| 연구개발개요 |
○ 본 사업에서 방향성 드릴링(directional drilling)은 지하의 목표 지점까지 의도하는 수직 또는 수평 궤적(경로)을 3차원적으로 변경하여 천공하는 기술로 정의함 - 핵심기능: 드릴링 시스템에 방향제어장비를 탑재하여 수직, 수평, 경사 방향 제어가능 - 목적기능: ①지질·지반의 특성 파악, ②지하에 매장되어 있는 원유 및 가스의 부존 특성 평가하거나 생산을 위한 유정 개발 등○ (세부 1과제) 방향제어 시스템은 지하 목표 지점까지 드릴링 방향을 의도하는 방향으로 3차원적으로 변경하여 천공할 수 있도록 드릴의 경로를 변경하고 이를 제어하는 기술○ (세부 2과제) 지하 천공으로 인해 드릴공 내에 발생하는 마찰(드릴 파이프 등) 최소화, 파쇄물 배출, 압력제어, 공벽유지 등을 위해서 드릴공 내의 이수 순환특성을 모니터링·예측하고, 이에 적합한 이수공급을 연속적으로 실시간 제어하여 천공 경로의 안정성을 확보하는 기술 받고 있는 나노기반의 이차원 물질 MoS2 혹은 WS2를 이수의 첨가제로 활용하여 열전도도가 우수하고 lubricant 특성이 있는 이수 물질을 개발하고자 함.○ (세부3과제) 이수 순환특성 예측결과에 대응한 실시간 이수혼합, 순환 후에 배출된 혼합물(이수, 파쇄물, 가스 등)의 분리·회수 기술○ (통합 실증 및 운영 기술 개요) 파일럿 실증 (2 km 급)을 위해 국내 보유 리그(수직형)에 개발기술 접목을 통한 파일럿 현장 실증 기술
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| 최종목표 |
○ 유·가스 상류부문 건설장비·기자재 및 서비스 시장진출을 위해 드릴링 시스템 방향제어 및 이수 연속순환 기술 개발 - 방향각 전환율 15°/30 m 급 드릴링 추진체 및 제어기술 - 왕복경로 4 km 급(수직 1km+경사 1km) 이수특성 예측 및 연속순환시스템 기술 - 이수 혼합유량 100 m3/h 급 혼합 및 처리 기술○ (세부 1과제) 드릴링 시스템의 추진체 및 방향제어기술 개발 - 굴진율(ROP) 10 m/h, 수평 시추 1 km○ (세부 2과제) 이수 순환특성 예측 및 연속순환시스템 기술 개발 - 이수 순환 압력 35 MPa, 이수 공급 유량 100 m3/h○ (세부3과제) 육상 특화형 이수 혼합·처리시스템 개발 - Gas 제거 99% 이상, 입자 제거율 74 μm 이상
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| 연구내용 및 범위 |
<1세부>○ Hybrid 방향추진시스템 MWD 개발, 방향성 추진시스템 설계, 평가 기술 지원- 위치파악 및 통신기술 Integration 제품 제작- MWD 성능시험- 성능 테스트 방법 정립- 시제품 테스트 방안 검토 및 실행 방안 도출○ 현장실증을 위한 최적 시추위치 선정 및 시추궤도 설계- 방향성 시추 상세 설계, 운영관리 및 모니터링 - 시추안정성을 고려한 방향성 시추 기본설계 ○ Hybrid 방향 추진시스템 Integration 기술 및 건전성 평가- 방향성 추진시스템 통합 신뢰도 검증 - 방향성 추진시스템 통합 Integration 안정성 검증○ Hybrid 방향 추진시스템 모듈 최적설계 연구- Hybrid 방향 추진 시스템 모듈 최적설계- Hybrid 방향 추진 시스템 Assembly 해석○ 방향성 추진체 고성능 소재 이용 기술 개발- 머드모터 및 MWD Integration 요소 부품의 물성 평가- 머드모터 및 MWD Integration 성능 테스트 후 열화 평가○ Hybrid 방향성 추진체 제어 및 시뮬레이션 평가 연구- 위치제어 시뮬레이터 개발- 위치파악 통신 시뮬레이터 개발<2세부>○ 이수 순환 시스템 파일럿 플랜트 Flow line 구축 - 이수 순환 시스템 파일럿 플랜트 Flow line 구축- 방향성 추진체/이수 순환 시스템 Intergration 제작 상세안 도출- 이수 순환 시스템 다상 유동 해석- 이수 순환 시스템 통합 신뢰도 검증 및 HAZOP 연구○ 시제춤 제작 기술 지원 및 공정/자산 관리 시스템 구축 지원- 시제품 제작 기술 지원- 공정 및 자산관리 시스템 DB 개발 및 구축 지원○ 이수 순환 및 재처리 H/W제어 및 통합운영시스템 개발- 이수 순환 및 재처리 제어 H/W제작 및 상세 설계- 이수 순환 및 재처리 시스템 PLC 단위 모듈 프로그램 개발- 이수 순환 및 재처리 시스템 단위 운영 모듈 프로그램 개발○ 연속 이수 순환 시스템(CCS) 파일럿 제작 및 실험- 연속 이수 순환 시스템(CCS) MAIN BODY 가공 설계, 제작- RAM, RAM BODY, SNUBBING DEVICE, ROTARY SLIP 유압 설계 및 해석- CCS(연속 이수 순환 시스템) 파일럿 제작(RAM 및 SNBBING DEVICE) 및 기능 검증- 연속 이수 순환 시스템(CCS) PILOT 제어 시스템 제작○ 이수 순환 유동 및 이수 유동 내 암편거동 정량화- 이수 순환 유동 정량화 연구: Lab-scale 실험- 이수 유동 내 암편 거동 모델링 및 정량화: 이론/시뮬레이션○ 나노기반 TMD 복합체 이수 물질 특성 최적화- 이수 물질로의 활용 특성 극대화- 나노기반 TMD 복합체 특성 최적화- TMD 복합체 함량에 따른 이수 물질 특성 변화 분석○ 제작품 품질 관리 및 공정/자산 관리 시스템 구축- 제작품 품질 관리(FAT/MC) 프로시저 개발- 제작품 품질 검사 수행- 공정 및 자산 관리 시스템 구축○ 이수 순환 시뮬레이터 상세 설계- Well 입력 정보 상세화 및 시뮬레이터 작용- User Interface 상세 설계○ 이수순환 시스템 현장 실증을 위한 적용성 검토- 이수순환 시스템 현장 실증을 위한 적용성 검토<3세부>○ 육상 시추용 이수 통합 운용 및 최적화 장비 개발- Mud Handling System Compact Package 설계 및 제작○ 이수 혼합 및 처리시스템 패키지화 설계 제작- Bulk Mixing System Compact Package 설계 및 제작○ 방향성 시추시스템 기자재 성능평가 및 인증지원- 핵심 장치 및 시스템 신뢰성 평가- 메이저 인증확보를 위한 인증 가이드 확립○ 이수 혼합 및 처리시스템 구조 안정성 평가- 이수 혼합 및 공급·처리 통합 연동 시스템에 대한 신뢰도 분석- 이수 혼합 및 공급·처리 통합 연동 시스템 설계○ 이수 혼합 및 처리시스템 최적화 장비 시운전- 개발 장비 Mechanical Completion Check Sheet 조사- 개발 장비 Factory Acceptance Test Check Sheet 조사
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