드릴 파이프

드릴파이프란?

드릴 파이프 석유 및 가스 시추 공정에 사용되는 드릴 스트링의 중요한 구성 요소입니다. 이는 표면에서 드릴 비트까지 연장되는 긴 관형 파이프로, 구조적 지지를 제공하면서 드릴링 유체(진흙)와 기계적 동력을 비트에 전달합니다.

드릴 파이프의 기능은 무엇입니까?

드릴링 유체 전달: 드릴 파이프는 드릴 비트의 냉각 및 윤활, 암석 절단 제거, 유정 압력 유지에 필수적인 시추 유체의 도관 역할을 합니다.

회전 모션 전송: 드릴 파이프는 표면 회전 테이블이나 상부 드라이브에서 드릴 비트로 회전 운동을 전달하여 비트가 암석에 구멍을 뚫을 수 있도록 합니다.

구조적 지원 제공: 드릴 스트링에 강도와 강성을 더해 드릴 비트와 기타 구성 요소가 지하 구조물을 관통할 때 이를 지지합니다.

구성 요소 연결: 드릴 파이프는 드릴 칼라, 안정 장치 및 기타 다운홀 도구를 포함하여 드릴 스트링의 다양한 부분을 연결하여 유정 표면에서 바닥까지 도달하는 연속 조립체를 형성합니다.

드릴 파이프의 종류는 몇 가지입니까?

표준 드릴 파이프

• 재료: 일반적으로 AISI 4145H 또는 유사한 등급과 같은 고강도 강철로 만들어집니다.
• 설계: 드릴 칼라에 비해 벽이 얇고 인장 강도가 높아 축방향 응력과 비틀림 응력을 견딜 수 있는 것이 특징입니다.

헤비 웨이트 드릴 파이프(HWDP)

• 재료: 표준 드릴 파이프와 유사하지만 벽이 더 두껍고 무게가 더 무겁게 설계되었습니다.
• 설계: 추가적인 무게와 안정성을 제공하기 위해 표준 드릴 파이프와 드릴 칼라 사이의 전환으로 사용됩니다.

프리미엄 드릴 파이프

• 재료: 기계적 성질이 강화된 고급 강철 또는 합금으로 제작됩니다.
• 설계: 향상된 성능과 내구성을 위한 고급 제조 공정과 처리가 포함되어 있습니다.

비자성 드릴 파이프

• 재료: 다운홀 자기 도구와의 간섭을 피하기 위해 비자성 합금으로 제작되었습니다.
• 설계: 자기 간섭을 최소화해야 하는 응용 분야에 사용됩니다.

드릴 파이프의 사양과 디자인은 무엇입니까?

외경(OD): 일반적으로 유정의 요구 사항과 시추 조건에 따라 2 7/8인치에서 5 1/2인치 사이입니다.

내경(ID): 내부 직경은 드릴링 유체의 순환을 허용합니다.

벽 두께: 드릴링 시 발생하는 응력을 견디면서 강도와 무게의 균형을 유지하도록 설계되었습니다.

길이: 표준 길이는 일반적으로 조인트당 30~40피트이지만 운영상의 필요에 따라 맞춤 길이를 사용할 수도 있습니다.

스레드 연결: 드릴 파이프는 API(American Petroleum Institute) 스레드 또는 프리미엄 스레드와 같은 스레드 연결을 사용하여 연결되어 안전하고 누출 방지 조립을 보장합니다.

드릴 파이프의 연결은 무엇입니까?

1. REG(일반 스타일 연결)

일반 스타일 연결(REG)은 내부 업셋 드릴 파이프를 연결하도록 특별히 설계되었습니다. 이 연결은 가장 작은 외경을 특징으로 하며 내부 드릴 파이프 직경이 드릴 파이프의 두꺼운 부분보다 작고 드릴 파이프의 두꺼운 부분의 내부 직경이 내부 직경보다 작습니다. REG 연결은 드릴링 작업의 비트 연결에 사용됩니다.

American Petroleum Institute(API 5CT)는 비트 연결에 대한 특수한 적용 및 적합성으로 인해 REG 연결에 대한 모든 사양을 유지했습니다.

그 디자인은 비트 연결과 관련된 고유한 요구 사항과 과제에 적합하므로 많은 드릴링 전문가가 선호하는 선택입니다.

드릴 비트가 드릴링 스트링 끝에 위치하므로 REG 연결은 다른 연결 유형에 비해 드릴 파이프 나사산의 응력 집중이 줄어듭니다. 이는 피로 파괴의 위험을 줄이고 전반적인 신뢰성을 향상시킵니다.

REG 연결은 주로 비트 연결용이므로 다른 드릴링 응용 프로그램이나 장비 구성에는 적합하지 않을 수 있습니다. 특수한 설계로 인해 다른 연결 유형에 비해 다양성이 제한됩니다.

REG 연결을 사용하는 경우 연결 구성으로 인해 드릴링 파이프 직경이 두꺼운 부분의 내경보다 작습니다. 이는 비트 연결의 경우 심각한 문제가 아닐 수 있지만 특정 드릴링 시나리오에서는 유체 유량 및 압력 등급에 영향을 미칠 수 있습니다.

2. IF(내부 플러시 연결)

내부 플러시(IF) 연결은 더 큰 외경을 가지며 외부 업셋 또는 내부 및 외부 두꺼운 드릴 파이프를 연결합니다. 이 연결은 파이프 본체의 직경과 동일하거나 거의 동일한 내부 직경을 갖는 드릴 파이프 조인트를 형성합니다.

IF 연결의 주요 장점 중 하나는 일관된 내부 직경으로, 더 높은 유체 유속을 보장하고 드릴링 작업 중 제한이나 막힘의 위험을 줄여 효율성을 높입니다.

그러나 IF 연결의 주목할만한 단점은 응력 집중 가능성이 있다는 것입니다. 연결 설계, 특히 삼각형 치형 설계로 인해 국부적으로 높은 응력이 발생할 수 있습니다. 이는 시간이 지남에 따라 피로 장애의 위험을 증가시켜 연결의 무결성과 신뢰성을 손상시킬 수 있습니다.

IF 연결과 관련된 응력 집중 문제와 새롭고 개선된 연결 설계의 개발로 인해 API(American Petroleum Institute)는 IF 연결을 대체했습니다.

3. FH(풀홀 연결)

전체 구멍(FH) 연결은 내부 및 외부 두꺼운 드릴 파이프를 연결하여 두꺼운 끝 직경과 일치하는 내부 직경을 가진 드릴 파이프 조인트를 형성합니다. 연결부의 내부 직경과 외부 직경은 모두 드릴 파이프의 내부 직경보다 작습니다.

FH 연결은 V-0.065, V-0.05 및 V-0.040의 세 가지 스레드 사양을 제공하여 다양한 드릴링 요구 사항 및 조건에 대한 옵션을 제공합니다. 이러한 다재다능함 덕분에 다양한 드릴링 작업 전반에 걸쳐 널리 사용되며 드릴 칼라 및 비트와 같은 유연성과 적응성을 허용합니다.

FH 연결의 한계 중 하나는 파이프 내경에 비해 내경이 더 작다는 것입니다. 이는 많은 드릴링 작업에서 큰 문제가 아닐 수 있지만 드릴링 유체 유량에 영향을 줄 수 있습니다.

또한 세 가지 다른 모델을 제공함에도 불구하고 FH 연결은 다른 드릴 파이프 연결에 비해 나사 사양이 적습니다. 이로 인해 특정 드릴링 조건이나 장비 구성에 대한 적응성이 제한될 수 있으므로 호환성과 성능을 보장하기 위해 신중한 선택이 필요합니다.

4. NC(번호 연결)

번호가 매겨진 연결부(NC)는 항복 강도가 75,000PSI 이상인 드릴 파이프(종종 고강도 드릴 파이프라고도 함)에 대해 만들어집니다. API는 견고한 설계 및 호환성 요구 사항으로 인해 고강도 드릴 파이프에 NC 연결을 사용할 것을 권장합니다.

NC는 동일한 스레드 지정으로 핀과 상자를 결합하도록 설계되어 안전하고 안정적인 연결을 보장합니다. 등급 코드가 일치하면 상호 교환이 가능합니다. 즉, 나사산 피치가 유사하고 다른 나사산이 호환되는 경우입니다.

NC 연결은 NC10부터 NC77까지 다양한 드릴링 요구 사항 및 조건에 맞게 다양한 크기와 구성을 제공합니다. 비틀림, 압력 및 다양한 드릴링 장비 동작을 견디는 데 적합하여 까다로운 드릴링 작업에서 내구성과 신뢰성을 보장합니다.

그러나 스레드 유형이나 피치가 일치하지 않으면 연결 문제가 발생하여 연결의 무결성과 신뢰성이 손상될 수 있습니다. 따라서 NC 연결 및 나사 유형의 호환성을 확인하려면 공구 조인트 제조업체에 확인하는 것이 필수적입니다.

NC 연결은 다양하고 널리 사용되지만 최소 항복 강도가 75,000PSI 이상인 고강도 드릴 파이프용으로 설계되었습니다. 이는 고강도 장비가 필요한 특정 시추 작업에만 적용이 제한됩니다.

드릴 파이프의 용도는 무엇입니까?

석유 및 가스 시추: 암석층을 뚫고 탄화수소 저장소에 도달하기 위한 회전식 시추 작업에 사용됩니다.

지반 시추: 토양 및 암석 상태를 조사하기 위한 지반공학 조사에 사용됩니다.

우물 드릴링: 지하수에 접근하기 위한 우물 건설에 사용됩니다.