دانلود پروژه فرسایش و کاربرد انواع مته های حفاری و بررسی آن در مناطق نفت خیز

اختصاصی از اس فایل دانلود پروژه فرسایش و کاربرد انواع مته های حفاری و بررسی آن در مناطق نفت خیز دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده

فرسایش در طی یک عملیات مکانیکی، بویژه در زمان حضور اصطکاک بالا پدیدهای بسیار معمول میباشد. در طی انجام یک عملیات حفاری توسط مته های مخروطی پدیدهی فرسایش ممکن است به دو صورت فرسایش در دندانه های مته و یا فرسایش یاتاقان مته باشد. در این بین از دست رفتن یاتاقان ممکن است منجر به گیر لوله ی حفاری شده و عملیات مانده یابی را ملزم سازد. علاوه بر آن افزایش هزینه های حفاری نیر به دنبال خواهد داشت. همچنین فرسایش دندانه های مته تأثیر بسزایی در سرعت حفاری و افزایش هزینه های آن خواهد داشت. در مته های الماسی تنها فرسایش در دندانه های مته میشود. تاکنون مدلهای ریاضی و آزمایشگاهی مختلفی در جهت پیشبینی میزان فرسایش مته ارائه شده است. اما با توجه به پیچیدگی ارتباط بین پارامترهای مختلف حفاری و فرسایش مته عملکرد قابل قبولی از این مدلها دیده نشدهاست. در این پروژه به بررسی انواع مته ها، کاربرد و همچنین فرسایش و سایندگی مته ها پرداخته شده است.

فهرست مطالب

فصل اول: کلیات

مقدمه.. 2

1-1-تاریخچه مته.. 4

1-2-مته حفاری... 6

1-3-پیش بینی های اولیه در انتخاب مته.. 6

1-3-1-اصل تداوم. 6

1-3-2-اصل کاربرد. 7

1-3-3-زمان لازم برای داخل و خارج کردن لوله ها 7

1-3-4-نوع طبقات زمین.. 7

1-4-طراحی مته 8

1-4-1-مته دارای دندانه فولادی تراش خورده 9

1-5-انواع مته.. 10

1-6-طبقه بندی مته ها. 10

1-6-1-مته دکمه ای.. 12

1-6-2-مته مغزه ای.. 12

1-6-3-مته الماس... 13

1-6-4-مته سنگ سخت... 15

1-6-5-مته آسیاب یا آهن تراش... 16

1-6-6- مته دندانه دراز 16

1-6-7- مته سنگ نرم. 17

1-6-8- مته دندانه ای یا مته نوک تیز. 18

1-6-9- مته مخروطی یا کاج دار 18

1-6-10-مته کاربید تنگستن.. 20

1-7- نام گذاری مته ها. 21

1-11-طبقه بندی IADC برای مته های کاج دار. 22

فصل دوم بررسی طراحی مته های حفاری

2-1- طراحی مته تیغه متحرک.... 25

2-1-1- هندسه مته. 25

2-1-2-زاویه مقطع مخروط یا کاج. 25

2-1-3-قطر و طول یاتاقان.. 26

2-1-5-اجزای برنده 30

2-1-6- یا تاقان ها 32

2-1-7-انتخاب... 35

2-2- طراحی مته های تیغه ثابت... 36

2-2-1-مته های الماس طبیعی.. 36

2-2-2-جنس بدنه. 37

2-2-3-تیغه های الماس... 38

2-2-4-آرایش تیغه ها 39

2-2-5- مقطع. 41

2-2-6-سیستم های هیدرولیک... 42

2-2-7- خلاصه ویژگیهای طراحی.. 44

2-3- ساختمان بدنة مته تیغه ثابت نوع PDC.. 45

2-3-1-جنس بدنه. 45

2-3-2-نام گذاری اجزای مختلف مته تیغه ثابت... 46

2-3-3-مصالح ساخت مته. 47

2-3-4- اجزای برشی.. 48

2-3-5- پروفایل مته. 49

2-3-6-هندسة مقطع.. 50

2-3-7-طراحی مته های الماس (PDC) 52

2-3-8- فرآیند تولید تیغة PDC.. 53

2-3-9- نحوة قرار دادن تیغه ها 55

2-3-10-آرایش تیغه ها 56

2-4-پروفایل مته های PDC.. 57

2-4-1-نحوة فرسایش مته های PDC.. 58

2-4-2-طراحی هیدرولیک... 58

2-5- طراحی مته های تیغه ثابت TSP.. 59

2-5-1- تیغه های TSP. 60

2-5-2- معیارهای طراحی.. 61

2-5-3- پروفایل.. 61

2-5-4-عمل کندن.. 61

2-5-5- طراحی هیدرولیک... 62

فصل سوم انتخاب و کاربرد مته های حفاری

3-1-راهنمایی های عملیاتی... 64

3-1-1-ملاحظات کلی.. 64

3-1-2- مته های کاج دار 66

3-1-2- مته های تیغه ثابتب... 67

3-1-3-راهنمایی های عملیاتی مته های PDC.. 68

3-1-4-شروع حفاری با متة PDC.. 68

3-1-5-تطابق شکل کف چاه با شکل متة جدید. 69

3-2- بهینه کردن حفاری در سازندهای مختلف... 70

3-3- آزمایش جهت به دست آوردن پارامترهای موثر حفاری... 70

3-4-مشکلات احتمالی و علت های آن.. 71

3-4-1- گشتاور: 71

3-4-2--فشارپمپ گل حفاری.. 72

3-4-3- سرعت حفاری.. 72

3-5- پدیدة گلی شدن مته.. 73

3-5-1-نشانه ها 73

3-5-2-نحوة تمیز کردن مته بعد از گلی شدن آن.. 73

3-6-حفاری یکنواخت با متة PDC.. 74

3-7-نوسانات در حین حفاری... 76

3-7-1-نوسان محوری.. 76

3-7-2- نوسان پیچشی.. 77

3-7-3-نوسان افقی و جانبی.. 78

3-8-حفاری با مته الماس.... 79

3-8-1-چاه تمیز. 79

3-8-2-کوچک شدن حفره پس از تعویض مته حفاری.. 81

3-8-4- کاهش اصطکاک درمته. 84

3-8-5-گذرگاه های گل حفاری.. 85

3-9-سیال حفاری... 85

3-9-1-هوا یا گاز به عنوان سیال حفاری.. 86

3-10-روش پائین بردن مته به کف چاه. 86

3-10-1-تعویض جت ها 86

3-10-2-لوله های وزنی.. 86

3-11- انتخاب سایز مته.. 87

3-11-1- مقاومت سنگ و نوع طبقات مورد حفاری.. 92

3-11-2- ‌قطر چاه مورد حفاری و نوع سیستم حفاری.. 93

3-11-3- اندازه و نوع مته مورد استفاده 94

3-11-4- میزان تیزی مته. 94

3-11-5- تمایل طبقات و چاه به انحراف از خط قائم. 94

3-12-تنظیم عوامل مکانیکی و هیدرولیکی... 94

3-13-علل تغییر فشار درحین عملیات حفاری... 95

فصل چهارم عوامل فرسایش سرمته های حفاری و راه های پیشگیری از آن

4-1-مسائل فرسودگی مته های کاج دار. 98

4-1-1-طبقه بندی IADC برای مته های تیغه ثابت... 98

4-2-مسائل حفاری با مته های الماس.... 99

4-3-ساییدگی مته های حفاری و عوامل مؤثر بر آن.. 100

4-3-1-عمر مته حفاری.. 104

4-3-2-سرعت حفاری.. 105

4-3-3-قابلیت حفاری.. 106

4-3-4-روش شاخص نرخ حفاری (DRI) 107

4-3-5-پارامترهای اجرایی.. 109

4-3-6-بار روی مته. 113

4-3-7-دور مته و سرعت چرخش.... 115

4-3-8-نوع آلیاژ بکار رفته. 118

4-3-9-سیستم فلاشینگ... 118

4-3-10-نوع سیال بکار رفته. 119

4-3-11-تأثیر دما 119

4-3-12-مسافت لغزش... 120

4-4-طبقه بندی ساییدگی در مته ها. 120

4-5-انواع آسیب دیدگی مته ها در حفاری... 123

4-5-1-کاج شکسته BK. 123

4-5-2-دندانه یا تیغه های شکسته Bt. 124

4-5-3-مته گلی شده BU.. 126

4-5-4-کاج ترک خورده CC.. 127

4-5-5- CD.. 128

4-5-6- CR.. 129

4-5-7-تداخل کاج ها CI 131

4-5-8-سایش ER.. 132

4-5-9-کاهش یکسان ارتفاع FC.. 133

4-5-10-دندانه حرارت دیده HC.. 134

4-5-11- آسیب دیدگی در اثر خرده های فلزی JD.. 135

4-5-12- افتادن کاج LC.. 136

4-5-13-افتادن نازل LN.. 137

4-5-14-افتادن کامل دندانه LT. 138

4-5-15-فرسودگی خارج از مرکز OC.. 139

6-5-16-مته جمع شده PB.. 140

4-5-17-مسدود شدن نازل ها PN.. 141

4-5-18-گرد شدن ( اندازه ) RG.. 142

4-5-19-فرسایش SS. 143

4-5-20-فرسایش TR.. 144

4-5-21- سوراخ شدن مته WO.. 145

4-5-22-فرسایش دندانه ها WT. 145

4-5-23-فرسایش No.. 146

4-5-24-شکستن باله. 146

4-5-25-قطع اتصال جوشی بین تیغه PDC و دنباله پیوندی BF. 147

4-5-26-شکستگی قسمتی از باله. 148

4-5-27-شکستگی تیغه bt. 149

4-5-28-شکستگی جزیی تیغه CT. 149

4-5-29-ورقه ورقه شدن.. 150

3-5-30-فرسایش شدید مته به ویژه بین تیغه ها ER.. 151

4-5-31-تیغه PDC حرارت دیده HC.. 151

4-5-32-افتادن کامل یا تقریباً کامل تیغه LT. 152

4-5-33-فرسایش حلقه ای روی باله RO.. 152

4-5-34-فرسایشWT. 154

نتیجه گیری... 155

منابع.. 156

فهرست اشکال

شکل 1-1- نمونه هایی از مته های الماسه. 15

شکل 2-1- افست در جهت راست برای سازند نرم. 27

شکل 2-2- زاویه محور در مته   الف) سازند سخت   ب) سازند نرم. 28

شکل 2-3- الف) سازند سخت     ب) سازند نرم. 29

شکل 2-4- مجموعه یاتاقان.. 33

شکل 2-5- مجموعه یاتاقان Roller – ball 34

شکل 2-6- نحوه عملکرد مته های مختلف... 36

شکل 2-7- خصوصیات طراحی مته الماس طبیعی و مته PDC.. 37

شکل 2-8- زاویه انحراف خلفی.. 39

شکل 2-9- زاویه انحنای جانبی.. 40

شکل 2-10- مقطع یک مته الماسه. 42

شکل 2-11- الگوی پاکلاغی عادی.. 43

شکل 3-1- وجود تراشه در چاه 65

شکل 3-2- اثر انحراف مته. 75

شکل 3-3- انواع نوساناتی که در رشته حفاری به وجود می آیند. 79

شکل 3-4- گیر لوله ها و مته حفاری توسط کنده های ریزشی.. 81

شکل 3-4- تاثیر بار روی مته در سرعت حفاری.. 89

شکل 3-5- رابطه وزن روی مته و سرعت حفاری.. 90

شکل 3-6- پاسخ سرعت حفاری به افزایش سرعت دوران.. 91

شکل 3-8- حفاری با سیالات مختلف... 93

شکل 4-1-ساییده و صاف شدن دگمه ها : (الف) نمای کلی ، (ب) نمای نزدیک... 101

شکل 4-2-ساییده وصاف شدن لبه های برنده تیغه ها : (الف) نمای کلی ، (ب) نمای نزدیک... 101

شکل 4-3-سایش در مته مخروطی.. 102

شکل 4-4-سایش بدنه مته : (الف) نمای کلی ، (ب) نمای نزدیک... 102

شکل 4-5-پوسته ماری شدن سطح روی دگمه ها : (الف) نمای کلی ، (ب) نمای نزدیک... 103

شکل 4-6- سایش گوشه ها 103

شکل 4-7-ساییدگی ملایم تیغه ها 104

شکل 4-8- رابطه بین عمر وساییدگی.. 105

شکل 4-9- تحقیق بر روی 25 نمونه آزمایش بر روی انواع مختلف سنگ... 108

شکل 4-10-مخروطی برای سازند های نرم. 111

شکل 4-11-مخروطی برای سازندهی متوسط.. 111

شکل 4-12-مخروطی برای سازندهای سخت... 112

شکل 4-13-تاثیر نوع شکل دگمه ها در نرخ حفاری.. 113

شکل 4-14-رابطه بین بار پشت مته و سرعت نفوذ مته. 114

شکل 4-15-ارتباط بین دور مته وافزایش سرعت نسبس حفاری.. 116

شکل 4-16-ارتباط بین سرعت چرخش و سرعت نفوذ مته. 117

شکل 4-17-ارتباط بین سایش مته و سرعت نفوذ بر اساس سرعت چرخش مته. 117

شکل 4-18- انواع آسیب دیدگی ها 122

شکل 4-19- تداخل کاج ها 124

شکل 4-20- تیغه های شکسته. 125

شکل 4-21- مته گلی شده BU.. 127

شکل 4-22- نمایی دیگر از مته گلی شده BU.. 127

شکل 4-23- کاج ترک خورده CC.. 128

شکل 4-24 در زمان گردش مته، وقفه هایی وجود داشته. 129

شکل 4-25- ردیف های مرکزی مته یا بدنه کاج فرسایش یافته. 130

شکل 4-26- تداخل کاج ها CI 131

شکل 4-27- نمایی دیگر از تداخل کاج ها CI 132

شکل 4-28- سایش ER.. 133

شکل 4-29- کاهش یکسان ارتفاع FC.. 134

شکل 4-30- دندانه حرارت دیده HC.. 135

شکل 4-31- آسیب دیدگی در اثر خرده های فلزی JD.. 136

شکل 4-32- افتادن کاج LC.. 137

شکل 4-33- افتادن نازل LN.. 138

شکل 4-34- افتادن کامل دندانه LT. 139

شکل 5-35- فرسودگی خارج از مرکز OC.. 140

شکل 4-36- مته جمع شده PB.. 141

شکل 4-37- مسدود شدن نازل ها PN.. 142