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J-GLOBAL ID：202202270146277789   整理番号：22A0104175

傾斜掘削作業における切削輸送の実験的および数値的研究【JST・京大機械翻訳】

Experimental and numerical study of cuttings transport in inclined drilling operations

著者 (5件)： Huque Mohammad Mojammel (Memorial University of Newfoundland, Canada) ,  Rahman Mohammad Azizur (Texas A & M University at Qatar, Qatar) ,  Zendehboudi Sohrab (Memorial University of Newfoundland, Canada) ,  Butt Stephen (Memorial University of Newfoundland, Canada) ,  Imtiaz Syed (Memorial University of Newfoundland, Canada)
資料名： Journal of Petroleum Science and Engineering  (Journal of Petroleum Science and Engineering)
巻： 208  号： PB  ページ： Null  発行年： 2022年 
JST資料番号： T0412A  ISSN： 0920-4105  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 方向掘削は,掘削コストの低減と回収の改善により,陸上と沖合の両方の運用で最近数十年間普及している。方向坑井掘削操作では,ドリル切削は傾斜環状断面の下部で沈降する傾向がある。発生した切断が穴部分から適切に除去されないならば,環状断面における切断層形成を引き起こす。浸透の貧弱な速度,過度のトルクおよび抗力のような異なる掘削関連問題は,しばしば,非生産時間(NPT)の増加につながる,貧弱な穴洗浄としばしば関連する,異なる付着を増加させる。したがって,傾斜坑井掘削操作の成功は,環状断面からのドリル切削の効果的な洗浄に大きく依存する。流体レオロジー,泥速度,切削サイズ,ドリルパイプ回転およびドリルパイプ傾斜を含むさまざまなパラメータは,一般的に切削輸送性能に影響する。これらの掘削パラメータの最適化は,適切な穴洗浄を確保するために重要である。本研究では,傾斜坑井断面の計算流体力学(CFD)モデルを用いて切削輸送効率(CTE)を調べた。Euler-Euler多相流モデルを提案し,実験室規模の実験データで検証した。実験は,4.5インチの外径と2.5インチの内部パイプ直径を有する6.16m長環状試験セクションで行った。セットアップは,瞬時固体体積率と可視化部分を測定するために,電気抵抗トモグラフィー(ERT)システムを備えている。非ニュートンHessel-Bulkley(HB)流体を掘削泥として使用し,2.50mm-3.00mmの固体ガラスビーズを実験で切削として使用した。本研究は,実験とCFDシミュレーションからのERTデータに関する切削輸送の機構的3層モデルの可視化において良好な一致を示した。検証CFDモデルを用いて,5-Facters要因計画と分散分析(ANOVA)研究を行った。ANOVAは,泥速度-切削サイズ,泥速度-傾斜の相互作用影響が統計的に有意であることを示した。最後に,本研究は,変数間の2つの因子および3つの因子相互作用を考慮して,傾斜井のCTEを推定するための統計的モデルを提案した。また,本モデルは,ドリルパイプ回転が傾斜井における切削輸送効率の改善に無視できる影響を有することを示した。また,提案したモデルは,切削サイズと流体速度が傾斜井の輸送効率における78%の寄与を説明することを明らかにした。さらに,人工ニューラルネットワーク(ANN)法を用いて,統計モデルにおける低次相互作用の寄与を検証した。経験的モデルは,より少ない秩序2因子相互作用(流体レオロジー-切削サイズ,流体レオロジー-傾斜),および3因子相互作用(速度-切削サイズ-傾斜,流体レオロジー-切削サイズ-傾斜)を示す。ANNモデルは,低次相互作用がモデル予測において有意であり,無視すべきではないことを示した。本研究の知見は,掘削パラメータ間の相互作用挙動をよりよく理解し,多様なドリル加工パラメータに対する傾斜ドリル加工における切削輸送効率の最適化を助けることができる。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 抗力 ,  最適化 ,  相互作用 ,  レオロジー ,  混相流 ,  *切削 ,  ドリル ,  トルク ,  ニューラルネットワーク ,  坑井掘削 ,  掘管 ,  可視化 ,  流速 ,  坑井 ,  計算流体力学

著者キーワード (6件)： 傾斜井 ,  切断輸送 ,  CFD ,  ANOVA ,  DOE ,  ANN

分類 (1件)： 油層工学  (UA10030G)

タイトルに関連する用語 (6件)： 掘削作業 ,  切削 ,  輸送 ,  実験 ,  数値 ,  研究