• Geomechanics and Engineering
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• 제5권2호
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• pp.119-142
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• 2013

Pile load tests using Osterberg cells (O-cell) were conducted on cast-in-place concrete piles founded in oil sand fill and in situ oil sand at an industrial plant site in Fort McMurray, Alberta, Canada. Interpreted pile test results show that very high pile shaft resistance (with the Bjerrum-Burland or Beta coefficient of 2.5-4.5) against oil sand could be mobilized at small relative displacements of 2-3% of shaft diameter. Finite element simulations based on linear elastic and elasto-plastic models for oil sand materials were used to analyze the pile load test measurements. Two constitutive models yield comparable top-down load versus pile head displacement curves, but very different behaviour in mobilization of pile shaft and end bearing resistances. The elasto-plastic model produces more consistent matching in both pile shaft and end bearing resistances whereas the linear elastic under- and over-predicts the shaft and end bearing resistances, respectively. The mobilization of high shaft resistance in oil sand under pile load is attributed to the very dense and interlocked structure of oil sand which results in high matrix stiffness, high friction angle, and high shear dilation.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.130-138
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• 2017

본 연구는 부상식 기초가 사용되는 오일샌드 플랜트의 하부기초에 소형강관 말뚝이나 마이크로 파일 등을 마찰말뚝개념으로 사용할 경우 발생할 수 있는 말뚝의 개별 침하나 부상을 1개의 군으로 연결하여 복합거동이 가능하도록 하는 복합거동 연결체에 관한 것이다. 이에 기존의 무리말뚝과 파일드 래프트(piled raft) 기초의 장점을 오일샌드 플랜트에 적용하기 위한 복합거동 연결체의 형상을 검증하기 위하여 축소모형을 제작, 하중에 대한 거동을 계측하고 이를 통해 장치의 안정성 및 취약 부위를 선정하여 연결체의 형태를 결정하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.37-42
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• 2016

The demand for wireless technology in plant structure has recently been increasing due to several advantages such as installation cost reduction, easy placement, easy extension and aesthetic benefits. Among the many wireless technologies, ZigBee is one of the most useful for plant structure; a wireless plant networking system can be configured using ZigBee alone. This research proposes a ZigBee to use for extreme cold region and thereby enable integration of wired and wireless plant monitoring systems. In this study, in order to assess the performance of ZigBee measured data by thermocouple were examined based on the results from laboratory tests between existing ZigBee and developed ZigBee. From the experiment results, performance of developed ZigBee in harsh environment can be increased well.

• Tribology and Lubricants
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• 제33권1호
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• pp.31-35
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• 2017

Recently, international attention has been focused on the development of non-traditional energy resources such as shale gas and oil sands, due to the steep increase in the demand for natural resources. The materials incorporated in an oil gas plant module experience extreme environments, and are prone to various problem such as fracture, corrosion and abrasion due to low-temperature brittleness. In order to improve the plant life, it is necessary to perform characteristics study and performance evaluation of the materials. In particular, this paper explains the main set of materials which are most frequently used in oil sands plant project. In order to investigate wear characteristics, the authors carried out abrasive wear tests of TP 316, stainless steel and SS 400, structural rolled steel. For the analysis of the abrasive wear resistance of an oil sands plant, the authors carried out the test according to ASTM G 105 "Standard Test Method for Conducting Wet Sand/Rubber Wheel Abrasion Test" standard guidelines. The authors have derived the results from the data associated with the loss of mass with respect to wear rate. During the test, for a given wear length for 10,000 revolutions, the rotational speed and applied force of the rubber wheel were varied.

• 자원환경지질
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• 제49권3호
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• pp.213-224
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• 2016

원유 생산의 정점이 예상되기 때문에 비전통 자원과 대체에너지에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 비전통 자원 중 오일샌드에 한정하였고, 동토 지역은 건설 가능한 기간이 제한적이고 현지건설인력 확보가 쉽지 않으며, 공사기간을 단축시킬 수 있는 오일샌드 플랜트 모듈화에 대한 관심이 크기 때문에 특허를 통한 기술동향을 분석해 보았다. 특허 분석은 1994년-2015년 데이터를 이용하였고 한국, 미국, 일본, 유럽 및 캐나다 특허를 분석 대상으로 하였다. 기술분류체계로 노천채굴 기술, 지하회수법 기술, 분리/개질/환원물 기술, 모듈설계/패키징 기술, 모듈운송기술 및 소재/유지관리 기술 분야로 나누었고 이를 국가별 landscape, 세부기술 동향분석, 주요 경쟁사 심층분석을 하였다. 특허 분석결과, 오일샌드 플랜트 기술은 미국 및 캐나다에 89%의 특허가 집중 되어 출원되고 있었다. 주로 경쟁사로는 Shell, Suncor 그리고 Exxon-mobil로 각각의 핵심특허를 분석하였다. 오일샌드는 타유전개발과 달리 장기간 안정적 생산량 유지가 가능한 사업적 특성을 가지므로, 장기적 관점에서 특허를 확보하여 오일샌드 사업의 경쟁력을 확보하는 것이 중요할 것으로 분석된다.

• 지질공학
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• 제29권4호
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• pp.451-460
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• 2019

본 논문에서는 고상식(Piloti) 기초가 사용되는 오일샌드 플랜트의 하부기초에 소형강관 말뚝이나 마이크로 파일 등을 마찰 말뚝개념으로 사용할 경우 발생할 수 있는 문제점을 극복하고자 복합거동 연결체를 제안하였다. 말뚝의 개별 침하나 융기(Heaving)를 1개의 군으로 연결하여 복합거동이 가능하도록 하였으며, 하중 지지특성을 분석하였다. 기존 무리말뚝과 말뚝전면(Piled raft) 기초의 장점을 오일샌드 플랜트에 적용 할 수 있도록 복합거동 연결체의 형상을 결정하였다. 또한, 축소모형을 제작하여 하중에 대한 거동을 계측하고, 이를 통해 장치의 안정성 및 취약부위를 검토하여 연결체의 형태를 평가하였다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.211-217
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• 2019

전 세계적인 경제 및 정치 이슈로 인한 원유가격의 급변으로 비전통 원유자원인 오일샌드에 대한 관심이 증가하고 있다. 주로 오일샌드 현장은 극한지에 위치하고 있다. 혹독한 환경인 극한지의 오일샌드 현장에서 원유를 생산하기 위해서는 빠르고 간단한 절차의 기초 설치가 필요하다. 하지만 플랜트 기초로 주로 사용되는 현장타설 및 항타말뚝은 저온 및 유기토 표층이 있는 극한지 환경에 설치하기가 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 항타나 굴착없이 소형 회전관입 장비로 간편한 급속시공이 가능한 헬리컬 파일의 거동을 분석하고자 한다. 헬리컬 파일은 강관축에 헬릭스가 부착된 형태로 헬릭스의 개수 및 형상별 지지거동의 차이가 발생되므로, 헬릭스의 조합(개수, 직경)에 따라 지지력 거동의 차이를 수치해석적으로 분석하였다.

• 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.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.