ドリル パイプ プロテクターが重要なのはなぜでしょうか。ほとんどの掘削作業は塩水域などの過酷な環境で行われるため、掘削装置は腐食性物質にさらされます。さらに、ドリル パイプなどの掘削装置の一部のコンポーネントは高速で回転するため、急速に摩耗する傾向があります。したがって、ドリル パイプの摩耗を減らすには、ドリル パイプ プロテクターを使用する必要があります。
まず、ケーシング プロテクターは、掘削パイプがますます強くなる摩耗力や衝撃力にさらされたときに発生する摩耗や裂傷の問題を軽減します。掘削業界の権威ある雑誌 Offshore に掲載された記事によると、摩耗は、特に浮体掘削中に掘削ライザーとケーシングの下部に影響を与える一般的な問題です。残念ながら、このタイプの摩耗は修理に費用がかかり、影響を受けた部分を除去すると泥柱が失われ、噴出につながる可能性があります。そのため、パイプ保護にはカバーを使用して鋼鉄同士の接触を最小限に抑え、坑口ケーシング システムに沿った摩耗率を下げる必要があります。
ドリル パイプ プロテクターは、回転式ドリル パイプの稼働時間に関するプロジェクト仕様に準拠するのにも役立ちます。実際、掘削リグをレンタルする組織が支払う日当は通常高額であるため、このような仕様は掘削業界全体で一般的です。許容される稼働時間の基準は、1 年間の暴風雨または 1 年間の現在の環境です。これらのドリル パイプ プロテクターを設置することで、掘削契約で規定されている稼働時間要件に違反するリスクを軽減できます。
第三に、これらのドリルパイププロテクターは、ISO 13624/API RP 16Q で規定されているように、海底 BOP スタックとトップドライブシステムを使用した掘削の LFJ 差動平均角度を 1 度に制限するなど、業界標準に準拠するために必要です。この掘削角度は、ライザー、ケーシング、坑口を含む掘削ユニットの下部の過度の摩耗のリスクを軽減するために指定されていることに注意してください。
掘削プロセスの簡単なレビュー
ドリルパイププロテクターの仕組みを理解するには、掘削プロセスの仕組みを理解する必要があります。一般的に、掘削リグのオペレーターは、細長いドリルストリングに取り付けられたドリルビットを使用して、地面に井戸/穴を掘ります。一般的なストリングは、端で互いに接続されたいくつかの管状パイプセクションで構成されています。掘削中、掘削リグのオペレーターは、ドリルビットが地下深くまで掘削するにつれて、ストリングに追加のセクションを取り付けます。同時に、ケーシング材料が井戸の壁に沿って設置され、陥没を防ぎ、周囲の環境からの流体の浸出をブロックします。ケーシングは、地下貯留層から回収された石油などの流体の汚染も防ぎます。
ドリルパイププロテクターの仕組み
ドリル ストリングは通常、柔軟性があり、坑井内で横方向に移動する余地があります。さらに、掘削力の適用により、掘削経路 (曲線、角度付き、直線)、ストリング重量、ドリル ビットに適用される力などの要因に応じて、ストリング セクション間のジョイントがさまざまな方向に移動することがあります。これらの動きにより摩擦力 (トルクと抗力) が発生し、ストリング ジョイントとドリル ビット表面の摩耗を引き起こします。
これらの動きを最小限に抑えるには、ドリル ストリング ジョイントがあるパイプの長さに沿って、パイプ保護用のカバーを取り付ける必要があります。また、パイプ プロテクターの外径は、通常、対応するストリング ジョイントの外径よりも大きくなります。これは、プロテクターが掘削作業や流体の回収を妨げないようにするためです。井戸の深さによっては、掘削リグ オペレーターが何百ものケーシング プロテクターを取り付けることもあります。
ドリルパイププロテクターの製造に使用される材料
ケーシングプロテクターのメーカーが使用する材料には、HDPE（高密度ポリエチレン）、水素化ニトリルブタジエンゴム（HNBR）、鉄筋ゴム、フッ素エチレンゴムなどの高耐久性プラスチックや、硬化ゴム/プラスチック材料などがあります。研究者たちは、化学腐食、振動、衝撃、疲労、掘削中に発生する回転力や速度に耐えられる新材料の開発にも取り組んでいます。これは、材料が200度を超えることもある井戸内の温度に耐えられることを保証するためです。
パイプケーシングプロテクターを設置するメリット
1. 摩耗率が低い
ドリル パイプ プロテクターは、ドリル ストリング カップリングの摩耗率を低減します。これは、掘削機オペレーターとその顧客にとって朗報です。Oil & Gas Journal に掲載された調査によると、臨界速度での掘削、圧縮状態での掘削、大きく偏向した穴での掘削などの動作が、ドリル パイプの損傷の 80% 以上の原因となっています。たとえば、臨界速度での掘削は、重心の変動、重力と回転軸の配置の変化、および重心の変化につながります。パイプ ケーシング プロテクターは、パイプの全長にわたる摩耗の原因となる力と動きを最小限に抑えるのに役立ちます。
2. 運用コストの削減
パイププロテクターは摩耗率を下げることで、掘削リグのオペレーターとそのクライアントが負担する運用コストを削減します。Oil & Gas Journal に掲載された同じ調査によると、掘削リグのオペレーターは 20,000- フィートのドリルストリング/パイプを良好な作動状態に維持するために、年間約 30,000 ドルが必要です (検査と修理の費用を含む)。新しい 20,000- フィートのドリルストリングは約 600,000 ドルの費用がかかるため、掘削リグの所有者は、ドリルパイププロテクターの設置などの損傷防止対策を実施しないと、大きな損失を被る可能性があります。
3. 掘削現場の安全性の向上
ドリルパイプは通常、非常に高速で回転し、大きな応力（最大 32,000 psi）を発生します。つまり、フルスピードで稼働中に破損すると、大きな破壊を引き起こす可能性があります。これには、構造的損傷、負傷、死亡が含まれます。幸いなことに、ドリルパイプ保護カバーを取り付けて摩耗を減らし、機器の早期故障につながる可能性のある問題を回避することができます。
結論
ドリルパイプ保護カバーは、高強度/硬化プラスチックやゴムなどの高引張強度特性を持つ材料で作られた装置です。これらの装置は通常、ドリルストリングのジョイントが発生するポイントに設置され、摩耗の原因となる不要な動きを防止します。さらに、ドリルパイプ保護カバーにより、現場の安全性が向上し、運用コストが削減され、ドリルパイプの摩耗率が低下します。
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