| 1 |
1
서로 평행하게 형성되는 한 쌍의 시추공 중 하나에 설치되는 발신부와, 상기 한 쌍의 시추공 중 다른 시추공에 설치되어 상기 발신부로부터의 신호를 수신하는 수신부 및 상기 발신부 및 상기 수신부로부터의 신호를 수신하고 분석하기 위해 지상에 설치되는 지상부를 포함하여 지하 환경의 지질이나 자원의 매장 여부에 대한 탐사를 수행하는 시추공 전자탐사(borehole electromagnetic tomography ; EM tomography) 시스템에서 상기 시추공 내에서 광대역의 자기장을 광대역 주파수에 대하여 그리고 x축, y축, z축에 대하여 각각 정확하고 정밀하게 측정할 수 있도록 구성되는 유도형 광대역 3성분 시추공 자기장 계측센서에 있어서, 상기 지상부와의 통신을 위한 통신부(telemetry unit); 전원공급을 위한 전원부(power unit); 상기 시추공 자기장 계측센서 전체의 제어를 위한 제어부(CPU unit); 상기 시추공 자기장 계측 센서 전체가 상기 시추공 내에서 북쪽방향과 이루는 각도 및 기울어진 정도를 측정하기 위한 3 성분 자력센서부(3 component fluxgate magnetometer); 상기 시추공 자기장 계측센서의 현재위치, 방향, 기울기를 포함하는 상태정보를 검출하기 위한 3 성분 가속도센서부(3 componenet accelerometer); 아날로그 센서 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 변환부(A/D converter unit)를 포함하고, x축, y축, z축 방향의 3성분 자기장을 광대역으로 각각 검출하기 위한 3 성분 자기장 센서부(3 component magnetic sensor); 상기 통신부, 상기 전원부, 상기 제어부, 상기 3 성분 자력센서부, 상기 3 성분 가속도센서부 및 상기 3성분 자기장 센서부를 내부에 포함하는 케이싱; 및 상기 케이싱의 양단부에 각각 형성되는 압력 커넥터부(pressure connector)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유도형 광대역 3성분 시추공 자기장 계측센서
|
| 2 |
2
제 1항에 있어서, 상기 케이싱은, 상기 통신부, 상기 전원부, 상기 제어부 및 상기 A/D 변환부가 설치되는 부분은 스테인레스 스틸(stainless steel)을 포함하는 도전성 재질로 형성되고, 상기 3 성분 자력센서부와 상기 3 성분 자기장 센서부 및 상기 3 성분 가속도센서부가 설치되는 부분은 신호의 혼란을 방지하기 위해 유리섬유(fiber glass)를 포함하는 부도체 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유도형 광대역 3성분 시추공 자기장 계측센서
|
| 3 |
3
제 1항에 있어서, 상기 3 성분 자기장 센서부는, z축이 상기 케이싱의 길이 방향이고, x축과 y축 방향은 각각 서로 수직인 동시에 상기 z축과 상기 케이싱의 직경 방향에 각각 수직인 방향인 것으로 할 때, 막대형 또는 원통형 코어에 복수의 코일이 감긴 형태로 이루어지는 수직 코일모듈(vertical coil module)을 포함하여 z축 방향의 자기장을 검출하는 z 성분 센서부; 상기 수직 코일모듈과 직각이 되도록 상기 케이싱의 직경보다 작은 크기로 형성되는 복수의 막대형 또는 원통형의 수평 코일모듈(horizontal coil module)이 상기 케이싱의 직경 방향으로 병렬 배치되어 x축 방향의 자기장을 검출하는 x 성분 센서부; 및 복수 개의 상기 수평 코일모듈이 상기 x 성분 센서부 및 상기 z 성분 센서부의 각각의 코일 모듈들과 각각 직각을 이루도록 배치되어 y축 방향의 자기장을 검출하는 y 성분 센서부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 유도형 광대역 3성분 시추공 자기장 계측센서
|
| 4 |
4
제 3항에 있어서, 상기 수평 코일모듈은, 상기 케이싱의 직경보다 작은 크기로 형성되는 코어(core); 상기 코어에 복수 회 감기는 신호코일; 상기 코일의 외측에 배치되는 절연재; 및 상기 절연재의 외측에 감기는 캘리브레이션 코일(calibration coil)을 포함하여 구성됨으로써, 상기 캘리브레이션 코일을 통하여 상기 신호코일과 반대 방향의 전류를 흐르게 하는 것에 의해 외부 또는 시스템 잡음을 상쇄하도록 전류를 조절하는 버킹 코일(bucking coil)의 역할 및 상기 신호코일의 주파수별 응답특성 파악을 위한 송신원으로 활용 가능한 캘리브레이션(calibration) 기능을 함께 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유도형 광대역 3성분 시추공 자기장 계측센서
|
| 5 |
5
제 4항에 있어서, 상기 코어는, 페라이트(ferrite)를 포함하는 뮤메탈(μ-metal) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유도형 광대역 3성분 시추공 자기장 계측센서
|
| 6 |
6
제 3항에 있어서, 상기 수직 코일모듈은, 상기 z 성분 센서부의 전체 길이 및 상기 케이싱의 직경에 대응하는 크기로 형성되는 코어(core); 상기 코어에 복수 회 감기는 신호코일; 상기 코일의 외측에 배치되는 절연재; 및 상기 절연재의 외측에 감기는 캘리브레이션 코일(calibration coil)을 포함하여 구성됨으로써, 상기 캘리브레이션 코일을 통하여 상기 신호코일과 반대 방향의 전류를 흐르게 하는 것에 의해 외부 또는 시스템 잡음을 상쇄하도록 전류를 조절하는 버킹 코일(bucking coil)의 역할 및 상기 신호코일의 주파수별 응답특성 파악을 위한 송신원으로 활용 가능한 캘리브레이션(calibration) 기능을 함께 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유도형 광대역 3성분 시추공 자기장 계측센서
|
| 7 |
7
제 6항에 있어서, 상기 코어는, 페라이트(ferrite)를 포함하는 뮤메탈(μ-metal) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유도형 광대역 3성분 시추공 자기장 계측센서
|
| 8 |
8
제 3항에 있어서, 상기 시추공 자기장 계측센서는, 상기 x 성분 센서부 및 상기 y 성분 센서부에는 복수의 상기 수평 코일모듈이 각각 병렬로 연결되고, 상기 z 성분 센서부에는 하나의 상기 수직 코일모듈이 직렬로 연결됨으로써, 상기 x 성분 및 상기 y성분의 수평 자기장 측정을 위한 센서를 병렬로 연결하는 것에 의해 유도코일의 단면적과 감은 수가 각각 병렬로 연결된 상기 코일모듈의 개수만큼 증가하여 직경이 제한적인 시추공 내 환경에서 미약한 전자기파 신호를 감지할 수 있는 특성을 나타내는 유도코일형 센서의 민감도(sensitivity)를 배가시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유도형 광대역 3성분 시추공 자기장 계측센서
|
| 9 |
9
지하 환경의 지질이나 자원의 매장 여부에 대한 탐사를 수행하기 위한 시추공 전자탐사 시스템에 있어서, 서로 평행하게 형성되는 한 쌍의 시추공 중 하나 또는 지상에 설치되는 발신부; 상기 한 쌍의 시추공 중 다른 시추공이나, 지상, 또는, 상기 시추공과 동일한 시추공에 설치되어 상기 발신부로부터의 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 발신부 및 상기 수신부로부터의 신호를 수신하고 분석하기 위해 지상에 설치되는 지상부를 포함하여 구성되고, 상기 수신부는, 청구항 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 기재된 유도형 광대역 3성분 시추공 자기장 계측센서를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시추공 전자탐사 시스템
|
| 10 |
10
지하 환경의 지질이나 자원의 매장 여부에 대한 탐사를 수행하기 위한 시추공 전자탐사 방법에 있어서, 서로 평행하게 형성되는 한 쌍의 시추공을 굴착하는 굴착단계; 각각의 상기 시추공에 자기센서 및 상기 자기센서로부터의 신호를 수신하는 수신부를 각각 설치하는 설치단계; 및 상기 자기센서 및 상기 수신부로부터의 신호를 수신하여 지하 환경에 대한 분석을 수행하는 분석단계를 포함하여 구성되고, 상기 설치단계는, 상기 자기센서로서 청구항 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 기재된 유도형 광대역 3성분 시추공 자기장 계측센서를 설치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시추공 전자탐사방법
|
