국내외 나사드릴공구 연구현황

미국은 1950년대 중반부터 나사 드릴링 공구를 개발하기 시작해 1962년부터 생산에 들어갔고, 여기에는 Dyna Drill Company, Navi Drill Company, Persian Drill Company가 포함된다. 현재 스크류 드릴링 공구의 개발은 주로 미국, 영국, 프랑스, 구소련 및 기타 국가에서 대표됩니다. 국내 스크류 드릴링 공구의 개발은 상대적으로 늦게 시작되었습니다. 1980년대 중후반부터 기존의 스크류 드릴링 공구는 Zhongdagang, Beijing, Dezhou와 같은 주요 제조업체의 제품을 표준화하고 직렬화했습니다. 거의 모든 국내 스크류 드릴링 도구를 대부분의 시장에 적용했습니다. 노동생활, 마모부품의 내마모성, 특수나사의 설계 및 제조 등에서 외국과 어느 정도 격차가 있다. 국내 모터의 수는 일반적으로 수평 유정과 같은 일부 특수 공정의 요구 사항을 완전히 충족할 수 없는 레벨 4입니다. 단거리 수평 유정 시추 작업을 위한 드릴링 도구는 중국에서 아직 비어 있습니다. 글쎄, 그것은 중국에서만 연구 단계에 있습니다.

해외 스크류 드릴링 공구 제조업체는 주로 미국과 캐나다에 집중되어 있습니다. 서방 국가에서 스크류 드릴링 공구 제조에 종사하는 회사로는 주로 Baker Hughse Company, Telco(미국), DERCO(캐나다), ANADRILL(미국), National Oilwell Inc(미국), Nryrfor-Weir Ltd(프랑스, 영국 및 한국 합작 투자), Simth Company 및 DANA-DRILL Company, DRILL MOTOR SERVICES Company. 또한 소련 VNIIBT, ВНИИВТPerm Branch, 프랑스 석유 연구소(IFP) 등 많은 연구 기관이 있습니다. 외국 나사 드릴링 공구의 수명은 일반적으로 200~300시간 이상이며 주로 미국 제품으로 대표됩니다. 유명한 브랜드로는 Dyna-Drill, Navi-Drill, Power Park, Speey-sun 및 д형 드릴링 공구가 있습니다. 1991년 출시 이후 Anadrill의 스크류 드릴링 도구는 첨단 기술을 채택했으며 오늘날 사용할 수 있는 최고의 모터입니다. 스크류 드릴링 도구의 외경은 73mm에서 287.5mm까지 가능합니다.

Dagang Oilfield Zhongcheng Company, Beijing Petroleum Machinery Factory, Dezhou Petroleum Machinery Factory, Guizhou Gaofeng Machinery Factory, Tianjin Lilin Petroleum Machinery Co., Ltd., 웨이팡, 산동 등 연구기관으로는 중국석유대학(동중국), 중국과기원, 베이징석유탐사개발연구소, 서남석유대학 등이 있다. 국내 나사 드릴링 공구의 사용 수명은 일반적으로 100~200시간이며 표준화되고 일련화되었습니다. 스크류 드릴링 도구는 Φ60mm에서 Φ244mm까지 다양한 사양으로 제공되며 조정 가능한 벤딩 쉘(AKO)과 교체 가능한 중앙 집중 장치가 장착되어 기본적으로 다양한 국내 드릴링 및 작업 작업을 충족할 수 있습니다.

스크류 드릴링 도구 연구 개발의 기술 수준이 향상되고 새로운 재료와 새로운 프로세스가 지속적으로 출현함에 따라 스크류 드릴링 도구의 펌프 본체 기술이 빠르게 발전했습니다. 특별한 문제를 해결하고 다양한 요구에 맞는 스크류 드릴링 도구의 요구를 충족할 수 있습니다.

1) 긴 수명의 스크류 드릴링 공구: Dyna-Drill Company는 F2000 스크류 드릴링 공구용으로 단단한 PDC 스러스트 베어링을 성공적으로 개발하여 드라이브 샤프트 어셈블리의 서비스 수명을 크게 향상시켰습니다. , 서비스 수명은 200~300h에 도달할 수 있습니다. 중국에서는 모터와 변속기 샤프트의 수명이 짧기 때문에 나사 드릴링 공구의 수명은 100~200시간입니다.

2) 저속 및 고토크 나사 드릴링 도구: 이 나사 드릴링 도구의 저속 및 고토크 특성은 롤러 콘 드릴 비트 및 PDC 드릴 비트의 개선과 잘 작동합니다. 드릴 비트의 수명을 효과적으로 연장하고 드릴 비트 수를 늘릴 수 있습니다. 이는 다양한 구조를 통해 실현될 수 있으며 그 중 대표적인 세 가지 구조가 있습니다. ① 다단 모터라고도 불리는 확장 모터. 그것은 모터의 출력 토크를 높이기 위해 동력 섹션을 늘리는 것입니다. Baker Hughes Company에서 생산하는 XL 시리즈 확장 모터는 많은 국가와 지역에서 사용됩니다. ②시리즈 다단 모터(DPS-PDM). 시리즈 모터의 파워 섹션 어셈블리는 파워 섹션을 추가하며, 이 파워 섹션은 중간에 티타늄 유연한 샤프트와 연결되어 모터의 토크와 출력을 높입니다.

③캐나다의 DRECO TRGDRILL형 나사 드릴 공구인 멀티 헤드 스크류는 싱글 헤드 스크류, 유성 기어 감속기 및 지지부로 구성되어 높은 모터 효율을 유지하면서 저속 및 고 토크를 달성할 수 있습니다. 중공 로터 모터가 있는 고도로 편향된 유정과 수평 유정은 모래 제거를 용이하게 하기 위해 유정 청소를 위해 큰 변위가 필요합니다. 솔리드 로터 모터의 정격 변위는 작고 중공 로터의 정격 변위는 20% 이상 증가할 수 있습니다. 베이징석유탐사개발연구원은 흐름 안정화 밸브가 있는 중공 스크류를 개발했습니다. 이 특별히 설계된 흐름 안정화 밸브는 일반 중공 스크류 드릴링 도구에 과부하가 걸렸을 때 발생하는 심각한 회전 손실 문제를 개선하고 과부하 저항과 안정성을 향상시킵니다. 드릴링 도구. 수력 활용.

3) 동일 벽 두께의 나사 드릴링 도구: 나사 드릴링 도구의 고정자가 작동할 때 고무 부싱의 두께가 고르지 않아 고정자가 조기에 파손되기 쉽습니다. 고정자 고무층을 얇고 균일하게 만들기 위해 고정자 쉘의 모양을 합리적으로 변경하면 기존 나사 드릴의 고정자 기술 단점을 극복하고 나사 작업 환경을 효과적으로 개선할 수 있습니다. 훈련하고 서비스 수명을 연장합니다. 기존 나사 드릴링 도구와 비교하여 벽 두께가 일정한 나사 드릴링 도구는 펌프 본체가 짧고 토크가 낮으며 우물 청소가 쉽습니다. 이러한 유형의 드릴링 도구에는 향상된 열 방출 효율, 고무 팽창, 균일한 열팽창, 더 넓은 적응성, 더 최적화된 구조 및 더 가벼운 전체 무게와 같은 장점이 있습니다.

4) 방향성 드릴링 시스템용 나사 드릴링 도구: 방향성 드릴링 시스템에 사용되는 다운홀 모터에는 주로 라이너가 있는 구부러진 나사 드릴링 도구, 이중 기울기 범용 나사(DTU) 등이 포함됩니다. 이러한 모터는 다음과 같습니다. 시추 중 시추와 밀접한 관련이 있습니다. 측정 시스템(MWD)과 다결정 다이아몬드 드릴 비트가 함께 작동하여 오랫동안 시추하고 실시간으로 다운홀 상태를 수집하여 유정이 설계된 궤적을 따라 대상 층까지 시추되도록 합니다. Anadrill Company가 개발한 지상 조정 가능한 굽힘 쉘 나사 드릴링 공구는 최대 1000시간의 서비스 수명을 제공합니다.

5) 개방형/폐쇄형 루프 시스템에 사용되는 방향성 나사 드릴링 도구: 지하 조정형 나사 드릴링 도구의 적용은 두 가지 유형으로 나누어집니다. 하나는 지상 원격 제어로 조정 가능합니다. .각도형, 또 하나는 지하자동조정시스템이다. Baker Hughes가 성공적으로 개발한 AutoTrak 회전식 폐쇄 루프 드릴링 시스템은 다운홀 모터에 설치된 가이드 리브를 사용하여 비트 근처의 MWD와 협력하여 조정 가능한 벤딩 쉘과 일치할 때 교체 가능한 중앙 집중 장치가 있는 나사 드릴링 도구를 제공합니다. 장치의 모양과 크기는 드릴링 요구에 따라 유정에서 변경될 수 있으며 현재 크기 조정이 가능한 하향 구멍이 있는 중앙 집중 장치도 있습니다.

6) 수직 유정 굴착용 스크류 드릴링 도구: Baker Hughes INTEQ가 개발한 VertiTrak 수직 유정 굴착 장치는 수직 유정용 고에너지 스크류 드릴링 도구와 근접 비트 MWD를 정확한 수직 경사각과 성공적으로 결합합니다. 0.1°까지 동시에 지중해 지역, 이탈리아, 남아메리카, 멕시코 심해 지역 등 세계 여러 지역에서 사용되었습니다. PDC 드릴 비트 및 직선 나사 드릴링 기술도 우리나라에서 홍보 및 적용되었습니다. 이 나사 드릴링 도구는 수직 우물 드릴링에 특별히 사용되며 드릴링 속도를 높이면서 편차를 수정하고 다운홀 사고를 피할 수 있습니다.

7) 코어링용 스크류 드릴링 도구: 스크류 드릴링 도구는 지질 탐사 시추 시 코어링 작업에 특별히 사용됩니다. 독일에서는 스크류 드릴링 공구 코어링 시스템(KIBM)을 개발했고, 우리나라도 코어링을 위한 특수 스크류 드릴링 공구를 아주 일찍 개발했습니다. 최근 Dagang Oilfield Zhongcheng Company에서 생산한 스크류 드릴링 공구는 중국 본토 Keduan No.1 유정 1의 "3-in-1 로프 코어링, 스크류 모터 및 유압 해머" 코어링 기술에 사용되어 다음과 같은 성과를 거두었습니다. 좋은 결과.

8) 에어 스크류 드릴링 도구: 에어 스크류 드릴링 도구는 에어 스크류 드릴링을 위해 특별히 설계된 모터입니다. 외국에서는 Baker Hughes가 주로 에어 스크류 드릴링 공구를 생산할 수 있습니다. 중국석유탐사개발연구소 시추연구소와 베이징석유기계공장은 2002년에 K7LZ120×7.0 에어 스크류 드릴링 공구 프로토타입을 공동 개발했습니다. 그해 7월, 허베이성 쑤이저우에서 에어 스크류 드릴링 공구의 모의 드릴링 테스트가 성공적으로 수행되었습니다. 그 결과 테스트 프로토타입이 설계 요구 사항을 완전히 충족하고 '과속' 및 '시동 어려움'과 같은 기술적 어려움을 극복한 것으로 나타났습니다. .

우리나라의 나사 드릴링 공구 개발은 늦게 시작되었으며, 나사 드릴링 공구의 적용은 아직 초기 단계입니다. 최근 몇 년 동안 외국 기술의 도입을 통해 많은 유전과 제조업체가 나사 드릴링 도구 연구에 전념하고 현장 적용 및 테스트를 시작했습니다.

대규모 산업 응용 분야의 요구 사항을 충족하기 위해 이후 연구 주제는 주로 새로운 나사 드릴링 도구 탐색, 나사 드릴링 도구의 구조 매개변수 최적화, 부싱과 로터 간의 간섭을 합리적으로 선택, 지능형 제어에 중점을 두는 것이 좋습니다. 긴 수명, 효율적이고 원활한 작동, 특수 우물의 요구 사항을 충족하고 응용 분야를 확장하기 위한 기술 연구를 수행합니다. 많은 양의 문헌 연구를 통해 나사 드릴링 도구에 대한 연구 작업은 주로 다음 측면에서 수행될 수 있습니다.

1) 나사 드릴링 도구 구조 매개변수의 최적화: 주요 연구는 다음과 같은 성능에 관한 것입니다. 다양한 압력, 회전 속도의 스크류 드릴링 공구 고정자, 유량과 같은 조건에서의 응력 상태 및 변형 법칙, 스크류 드릴 로터의 응력 상태 및 변형 법칙 및 변형 법칙에 대한 재료의 영향; 압력, 회전 속도, 유속 및 재료가 변형 법칙에 미치는 영향, 고정자와 회 전자의 수명 영향과 같은 다양한 조건은 우수한 기계적 특성과 더 나은 작업 성능을 갖습니다. 구조적 매개변수의 품질은 드릴링 도구의 압력 및 밀봉 성능은 물론 고정자 부싱의 작동 수명에도 영향을 미칩니다.

2) 부싱과 회전자 사이의 합리적인 간섭 연구: 나사 드릴링 도구가 다양한 리프트와 다양한 드릴링 유체 점도에서 최적으로 작동할 때 고정자와 회전자의 합리적인 간섭을 연구합니다. 선형 형상의 마찰과 고정자와 회전자의 간섭에 의해 생성된 온도 장의 변화입니다. 다양한 고무 재질과 다양한 작업 환경 조건에 따라 다양한 맞춤 간섭량이 선택됩니다.

3) 스크류 드릴링 도구의 적용 범위 확대: 석탄층 메탄 유정 및 고온용 부식 방지 스크류와 같은 비유정 및 가스정용 스크류 드릴링 도구를 개발하는 것은 큰 의미가 있습니다. 지열정용 저항 나사. 비유정 및 가스정의 지하 작업 환경은 훨씬 더 가혹하며 추가 연구와 논의가 필요합니다.

4) 나사 드릴 공구의 표준화 및 직렬화: 국내외에는 나사 드릴 공구 제조업체가 많이 있습니다. 현재 나사 드릴 공구 제조 및 품질 테스트에 대한 통일된 표준은 없습니다. 각 제조업체의 드릴링 도구 매개변수와 작업 매개변수가 다르며 제품의 호환성이 매우 열악하여 현장 사용 및 유지 관리가 매우 불편하여 나사 드릴링 도구의 기술적 이점에 심각한 영향을 미칩니다. 따라서 표준화와 일련화를 달성하여 스크류 드릴 제조 및 품질 검사 기준을 제시하고, 스크류 드릴 고정자 재질과 특수 소재 규격 및 모델을 제공하는 것이 필요하다.