충격식 시추 :1853 미국의 드레이크가 충격식 착정기를 개발 1859년부터 유전개발에 사용 회전식 시추 ;1862 프랑스 루돌프 루소가 다이아몬드 비트를 이용한 시추기를 개발
제2장 시추기계 ,기구류
스핀들형 : 지질조사나 탐광을 위해 코아링에 의한 시료채취를 목적으로 개발 비교적 간편 하고 기동성이 좋다 직접 불교란 시료를 채취하는 가장 정확한 지질 조사법 가 장 많이 사용
핸드 피드기 : 굴착때의 지질변화나 굴착 상황이 직접 피드레버에서 시추기술자가 감지 할 수 있는 장점
로터리 테이블형 굴착기 : 대구경의 깊은 심도를 굴착할 목적으로 발달
회전식 스핀들형 시축기계의 기본구조 : 천공장치(쉬벨헤드), 권상장치, 변속장치, 유압장치, 조정장치, 원동기 로 구성
* 슬라이드 베이스 ,자주장치
전동장치
평벨트 : (핸드피드기계에 많이 사용) 공간이 넓어야 하고 회전속도의 변경에 그때그때 활 차를 교환해야 하는 결점
v 벨트 : 전동능력이 뛰어 나고 기계전체를 콤팩트하게 할 수 있다.
스프로켓과 롤러체인: 측 간격이 짧고 기어 사용이 불가능한 경우에 사용신장이나 손실이 적고 수명이 길다
기어 : 측간거리가 비교적 짧을 때 사용 맞물림 기어의 두 축이 평행하지 않아도 회전을 정 밀하게 할 수 있는 특징
커플링(축이음):커플링은 원동기축과 전동기축을 연결하여 회전을 잔달 하는 역할 양축의 중심이 정확히 일치하지 않으면 진동 발생이나 축의 파손의 원인이 된다.
크럿치 : 원동기의 입력을 넣고 빼는 장치 맞물림/ 마찰 크럿치등이 있다. 시추기계로는 건 식디스크 크럿치가 많이 사용 되고 있다.
변속장치 : 목표스핀들 회전수, 권상속도를 얻기 위해 입력회전수를 기어 조합하여 변속 비를 선택하는 장치
권상 장치 : 시추공에 시추롯드나 굴착기구를 삽입한 후 회수하는 승강을 자동으로 하기 위한 장치
(1)유성기어 기구 : 권상조작은 롯드의 연속 승강 때 시동/정지/순간 상승 변환/롯드나사의 접속이나 사고 회복 때 가장 적절 한 유성기어기구가 채택
(2)수제동기 (하이드로 덤퍼) : 굴착심도가 깊어 지면 기구류의 중량도 무겁게 되며 승강작 업은 정확히 권상/강하가 연속하여 브레이크 밴드의 마찰열이 높아진다. 따라서 브레이크 슈에 냉각수를 흘려서 수제동기를 보조 브레이크로 사용 (물의 저항으로 굴착기구류의 낙하에너지를 흡수)
천공장치(쉬벨헤드): 시추롯드에 회전운동과 진퇴운동을 주는 장치 (척과 피드 장치로 구성)
핸드피드식: 핸들을 수동 조작하여 피니온 기어를 넣고 랙 기어를 진퇴시키는 방식
구조가 간단 취급용이 큰 급압하중을 주지 않는다
하이드로릭피드식: 유체 유압을 이용한 피스톤의 작동력을 블라키트를 넣어서 스핀들 을 진퇴시키는 방식
스쿠류피드식 : 볼트/너트의 원리를 이용한 회전차동을 보내는 기구로 직접 스핀들을 진퇴시키는 방식 기구가 소형화되어 조작이 쉽지만 미세한 조절이 곤란하고 큰 하중이 얻어지지 않는다
척 : 스핀들의 회전과 피드힘을 시추롯드에 전하는 장치
조정장치
(1)조작레버류
메인 크럿치레버 :원동기의 회전을 전달, 정지한다
체인지 레버: 스핀들 회전수와 드럼의 권상속도를 선택하는 것으로 저속/중속/고속/초고속 등의 변속을 조작한다.
스핀들 변환레버: 변속장치의 회전을 스핀들에 전달, 정지의 변환을 한다
드럼 변환 레버: 변속장치의 회전을 권상장치 드럼에 전달 정지 시킨다
호이스팅 레버 와 브레이크레버 : 권상장치에 의한 시추롯드 등의 승강작업에 사용하고 권 상,제동강하 및 제동 정지한다
피드변환레버 : 스핀들 피드의 전진 (굴진), 후퇴(역진) 중립 변환 시킨다
스핀들 속도 조정 핸들 : 스핀들의 전진 속도를 조절
압력 조정 핸들: 유압회로의 압력을 조절한다
슬라이드 베이스 스톱레버 : 슬라이드 베이스의 고정/해지하는 레버
(2)각종기계류
유압계/비트하중계/회전계/토크메터/수압계/피드게이지바
(3)굴진조작방법
급압굴질 : 굴착심도가 얕고 규일지층을 굴진 할 때 주로 사용
유압실린더 상부에 유압력을 주고 시추롯드 중량에 하중을 주어서 하중을 얻는다
비트하중= 급압력 + 롯드중량
속도제어굴진 : 연약지반이나 붕괴층, 경연차이가 극심한 지층등을 급압굴진 할 때 사용
피드실린더 상부(급압측)에 유압력을 주고 실린더 하부(밸런스측)의 유량을 스핀들 속 도조정핸들로 조절하고 하강 속도를 제어한 후 굴진하는 방법
비트하중 = 급압력 + 롯드하중 -밸런스력
밸런스 굴진 : 심도가 깊고 롯드중량이 필요한 비트하중 보다과대한 경우
비트하중 = 롯드중량 - 밸런스력
보조장치 : 슬라이드 베이스/ 자주장치/롯드착탈장치/분수기
유압장치
(1)유압펌프 : 시추기계의 각 장치를 구동하는 유압기계에 유압력과 유량을 공급
*비용적형 : 토출압에 의해서 유량이 변화되고 최대압력의 토출량은 0이 된다
용적형 : 토출량은 압력에 관계없이 거의 일정하며 1회전당의 토출량이 부하에 따라 변동 되지 않으므로 유압의 속도 제어가 가능
기어펌프 : 간단한 구조 / 저가
외접하는 두 개의 기어가 케이싱 속에서 회전할 때 기어 맞물림 사이에 생기는 진 공부의 흡입작용을 이용
베인펌프 : 베인 이 중심을 향해 여러개 부착된 로터와 로터축 에 대하여 편심되 캡링을 한 다
브란자펌프 : 기어/베인펌프에 비해 고압화/고성능화/효율 등에서 우수한 성능을 갖춘 가변 토출량의 펌프 경사각과 브란자의 상대운동에 의해서 왕복운동을 시키는 방식
(2)오일탱크 : 기름을 저장/기름 속에 축적된 열을 방출/노폐물을 침전시켜 유압기능을 보호
(3)유압밸브 : 유압펌프에서 압력과 유량을 주어 보내는 오일을 사용목적에 따라 압력,유량, 방향을 각 유압엑튜에이터로 조정하여 보내는 제어 밸브 압력/유량/방향제어 밸브 등이 있다
*방향 제어 밸브 (수동 변환 밸브/전자 변환 밸브/파이롯작용 변환 밸브)
각종 천공장치(피드방식)의 특징
핸드피드의 특징
1.굴진중 비트에 접촉하여 미세한 암질 변화도 곧 바로 핸들 레버에 전달되어 굴진 중 지층 의 판정법에 도움이 된다
2.암질변화, 코아채취, 일수 등에 대응하여 순간적인 핸들조작이 가능
3.구조가 간단. 고장이 적고 수리도 현장에서 쉽게 할 수 있다.
4.구조상 고소회전이 어렵기 때문에 다이아몬드 비트를 사용하는 고속회전굴진엔 부적합
5.깊은 심도에서 비트 하중을 핸들조작으로 조절하는 것은 곤란
하이드로릭 피드식의 특징
1.회전과 급진을 각각 단독으로 조작가능 급압,속도제어,밸런스도 제어밸브의 수동조작으로 간단히 할 수 있으며 깊은 시추심도에서도 특별한 노력이 필요치 않다
2.비트의 급압은 유압게이지를 관측하면서 적절한 하중을 주는 것이 가능 굴진주의 지질변화와 게이지의 미소 변화까지 관찰가능
3.저속에서 고속까지 회전이 용이 각종 비트를 사용한 모든 지층의 굴진이 가능
4.유압기구를 갖췄으며 슬라이드 베이스나 오일척 등의 기구가 부착되어 깊은 굴착, 대공경 시추에도 적용
5.기구가 약간 복잡하므로 많은 훈련이 필요 현장에서 수리가 불가능한 경우도 잇어 충분한 정비/점검이 필요
스크류 피드식의 특징
1.기계구조적으로 심도가 깊은 시추에는 적합하지 않지만 소형 경량이므로 갱내 등과 같은 협소한 장소에서 쇼트시추나 발파공 천공에 적합
2.기계전체가 소형,경량이므로 분해조립이 용이
3.일반적으로 경질, 치밀하고 균질한 암반의 굴착에 적합한 천공장치
암질 변화에 조절을 신속하게 대응하기 어려우므로 암질 변화가 극심한 경우 불가능..?