동시키도록 배열된 어댑터 유동 채널을 갖는다.

일 실시 예에 따르면, 상기 장치는 케이싱 또는 케이싱에 고정된 케이싱 슈(casing shoe)에 연결되는 적어도 하나의 칼라(collar)를 더 포함하며, 여기서 상기 타격 피스톤을 우회하는 플러싱 매개체 유동 채널의 부분은 그의 하단부에 의해 연결된다 적어도 하나의 칼라에 연결된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 장치의 적어도 하나의 칼라는 상기 적어도 하나의 칼라를 케이싱 또는 케이싱 슈에 고정하기 위한 적어도 하나의 잠금 부재(locking member)를 더 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 잠금 부재는 가압된 플러싱 매개체에 의해 상기 적어도 하나의 칼라를 케이싱 또는 케이싱 슈에 고정하도록 구성된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 잠금 부재는 상기 적어도 하나의 칼라를 케이싱 또는 케이싱 슈에 고정하도록 구성된 압력 라인을 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 타격 해머는 타격 피스톤을 우회하여 상기 플러싱 매개체 유동 채널의 일부와 유동 상태로 연결되도록 구성되는 바닥 부재의 적어도 하나의 플러싱 매개체 유동 채널을 갖는 바닥 부재를 포함하고, 상기 구멍 굴착 수단은 상기 굴착 수단의 적어도 하나의 플러싱 매개체 유동 채널을 포함하되, 이것은 상기 바닥 부재의 상기 플러싱 유체 채널과 유동 상태로 연결되어 상기 플러싱 매개체를 상기 시추공의 바닥으로 안내하도록 구성된다.

일 실시 예에 따르면, 바닥 부재의 유동 채널은 상기 바닥 부재의 내면에 배열되고, 상기 장치의 종 방향의 중심축에 적어도 대체로 수직인 상기 내면의 평면에서 순환하는 원형 유동 홈을 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 원형 유동 홈의 폭, 즉 상기 장치의 종 방향의 중심축 방향의 치수는, 상기 플러싱 매개체 유동 채널이 상기 굴착 수단의 움직임에 관계없이, 천공 작업의 전체 지속시간 동안 개방 상태를 유지하도록 충분히 넓게 그 치수가 정해진다.

일 실시 예에 따르면, 상기 원형 유동 홈의 양 측면 상에 배치되는 밀폐 부재들(seals)이 존재한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 구멍 굴착 수단은 굴착 수단의 적어도 하나의 플러싱 매개체 유동 채널을 포함하되, 이것은 상기 플러싱 매개체를 상기 플러싱 매개체 유동 채널로부터 시추공의 바닥으로 안내하도록 구성되며, 상기 장치에 있어, 상기 플러싱 매개체 유동 채널은 상기 타격 피스톤을 통과하도록 구성된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 타격 피스톤을 구동한 압축 공기는, 상기 타격 해머의 실린더와 유동 상태로 연결되는 구멍 굴착 수단에 중앙 개구부와, 상기 타격 해머의 바닥 부재를 방사상으로 통과하는 적어도 하나의 공기 채널을 포함하는, 배출 공기 채널에 의해 제거되고, 상기 공기 채널은 타격 해머와 케이싱 사이의 공간에 유동 상태로 연결된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 굴착 수단은 회전 운동을 전달하고 스플라인을 통해 타격 피스톤을 구동한 압축 공기를 전달하도록 구성된 스플라인들을 더 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 타격 피스톤을 구동한 압축 공기는, 상기 타격 해머의 실린더와 유동 상태로 연결되는 구멍 굴착 수단을 지나서 이어지는 적어도 하나의 측면 배출 공기 채널과, 상기 적어도 하나의 배출 공기 채널과 유동 상태로 연결되는 공기 유동 채널과, 그리고 상기 타격 해머의 바닥 부재를 방사상으로 통과하는 적어도 하나의 공기 채널을 포함하는, 배출 공기 채널에 의해 제거되며, 상기 공기 채널은 상기 타격 해머와 케이싱 사이의 공간으로 유동 상태로 연결된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 측면 배출 공기 채널은 스플라인들 사이에 형성된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 원형 유동 홈은 바닥 부재의 내면 상에 상기 구멍 굴착 수단과 대면하도록 배열되고, 상기 장치의 종 방향 중심축에 적어도 대체로 수직인 상기 내면의 일부의 평면에서 순환하도록 배치된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 타격 해머는 DTH 해머이다.

이하, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 더 상세하게 설명된다.
도 1은 케이싱을 설치하기 위한 장치의 개략적인 측면 단면도이다.
도 2a는 케이싱을 설치하기 위한 제2 장치의 개략적인 측면 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 장치의 A-A에 따른 단면도이다.
도 3a는 케이싱을 설치하기 위한 제3 장치의 개략적인 측면 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 장치의 세부적 부분의 개략적인 측면 단면도이다.
도 4a는 케이싱을 설치하기 위한 장치의 개략적인 측면 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 장치의 세부적 부분의 개략적인 측면 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 도 4a 및 4b의 장치의 칼라의 대안적인 세부적 부분의 측면 단면도이다.
도 6은 상기 장치의 세부적 부분의 개략적인 측면 단면도이다.
도 7a는 케이싱을 설치하기 위한 장치의 개략적인 측면 단면도이다.
도 7b는 도 7a의 장치의 세부적 부분의 개략적인 측면 단면도이다.
도 8은 상기 장치의 칼라의 세부적 부분의 측면도이다.
설명의 명료성을 위해, 상기 도면들은 본 발명을 단순화된 방식으로 도시한다. 유사한 부분은 도면에서 동일한 참조 번호로 표시된다.

도 1은 케이싱(casing)을 설치하기 위한 장치의 개략적인 측면 단면도이다.

상기 장치(100)는 전형적으로 영구적으로 지면에 설치되는 관형 부재인 케이싱(1)을 포함한다. 케이싱(1)의 설치 단계에서, 보링 파이프(boring pipe)(2)는 케이싱의 내부에서 회전하도록 그 내부에 배치된다. 상기 장치(100)는 압축 공기에 의해 작동되는 타격 해머(percussion hammer)(5)를 더 포함한다. 이 목적을 위해, 상기 장치(100)는 압축 공기(3)를 위한 유동 채널을 구비하는 것을 특징으로 한다. 시추공(borehole)의 바닥(X)은 유동 채널(4)을 통해 그 시추공의 바닥(B)에 공급되는 플러싱 매개체(flushing medium)에 의해 플러싱(씻겨내림) 된다.

상기한 플러싱 매개체는 물, 보링 슬러지(boring sludge)와 같은 물을 함유한 혼합물, 또는 유동하는 형태의 기타 적합한 물질일 수 있다.

도 5에 도시된 타격 해머(5)는 압축공기 작동식 DTH 해머(down-the-hole-hammer)이다. 상기 타격 해머(5)는, 그것이 발명의 기본 개념에 관련되는 한, DTH 해머 이외의 해머일 수도 있음은 명백하다.

그러나 도면들은 본 발명의 관점에서 필수적인 해머 부분만을 도시하고 있다는 점에 유의하여야할 것이다. 도면들은 파일럿 크라운의 상단에 설치된 풋 밸브(foot valve)를 사용하지 않는 DTH 해머의 일 실시 예를 도시하고 있다. 본 발명에 따른 장치는 풋 밸브가 제공되는 실시 예에도 당연히 적합하다.

상기 타격 해머(5)는 그 타격 해머의 실린더(9)에 전후방으로 움직일 수 있게 배치되는 압축공기 작동식 타격 해머(6)를 포함한다.

상기 장치(100)는 케이싱(1)을 위한 지면으로 구멍을 뚫기 위한 구멍 굴착 수단(hole drilling means)(8)을 더 포함한다. 도면에 도시된 실시 예에서, 구멍 굴착 수단(8)은 파일럿 크라운(pilot crown)(26) 및 리머(reamer)(27)를 포함한다. 구멍 굴착 수단(8)은 또 다른 방식으로 형성될 수도 있는데, 일 실시 예에 있어, 상기 굴착 수단(8)은 소위 윙 리머(wing reamer), 다시 말하면, 개방된 날개를 구비한 드릴 크라운(drill crown)을 포함한다.

상기 장치에서, 플러싱 매개체 유동 채널(4)은 타격 해머(5)의 타격 피스톤(6)을 우회하도록 구성된다. 이러한 구성의 장점은, 타격 피스톤의 무거운 중량과 넓은 공기압 작동 면적으로 인해 타격 피스톤의 굴착력이 높으면서도, 시추공의 바닥(B)의 플러싱 작용이 개별적인 플러싱 회로를 사용하여 효과적으로 구현될 수 있다는 점이다. 본 개념에 따르면, DTH 해머와 RC 해머의 장점이 조합되었음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1에 도시된 실시 예에서, 상기한 플러싱 매개체 유동 채널(4)은 타격 피스톤(6)을 우회하고 타격 해머의 실린더(9) 주위에서 원형으로 연장되는 부분(12)을 포함한다. 상기 유동 채널의 상기한 부분(12)은 실린더(9) 주위에 관 형상의 외각(tubular shell)(10)을 배치함으로써 형성된다. 상기 외각은 강철 또는 유사한 재료로 형성될 수 있다. 도 1에 따르면, 실린더(9) 외부에 배열된 상기한 외각(10)은 타격 해머(5)의 외면의 일부를 형성할 수 있지만, 반드시 그렇지는 않다.

타격 피스톤의 상기 플러싱 매개체 유동 채널을 우회하는 부분(12)은 그의 상단에서 보링 파이프의 어댑터(14)에 연결되며, 이것은 보링 파이프(2)를 타격 해머(5)에 연결한다. 보링 파이프 어댑터(14)는 어댑터 유동 채널(15)을 가지며, 이것은 상기 장치의 종 방향의 중심축(X)으로부터 플러싱 매개체 유동 채널(4)을 더욱 이동하도록 배열되며, 그렇게 함으로써 유동 채널의 상기한 부분(12)은 바람직하게는, 유동 기술적인 의미에서는, 보링 파이프의 플러싱 매개체 채널로 연결될 수 있다.

타격 해머(5)는 바닥 부재(16)를 포함하되, 이것은 타격 피스톤을 우회하여, 유동 채널 플러싱 매개체의 상기한 부분(12)에 유동 상태로 연결되도록 구성되는, 상기 바닥 부재의 적어도 하나의 플러싱 매개체 유동 채널(17)을 갖는다. 일 실시 예에서, 상기 플러싱 매개체 유동 채널들(17)의 수는 3이다. 상기 바닥 부재의 플러싱 매개체 유동 채널(17)의 임무는 플러싱 매개체를 타격 해머(5)의 구조로부터 구멍 굴착 수단(8)으로 안내하는 것이다.

상기 구멍 굴착 수단(8)은 플러싱 매개체를 시추공의 바닥(B)으로 안내하는 적어도 하나의 굴착 수단 플러싱 매개체 유동 채널(18)을 포함한다. 일 실시 예에서, 상기한 굴착 수단 플러싱 매개체 유동 채널들(18)의 수는 3이다.

도 1의 실시 예에서, 유동 채널(18)은 시추공의 바닥(B)에 대해 중심축(X)에 대략 평행하게 개방되어 있다. 이러한 방식으로, 시추공의 바닥(B)에 대해 직접적으로 효율적인 플러싱이 이루어진다. 어떤 다른 실시 예들에 있어, 유동 채널(18)은 중심축에 대해 대체로 다른 각도로 개방되고, 그에 의해 구멍 바닥의 방향으로의 유동이 향상될 수 있다. 제3 실시 예에 있어, 서로 다른 방향으로 상호 지향되는 복수의 유동 채널들(18)이 존재한다.

도면에 개시된 실시 예에서, 바닥 부재의 유동 채널(17)은, 바닥 부재(16)의 원통형 내면에 배치되고 상기 장치의 종 방향의 중심축(X)에 적어도 대체로 직각을 이루는 상기한 내면의 평면에서 순환하는, 원형 유동 홈(circular flow groove)(19)을 포함한다. 상기 원형 유동 홈(19)의 폭, 즉 상기 장치의 종 방향 중심축(X) 방향의 치수는, 상기한 플러싱 매개체 유동 채널(4)이 굴착 수단(8)의 움직임에 관계없이 천공 작업의 전체 지속 기간 중 개방 상태를 유지하도록 충분히 넓은 크기를 갖는다. 상기 구멍 굴착 수단(8)은 화살표 M으로 도시된 방식으로 타격 피스톤의 중심축(X) 방향으로의 충격에 의해 이동하고, 추가로 구멍 굴착 수단(8)은 중심축(X)을 중심으로 회전한다.

원형 유동 홈(19)의 양 측면에, 바람직하게는, 밀폐 부재(seal)(20)(도 2a에 도시됨)가 설치되는데, 그 목적은 플러싱 매개체가 플러싱 매개체 채널로부터 누출되는 것을 방지하는 것이다.

타격 피스톤(6)은 압축 공기 유동 채널(3)로부터 타격 해머의 실린더(9)로 공급되는 압축 공기에 의해 작동된다. 도 1의 실시 예에서, 타격 피스톤(6)을 작동시킨 압축 공기는 굴착 수단(8)에 중심 개구부(22)를 포함하는 배출 공기 채널(21)에 의해 실린더(9)로부터 제거된다. 이것은 타격 해머의 바닥 부재(16)를 방사상으로 통과하는 적어도 하나의 공기 채널(23)에 유동 상태로 연결되어 있으며, 이 채널은 이어서 타격 해머(5)와 케이싱(1) 사이의 공간에 유동 상태로 연결되어 있다. 공기는 케이싱(1)의 상단에서 이 공간을 빠져나간다.

도 2a는 케이싱을 설치하기 위한 제2 장치의 개략적인 측면 단면도이고, 도 2b는 그의 단면(A-A)을 나타낸다. 이 실시 예에서, 플러싱 매개체 유동 채널은 도 1의 실시 예에서와 동일한 방식으로 구현되지만, 그 대신에, 압축 공기의 제거를 마련함에 있어 다르다. 여기서, 타격 피스톤(6)을 구동한 압축 공기는, 적어도 하나의 측면 배출 공기 채널(24)을 포함하고 구멍 굴착 수단(8)을 지나서 타격 해머의 실린더(9)에 유동 상태로 연결되는, 배출 공기 채널(21)에 의해 제거된다.

이것의 장점은, 배출 공기를 위해 구멍 굴착 수단(8)에서, 견고성을 감소시킬 수도 있는, 채널을 뚫거나, 그렇지 않으면, 채널을 가공할 필요가 없다는 것이다.

도 2b는 측면 배출 공기 채널(24)이 회전 운동을 구멍 굴착 수단(8)에 전달하는 스플라인들(splines)(28) 사이에 형성되어 있는 실시 예를 도시한다.

배출 공기 채널(21)은 바닥 부재(16)의 내면에 배치된 원형 공기 유동 채널(25)을 더 포함한다. 상기한 원형 공기 유동 채널(25)은 상기 장치의 종 방향 중심축(X)에 적어도 대체로 수직인 평면에서 상기 내면을 순환시킨다.

상기 원형 유동 홈(25)의 폭, 즉 상기 장치의 종 방향 중심축(X) 방향의 치수는, 유동 채널(21)이 구멍 굴착 수단(8)의 움직임에 관계없이 천공 작업의 전체 지속시간 동안 개방 상태를 유지하도록 하기에 충분히 크다.

상기한 원형 공기 유동 채널(25)은 타격 해머의 바닥 부재(16)를 통과하는 상기 적어도 하나의 공기 배출 채널(24) 및 적어도 하나의 공기 채널(23)에 유동 상태로 연결되고, 이 채널은 이어서 타격 해머(5) 및 케이싱(1) 사이의 공간에 유동 상태로 연결되어 있다. 공기는 전술한 방식으로 상기 갭을 빠져나간다.

도 3a는 케이싱을 설치하기 위한 제2 장치의 개략적인 측면 단면도이고, 도 3b는 그 측면으로부터의 단면의 세부를 부분적으로 도시한다. 본 발명의 개념에 따르면, 타격 피스톤(6)을 우회하는, 플러싱 매개체 유동 채널의 상기한 부분(12)은 타격 해머의 실린더(9) 외부에 배치된 파이프(13)를 사용하여 형성된다. 도 3a의 실시 예에서는 하나의 파이프(13)만 존재하는 것으로 도시되어 있지만, 더 많은 파이프가 있을 수도 있음은 명백하다.

여기서 장점은, 상기 플러싱 매개체 유동 채널(4)을 매우 간단한 방식으로 구현할 수 있다는 것이다.

다른 측면에 있어, 상기 플러싱 매개체 유동 채널(4)은 도 1의 실시 예와 같이 구현된다.

배출 공기 채널(21)은 굴착 수단(8)에 형성된 공기 채널(23), 및 그로부터 바닥 부재(16)로, 또한 바닥 부재를 통해 이어지는 채널을 포함한다.

도 4a는 케이싱을 설치하기 위한 장치의 개략적인 측면 단면도이고, 도 4b는 그 측면으로부터 단면의 상세를 도시한다. 이 실시 예에서, 플러싱 매개체 유동 채널(4)은, 도 3a에 있어서와 같이, 유동 채널의 일부분(12)에 의해 구현될 수 있는데, 이 부분은 바람직하게는 파이프(13) 또는 호스이다. 도 3a에서, 상기 파이프(13)는 그 상단이 보링 파이프의 어댑터(14)에 연결되고, 이에 의해 보링 파이프(2)와 함께 회전한다. 도 4a 및 4b의 실시 예에서, 파이프(13)는 그 하단부에 의해 적어도 하나의 칼라(30)에 연결될 수 있는데, 이것은 바람직하게는 원형이며, 그에 의해 상기 파이프(13)는 보링 파이프(2)와 함께 회전할 수 없다. 상기 칼라(30)는 슬리브와 같은 적어도 하나의 잠금 부재(32)에 의해, 케이싱(1) 또는 그 케이싱(1)에 연결된 드릴 슈(drill shoe)(31)에 연결 또는 고정될 수 있다. 상기 칼라(30)의 고정 또는 잠금 기능은 대칭으로 설정된 잠금 부재들(32)에 의해 구현될 수도 있다. 상기 잠금 부재(32)는 고무 또는 다른 적절한 가요성 재료로 형성될 수 있다. 파이프(13)는 고정형 및 비-회전 방식으로 케이싱(1)에 고정될 수 있으며, 그럼으로써 이것은 보링 파이프(2)와 함께 회전하지 않을 것이다. 잠금 부재(32)에 의해 칼라(30)는 케이싱에 고정 및 밀폐될 수 있고, 이것에 의해 모든 플러싱 매개체를 시추공의 바닥(B)으로 안내할 수 있다. 상기 장치(100)는 물이 다른 구조물에 도달하는 것을 방지하기 위해 하나 또는 다수의 밀폐 부재들(38)을 더 포함할 수 있다.

비-회전식 파이프(13)에 의해 플러싱 매개체가 타격 피스톤(6)을 지나서 안내되는 해결책을 사용함으로써, 상당한 절감이 달성되는데, 그 이유는 표준형 타격 해머(5) 및 보링 파이프(2)가 특수한 목적을 위해 제작된 것 대신에 사용될 수 있기 때문이다. 또한, 플러싱 매개체는 일반 파이프(13) 및 펌프에 의해 공급될 수 있다. 상기 파이프(13)는 또한, 일단 천공이 완료되면, 그 천공된 구멍을 강화시키기 위해 천공된 구멍의 바닥(B)에 시멘트 슬러리를 주입하기 위해 사용될 수 있다.

도 4a 및 4b에 따른 실시 예에서, 압축 공기의 제거는 도 2a에 도시된 실시 예에서와 같이 마련될 수 있다. 타격 피스톤(6)은 압축 공기 유동 채널(3)로부터 타격 해머의 실린더(9)로 공급되는 압축 공기에 의해 작동된다. 타격 피스톤(6)을 구동한 압축 공기는, 적어도 하나의 측면 배출 공기 채널(24)을 포함하고 굴착 수단(8)을 지나서 이어지고 타격 해머의 실린더(9)에 유동 상태로 연결되어 있는, 배출 공기 채널(21)에 의해 제거된다. 상기 배출 공기 채널(21)은 바닥 부재(16)의 내면에 배열되는 원형 공기 유동 채널(25)을 포함한다. 상기 원형 공기 유동 채널(25)은 타격 해머의 바닥 부재를 통과하는 적어도 하나의 공기 채널 및 상기 적어도 하나의 측면 배출 공기 채널(24)에 유동 상태로 연결되어 있으며, 이 채널은 이어서 타격 해머(5)와 케이싱(1) 사이의 공간에 유동 연결되어 있고, 그로부터 파이프의 상단에는 공기가 존재한다.

도 4a 및 4b에 따른 실시 예에서, 압축 공기의 제거는 또한, 측면 배출 공기 채널(24)이 도 2b의 실시 예에서 설명된 바와 같이 굴착 수단(8)에 회전 운동을 전달하는 스플라인들(28) 사이에 형성되도록 배치될 수 있다.

도 5a 내지 5c는 도 4a 및 4b의 장치의 칼라(30)의 대안적인 세부적 부분의 측면 단면도이다. 명확성을 위해, 도 5a 내지 5c는 도 4a 및 4b에 도시된 세부적 부분에 상응할 수 있는 배출 공기 채널(21)은 도시하지 않는다. 도 5a의 실시 예에서, 칼라(30)는 잠금 부재(32)를 포함할 수 있다. 상기 칼라(30) 및 잠금 부재(30)는 원형으로서 케이싱(1)의 내면 상에서 순환할 수 있다. 칼라(30)는 케이싱(1) 또는 케이싱에 연결된 케이싱 슈(31)에 연결된다. 상기 잠금 부재(32)는 케이싱(1)에 대해 칼라(30)의 외면상에 위치될 수 있고, 칼라(30)를 고정 및 밀폐하여 파일럿 크라운(26)과의 회전을 방지한다. 적어도 하나의 잠금 부재(32)는 가압된 플러싱 매개체에 의해 케이싱(1) 또는 케이싱 슈(31)에 적어도 하나의 칼라(30)를 잠그도록 배치될 수 있다. 상기 잠금 부재(32)는 도 5a에 도시된 바와 같이 개방된 내부(35)를 포함할 수 있거나, 또는 그 내부는 고형일 수 있다. 개방된 내부(35)는 플러싱 매개체가 잠금 부재(32)의 내부에 접근할 수 있게 한다. 개방된 내부(35)를 갖는 잠금 부재(32)를 제작하는 것이 더 용이할 뿐만 아니라 경제적이다. 압력 제한 밸브(34)에 의해, 플러싱 매개체의 압력이 적절하게 상승하여 상기 칼라(30)를 비-회전 방식으로 케이싱(1)에 고정시킬 수 있다. 바람직하게는, 압력은 4 bar 이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 가압 플러싱 매개체는 파이프(13)로부터 잠금 부재(30)로 안내될 수 있으며, 여기서 잠금 부재(32)는 케이싱에 대해 가압이 인가된다. 일 실시 예에 따르면, 압축 공기의 제거는 회전 운동을 전달하는 스플라인(28)을 통해 배열될 수 있다. 상기한 플러싱 매개체의 흐름은 화살표 F로 표시되고 압축 공기의 제거는 화살표 R로 표시된다.

도 5b에 도시된 실시 예에 따르면, 칼라(30)의 잠금 및 밀폐 동작은 잠금 부재(32)에 의해 수행될 수 있으며, 여기서 잠금 동작은 잠금 부재의 별도의 압력 라인(33) 상에서 수행될 수 있다. 압력 라인(33)을 통해 케이싱(1)에 대해 칼라(30)를 잠그고 밀폐하기 위해 가압 물질이 화살표(S)에 따라 도입될 수 있다. 밀폐 부재(20)에 의해, 칼라(30)와 파일럿 크라운(26) 사이의 누설 간극(leakage gap)이 밀폐되고 케이싱 내부에서의 물의 접근을 방지될 수 있다. 도 5b의 실시 예에서, 잠금 부재(32)는 폐쇄된 내부를 포함한다. 도 5c는 도 5b에 따른 장치를 도시하는데, 여기서 잠금 부재(32)는 개방된 내부(35)를 포함한다.

도 6은 본 장치의 세부의 개략적인 측면 단면도이다. 도면을 단순화하기 위해, 케이싱(1) 또는 케이싱 슈(31)는 도시되지 않았다. 도 4a 및 4b에 따르면, 플러싱 매개체는 파이프(13)를 따라 칼라(30)로 인입되고, 그 칼라(30)는 케이싱(1) 또는 케이싱 슈(31)에 회전 불가능하게 고정된다. 이 장치에서, 타격 해머(5)는 풋 밸브(foot valve)(36)가 있거나 또는 그것이 없는 파일럿 크라운(26)을 포함한다. 가압된 배출 공기(R)는 파일럿 크라운(26)을 통해 배열된 중심 개구부(22)를 통해 인입될 수 있고, 적어도 하나의 공기 채널(23)을 통해 타격 해머(5)와 케이싱(1) 사이의 공간으로 제거될 수 있다.

도 8은 상기 장치의 칼라(30)의 세부 측면도이다. 도 8은 도 5a 내지 5b의 그것과 유사한 장치를 기술하고 있지만, 상기 칼라(30)의 잠금장치는 또 다른 방식으로 배열된다. 파이프(13)는 그 하단부에 의해 적어도 하나의 칼라(30)에 연결될 수 있다. 칼라(30)는 적어도 하나의 잠금 부재(32b)에 의해 케이싱(1) 또는 그 케이싱(1)에 연결된 케이싱 슈(31)에 연결되거나 고정될 수 있다. 상기 잠금 부재(32b)는, 케이싱 슈(31)와 칼라(30) 사이에, 도 8의 기어장치(gearing)와 같은 기계적 잠금장치를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 잠금 부재(32b)는 케이싱(1)의 내면 또는 케이싱 슈(30) 상에, 예를 들어, 용접에 의해 고정되는 적어도 하나의 리브(rib), 돌출부 또는 핀을 포함할 수 있다. 칼라(30)의 외면에 적어도 하나의 홈을 형성하여 상기 칼라(30)를 비-회전 방식으로 케이싱(1) 또는 케이싱 슈(31)의 상기한 리브, 돌출부 또는 핀에 고정시키는 것이 마찬가지로 가능하다. 상기한 칼라(30)는 대칭으로 배치된 잠금 부재(32b)에 의해 구현될 수도 있다.

도 7a는 케이싱을 설치하기 위한 장치의 개략적인 측면 단면도이다. 도 7b는 도 7a의 장치의 세부의 개략적인 측면 단면도이다. 도 1 내지 6과는 달리, 시추공의 바닥(B)은 플러싱 매개체에 의해 플러싱 될 수 있는데, 이것은 중앙 개구부(22)의 플러싱 매개체 파이프(39)를 따라 구멍 굴착 수단(8)으로, 또한 상기 굴착 수단의 플러싱 매개체 유동 채널(18)을 따라서 시추공의 바닥(B)으로 타격 피스톤(6)을 통해 안내된다. 도 7a 및 7b에 따른 실시 예들에 있어, 압축 공기의 제거는 도 2a에 따라 측면 배출 공기 채널(24)을 통해 마련될 수 있다. 일 실시 예에서, 측면 배출 공기 채널(24)은, 도 2b, 도 4a, 도 4b, 도 5a 내지 5b의 실시 예에서 설명된 바와 같이, 굴착 수단(8)에 회전 운동을 전달하는 스플라인들(28) 사이에 형성된다.

상기 장치(100)는, 예를 들어, 다음 방법에 따라 사용될 수 있다:

- 케이싱(1) 내부에서 보링 파이프(2)를 회전시키는 동작,

- 압축 공기에 의해 타격 해머(5)를 구동시키는 동작, 및

- 상기 타격 해머의 타격 피스톤(6)을 지나서 시추공(2)으로부터 구멍 굴착 수단(8)까지, 더 나아가서 시추공의 바닥(B)에까지 이어지는 플러싱 매개체에 의해 시추공의 바닥(B)을 플러싱 함으로써, 또는 타격 피스톤(6)을 통해 구멍 굴착 수단(8)으로, 더 나아가서 시추공의 바닥(B)에까지 이어지는 플러싱 매개체에 의해 시추공의 바닥(B)을 플러싱 함으로써, 방출된 물질을 제거하고, 상기 장치에 있어 굴착 수단(8)은 회전 운동을 전달하는 스플라인들(28)을 포함하되, 이에 의해 타격 피스톤(6)을 구동한 압축 공기가 스플라인들(28)을 통해 이어지는 것인 동작.

경우에 따라, 본 출원에 개시된 특징들은 다른 특징들에 관계없이 그대로 사용될 수 있다. 반면에, 필요한 경우에는, 본 출원에 개시된 특징들은 다른 조합을 제공하기 위해 결합될 수도 있다.

상기한 도면들 및 그와 관련된 개시는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 것으로 의도된다. 당해 기술 분야의 전문가라면, 본 발명은 전술한 실시 예들에만 한정되지 않으며, 본 발명은 몇몇 실시 예들을 통해 개시되고 있지만, 본 발명의 다양한 변형 및 상이한 응용이 후술하는 청구범위에 정의된 본 발명의 개념 내에서 실현 가능하다는 것이 자명할 것이다.

1: 케이싱(casing)
2: 보링 파이프(boring pipe)
3: 압축 공기 유동 채널(compressed air flow channel)
4: 플러싱 매개체 유동 채널(flushing medium flow channel)
5: 타격 해머(percussion hammer)
6: 타격 피스톤(percussion piston)
8 구멍 굴착 수단(hole drilling means)
9: 타격 해머 실린더(percussion hammer cylinder)
10: 외각(shell)
11: 실린더 벽(cylinder wall)
12: 유동 채널 부분(part of flow channel)
13: 파이프(pipe)
14: 보링 파이프 어댑터(boring pipe adaptor)
15: 어댑터 유동 채널(adaptor flow channel)
16: 타격 해머의 바닥 부재(bottom member of percussion hammer)
17: 바닥 부재 플러싱 매개체 유동 채널(bottom member flushing medium flow channel)
18: 굴착 수단 플러싱 매개체 유동 채널(drilling means flushing medium flow channel)
19: 원형 유동 홈(circular flow groove)
20: 밀폐 부재(seal)
21: 배출 공기 채널(exhaust air channel)
22: 중앙 개구부(center opening)
23: 공기 채널(air channel)
24: 측면 배출 공기 채널(side exhaust air channel)
25: 원형 공기 유동 채널(circular air flow channel)
26: 파일럿 크라운(pilot crown)
27: 리머(reamer)
28: 스플라인(spline)
30: 칼라(collar)
31: 케이싱 슈(casing shoe)
32, 32b: 잠금 부재(locking part)
33: 압력 라인(pressure line)
34: 압력 제한 밸브(pressure limit valve)
35: 개방 내부(open inner part)
36: 분배 밸브(distributing valve)
37: 댐퍼(damper)
38: 밀폐 부재(seal)
39: 플러싱 매개체 파이프(flushing medium pipe)
100: 장치(arrangement)
B: 시추공의 바닥
F: 플러싱 매개체
P: 압축 공기
R: 배출 공기
X: 장치의 종 방향의 중심축

Claims

시추공에 케이싱을 설치하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치(100)는,
- 케이싱(1),
- 상기 케이싱(1) 내에 배열되며, 압축 공기(3)를 위한 유동 채널을 포함하는 보링 파이프(2),
- 상기 케이싱(1) 내에 배치되고 플러싱 매개체를 시추공의 바닥(B)으로 안내하도록 배열된 플러싱 매개체 유동 채널(4),
- 타격 해머의 실린더(9)에 배열되는 압축 공기 작동식 타격 피스톤(6)을 포함하는 타격 해머(5), 및
- 상기 케이싱(1)을 위한 구멍을 시추하기 위한 구멍 굴착 수단(8)을 포함하되,
상기 플러싱 매개체 유동 채널(4)은 상기 타격 피스톤(6)을 우회하도록 배치되거나, 또는
상기 장치에서 상기 굴착 수단(8)은 회전 운동을 전달하고 상기 스플라인(28)을 통해 상기 타격 피스톤(6)을 구동한 압축 공기를 안내하도록 구성되는 스플라인들(28)을 더 포함하되, 상기 장치에서 상기 플러싱 매개체 유동 채널(4)은 상기 타격 피스톤(6)을 통과하도록 배치되는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 타격 해머의 실린더(9)의 외부에는, 상기 실린더 벽(11)과 함께 상기 플러싱 매개체 유동 채널의 일부(12)를 형성하는, 상기 타격 피스톤(6)을 우회하는, 외각(10)이 배치되는 것인 장치.
제2항에 있어서, 상기 타격 피스톤(6)을 우회하는, 상기 플러싱 매개체 유동 채널의 일부(12)는 상기 타격 해머의 실린더(9)를 둘레에서 원형으로 연장되는 것인 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 실린더(9)의 외부에 배열된 상기 외각(10)은 상기 타격 해머(5)의 외면의 일부를 형성하는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 타격 해머의 실린더(9)의 외부에, 상기 플러싱 매개체 유동 채널의 일부(12)를 형성하는, 상기 타격 피스톤(6)을 우회하는, 하나 또는 다수의 파이프(13)가 배열되는 것인 장치.
선행하는 청구항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 타격 피스톤을 우회하는 상기 플러싱 매개체 유동 채널의 일부(12)는 그 상단부에서 보링 파이프의 어댑터(14)에 연결되고, 상기 플러싱 매개체 유동 채널(4)을 상기 장치의 종 방향 중심축(X)으로부터 더욱 이동시키도록 배치되는 어댑터 유동 채널(15)을 구비하는 것인 장치.
제5항에 있어서, 상기 케이싱(1) 또는 상기 케이싱(1)에 고정된 케이싱 슈(31)에 연결되는 적어도 하나의 칼라(30)를 더 포함하되, 여기서 상기 타격 피스톤(6)을 우회하는 상기 플러싱 매개체 유동 채널(12)의 일부(12)는 그 하단부에 의해 적어도 하나의 칼라(30)에 연결되는 것인 장치.
제7항에 있어서, 적어도 하나의 칼라(30)는 상기 적어도 하나의 칼라(30)를 케이싱(1) 또는 케이싱 슈(31)에 고정하기 위한 적어도 하나의 잠금 부재(32, 32b)를 더 포함하는 것인 장치.
제8항에 있어서, 적어도 하나의 잠금 부재(32)는 가압된 플러싱 매개체에 의해 적어도 하나의 칼라(30)를 케이싱(1) 또는 케이싱 슈(31)에 고정하도록 구성되는 것인 장치.
제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 잠금 부재(32)는 상기 적어도 하나의 칼라(30)를 상기 케이싱(1) 또는 케이싱 슈(17)에 고정하도록 구성된 압력 라인(33)을 포함하는 것인 장치.
제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 충격 해머(5)는, 상기 타격 피스톤을 우회하는, 바닥 부재의 적어도 하나의 플러싱 매개체 유동 채널(17)을 갖는 바닥 부재(16)를 포함하되, 이것은 상기 플러싱 매개체 유동 채널의 일부(12)에 유동 상태로 연결되도록 배치되고,
상기 구멍 굴착 수단(8)은 굴착 수단의 적어도 하나의 플러싱 매개체 유동 채널(18)을 포함하되, 이것은 상기 바닥 부재의 상기 플러싱 매개체 유동 채널(17)과 유동 상태로 연결되어 상기 플러싱 매개체를 시추공의 바닥(B)으로 안내하도록 구성되는 장치.
제11항에 있어서, 상기 바닥 부재의 유동 채널(17)은 상기 바닥 부재(16)의 내면에 배열되고 상기 내면의 평면 내에서 순환하는 원형 유동 홈(19)을 포함하되, 상기 내면은 상기 장치의 종 방향 중심축(X)에 대해 적어도 대체로 직각으로 이루어지는 것인 장치.
제12항에 있어서, 상기 원형 유동 홈(19)의 양 측면에 밀폐 부재들(20)이 배치되는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 구멍 굴착 수단(8)은 상기 굴착 수단의 적어도 하나의 플러싱 매개체 유동 채널(18)을 포함하되, 이것은 상기 플러싱 매개체 유동 채널로부터 시추공의 바닥(B)으로 상기 플러싱 매개체를 안내하도록 구성되며, 상기 장치에 있어 상기 플러싱 매개체 유동 채널(4)은 상기 타격 피스톤(6)을 통과하도록 구성되는 것인 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타격 피스톤(6)을 구동한 압축 공기는, 타격 해머의 실린더(9)에 유동 상태로 연결되는 구멍 굴착 수단(8)에서 중앙 개구부(22)와, 상기 중앙 개구부(22)로부터 타격 해머의 바닥 부재(16)를 통해 방사상으로 통과하는 적어도 하나의 공기 채널(23)을 포함하는, 배출 공기 채널(21)에 의해 제거되고, 상기 공기 채널은 타격 해머(5)와 케이싱(1) 사이의 공간에 유동 상태로 연결되어 있는 것인 장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 굴착 수단(8)은 회전 운동을 전달하고 상기 타격 피스톤(6)을 구동한 압축 공기를 스플라인들(28)을 통해 전달하도록 구성되는 상기 스플라인들(28)을 더 포함하는 것인 장치.
제1항 내지 제14항 또는 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타격 피스톤(6)을 구동한 압축 공기는,
- 상기 타격 해머의 실린더(9)와 유동 상태로 연결되는 구멍 굴착 수단(8)을 지나서 이어지는 적어도 하나의 측면 배출 공기 채널(24), 및
- 상기 적어도 하나의 배출 공기 채널(24)과 유동 상태로 연결되는 공기 유동 채널(25), 및
- 상기 공기 유동 채널(25)로부터 상기 타격 해머의 바닥 부재(16)를 통해 방사상으로 통과하는 적어도 하나의 공기 채널(23)을 포함하는, 배출 공기 채널(21)에 의해 제거되고, 상기 채널은 상기 타격 해머(5)와 케이싱 사이의 공간에 유동 상태로 연결되는 것인 장치.
제17항에 있어서, 상기 측면 배출 공기 채널(24)은 상기 스플라인들(28) 사이에 형성되는 것인 장치.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 원형 공기 유동 채널(25)은,
- 상기 바닥 부재(16)의 내면에 배치되고,
- 상기 구멍 굴착 수단(8)에 대해 배치되고, 그리고
- 상기 굴착 수단의 일부분을 상기 장치의 종 방향 중심축(X)에 적어도 대체로 수직인 평면에서 순환시키는 것인 장치.
케이싱을 설치하는 방법으로서, 케이싱(1), 보링 파이프(2), 타격 해머(5) 및 구멍 굴착 수단(8)을 포함하는 장치(100)를 이용하는 방법에 있어서,
- 상기 케이싱(1) 내부에서 보링 파이프(2)를 회전시키는 동작,
- 압축 공기로 상기 타격 해머(5)를 구동하는 동작,
- 상기 보링 파이프(2)에서 구멍 굴착 수단(8)으로, 또한 시추공의 바닥(B)으로 상기 타격 해머의 타격 피스톤(6)을 지나 이어지는 플러싱 매개체에 의해 상기 시추공의 바닥을 플러싱하는 동작, 또는
상기 타격 피스톤(6)을 통해 상기 구멍 굴착 수단(8)으로, 더 나아가서 시추공의 바닥(B)으로 이어지는 플러싱 매개체에 의해 시추공의 바닥(B)을 플러싱하는 동작을 포함하되, 상기 장치에 있어 상기 굴착 수단(8)은 회전 운동을 전달하는 스플라인들(28)을 더 포함하고, 이에 의해 상기 타격 피스톤(6)을 구동하는 압축 공기가 상기 스플라인들(28)을 통해 안내되도록 하는 것인 방법.