PDM訓練の概要

PDM ドリル (プログレッシブ ディスプレイスメント モーター ドリル) は、掘削液を利用して油圧エネルギーを機械エネルギーに変換するダウンホール電動掘削ツールの一種です。その動作原理には、マッドポンプを使用して泥をバイパスバルブを介してモーターに輸送し、そこでモーターの入口と出口で圧力差が生成されます。このディファレンシャルはローターを駆動してステーターの軸の周りを回転させ、最終的に回転速度とトルクをユニバーサルジョイントとドライブシャフトを介してドリルビットに伝達し、効率的な穴あけ作業を促進します。

主要コンポーネント

PDM ドリルは 4 つのコア コンポーネントで構成されます。

1. バイパスバルブ: バイパスバルブはバルブ本体、バルブスリーブ、バルブコア、スプリングで構成されており、バイパス状態と閉状態を切り替えることで泥水がモーターを通過して効率的にエネルギーを変換します。泥流と圧力が基準値に達すると、バルブコアが下降してバイパスポートを閉じます。流量が低すぎるかポンプが停止すると、スプリングがバルブコアを押し上げてバイパスを開きます。
2. モーター: ステーターとローターで構成され、ステーターはゴムで裏打ちされ、ローターはハードシェルスクリューです。ローターとステーターの噛み合いにより螺旋状のシールチャンバーが形成され、エネルギー変換が可能になります。ローター上のヘッドの数は、速度とトルクの関係に影響します。シングルヘッドローターは高速ですがトルクは低くなりますが、マルチヘッドローターはその逆になります。
3. ユニバーサルジョイント: このコンポーネントは、モーターの遊星運動をドライブ シャフトの固定軸回転に変換し、生成されたトルクと速度をドライブ シャフトに伝達します。ドライブ シャフトは通常、柔軟なスタイルで設計されています。
4. ドライブシャフト: 穴あけ圧力により発生するアキシアル荷重とラジアル荷重に耐えながら、モーターの回転力をドリルビットに伝達します。当社のドライブシャフト構造は特許を取得しており、長寿命と高い負荷容量を実現します。

使用要件

PDM ドリルが適切に機能することを保証するには、次の要件に従う必要があります。

1. 掘削液の要件: PDM ドリルは、油性、乳化、粘土、さらには淡水など、さまざまな種類の掘削泥土を効率的に処理できます。泥の粘度と密度は機器にはほとんど影響しませんが、システムの圧力には直接影響します。工具の性能への悪影響を防ぐために、泥中の砂の含有量は 1% 未満に保つ必要があります。各ドリル モデルには特定の入力流量範囲があり、通常はこの範囲の中間点で最適な効率が得られます。
2. 泥圧要件: ドリルが停止しているとき、泥土全体の圧力降下は一定のままです。ドリルビットが底に接触すると掘削圧力が上昇し、泥水循環圧力とポンプ圧力が上昇します。オペレーターは、次の式を制御に使用できます。

ビットポンプ圧力＝循環ポンプ圧力＋ツール負荷圧力降下

循環ポンプ圧力とは、ドリルが底に接触していないときのポンプ圧力を指し、オフボトムポンプ圧力と呼ばれます。ビットポンプ圧力が推奨最大圧力に達すると、ドリルは最適なトルクを生成します。掘削圧力がさらに増加すると、ポンプ圧力も上昇します。圧力が設計の最大制限を超える場合は、モーターの損傷を防ぐために穴あけ圧力を下げることが重要です。

結論

要約すると、PDM 訓練の設計と運用要件は密接に関連しています。泥流、圧力、泥の特性を効果的に制御することで、効率的かつ安全な掘削作業を確保できます。これらの重要なパラメータを理解し、習得することで、掘削作業の効率と安全性を大幅に向上させることができます。