중앙대(A+) 실험계획법 및 최적설계 - 석유 시추 펌프 모델 최적화

소개

"중앙대(A+) 실험계획법 및 최적설계 - 석유 시추 펌프 모델 최적화"에 대한 내용입니다.

목차

Ⅰ. Design assignment
1. Introduction
2. Experimental design

Ⅱ. Factor Screening

Ⅲ. Response Surface Methodology (RSM)
1. First order regression
2. Steepest ascent
3. Second order regression
4. Stationary point

Ⅳ. Response Surface Methodology with POE

Ⅴ. Taguchi Method

Ⅵ. Comparing results

Ⅶ. Conclusion

본문내용

1. Introduction

석유는 19세기 후반 이후 현대 문명사회에서 에너지원으로 가장 큰 비중을 차지하는 지하자원이며, 특히 20세기에 기계문명의 진보와 함께 가솔린 기관이 발명하면서 연료로서 수요가 급증하였다. 탄화수소의 혼합물로 이루어진 석유는 공기가 없는 상태에서 지질시대의 동식물이 퇴적된 후 지압, 지열로 말미암아 만들어졌다는 생물기원설이 가장 유력한 학설로 인정받는다.

지하에서 석유를 채굴하기 위해서는 보통 강관의 끝에 특수한 송곳을 붙여 회전시키면서 지각을 뚫는 로터리법(rotary)을 사용한다. 이때 굴착에서 관 속에 물을 부어 송곳 끝에 물을 보내면서 부서진 돌이 관의 바깥쪽을 따라 지상으로 유출이 되고, 구멍이 뚫리게 된다. 송곳이 석유층에 닿으면 석유 밑에 깔려있는 물의 압력에 의해 석유가 자연히 위로 분출되지만 이는 유층 내의 20% 내외에 불과하다. 따라서 자연적으로 유출되지 않는 석유는 가스 또는 물을 주입하거나 펌프를 사용하여 퍼 올리는 방법이 널리 사용되고 있다.

이때 펌프를 이용하여 석유를 퍼 올리는 방법에 대해 집중해보았다. 석유를 채굴하는데 있어 시간을 줄인다면 비용이 줄어들 것이고, 이는 석유의 가격에도 영향을 미칠 것이라 예상한다. 석유 시추 펌프는 압력 차이를 이용하여 관을 통해 유체를 수송하는데 이 원리를 구현해 놓은 ‘석유 시추 펌프 kit’를 이용하여 만들어 실험을 진행하였다. 실험에서 사용할 석유 시추 펌프의 모습은 Fig 3과 같다. Fig 1은 실제 석유 시추 펌프의 모습이며, 이를 본떠서 만든 간단 모델이 Fig 3이다.

2. Experimental design

이 프로젝트의 목적은 MINITAB에서 Response Surface Methodology (R.S.M) 와 Taguchi Method를 이용하여 50ml의 물을 주어진 시추 펌프를 이용하여 끌어 올릴 때 가장 적은 시간(s)이 걸리는 최적의 값들을 도출하는 것이다.

참고자료

· 없음