KR100529531B1 - Testing apparatus and testing method for water permeability in a borehole in the underground - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패커를 구비한 지반 수압 시험 장치 및 이를 이용한 지반 수압 시험 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수압을 이용하여 패커 고무를 팽창시키는 구조의 지반 수압 시험 장치로서 수평 방향으로 천공된 시추공의 깊은 심도에서도 수압 시험이 용이하게 수행될 수 있도록 안출되고 설계된 지반 수압 시험 방법 및 이 방법을 구현하기 위한 지반 수압 시험 장치에 관한 것인 바, 본 발명은 패커를 포함하여 이루어지는 수압 시험 장치의 구성이 자체 추진력을 가지도록, 천공 케이싱을 따라 피스톤 타입으로 설치된 추진수단을 압력수를 이용하여 시추공 내부로 밀어 넣는 특징이 있는 것으로서, 시추공의 내부 깊숙한 곳에 이르기까지 수압 시험 장치를 보다 용이하고 보다 빨리 도달할 수 있도록 할 수 있으며, 따라서 시험 장치의 자중에 의존할 수 없는 수평 방향의 시추공에서 까지 깊은 심도에서의 지반 수압 시험이 가능하도록 하는 효과를 얻을 수 있으며, 아울러 시험에 소요되는 시간도 상당 시간 단축하도록 한다.The present invention relates to a ground pressure test apparatus having a packer and a ground pressure test method using the same, and more particularly, a ground pressure test apparatus having a structure in which a packer rubber is inflated by using a hydraulic pressure. The present invention relates to a ground pressure test method designed and designed so that a hydraulic test can be easily performed even at a depth, and a ground pressure test device for implementing the method. The present invention provides a configuration of a hydraulic test device including a packer itself. It is characterized by pushing the piston-type propulsion means installed along the drilling casing into the borehole by using the pressure water so as to have a propulsion force, and it is easier and faster to reach the hydraulic test device up to the depth of the borehole. So that the weight of the test device It can be obtained, and the effect of the horizontal direction to in the borehole to enable the examination of the ground water pressure in deeper depth not, be well to also shorten the time corresponding to the time it takes the test.
Description
본 발명은 지반의 상태를 시험하기 위하여 시추공의 일정 구간에서 압력수를 지반 내부로 침투시키며 수압의 변화를 검출하는 지반 수압 시험 방법 및 이를 구현하기 위한 지반 수압 시험 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수평 방향으로 깊은 심도로 천공된 수압 시험공의 단부에 패커를 포함한 지반 수압 시험 장치의 선단부가 용이하게 도달하도록 안출되고 설계된 지반 수압 시험 방법 및 이를 구현하기 위한 지반 수압 시험 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a ground pressure test method for penetrating the pressure water into the ground in a predetermined section of the borehole in order to test the state of the ground and to detect a change in water pressure, and to a ground pressure test apparatus for realizing the same. The present invention relates to a ground pressure test method and a ground pressure test apparatus for implementing the same, designed and designed to easily reach the tip of a ground pressure test apparatus including a packer at an end portion of a hydraulic test hole drilled at a deep depth in the horizontal direction.
석유 또는 가스 등의 지하 비축 기지 건설을 위한 지하 공동 굴착 공사를 수행하는 경우에 지하 공동이 굴착되는 개소 주위의 암종이나 암질 등의 암반 상태를 사전에 파악하기 위하여 시추공을 천공하는 것이 일반적이며, 또한 천공 작업이 이루어진 시추공을 이용하여 시추공 주위의 지반 상태를 파악하기 위한 각종 시험을 수행하고 있다. 이와 같은 시험의 하나로서 2중 패커(DOUBLE PACKER)를 이용한 지반 수압 시험이 있는데, 지반 수압 시험은 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 시추공(H)의 일정 부분에서 앞 뒤로 설치되며 강화 고무 등으로 이루어진 패커(1,2)에 공기나 질소와 같은 중성 가스 또는 물과 같은 액체(F)를 주입하여 패커(1,2)를 팽창시킨 후 시추공(H) 벽에 밀착시킨 후, 패커(1,2) 사이에 위치한 인젝션 파이프(3)에 압력수(PW)를 주입하면 인젝션 파이프(3)의 배출공(3a)을 통하여 배출되는 압력수가 시추공 내부를 다 채우도록 한 후에 일정 압력을 유지시키면 시간의 경과에 따라서 시추공의 벽면을 통하여 물이 지반 내부로 침투하여 나가게 되면서 압력수의 압력이 떨어지게 되는데, 이 때 그 압력 감소를 외부에서 측정함으로써 지반의 투수율(permeability)을 측정하는 지반 수압 시험 장치(10)를 사용하여 이루어진다. 물론, 경우에 따라서는 소정 압력에 도달하기까지 주입되는 압력수의 수량을 측정함으로써 지반 수압 시험을 행하는 경우도 있다.When performing underground cavity excavation work for the construction of underground stockpiling bases such as oil or gas, it is common to drill a borehole in order to grasp in advance the condition of rock mass or rock formation around the site where the underground cavity is excavated. Various tests are performed to determine the ground condition around the borehole by using the borehole in which the drilling work is performed. One such test is a ground pressure test using a double packer (DOUBLE PACKER), the ground pressure test is installed back and forth at a predetermined portion of the borehole (H) as shown in Figure 1 attached to the reinforced rubber, etc. The packer (1,2) is injected into a neutral gas such as air or nitrogen, or a liquid (F) such as water to expand the packer (1,2) and adhered to the borehole (H) wall, and then the packer (1,2). 2) When the pressure water PW is injected into the injection pipe 3 located in between, the pressure water discharged through the discharge hole 3a of the injection pipe 3 fills the inside of the borehole. As the water passes through the borehole, the water penetrates into the ground and the pressure of the water drops. At this time, the ground pressure test site is used to measure the permeability of the ground by measuring the decrease in pressure from the outside. It made using 10. Of course, in some cases, a ground hydraulic test may be performed by measuring the quantity of the pressure water injected until reaching a predetermined pressure.
그러나, 상술한 종래의 패커와 인젝션 파이프 구조를 가진 지반 수압 시험 장치의 경우에는 수압 시험 장치를 시추공(H) 내부의 소정 시험 위치까지 밀어 넣는 것을 시험 장치 자체 중량(자중(自重))에 의존하고 있으며, 따라서 수직 방향으로 형성된 시추공에서는 별다른 문제없이 어느 정도의 깊은 심도까지도 시험 장치를 도달시킬 수 있으나, 수평 방향의 시추공에서는 수압 시험 장치 자체의 자중을 이용할 수 없어서 시추공의 외부에서 인력(人力)을 이용하여 밀어 넣을 수 있는 정도의 깊이를 넘어서는 위치에서는 수압 시험 장치를 사용할 수 없으며, 그리하여 그러한 곳에서 수압 시험을 수행할 수 있는 적절한 방법이 없는 문제점이 있었다.However, in the case of the ground hydraulic test apparatus having the conventional packer and the injection pipe structure described above, the pushing of the hydraulic test apparatus to a predetermined test position in the borehole H depends on the weight of the test apparatus itself (self-weight). Therefore, in the vertical borehole, the test device can reach the depth of depth without any problem, but in the horizontal borehole, it is impossible to use the self-weight of the hydraulic test device itself. There is a problem that the hydraulic test apparatus cannot be used at a position beyond the depth that can be pushed in by using it, and thus there is no proper way to perform the hydraulic test in such a place.
또한, 1회의 시험으로 넓은 영역의 시험 구간을 설정하기 위해서 수압 시험 구간을 확대하는 경우에, 종래 기술에서는 지반 수압 시험 장치에서 시험 구간의 길이를 결정하는 상하 또는 전후 패커 사이의 간격을 증가시키기 위해 인젝션 파이프의 연장 길이를 단순히 늘려서 이용하는 방안 이외의 별도의 대책이 없어서, 상부(후방) 패커(1)와 하부(전방) 패커(2) 사이에 위치하며 내부에 하부 패커(2) 또는 전방 패커(2)를 팽창시키기 위한 공기 호스(4)를 관통시키는 2중 파이프 구조를 가지는 인젝션 파이프(3)가 특히 수평 방향의 시추공에서는 자체 자중에 의한 처짐 현상으로 인하여 시추공의 벽면과 접하게 됨으로써 정확한 수압 시험 결과를 얻을 수 없는 문제점이 있었다.In addition, in the case where the hydraulic test section is enlarged to set a wide range of test sections in one test, in the prior art, in order to increase the interval between the up and down or front and rear packers for determining the length of the test section in the ground hydraulic test apparatus. Since there is no countermeasure other than simply increasing the extension length of the injection pipe, it is located between the upper (rear) packer 1 and the lower (front) packer 2 and has a lower packer 2 or a front packer inside. 2) The injection pipe 3 having a double pipe structure penetrating the air hose 4 for inflation is brought into contact with the wall of the borehole due to its own self deflection phenomenon, especially in the horizontal borehole. There was a problem that could not be obtained.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 패커를 포함하여 이루어지는 수압 시험 장치의 구성이 자체 추진력을 가지도록 함으로써, 시추공의 내부 깊숙한 곳에 이르기 까지 수압 시험 장치를 보다 용이하고 보다 빨리 도달할 수 있도록 하고, 이로써 특히 수평 방향으로 천공된 시추공에서까지 깊은 심도에서의 지반 수압 시험이 가능하도록 하면서 또한 시험에 소요되는 시간도 단축하도록 하는 지반 수압 시험 방법 및 이를 구현하기 위한 지반 수압 시험 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and by making the configuration of the hydraulic test apparatus including the packer have its own propulsion force, it is easier and faster for the hydraulic test apparatus to reach deep inside the borehole. Soil pressure test method and ground pressure test apparatus for realizing the same, which makes it possible to reach the ground pressure test at a deep depth, especially to the borehole drilled in the horizontal direction, and also to shorten the time required for the test. The purpose is to provide.
또한, 본 발명은 보다 폭 넓은 수압 시험 구간을 커버할 수 있도록 지반 수압 시험 장치에서 2개의 패커 사이의 간격을 확대하더라도 그 사이의 인젝션 파이프의 처짐을 방지함으로써 높은 신뢰성을 가진 수압 시험 결과를 얻을 수 있도록 하는 수압 시험 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, the present invention, even if the distance between the two packers in the ground hydraulic test apparatus to cover a wider hydraulic test section to prevent sagging of the injection pipe therebetween can obtain a high-pressure hydraulic test results Another object is to provide a hydraulic test apparatus.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 지반에 천공된 시추공 벽면에 대해 수압 시험을 수행하는 지반 수압 시험 방법으로서, 지반 수압 시험을 수행하기 위한 수압 시험 장치의 인젝션 파이프의 후방에 추가적으로 설치되는 추진수단이 지반에 천공된 시추공 벽면을 따라 실린더 형상으로 연장되는 천공 케이싱의 내면을 따라 피스톤 방식으로 진행하도록 시추공 외부로부터 천공 케이싱 내부로 압력수를 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 지반 수압 시험 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a ground pressure test method for performing a hydraulic pressure test on the borehole wall surface perforated in the ground, the propulsion is additionally installed behind the injection pipe of the hydraulic test apparatus for performing the ground pressure test It provides a ground hydraulic test method comprising the step of supplying pressure water from the outside of the borehole into the perforated casing so that the means proceeds in a piston way along the inner surface of the perforated casing extending in a cylindrical shape along the borehole wall surface perforated to the ground. .
본 발명에 따른 방법 발명은 또한, 시추공 내부 후방에 위치하는 제 1패커와, 그 전방에 위치하는 제 2패커와, 그리고 상기 제 1패커를 관통하여 제 2패커 방향으로 압력수를 이송하도록 연장되며, 제 1패커와 제 2패커 사이에서 시추공의 벽면을 향하여 압력수를 배출하도록 배출공이 형성되고, 제 2패커를 팽창시키기 위한 제 2패커용 팽창유체 공급호스를 내부에 구비한 인젝션 파이프를 포함하여 이루어지는 수압 시험 장치를 이용한 수압 시험 방법에 있어서, 상기 수압 시험 장치의 인젝션 파이프의 후방에 추가적으로 설치되는 추진수단이 지반에 천공된 시추공 벽면을 따라 실린더 형상으로 연장되는 천공 케이싱의 내면을 따라 진행하도록 시추공 외부로부터 천공 케이싱 내부로 압력수를 공급하는 단계와, 시추공 외부로부터 공급되는 압력수의 추진 압력에 의해 상기 천공 케이싱의 내면을 따라 시추공 전방으로 진행하던 상기 추진수단이 상기 천공 케이싱의 선단부에 이르러 정지되는 단계와, 상기 추진수단을 가압하던 압력수가 상기 천공 케이싱 내에서 상기 추진수단을 지나서 상기 인젝션 파이프의 후단 개구부를 통하여 내부로 집수되도록 상기 인젝션 파이프와 상기 천공 케이싱 사이의 공간을 제 3패커를 팽창시킴으로써 밀봉시키는 단계와, 그리고 상기 인젝션 파이프의 전방에 배치되는 제 1패커 및 제 2패커를 팽창시키고, 상기 인젝션 파이프의 후단 개구부를 통하여 인젝션 파이프의 내부로 집수되는 가압수의 압력을 높여서 인젝션 파이프의 배출공을 통하여 배출되는 압력수를 이용하여 제 1패커 및 제 2패커 사이의 지반 상태를 시험하는 단계를 포함하여 이루어지는 지반 수압 시험 방법을 제공한다.The method according to the invention also extends to transfer pressure water in the direction of the second packer through the first packer, the second packer located in front of the borehole, the second packer located in front of it, and the first packer. A discharge hole is formed to discharge the pressure water toward the wall surface of the borehole between the first packer and the second packer, and includes an injection pipe having an expansion fluid supply hose for the second packer therein for expanding the second packer. In the hydraulic test method using the hydraulic test device made, the drilling means additionally installed in the rear of the injection pipe of the hydraulic test device to the borehole to proceed along the inner surface of the drilling casing extending in a cylindrical shape along the borehole wall perforated on the ground Supplying pressure water from the outside into the perforated casing, and adding the pressure water supplied from the outside of the borehole Stopping the propulsion means traveling forward along the inner surface of the perforated casing by vibrating pressure until the tip of the perforated casing stops, and the pressure water pressurizing the propulsion means passes through the propulsion means in the perforated casing; Sealing the space between the injection pipe and the perforated casing by inflating a third packer so as to be collected internally through a rear opening of the injection pipe, and first and second packers disposed in front of the injection pipe. The ground state between the first packer and the second packer by using the pressure water discharged through the discharge hole of the injection pipe by increasing the pressure of the pressurized water collected into the injection pipe through the rear opening of the injection pipe. Soil pressure test including the step of testing the Provide a method.
한편, 본 발명은 이와 같은 지반 수압 시험 방법에 이용되기 위한 장치이며, 지반에 천공된 시추공 벽면에 대해 수압 시험을 수행하는 지반 수압 시험 장치로서, 지반에 천공된 시추공 벽면을 따라 실린더 형상으로 연장되고 선단부에 걸림부를 구비한 천공 케이싱과, 그리고 시추공 외부로부터 공급되는 압력수의 추진 압력에 의해 상기 천공 케이싱의 내면을 따라 시추공의 전방을 향하여 진행하고, 상기 천공 케이싱의 걸림부에 이르러 정지하며, 그리고 인젝션 파이프의 수압 시험 구간 전후로 배치되는 패커를 팽창시키기 위한 유체를 공급하는 팽창유체 공급호스가 통과되는 통로와 인젝션 파이프에 압력수를 공급할 수 있는 통로가 제공되는 추진수단을 포함하여 이루어지는 지반 수압 시험 장치를 제공한다.On the other hand, the present invention is a device for use in such a ground pressure test method, a ground pressure test device for performing a hydraulic pressure test on the borehole wall surface perforated in the ground, extending in a cylindrical shape along the borehole wall perforated in the ground A drilling casing having a locking portion at the distal end, and a pushing pressure of the pressure water supplied from the outside of the borehole, proceeds toward the front of the borehole along the inner surface of the drilling casing, and stops at the locking portion of the drilling casing; and Ground pressure testing device comprising a passage through which an expansion fluid supply hose for supplying fluid for expanding a packer disposed before and after a hydraulic test section of the injection pipe is passed, and a propulsion means for providing a passage for supplying pressure water to the injection pipe To provide.
본 발명에 따른 장치 발명은 또한, 시추공 내부 후방에 위치하는 제 1패커와, 그 전방에 위치하는 제 2패커와, 그리고 상기 제 1패커를 관통하여 제 2패커 방향으로 압력수를 이송하도록 연장되며, 제 1패커와 제 2패커 사이에서 시추공의 벽면을 향하여 압력수를 배출하도록 배출공이 형성되고, 시추공의 벽면에 대하여 밀착하도록 제 2패커를 팽창시키기 위한 제 2패커용 팽창유체 공급호스를 내부에 구비한 인젝션 파이프를 포함하여 이루어지는 지반 수압 시험 장치에 있어서, 지반에 천공된 시추공 벽면을 따라 실린더 형상으로 연장되고 선단부에 단면확대부와 걸림부를 구비한 천공 케이싱과, 시추공 외부로부터 공급되는 압력수의 추진 압력에 의해 상기 천공 케이싱의 내면을 따라 시추공의 전방을 향하여 진행하고, 상기 천공 케이싱의 걸림부에 이르러 정지하며, 상기 단면확대부 사이의 공간을 압력수가 통과하여 시추공 내부 방향으로 유입되도록 형성되며, 그리고 전방의 패커들을 팽창시키기 위한 유체를 공급하는 팽창유체 공급호스가 관통 배치된 추진수단과, 상기 추진수단을 가압하던 압력수가 상기 천공 케이싱 내에서 상기 추진수단을 지나서 상기 인젝션 파이프의 후단 개구부를 통하여 파이프 내부로 집수되도록 상기 인젝션 파이프와 상기 천공 케이싱 사이의 공간을 밀봉시키기 위한 제 3패커와, 상기 제 3패커를 상기 천공 케이싱 벽면에 대하여 팽창시키기 위하여 상기 팽창유체 공급호스로부터 제 3패커용 팽창유체 공급호스를 제 3패커 방향으로 분지하고, 분지되고 남은 제 1 및 제 2패커용 팽창유체 공급호스를 인젝션 파이프 내로 합류시키는 제 1분지부와, 상기 제 1 및 제 2패커용 팽창유체 공급호스를 인젝션 파이프로부터 인출하는 인출부와, 그리고 상기 제 1 및 제 2패커용 팽창유체 공급호스로부터 제 1패커를 팽창시키기 위한 제 1패커용 팽창유체 공급호스를 제 1패커 방향으로 분지하고, 제 2패커를 팽창시키기 위한 제 2패커용 팽창유체 공급호스를 인젝션 파이프 내로 다시 합류시키는 제 2분지부를 포함하여 이루어지는 지반 수압 시험 장치를 제공한다.The device invention according to the invention also extends to transfer pressure water in the direction of the second packer through the first packer located in the back of the borehole, the second packer in front of it, and the first packer; A discharge hole is formed to discharge the pressure water toward the wall surface of the borehole between the first packer and the second packer, and an expansion fluid supply hose for the second packer is provided to expand the second packer to closely contact the wall surface of the borehole. A ground hydraulic test apparatus comprising an injection pipe provided, comprising: a perforated casing extending in a cylindrical shape along a borehole wall perforated in the ground, the periphery having an end portion enlargement portion and a locking portion at a distal end thereof, and a pressure water supplied from outside the borehole; Propulsion pressure proceeds toward the front of the borehole along the inner surface of the perforated casing, and the engaging portion of the perforated casing And stops, the pushing means is formed so that the pressure water passes through the space between the cross-sectional enlarged portion and enters the borehole, and the expansion fluid supply hose for supplying fluid for expanding the packers in front of the thrust means; A third packer for sealing a space between the injection pipe and the perforated casing such that the pressure water pressurizing the propulsion means is collected into the pipe through the rear end opening of the injection pipe within the perforated casing; In order to expand the third packer against the perforated casing wall, the expansion fluid supply hose for the third packer is branched from the expansion fluid supply hose in the direction of the third packer, and the branched remaining expansion fluid supply hose for the first and second packers is provided. First branch and the first and second packers for joining the gas into the injection pipe; A branch for drawing out the expansion fluid supply hose from the injection pipe, and the expansion fluid supply hose for the first packer for expanding the first packer from the expansion fluid supply hose for the first and second packers in the direction of the first packer. And a second branch unit for joining the second packer expansion fluid supply hose for expanding the second packer back into the injection pipe.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 지반 수압 시험 장치의 바람직한 실시예를 도시한 도 2 및 도 3를 참조하여 보면, 본 발명에 따른 장치도 종래의 일반적인 시험 장치와 동일하게, 시추공 내부 후방에 위치하는 제 1패커(10)와, 그 전방에 위치하는 제 2패커(20)와, 그리고 상기 제 1패커(10)를 관통하여 제 2패커(20) 방향으로 압력수를 이송하도록 연장되며, 제 1패커(10)와 제 2패커(20) 사이에서 시추공(H)의 벽면을 향하여 압력수를 배출하도록 배출공(31)이 형성되고, 시추공(H)의 벽면에 대하여 밀착하도록 제 2패커(20)를 팽창시키기 위한 제 2패커용 팽창유체 공급호스(F2)를 내부에 구비한 인젝션 파이프(30)를 포함하여 이루어짐을 알 수 있다. 보다 상세하게 살펴보면, 본 발명에 따른 지반 수압 시험 장치는, 상기 제 1 및 제 2패커용 팽창유체 공급호스(F12)를 인젝션 파이프(30)로부터 인출하는 인출부(80)와, 그리고 상기 제 1 및 제 2패커용 팽창유체 공급호스(F12)로부터 제 1패커(10)를 팽창시키기 위한 제 1패커용 팽창유체 공급호스(F1)를 제 1패커(10) 방향으로 분지하고, 제 2패커(20)를 팽창시키기 위한 제 2패커용 팽창유체 공급호스(F2)를 인젝션 파이프(30) 내로 다시 합류시키는 제 2분지부(90)를 포함하고 있다.Referring to Figures 2 and 3 showing a preferred embodiment of the ground pressure test apparatus according to the present invention, the device according to the present invention is the same as the conventional general test apparatus, the first packer located inside the borehole 10), the second packer 20 positioned in front of the first packer 10, and extends to transfer the pressure water toward the second packer 20 through the first packer 10, and the first packer 10 A discharge hole 31 is formed between the and the second packer 20 so as to discharge the pressure water toward the wall surface of the borehole H, and expand the second packer 20 to be in close contact with the wall surface of the borehole H. It can be seen that the injection pipe 30 including the expansion fluid supply hose (F2) for the second packer for the interior. In more detail, the ground pressure test apparatus according to the present invention, the withdrawal unit 80 for drawing out the expansion fluid supply hose (F12) for the first and second packer from the injection pipe 30, and the first And branching the first packer expansion fluid supply hose F1 for expanding the first packer 10 from the second packer expansion fluid supply hose F12 in the direction of the first packer 10, and the second packer ( 20, a second branch part 90 for bringing the second packer expansion fluid supply hose F2 for expanding the gas into the injection pipe 30 again.
나아가, 본 발명에 따른 지반 수압 시험 장치의 바람직한 실시예에 있어서는, 특히 지반에 천공된 시추공(H) 벽면을 따라 실린더 형상으로 연장되는 천공 케이싱(100)을 구비하고 있는데, 이와 같은 천공 케이싱(100)은 시추공을 드릴링할 때 공벽이 무너지는 것을 방지하기 위하여 이용되는 통상의 천공 케이싱과 거의 동일하나, 선단부에 단면확대부(101)와 걸림부(102)를 구비한 특징을 가지고 있다.Furthermore, in a preferred embodiment of the ground pressure test apparatus according to the present invention, there is provided a perforated casing 100 extending in a cylindrical shape, particularly along the borehole H wall perforated in the ground, such a perforated casing 100 ) Is almost the same as a conventional perforated casing used to prevent collapsing of a bore when drilling a borehole, but has a feature of having a cross-sectional enlarged portion 101 and a catching portion 102 at a distal end thereof.
또한, 본 발명에 따른 지반 시압 시험 장치의 바람직한 실시예에서는, 종래의 일반적인 지반 시험 장치와 달리, 상술한 천공 케이싱(100)의 내면을 따라 압력수에 의해 전방으로 시험 구간의 일정 위치에 이르기까지 추진되도록 하기 위한 추진수단으로서, 시추공 외부로부터 공급되는 압력수(pw)의 추진 압력에 의해 상기 천공 케이싱(100)의 내면을 따라 시추공의 전방을 향하여 진행하고, 상기 천공 케이싱(100)의 걸림부(102)에 이르러 정지하며, 상기 단면확대부(101) 사이의 공간을 압력수가 통과하여 시추공 내부 방향으로 유입되도록 형성되며, 그리고 전방의 패커(70, 그리고 10 및 20)들을 팽창시키기 위한 유체를 공급하는 팽창유체 공급호스(F123)가 관통 배치된 추진수단(40, 50)을 포함하고 있다. 이와 같은 추진수단(40, 50)으로는, 팽창유체 공급호스(F123)가 관통 배치되고 상기 천공 케이싱(100)의 내경에 밀착 왕복가능한 외경을 가진 피스톤(40)과, 그리고 상기 피스톤(40)의 전방에 연결되고 상기 천공 케이싱(100)의 걸림부(102)에 걸리도록 형성되며, 팽창유체 공급호스(F123)와 압력수(pw)를 천공 케이싱(100) 내부로 통과시키도록 관통로(51)가 형성된 구비한 스토퍼(50)를 구성하는 것이 매우 바람직하다.In addition, in a preferred embodiment of the ground pressure test apparatus according to the present invention, unlike the conventional ground test apparatus, the conventional up to the predetermined position of the test section by the pressure water along the inner surface of the perforated casing 100 described above As a propulsion means for being propelled, by the pushing pressure of the pressure water (pw) supplied from the outside of the borehole proceeds toward the front of the borehole along the inner surface of the perforated casing 100, the engaging portion of the perforated casing 100 And stops at 102, and is formed such that pressure water passes through the space between the cross-sectional enlargement portions 101 and flows into the borehole, and fluid for expanding the packers 70, and 10 and 20 in front of each other. The expansion fluid supply hose F123 for supplying includes propulsion means 40 and 50 disposed therethrough. As such propulsion means (40, 50), the expansion fluid supply hose (F123) is disposed through and having a piston 40 having an outer diameter reciprocally close to the inner diameter of the perforated casing 100, and the piston 40 It is connected to the front of the and is formed to be caught on the engaging portion 102 of the perforated casing 100, the passage passage to pass the expansion fluid supply hose (F123) and the pressure water (pw) into the perforated casing (100) ( It is very preferable to constitute the provided stopper 50 having the 51 formed thereon.
더 나아가서, 본 발명에 따른 지반 수압 시험 장치에서는, 상술한 추진수단(40, 50)을 추진하는데 이용된 압력수(pw)를 다시 인젝션 파이프(30) 내로 집수하기 위한 구성으로서, 상기 추진수단(40, 50)을 후방에서 가압하던 압력수(pw)가 상기 천공 케이싱(100) 내에서 상기 추진수단(40, 50)을 지나서 상기 인젝션 파이프(30)의 후단 개구부를 통하여 파이프 내부로 집수되도록 상기 인젝션 파이프(30)와 상기 천공 케이싱(100) 사이의 공간을 밀봉시키기 위한 제 3패커(70)을 포함하고 있는데, 나아가 이와 같은 제 3패커(70)를 상기 천공 케이싱(100) 벽면에 대하여 팽창시키기 위하여 상기 팽창유체 공급호스(F123)로부터 제 3패커용 팽창유체 공급호스(F3)를 제 3패커(70) 방향으로 분지하고, 분지되고 남은 제 1 및 제 2패커용 팽창유체 공급호스(F12)를 인젝션 파이프(30) 내로 합류시키는 제 1분지부(60)를 포함하고 있다. 상기 제 1분지부(60)에는 도 2 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 추진수단(40: 피스톤, 50: 스토퍼)과 제 3패커(70) 사이에 위치하면서, 추진수단(40, 50)을 지나서 천공 케이싱(100)을 내면을 따라 흘러 들어오는 압력수가 인젝션 파이프(30) 내로 흘러 들어가도록 집수구(61)가 형성된다. 이와 같은 구성에 의하여 상기 추진수단을 천공 케이싱 내에서 시추공의 전방으로 추진하여온 압력수를 수압 시험 구간에 배치된 인젝션 파이프의 압력수로 호라용할 수 있도록 함으로서 본 발명에 따른 장치의 기술적, 경제적 가치를 더욱 향상시키도록 한다.Furthermore, in the ground pressure test apparatus according to the present invention, as a configuration for collecting the pressure water pw used to propel the aforementioned propulsion means 40 and 50 back into the injection pipe 30, the propulsion means ( The pressure water pw pressurizing the pressure 40 and 50 from the rear side is collected in the drilling casing 100 through the rear end opening of the injection pipe 30 through the propulsion means 40 and 50. And a third packer 70 for sealing the space between the injection pipe 30 and the perforated casing 100, further expanding the third packer 70 with respect to the wall of the perforated casing 100. In order to branch the third packer expansion fluid supply hose (F3) in the direction of the third packer 70 from the expansion fluid supply hose (F123), the branched expansion fluid supply hose for the first and second packers (F12) ) Into the injection pipe (30) Acids that includes a first branch section (60). As shown in FIG. 2 and FIG. 4B, the first branch part 60 is located between the propulsion means 40 (piston, 50: stopper) and the third packer 70, and the propulsion means 40 and 50. The catchment port 61 is formed so that the pressure water flowing through the perforated casing 100 along the inner surface flows into the injection pipe 30. By such a configuration, the technical means and the economic value of the apparatus according to the present invention can be utilized by allowing the propulsion means to be used as the pressure water of the injection pipe disposed in the hydraulic test section. Make it even better.
본 발명에 따른 지반 수압 시험 장치의 추가적인 실시예를 도시한 도 5에 따르면, 상기 제 1패커(10)와 제 2패커(20) 사이의 상기 인젝션 파이프(30)에 시추공(H) 벽면에 지지되어 상기 인젝션 파이프(30)의 처짐을 방지하기 위하여 상기 인젝션 파이프(30) 보다 큰 단면의 중간 지지부(30s)를 추가적으로 포함하는데, 이와 같은 중간 지지부(30s)는 시험 구간의 길이에 따라 길이를 길게 형성하거나 또는 여러개를 설치할 수도 있다.According to FIG. 5, which shows a further embodiment of the ground hydraulic test apparatus according to the present invention, the injection pipe 30 between the first packer 10 and the second packer 20 is supported on the borehole H wall. In order to prevent the injection pipe 30 from sagging, the injection pipe 30 further includes an intermediate support portion 30s having a larger cross section. Such an intermediate support portion 30s has a longer length depending on the length of the test section. It may be formed or several may be installed.
이상에서 살명된 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 지반 수압 시험 장치의 작동 과정, 즉 이를 이용한 지반 수압 시험 방법의 바람직한 실시예의 구체적인 진행 과정을 첨부 도면 도 4a, 4b, 4c, 및 도 6을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Referring to Figures 4a, 4b, 4c, and 6 of the specific process of the operation of the ground pressure test apparatus according to the present invention configured as described above, that is, the preferred embodiment of the ground pressure test method using the same Looking at it as follows.
먼저, 단계(S100)에서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 인젝션 파이프(30)의 후방에 추가적으로 설치되는 추진수단(40, 50)이 지반에 천공된 시추공(H) 벽면을 따라 실린더 형상으로 연장되는 천공 케이싱(100)의 내면을 따라 진행하도록, 시추공(H) 외부로부터 천공 케이싱(100) 내부로 압력수(pw)가 공급되고, 그리고 단계(S200)에서, 시추공(H) 외부로부터 공급되는 압력수(pw)의 추진 압력에 의해 상기 천공 케이싱(100)의 내면을 따라 시추공(H) 전방으로 진행하던 상기 추진수단(40, 50)이 상기 천공 케이싱(100) 선단의 단면확대부(101)와 걸림부(102)에 이르러 정지된다. 이와 같이, 추진수단(40, 50)이 단면확대부(101)와 걸림부(102)에 이르러 정지하게 되면 압력수는 추진수단(40, 50)을 지나 시추공 내부를 향하여 천공 케이싱을 따라 흘러 들어가게 되고, 따라서 시추공 외부에서는 압력수의 압력이 급감하는 것으로서 이를 감지할 수 있다. First, in step S100, as shown in FIG. 4A, the propulsion means 40, 50 additionally installed at the rear of the injection pipe 30 extends in a cylindrical shape along the wall of the borehole H drilled in the ground. The pressure water pw is supplied from the outside of the borehole H to the inside of the perforated casing 100 so as to proceed along the inner surface of the perforated casing 100, and in step S200, the outside of the borehole H is supplied. The propulsion means (40, 50), which has advanced in the front of the borehole (H) along the inner surface of the drilling casing (100) by the pushing pressure of the pressure water (pw), the cross-sectional enlarged portion 101 of the tip of the drilling casing (100) ) And the stopper 102 is stopped. As such, when the propulsion means 40, 50 reach the end face expansion portion 101 and the locking portion 102, the pressure water flows through the perforation casing toward the borehole through the propulsion means 40, 50. Therefore, the outside of the borehole can be detected as a sudden decrease in the pressure of the pressure water.
나아가, 단계(S300)에서는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 압축 공기(pa)나 질소와 같은 중성 가스 등의 팽창유체를 팽창유체 공급호스(F123) 및 제 3패커용 팽창유체 공급호스(F3)를 통하여 제 3패커(70)에 주입하여 제 3패커(70)를 팽창시킴으로써 상기 인젝션 파이프(30)와 상기 천공 케이싱(100) 사이의 공간을 밀봉시키게 하고, 그리하여 상기 추진수단(40, 50)을 가압하던 압력수(pw)가 상기 천공 케이싱(100) 내에서 상기 추진수단(40, 50)을 지나서 상기 인젝션 파이프(30)의 후단 개구부를 통하여 내부로 집수되도록 한다.Further, in step S300, as shown in Figure 4b, the expansion fluid supply hose (F123) and the third packer expansion fluid supply hose (F3) to expand the expansion fluid, such as compressed air (pa), neutral gas such as nitrogen Injecting into the third packer 70 to expand the third packer 70 to seal the space between the injection pipe 30 and the perforated casing 100, and thus the propulsion means (40, 50) The pressure water (pw) pressurized to be collected in the perforated casing 100 through the rear end opening of the injection pipe 30 through the propulsion means (40, 50).
더 나아가서, 단계(S400)에서는, 도 4c에 도시된 바와 같이, 압축 공기(pa)나 질소와 같은 중성 가스 등의 팽창유체를 제 1 및 제 2패커용 팽창유체 공급호스(F12)와 그리고 제 1패커용 팽창유체 공급호스(F1) 및 제 2패커용 팽창유체 공급호스(F2)를 통하여 제 1패커(10) 및 제 2패커(20) 각각에 주입하여 상기 인젝션 파이프(30)의 전방에 배치되는 제 1패커(10) 및 제 2패커(20)를 팽창시키고, 상기 인젝션 파이프(30)의 후단 개구부를 통하여 인젝션 파이프(30)의 내부로 집수되는 가압수의 압력을 높여서 인젝션 파이프의 배출공(31)을 통하여 배출되는 압력수를 이용하여 제 1패커(10) 및 제 2패커(20) 사이의 지반 상태를 시험하게 된다. Furthermore, in step S400, as shown in FIG. 4C, an expansion fluid such as compressed air pa or a neutral gas such as nitrogen is added to the expansion fluid supply hoses F12 for the first and second packers, and It is injected into each of the first packer 10 and the second packer 20 through the first packer expansion fluid supply hose (F1) and the second packer expansion fluid supply hose (F2) to the front of the injection pipe (30). The first packer 10 and the second packer 20 are disposed to expand, and the pressure of the pressurized water collected into the injection pipe 30 through the rear opening of the injection pipe 30 is increased to discharge the injection pipe. The ground state between the first packer 10 and the second packer 20 is tested using the pressure water discharged through the ball 31.
이상에서 설명된 단계들은 하나의 정하여진 시험 구간에서 시험이 이루어지는 단계들을 설명한 것이고, 시험 구간을 이동(후퇴)하면서 계속적인 시험이 수행되도록 하기 위하여, 상기 천공 케이싱(100)을 일정 거리 만큼 후퇴시켜 시험 구간을 이동시키는 단계(S500)를 수행한 후, 상기 단계들(S100~S400)을 연속적으로 수행할 수도 있다.The steps described above describe steps in which a test is made in one predetermined test section, and in order to perform a continuous test while moving (retreating) the test section, the perforated casing 100 is retracted by a predetermined distance. After performing the step S500 of moving the test section, the steps S100 to S400 may be continuously performed.
본 발명에 따른 지반 수압 시험 장치 및 지반 수압 시험 방법에 따르면, 압력수를 이용하여 시험 장치가 추진력을 가지도록 함으로써, 시추공의 내부 깊숙한 곳에 이르기까지 수압 시험 장치를 보다 용이하고 보다 빨리 도달할 수 있도록 할 수 있으며, 따라서 시험 장치의 자중에 의존할 수 없는 수평 방향의 시추공에서 까지 깊은 심도에서의 지반 수압 시험이 가능하도록 하는 효과를 얻을 수 있으며, 아울러 시험에 소요되는 시간도 상당 시간 단축하도록 한다.According to the ground pressure test apparatus and the ground pressure test method according to the present invention, by using the pressure water so that the test apparatus has a driving force, so that the pressure test apparatus to reach deep inside the borehole more easily and faster to reach Therefore, it is possible to obtain the effect of enabling the ground hydraulic test at a deep depth, even in the horizontal borehole, which cannot depend on the weight of the test apparatus, and also shorten the time required for the test.
또한, 본 발명은 지반 수압 시험 장치에서 2개의 패커 사이의 간격을 확대하더라도 그 사이의 인젝션 파이프의 처짐을 방지할 수 있는 중간 지지부를 채택함으로써, 높은 신뢰성을 가진 수압 시험 결과를 얻을 수 있도록 하는 유용한 발명이다.In addition, the present invention is useful to make it possible to obtain a high-reliability hydraulic test results by adopting an intermediate support that can prevent the deflection of the injection pipe therebetween even if the distance between the two packers in the ground hydraulic test apparatus is increased. Invention.
도 1은 종래의 지반 수압 시험 장치의 개략도.1 is a schematic view of a conventional ground hydraulic test apparatus.
도 2는 본 발명에 따른 지반 수압 시험 장치의 바람직한 실시예의 분해사시도.Figure 2 is an exploded perspective view of a preferred embodiment of the ground pressure test apparatus according to the present invention.
도 3은 도 2에 따른 실시예의 단면도.3 is a sectional view of the embodiment according to FIG. 2;
도 4a 내지 도 4c는 도 2 및 도 3에 따른 실시예의 작동상태를 보인 단면도.4a to 4c are cross-sectional views showing the operating state of the embodiment according to FIGS. 2 and 3;
도 5는 본 발명에 따른 지반 수압 시험 장치의 추가적인 실시예에 대한 단면도.5 is a cross-sectional view of a further embodiment of a ground hydraulic test apparatus according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 지반 수압 시험 방법의 바람직한 실시예의 흐름도.6 is a flow chart of a preferred embodiment of a ground hydraulic test method according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10: 제 1패커 20: 제 2패커10: first packer 20: second packer
30: 인젝션 파이프 31: 배출공30: injection pipe 31: discharge hole
F123, F12, F1, F2, F3: 팽창유체 공급호스F123, F12, F1, F2, F3: Expansion Fluid Supply Hose
30s: 중간 지지부 40, 50: 추진수단30s: intermediate support part 40, 50: propulsion means
40: 피스톤 50: 스토퍼40: piston 50: stopper
51: 관통로 60: 제 1분지부51: through passage 60: first branch portion
61: 집수구 70: 제 3패커61: catcher 70: third packer
80: 인출부 90: 제 2분지부80: withdrawal section 90: second branch section
100: 천공 케이싱 101: 단면확대부100: perforated casing 101: section enlargement
102: 걸림부 102: locking portion
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