• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.662-669
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• 2015

해저 석유생산시스템에서 빈번히 발생하는 왁스집적 문제는 안정적인 석유 생산을 방해하고 높은 비용을 발생시키므로 왁스집적 제어에 대한 관심이 증가하고 있다. 왁스집적 제어를 통한 석유의 유동안정성 확보를 위해서는 왁스집적거동을 신뢰성 있게 예측해야 한다. 이 연구에서는 왁스집적 거동에 큰 영향을 미치는 분자확산, 전단응력효과, 왁스경화 메커니즘을 시뮬레이션 기술에 적용하여 불확실도가 높은 변수인 전단응력계수, 왁스고형물의 공극률, 왁스 열전도도, 분자확산계수와 물과 가스 양이 왁스집적 거동에 미치는 영향에 대한 분석을 단상과 다상 유동 시 층류 유동 조건에서 수행하였다. 그 결과 왁스고형물의 공극률과 분자확산계수가 높아질수록, 전단응력계수가 낮아질수록 왁스집적 두께가 두꺼워지는 것을 확인할 수 있었고 석유의 온도가 왁스집적 위치에 주요하게 영향을 미치는 것으로 판단된다. 물의 양에 따른 왁스집적 시뮬레이션 결과 기존 연구에서 다소 다른 결과들이 존재하나 이 연구 조건에서는 물의 양 40%까지 왁스집적량이 증가하다 감소하는 것을 확인하였고 가스 양이 많아질수록 유체의 액상 내 가벼운 탄화수소 농도 감소로 인해 왁스집적량이 증가하는 것을 파악하였다. 이 연구결과는 향후 현장 또는 현장을 모사한 실험시스템에서의 결과와 시뮬레이션 결과를 매칭하여 해저 유동관에서 왁스집적 거동을 예측하는데 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해양공학회지
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• 제1권1호
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• pp.73-83
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• 1987

한국형 해저원유 초기생산 시스템은 제주도 남쪽의 한.일 공동개발구역 및 이와 유사한 조건의 지역에서 소규모 유전이 발견되었을때, 빠른 시간내에 저렴한 초기투자비로 석유를 생산할 수 있도록 개발되었다. 이 시스템은 원유저장용 선박, tower, yoke, gravity base 및 원유처리장치들로 구성되어 있으며 각 구조믈들은 pin 또는 universal joint들로 연결되어있다. 본 구조물의 파도중에서의 동적거동은 전산 program을 이용하여 구하여 wave tank에서 수행된 실험의 결과와 비교, 검토하였다. 그리고 이들 결과를 이용하여 구조적 안전성을 검토하였으며, 설계, 해석 및 model test의 결과들은 선급협회의 승인을 받았다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권1호
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• pp.185-194
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• 2012

비교적 접근이 용이한 육상 및 천해에서 석유의 생산은 이미 완료되었거나 대부분이 진행 중이기에 석유 생산 지역이 점차 심해로 확장되고 있다. 심해와 같은 저온환경에서 석유생산이 이루어지면 석유의 부존환경과 다른 온도와 압력에 노출되어 생산시스템에 다양한 고형물이 집적되어 석유가 안정적으로 생산되지 못하게 하는 유동안정성 확보 문제가 발생할 수 있다. 고형물 중 왁스는 온도에 민감하기 때문에 왁스의 집적을 예측하고 제어하기 위해서는 오일 내 왁스가 석출되기 시작하는 온도인 왁스생성 온도의 정확한 측정이 요구되나 표준화된 측정법이 존재하지 않아 다양한 방법이 제안되고 있는 실정이다. 이 연구에서는 점도측정법, 시차주사열량법, 필터막힘점측정법, 압력필터측정법을 적용하여 불투명 오일의 왁스생성온도를 측정하고, 이를 검증하기 위해 고형물생성유도장치와 가스크로마토크래피를 이용하였다. 이 연구결과를 통해 오일특성에 따른 왁스생성온도 실험법을 체계화한다면 불투명 오일의 왁스생성온도 측정법 표준화하는데 주요자료로 이용할 수 있어 왁스에 의한 유동안정성 확보 문제를 예측하고 해결하는데 활용될 수 있을 것이다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 후기공동학술대회 논문집
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• pp.127-127
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• 2011

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권1호
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• pp.33-38
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• 2013

해상에서의 시추작업은 해저면을 통해서 시추되는 유정에서 이루어지는 일련의 기계적 프로세스라 할 수 있다. 해양 시추설비는 해저에 매장된 석유나 가스의 매장량 확인을 위한 테스트 유정(well)과 이를 경제성 있는 생산용 유정으로 만들기 위해 사용되는 시설로 해양에서의 시추작업은 대부분 타 지역으로의 이동을 위해 이동식으로 제작되며, 작업 해역의 수심에 따라 크게 리그(jack-up, semi-submersible)와 드릴십(drillship)으로 구분할 수 있다. 최근에는 석유와 가스의 개발을 위한 시추작업이 급진적으로 심해로 옮겨가고 있으며 작업 가능 수심이 3,000 m에 이르고 있다. 본 논문에서는 이러한 해상 시추설비에 탑재되는 대표적 해양플랜트 기자재인 시추시스템을 소개하고 최근의 기술개발 동향을 알아보고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.18-27
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• 2020

본 연구에서는 LNG-FPSO 상부구조물의 시스템 가용도를 고려한 해저 유동관내 유동안정성 연구를 수행하였다. 이를 위해 PVCap 억제 성능 평가 실험, LNG-FPSO 상부구조물 가용도 분석, 유동관내 하이드레이트 위험도 평가, PVCap 주입 농도 산출로 구성된 하이드레이트 관리 전략을 수립하였다. 과냉각 온도 6.1, 9.2, 12.1℃에 따라 PVCap의 하이드레이트 지연시간을 측정함으로써 PVCap 주입 농도 결정에 필요한 실험 기준을 확보하였다. 시스템 가용도 분석을 통해 산출된 20년 동안의 LNG-FPSO 상부구조물의 가용도는 89.3%이며, 50시간의 최장 고장 시간이 연간 2.9회 발생하였다. 현장 자료를 이용하여 다상 유동 시뮬레이션을 위한 유동관 모델을 구축하였다. 다상 유동 시뮬레이션을 통해 하이드레이트 플러깅 위험도를 예측한 결과, 50시간의 생산 중단 조건에서는 23.2시간 만에 유동관 끝단에서 하이드레이트가 발생하는 것을 확인하였다. 하이드레이트 방지를 위해 PVCap 실험 결과를 기반으로 PVCap 주입 농도를 산출하였으며, 0.25 wt%의 PVCap을 연간 2.9회 주입하면 하이드레이트 플러깅을 방지할 수 있을 것으로 판단된다.