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北海の油田プラットフォームは、人が立っていられないほどの強風と荒波に日常的にさらされ、一方、メキシコ湾では焼け付くような炎天下といった厳しい環境に置かれます。世界のエネルギー需要の高まりはとどまるところを知らず、この需要に応えるためには、過酷な条件下での作業が必要となっています。

油田プラットフォームは世界中で最も厳しい環境下に設置されますが、ムーグは、こうした現代の重要な石油・ガス探査および掘削アプリケーションに対し、革新的かつ高性能のモーション制御ソリューションを提供しています。

ムーグでは、掘削ツールや掘削リグ、その他の海中・海底用機器の性能を向上させるためこのような産業のお客様と共同し、各種のモーション制御ソリューションを開発してきました。私たちのソリューションは、石油やガスの採掘に携わるプロの技術者が直面する次のような課題を解決することができます。

• 海底その他の過酷な環境下における地下深部の油田探査
• すでに稼働中の油田における採掘量の向上
• 探査および採掘の投資回収率の向上
• （トリップとトリップの間の）1回ごとのドリル掘削時間の延長

ムーグは、以下に挙げるような掘削ツールの信頼性と性能を向上させ、掘削の高速化、精度の向上、坑井仕上げのスピードアップといった課題の解決に貢献します。

• ロータリーステアリングシステム（RSS）：プラットフォーム上からの連続回転で任意の方向に掘削するためのツール。これにより、ステアリング可能なモーターによるスライディング掘削の必要がなくなります。

• MWD（掘削同時計測）：ドリル先端近くからリアルタイムでプラットフォーム上に情報を伝達するツールです。
• LWD（掘削同時検層）：坑底アセンブリーに統合化された測定ツールを使用することによって、掘削を進めながら地層の属性を測定します。LWDには、掘削液が深く浸透する前に地層の属性を測定できるという利点があります。
• 坑井仕上げツール：炭化水素の採掘に最適な条件を整えるためのツールです。裸坑仕上げの上部のチュービングにパッカーを装備しただけの場合から、アンカーパイプの外側に機械的フィルタリングエレメントを装備したシステムや、人の介入なしに油井の経済性を最適化する完全自動の計測制御システム（「インテリジェント」仕上げ）まで、さまざまなツールを含みます。
• 生産テスト： 異なるポイントでパイプの直径全体にわたってガスまたは液体のサンプルを採取することにより、特定の位置の地層の状態を評価します。

また、ムーグでは石油プラットフォームの高精度な自動化や、海中・海底アプリケーションの生産性向上のためのソリューションも提供しています。

新たな課題とソリューション

坑井掘削に携わるお客様からは、HTHPと呼ばれる新技術に関する要求が高まっています。これは、新たな規制によって、従来よりも沖合の地点にしか油田を作れなくなっているためです。高温・高圧を意味するHTHPは、水深1,828mを超える深海で、6,100m以上の深さまで掘削するための技術です。これには今まで以上に厳しいガイドラインが適用され、新設計の装置は試験を受け、従来の限界を超えなければなりません。ムーグが提供する機器は、圧力2450MPa、温度300℃、衝撃力250Gという、驚くほど過酷な条件にさらされることになります。

こうした状況に対応するため、ムーグではグローバルのチームを編成して、この分野の重要課題に取り組んでいます。以下にその数例をご紹介します。

坑底ツール使用時間の最大化

当社は、高品質サーボモータ、オルタネータ、モーター制御エレクトロニクス、アクチュエータの設計と製造に関する技術を結集して、坑井内で発生する高温条件下でも、過酷な作動環境に耐えることのできる最適なモーション制御ソリューションを開発しています。

掘進速度（ROP）の改善

ムーグのソリューションは、指向性掘削ツールの性能を向上させ、ペイゾーン（油層または経済的に炭化水素を生産することができる油層）まで効率よく到達させることができます。また、ロータリーステアリングシステム、トラクター、ワイヤーライン（電気ケーブルを使ってツールを坑内に下げ、データ通信をする場合のライン）、MWD、LWD、データ通信速度の信頼性を向上する遠隔計測機器など、各分野に特化したソリューションを提供しています。

高精度の掘削プラットフォーム装置を提供

ムーグの自動化ソリューションは、パイプハンドリング装置、パワートング、ロータリーテーブル、ブレーキ制御システムに対応しています。さらに、ムーグの高品質サーボ弁は、バイブロサイス車や水中用の遠隔操作無人探査機（ROV）などの探査アプリケーションに対して、安全で信頼性の高い性能を発揮します。

ケーススタディ：緊密なコラボレーションで課題を解決

ある世界的な大手のエネルギー会社は、非常に過酷な稼働環境下に置かれている掘削関連装置の稼働時間を延長し、メンテナンス時のダウンタイムを大幅に短縮することで、生産性を最大限に高めたいと考えていました。ムーグは、この会社のエンジニアと緊密にコミュニケーションを取りながら共同作業を進め、世界屈指の過酷な稼働環境に堪えるカスタムソリューションを開発しました。

このプロジェクトでムーグに求められたのは、狭いスペースに設置でき、高出力で故障なく連続運転できるサーボモータとオルタネータで、両者をアセンブリーとして完全に組み立て、試験を完了した状態で提供する必要がありました。

ムーグでは、独自のコンポーネントを組み合わせ、カスタム製のパッケージに格納した頑丈なサーボモータを設計し、要求されたアプリケーションの速度およびトルク要件を満たしました。また、所定の回転速度範囲に対する電圧量と負荷の条件を満たすオルタネータも提供しました。

完成したソリューションは、世界で最も過酷とされる環境下においても、顧客の予想を上回る生産性と性能を発揮することができました。

ターンキーソリューションを構成する要素

電気機械アクチュエータ

モーター、ギヤ、ボールスクリューをコンパクトに統合化し、高精度の動作を提供します。坑井仕上げ、地層検査および点検用ツールとして最適です。

力： 最大ピーク力　約45,359kg以上
速度： 最大30IPS
ストローク： 最大1524mm
モーター電圧： DC24 ～ 1,000V

ブラシレスサーボモータ

過酷な坑井掘削アプリケーションに最適のカスタム設計品です。高い性能と信頼性を備え、長期間にわたり使用できます。

電圧：DC24 ～ 1,000V
既成サイズ： 外径25.4 ～ 254mm
速度： 最大10,000RPM
出力： 7.5 kW

オルタネータ

アプリケーションに適した設計で、坑井掘削ツールに対して安定的に出力を供給します。

電圧： DC24 ～ 600V
回転速度：最大8,000RPM
出力： 50 W ～ 50kW

ムーグでは、石油・ガスの掘削プラットフォーム装置と海中・海底装置のためのモーション制御ソリューションも提供しています。

筆者紹介：

R. Scott Schefflerは、モーション制御業界の技術、システム統合、セールスの分野で15年以上に及ぶ経験を持ち、過去4年間は油田のダウンホール掘削関連製品のプロジェクトエンジニアを務めています。ニューヨーク州立大学バッファロー校の電気工学学士号、セント・ボナベンチャー大学の経営管理学修士号を取得しています。