بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

عنوان پروژه : تعیین وتوزیع سرعت گل حفاری در چاه ورشته حفاری

اسلاید 2 :

وزن گل معادل : عمليات حفاري اغلب شامل چندين سيال سنگين ، فشار گردش سيال و شايد فشار سطحي كاربردي درطول عمليات كنترل ضربه (kick) مي شود . كاربردهاي عملي كه مجموعه فشار و چگالي سيال را روي منشاهاي عمومي بحث مي كند ، مفيد است . در چنين محدوده وسيعي از تبديل همه فشارها به وزن گل معادل استفاده مي شود كه فشاري مشابه در سيستم استاتيكي بدون فشار سطحي توليد مي شود . فرض كنيد يك چاه ده هزار فوتي دو وزن گل دارد . اين چاه شامل 5000 ft گل 5000 ft , 9lb/gal گل 11 lb/gal است . وزن گل معادل در 10000 ft برابر 10 lb/gal است ، در صورتي كه در هيچ نقطه اي از چاه وزن گل واقعي 10 lb/gal نيست

اسلاید 3 :

معمولاً در مراحل ديگر براي تشريح وزن گل معادل ECD يا چگالي گردشي معادل استفاده مي شود معمولاً ECD فشار هيدرواستاتيكي و فشار اصطكاكي ناشي از حركت سيال را در نظر مي گيرد.برخي مهندسان حفاري در اين مورد به ECD مراجعه مي كنند . انواع بازه ها براي ضريب افزايشي ECD بين 0.1 ppg تا 0.5 ppg هستند . وزن گل معادل توسط تنظيم مجدد معادله 18.1 در شكل نشان داده شده در معادله 18.2 محاسبه شده است . كه در اين معادله EMW = وزن گل معادله بر حسب PPG يا lb/gal عدد 19.23= معكوس ثابت 0.052 در معادله 18.1 بر حسب lb/gal/psi

اسلاید 4 :

رژيم هاي جريان : اگر چه سيالات حفاري در چاه جريان دارند ، با اين حال چگونگي رفتار سيال فرق مي كند . اين رفتار اغلب رژيم جريان ناميده مي شود.بيشتر رژيم ها جريان آرام ، آشفته و گذار هستند . متاسفانه تعريف روشن هر يك از اين رژيم ها در چاه غير ممكن است . براي مثال جريان گل ممكن است داراي نفوذ آرامي باشد . اگر چه جريان نزديك ديواره لوله در حين چرخش لوله ممكن است آشفته باشد

اسلاید 5 :

جريان آرام : بيشتر رژيم جريان طبيعي در فضاي حلقوي آرام است . اين رژيم در پمپ با دبي هاي كم تا دبي هايي كه در آن شروع به آشفتگي مي كند وجود دارد . از مشخصات خوب و مفيد جريان آرام در مهندسي حفاري ، فشارهاي اصطكاكي پايين و كمترين فرسايش چاه است .

اسلاید 7 :

جريان آشفته : آشفتگي زماني رخ مي دهد كه سرعت بين لايه ها افزايش مي يابد و تنش برشي بوجود آمده از توانايي گل براي باقي ماندن در جريان آرام متجاوز مي كند .ساختار لايه اي بي نظم و آشفته شروع مي شود (شكل 3-18) معمولاً آشفتگي در رشته حفاري و اساساً در اطراف لوله هاي وزنه اتفاق مي افتد .

اسلاید 9 :

جريان گذار : متاسفانه تخمين دبي جريان در جاييكه آشفتگي اتفاق مي افتد ، مشكل است . علاوه بر اين آشفتگي ممكن است در مراحل مختلفي اتفاق افتد . تشريح اين منطقه خاكستري به عنوان مرحله گذار مناسب است .

اسلاید 10 :

مدل هاي (رياضي ) جريان :از مدل رياضي براي تشريح رفتار سيال تحت وضعيت هاي ديناميكي استفاده مي شود . اين مدل براي محاسبه فشارهاي اصطكاكي ، فشارهاي موجي و سرعت لغزش كنده هاي حفاري در سيالات استفاده مي شود . معمولاً بيشتر مدلهاي استفاده شده در صنعت حفاري نيوتني ، پلاستيك بينگهام و پاور لاو هستند .ترمهاي استفاده شده در مدلهاي گل تنش برشي و سرعت برشي هستند . آنها مي توانندتوسط دو صفحه جدا شده با فاصله ويژه با يك سيال تشريح شوند .

اسلاید 11 :

اگر بر روي صفحه بالايي نيرو اعمال شود،صفحه پاييني كه ساكن است داراي سرعت مي شود و تابعي از نيرو ، فاصله بين صفحات ، منطقه در معرض گذار و گرانروي سيال خواهد شد:

اسلاید 12 :

پلاستيك بينگهام :مدل بينگهام براي تشريح تاثير گلهاي حفاري كه به تازگي مورد استفاده قرار مي گيرد توسعه داده شده است . تئوري بينگهام به مقدار كمي تنش براي ساختار ژله اي گلها براي حركت اوليه نياز دارد .

اسلاید 13 :

كه در اين معادله تنش تسليم و گرانروي سيال است . در مراحل عملي ، حالتهاي معادله اي كه يك فشار خاص در آنها به كاربرده شده به گل حركت اوليه مي دهد . فشار گل جرياني تابعي از فشار تسليم اوليه و گرانروي سيال است . معمولاً سرعتهاي تنشي بين 300-600 rpm روي ويسكومتر اتفاق مي افتد . ويسكوزيته سيال و تنش تسليم به صورت زيرمحاسبه مي شوند :

اسلاید 14 :

كه به ترتيب در 300 rpm , 600 rpm خوانده مي شود . گرانروي سيال ، ويسكوزيته پلاستيكي (PV) ، ناشي از طبيعت پلاستيكي سيال ناميده مي شود و با واحد سنتي پويز اندازه گيري مي شود . ويسكوزيته پلاستيكي بر روي اندازه ، شكل و تجمع ذرات در سيستم گل تاثير گذار است .در اثر افزايش مواد جامد گل ، ويسكوزيته پلاستيكي نيز افزايش مي يابد . ويسكوزيته پلاستيكي خاصيتي از گل است كه بر روي بيشتر رقيق كننده هاي شيميايي تاثيرنمي گذارد و فقط با تغييردادن وضعيت يا تعداد جامدات موجود در گل كنترل مي شود.

اسلاید 15 :

پاور لاو: مدل پاور لاو بيان رياضي استانداردي است كه براي تشريح منحني هاي غير خطي استفاده مي شود . معادله سيالات حفاري در معادله 17-18 و 7-18 نشان داده شده است .
كه در اين معادله k: شاخص استحكام و n : شاخص رفتار جريان مي باشد .

اسلاید 16 :

شاخص رفتار جريان براي سيال غير نيوتني ، تشريحي مي باشد . رفتار جريان و استحكام به ترتيب از معادلات 8-18 و 9-18 محاسبه مي شوند :
(معادله 19-18 براي استفاده در تنظيم سرعت لغزش مود اندكي اصلاح مي شود )

اسلاید 17 :

تعيين فشار اصطكاك : پمپاژسيال حفاري به چيره شدن بر نيروهاي كششي اصطكاكي كه ناشي از لايه هاي سيال و ذرات جامد است نياز دارد . فشار پمپ به عنوان جمع نيروهاي اصطكاكي در سيستم تشريح گل تشريح مي شود : كه دراين معادله : Pp : فشار پمپ برحسب psi PDS : فشار اصطكاك رشته حفاري برحسب psi PB : افت فشار مته برحسب PsiPA : فشار فضاي حلقوي برحسب psi

اسلاید 18 :

افت فشار مته نه فقط از نيروي اصطكاك ، بلكه از شتاب سيال نيز نتيجه مي شود . در نتيجه اين قسمت به صورت مجزا در بخش ديگري بحث خواهد شد . معادلات تعيين فشارهاي اصطكاك بر طبق رژيم هاي جريان متفاوت است . علاوه بر اين مدل پلاستيك بينگهام ومدل پاور لاو دراين شكل فرق مي كنند . اين مدلها در بخش هاي زير توضيح داده مي شوند چون مكرراً در كاربردهاي حفاري استفاده مي شوند .در حال حاضر معادلات بر پايه سيالات نيوتني دردسترس نيستند .

اسلاید 19 :

فشار اصطكاك پلاستيك بينگهام : در ابتدا مدل پلاستيك بينگهام با محاسبه فشار اصطكاك همراه با جريان آرام استفاده مي شود . اين محدوديت ناتواني تنش هاي برشي همراه با سرعت هاي برشي بالا را بدرستي تشريح مي كند . محاسبات جريان آرام و آشفته موجود مي باشد ، زيرا به تكرار در صنعت حفاري استفاده مي شوند . سرعت سيال در رشته حفاري در معادله 21-18 تشريح شده است :

اسلاید 20 :

كه در اين معادله :V : سرعت سيال بر حسب ft/sec Q : دبي جريان بر حسيب gal/min D : قطر لوله بر حسبin فشارهاي اصطكاك براي جريان آرام به صورت زير محاسبه مي شود :

در متن اصلی پاورپوینت به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر پاورپوینت آن را خریداری کنید