석유 및 가스 산업에서 PDC 절단기를 사용할 때의 장점과 문제점

다결정질 다이아몬드 콤팩트(PDC) 커터는 드릴링 정확도와 제어 능력을 향상시키는 능력으로 인해 석유 및 가스 산업에서 점점 인기를 얻고 있습니다. 하지만; 더 깊고 복잡한 유정에 대한 수요가 증가함에 따라 PDC 절단기는 석유 및 가스 산업에서 여러 가지 문제에 직면해 있습니다. 이 기사에서는 PDC 절단기의 장점과 미래의 석유 및 가스 산업에서 직면할 많은 과제에 대해 알아봅니다.

PDC 절단기의 장점:

1. 안정성과 내구성

PDC 절단기는 고온 및 고압에서 함께 융합되는 합성 다이아몬드 입자로 만들어져 내구성과 안정성이 매우 뛰어납니다. 이러한 안정성과 내구성을 통해 보다 정밀한 드릴링과 드릴링 프로세스를 보다 잘 제어할 수 있습니다.

2. 균일성

PDC 커터는 모양과 크기가 균일하도록 설계되어 보다 일관된 드릴 작업과 매끄러운 시추공이 가능합니다. 이러한 균일성은 또한 계획된 드릴링 경로에서 벗어날 위험을 줄여 드릴링 정확도를 높입니다.

3. 디자인 유연성

PDC 절단기는 특정 드릴링 작업에서 성능을 극대화하기 위해 특정 형상 및 절단 구조로 설계할 수 있습니다. 이러한 설계 유연성을 통해 단단하고 연마된 지층을 포함하여 다양한 암석 지층에서 보다 정밀한 드릴링이 가능합니다.

4. 진동 감소

PDC 커터는 드릴링 작업 중 진동을 줄이도록 설계되었습니다. 이러한 진동 감소로 드릴링 프로세스를 더 잘 제어할 수 있으므로 드릴링이 더 정확해지고 드릴링 장비의 마모가 줄어듭니다.

5. 드릴링 시간 단축

PDC 커터는 기존 드릴링 도구보다 공격적이고 빠르기 때문에 드릴링 시간과 정밀한 드릴링이 가능합니다. 이렇게 증가된 드릴링 속도는 또한 계획된 드릴링 경로에서 벗어날 위험을 줄여 보다 정확한 드릴링을 제공합니다.

결론적으로 PDC 절단기의 안정성, 내구성, 균일성, 설계 유연성, 진동 감소 및 드릴링 시간 단축은 모두 드릴링 정확도와 제어력을 높이는 데 기여합니다. PDC 절단기의 사용은 석유 및 가스 산업에 혁명을 일으켜 보다 정확하고 효율적인 드릴링 작업을 가능하게 했습니다.

PDC 절단기의 과제:

1. PDC 절단기의 높은 초기 비용

PDC 커터는 기존 드릴링 도구보다 비싸기 때문에 채택에 장벽이 될 수 있습니다. PDC 절단기의 비용은 시추 회사, 특히 소규모 운영자에게 상당한 투자가 될 수 있습니다. 그러나 PDC 절단기와 관련된 장기적인 비용 절감은 초기 투자보다 클 수 있습니다.

2. 숙련된 기술자의 가용성 제한

특정 드릴링 작업을 위한 PDC 커터를 설계하는 것은 어려울 수 있습니다. 절단기의 설계는 천공되는 특정 지질 구조와 비트 중량 및 회전 속도와 같은 천공 매개변수를 고려해야 합니다. 이를 위해서는 시추 환경과 시추 중인 암석의 특성에 대한 철저한 이해가 필요합니다.

3. 특정 굴착 구조 및 조건과의 호환성 문제

PDC 절단기는 고온과 고압에 견딜 수 있도록 설계되었지만 사용에 한계가 있습니다. 고온 드릴링과 같은 일부 드릴링 응용 분야에서는 PDC 커터가 극한 조건을 견딜 수 없어 조기 마모 및 고장이 발생할 수 있습니다. PDC 커터는 내구성이 높지만 부서지기 쉽습니다. 이러한 취성으로 인해 커터에 과도한 충격이나 충격이 가해지면 치핑 및 파손이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 드릴링 효율성이 감소하고 가동 중지 시간이 증가할 수 있습니다.

이러한 문제를 극복하려면 제조업체, 운영자 및 서비스 제공업체 간의 협력이 중요합니다. 업계의 집합적 전문 지식과 자원을 활용하여 석유 및 가스 산업에서 PDC 절단기의 성능과 신뢰성을 향상시키는 혁신적인 솔루션을 개발할 수 있습니다. 예를 들어, 필리핀 남부 Negros 개발 지역에서는 현지 초심층 유정 연구를 위해 혁신적인 원추형 다이아몬드 요소(CDE)가 설계되었으며 그림과 같이 기존 PDC 비트에 비해 충격 강도와 내마모성이 더 높은 해당 새 PDC 비트가 설계되었습니다. 일부 회사는 Schlumberger의 새로운 고온 및 고압 PDC 비트 도구 제조 기술과 같은 드릴 비트 제조 공정으로 시작하여 PDC의 미세 구조 강도를 개선하고 코발트 함량을 줄임으로써 다이아몬드 구조의 열 안정성과 내마모성을 향상시키는 것으로 실험실 테스트에서 나타났습니다. HTHP 도구는 표준 PDC 도구보다 더 높은 내마모성과 내열 피로성을 제공하며 내충격성을 손상시키지 않으면서 약 100% 증가합니다. 뿐만 아니라 외국에서도 지능형 드릴 비트를 설계했습니다. 예를 들어, 2017년 Baker Hughes는 업계 최초의 적응형 드릴 비트인 TerrAdapt를 출시했습니다. 이 드릴 비트에는 지층 암석 조건에 따라 드릴 속도를 개선하기 위해 비트의 절단 깊이를 자동으로 조정하는 조절기가 있습니다. Halliburton은 드릴링 매개변수를 다운홀 조건에 맞게 자동으로 조정하여 ROP를 높이고 드릴링 효율을 높이면서 토크를 크게 줄이는 차세대 적응형 비트 기술인 CruzerTM 딥 컷 볼 요소를 도입했습니다.

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