| 5차년도 |
<1세부>① 개발 목표 - 협동연구기관(산동금속공업): Hybrid 방향 추진시스템 머드모터 성능 보완 및 현장 실증- 공동연구기관(MKS Investments): 위치파악 및 통신기술 통합제품의 파일럿 Test 방향 추진 시스템 설비 호환성 검토 및 실증 환경 분석- 공동연구기관(한국가스공사): 현장실증 테스트를 위한 기술지원- 공동연구기관(한국조선해양기자재연구원): Hybrid 방향 추진시스템 모듈 보완 기술 지원- 공동연구기관(세종대학교): 시추 현장용 위치제어 및 위치파악 통신 시뮬레이터 개발- 공동연구기관(한국생산기술연구원): Hybrid 방향 추진시스템의 Sliding Test 후 열화 평가- 위탁연구기관(한양대)：현장실증 테스트를 위한 방향성 시추 상세설계 수행<2세부> ① 개발 목표 - 주관연구기관(한국지질자원연구원): 이수 순환 시스템 통합 파일럿 플랜트 구축 및 시운전- 공동연구기관(삼성중공업): 성능 평가 프로시저 및 관리 시스템 고도화 개발 지원- 공동연구기관(씨앤에스아이) : 이수 순환 및 재처리 H/W 제어 및 통합운영시스템 개발- 공동연구기관(이엠씨): 연속 이수 순환 시스템(CCS) 시제품 제작- 공동연구기관(경상대학교): 이수 드릴링 유동 정량화: 실험/시뮬레이션- 공동연구기관(중앙대학교): 나노기반 TMD 복합체 이수 물질 대량 생산 공정 확보- 위탁연구기관(한국마린텍): 성능 검사 프로시저 개발 및 관리 및 공정/자산 관리 시스템 고도화 구축- 위탁연구기관(이케이어소시에이트): 이수 순환 시스템 시뮬레이터 구축- 위탁연구기관(한진디엔비): 이수 순환 시스템 현장 실증을 위한 통합 운용 검토<3세부>- 협동연구기관(우민기술): 이수 순환, 처리시스템 Integration Part 설계 및 제작- 공동연구기관(화영): 이수 혼합 시스템 Pipe Support Unit 설계 및 제작- 공동연구기관(한국기계전기전자시험연구원) : 이수 순환시스템 신뢰성 평가 및 보완- 공동연구기관(부산대학교): 이수 혼합 및 공급·처리 통합 연동 시스템 설계안 제시
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<1세부>- 협동연구기관(산동금속공업):A. 국내 시추 경험 보유 업체 연계한 실증 Test 실시B. 기존 장비 활용 연계 MWD 장비를 활용한 시추 깊이 및 위치 Data 비교 분석C. 머드모터 활용 Sliding Test 실시로 수평 시추 검증D. 수직 시추 속도 측정 및 타겟 정밀도 확보 가능여부 검증E. 시추 작업시 소재 신뢰성 검증을 통한 내구성 확인- 공동연구기관(MKS Investment):A. 위치파악 및 통신기술 실증 시나리오 검토를 통한 기능 파일럿 Test 실시B. 실증 Data 기록 및 수집을 통한 정상 작동 여부 확인 검토C. 방향 추진시스템과 적용 예정 시추 설비 호환성 검토D. 방향 추진시스템 설비 현장 실증 방법 정립 및 실증 환경 검토 지원- 공동연구기관(한국가스공사):A. 현장실증 테스트를 위한 기술지원 - 공동연구기관(한국조선해양기자재연구원):A. 구동, 운전 상태를 고려한 시뮬레이션 구현B. 주요 부품 개선 사항 지원- 공동연구기관(한국생산기술연구원):A. Hybrid 방향 추진시스템의 현장실증 환경 분석B. Hybrid 방향 추진시스템의 Sliding Test 후 열화 평가- 공동연구기관(세종대):A. 현장 운전 데이터 기반 위치제어 시뮬레이터 개선B. 시추 현장용 위치파악 통신 설계 시뮬레이터 개발- 위탁연구기관(한양대):A. 현장실증 테스트를 위한 방향성 시추 상세설계 수행<2세부> - 주관연구기관(한국지질자원연구원):A. 이수 순환 시스템 통합 파일럿 플랜트 시운전 및 최적화B. 방향성 추진체/이수 순환 시스템 Integration 최적화 기술 개발C. 이수 순환 시뮬레이션 수정 보완D. 방향성 추진시스템 및 이수 순환 시스템 인증(설계 검증 및 검사) 준비 프레임 개발 - 공동연구기관(삼성중공업):A. 성능 평가 프로시저 개발 지원B. 공정 및 자산 관리 시스템 고도화 개발 지원 - 공동연구기관(씨앤에스아이):A. 이수 순환 및 재처리 시스템 제어 H/W 제작 및 수정 보완B. 이수 순환 및 재처리 시스템 통합 PLC 프로그램 개발C. 이수 순환 및 재처리 시스템 통합 운영 프로그램 개발D. 이수 순환 및 재처리 제어 시스템 단동 테스트 - 공동연구기관(이엠씨):A. 연속 이수 순환 시스템(CCS) 최적화 해석B. 연속 이수 순환 시스템(CCS) 시제품 제작C. 연속 이수 순환 시스템(CCS) 제어 시스템 제작D. 연속 이수 순환 시스템(CCS) 성능 평가 - 공동연구기관(경상대학교):A. 이수 드릴링 유동 측정기술개발: Lab-scale 실험B. 이수 유동 내 암편 항력계수 실험/시뮬레이션 비교 - 공동연구기관(중앙대학교):A. 나노기반 TMD 복합체 이수 대량 생산 공정 확보B. 대량 생산 공정 시 발생되는 문제점 확인 및 해결 방안 모색 -위탁연구기관(한국마린텍):A. 성능 평가 프로시저 개발B. 단위 모듈별 성능 검사 수행C. 공정 및 자산 관리 시스템 고도화 구축D. 이수 순환 파일럿 플랜트 테스트 시스템 제어반 통합 구축-위탁연구기관(이케이어소시에이트)A. 시추 이벤트 생성 모듈 개발B. 이수 순환 시뮬레이터 구축C. User Interface 고도화 - 위탁연구기관(한진디엔비):A. 이수 순환 시스템 현장 실증을 위한 통합 운용 검토<3세부> - 협동연구기관(우민기술):A. 이수 순환, 처리시스템 Integration Part 설계 및 제작B. 이수 혼합 시스템 장비 테스트 및 최적설계를 위한 비교분석C. 이수 처리 시스템 장비 전산유동 해석결과 비교검증 - 공동연구기관(화영):A. Module 간 Pipe Unit 및 Conveyor Unit 설계 및 제작 지원 - 공동연구기관(한국기계전기전자시험연구원):A. 이수 순환 및 처리시스템 Module 성능 TEST 지원 - 공동연구기관(부산대학교):A. Compact Package 개별 Unit 구조/진동 해석결과 통합 비교검증B. 구조/진동 해석결과 분석을 통한 시스템 integration 지원
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
기술적 측면○ Total drilling mud system 국산화 개발 완료- 사전 기술개발이 완료된 Bulk handling system, Mud treatment system, Mud mixing & Storage system,Mud disposal system 개발에 이어, Mud control system까지 개발완료 함으로써 자체 기술력을 활용한Total drilling mud system 국산화 개발 완료○ 구축 예정인 테스트 베드를 활용하여 장비개선 환경구축 가능- 본 개발을 통해 구축 예정인 환경과 유사한 테스트 베드 구축을 통해 국내외 고객사의 니즈를 해소하고최적화된 제품 검증기반 확보가 가능할 것으로 예상됨.○ 방향성 드릴링 시스템 실증 개발이 기초한 독자기술 확보를 통하여 글로벌 자원? 탐사·개발기술 경쟁력 90% 이상 확보- 탐사 및 시공거리 4 km급 다목적 방향성 드릴링 및 제어, 이수 순환 제어 및 혼합ㆍ공급ㆍ처리 기술 확보- 시스템과 서비스 분야 전주기 Total Solution 역량을 확보- 향후 동토, 극지 등 미개척지 탐사·개발 프로젝트 참여를 위한 국내 기술기반과 실적을 확보
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| 사회 경제적 파급효과 |
경제적ㆍ산업적 측면○ 육상용 시추 시스템 기술의 라이센스화, 성과 홍보를 통해 해외 비즈니스 모델 창출○ 시추 시스템 사업 분야 전문 인력 양성에 기여(6년간 총 60명의 석박사급)○ 드릴링 분야 기자재, 장비, 시공, 솔루션, 컨설팅 등 가치사슬 확대○ 에너지 자원 개발을 위한 방향성 드릴링 시스템 및 기자재, 이를 이용한 서비스 산업 진출을 위한 신기술의 개발 및 적용사업 확대를 통하여 신산업 창출에 기여○ 지반탐사, 유·가스전 탐사 및 개발 등 연관서비스 산업 활성화 지원사회적 측면○ 플랜트 강국 도약 기대- 현재 국내외 기자재들은 해외 메이저업체의 제품으로 대부분 수입에 의존하고 있는 상황에서 MCS 국산화 개발을 통해 기술력을 확보하여 플랜트 강국 도약의 발판을 마련○ 연구개발 기간 동안 참여기업의 매출액 증대 및 신규 고용 증대로 인한 사회적 성과- 본 제안과제의 경우 드릴 시스템 판매, 임대, 소모품 제공 시장을 대상으로 편익/비용은 1.86 으로 평가- 방향성 드릴 시추 서비스 제공에 따른 낙관적, 비관적 부가가치 기여액 기준 생산유발액, 취업유발 인원을 평가함- 연구개발 투자로 생산 유발액은 4,938억 원, 취업 유발 인원은 2,840명으로 평가됨○ 대심도 지반조건 탐사, 극한지 오일·가스 개발, 각종 파이프라인 시공 등 방향성 드릴링 사업모델 창출및 시장 수요에 적시 대응이 가능○ 지반탐사 및 개발, 방향성 시공, 관련 기자재 및 시스템 조달 등에 소요되는 국비유출을 저감- (참고) 육상 드릴장비 가격 : 250 억~400 억 원, 기자재 10 억∼30 억 원 내외- (참고) 드릴링 비용: 수직 1 km, 수평 1 km 에 평균 4∼5 억 원 소요○ 방향성 드릴링 제어기술 및 시스템 판매, 소모품 공급 시장을 대상으로 편익/비용은 1.04∼1.82로 평가되며, 연구개발 투자로 생산유발액 501∼878억 원, 취업 유발 인원은 161∼284명 기대
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| 활용방안 |
○ (세부 1과제) 드릴링 시스템의 추진체 및 방향제어기술 개발- 방향 추진체 및 MWD는 현재 북미에서 가장 보편적으로 사용되는 Drilling 기자재로써 기존에유통되는 제품의 성능대비 한 단계 높은 차원의 기능보유로 향후 매출액 증가에 상당한 파급효과를 나타낼 것으로 생각됨.- 아울러 1세부의 산동금속공업과 MKS에서 보유한 서울시 면적의 5분의 1을 상회하는 총 47.75 sections (12,224 헥타르)의 캐나다 앨버타주 오일, 가스 광권을 이용하여 지속적인 Track Record 확보를 위해 시추관련 개발을 지속적으로 수행함으로써 내구성 테스트와 병행하여실제 현장에 적용하고 이를 바탕으로 보다 개선된 제품의 생산이 가능함.○ (세부 2과제) 이수 순환 특성 예측 및 연속순환시스템 기술 개발- 이수 순환 모니터링 및 제어 시스템 최적화를 통해 CAPEX 및 OPEX를 최적화 할 수 있는 해양 플랜트이수 제작·순환 및 재처리 관련 선주사의 다양한 요구 조건에 대해 기술적 선제 대응 가능- 해외 선진사(Westwood Group)에서 기술 개발 진행 중인 연속 Tripping이 가능한 Hoisting Model 독자기술 개발- 이수 순환 통합 운영 시스템 최적화를 통해 해양 플랜트용 이수 순환 시스템 독자 모델 개발과 이수 순환공정의 다양한 요구 조건에 대해 모델링 가능- 드릴링/순환유동에 대한 In-site/On-site 이수점도측정기술은 세계최초로 드릴링 및 이수 순환 유동에서샘플링을 하지 않고 실시간 점도를 측정하는 기술로써 시추공정효율화를 위한 핵심기술이므로 국내외 관련기업에 기술이전 및 사업화가 가능- 전이금속 황화물(TMD)의 경우 lubricant로 많이 활용 되므로 이러한 특성을 이용하여 전이금속 황화물의나노화를 통해 mud의 특성 향상 및 국산화가 가능하며, 새로운 신기술의 기술 이전을 통해 국내 이수 개발 업체의 기술력 향상에 활용될 수 있을 것으로 기대됨.- 현재 보유한 산동금속공업의 유통망 (전 세계 20여 개국)을 활용하여 지속적인 홍보를 바탕으로 신뢰를 쌓아온 기존 및 신규 고객들에게 공급을 확대함으로써 Feedback을 통한 최적화가가능.○ (세부 3과제) 육상 특화형 이수 혼합·처리시스템 개발- 본 세부과제의 이수혼합 및 공급·처리시스템에 대한 구조/진동 안전성 검증 프레임 워크를 구축 할 수있으며, 이는 시추를 위한 이수혼합 및 공급·처리시스템뿐만 아니라 유사한 작동 메커니즘을 가지는 다양한 시스템에 적용하여 안전성 검증에 활용할 수 있을 것으로 판단됨.- 이수순환 처리시스템의 표준장치 개발에 표준모듈 제안이 가능하며, 표준모듈 개발을 통해 외국 선진사와대등한 기술력 확보 가능- KORMARINE, OTC(Offshore Technology Conference) 및 Offshore ㆍKorea 관련 각종 전시회에 참가하여 기업의 개발 제품을 홍보하고, 이러한 홍보 활동을 통하여 개발 제품뿐만 아니라 기업의 이미지를 상승시키는 효과를 기대함.
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