• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.29-40
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• 2018

캐나다 및 베네수엘라에 주로 분포하는 오일샌드는 원유들이 모래질 흙의 간극에 존재한다. 이러한 오일샌드로부터 원유를 따로 추출하기 위해서는 규모가 큰 플랜트를 건설해야 한다. 일반적으로 오일샌드 플랜트의 기초는 주로 항타말뚝 혹은 현장타설말뚝이 사용되고 있다. 하지만 주로 극지에 위치한 오일샌드는 얼어있는 지반과 표층의 유기토 때문에 항타말뚝의 시공 및 장비 진입에 어려움이 있으며, 현장타설말뚝의 경우 기온이 낮기 때문에 콘크리트 양생에 문제가 있다. 이번 연구의 주제인 헬리컬 파일은 크지 않은 연직력에 기초한 회전력을 중심으로 빠르고 간편하게 시공이 가능하다. 따라서, 접근성이 떨어지는 극지환경에서도 소형장비를 사용하여 간단한 시공이 가능하며, 헬리컬 파일의 두부에 역회전을 가해 말뚝기초의 인발 및 재사용 또한 용이하다. 이번 연구에서는 헬릭스 피치를 변화시켜 헬리컬 파일 및 헬릭스의 거동을 수치해석으로 분석하였다. 수치해석의 검증은 모형 헬리컬 파일의 실내모형실험 결과와 비교하여 수행하였으며, 헬릭스의 피치에 따른 헬리컬 파일의 극한하중, 헬리컬 파일의 축에 부착한 각 헬릭스의 변위, 하중분담률을 분석하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.63-71
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• 2023

남·북극을 포함한 극한지는 풍부한 자원이 매장되어 있지만 접근성이 어렵고, 국내와 전혀 다른 건설 환경 때문에 자원개발 사업 추진에 많은 제약이 있다. 최근 지구온난화로 극한지의 접근성이 용이해짐에 따라 자원개발 플랜트 건설 수요가 증가하고 있다. 이러한 지역에서의 자원개발 건설 활동을 위해서는 사업추진의 리스크를 최소화할 수 있도록 사전 입지 분석이 필요하다. 본 논문에서는 극한지 건설 활동에서 고려해야 할 주요 요인들을 분석하여, 공간정보(GIS, Geographic Information System) 기반의 건설환경 플랫폼 및 최적 입지 선정 시스템을 새롭게 개발하였다. 오일샌드 개발이 활발하게 진행되고 있는 캐나다 앨버타주(Alberta) 대상으로 개발 시스템을 적용한 결과, 현재 운용되고 있는 오일샌드 플랜트 채굴 지역과 일치함을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권2호
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• pp.139-151
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• 2022

오일샌드 채굴에 널리 이용되고 있는 증기 주입식 중력 배수(Steam-Assisted Gravity Drainage, SAGD) 공법은 지표의 변형을 야기하며, 이는 오일샌드 플랜트의 안정성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 다양한 지질 재해의 원인이 되므로 지속적인 모니터링이 필요하다. 이 연구에서는 캐나다 앨버타의 Athabasca 오일샌드 지역에 대해 2016년부터 2021년까지 획득된 Sentinel-1 시계열 영상레이더(synthetic aperture radar, SAR) 자료에 고정산란체 간섭기법(Permanent Scatterer Interferometric SAR, PSInSAR)을 적용하여 SAGD 운용에 의한 지표변위를 관측하였다. 그리고 SAGD의 건설 및 확장을 Landsat-7/8 시계열 영상으로부터 파악하고, 이를 통해 SAGD의 원유 생산성에 따른 지표변위의 특성을 분석하였다. Athabasca 오일샌드 지역의 SAGD 및 그 주변에서는 레이더 관측방향으로 0.3-2.5 cm/yr의 지반융기가 관측된 반면, SAGD에서 수 km 이상 떨어져 있고 오일샌드 채굴의 영향이 없는 지역에서는 -0.3--0.6 cm/yr의 침하가 관측되었다. Landsat-7/8 시계열 영상 분석을 통해 2012년 이후에 건설되어 높은 생산성을 보이는 SAGD는 증기의 주입으로 인해 1.6 cm/yr 이상의 지반융기를 야기하는 반면에 더 오랜 기간 동안 운용되어 생산성이 상대적으로 낮은 SAGD에서는 증기 주입에도 불구하고 지속적인 원유 회수에 따른 사암의 압축 때문에 연간 수 mm의 매우 작은 융기가 발생함을 추정할 수 있었다. SAGD 및 그 주변을 제외한 대부분의 지역에서 관측된 침하는 동토층의 융해에 의한 점진적 지반침하로 추정되었다. 동토층의 침하를 고려할 때 SAGD 운용에 기인하는 지반의 융기는 관측된 것보다 더 클 것이라고 예상되었다. 이 연구의 결과를 통해 PSInSAR 기법이 극한지 오일샌드 SAGD의 생산성과 안정성 평가에 유용한 수단으로 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권9호
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• pp.571-577
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• 2017

본 연구는 수치해석 기법을 활용하여 오일샌드 플랜트에 사용되는 다상유동분리기의 다양한 유입구 형상에 따른 효율 분석에 관한 연구이다. 본 연구에 사용된 유수분리기(FWKO, Free-water knockout)는 유량 $15,89m^3/d$(100 bbl/d), SOR(Steam-to-Oil Ratio) 3.5의 값을 가지며 Stokes 이론을 기반으로 설계되었다. 모듈화를 위하여 두 개의 유수분리기를 병렬 연결하였고 이에 따른 유입구 형상 최적화를 수행하였다. 유입구를 통해 유입되는 비투멘 에멀젼은 $150^{\circ}C$, 50 bar이며, API는 17의 값을 갖는다. 유수분리공정의 평균체류시간은 물과 오일이 95% 분리되는 시간으로 정의하였다. 다상유동의 밀도차에 의한 중력분리과정을 모사하기 위하여 유한체적법(VOF, Volume Of Fluid)과 상차분모델(DPM, Discrete Phase Model)을 조합하여 활용하였으며 준과도(Pseudo-transient) 해석기법을 활용하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.48-52
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• 2016

Microstructure and tensile strength of the vacuum brazed stainless steel(STS304) and WC-8 %Co were investigated. For brazing, the BNi-2, 3(A.W.S standard) were used as filler metals. It was found that metallic compounds of W-Ni were observed at the between WC metrix and brazed layer. Among these filler metals, the BNi-2 showed excellent wettability, but tensile strength was lower than BNi-3. The fracture of the brazed specimens with BNi-2 was occurred at the between WC metrix and brazed layer. The fracture of the brazed specimens with BNi-3 was occurred at the between WC metrix and brazed layer, and between brazed layer and stainless steel.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.43-47
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• 2016

Pile foundations constructed on extremely cold regions cause serviceability problems of superstructures from repeated actions of ground freezing and thawing. Oil sand module plants are mainly constructed on seasonal frozen ground. Due to the freezing and thawing actions of grounds, vertical movements of piles have been observed. To solve these erratic pile movement problems, thin vertical layer of PET aggregates is installed around the pile shaft to prevent potential unfavorable pile movements. There is no known method to calculate "thin PET aggregate layer" -surrounded pile shaft resistance (capacity) against vertical loads; therefore, this experimental research is conducted. Specifically, in this study, horizontal (normal) pressures on pile shaft were assessed varying PET aggregate layer thickness based on the experiment.