Design of a test bench for an innovative micro-drilling technology

Considered to be the biggest sector in the world in terms of long-term capital investments, the Oil&Gas industry is a global powerhouse which lies its growth in the research and development of new products and in the improvement of the existing ones. A view to offering the most advanced technologies has encouraged different studies in the exploration of innovative devices. Both flora and fauna have been in detail studied to be adapted as alternative low-cost solutions to the expensive traditional mechanisms. In particular, the ovipositing procedure of specific wood wasps has inspired an unconventional drilling method, called Dual Reciprocating Drilling (DRD). The aim of this thesis is to verify the feasibility and efficiency of the aforementioned alternative method through the design of a test bench which simulates environmental conditions of the process. Percussion is also introduced to assist the bio-mimetic technology to proceed in a cohesive substrate, such as rock.

L'industria dell'Oil&Gas, considerata il settore con maggiori investimenti a lungo termine al mondo, è una potenza industriale che basa la sua crescita nella ricerca e sviluppo di nuovi prodotti e nel miglioramento di quelli esistenti. Lo scopo di fornire le più avanzate tecnologie ha spinto diversi studi nell'esplorazione di dispositivi innovativi. Sia flora che fauna sono state analizzate nel dettaglio per essere adattate come alternative low-cost ai costosi meccanismi tradizionali. In particolare, il processo di deposizione delle uova di alcune specie di vespe ha ispirato un metodo non convenzionale di perforazione, chiamato Dual Reciprocating Drilling (DRD). L'obiettivo della presente tesi è di verificare fattibilità ed efficienza del metodo menzionato attraverso la progettazione di un banco di prova in grado di simulare le tipiche condizioni del processo. Un'azione percussiva è inoltre introdotta per assistere la tecnologia bio-ispirata nella penetrazione di un substrato coesivo, come ad esempio la roccia.