捤獥 汤捯 湰灧 慤桥 [별지 제2호서식] 과업지시서 (2018.03.02.)(2019.12.31개정)
위탁용역관리지침
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과업지시서
“600BPD급 웰패드 환경의 유동인가진동 및
파이프랙 건전성 평가를 위한 시험장치 시작품 제작”
2026. 07.
한국건설기술연구원
氠瑢
과업지시서
1. 과업명
○ 600BPD급 웰패드 환경의 유동인가진동 및 파이프랙 건전성 평가를 위한 시험장치 시작품 제작
2. 과업의 목적
○ 비전통오일 웰패드의 주요 구성요소인 파이프랙(파이프라인 및 지지대)은 다상유동 운전 조건에서 지속적인 진동 하중을 받으며, 특히 배관 연결부·지지부 등 기계적 접합부는 진동에 취약하므로 구조 건전성 확보를 위한 사전 평가가 필요함.
○ 오일-물-기체 다상유동은 상 간 상호작용, 유동양식 변화, 압력 변동 등에 의해 단상유동 대비 큰 유동 인가 진동을 발생시킬 수 있으며, 슬러그 유동 등에서 저주파/고진폭 진동이 유발되어 배관 및 지지대의 손상 가능성이 증가함.
○ 향후 웰패드 파이프랙 설계 안전성 검토 및 운전조건별 위험도 평가를 위해, 파이프라인 진동 특성 시험을 통해 유량, 유동양식, 배관 형상 및 지지조건에 따른 가속도, 압력 변동, 지배 진동수 등을 정량적으로 측정한 기초자료 확보가 요구됨.
○ 본 과업은 웰패드 운전 중 발생 가능한 유동 인가 진동을 실험실 규모에서 모사할 수 있는 다상유동 시험장치 시작품을 설계·제작하는 것을 목적으로 함. 이를 통해 확보된 시험 데이터는 수치해석 모델 검증, 배관·지지대 및 웰패드 구조물의 건전성 평가와 연계하여 유지관리 기준 및 설계 가이드 도출을 위한 기초자료로 활용하고자 함.
3. 과업의 범위
○ 본 과업에서는 600BPD급 웰패드 환경에서 발생 가능한 물-오일-기체 다상유동에 의한 파이프라인 유동 인가 진동 특성을 실험적으로 평가하기 위하여, 다상유동 공급·회수 유틸리티와 파이프라인 진동 특성 시험장치를 설계·제작하고, 설치·시운전 및 유지보수 기반을 구축하는 것을 과업범위로 설정함.
○ 하위 주요 과업은 다음과 같이 구성됨.
- 파이프라인 진동 특성 시험장치 요구사항 분석 및 기본설계
- 다상유동 공급·회수 유틸리티와 연계 가능한 시험 루프 상세설계
- 유동 발달부, 유동 가시화부, 직관 측정부 및 곡관 측정부 설계·제작
- 파이프라인 지지부, 고정 구조물 및 외란 차단 구조 설계·제작
- 가속도계, 압력계, 힘센서, 고속카메라 등 계측장치 설치 인터페이스 구성
- 시험장치 제작, 현장 설치 및 단위설비별 작동 점검
- 시험장치 시운전 및 운전 안정성 검토- 시험장치 유지보수 방안 및 안전 운전 절차 수립
- 시험장치 설계·제작·설치에 대한 엔지니어링 도서 작성 및 결과보고서 제출
4. 과업수행기간 및 예산 규모
○ 수행기간 : 계약일로부터 12월 15일 이내
※ 착수보고 : 계약일로부터 15일 이내
※ 중간보고 : 계약일로부터 2개월 이내
※ 최종보고 : 과업 종료일로부터 15일 이내
※ 다음의 경우 그 기간을 조정할 수 있음
- 천재지변 등 불가피한 상황이 발생하여 정상적인 과업수행이 어려울 경우
- 한국건설기술연구원의 방침 또는 계획변경으로 과업내용이 변경 또는 중단될 경우
○ 예산규모 : 239,655,000원 (부가세 포함)
5. 과업내용
○ 파이프라인 진동 특성 시험장치 요구사항 분석 및 기본설계
- 600BPD급 웰패드 환경을 고려한 파이프라인 진동 특성 시험장치 요구사항 분석
- 물-오일-기체 다상유동 공급 조건, 시험 유량 및 압력 조건, 운전 안전성 검토
- 단상유동과 다상유동 시험이 선택적으로 가능하도록 시험장치 구성 방향 설정
- 유동 인가 진동 측정을 위한 시험부 구성, 계측 위치, 배관 및 지지 조건 등 검토
- 설치 공간, 장치 접근성, 유지보수성 및 향후 확장성을 고려한 시험장치 기본 배치안 작성
- 다상유동 공급·회수 유틸리티, 1차 분리장치 및 배출 계통과의 연계 조건 검토
○ 다상유동 공급·회수 유틸리티와 연계 가능한 시험 루프 상세설계
- 공급부-유동 발달부-가시화부-진동 측정부-회수부로 구성되는 시험 루프 상세설계
- 작동유체의 안정적인 공급을 위한 배관 규격, 밸브류, 피팅류 및 연결부 설계
- 시험 후 작동유체의 회수 및 분리 계통과 연계 가능한 배관 레이아웃 작성
- 유동조건 변경, 반복시험 및 장치 세척이 용이하도록 드레인, 벤트 및 바이패스 라인 구성
- 유체 누설, 압력손실, 진동 전달 및 운전 중 체결부 이완 가능성을 고려한 안전설계
- 운전 중 비상 정지, 차단, 압력 해소 및 잔류 유체 배출이 가능하도록 안전 설계
○ 유동 발달부, 유동 가시화부, 직관 측정부 및 곡관 측정부 설계·제작
- 충분한 유동양식 발달을 위해 유동 발달부 길이, 배관 직경 및 설치 구조 설계
- 실험실 규모와 운전 유량 범위를 고려한 1인치 및 2인치급 시험라인 구성 검토
- 유동양식 관찰이 가능하도록 투명 재질의 가시화부 설계·제작
- 고속카메라 및 광원 설치가 가능하도록 촬영 위치 및 조명 설치 공간 확보
- 발달된 다상유동에 의한 진동을 측정하기 위한 직관 측정부 설계·제작
- 방향 전환, 액체 슬러그 충돌, 하중 변화를 확인할 수 있는 곡관 측정부 설계·제작
- 측정부의 교체‧점검‧유지보수가 가능하도록 플랜지, 체결부 및 분해 구조 반영
○ 파이프라인 지지부, 고정 구조물 및 외란 차단 구조 설계·제작
- 파이프라인의 불필요한 변위와 지지부 흔들림을 최소화할 수 있는 지지구조 설계
- 파이프 지지대, 고정 강체, 체결부 및 기초 구조물의 강성 확보 방안 검토
- 바닥 진동 및 주변 설비 진동이 시험부로 전달되지 않도록 흡진재 또는 방진 구조 적용
- 지지 간격, 지지 강성 및 고정 방식 변경이 가능한 지지부 모듈화 또는 조정 구조 검토
- 향후 추가 계측장치 설치가 가능하도록 지지부 및 연결부의 계측 확장성 확보
- 유지보수 시 지지부 분해·조립, 체결 상태 확인 및 부품 교체가 용이한 구조 설계
○ 가속도계, 압력계, 힘센서, 고속카메라 등 계측장치 설치 인터페이스 구성
- 3축 가속도계 설치를 위한 센서 부착 위치, 체결 방식 및 케이블 고정 구조 설계
- 압력계/차압계 설치를 위한 pressure tapping, 배관 연결부 및 보호 구조 구성
- 지지부 또는 곡관부에 작용하는 동하중 측정을 위한 힘센서 설치 구조 설계
- 고속카메라, 광원 등 촬영 장치 설치를 위한 고정 브라켓, 촬영 거리 및 관측 방향 검토
- 센서 및 영상 데이터 동시 취득을 위한 계측 케이블 라우팅 및 데이터 획득 인터페이스 구성 검토
- 센서 교체, 영점 조정, 검교정 및 점검이 용이하도록 계측장치 접근성 확보
- 계측장치 설치부의 방수, 방진, 진동 영향 및 케이블 손상 방지 방안 검토
○ 시험장치 제작, 현장 설치 및 단위설비별 작동 점검
- 상세설계를 반영하여 유동 발달부, 가시화부, 직관/곡관 측정부 및 지지구조 제작
- 제작 완료 후 주요 치수, 체결부, 용접부, 플랜지부 및 배관 연결부의 제작 품질 확인
- 실험실 내 시험장치 반입, 위치 조정, 수평·수직 정렬 및 고정 작업 수행
- 다상유동 공급·회수 유틸리티, 전원, 제어 및 계측 시스템과의 현장 연계 설치
- 배관 체결부, 밸브, 센서 포트 및 배출부의 기밀성 및 누설 여부 확인
- 단위설비별 작동 상태, 안전장치, 배수·배기 기능 및 유지관리 접근성 점검
○ 시험장치 시운전 및 운전 안정성 검토
- 무유동 조건에서 기계적 안정성, 지지부 체결 상태 및 background vibration 확인
- 단상유동 조건에서 유량 증가에 따른 배관 누설, 압력 변동 및 진동 발생 여부 점검
- 다상유동 조건에서 시험 루프의 공급·회수 안정성, 유동 안정화 및 운전 재현성 검토
- 목표 유량 및 압력 조건에서 시험장치가 안정적으로 운전되는지 확인
- 가속도계, 압력계, 힘센서 및 영상장치의 데이터 취득 상태와 신호 품질 점검
- 운전 중 발생 가능한 진동, 체결부 이완, 누설, 배수 불량 등 이상 현상 확인
- 시운전 결과를 바탕으로 배관 지지부, 계측 위치, 조작 방식 및 유지관리 절차 보완
○ 시험장치 유지보수 방안 및 안전 운전 절차 수립
- 시험장치의 반복 운전 및 장기 사용을 고려한 주요 점검 항목 도출
- 배관 연결부, 플랜지, 밸브, 지지부, 센서 설치부 및 가시화부의 정기 점검 절차 작성
- 시험 후 잔류 유체 배출, 세척, 건조 및 오염 방지를 위한 유지관리 절차 수립
- 투명 가시화부, 센서 포트, 케이블 및 계측장치 보호를 위한 관리 기준 마련
- 시험 중 누설, 과압, 이상 진동, 센서 이상 및 비상 정지 상황에 대한 대응 절차 작성
- 운전 전 점검, 운전 중 확인, 운전 후 정리로 구분한 시험장치 운전 체크리스트 작성
- 주요 소모품, 예비품 및 교체 대상 부품 리스트업
○ 시험장치 설계·제작·설치에 대한 엔지니어링 도서 작성 및 결과보고서 제출
- 파이프라인 진동 특성 시험장치의 기본설계서 및 상세설계서 작성
- 시험 루프 P&ID, 배관 레이아웃, 장치 배치도 및 상세 제작도 작성
- 유동 발달부, 가시화부, 직관 측정부, 곡관 측정부 및 지지구조의 제작도면 작성
- 주요 기자재, 밸브류, 계측장치 및 부속품에 대한 사양서 작성
- 설치 절차서, 시운전 절차서, 운전 매뉴얼 및 유지보수 매뉴얼 작성
- 시운전 조건, 점검 결과, 보완 사항 및 운전 안정성 검토 결과 정리
※ 별첨
별첨 1. 실험실 내 시험장치 배치(안)
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별첨 2. 작동유체 공급부 및 회수부 구성(안)
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<작동유체 공급부>
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<작동유체 회수부>
※ 공급부 및 회수부 구성의 예시이며, 용역 수행 중 협의를 통해 조정 가능.
별첨 3. 다상유동 인가 진동 시험부 구성(안)
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<시험평가 측정부 구성>
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<시험평가 측정부의 설치 구조>
※ 시험부 구성의 예시이며, 용역 수행 중 협의를 통해 조정 가능.
별첨 4. 시험평가 측정부의 설치(예시)
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<시험 측정부 사진 및 구성도(예시)>
별첨 5. 시험평가 측정 결과(예시)
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<유동양식 가시화(예시)>
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<진동 특성 평가(예시)>
6. 과업수행 예정공정표
氠瑢
추정일정
과업내용
수행 기간(월)
계
(%)
M
M+1
M+2
M+3
착수 보고
5
시험장치 기본설계 및 유틸리티 상세 설계
20
유동인가 진동 시험부 설계 및 제작
20
중간보고
5
시험장치 현장 설치 및 점검
20
시험장치 시운전
15
엔지니어링 도서 작성
10
최종 보고/제출
5
과업진도율
(%)
월별(%)
20
30
30
20
100
누적(%)
20
50
80
100
100
7. 보고서 작성
○ 용역세부추진계획서는 착수 후 15일 이내 제출하며, 준공 15일 전까지 최종보고서(안)을 작성하여 감독관의 검토 후 준공 일까지 제출한다. 용역세부추진계획서는 과업수행 방법, 절차, 분야별 과업책임자, 참여자별 과업수행담당 업무 등을 포함시켜야 한다.
○ 연구기간 중, 한국건설기술연구원에 월간 진도보고를 수행하며, 그 시기 및 방법은 발주처와 협의 하에 결정한다.
○ 용어는 국어사용을 원칙으로 하되 전문용어 또는 뜻이 혼동되어 불명확한 경우에는 영문, 한문 등으로 표기하며, 교육부 제정 한글 맞춤법 및 외래어 표기법에 따른다. 숫자는 아라비아 숫자를 사용하고 기호는 로마자로 한다.
○ 최종보고서의 규격 및 작성방법은, 한국건설기술연구원 위탁용역보고서 작성요령을 기준으로 한다.
○ 최종보고서(안) 및 최종보고서 제출 시, 그 내용을 워드프로세스 (한글 2010 이상)으로 제출한다.
8. 성과품 제출
○ 본 과업은 아래 표에서 제시된 최종산출물을 과제종료 7일 이전에 제출하여야 하며, 성과품과 관련하여 중요 결정사항은 감독원과 협의 후 결정한다.
氠瑢
구분
제출기일
수량
비고
시험 장치(물품)
협의하에 제출
1식
시스템 개발 관련 모든 조사·분석자료
(설계 파일, 획득 데이터 원본 등)
협의하에 제출
1부
USB 또는 CD 제출
최종보고서
준공일 전 7일
5부
9. 기타사항(보안대책, 정산조건 등)
○ 이 사업과 관련하여 발생하는 분쟁 조정은 국가계약법 제28조 2에 따라 동법 제29조에 따른 국가계약분쟁조정위원회 조정결정에 따라 해결하는 것으로 정함(동법 제28조에서 정한 이의신청 대상에 해당하는 경우로 한정한다)
○ 본 과업의 시험 장치는 스키드 또는 모듈의 형태로 과업수행기관의 공간 또는 부지에서 제작이 되며, 이후 한국건설기술연구원의 실험실로 이전 및 설치될 예정임