수평 지향성 시추(HDD): 비개착 지하 매설 공법 필수 가이드

왜 땅을 파지 않고 지루하게 뚫는가?

방향성 시추 장비는 드릴 로드를 지하로 밀고, 당기고, 회전시켜 조경, 보도, 도로 등에 최소한의 방해로 지하 유틸리티를 설치할 수 있습니다. 상수도, 하수도, 가스, 전화, 전기, 광섬유 등 지하 유틸리티 설치 시 트렌치 공법보다 방향성 시추가 선호됩니다. 하지만 주택 분야에서는 그다지 인기가 없는데, 이는 실수입니다.

시추 기초

방향성 보링(비개착 굴착이라고도 함)은 작은 각도로 드릴/드릴 헤드로 지면을 뚫는 방식으로 수행됩니다. 비트가 회전하며 흙을 뚫고 나아갑니다. 폴을 지속적으로 추가하여 도달 거리를 늘립니다. 원하는 깊이에 도달하면 드릴 팁이 수평을 유지하도록 정렬됩니다.

조향

공격적인 탄화물 치아 외에도 드릴 헤드에는 무선 신호를 보내는 전자장치가 장착되어 있습니다. 신호는 지상의 수신기에 의해 지속적으로 감지되어 드릴 헤드 위치를 파악합니다. 핸드셋을 든 사람이 기계 오퍼레이터에게 기계 방향을 지시합니다. 일부 고급 기계에는 오퍼레이터가 직접 진행 방향을 볼 수 있는 온보드 시스템이 있습니다.

방향 전환

일반적인 커터헤드 구성입니다. 오리 부리 모양입니다. 헤드가 회전하면 흙을 직진하여 뚫고 나갑니다. 방향 전환이 필요하면 오퍼레이터는 파이프 회전을 멈추고 단순히 흙 속으로 밀어 넣습니다. 헤드는 방향에 따라 방향을 바꿉니다. 구부러진 파이프 끝을 사용하거나 고압 물 분사를 방향성으로 사용하는 등 다른 방법도 있습니다.

드릴 파이프

드릴 파이프(드릴 로드, 드릴 생크, 드릴 스트링이라고도 함)는 기계 크기와 필요한 구멍 크기에 따라 다양한 길이와 폭으로 제공됩니다. 이 나사산 파이프는 강철 유압 파이프와 유사하지만 높은 토크를 견디도록 설계되었습니다. 파이프 직경은 1인치에서 36인치 이상입니다. 파이프는 흙을 비틀고 밀어내는 것뿐만 아니라 드릴 헤드와 전자장치를 냉각시키는 물이나 기타 시추 유체를 공급하며, 경우에 따라 물이 드릴 헤드 조향을 돕기도 합니다. 대부분의 기계는 파이프를 자동으로 연결하고 분리합니다.

풀백(Pulling)

드릴이 목표 지점에서 지면을 빠져나가면 드릴 헤드를 제거하고 그 자리에 '리어 리머(rear reamer)' 또는 '익스팬더(expander)'를 장착합니다. 리어 리머는 파이프, 와이어, 케이블 크기에 따라 다양한 크기로 제공됩니다. 파이프, 라인, 도관을 리어 리머에 연결하고 시추 장비 쪽으로 다시 당깁니다.

장비 옵션

기본적으로 독립형(standalone)과 원격형(remote) 두 가지 유형의 기계가 있습니다. 원격 드릴 장비는 트럭, 트레일러, 스키드 스티어 베드에 부착할 수 있습니다. 주로 별도 동력원에서 제공되는 유압으로 작동합니다. 독립형 키트가 더 인기 있는데 설정 시간이 적고 좁은 공간에서 기동할 수 있기 때문입니다. 많은 기계가 트랙 구동식이라 울퉁불퉁하거나 불안정한 지형을 쉽게 탐색할 수 있습니다. 드릴에는 파이프가 앞으로 밀려날 때 뒤로 밀리지 않게 지면에 눌러주는 붐이 있습니다. 일부에는 헤드 냉각용 물탱크가 장착되어 있습니다.

고객이 우물을 포기하고 상수도에 연결한다고 가정해 보세요. 왜 앞마당 전체를 파헤치고 수십 년 된 아름다운 나무들을 잃을 위험을 감수해야 할까요? 기계실이 집 중앙에 있다면 방향성 보링이 더 합리적입니다. 콘크리트 바닥에 12인치 정사각형 구멍만 뚫으면 숙련된 오퍼레이터가 문제없이 맞출 수 있습니다. 이는 단지 한 시나리오일 뿐입니다. 배수나 별채를 전력 및 유틸리티에 연결하는 경우를 생각해 보세요. 기본적으로 트렌치가 필요하지만 방해물이 있다면 방향성 보링이 많은 시간과 비용을 절약해 줄 수 있습니다.

수평 지향성 시추(HDD) 설명

수평 지향성 시추(HDD)는 상상을 자극하는 위업입니다. 강, 철도, 고속도로, 환경 민감 지역, 도심 지역 밑으로 파이프라인을 환경 방해나 교통·도시 활동 차단 없이 건설할 수 있다는 것은 믿기 어렵습니다. 수평 지향성 시추란 무엇이며 어떻게 작동할까요?

지향성 시추란 무엇인가?
수평 지향성 시추(방향성 보링이라고도 함)는 보어홀 위의 지표면에 영향을 주지 않고 지하에 파이프를 매설하는 비개착 기술입니다. 일반적으로 완공 후 파이프라인, 도관, 케이블이 통과하는 얕은 곡선 또는 초승달 모양의 보어홀입니다. 보통 얕은 호를 그리지만, 보링 공정 중 턴이 발생할 수도 있습니다. 이는 기존 지하 인프라(하수, 물, 터널)를 피해야 하는 도심 보링 상황에서 특히 중요합니다.
방향성 보링 기계는 파일럿 홀을 뚫고 점점 더 큰 재천공 홀을 뚫으며 시추 유체로 흙과 칩을 끌어올립니다. 웰보어가 충분히 커지면 파이프라인을 구멍을 통해 당기고 표준 트렌치 방법을 사용하여 경로를 따라 파이프라인 설치를 계속할 수 있습니다.

1단계: 파일럿 보어(PILOT BORE)
드릴 비트가 회전하는 드릴 파이프에 연결되어 보어홀 예정 지점에 압입됩니다. 보링 공정 내내 가이드되어 보링 설계의 반대쪽에 나타날 때까지 진행됩니다. 시추 유체 또는 시추 머드(물과 벤토나이트 점토 혼합물)는 작업 중 매우 중요합니다. 이 시추 유체는 구멍을 뚫는 동안 드릴 비트를 가이드하는 데 사용됩니다. 또한 드릴 홀을 안정화하고 드릴 비트의 윤활제 및 냉각제 역할을 합니다. 또한 시추 유체가 보어홀에서 모든 흙과 우드 칩을 시추 장비 위치로 운반합니다. 시추 유체는 컷팅에서 분리되어 시추 공정으로 재활용됩니다. 마지막으로 드릴이 출구 구멍에서 드릴 홀을 빠져나갑니다.

2단계: 리밍(AGAIN)
리캡처 도구가 드릴 파이프에 부착되어 드릴 홀을 통해 다시 당겨집니다. 점점 더 큰 리로딩 도구가 보어홀을 통해 앞뒤로 당겨져 구멍이 설치할 파이프 크기의 약 1.5배가 될 때까지 확대됩니다. 마지막으로 스왑(swab)을 다시 개구부를 통해 당겨 모든 것이 깨끗하고 파이프라인을 당길 준비가 되었는지 확인합니다. 이 스왑 리로딩 도구는 설치할 튜브보다 크지만 이미 만들어진 가장 큰 리잼보다는 작습니다.

3단계: 제품 파이프 설치(INSTALL THE PRODUCT PIPES)
파이프를 출구 지점으로 가져와 용접하고, 코팅하고, X-레이 검사하고, 압력 테스트합니다. 보어홀보다 약간 긴 완성된 파이프라인을 롤러 위에 놓아 보어홀을 통해 당길 준비를 합니다. 그런 다음 당김이 최대한 쉽고 최소 저항이 되도록 위치와 각도를 조정합니다.
완전히 제조, 테스트, 적절히 설정되면 리콜 공정이 시작됩니다. 파이프라인이 시추 장비 현장에 도착하면 검사, 시험, 테스트를 거칩니다. 작업 현장 끝에 장비가 정리되고 기존 상태로 복원됩니다.