KR100788866B1 - Method for obtaining ground core with core barrel assembly for ground drilling - Google Patents

Method for obtaining ground core with core barrel assembly for ground drilling Download PDF

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Abstract

본 발명은 지반 시추 조사와 관련한 것으로서, 상세하게는 지반 시추 조사에 있어서 시추 대상 지반의 상태에 관계없이 지반 코어 시료의 채취를 간편하게 하고, 또한 채취되는 지반 코어 시료에 대해 미립자의 손실이 없도록 하면서 시료의 이동 및 보관 등에서 시료 상태를 교란시키지 않음으로써 각 지층에 따른 특성을 정확하게 파악할 수 있도록 지반 시추 조사에 사용되는 코어 배럴 어셈블리의 내부에 고강도의 일체형 고강도 투명 원형관을 설치한 구조의 지반 시료 채취용 코어 배럴 어셈블리 결합구조와, 그리고 이를 이용한 지반 시추 코어 시료 채취 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ground drilling investigation, and in detail, in the ground drilling investigation, it is easy to collect a ground core sample irrespective of the state of the ground to be drilled, and the sample is made without loss of fine particles to the ground core sample to be collected. For sample collection of ground structure with high strength integrated high strength transparent circular tube inside core barrel assembly used for ground drilling research to accurately grasp characteristics according to each strata by not disturbing the sample state in transportation and storage A core barrel assembly coupling structure and a ground drilling core sampling method using the same.

암석 시료 채취용 코어 배럴 어셈블리, 지반 코어 시료 채취 방법 Core Barrel Assembly for Rock Sampling, Soil Core Sampling Methods

Description

지반 시추용 코어 배럴 어셈블리를 이용한 지반 시추 코어 시료 채취 방법 {METHOD FOR OBTAINING GROUND CORE WITH CORE BARREL ASSEMBLY FOR GROUND DRILLING}Ground drilling core sampling method using ground barrel core barrel assembly {METHOD FOR OBTAINING GROUND CORE WITH CORE BARREL ASSEMBLY FOR GROUND DRILLING}

도 1a는 종래의 지반 시추기에 사용되는 드릴링 어셈블리 및 코어 배럴 어셈블리을 도시하고, 그리고 및 도 1b는 코어 배럴 어셈블리에 포함되는 강재 스플릿을 도시한 도면.1A illustrates a drilling assembly and a core barrel assembly used in a conventional ground drilling machine, and FIG. 1B illustrates a steel split included in the core barrel assembly.

도 2a는 종래 기술에 따른 강재 스플릿 구조를 가진 지반 시추 코어 배럴 어셈블리에 의해 채취된 지반 시료가 스플릿 내부에 채워진 상태를 도시한 도면.FIG. 2A illustrates a state in which a ground sample taken by a ground drilling core barrel assembly having a steel split structure according to the prior art is filled into a split; FIG.

도 2b는 지반 시료가 시료 상자에 보관된 상태를 도시한 도면.Figure 2b is a view showing a state in which the ground sample is stored in the sample box.

도 2c는 도 2b의 A-A선 단면도를 도시한 도면.FIG. 2C is a sectional view taken along the line A-A of FIG. 2B; FIG.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 지반 시추 코어 배럴 어셈블리 및 드릴링 어셈블리의 분해 사시도.3A and 3B are exploded perspective views of a ground drilling core barrel assembly and a drilling assembly in accordance with the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 코어 배럴을 포함한 지반 시추 코어 배럴 어셈블리에 의해 채취된 시료를 절단하는 공정을 도면.4 shows a process of cutting a sample taken by a ground drilling core barrel assembly comprising a core barrel in accordance with the present invention.

도 5는 도 4에 따라 절단된 시료가 시료 상자에 보관된 상태를 도시한 도면.5 is a view showing a state in which a sample cut according to FIG. 4 is stored in a sample box.

도 6은 채취되어 보관된 시료 외부의 일체형 고강도 투명 원형관 일부를 절 개하여 시료가 외부로 노출되도록 한 상태를 도시한 도면.Figure 6 is a view showing a state in which the sample is exposed to the outside by cutting a portion of the integral high strength transparent circular tube outside the sample collected and stored.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

20: 100: 코어 배럴 어셈블리20: 100: core barrel assembly

11O: 헤드 어셈블리 120: 강재 내부관11O: Head Assembly 120: Steel Inner Tube

130: 일체형 고강도 투명 원형관 130h: 절개홈130: integral high strength transparent round tube 130h: incision groove

131: 밀봉 캡 160: 스톱 링131: sealing cap 160: stop ring

170: 코어 리프터 180: 코어 리프터 케이스170: core lifter 180: core lifter case

200: 유압 절단장치 230, 240: 원형 단면 커팅 지그200: Hydraulic cutting device 230, 240: Circular section cutting jig

231, 241: 반원형 커터 250: 커팅 지그 가이드봉231, 241: semi-circular cutter 250: cutting jig guide rod

본 발명은 지반 시추 조사와 관련한 것으로서, 상세하게는 지반 시추 조사에 있어서 시추 대상 지반의 상태에 관계없이 지반 코어 시료의 채취를 간편하게 하고, 또한 채취되는 지반 코어 시료에 대해 미립자의 손실이 없도록 하면서 시료의 이동 및 보관 등에서 시료 상태를 교란시키지 않음으로써 각 지층에 따른 특성을 정확하게 파악할 수 있도록 지반 시추 조사에 사용되는 코어 배럴 어셈블리의 내부에 고강도의 일체형 고강도 투명 원형관을 설치한 구조의 지반 시료 채취용 코어 배럴 어셈블리의 결합구조와, 그리고 이를 이용한 지반 시추 코어 시료 채취 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ground drilling investigation, and in detail, in the ground drilling investigation, it is easy to collect a ground core sample irrespective of the state of the ground to be drilled, and the sample is made without loss of fine particles to the ground core sample to be collected. For sample collection of ground structure with high strength integrated high strength transparent circular tube inside core barrel assembly used for ground drilling research to accurately grasp characteristics according to each strata by not disturbing the sample state in transportation and storage A coupling structure of a core barrel assembly, and a ground drilling core sampling method using the same.

일반적으로 지반에 시추공을 형성하면서 토양 및 암석 등의 지반 시료를 채취하는 공정은 거의 모든 토목공사 설계에 앞서 설계에 필요한 파라미터를 결정하기 위하여 반드시 수행되어야 하는 것으로서 이러한 지반 시추조사는 토목 구조물이 시공될 대상 지반의 물리 화학적 특성과 층서 구조 등의 다양한 지층 자료를 얻기 위해서 필수적으로 수행되어야 하는 것이다.In general, the process of collecting ground samples such as soil and rocks while forming boreholes in the ground must be performed to determine the parameters necessary for designing almost all civil engineering works. It is essential to obtain various geological data such as physicochemical properties and stratification structure of the ground.

도 1a 및 도 1b는 종래의 지반 시추기에서 사용되는 것으로서 드릴링 외부관(21)과 드릴링 비트(22) 및 각종 커플링 부재를 포함하여 구성되는 드릴링 어셈블리(20)와 그리고 이러한 드릴링 어셈블리(20)가 지반을 천공하면서 진행하는 동안 따라가면서 지반 코어를 분리 채취할 수 있도록 드릴링 어셈블리(20)의 내부에 설치되는 것으로서 헤드 어셈블리(11), 강재 내부관(12), 및 코어 리프트(17) 등으로 구성되는 시료 채취용 코어 배럴 어셈블리(10)의 구조를 도시하고 있다.1A and 1B show a drilling assembly 20 comprising a drilling outer tube 21, a drilling bit 22, and various coupling members, which are used in a conventional ground drilling machine, and such a drilling assembly 20 As it is installed inside the drilling assembly 20 so that the core can be separated and collected while the ground is being drilled, the head assembly 11, the steel inner tube 12, and the core lift 17 are included. The structure of the sampling core barrel assembly 10 shown is shown.

도 1a에 도시된 코어 배럴 어셈블리(10)의 세부적인 구조를 도 1b를 통하여 보다 구체적으로 살펴보면, 강재 내부관(12)과 그 내부의 강재 스플릿(13a, 13b)의 2중 구조로 되어 있으며(강재 스플릿은 도 1a에는 도시하지 않았으나 도 1b에 도시하였음), 특히 도 1b 및 도 2a에 도시된 바와 같이 내부의 강재(steel) 스플릿(13a, 13b)은 시추 과정에서 코어를 형성하면서 수용되는 토양 및 암석 시료를 시추가 종료된 이후에 외부로 반출하기 용이하도록 길이 방향으로 2조각으로 나누어져 이루어져 있는데 이들 조각은 동일한 직경을 가진 반원형 관체를 형성하게 된다. 그러나, 이러한 분리형 구조를 가진 강재 스플릿(13a, 13b)의 경우에는 강재 내부관(12) 내에 설치된 상태에서 도 1b에 도시된 바와 같이 전체 길이 방향을 따 라서 일정 크기의 틈새(13c)가 형성되어서 시추시에 주입되는 압력수가 내부로 침투함으로써 이로 인하여 코어링되는 토양 및 암석 시료의 미립자가 씻겨나가 유실되는 문제점이 발생하며, 또한 시추 작업시에 코어링되는 시료 중의 작은 알갱이 입자가 그 틈새(13c)에 끼이는 경우에는 스플릿(13a, 13b) 전체가 형성하는 외경이 늘어나는 현상이 발생하여 강재 내부관(12)으로부터 스플릿(13a, 13b)을 분리하는 과정에 많은 어려움이 있다. 즉, 암석 시료가 수용된 스플릿(13a, 13b)을 강재 내부관(12)으로부터 분리하는 과정을 살펴보면, 도 1b에 도시된 코어 리프터 케이스(18)의 체결 상태를 해제시켜 코어 리프트(17) 및 스냅 링 타입의 스톱 링(16)을 분리하더라도 스플릿(13a, 13b)이 강재 내부관(12)에 협착되어 있어서 강재 내부관(12) 밖으로 쉽게 나오지 않는 경우가 많는데, 이 경우 헤드 어셈블리(11) 하단의 압력수 주입밸브(11a)를 통하여 압력수를 주입하여 이에 의해 강재 내부관(12) 내부 상단에 배치되는 코어 이젝션 피스톤(15)을 하방으로 밀어내는 힘을 작용시킴으로써 스플릿(13a, 13b)이 강재 내부관(12)의 하단부로 밀려나오도록 함이 일반적인데 이로써 어셈블리 구조와 분리 공정이 복잡하게 되는 문제점이 있다. 또한, 이 경우에 스플릿(13a, 13b)에 변형이 발생하여 결국에는 재사용 자체가 불가능하게 되는 문제점도 가지고 있다. 도 1a 및 도 1b의 도면 중 미설명부호 (11b)는 시추시에 강재 내부관(12)을 따라 유입되는 천공수를 배출하는 밸브이고, 미설명부호 (14)는 코어 이젝션 피스톤용 실링 부재이다.Looking at the detailed structure of the core barrel assembly 10 shown in Figure 1a in more detail with reference to Figure 1b, there is a double structure of the steel inner tube 12 and the steel split (13a, 13b) therein ( The steel split is not shown in FIG. 1A but is shown in FIG. 1B), in particular, as shown in FIGS. 1B and 2A, the internal steel splits 13a and 13b are soils that are received while forming cores during the drilling process. And it is divided into two pieces in the longitudinal direction so that the rock sample is easy to be taken out after the drilling is finished, these pieces will form a semi-circular tube having the same diameter. However, in the case of the steel split (13a, 13b) having such a detachable structure, as shown in Figure 1b in the state installed in the steel inner tube 12, a gap 13c of a predetermined size is formed along the entire length direction, The pressure water injected at the time of drilling penetrates into the inside, thereby causing a problem that the fine particles of the soil and rock samples to be corroded are washed away and lost. Also, the small grains in the sample to be cored during the drilling operation have gaps (13c). ), The outer diameter formed by the whole of the splits 13a and 13b is increased, and there are many difficulties in separating the splits 13a and 13b from the steel inner tube 12. That is, the process of separating the split 13a and 13b containing the rock sample from the steel inner tube 12 releases the fastening state of the core lifter case 18 illustrated in FIG. 1B to lift the core lift 17 and the snap. Even when the ring-type stop ring 16 is removed, the splits 13a and 13b are often caught in the steel inner tube 12 so that they do not easily come out of the steel inner tube 12, in which case the head assembly 11 Split water (13a, 13b) by injecting pressure water through the lower pressure water injection valve (11a) by applying a force to push the core ejection piston (15) disposed in the upper end of the steel inner tube (12) downward It is common to be pushed out to the lower end of the steel inner tube 12, which is a problem that the assembly structure and the separation process is complicated. In addition, in this case, there is a problem in that deformation occurs in the splits 13a and 13b and eventually reuse is impossible. In the drawings of FIGS. 1A and 1B, reference numeral 11b denotes a valve for discharging perforated water flowing along the steel inner tube 12 during drilling, and reference numeral 14 denotes a sealing member for the core ejection piston. .

또한, 종래 기술에 따른 스플릿(13a, 13b)으로부터 채취된 지반 시료를 시료 상자(4)에 옮겨서 담는 과정을 도 2a 및 도 2b를 참조하여 살펴보면, 풍화암 지대 및 절리가 심한 단층대에서 채취되어 그 파쇄 정도가 심한 암석 시료(R)의 경우에는 상부 스플릿(13a)을 해체한 후에 파쇄된 암석 시료에 비닐 커버(도시하지 않음)를 덮은 다음 하부 스플릿(13b)을 뒤집어 분리함으로써 비닐 커버 상에 암석 시료가 얹혀지도록 한 다음에 시료 상자(4)의 보관홈(4a)에 옮겨 놓음으로써 시료 보관 작업을 수행하게 되는데 이와 같이 시료 상자(4)로 암석 시료(R)가 옮겨진 상태가 도 2b 및 도 2c에 도시되어 있다. 그러나, 이러한 과정 자체에 작업자의 신중함이나 노력이 과도하게 요구될 뿐만 아니라 대부분의 경우 시료의 변형이 발생하기 쉬우며, 이와 같이 변형된 시료에 의한 지층 평가 데이터는 지층의 정확한 특성을 평가할 수 없었고 이로 인하여 평가의 신뢰도가 저하되는 문제점이 있었다.In addition, referring to Figures 2a and 2b, the process of transferring the ground samples collected from the splits (13a, 13b) according to the prior art to the sample box 4, the samples are collected in weathered rock zones and severely faulted fault zone In the case of a severe rock sample (R), after dismantling the upper split (13a), the crushed rock sample is covered with a vinyl cover (not shown), and the rock sample on the vinyl cover by inverting and separating the lower split (13b). Is placed and then placed in the storage groove 4a of the sample box 4 to carry out the sample storage operation. Thus, the state in which the rock sample R is transferred to the sample box 4 is shown in FIGS. 2B and 2C. Is shown. However, this process itself does not require excessive operator care and effort, and in most cases it is easy to cause deformation of the sample. Thus, the stratum evaluation data by the deformed sample could not evaluate the exact characteristics of the layer. There was a problem that the reliability of the evaluation is lowered.

현재 국내에서 시행되고 있는 지반 시추조사의 현황을 살펴보면 많은 예산을 투입하여 채취한 시료를 관찰하면서도 앞서 설명된 종래기술에 따른 분리형 강재 스플릿을 사용함으로써 특히 풍화암 지대 및 절리가 심한 단층대에서 채취하여 파쇄 정도가 심한 암석 시료(R)의 경우에는 이를 시료 보관 상자에 수납한 상태에서는 더 이상 건드릴 수 없는 상태이기 때문에 지질 주상도를 작성하기 위하여 시료를 관찰하는 경우에, 도 2c에 도시된 바와 같이 시료 상자(4)의 보관홈(4a)을 구획하는 칸막이(4b)에 의해 가려지지 않는 시료 상부의 약 160°영역만이 관찰이 가능하고 시료를 뒤집어서 관찰할 수 없기에 하부의 약 200°영역은 관찰 자체가 어려워서 작성자의 개략적인 추정에만 의존하여 관찰 결과를 도출하고 있어서 그 신뢰도에 한계가 있는 실정이다.If you look at the current state of the ground drilling survey that is currently conducted in Korea, while using a separate steel split according to the prior art described above while observing the sample collected with a large budget, the degree of crushing from the weathered rock zone and severely faulted fault zone In the case of a severe rock sample (R), when the sample is observed in order to create a lipid columnar because it can no longer be touched when it is stored in the sample storage box, as shown in FIG. 2C Only about 160 ° area of the upper part of the sample which is not covered by the partition 4b partitioning the storage groove 4a of (4) can be observed, and the lower part of about 200 ° area can be observed because the sample cannot be observed upside down. It is difficult, and the reliability is limited because observation results are derived only by the rough estimation of the author.

또한, 종래 기술에 따르면 앞서 설명된 바와 같이 파쇄층 암석 시료의 경우 에는 시료 채취 과정에서 1차 교란이 발생하고 그리고 스플릿에서 시료 상자로 시료를 옮겨 놓을 때 2차 교란이 발생할 뿐만 아니라, 나아가 시추 현장에서 암석 시료의 보관 장소로 시료상자를 이동하는 경우에 시료 상자가 진동이나 충격을 받는 경우에는 더욱 심각한 교란이 발생할 수 있으며, 파쇄층이 아닌 균질암으로서 코어로 채취되는 상태가 양호한 경우에도 시료 상자의 보관홈(일정 길이를 가짐)에 수납하기 위하여 작업자들이 임의로 충격을 가하여 절단하는 경우가 있는데 이러한 경우에 발생하는 인위적인 절단면을 등에 의한 자연적인 절단면과 구분하기 어려워서 암반의 상태를 평가하는 데이터 중에서 RQD 값(N 사이즈 코어 보링에 의해 얻어진 보통 1m 기준 길이의 코어에 10cm 이상의 코어 길이의 합의 백분율) 또는 RMR 값(Rock Mass Rating) 등에서 상당한 오차가 발생할 수 있는 문제점도 내포하고 있다.In addition, according to the prior art, as described above, in the case of the crushed rock sample, the first disturbance occurs during the sampling process and the second disturbance occurs when the sample is transferred from the split to the sample box. Furthermore, when the sample box is moved from the drilling site to the storage site of the rock sample, If the box is subjected to vibration or shock, more serious disturbances may occur, and even if the core is collected as a homogeneous rock rather than a crushed layer, it may be necessary for workers to store it in the storage groove (which has a certain length) of the sample box. In some cases, it is difficult to distinguish the artificial cutting surface from the natural cutting surface caused by the back, and the RQD value (usually 1m core length obtained by N-size core boring) is used. In addition, there is a problem that a significant error may occur in a percentage of the sum of core lengths of 10 cm or more) or an RMR value (Rock Mass Rating).

또한, 시추 대상 암반으로부터 채취된 지반 시료에 대한 평가 작업 등이 일차적으로 수행된 이후에도 지반 코어 시료는 상당 기간 보관하여야 하는 경우가 많은데, 통상 목재로 만들어지는 시료 상자의 부식에 의한 파손으로 시료가 이탈되거나 칸막이 파손 등으로 시료들이 상호 뒤섞여서 시료 재평가 작업에 어려움이 발생하거나 또는 화재로 인하여 시료가 훼손되어 시료 보관의 가치가 상실되는 문제점이 발생하는 경우도 있었다.In addition, even after the evaluation work on the ground samples collected from the rock to be drilled is primarily performed, the ground core samples are often kept for a considerable period of time, and the samples are separated due to breakage due to corrosion of the sample box made of wood. In some cases, the samples may be mixed with each other due to breakage of partitions, causing difficulty in reassessing the sample, or in some cases, the sample may be damaged due to a fire, thereby causing a loss of value of the sample storage.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 토양 및 암석 지반의 시료(지반 시료)를 채취하는 과정에서 풍화 암 및 절리가 심한 단층대에서도 미립자의 손실 없이 대상 지반 그대로를 채취할 수 있는 지반 시료 채취용 코어 배럴 어셈블리를 제공하며, 이로부터 지반 시료 채취 방법에서 있어서도 시료 상태의 임의적인 교란 없이 시료를 장기간 안전하게 보관할 수 있으며, 나아가 필요한 경우에는 시료 상태를 직접적으로 확인할 수 있는 방법을 제공하며, 나아가 지질 주상도 작성과 같은 지질 평가 방법에 있어서 시료를 360°관찰가능하도록 하여 지층에 따른 특성을 정확하게 관찰 기술 평가할 수 있도록 함으로써 평가 신뢰도를 향상시킬 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the technical problem of the present invention in the process of collecting soil and rock samples (ground samples) in the weathering rock and severely severe fault zone without loss of fine particles The core barrel assembly for ground sampling can be collected as it is, and even in the ground sampling method, the sample can be safely stored for a long time without any disturbance of the sample state, and if necessary, the sample state can be directly In addition, it provides a method to confirm and further improves the reliability of evaluation by enabling the sample to be 360 ° observable in the geological evaluation method such as geological column drawing, so that the characteristics of the strata can be accurately measured and evaluated. Its purpose is to.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 드릴링 외부관과 드릴링 비트 및 커플링 부재들을 포함하여 이루어지는 드릴링 어셈블리가 지반을 천공하면서 진행하는 동안 따라가면서 지반 코어를 분리 채취할 수 있도록 드릴링 어셈블리의 내부에 설치되는 것으로서, 헤드 어셈블리, 강재 내부관, 및 코어 리프트를 포함하여 이루어지는 지반 시료 채취용 코어 배럴 어셈블리의 결합 구조에 있어서, 강재 내부관의 내부에 일체형 고강도 투명 원형관을 슬라이딩 설치하는 것을 특징으로 하는 지반 시료 채취용 코어 배럴 어셈블리의 결합 구조를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a drilling assembly including a drilling outer tube, a drilling bit and coupling members, so that the core can be separated and collected while following the drilling process. In the coupling structure of the core barrel assembly for ground sampling comprising a head assembly, a steel inner tube, and a core lift, which is installed at the inner side of the steel inner tube, the integrated high strength transparent circular tube is provided in a sliding manner. It provides a coupling structure of the core barrel assembly for ground sampling.

본 발명은 또 다른 관점에서, 지반 시추 작업이 종료되어 코어 배럴 어셈블리가 지상으로 인양된 이후에 코어 배럴 어셈블리 하단부의 코어 리프터 케이스의 체결을 해제시켜 코어 리프트 및 스톱 링을 강재 내부관으로부터 분리하고 코어 배럴 어셈블리 상단부의 헤드 어셈블리를 강재 내부관으로부터 분리하는 단계와, 그 리고 강재 내부관 내부에 존재하며 암석 시료가 원형 상태로 수용되어 있는 일체형 고강도 투명 원형관을 슬라이딩 방식으로 강재 내부관 외부로 반출하는 단계와, 지반으로부터 반출된 암석 시료를 수용하고 있는 일체형 고강도 투명 원형관을 한 쌍의 반원형 커터를 각각 포함하는 원형 단면 커팅 지그와 커팅 지그 가이드봉 및 유압 실린더를 포함하는 유압 절단장치를 이용하여 일정 길이로 절단하여 시료 상자에 수납하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지반 시추 코어 시료 채취 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention is to release the core lifter case of the lower part of the core barrel assembly after the ground drilling operation is completed by lifting the core barrel assembly to the ground to separate the core lift and stop ring from the steel inner tube and the core Separating the head assembly at the top of the barrel assembly from the steel inner tube, and carrying out a sliding high strength transparent circular tube inside the steel inner tube and containing the rock sample in a circular state. And a fixed section using a hydraulic cutting device including a circular cross-section cutting jig including a pair of semi-circular cutters, and a cutting jig guide rod and a hydraulic cylinder, each of which comprises a pair of semi-circular cutters, an integrated high-strength transparent circular tube containing a rock sample taken out of the ground. Cut to length and stored in sample box To provide a ground drilling core sampling method which comprises including.

나아가, 본 발명에 따른 방법 발명은 암석 시료를 수용하고 있는 상기 일체형 고강도 투명 원형관의 양단부를 밀봉 캡으로 마무리하는 단계를 추가적으로 포함하거나, 그리고 암석 시료를 수용하고 있는 일체형 고강도 투명 원형관 내표면에 습기가 차서 내부의 암석 시료 상태를 정확히 판별하기 어려운 경우에 상기 일체형 고강도 투명 원형관의 일부를 절개하는 단계를 추가적으로 포함하는 방법도 제공한다.Furthermore, the method invention according to the invention further comprises the step of finishing both ends of the integrated high strength transparent circular tube containing the rock sample with a sealing cap, or on the inner surface of the integrated high strength transparent circular tube containing the rock sample It also provides a method further comprising the step of cutting a portion of the integrated high strength transparent circular tube when the moisture is difficult to accurately determine the state of the internal rock sample.

이하에서는, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.

먼저, 첨부 도면 도 3a는 드릴링 외부관(21)과 드릴링 비트(22) 및 각종 커플링 부재를 포함하여 구성되는 드릴링 어셈블리(20)를 오른쪽에 도시하고 있는데, 본 발명과 관련된 드릴링 어셈블리(20)는 종래 기술로서 앞서 도 1a를 참조하여 설명된 드릴링 어셈블리(20)와 동일한 구성을 가진다. 그리고 첨부 도면 도 3a의 왼쪽에 도시되고 그 내부에 설치되는 구성까지 모두를 포함하여 도 3b에 보다 구체적 으로 도시된 지반 시료 채취용 코어 배럴 어셈블리(100)의 구성을 살펴보면, 시료 채취용 코어 배럴 어셈블리(100)는 드릴링 어셈블리(20)가 지반을 천공하면서 진행하는 동안 따라가면서 지반 코어를 분리 채취할 수 있도록 드릴링 어셈블리(20)의 내부에 설치되는 것으로서 위에서 아래로 헤드 어셈블리(110), 강재 내부관(120), 스냅 링 타입의 스톱 링(160), 코어 리프트(170), 및 코어 리프트 케이스(180)로 연결 구성되며, 그리고 강재 내부관(120)의 내부에 일체형 고강도 투명 원형관(130)이 설치된다. First, the accompanying drawings, Fig. 3a shows on the right a drilling assembly 20 comprising a drilling outer tube 21, a drilling bit 22 and various coupling members, on which the drilling assembly 20 according to the invention is concerned. Has the same configuration as the drilling assembly 20 described above with reference to FIG. 1A as a prior art. And the configuration of the core barrel assembly 100 for ground sampling shown in more detail in Figure 3b, including all of the configuration shown in the left side of the accompanying drawings and installed in the inside of Figure 3a, the core barrel assembly for sampling 100 is installed in the interior of the drilling assembly 20 so that the drilling assembly 20 can separate the ground core while following the progress while drilling the ground, head assembly 110, steel inner tube from top to bottom 120, a snap ring type stop ring 160, a core lift 170, and a core lift case 180, and a high strength transparent circular tube 130 integrated inside the steel inner tube 120. This is installed.

본 발명에 따른 지반 시료 채취용 코어 배럴 어셈블리에 사용되는 일체형 고강도 투명 원형관(130)은 높은 강도를 가진 암석 지반의 시료를 채취하기 위한 튜브로써 충격에 강하며 내열성(-40℃ ~ 135℃)이 강하므로 온도 변화에 따른 변형이 없어 깨끗한 원형의 보존성이 우수하며, 판유리의 250배 이상의 강도로 안전성이 우수하고 특히 자기 소화성을 가지기에 화재시 스스로 소화되며 유독가스를 발생하지 않는 장점을 가지도록, 폴리카보네이트 수지를 주원료로 포함하여 이루어지며 가시광선 투과율 87% 이상의 표면 광택이 우수한 초경량의 원형관을 사용하는 것이 바람직하다.The integrated high strength transparent circular tube 130 used in the ground barrel core assembly for ground sampling according to the present invention is a tube for collecting rock ground samples having high strength and is resistant to impact and heat resistance (-40 ° C. to 135 ° C.) Since it is strong, it has no deformation due to temperature change, so it has excellent preservation ability of clean circular shape, and it has excellent safety with more than 250 times the strength of plate glass, and especially has self-extinguishing ability so that it can self-extinguish itself in case of fire and not generate toxic gas. It is preferable to use an ultralight round tube made of polycarbonate resin as a main raw material and having excellent surface gloss of 87% or more of visible light transmittance.

본 발명에 따른 일체형 고강도 투명 원형관(130)을 강재 내부관(120)에 사용하는 경우, 그 상부의 헤드 어셈블리(110)에는 도 1b에 도시된 바와 같은 압력수 주입 밸브(11a)에 해당하는 밸브가 필요가 없고 오직 천공수 배출 밸브(110b)만이 설치될 수 있으며 그리고 도 1b에 도시된 바와 같은 코어 이젝션 피스톤(15) 및 코어 이젝션 피스톤용 실링 부재(14) 역시 강재 내부관(130)에 별도로 설치될 필요가 없게 된다.When the integrated high strength transparent circular tube 130 according to the present invention is used for the steel inner tube 120, the upper head assembly 110 corresponds to the pressure water injection valve 11a as shown in FIG. No valve is required and only perforated water discharge valve 110b can be installed and the core ejection piston 15 and the sealing member 14 for the core ejection piston as shown in FIG. There is no need to install it separately.

이러한 본 발명에 따른 지반 시료 채취용 코어 배럴 어셈블리(100)를 이용하여 지반 시추 코어 시료를 채취하고 나아가 시료 상자(4)에 보관하는 방법은 다음과 같이 진행된다.The method of collecting the ground drilling core sample using the ground sampling core barrel assembly 100 according to the present invention and further storing it in the sample box 4 proceeds as follows.

지반 시추 작업이 종료되어 코어 배럴 어셈블리(100)를 지상으로 인양한 후, 코어 배럴 어셈블리(100) 하단부의 코어 리프터 케이스(180)의 체결 상태를 해제시켜 코어 리프트(170) 및 스톱 링(160)을 강재 내부관(120)으로부터 분리하고 그리고 코어 배럴 어셈블리(100) 상단부의 헤드 어셈블리(110)를 강재 내부관(120)으로부터 분리한 다음에, 강재 내부관(120) 내부에 존재하며 암석 시료가 원형 상태로 수용되어 있는 일체형 고강도 투명 원형관(130)을 슬라이딩 방식으로 강재 내부관(120)의 외부로 간단하게 반출하게 된다. 이로써, 시추 대상 지반의 상태에 관계없이 지반 코어 시료의 채취를 간편하게 하고, 또한 채취되는 지반 코어 시료에 대해 미립자의 손실이 없도록 하면서 지반 내부에 존재하던 원 상태 거의 그대로의 형태로 시료 채취가 가능하게 되고, 특히 강재 내부관(120) 내부에 존재하는 일체형 고강도 투명 원형관(130)은 거의 변형을 수반하지 않으므로 끼임 현상이 거의 발생하지 않아서 시료를 분리하는 공정이 매우 간단하게 된다. After the ground drilling operation is completed and the core barrel assembly 100 is lifted to the ground, the core lifter case 180 is released from the lower end of the core barrel assembly 100 to release the core lift 170 and the stop ring 160. Is separated from the steel inner tube (120) and the head assembly (110) of the upper end of the core barrel assembly (100) from the steel inner tube (120), and then inside the steel inner tube (120) The integrated high strength transparent circular tube 130 accommodated in a circular state is simply carried out to the outside of the steel inner tube 120 in a sliding manner. This makes it easy to collect ground core samples irrespective of the state of the ground to be drilled, and to make it possible to sample in the form of the original state as it existed in the ground, without loss of fine particles to the ground core sample to be collected. In particular, since the integral high strength transparent circular tube 130 present in the steel inner tube 120 hardly involves deformation, the pinching phenomenon hardly occurs, thereby making the process of separating the sample very simple.

나아가, 도 4에 도시된 바와 같이 지반으로부터 반출된 암석 시료를 수용하고 있는 일체형 고강도 투명 원형관(130)을 한 쌍의 반원형 커터(231, 241)를 각각 포함하는 원형 단면 커팅 지그(230, 240)와 커팅 지그 가이드봉(250) 및 유압 실린더(220)를 포함하는 유압 절단장치(200)를 이용하여 일정 길이로 절단할 수 있는데 이 때 한 쌍의 반원형 커터(231, 241)가 맞물릴 때의 내측 반경은 상기 일체형 고강도 투명 원형관(130)의 외경보다 약간 작도록 구성된다. 유압 절단장치(200)를 이용하여 절단된 시료는 도 5에 도시된 바와 같이 칸막이(4b)로 구획된 시료 상자(4)의 보관홈(4a)에 상태의 임의적인 교란 없이 시료를 안전하게 보관되고 이동시킬 수 있게 된다.Furthermore, as shown in FIG. 4, the circular cross-section cutting jig 230 and 240 each includes a pair of semi-circular cutters 231 and 241 for an integrated high strength transparent circular tube 130 containing a rock sample taken out from the ground. ) And the cutting jig guide rods 250 and the hydraulic cutting device 200 including the hydraulic cylinder 220 can be cut to a certain length at this time when a pair of semi-circular cutters (231, 241) is engaged The inner radius of is configured to be slightly smaller than the outer diameter of the integrated high strength transparent circular tube 130. The sample cut using the hydraulic cutting device 200 is safely stored in the storage groove 4a of the sample box 4 partitioned by the partition 4b as shown in FIG. 5 without any disturbance of the state. You can move it.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 암석 시료의 장기간의 보존이 필요시에는 일체형 고강도 투명 원형관(130)의 양단부를 밀봉 캡(131)으로 마무리하는 것도 바람직하며, 암석 시료를 수용하고 있는 상기 일체형 고강도 투명 원형관(130) 내표면에 습기가 차서 내부의 암석 시료 상태를 정확히 판별하기 어려운 경우에 상기 일체형 고강도 투명 원형관(130)의 일부를 절개하여 절개홈(130h)을 형성함으로써 습기의 방출을 유도하며 절개홈(130h)을 통하여 내부의 암석 시료(R)를 직접 육안으로 관찰하는 것이 용이하도록 하는 것도 바람직하다. In addition, when long-term storage of the rock sample is required as shown in FIG. 6, it is also preferable to finish both ends of the integrated high strength transparent circular tube 130 with the sealing cap 131, and the integrated type containing the rock sample. When the internal surface of the high strength transparent circular tube 130 is filled with moisture and it is difficult to accurately determine the state of the internal rock sample, a part of the integrated high strength transparent circular tube 130 is cut to form a cutout groove 130h to release moisture. It is also desirable to facilitate direct observation of the internal rock sample (R) through the incision groove 130h.

본 발명에 따르면, 절리가 발달한 단층대 또는 파쇄층이 많이 발달한 풍화대 등의 연약 지반을 포함한 다양한 지층 구조에서도 미립자의 손실 없이 지하층에 존재하고 있던 그대로의 형태로 교란없이 지반 코어 시료를 채취할 수 있을 뿐만 아니라, 나아가 시추기의 2중 구조로 된 코어 배럴 어셈블리의 강재 내부관으로부터 분리된 투명 원형관 내부에 지반 코어 시료가 수납된 형태로 이들을 일정 길이로 절단하여 시료 보관 상자에 담기 때문에 암석 시료의 보관 작업 자체도 간편하게 하고 또한 장기간 보관하는 경우에도 변질의 우려가 최소화되며, 그리고 지질 주상 도 작성 등 지질 평가 작업 등에서 지반 시료 각 부분의 특성을 정확하게 관찰할 수 있으며 암석 시료를 포함한 투명 원형관을 필요에 따라 수직으로 세워서 층서를 확인하는 것도 가능하게 되어서 지층을 평가하는데 있어서 그 결과의 신뢰도를 최대한 높일 수 있는 효과를 제공한다.According to the present invention, even in a variety of stratum structures including soft ground such as a faulty zone with a high degree of jointing or a weathered zone with many fractured layers, ground core samples can be taken without disturbing in the form as it exists in the basement without loss of fine particles. In addition, the ground core sample is stored in a transparent circular tube separated from the steel inner tube of the core barrel assembly having a double structure of the drilling machine. The storage itself is easy and the possibility of deterioration is minimized even if it is stored for a long time, and the characteristics of each part of the ground sample can be observed accurately in the geological evaluation work such as geological column drawing, and a transparent circular tube including a rock sample is required. It is also possible to check the floor standing vertically depending on This provides the effect of maximizing the reliability of the results in assessing the strata.

Claims (6)

헤드 어셈블리, 강재 내부관, 및 코어 리프트를 포함하여 이루어지는 지반 시료 채취용 코어 배럴 어셈블리를 이용하여 지반 시추 코어 시료를 채취하는 방법으로서,A method of collecting ground drilling core samples using a ground sampling core barrel assembly including a head assembly, a steel inner tube, and a core lift, 지반 시추 작업이 종료되어 코어 배럴 어셈블리가 지상으로 인양된 이후에 코어 배럴 어셈블리 하단부의 코어 리프터 케이스의 체결 상태를 해제시켜 코어 리프트 및 스톱 링을 강재 내부관으로부터 분리하고 코어 배럴 어셈블리 상단부의 헤드 어셈블리를 강재 내부관으로부터 분리하는 단계와;After the ground drilling operation is finished and the core barrel assembly is lifted to the ground, the core lifter case at the bottom of the core barrel assembly is released to release the core lift and stop ring from the steel inner tube and the head assembly at the top of the core barrel assembly. Separating from the steel inner tube; 상기 강재 내부관 내부에 존재하며 암석 시료가 원형 상태로 수용되어 있는 일체형 고강도 투명 원형관을 슬라이딩 방식으로 강재 내부관 외부로 반출하는 단계와, 그리고Transporting an integrated high strength transparent circular tube existing inside the steel inner tube and containing a rock sample in a circular state to a steel inner tube outside by sliding; and 지반으로부터 반출된 암석 시료를 수용하고 있는 상기 일체형 고강도 투명 원형관을 한 쌍의 반원형 커터를 각각 포함하는 원형 단면 커팅 지그와 커팅 지그 가이드봉 및 유압 실린더를 포함하는 유압 절단장치를 이용하여 일정 길이로 절단하여 시료 상자에 수납하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지반 시추 코어 시료 채취 방법.The integrated high-strength transparent round tube containing the rock sample taken out from the ground was cut to a predetermined length using a circular cross-section cutting jig including a pair of semi-circular cutters, a cutting jig guide rod, and a hydraulic cutting device including a hydraulic cylinder. A ground drilling core sample collection method comprising cutting and storing the sample in a sample box. 제1항에 있어서, 암석 시료를 수용하고 있는 상기 일체형 고강도 투명 원형관의 양단부를 밀봉 캡으로 마무리하는 단계를 추가적으로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지반 시추 코어 시료 채취 방법.The method of claim 1, further comprising finishing a both ends of the integrated high strength transparent circular tube containing a rock sample with a sealing cap. 제1항 또는 제2항에 있어서, 암석 시료를 수용하고 있는 상기 일체형 고강도 투명 원형관 내표면에 습기가 차서 내부의 암석 시료 상태를 정확히 판별하기 어려운 경우에 상기 일체형 고강도 투명 원형관의 일부를 절개하여 절개홈을 형성하는 단계를 추가적으로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지반 시추 코어 시료 채취 방법.The internal surface of the integrated high strength transparent circular tube containing the rock sample is cut and a part of the integrated high strength transparent circular tube is cut off when it is difficult to accurately determine the state of the internal rock sample. Soil drilling core sample collection method characterized in that it further comprises the step of forming an incision groove. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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