بیا تو پروژه

چکيده :

براي استخراج هر ماده معدني موجود در طبيعت به نحوي بايد از حفاري استفاده کرد. با توجه به اينکه براي بدست آوردن نفت نيز از نوعي سيستم حفاري استفاده مي­شود, در ابتدا به بررسي کلي انواع روش­هاي حفاري, بويژه روش­هاي استخراج نفت پرداخته مي­شود. در ادامه سکوي حفاري, مخصوصا لوله کارگر و اجزاي مرتبط با آن مورد بررسي قرار مي­گيرد و نحوه کارکرد, شرايط کاري, آسيب­هاي وارده ممکن و ساير موارد مرتبط با آن ارائه مي­گردد.

در ادامه مفاهيم کلي و اصول خستگي به بحث گذاشته مي­شود و به طور کلي به بررسي دلايل خستگي, انواع آسيب­هاي خستگي و روش­هاي کاهش اثرات مخرب اين پديده بر روي قطعات و ماشين­ها پرداخته مي­شود. همچنين راه­هايي نيز براي افزايش مقاومت خستگي مواد پيشنهاد مي­شود. در انتها نيز معيارهاي مختلف در بررسي خستگي ارائه مي­گردد.

با توجه به تأثيري که زواياي رول يا پيچ يک کشتي حفاري در خمش لوله کارگر و اولين عضو رشته لوله حفاري دارند, در اين قسمت آسيب­هاي خستگي مضاعف اجزاء که به دليل تنش­هاي متناوب ايجاد مي­شود مورد محاسبه قرار مي­گيرد. راه­هايي نيز براي پيش­گيري از شکست به دليل خستگي ارائه مي­گردد. همچنين تغييرات تنش متناوب که به دلايل آب و هوايي، حرکات لوله کارگر, جابجايي قلاب, حرکات سکوي حفاري و عوامل ديگر ايجاد مي­شود به صورت کامل مورد بررسي قرار مي­گيرد. روش­هايي نيز براي ساده­سازي و حل پيچيدگي­هاي موجود پيشنهاد مي­شود و اثرات اين ساده­سازي­ها نيز بررسي مي­شود.

فصل اول:بررسي انواع روش هاي حفاري

مقدمه..............................................................................................................2

1-2)تاريخچه حفاري.......................................................................................................3

1-3) عوامل موثر در حفاري.....................................................................................4

1-3-1) متغيرهاي غير وابست....................................................................................4

1-3-1-1) خواص فيزيكي و مكانيكي سنگ ­ها...............................................................4

1-3-2) متغير هاي وابسته..........................................................................................4

1-3-3) متغير هاي جانبي.............................................................................................5

1-4) انواع چاه و سگ پا..............................................................................................5

1-5) سيال حفاري.........................................................................................................6

1-5-1) موارد استفاده از سيال حفاري.......................................................................6

1-5-2) انواع سيالات حفاري.....................................................................................7

1-6) روش هاي حفاري.................................................................................................7

1-6-1) حفاري مكانيكي.............................................................................................7

1-6-2) حفاري حرارتي................................................................................................8

1-6-3) حفاري آبي..................................................................................................8

1-6-4) حفاري لرزشي..................................................................................................8

1-6-5) حفاري شيميايي................................................................................................8

1-6-6) حفاري الكتريكي.................................................................................................8

1-6-7) حفاري ليزري.....................................................................................................9

1-6-8) ساير روش ها...................................................................................................9

1-7) علت استفاده از روش ­هاي نوين حفاري......................................................................9

1-8) حفاري مكانيكي – چرخشي.....................................................................................10

1-9) نکات مهم در مورد حفاري چرخشي.......................................................................10

1-9-1) بار روي مته........................................................................................................10

9-2) تيزي مته....................................................................................................................10
1-9-3) اندازه مته.........................................................................................................11
1-9-4) جنس مته..........................................................................................................11
1-9-5) سرعت دوراني مته..............................................................................................11
فصـل دوم: لوله کارگر
2-1) مقدمه...................................................................................................................15
2-2) موارد کاربرد رشته لوله­ هاي حفاري.......................................................................15
2-3) مهم ترين اجزاء رشته لوله هاي حفاري...................................................................17
2-3-1) هرز گرد........................................................................................................17
2-3-2) لوله  كارگر.......................................................................................................17
2-3-3) لوله حفاري............................................................................................................17
2-3-4) لوله وزين.........................................................................................................17
2-3-5) اجزاي اتصالاتي..................................................................................................17
2-4) لوله كارگر.................................................................................................................19
2-4-1) شير يك طرفه لوله كارگر....................................................................................19
2-4-2) لوله کارگر.......................................................................................................19
2-4-2-1)تبديل بالاي لوله كاگر .....................................................................................20
2-4-2-2) تنه اصلي لوله کارگر .....................................................................................20
2-4-2-3) تبديل پايين لوله كاگر .................................................................................22
2-4-3) تبديل محافظ زيرين لوله كارگر.......................................................................22
2-5) بوشينگ محرك لوله كارگر و بوشينگ اصلي..........................................................22
2-5-1) بوشينگ اصلي......................................................................................................22

2-5-2) بوشينگ محرك لوله كارگر................................................................................23
2-6) انواع مقاطع لوله كارگر...........................................................................................24
2-6-1) لوله كارگر با مقطع مربع شکل.......................................................................24
2-6-2) لوله هاي كارگر با مقطع شش ضلعي................................................................25
2-7) معيارهاي مهم در انتخاب مقاطع شش ضلعي و يا مربعي شکل....................................27
2-8) روش هاي افزايش عمر لوله هاي کارگر................................................................31
2-8-1) ماشين کاري مجدد.......................................................................................31
2-8-2) تعويض دو انتهاي لوله کارگر.......................................................................32
2-9) فاكتور هاي مؤثر در سرعت خوردگي....................................................................33
2-9-1) ميزان فعاليت يون هيدروژن................................................................................33
2-9-2) سرعت جريان سيال حفاري.............................................................................33
2-9-3) درجه حرارت..................................................................................................33
فصل سوم:  مفاهيم و اصول خستگي
3-1) مقدمه....................................................................................................................38
3-1-1) مختصري از تاريخچه.......................................................................................38
3-1-2) مفهوم خستگي..................................................................................................39
3-2) تست استاندارد خستگي............................................................................................39
3-3) انواع گسيختگي و مکانيزم رشد ترک.................................................................43
3-3-1) انواع ترک........................................................................................................43
3-3-2) بررسي انواع گسيختگي......................................................................................44
3-3-3) بررسي نحوه رشد ترک.....................................................................................45
3-4) حد دوام................................................................................................................46
3-5) عوامل مؤثر بر روي حدّ دوام................................................................................50
3-5-1) تأثير عمليات سردکاري....................................................................................50
3-5-2) تأثير تنش بيش از حد.......................................................................................50
3-5-3) اثر فركانس....................................................................................................51
3-5-4) اثر دما..............................................................................................................52
3-5-5) خستگي خوردگي............................................................................................53
3-5-6) تأثير تنش هاي پسماند.........................................................................................56
3-5-7) تأثير پرداخت سطحي..........................................................................................56
3-6) خستگي تحت تنش هاي مركب..................................................................................56
3-7) خستگي و تمركز تنش..............................................................................................58
3-8) روش­ هاي كاهش تأثيرات مضر تمركز تنش.............................................................61
3-8-1) پخ زدن..............................................................................................................61
3-8-2) کاهش سفتي عضو جانبي......................................................................................61
3-8-3) سردکاري.........................................................................................................62
3-8-4) عمليات حرارتي.....................................................................................................62
3-8-5) پوليش کاري.........................................................................................................62
3-8-6) استفاده از پوشش محافظ.......................................................................................63
3-8-7) پرداخت سطحي..................................................................................................63
3-10) آسيب تجمعي.......................................................................................................65
فصل چهارم: خستگي لوله کارگر و لوله حفاري
4-1- مقدمه...................................................................................................................74
4-2) بررسي زواياي رول و پيچ.........................................................................................75
4-3) سيستم ايده آل...........................................................................................................78
4-4) اطلاعات تجربي قابل دسترس در مورد خستگي لوله حفاري...........................................79
4-5) عوامل موثر بر خستگي..........................................................................................81
4-5-1) تأثير کشش محوري...............................................................................................81
4-5-2) تأثير خستگي خوردگي..........................................................................................81
4-6) آسيب تجمعي به خاطر زاويه رول يا پيچ....................................................................82
4-6-1) آسيب تجمعي به خاطر زاويه رول يا پيچ با دامنه ثابت...................................................82
4-6-2) آسيب تجمعي به خاطر زاويه رول يا پيچ با دامنه متناوب................................................83
4-7) لوله حفاري...............................................................................................................85
4-8) لوله کارگر.............................................................................................................88
4-8-1) قسمت شش ضلعي لوله کارگر.............................................................................88
4-8-2) قسمت مدور لوله کارگر............................................................................91
4-8-3) بوشينگ دوار لوله کارگر.......................................................................................94
4-9) معادلات محاسبه تنش خمشي...................................................................................96
4-10) محاسبات آسيب خستگي تجمعي..........................................................................97
4-11) کاربرد روابط گذشته در تعيين عمر لوله کارگر......................................................104
4-11-1) محاسبه ممان اينرسي لوله کارگر .................................................................104
4-11-2) محاسبه تنش خمشي ماکزيمم...........................................................................106
4-11-3) محاسبه کشش در لوله کارگر........................................................................108
4-11-4) بدست آوردن حد دوام......................................................................................109
4-11-4-1) ضريب سطح..................................................................................................109
4-11-4-2) ضريب اندازه................................................................................................109
4-11-4-3) ضريب بار.....................................................................................................110
4-11-4-4) ضريب درجه حرارت....................................................................................110
4-11-4-5) ضريب اثرات گوناگون.................................................................................110
4-11-5) محاسبه آسيب خستگي تجمعي..........................................................................110

نتايج:..............................................................................................................................118

نتيجه گيري و پيشنهادات..................................................................................................118

پيشنهادات:.....................................................................................................................119

فهرست منابع و مأخذ........................................................................................................120