コスト破壊

ドリルパイプの腐食を抑えて、ドリルスチールのコスト削減

ドリルパイプの比較

2年前の規制改正で、軟鋼製のドリルパイプ寿命の規定が400時間からわずか130時間に変更されたため、発破計画に変更が生じました。ケンタッキー州東部のこのような操業では、発破孔径を最大6 3/4インチ、発破パターンを18 x 18フィートから16 x 16フィートに制限しました。しかし、小さいビットサイズの採用に伴い、長年、綿密なエンジニアリングとこのような地盤条件での掘削の実地経験を通じて改良してきた、非常に生産性の高い掘削方式の全面的変更を余儀なくされました。実際、この法令に遵守することで、掘削1時間当たりのドリルスチールのコストは2倍、場合によっては3倍にまで膨れ上がりました。


2年前の規制改正で、軟鋼製のドリルパイプ寿命の規定が400時間からわずか130時間に変更されたため、発破計画に変更が生じました。ケンタッキー州東部のこのような操業では、発破孔径を最大6 3/4インチ、発破パターンを18 x 18フィートから16 x 16フィートに制限しました。しかし、小さいビットサイズの採用に伴い、長年、綿密なエンジニアリングとこのような地盤条件での掘削の実地経験を通じて改良してきた、非常に生産性の高い掘削方式の全面的変更を余儀なくされました。実際、この法令に遵守することで、掘削1時間当たりのドリルスチールのコストは2倍、場合によっては3倍にまで膨れ上がりました。

アトラスコプコは依頼を受け、お客様と緊密に協力して、掘削1フィート当たりのドリルスチールのコストを妥当なレベルまで引き下げる解決策を探りました。ドリルパイプは交換まで長期間稼働するため、ドリルパイプの総コストをパイプの取り付けから取り外しまでの"エアコンプレッサ稼働時間"合計で除算して、"1時間当たりのドリルスチールのコスト"を計算するのが最良です。この計算結果は、信頼性が高く、容易な比較基準となります。

コスト削減と生産量の増加

大型ブラストホールクローラを使って、5 1/2インチの軟鋼製ドリルパイプに取り付けた7 7/8インチのロータリビットで掘削した場合、排出速度(BV)は、ほぼ理想的な6,000フィート/分(fpm)でした。

同じ5 1/2インチのパイプに6 3/4インチのビットを取り付けた場合、環状部分が大幅に狭まり、BVは12,000フィート/分と倍になりました。速度上昇に伴い、砂岩がつぶされてグリット内に侵入し、軟鋼製ドリルパイプが激しく摩耗されるため、7 7/8インチの孔径で使用した場合の通常の寿命のわずか1/3しか持ちませんでした。トリコンビットでもこれらの穴の掘削は困難で、様々な大きさの砂岩によりチップのせん断力が半分になります。ドリルスチールの早期摩耗により新たな問題が浮上しました。スチールとデッキブッシング間の隙間が短時間で広がるため、その隙間が粉塵の逃げ道となります。これにより、リグの粉塵用真空で効果的に捕えられないリスクが発生します。鉱山で粉塵を制御せずにリグを稼働すると、粉塵制限の規制違反となる危険があります。そのため、ドリルスチールの電源を頻繁に切って、隙間を狭めました。これにより、リグのドリルスチールが従来の3倍以上の早さで寿命に達します。唯一の原因は、ビットサイズの変更に伴う物理的要因でした。

TEAMALLOY – 解決策

アトラスコプコ地域セールスマネジャーで米国東部11州の炭鉱地域を担当するロン・ジョンソンは、経験豊富なドリラーと協力して、エアコンプレッサ容量の試験をはじめ、全面的なドリル診断を実施しました。この診断の結果、環状部分が小さいため、適切な排出に必要な空気よりもはるかに大量の空気が検出されました。解決策の1つは、ドリルスチール径を縮小することで、5 1/2インチのスチールを5インチに交換しました。しかし、これが原因で別の問題が発生しました。5インチのドリルスチールは、孔径の大きいものほど耐久性が高くありません。屈曲により、ドリルストリングに振動と騒音が発生しました。非効率的な掘削作業でも、工具寿命が短くなる傾向があります。空気の問題に対処するため、コンプレッサ入口を"縮小"して空気量を抑えるよりも、空気量を調整して絞り、余分な空気をマストに換気して、孔内の空気を減らしました。適切な空気量に微調整しましたが、砂岩によりドリルスチールが短期間で磨滅します。

TEAMALLOY drill pipe

TEAMALLOYドリルパイプ

そこで、ジョンソンはTEAMALLOYドリルスチールを提案しました。この試験が成功すれば、米国東部の石炭会社のほとんどがTEAMALLOYに多大な関心を示すと期待されました。まさにこれが現実になりました。軟鋼は130時間しか耐久しませんが、TEAMALLOYドリルスチールは300時間稼働後も、新品と見分けがつきません。400時間に至るところで、スチールに若干摩耗が見られました。摩耗は制御され予測可能で、含有合金の摩耗ストリップは新品時よりも若干多く確認されたのにとどまりました。ジョンソンは、交換までに500時間を達成すると予測しています。


アトラスコプコは成功の公式を見つけたようでした。さく孔中、TEAMALLOYパイプは極めて安定し、完璧に回転しました。粉塵も抑え、ドリルスチールの時間当たりコストも低減しました。その一方で、生産量が増加しています。アトラスコプコセコロックのTEAMALLOYドリルスチールは、その価格に見合う効果を発揮します。どの用途と使用場所でも、使用するごとに、軟鋼よりはるかに優れた時間当たりコストを達成します。