石油掘削のためにあらゆる方向に掘り進む過酷な条件に耐えうるモータ

石油と天然ガスを得るためには採掘用の革新的な最新技術が必要です.。大深度掘削用の機材には、最高200 °Cの温度や振動、非常に高い圧力といった、極度の条件に耐えられることが求められます。こうしたさまざまな課題に挑むマクソンのブラシレスDCモータ は、様々な掘削アプリケーション、油圧バルブ制御や作動装置、測定装置の機能のために用いられています。

世界中のエネルギー消費の85パーセントが、石油・ガス・石炭といった化石燃料に依存しています。しかし、地 球に埋蔵されているこれらの貴重な資源を得ようとすれば更に深く掘り進まねばなりません。大深度掘削技術(石油・ガス探索では「 ダウンホール掘削」)は、深度2,500メートル以上での石油とガスの採掘を可能にします。傾斜掘り技術(坑跡を傾斜させる掘削方法)を 取り入れることで、深度約5,000メートル、最長掘削距離11,000メートルまでの掘削が可能になり、こ れまで到達できなかった深さに眠る地下資源の探鉱が実現します。

すべての掘削において共通するのは、使用される機材に要求される水準がきわめて高いということです。と りわけドリルビットは極端な条件にも耐えられなければなりません。ブラシ付やブラシレスDCモータは温度や圧力、掘 削作業中に発生する強い振動に耐える必要があります。

マクソンのHeavy Duty仕様のモータ(HDモータ)は、こうした極限の環境条件におけるあらゆる条件を満たしています。新 たな電子制御技術との組み合わせが、掘削作業のより高度な制御およびモニタリングを可能としました。

泥流による電力
掘削装置内のタービンは泥流によって駆動されます。相互誘導によってモータが発電機に変わり、さ まざまな駆動機能のための電気エネルギーを供給します。掘削中のドリルビットの位置は動的に測定され(MWD/リ アルタイム掘削情報検知システム)、方向調節されます。MWDテクノロジーではデータをパルス波に変え、採掘プラットフォームに伝送します。こ のシステムはマクソンHDモータによって駆動されています。また、ドリルヘッド内の油圧バルブも駆動しています。

マクソンHDモータは、同じくHeavy Duty仕様のギアヘッドと組合せが可能です。多くの現場、特に大深度掘削では、要 求される仕事を正確にこなす頑丈なギアヘッドが必要となります。坑内で使うほとんどの場合、非常に高いトルク( バルブ制御やフラップを動かすなど、使用時間がごく短い場合もある)を必要とします。この特殊ギアヘッドの特性の1つは、石 油がうまく流れるようにハウジングに穿孔がついていることです。これは、ギアヘッド内がオイルに浸され、循環することにより、放 熱性を向上させるためです。HDモータも同様な穴を持ち、オイルおよび空気が循環します。

モータおよびギアヘッドは接着剤なしで組み立てられており、それによってモータは極限の温度にも耐え、超高圧でも安定した出力を発揮します。モ ータは周囲温度240 °C以上、最大気圧1,700 barの環境条件で動作するよう設計されています。モータが石油で冷却される時には、最 大240 °Cまでも持ちこたえることができます。また、最大25 Grmsの振動および重力加速度の100倍 (100 G) までの衝撃に耐えうります。

地中深くでも高い効率

深層での過酷な環境条件に耐えうる極めて高い抵抗力だけでなく、マクソンHDモータは、非常に高い効率をも誇っています。モ ータは大気中では最大88パーセント、石油中では70パーセント以上の効率に達します。この特性のためEC 22は、極 限的な条件下の宇宙空間といった、他の様々な領域で活用されています。コギングトルクなしの動作特性を持つモータの卓越した制御特性は、宇 宙空間における精密な位置制御(低い回転数でも可能)といった作業にも最適です。

 © maxon motor ag

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