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3次元グラフィックスを用いた掘削挙動シミュレータの開発

Research Project

Project/Area Number 11750805
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 資源開発工学
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

長縄 成実 (長縄 茂実)  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10237539)

Project Period (FY) 1999 – 2000
Project Status Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2000: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 1999: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywords石油・天然ガス / 地熱 / 坑井掘削 / 振動 / ローラーコーンビット / シミュレーション / 3Dグラフィックス / 掘削 / ローラーコンビット
Research Abstract

本研究の目的は,石油・天然ガス開発に用いられる掘削ビットおよびドリルストリングの動挙動をモデル化し,ビットの動きを3次元的に視覚化できる掘削挙動シミュレータを開発することである。
本年度は,前年度に構築した数値計算モデルの計算結果を視覚的に表示するためのプログラミング作業を行った。数値計算モデルの開発はUNIXオペレーティングシステム上で行ったため,Windowsをオペレーティングシステムとするパーソナルコンピュータ(PC)への移植作業とPC上でのグラフィック表示部の開発を行った。
(1)数値計算モデルの移植作業
UNIX上で開発した数値計算モデルをPC上に移植した。プログラム移植上の不具合の改良・修正作業に加え,計算速度の改善,計算の収束性のチェックを行った。本シミュレーションモデルの計算アルゴリズムではビット歯先の岩石への貫入深さに対して数値計算上の離散化空間ステップが十分小さいことが必要であり,計算条件によっては収束が非常に悪いことが明らかになった。これに対して数値計算パラメータのチューニングを行い,その結果フィールドにおいて通常想定される掘削条件下ではほぼ問題なくシミュレーションを行うことが可能になった。
(2)3次元視覚化コンピュータプログラムの作成
掘削ビット,ドリルストリングの挙動を3次元的にグラフィック表示できるコンピュータプログラムの作成を行った。上記モデルの移植作業においてモデルの修正,パラメータのチューニングなどに当初予定した以上の時間を費やしたが,グラフィックス表示プログラムのプロトタイプを完成した。プロトタイプシミュレータではローラーコーンビットの形状を3次元格子(スケルトン)で表示し,コーンの回転運動やビット歯先の坑底面上の軌跡などを視覚的に捉えることができる。

Report

(2 results)
  • 2000 Annual Research Report
  • 1999 Annual Research Report
  • Research Products

    (1 results)

All Other

All Publications (1 results)

  • [Publications] 長縄成実: "ビット-岩石間相互作用によるドリルストリングのねじれ振動の解析"石油技術協会春季講演会シンポジウム・個人講演要旨集. 97 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report

URL: 

Published: 1999-04-01   Modified: 2016-04-21  

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