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열 균열로 인한 케이싱 고장 - 해묵은 문제를 위한 새로운 모델링 솔루션

온디맨드 웨비나 | 53 분

시뮬레이션 방식을 사용한 드릴링 공구 가열 해석

Exponent의 열 균열 예측

드릴링 중에는 공구 조인트와 주변 케이싱 간 접촉이 발생할 수 있습니다. 이 접촉으로 마찰 가열과 "핫 스팟"이 발생합니다. 접촉이 제거되면 상대적으로 차가운 드릴링 머드로 핫 스팟을 급랭시킵니다. 초기 가열이 오스테나이트화 온도에 도달할 정도면 열 균열이라고 불리는 이 가열 및 급랭 프로세스로 균열이나 누수가 일어날 수 있으며, 한 건의 사고로 수 천만 달러가 소요될 수 있습니다.

열 균열은 석유 및 가스 산업에서 수 십년 간 있어 온 문제였습니다. 그러나 이 현상과 이 현상이 발생하는 드릴링 조건을 정량적으로 파악하는 방법을 개발하는 것은 여전히 요원한 일입니다. 이 문제는 열 전달, 유체 역학, 고체 역학, 마찰 공학 및 야금학을 비롯한 여러 분야가 교차되는, 본질적으로 까다로운 문제입니다.

본 웨비나에서는 Exponent의 Zach Owens이 자체 전산유체역학 모델 개발을 시연합니다. 이 모델은 공구 조인트와 케이싱 가열을 해석하고 민감도 해석을 수행하는 데 사용됩니다. 여기서 얻은 CFD 모델링 연구 결과를 사용해 실시간 온도 예측에 적용된 폐쇄형 해석 방법을 구축하고 검증합니다.

주제:

  • 열 균열을 유발하는 물리적 원리
  • 드릴 스트링, 드릴링 머드, 주변 케이싱 스트링을 포함하는 다 분야 및 다중 재료 모델링
  • 실시간 안전 개선을 위한 해석 방법

Zach Owens

Senior Managing Engineer, Thermal Sciences, Exponent