地熱井掘削の工期・コストを削減するPDCビット開発に成功

2019-05-23

J2019-05-23 石油天然ガス・金属鉱物資源機構

JOGMEC(本部：東京都港区、理事長：細野哲弘)は、地熱井の掘削において、より短期間で安価に掘削を可能にするため、純国産で高速・長寿命の地熱用PDCビット（注1）の開発に成功しました。

（注1）PDCビット：Polycrystalline Diamond Compact（多結晶ダイヤモンド焼結体）のカッターを装着した、ローラー部のない一体化したビット

　JOGMECは、地熱開発の課題であるリードタイムの短縮や開発コストの削減を目指して、耐摩耗性・耐衝撃性・安定性に優れた地熱用PDCビットの開発に取り組んできました。

　地熱用PDCビット技術開発は、掘削期間の約20％短縮を実現するため、通常のローラーコーンビットに対し、掘削能率2倍、掘削寿命5倍等の目標値を設定し、平成27年度から、三菱マテリアル株式会社（PDCカッター担当）、株式会社クリステンセン・マイカイ（PDCビット担当）、国立研究開発法人産業技術総合研究所（掘削性能総合評価）の3者による共同受託体制で開発を進めてきました。

地熱用PDCビットの開発目標値

項目	目標値	備考
掘削能率	120メートル／日（通常の2倍）	掘削時間を 1日20時間で算出。
掘削寿命	750メートル／個（通常の5倍）	1個のビットで 8-1／2インチ坑を掘上げる。
外径変化	1／16インチ（1.6ミリメートル）以内	8-1／2インチの坑径に仕上げる。

　前提条件：掘削対象岩石：一軸圧縮強度で100メガパスカルを8-1／2インチビットで掘削する場合

　室内試験や実際の地熱井掘削現場での実証試験を重ねた結果、奥会津地域の地熱井にて、坑径8-1／2インチ区間（深度1,478メートル～1,955メートル掘削区間477メートル）を1個のビットで掘り上げ、（1）掘削能率134メートル／日（目標値の111％達成）、（2）掘削寿命743メートル～1,088メートル（目標値の99～145％達成：注2）、（3）外径変化0ミリメール（目標値の100％達成）の成果を確認することが出来ました。

（注2）実証試験の岩石強度を前提条件100メガパスカルに換算して、掘削寿命を算出。

　今後、JOGMECは、より短期間で安価に掘削が可能な地熱用PDCビットの実用化を目指して、本技術開発の成果の公表や普及に努めてまいります。