고전압 펄스 방전을 이용한 지하수 관정 스크린 공막힘 재생법 연구 (Feasibility Study for the Cleaning of Well Screens using High-voltage Pulsed Discharge)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질공학회
· 수록지 정보 : 지질공학 / 23권 / 1호 / 29 ~ 36페이지
· 저자명 : 정경재, 황용석, 이석근, 당정증, 최길환, 김철영, 박영준

초록

스크린 공막힘에 의하여 채수량이 감소된 지하수 관정은 여러 방법을 통하여 재생시켜주면 지하수 채수량을 개선시켜 관정의 수명을 연장할 수 있다. 본 논문에서는 화약이나 압축 유체를 사용하는 기존의 공막힘 재생기술을 대신할 수 있는 고전압 펄스 방전에 의한 지하수 관정 스크린 공막힘의 재생법에 대하여 연구하였다. 본 기술은 수중에 삽입된 전극에 순간적으로 고전압의 전기에너지를 주입하여 이 때 전극 사이에서 발생하는 고온, 고압의 플라즈마의 팽창력에 의하여 발생하는 수중 충격파를 이용하는 기술로, 기존 기술 대비 취급이 용이하며 구조가 간단하고 충격압의 크기 조절이 용이하다는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 축전기 방전형 펄스 발생장치를 사용하여 약 200 J의 전기에너지를 수중에 삽입된 전극에 순간적으로 주입함으로써 전극으로부터 6 cm 떨어진 곳에서 약 10.7MPa의 수중 충격압을 얻었다. 이 충격압의 크기는 축전기의 충전 전압을 바꿔줌으로써 손쉽게 조절이 가능하였으며, 다양한 전압에서의 실험을 통하여 방전 전류의 첨두치와 선형적인 관계를 갖고 있음을 알았다. 또한 지하수 관정에 사용되는스크린과 유사한 시료에 대한 모의실험을 통하여 이 기술을 이용한 지하수 관정의 세척 가능성을 확인하였다.

영어초록

The application of appropriate rehabilitation methods can improve the efficiency of clogged wells and extend their life.
In this paper, we study the feasibility of well cleaning using high-voltage pulsed discharge, in which electrical energy is used to produce impulsive pressure in water, in contrast to conventional methods that employ chemical or pneumatic energy sources. This technique utilizes the compressive shock wave generated by the expansive force of hot, dense plasma that is produced during a pulsed discharge in the gap between electrodes immersed in water. Compared with conventional techniques, this method is simple, and easy to handle and control. Using a capacitive pulsed power system with an electrical energy of 200 J, an impulsive pressure of 10.7 MPa is achieved at the position 6 cm away from the discharge gap.
The amplitude of the impulsive pressure was easily controlled by adjusting the charging voltage of the capacitor and was almost linearly proportional to peak discharge current. The technique achieved good results in cleaning feasibility tests with mock-up specimens similar to clogged well screens.

참고자료

· 없음