ドリルパイプの固着は、コア掘削作業においてよくある厄介な問題です。プロのコア掘削装置のサプライヤーとして、私はスタックしたドリルパイプがプロジェクトのスケジュール、コスト、全体的な効率に悪影響を与える可能性があることを直接目撃してきました。このブログでは、コア掘削リグでのドリルパイプの固着を防ぐための実践的な戦略をいくつか紹介します。
ドリルパイプ固着の原因を理解する
予防方法を詳しく説明する前に、ドリルパイプの固着の根本原因を理解することが重要です。固着には主に、差動固着、機械的固着、化学的固着の 3 種類があります。
差動固着は、坑井内の静水圧と地層圧力との差圧によってドリルパイプが坑井壁に押し付けられるときに発生します。これは、泥水の濾過水が地層に侵入し、坑井の壁に濾過ケーキを形成する可能性がある浸透性の地層でよく起こります。
機械的固着は、切りくずの蓄積、坑井の崩壊、キーの取り付けなど、坑井内の物理的障害によって引き起こされます。坑井から適切に取り除かれなかった切りくずは、ドリルパイプの周りに堆積し、ドリルパイプの動きが制限されることがあります。坑井の崩壊は不安定な地層で発生する可能性があり、キーシートはドリルパイプによって坑井壁に刻まれた溝であり、パイプがトラップされる可能性があります。
化学的固着は、掘削液、地層材料、およびドリルパイプの間の化学反応によって発生します。たとえば、地層内の一部の粘土は、特定の種類の掘削液と接触すると膨張し、固着を引き起こす可能性があります。
予防措置
適切な掘削液の選択とメンテナンス
掘削液は、ドリルパイプの固着を防ぐ上で重要な役割を果たします。それは、地層圧力のバランスをとり、掘削物を坑井の外に運び、坑井の壁に薄くて浸透性の低いフィルターケーキを形成するための適切な特性を備えている必要があります。
- 密度制御: 地層圧力に応じて掘削液の密度を調整します。適切な重量の掘削液は、坑井と地層の間の差圧を減少させ、差動固着を防ぐのに役立ちます。地層の圧力を監視し、掘削流体の密度に必要な調整を行うために、定期的な圧力テストを実施する必要があります。
- 粘度とゲルの強度: 切削液を効率的に除去するには、掘削液の粘度とゲル強度を最適化する必要があります。掘削液の粘度が低すぎると切粉を効果的に運ぶことができない可能性があり、粘度が高すぎるとドリルパイプの摩擦抵抗が増加する可能性があります。これらの特性の定期的な測定と調整が必要です。
- 濾過: 固体粒子を除去し、掘削液の品質を維持するには、掘削液を適切に濾過することが不可欠です。高品質の濾過システムは、固着の原因となる微粒子の坑井内への蓄積を防ぐことができます。
坑井の清掃
切粉の蓄積による機械的固着を防ぐには、効果的な坑井洗浄が不可欠です。
- 循環率: 掘削液の適切な循環速度を維持して、掘削物が坑井から継続的に除去されるようにします。循環速度は、坑井の直径、ドリルパイプのサイズ、掘削される地層の種類に基づいて計算する必要があります。
- 背面 - リーマ加工: 掘削中に坑井を定期的にバックリーミングします。バックリーマ加工では、掘削液を回転させて循環させながら、ドリルストリングを穴から引き抜きます。これは、坑井の壁を掃除し、蓄積した切削片を除去し、坑井内の凹凸を滑らかにするのに役立ちます。
- 集中化: ドリルパイプセントラライザーを使用して、ドリルパイプを坑井の中心に保ちます。セントラライザーは、ドリルパイプと坑井壁との接触を軽減し、ディファレンシャルの固着やキーの着座のリスクを最小限に抑えます。
穴あけ技術
適切な穴あけ技術により、ドリルパイプが固着するリスクも大幅に軽減できます。
- 透過率 (ROP): 貫通速度を制御して、過剰な穴あけや過剰な切粉の生成を防ぎます。 ROP が高すぎると、坑井内に切削片が過負荷になり、それらを効果的に除去することが困難になる可能性があります。地層の特性と掘削装置の能力に応じて ROP を調整します。
- 回転と軸方向の移動: 穴あけ中はドリルパイプを回転させ、軸方向に動かし続けます。継続的に回転させることで切粉が粉砕され、ドリルパイプの周りに堆積するのを防ぎます。ドリルパイプを往復させるなどの軸方向の動きも、潜在的な固着点を取り除くのに役立ちます。
- 急停止・急発進を避ける: ドリルパイプを突然停止および始動すると、切粉が沈下し、固着の危険性が高まる可能性があります。穴あけパラメータを変更したり、接続を作成したりする場合は、ドリルパイプのスムーズな動きを維持するために徐々に変更してください。
地層評価と坑井設計
掘削プロジェクトを開始する前に、その地域の地質学的特徴を理解するために総合的な地層評価を実施する必要があります。この情報は、坑井の設計や適切な掘削装置と技術の選択に使用できます。
- フォーメーション分析: 岩相、間隙率、浸透率、圧力などの地層データを分析します。この分析は、潜在的な固着問題を予測し、事前に予防措置を講じることができるようにするのに役立ちます。たとえば、浸透性の高い地層が予想される場合、特殊な掘削液または技術を使用して、差動固着を防ぐことができます。
- 坑井の軌道: 不安定な地層や坑井が崩壊しやすい領域を避けるために、坑井の軌道を慎重に設計します。綿密に計画された軌道は、キーの着座やその他の機械的な固着の問題の可能性も減らすことができます。
当社の中核掘削装置とその予防への貢献
当社では、以下のような高品質のコア掘削リグを幅広く提供しています。逆循環掘削リグ、ロックコアドリル、 そしてワイヤーラインコアドリリングリグ。これらのリグは、掘削効率を高め、ドリルパイプが固着するリスクを軽減する高度な機能を備えて設計されています。
当社の掘削リグには、回転速度、送り速度、循環速度などの掘削パラメータを正確に調整できる精密な制御システムが装備されています。これにより、最適な穴あけ条件を維持し、不適切なパラメータ設定に関連する問題を防ぐことができます。
さらに、当社のリグは幅広い掘削液と互換性があるように設計されており、地層の要件に基づいて流体を柔軟に選択できます。当社のリグの高性能ポンプと循環システムは、効率的な切粉の除去と適切な坑井の洗浄を保証します。
結論
コア掘削リグでのドリルパイプの固着を防ぐには、適切な掘削液の選択とメンテナンス、効果的な坑井の洗浄、適切な掘削技術、詳細な地層評価を含む包括的なアプローチが必要です。これらの予防策を実施し、当社のコア掘削リグのような高品質の掘削装置を使用することで、ドリルパイプの固着リスクを大幅に軽減し、掘削効率を向上させ、掘削プロジェクトの時間とコストを節約できます。
当社のコア掘削リグにご興味がございましたら、またはドリルパイプの固着防止に関する詳細情報が必要な場合は、調達および詳細な打ち合わせについてお気軽にお問い合わせください。当社は、お客様の掘削ニーズに最適なソリューションを提供することに尽力しています。
参考文献
- ブルゴイン、AT、シェネバート、メイン、ミルハイム、KK、ヤング、FS (1986)。応用掘削工学。石油技術協会。
- ミッチェル、RF、ミスカ、サウスカロライナ州 (2002)。掘削工学の基礎。石油技術協会。
- Sharma, MM、Ghalambor, A. (1994)。石油工学における岩石力学の基礎。ペンウェルブックス。
