KR20180053329A - 드릴링 머신 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드릴링 방향으로 지반 내에서 굴착을 수행하기 위한 드릴링 머신(10)에 관한 것이다. 상기 드릴링 머신은: 드릴링 방향으로, 굴착 벽들 중 하나에 지지됨으로써 지반에 대한 앵커 모듈의 움직임을 차단하기 위하여 앵커 장치를 구비하는 앵커 모듈(12)과; 앵커 모듈에 대하여 병진적으로 이동하면서 앵커 모듈에 연결되는 커터 부재들을 구비하는 드릴링 모듈(20)과; 앵커 모듈에 대해 커터 부재들을 병진적으로 이동시키기 위한 이동 수단(35)을 포함한다. 또한, 드릴링 모듈은 앵커 모듈에 대해 힌지식으로 연결되며, 드릴링 머신은 드릴링 방향에 수직인 선회 축선(X)을 중심으로 앵커 모듈에 대해 드릴링 모듈을 선회시키기 위하여 제1 경로 수정 수단(40)을 포함한다.

Description

드릴링 머신

본 발명은, 특히, 예를 들어 병치된 콘크리트 벽 요소들로 이루어진 연속 스크린들과 같은 기반을 건설하기 위한, 지반(ground)에서의 드릴링 분야에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은 지반에서 특히 경질 토양에서 굴착을 수행하는 드릴링 머신에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은 드릴링 방향으로 지반 내에 굴착부(excavation)를 만들기 위한 드릴링 머신에 관한 것으로서, 굴착부는 벽(walls)들을 가지며 상기 드릴링 머신은:

굴착부의 벽들 중 하나에 대항하여 지지됨으로써 앵커 모듈이 지반에 대해 드릴링 방향으로 이동하는 것을 방지하기 위한 적어도 하나의 앵커 장치를 가지는 앵커 모듈;

앵커 모듈에 대해 병진 이동 가능한 커터 부재들을 구비하는 드릴링 앵커 모듈; 및

앵커 모듈에 대해 커터 부재들을 병진 이동시키기 위한 이동 수단;

을 포함한다.

이러한 기계는 특히 특허문헌 FR 2 806 112에 기술되어 있다. 이 기계는 굴착부의 벽들에 대해 메인 프레임이 수직 드릴링 방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있는 앵커 수단과, 밀링 조립체에 수직 하향 추력을 작용하는 수단을 포함한다.

이러한 기계는 프레임의 중량보다 훨씬 무거운 커터 부재들에 수직 추력을 작용하는 것을 가능하게 하여, 예를 들어 화강암과 같은 경질 지반에서의 천공을 가능하게 한다.

이 기계의 단점은, 커터 부재들이 딱딱한 지면 부분 상에서 미끄러지는 경향이 있다는 것이며, 이는 드릴링 머신의 경로에 편차를 유발할 수 있으며, 이는 특히 깊은 드릴링 시에 문제가 많다.

본 발명의 목적은 굴착 경로를 제어하면서 경질 지반을 굴착할 수 있는 드릴링 머신을 제안함으로써 전술한 단점을 극복하고자 하는 것이다.

이를 위해, 드릴링 모듈은 앵커 모듈에 대해 힌지식으로 연결되며, 드릴링 모듈은 드릴링 방향에 대해 횡방향으로 연장되는 선회축선을 중심으로 앵커 모듈에 대한 드릴링 모듈의 선회를 야기시키도록 구성되는 제1 경로 수정 수단을 적어도 포함한다.

드릴링 방향은 실질적으로 수직이며, 적어도 수평은 아니다.

드릴링 모듈이 힌지식으로 연결되기 때문에, 드릴링 모듈은 앵커 모듈에 대해 특히 선회 가능하게 장착된다. 앵커 모듈에 대한 드릴링 모듈의 선회는, 커터 부재들의 위치를 변경시켜, 드릴링 머신의 경로를 수정하는 것을 가능하게 한다.

바람직하게는, 앵커 장치가 작동되는 동안, 즉 앵커 모듈이 지반 내에서 지지되어 있는 동안 제1 드릴링 경로 수정 수단이 작동된다.

따라서 드릴링 머신의 경로를 수정하고자 하는 경우, 앵커 모듈은 앵커 장치를 작동시킴으로써 지반 내에서 움직이지 않게 유지하고, 드릴링 모듈은 제1 경로 수정 수단이 작동함으로써 앵커 모듈에 대해 선회되고, 이동 수단은 앵커 모듈에 대해 드릴링 모듈을 병진적으로 하향 이동시키도록 사용된다. 또한, 본 발명에 있어서, 앵커 모듈에 대한 드릴링 모듈의 병진 이동 이전, 이후, 또는 이동과 함께, 앵커 모듈에 대해 드릴링 모듈을 선회시킬 수 있다. 따라서 본 발명은 앵커 모듈의 고정으로 인해 드릴링 방향을 정확하게 수정할 수 있음을 이해할 수 있다.

본 발명의 또 다른 장점은, 앵커 모듈의 길이 방향에 대해 경사진 방향으로 힘을 커터 부재를 향하여 전달할 수 있는 것이며, 이 힘은, 앵커 모듈이 지반 내에 고정되어 있기 때문에 굴착부의 벽들에 대항하여 지지되는 동안 드릴링 모듈 상에 추력을 작용할 수 있는 한, 매우 큰 크기로 제공될 수 있다.

또 다른 변형예에 있어서, 앵커 모듈은 경로를 수정하기 위해서 앵커 모듈에 대해 드릴링 모듈이 선회된 후에 지반 내에 움직이지 않게 유지된다.

드릴링 모듈과 앵커 모듈 사이의 힌지식 연결은, 하나 이상의 선회 타입 연결부에 의해, 볼 조인트 타입 연결부에 의해, 또는 임의의 다른 동등한 타입의 힌지 수단에 의해 구현될 수 있는 힌지 부재에 의해 제공된다. 이 힌지 부재는, 이동 수단의 일부를 형성할 수 있거나, 이동 수단과 드릴링 모듈 사이 또는 이동 수단과 앵커 모듈 사이에 배열될 수 있다.

본 발명의 제1 실시형태에 있어서, 앵커 모듈은 드릴링 방향에 대해 횡방향으로 연장되는 방향으로 드릴링 모듈에 추력을 작용하도록 구성되는 제1 경로 수정 수단을 포함하며, 제1 경로 수정 수단의 작동은 앵커 모듈에 대해 드릴링 모듈이 선회하도록 야기시킨다.

앵커 모듈이 굴착부 내에서 지반에 고정될 때, 이것은 고정적인 서포트를 구성한다는 것을 이해할 수 있다. 따라서, 앵커 모듈 상에 배열되는 제1 경로 수정 수단에 의해 드릴링 모듈에 가해지는 추력은, 드릴링 모듈과 앵커 모듈 사이에 존재하는 힌지부로 인하여 앵커 모듈에 대해 드릴링 모듈이 선회하도록 야기시키는 효과를 갖는다. 이러한 선회는 드릴링 방향에 대해 횡방향으로 연장되는 선회축선 주위에서 발생하고, 이 선회축선은 바람직하게는 수평이다.

바람직하게는, 선회추건은 앵커 모듈을 통과한다.

바람직하게는, 드릴링 모듈은 커터 부재들을 지지하는 하부 섹션 및 앵커 모듈 내부에서 적어도 부분적으로 연장되는 상부 섹션을 가지며, 여기에서 제1 경로 수정 수단은 드릴링 모듈의 상부 섹션과 앵커 모듈과의 사이에 배열된다. 하부 섹션 및 상부 섹션은, 하나의 몸체를 형성하도록 서로 단단하게 고정되거나, 서로에 대해 이동 가능하게 이루어질 수 있다.

따라서, 드릴링 모듈의 상부 섹션에 대한 제1 경로 수정 수단의 작용에 의해 드릴링 모듈은 앵커 모듈에 대해 선회된다.

드릴링 방향에 수직인 평면에서 볼 때, 드릴링 모듈의 하부 섹션은 바람직하게는 앵커 모듈의 길이와 실질적으로 동일한 길이를 갖는다. 앵커 모듈 및 드릴링 모듈의 하부 섹션의 각각의 폭에 대해서도 동일하다.

바람직하게는, 드릴링 모듈의 상부 섹션은 앵커 모듈 내부에서 이동 가능하다. 바람직하게는, 드릴링 모듈의 상부 섹션은 앵커 모듈에 대해 병진 이동 및 회전 이동이 가능하다.

제1 실시형태의 제1 변형예에 있어서, 앵커 모듈의 길이와 실질적으로 동일한 레버 아암으로부터 이익을 얻도록, 선회축선이 앵커 모듈의 하부에 배열되는 상태로, 제1 경로 수정 수단은 앵커 모듈의 상부 내에 배열된다.

이러한 제1 변형예에서, 드릴링 모듈의 하부 섹션은 상기 드릴링 모듈의 상부 섹션에 대해 슬라이딩 가능하게 장착될 수 있다. 따라서, 이동 수단이 작동중에 있을 때, 커터 부재들을 지지하는 하부 섹션은 드릴링 방향으로 상부 섹션에 대해 병진 이동된다. 따라서 드릴링 모듈은, 커터 부재와 상부 섹션 사이의 거리가 최소인 수축 위치와, 커터 부재와 상부 섹션 사이의 거리가 최대인 전개 위치를 ????포함한다. 상부 섹션 및 하부 섹션으로 이루어진 조립체는 앵커 모듈에 대해 선회 가능하게 장착된다.

제2 변형예에 있어서, 앵커 모듈은, 몸체와, 드릴링 모듈의 상부 섹션에 슬라이딩 가능하게 장착되는 길이방향 슬리브를 가지며, 길이방향 슬리브는 몸체에 대해 힌지식으로 연결된다. 바람직하게는, 슬리브는 선회축선 주위에서 몸체에 대해 선회 가능하게 장착된다. 제1 경로 수정 수단은, 앵커 모듈의 몸체에 대한 선회를 야기시키기 위해 슬리브를 가압하도록 구성되어, 드릴링 모듈이 앵커 모듈에 대해 선회하도록 야기시킨다. 제1 경로 수정 수단은 슬리브 상에 배열되는 것이 바람직하지만, 배타적인 것은 아니다.

바람직하게는, 드릴링 모듈의 상부 섹션은 길이방향으로 앵커 모듈을 통과한다. 또한 바람직하게는, 상부 섹션의 상단부는 앵커 모듈의 상단부 위로 돌출한다.

바람직하게는, 드릴링 머신은, 드릴링 모듈의 하부 섹션 상에 위치하며 드릴링 방향에 대해 횡방향으로 연장되는 상기 방향을 따라서 굴착부의 벽들 중 하나에 추력을 작용하도록 구성되는 제2 경로 수정 수단을 더 포함한다.

제1 및 제2 경로 수정 수단의 복합 작용은 제1 경로 수정 수단만에 의해 가해지는 것보다 큰 토크를 작용시킴으로써 선회축선 주위에서의 드릴링 모듈의 선회를 용이하게 한다.

바람직하게는, 제1 경로 수정 수단은 적어도 하나의 추력 패드를 포함한다.

제1 변형예에 있어서, 추력 패드는 드릴링 모듈의 상부 섹션에 추력을 작용하는 한편, 제2 변형예에 있어서, 추력 패드는 슬리브에 추력을 작용한다.

바람직하게는, 상기 추력 패드는 앵커 모듈에 장착된 액추에이터에 의해 작동된다.

제2 실시형태에 있어서, 제1 경로 수정 수단은, 드릴링 모듈 상에 배열되고, 드릴링 방향에 대해 횡방향으로 연장되는 방향으로 굴착부의 벽들 중 하나에 추력을 작용하도록 구성되어, 제1 경로 수정 수단의 작동은 앵커 모듈에 대한 드릴링 모듈의 선회를 야기시킨다.

굴착부의 벽들은 움직이지 않기 때문에, 드릴링 방향에 대해 횡방향으로 연장되는 방향으로 굴착부 벽들에 가해지는 추력을 야기시키도록 제1 경로 수정 수단을 작동시키는 것은, 드릴링 방향에 수직인 선회축선 주위에서 드릴링 모듈의 선회를 야기시키는 효과를 갖는다는 것을 이해할 수 있으며, 여기서 선회축선은 실질적으로 수평인 것이 바람직하다. 앵커 모듈의 중량은 드릴링 모듈의 중량보다 큰 것이 바람직하다.

바람직하게는, 제1 경로 수정 수단은 드릴링 모듈의 전방면 및 후방면에 배열되어, 제1 수직 평면에서 볼 때 전방 또는 후방으로 드릴링 모듈을 선회시킬 수 있다. 드릴링 머신이 밀링 머신일 때, 전방면 및 후방면은 드럼들의 회전 축선에 수직이다.

또한 제1 경로 수정 수단은, 제1 수직 평면과 직교하는 제2 수직 평면 내에서 2개의 측면들 중 하나 또는 다른 측면을 향한 선회를 가능하게 하기 위해서, 드릴링 모듈의 측면에 배열될 수 있다.

다른 실시형태에 있어서, 제1 경로 수정 수단은, 굴착부의 벽들에 대항하여 지지될 필요 없이, 앵커 모듈에 대한 드릴링 모듈의 선회를 야기시키도록 구성되는 모터-구동식 액추에이터 세트를 포함한다.

이동 수단은, 바람직하게는, 상기 선회축선 주위에서 앵커 모듈에 대해 선회 가능하게 장착되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 드릴링 모듈은 제1 경로 수정 수단이 작동될 때 이동 수단과 함께 선회된다.

특히 유리한 방식으로, 이동 수단은 커터 부재들에 대해 드릴링 방향을 따라서 아래쪽을 향하는 추력을 작용하기 위한 적어도 하나의 추력 장치를 포함한다.

추력 장치는 커터 부재가 절단할 토양과 접촉 상태를 유지하는 것을 보장할 수 있음을 이해할 수 있다.

추력 장치는 앵커 모듈과 드릴링 모듈 사이에 배열되는 적어도 하나의 추력 액추에이터를 포함하는 것이 바람직하다. 또한 바람직하게는, 추력 장치는 드릴링 머신의 길이방향 중간평면의 양쪽에 배열되는 한 쌍의 추력 액추에이터들을 포함한다.

바람직하게는, 앵커 장치는 앵커 모듈이 지반에 대해 드릴링 방향을 따라서 이동하는 것을 방지하기 위해 굴착부의 벽들 중 하나에 대항하여 지지되기에 적합한 적어도 하나의 앵커 패드를 갖는다.

앵커 패드는 드릴링 방향에 대해 횡방향인 방향, 바람직하게는 직교하는 방향으로 전개된다. 바람직하게는, 앵커 모듈의 전방면 및 후방면 각각은 적어도 하나의 앵커 패드와 끼워맞춰진다.

바람직하게는, 앵커 모듈의 전방면 및 후방면 각각에 대하여, 앵커 패드(들)는(은), 상기 드릴링 모듈의 높이의 3분의 2보다 작지 않은, 앵커 모듈의 길이방향으로 측정된 높이를 따라서 연장되는 실질적으로 연속하는 표면을 형성한다.

또 다른 변형예에 있어서, 앵커 장치는 앵커 모듈의 전방면 및 후방면 중 적어도 하나, 바람직하게는 양쪽 모두에 배열되는 복수의 공기주입식(inflatable) 쿠션을 포함한다. 앵커 모듈은 쿠션을 부풀림으로써 고정되어서 굴착부의 벽들에 대항하여 지지된다.

본 발명의 특히 바람직한 측면에 있어서, 드릴링 머신은 드릴링 중에 커터 부재들에 의해 발생되는 진동을 감쇠시키기 위한 댐퍼 수단을 갖는다.

실시형태에 있어서, 댐퍼 수단은 추력 액추에이터들을 구동시키는 유압 회로로 작동한다. 예를 들어, 댐퍼 수단은 추력 액추에이터의 유압 공급 회로에 연결된 어큐뮬레이터 타입 유압 부재로 구성된다. 변형예에 있어서, 댐퍼 수단은 추력 액추에이터들과 평행하게 배열되는 스프링 수단을 포함할 수 있다.

바람직한 실시형태에 있어서, 드릴링 머신은 리프트 케이블을 포함하며, 드릴링 모듈은 리프트 케이블의 하단부에 매달린다.

리프트 케이블은 공지된 캐리어의 붐으로부터 수직으로 연장된다.

바람직하게는, 드릴링 모듈의 상부 섹션은 앵커 모듈 내에서 슬라이딩 가능하게 장착되는 한편 리프트 케이블의 하단부에 매달린다.

바람직하지만 비-제한적인 실시형태에 있어서, 드릴링 머신은 밀링 머신이며, 커터 부재들은, 평행하고, 별개이며, 드릴링 방향에 수직인 회전축선 주위에서 회전 가능한 2쌍의 드럼들을 포함한다.

바람직하게는, 제1 경로 수정 수단은, 드릴링 방향에 대해 그리고 드럼들의 회전축선에 대해 수직인, 드릴링 방향에 대해 수직으로 연장되는 선회축선을 중심으로 앵커 모듈에 대한 드릴링 모듈의 선회를 야기시키도록 구성된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 비-제한적인 예로서 주어진 본 발명의 실시형태의 이어지는 설명을 읽을 때 더욱 잘 이해될 것이다:
도 1은, 드릴링 모듈은 수축 위치에 있고, 앵커 장치는 비활성화 되어 있는, 본 발명에 따른 드릴링 머신의 제1 실시형태의 제1 변형예의 사시도이다.
도 2는, 도 1의 드릴링 머신의 정면도이다.
도 3은, 도 1의 드릴링 머신의 측면도이다.
도 4는, 앵커 장치가 작동되는 상태의, 도 1의 드릴링 머신의 측면도이다.
도 5는, 앵커 장치가 작동되는 상태이고 드릴링 모듈이 앵커 모듈에 대해 제1 방향으로 선회된 상태의, 도 1의 드릴링 머신의 측면도이다.
도 6은, 앵커 장치가 작동되는 상태이고 드릴링 모듈이 앵커 모듈에 대해 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 선회된 상태의, 도 1의 드릴링 머신의 측면도이다.
도 7은, 드릴링 모듈이 전개 위치에 있는, 드릴링 머신의 제1 실시형태의 제1 변형예의 사시도이다.
도 8은, 도 7의 드릴링 머신의 정면도이다.
도 9는, 도 7의 드릴링 머신의 측면도이다.
도 10은, 앵커 장치가 작동되는 상태의, 도 7의 드릴링 머신의 측면도이다.
도 11은, 앵커 장치가 작동되는 상태이고 드릴링 모듈이 앵커 모듈에 대해 제1 방향으로 선회된 상태의, 도 7의 드릴링 머신의 측면도이다.
도 12는, 앵커 장치가 작동되는 상태이고 드릴링 모듈이 앵커 모듈에 대해 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 선회된 상태의, 도 7의 드릴링 머신의 측면도이다.
도 13은, 드릴링 모듈이 수축 위치에 있는, 드릴링 머신의 제1 실시형태의 제2 변형예의 사시도이다.
도 14는, 도 13의 드릴링 머신의 정면도이다.
도 15는, 도 13의 드릴링 머신의 측면도이다.
도 16은, 앵커 장치가 작동되는 상태의, 도 13의 드릴링 머신의 측면도이다.
도 17은, 앵커 장치가 작동되는 상태이고 드릴링 모듈이 앵커 모듈에 대해 제1 방향으로 선회된 상태의, 도 13의 드릴링 머신의 측면도이다.
도 18은, 드릴링 모듈이 전개 위치에 있는, 드릴링 머신의 제1 실시형태의 제2 변형예의 사시도이다.
도 19는, 도 18의 드릴링 머신의 측면도이다.
도 20은, 앵커 모듈이 작동되는 상태의, 도 18의 드릴링 머신의 측면도이다. 그리고,
도 21은, 본 발명에 따른 드릴링 머신의 제2 실시형태의 사시도이다.

도 1 내지 도 12를 참조하여, 이하 본 발명에 따른 드릴링 머신(10)의 제1 실시형태의 제1 변형예를 설명한다. 드릴링 머신(10)은 드릴링 방향(DF)으로 지반(S) 내에서 굴착부(E)를 형성하기 위해 기능한다. 도면에서, 수직 방향은 참조부호 V로 표시되어 있다. 도면로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 드릴링 방향(DF)은 수직이거나 또는 수직 방향(V)에 대해 약간 기울어 질 수 있다.

굴착부(E)는, 수평면에서 볼 때, 실질적으로 직사각형인 트렌치(trench)의 형상을 가지며, P1, P2, P3 및 P4로 표시된 실질적으로 수직인 벽들을 형성한다. 이 드릴링 머신은 높이(H), 길이(L) 및 폭(ℓ)을 갖는다. 도 2 및 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 드릴링 머신의 높이(H)는 실질적으로 수직으로 연장되는 한편, 길이(L) 및 폭(ℓ)은 실질적으로 수평인 평면 내에서 연장되고 굴착부(E)의 단면의 길이 및 폭을 실질적으로 규정한다.

본 실시예에서, 드릴링 머신(10)은 공지된 호이스트(도시되지 않음)의 붐에 의해 운반되는 리프트 케이블(C)의 하단부에 매달려 있는 밀링 머신이다.

본 실시예에 있어서 그리고 아래에 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 드릴링 머신(10)은, 굴착부(E)의 벽(P1 및 P2)들에 대항하여 지지됨으로써 지반(S)에 대해 드릴링 방향으로 앵커 모듈(12)이 움직이는 것을 방지하도록 구성되는 4개의 앵커 장치(14)를 구비하는 앵커 모듈(12)을 갖는다.

앵커 장치(14)는, 특히 도 4 내지 도 6 및 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 굴착부의 벽(P1 및 P2)들에 대항하여 지지되기에 적합한 앵커 패드(16)들을 포함하여, 드릴링 작업 동안에 지반에 대해 드릴링 방향으로 앵커 모듈이 이동하는 것을 방지한다. 앵커 패드(16)들은 앵커 패드(16) 상에 수평 추력을 작용하도록 구성되는 액추에이터(18)들에 의해 작동되어, 지반 내에서 앵커 모듈이 이동하는 것을 방지한다.

본 실시예에 있어서, 앵커 모듈은, 앵커 모듈(12)의 실질적으로 전체 높이에 걸쳐 연장되는 4개의 패드(16)를 갖는다. 패드들의 개수 및 표면적이 드릴링 작업 도중에 앵커 모듈이 지반 내에서 이동하는 것을 방지하기에 충분하다면, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 상이한 개수의 패드들이 구비될 수 있다.

또한 드릴링 머신(10)은 커터 부재(22)들을 구비하는 드릴링 모듈(20)을 갖는다. 본 실시예에 있어서, 커터 부재(22)들은, 서로 평행하고, 별개이며, 드릴링 방향(DF)에 수직인 회전축선(A1 및 A2)을 중심으로 회전 가능한 2쌍의 드럼(24)들을 포함한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 회전축선(A1, A2)은 드릴링 머신(10)의 폭(ℓ)을 따라 연장되는 것을 알 수 있다.

도 2 및 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 커터 부재들은 상기 앵커 모듈에 대해 병진 이동 가능하면서 앵커 모듈에 연결되어 있다. 이를 위해, 드릴링 머신(10)은 앵커 모듈(12)에 대해 커터 부재(22)들을 병진 이동시키기 위한 이동 수단(35)을 포함한다.

드릴링 모듈(20)은, 커터 부재(22)들을 지지하는 하부 섹션(26) 및 상부 섹션(28)을 갖는다. 상부 섹션(28)은 하부(30) 및 앵커 모듈(12)을 통해 길이방향으로 연장되는 상부(32)를 포함한다. 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이, 드릴링 모듈의 하부 섹션(26)은 드릴링 모듈(20)의 상부 섹션(28)의 하부(30)에 대해 슬라이딩 가능하게 이동될 수 있도록 장착되어 있다. 앵커 모듈(12)에 대해 드릴링 부재를 이동시키도록 구성되는 이동 수단은, 커터 부재들 상에 추력을 작용시키도록 구성되는 추력 장치(36), 상세하게는 추력 액추에이터(thrust actuators)(37)들을 포함하며, 이 추력은 드릴링 방향(DF)을 따라 아래쪽을 향한다.

도 1 내지 도 6에서, 드릴링 모듈은 수축 위치에 있고, 다시 말해서 드릴링 툴 즉 커터 부재(22)와 앵커 모듈(12) 사이의 거리는 최소이다. 이 수축 위치에 있어서, 드릴링 모듈의 하부 섹션(26)은 드릴링 모듈의 상부 섹션(28)의 하부(30)에 결합되는 상부(27)를 갖는다. 도 7 내지 12에서, 드릴링 모듈은 전개 위치에 있고, 다시 말해서 드릴링 툴 즉 커터 부재(22)와 앵커 모듈(12) 사이의 거리는 최대이다.

또한, 본 발명에 있어서, 드릴링 모듈(20)은 앵커 모듈(12)에 대해 힌지식으로 연결된다. 본 실시예에 있어서, 힌지는 앵커 모듈(12)과 드릴링 모듈(20) 사이에 형성되는 선회축선(X) 주위에서 선회 연결부를 구성한다. 선회축선(X)은 드릴링 방향(DF)에 수직이고, 본 실시예에 있어서는 실질적으로 수평으로 연장된다. 본 제1 실시형태에 있어서, 선회축선(X)은 드릴링 모듈(20)의 상부 섹션(28)의 상부(32)와 하부(30) 사이에 위치된다. 또한 선회축선(X)은 앵커 모듈(12)의 하단부에 배열됨을 알 수 있다. 나아가서, 드릴링 모듈(20)의 상부 섹션(28)의 상부(32)는 앵커 모듈(12) 내측에서 연장되고 앵커 모듈(12)의 상단부(12a) 위로 돌출된다. 따라서 드릴링 모듈(20)의 상부 섹션(28)은 앵커 모듈(12)에 대해 선회축선(X) 주위에서 선회되도록 장착됨을 알 수 있다. 이러한 힌지부는 드릴링 모듈을 선회시킴으로써 드릴링 경로를 수정하도록 기능한다. 또한, 이를 위해, 드릴링 머신은, 선회축선(X) 주위에서 앵커 모듈(12)에 대한 드릴링 모듈(20)의 선회를 야기시키도록 구성되는 제1 및 제2 경로 수정 수단(40)을 갖는다. 또한 추력 액추에이터(37)들은 커터 부재(22)들을 선회시킨다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 제1 실시형태의 본 제1 변형예에 있어서, 제1 경로 수정 수단(40)은, 앵커 모듈의 상단부(12a)에서 앵커 모듈(12) 상에 배열되고, 제1 방향(T1)을 따라서 또는 제1 방향(T1)에 대향하는 제2 방향(T2)을 따라서 추력을 작용시키도록 구성되며, 이들 2개의 방향은 드릴링 방향(DF)에 대해 횡방향으로 연장되며, 그에 따라 제1 경로 수정 수단(40)은 드릴링 모듈이 일 방향 또는 다른 방향으로 선회축선(X) 주위에서 앵커 모듈에 대해 선회되도록 야기시킨다. 또한 이동 수단(35), 상세하게는 추력 액추에이터(37)는, 선회축선(X)을 중심으로 앵커 모듈(12)에 대해 선회 가능하게 장착되어 있음을 알 수 있다.

보다 구체적으로, 본 제1 변형예에 있어서, 앵커 모듈(12)의 상단부(12a)에 위치된 제1 경로 수정 수단(40)은 앵커 모듈의 상단부와 드릴링 모듈의 상부 섹션(28)의 상부와의 사이에 배열되어, 제1 경로 수정 수단(40)에 의해 가해지는 추력이 선회축선(X)을 중심으로 드릴링 모듈의 선회를 야기시키는 효과를 갖도록 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 경로 수정 수단(40)은 드릴링 모듈의 상부 섹션(28)의 상부 양측에 배열된다.

예를 들어, 도 5에서, 제1 경로 수정 수단(40)이 굴착부(E)의 벽(P2)을 향하는 횡 방향 추력(T1)을 작용시킬 때, 이것은 드릴링 모듈을 선회방향(S1)으로 선회축선(X) 주위에서 선회시키도록 야기시키는 효과를 가지며, 그에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 커터 부재(22)들이 대향하는 벽(P1)을 향하여 더욱 가깝게 이동되도록 야기시킨다. 선회축선(X)에 수직인 평면에 있어서 고려하면, 드릴링 방향(DF)은 아래쪽 방향에 대해 각도(α1)를 나타낸다. 반대로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 경로 수정 수단(40)에 의해, 방향(T1)과 반대인 방향(T2)으로 가해지는 추력은 드릴링 모듈이 선회방향(S1)에 반대인 선회방향(S2)으로 선회축선(X)을 중심으로 각도(α2)를 갖도록 앵커 모듈에 대한 선회를 야기시키는 효과를 나타내며, 그에 따라 커터 부재들은 굴착부(E)의 벽(P2)을 향하여 이동하는 경향을 가지도록 야기된다.

제1 경로 수정 수단(40)은 앵커 모듈(12)의 상단부(12a)에 장착된 액추에이터(44)에 의해 작동되는 추력 패드(42)를 포함한다.

다시 도 2를 참조하면, 리프트 케이블(C)은 그 하단부(C1)에서 드릴링 모듈(20)의 상부 섹션(28)의 상부(32)의 상단부에 체결되는 고정부재(41)에 대해 고정됨을 알 수 있다. 전술한 바와 같이, 드릴링 모듈의 상부 섹션의 상부의 상단부는 앵커 모듈(12)의 상단부(12a)를 넘어서 돌출한다.

또한, 도 1을 참조하면, 드릴링 머신은, 드릴링 모듈(20)의 하부 섹션(26) 상에 위치되며, 드릴링 방향(DF)에 대해 횡방향으로 굴착부의 벽(P1, P2)들에 대항하여 추력을 작용하도록 구성되는 제2 경로 수정 수단(43)을 가지는 것을 알 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 경로 수정 수단(40 및 43)의 복합 작동은 선회축선(X) 상에서 앵커 모듈(12)에 대한 드릴링 모듈(20)의 선회를 용이하게 하도록 작용한다.

본 실시예에 있어서, 제2 경로 수정 수단(43)은 드릴링 모듈(20)의 하부의 전방면 및 후방면에 배치된 패드들이다.

본 실시예에 있어서, 드릴링 머신(10)은 드릴링 중에 커터 부재(22)들에 의해 발생된 진동을 감쇠시키기 위한 댐퍼 수단(45)을 갖는다. 본 변형예에 있어서, 댐퍼 수단(45)은 추력 액추에이터(37)들을 구동시키는 유압 회로에 연결된 유압 댐퍼 장치를 포함한다.

이하, 드릴링 머신(10)의 사용 예가 설명된다. 드릴링 머신(10)이 지반 내에 삽입된 후 지반을 드릴링하는 동안, 도 4에 도시된 바와 같이, 앵커 장치들은 앵커 모듈(12)을 움직이지 않게 유지시키기 위해서 작동된다. 그 후, 커터 부재들이 작동되고, 커터 부재들을 가압하기 위해서 추력 액추에이터(37)들이 작동된다. 마지막으로, 필요에 따라 드릴링 방향(DF)을 수정하기 위해서 드릴링 모듈은 선회되도록 야기된다. 다른 사용 예에 있어서, 드릴링 방향이 수정된 다음, 커터 부재들을 작동시키고 추력 액추에이터를 작동시키기 전에 앵커 장치들이 작동된다.

도 13 내지 도 20을 참조하여, 본 발명에 따른 드릴링 머신(110)의 제1 실시형태의 제2 변형예가 이하에 설명된다. 드릴링 머신(110)은, 특히 드릴링 작업 중에, 굴착부(E)의 벽(P1 및 P2)들에 대항하여 지지됨으로써, 앵커 모듈(112)이 드릴링 방향으로 지반(S)에 대해 이동하는 것을 방지하기 위해 4개의 앵커 장치(114)를 구비하는 앵커 모듈(112)을 갖는다.

앵커 장치(114)는 앵커 모듈이 지반(S)에 대해 수직으로 이동하는 것을 방지하기 위해서 굴착부(E)의 벽(P1, P2)들에 대항하여 지지되기에 적합한 복수의 전개 가능한 앵커 패드(116)들을 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 앵커 장치(114)는 앵커 모듈의 전체 높이에 걸쳐 연장되고, 앵커 패드들은 드릴링 모듈의 전방면 및 후방면의 측방향 단부들을 따라서 연장되는 4개의 열을 형성한다.

또한 드릴링 머신(110)은 제1 실시형태의 커터 부재들과 유사하게 커터 부재(122)를 구비하는 드릴링 모듈(120)을 갖는다. 이들 커터 부재들은 상기 앵커 모듈에 대해 병진 이동 가능하면서 앵커 모듈(112)에 연결되어 있다.

드릴링 머신(110)은 앵커 모듈(112)에 대해 커터 부재(122)들을 이동시키기 위한 이동 수단(135)을 가지며, 이들 이동 수단은 앵커 모듈과 드릴링 모듈 사이에 배열되는 추력 액추에이터(137)를 포함하는 추력 장치(136)를 포함한다. 이 추력 장치(136)는 드릴링(DF) 방향을 따라 아래쪽으로 커터 부재(122)들에 추력을 작용하도록 구성된다. 드릴링 모듈은 커터 부재(122)들을 지지하는 하부 섹션(126) 및 앵커 모듈(112) 내측으로 연장되는 상부 섹션(128)을 갖는다.

보다 구체적으로, 드릴링 모듈의 상부 섹션(128)은 앵커 모듈의 길이 방향을 따라서 앵커 모듈(112) 내측으로 슬라이딩 가능하게 장착된다. 추력 액추에이터(137)의 작동은, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 앵커 모듈에 대해 드릴링 모듈의 하부 섹션(126) 및 상부 섹션(128)으로 구성된 조립체를 이동시키는 효과를 갖는다.

제1 변형예와 같이, 추력 액추에이터(137)는 앵커 모듈(112)이 지반 내에 움직이지 않게 유지된 후에 작동되는 것이 바람직하다. 도 16 및 도 20에서, 드릴링 머신(110)은 앵커 장치(114)들을 작동시킴으로써 지반(S) 내에 고정됨을 알 수 있다. 도 20은 커터 부재(122)들에 하향 추력을 작용하도록 추력 액추에이터(137)가 작동된 후의 도 16의 드릴링 머신을 도시한다.

또한, 본 발명에 있어서, 드릴링 모듈(120)은 앵커 모듈(112)에 대해 힌지식으로 연결된다. 제1 실시형태와 마찬가지로, 이러한 힌지부는 제1 변형예에서와 같이 앵커 모듈(112)에 대해 드릴링 모듈(120)이 선회할 수 있도록 선회축선(X) 주위에서의 선회 연결을 구성하며, 선회축선(X)은 실질적으로 수평이다.

도 13을 참조하면, 드릴링 모듈(120)의 상부 섹션(128)은, 앵커 모듈(112)의 몸체(161)에 대해 힌지식으로 연결된 슬리브(160)에 결합되는 길이방향 막대의 형상을 가짐을 알 수 있다. 슬리브(160)는 앵커 모듈(112)의 일부를 형성하며 드릴링 모듈(120)의 상부 섹션(128)이 슬라이딩할 수 있는 튜브를 형성하는 것을 알 수 있다. 슬리브(160)는 선회축선(X)을 중심으로 앵커 모듈의 몸체(161)에 대해 선회 가능하게 장착된다.

드릴링 모듈(120)은 슬리브(160)가 선회축선(X)을 중심으로 앵커 모듈(112)의 몸체(161)에 대해 선회하도록 야기시킴으로써 앵커 모듈(112)에 대해 선회하며, 슬리브(160)의 선회는 드릴링 모듈의 상부 섹션(128)이 선회하도록 야기시키고 그에 따라 드릴링 모듈(120)이 선회방향(S1) 또는 선회방향(S2)으로 선회하도록 야기시킨다.

추력 액추에이터(137)는 슬리브(161)와 드릴링 모듈의 하부 섹션과의 사이에 배열되어, 추력 장치(136)가 드릴링 모듈(120)과 함께 선회되도록 한다.

이러한 선회를 수행하기 위해서, 드릴링 머신은, 도 17의 상세도에 더욱 명확하게 도시되어 있으며, 슬리브(160)가 선회축선(X)을 중심으로 앵커 모듈의 몸체(161)에 대한 선회를 야기시키도록 작동될 수 있고 구성될 수 있는 제1 경로 수정 수단(140)을 갖는다. 도 17의 실시예에 있어서, 드릴링 방향(DF)은 드릴링 모듈의 상부 섹션(128)의 길이방향 축선에 상응하고, 또한 그에 따라 슬리브(160)의 길이방향에 상응한다. 선회축선(X)은 드릴링 방향(DF)에 수직인 것을 이해할 수 있다. 도 17에서, 이동 수단(135), 상세하게는 추력 액추에이터(137)는, 선회축선(X)을 중심으로 앵커 모듈(112)에 대해 선회 가능하게 장착되는 것을 알 수 있다.

앵커 모듈(112)은 드릴링 방향(DF)에 대해 횡방향으로 연장되는 방향(T)을 따라서 드릴링 모듈(120)에 추력을 작용하도록 구성되는 제1 경로 수정 수단(140)을 가져서, 이 제1 경로 수정 수단이 앵커 모듈에 대한 드릴링 모듈의 선회를 야기시키도록 한다. 이를 위해, 제1 경로 수정 수단(140)은 슬리브(160)와 앵커 모듈의 몸체(161)와의 사이에 배열되어서, 방향(T)으로의 제1 경로 수정 수단(140)의 작동은 슬리브(160)가 선회축선(X)을 중심으로 앵커 모듈의 몸체(161)에 대해 선회하도록 야기시키는 효과를 가지게 한다.

본 실시예에 있어서, 제1 경로 수정 수단(140)은 앵커 모듈의 슬리브(160) 상에 장착된 액추에이터(144)에 의해 작동되는 추력 패드(142)를 포함한다.

도 21에는 본 발명에 따른 드릴링 머신(210)의 제2 실시형태가 도시되어 있다. 드릴링 머신(210)은 제1 실시형태의 제2 변형예와 유사하다.

도 21에 도시된 드릴링 머신(210)의 요소들은, 도 17 및 18에 도시된 드릴링 머신(110)의 상응하는 요소들의 부재번호에 100을 더한 값으로 표시된다.

본 제2 실시형태에 따른 드릴링 머신(210)은, 제1 경로 수정 수단(280, 282)이 드릴링 모듈(220) 상에, 더욱 상세하게는 드릴링 모듈의 하부 섹션(226)의 전방면(271) 및 후방면(273) 상에 배열된다는 점에서 도 18의 드릴링 머신과 상이하다.

제1 경로 수정 수단(240)은 드릴링 방향에 횡방향으로 연장되는 방향으로 굴착부의 벽(P1 및 P2)들 중 하나 또는 다른 하나에 대항하여 추력을 작용하도록 구성된다.

도 21의 실시예에 있어서, 제1 경로 수정 수단은, 드릴링 모듈(220)의 하부 섹션(226)의 높이를 따라 연장되고, 횡방향으로 전개되어서 소정의 선회 방향으로 벽(P1 및 P2)들 중 하나 또는 다른 하나에 대항하여 가압되도록 구성되는 추력 패드들을 포함한다. 본 실시예에 있어서, 전방면 및 후방면 각각은 한 쌍의 추력 패드들을 갖는다.

제1 경로 수정 수단의 작동은 선회축선(X) 주위에서 앵커 모듈에 대해 드릴링 모듈이 선회하도록 야기시키는 효과를 갖는다.

Claims (16)

1. 드릴링 방향(DF)으로 지반(S) 내에 굴착부(E)를 형성하기 위한 드릴링 머신(10, 110, 210)으로서, 상기 굴착부는 벽들을 가지며 상기 드릴링 머신은:
   굴착부(E)의 벽(P1, P2)들 중 하나에 대항하여 지지됨으로써 앵커 모듈(12, 112, 212)이 지반(S)에 대해 드릴링 방향으로 이동하는 것을 방지하기 위한 적어도 하나의 앵커 장치(14, 114, 214)를 가지는 앵커 모듈(12, 112, 212);
   앵커 모듈에 대해 병진 이동 가능하면서 상기 앵커 모듈(12, 112, 212)에 연결되는 커터 부재(22, 122, 222)들을 구비하는 드릴링 모듈(20, 120, 220); 및
   앵커 모듈(12, 112, 212)에 대해 커터 부재(22, 122, 222)들을 병진 이동시키기 위한 이동 수단(35, 135, 235);
   을 포함하며,
   상기 드릴링 모듈(20, 120, 220)은 앵커 모듈(12, 112, 212)에 대해 힌지식으로 연결되며, 상기 드릴링 모듈은 드릴링 방향(DF)에 수직인 선회축선(X)을 중심으로 앵커 모듈(12, 112, 212)에 대한 드릴링 모듈(20, 120, 220)의 선회를 야기시키도록 구성되는 제1 경로 수정 수단(40, 140, 240)을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴링 머신.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 앵커 모듈은, 드릴링 방향(DF)에 대해 횡방향으로 연장되는 방향(T1, T2)으로 드릴링 모듈 상에 추력을 작용하도록 구성되는 상기 제1 경로 수정 수단(40, 140)을 포함하며, 그에 따라 상기 제1 경로 수정 수단의 작동은 앵커 모듈에 대한 드릴링 모듈의 선회를 야기시키는, 드릴링 머신.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 드릴링 모듈(20, 120)은 커터 부재(22, 122)들을 지지하는 하부 섹션(26, 126) 및 상기 앵커 모듈(12, 112) 내부에서 적어도 부분적으로 연장되는 상부 섹션(28, 128)을 가지며, 상기 제1 경로 수정 수단은 앵커 모듈과 드릴링 모듈의 상부 섹션과의 사이에 배열되는, 드릴링 머신.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 드릴링 머신은, 드릴링 모듈(20)의 하부 섹션(26) 상에 위치하며 드릴링 방향(DF)에 대해 횡방향으로 굴착부의 벽(P1, P2)들 중 하나에 추력을 작용하도록 구성되는 제2 경로 수정 수단(43)을 더 포함하는, 드릴링 머신.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 경로 수정 수단(40, 140)은 적어도 하나의 추력 패드(42, 142)를 포함하는, 드릴링 머신.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 추력 패드(42, 142)는 앵커 모듈에 장착된 액추에이터(44, 144)에 의해 작동되는, 드릴링 머신.
7. 청구항 1에 있어서,
   제1 경로 수정 수단(240)은, 드릴링 모듈(220)에 배열되고, 드릴링 방향에 대해 횡방향으로 연장되는 방향으로 굴착부의 벽들 중 하나에 추력을 작용하도록 구성되며, 그에 따라 제1 경로 수정 수단의 작동은 앵커 모듈에 대한 드릴링 모듈의 선회를 야기시키는, 드릴링 머신.
8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이동 수단은 앵커 모듈(12, 112, 212)에 대해 선회 가능하도록 장착되는, 드릴링 머신.
9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이동 수단은 드릴링 방향(DF)을 따라서 커터 부재들에 하향 추력을 작용하기 위한 추력 장치(36, 136, 236)를 포함하는, 드릴링 머신.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 추력 장치는 앵커 모듈과 드릴링 모듈 사이에 배열되는 적어도 하나의 추력 액추에이터(37, 137, 237)를 포함하는, 드릴링 머신.
11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 앵커 장치(14, 114, 214)는 앵커 모듈이 지반(S)에 대해 드릴링 방향을 따라서 이동하는 것을 방지하기 위해 굴착부(E)의 벽(P1, P2)들 중 하나에 대항하여 지지될 수 있는 적어도 하나의 앵커 패드(16, 116, 216)를 가지는, 드릴링 머신.
12. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드릴링 머신은 드릴링 중에 커터 부재에 의해 발생된 진동을 감쇠시키기 위한 댐퍼 수단(45)을 더 포함하는, 드릴링 머신.
13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드릴링 머신은 드릴링 모듈(20)이 하단부에 매달리는 리프트 케이블(C)을 포함하는, 드릴링 머신.
14. 청구항 13과 청구항 3 및 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드릴링 모듈(20)의 상부 섹션(28)은 앵커 모듈(12)을 통과하며 상기 리프트 케이블은 드릴링 모듈의 상부 섹션(28)의 상단부(28a)에 고정되는, 드릴링 머신.
15. 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드릴링 머신은 밀링 머신이며, 상기 커터 부재(22, 122, 222)들은, 평행하고, 별개이며, 드릴링 방향에 수직인 회전축선(A1, A2) 주위에서 회전 가능한 2쌍의 드럼(24)들을 포함하는, 드릴링 머신.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 경로 수정 수단은, 드릴링 방향(DF)에 대해 그리고 드럼(24)들의 회전축선(A1, A2)에 대해 수직인 선회축선(X)을 중심으로 앵커 모듈에 대한 드릴링 모듈의 선회를 야기시키도록 구성되는, 드릴링 머신.

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