대한민국 시추기의 자존심 한진디엔비가 심부지열 및 에너지자원 개발을 위한 필수 장비인 ‘워터해머 장심도 시추시스템’으로 지난해 9월 녹색기술인증 획득한데 이어 최근 ‘2016년 세계일류상품’에 선정돼 기술력을 다시 한 번 인정받았다.
산업통상자원부 주관 KOTRA는 지난해 12월28일 세계일류상품기술을 발표했다. △생물·화학 △전기·전자·반도체 △산업·기계플랜트 △수송기계 △철강·금속·석유화학 △섬유·생활용품 등 업종별 6개 분야에서 총 29개 상품에 대해 ‘2016년 세계일류상품(현재인류상품)’을 선정했다.
한진디엔비의 ‘워터해머 장심도 시추시스템’은 산업·기계플랜트분야에서 세계일류상품으로 선정됐으며 시추시스템분야로는 한진디엔비가 유일하다.
‘워터 해머 장심도 시추시스템(Water hammer deep drilling system)’은 이름에서 알 수 있듯 ‘물 망치 시추시스템’을 의미한다. 150bar 이상 고압의 물을 이용해 워터 해머부 피스톤의 왕복운동을 통한 비트의 타격으로 암반을 시추하는 기술로 정수장치(Purification system)를 포함하는 장심도 시추시스템을 말한다.
개발배경은
시추기의 불모지로만 여겨왔던 우리나라에서 중소기업인 한진디엔비가 세계일류상품으로 선정되는 쾌거를 이룩할 수 있었던 시발점은 14년 전인 2003년으로 거슬러 올라간다.
2003년 12월〜2004년 4월 한진디엔비 기술진은 대만 Taidong 온천개발에 참여해 8인치, 600m의 심도로 에어해머 드릴링을 수행했다. 당시 약 200℃ 정도의 지열조건에서 지속적인 증기 및 암편이 유출되는 상황을 경험했으며 현장 시공 중 약 400m의 심도에서 누수대를 조우해 기존 시공설비보다 많은 에어컴프레서 3대와 부스터 1대를 이용해 천공작업을 수행했다.
한진디엔비의 관계자는 “당시 작업 조건은 국내 지층 및 온도분포에서 경험할 수 없는 상황이었다”라며 “이를 통해 비트의 과열에 따른 내구성 저하, 비트교체를 위한 작업시간 손실, 지하수 다량 유입 처리를 위한 다수 컴프레서 및 부스터 사용에 따른 유류비용 상승 등의 문제점이 발생했다”고 회고 했다.
이 관계자는 이어 “이들 문제점을 극복하기 위한 방안으로 ‘새로운 시추기술의 필요성’을 절감했다”라며 “이러한 난공사의 경험을 통해 기존 시추방식의 기술적 문제점을 극복하고자 개발이 시작된 것이 ‘워터해머 장심도 시추 시스템’이었다”고 밝혔다.
‘워터해머 장심도 시추 시스템’ 기술개발은 2004년 기존 기술 분석 및 신기술 적용을 위한 워터해머 설계 및 제작으로 시작됐다. 2005년 워터해머 국제 PCT를 출원하고 어큐머 레이터와 이를 이용한 천공기 특허 등록까지 현재 꾸준한 기술 개발을 통해 다양한 크기 25WH Φ 3″(77mm)~120WH Φ 12-5/8″(321mm)로 개발됐다.
개발된 ‘워터해머 장심도 시추시스템’의 기술 검증을 위해 2008~2009년Sweden과 UK London, Liverpool 등 해외 기술진에게 선보여 기술의 우수성을 입증받았다. 또한 2013년 12월 광주 3,502m, 2016년 2월 나주 2,002m 시추를 통해 워터해머 장심도 시추시스템 이용한 ‘세계 최고의 기록’을 수립했다.
왜? 워터해머 시추기술인가
시추역사는 100여년이 넘는다. 그동안 ‘회전식(Rotary) 시추방식’이 주류를 이뤄온 상황에서 워터해머 시추기술이 세계일류기술로 선정된 배경이 주목받고 있다.
장심도 시추는 기술 집약적이며 시간과 비용이 높은 작업으로 약 6km의 심도를 시추할 경우 미국에서는 약 180억여원의 공사비용과 최소 7개월 이상의 기간이 소요된다. 이에 대한 리스크도 매우 높다.
리스크가 높은 이유는 지반조건의 경우 일반적으로 약 1,500m 이상의 심도에서는 강도가 매우 높은 화성암류(화강암, 안산암 등)가 지중에 분포하고 기존에 적용돼 왔던 회전식(Rotary) 시추방식으로 시공 시 시간당 1.0~3.0m/hr의 시추속도를 나타낸다.
경제성측면으로 시추장비(Drilling Rig) 하루 렌탈비용이 1일 3만5,000 ~4만5,000달러(미국 시추시장 기준)에 달해 △장기간의 시추기간 소모 △다량의 시추이수 △사용 연료에 따른 환경오염 등 큰 단점이 존재한다.
이에 반해 한진디엔비의 워터해머 시추기술은 같은 지반조건에서 시간당 15~28m의 빠른 시추속도와 장심도 시추 시 다량 소요되는 ‘시추이수’에 대해 입자의 크기에 따라 선별 처리(Desander, Desilter 이용)가 가능한 ‘정수시스템(Purification system)’을 적용해 95% 이상의 시추이수를 재활용(Water Recycling 95% 이상)함으로써 시추 비용과 환경오염측면에서 경제적 효율이 월등히 뛰어난 시추 시스템으로 평가받고 있다.
이러한 기술의 우수성 및 우월한 경제성을 지닌 시추시스템으로 인해 2012년 11월 ‘국가녹색기술대상’과 2016년 9월 ‘녹색인증’을 취득했으며 2016 12월 ‘세계일류상품’에 선정되는 쾌거를 올렸다.
지속적인 워터해머 장심도 시추시스템 및 Drilling rig 개발, 국내 검증 ‘광주, 나주지역 심부지열개발’을 통한 축적된 노하우를 바탕으로 2015~2016년에 수출된 450Ton급 장심도 시추시스템은 오는 2월 핀란드 Tampere지역을 시작으로 Helsinki, 스웨덴의 Mallmo지역 등 3개 도시에서 시추심도 6km 이상의 심부지열 개발(Deep geothermal development)을 위한 장심도 시추 작업(Deep depth drilling)을 수행할 예정이다.
한진디엔비의 관계자는 “세계일류상품 선정은 시추분야라는 외길을 걸어온 창업주인 인석신 대표이사의 지독한 기술 개발의 고집이 낳은 성과”라며 “ 이번 선정을 계기로 한진디엔비의 붉은 마크가 북유럽의 핀란드와 스웨덴을 필두로 전세계에 휘날리기를 기대한다”고 밝혔다.
목록
