17063

6 گلپايگان

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1392

ض، 133ص.: مصور، جدول، نمودار

بهمن اسدي

1400/11/04

كتابنامه

مهندسي مكانيك

فني مهندسي گلپايگان

1400/11/11

6

چكيده: حفاري جهت دار نوعي از حفاري است كه در آن مسير چـاه بـر اسـاس نقشـه اي معـين و از پـيش طراحي شده، براي رسيدن به ناحيه هدف از حالت عمودي منحرف مي شود. اين نوع حفاري زماني انجام مي شود كه بنا به دلايلي هدف نهايي از محلي كه بر روي زمين شروع به حفاري مي كنـيم بـه صـورت جانبي داراي فاصله باشد. خرابي ها و شكست هاي ناشي از پديده خستگي، عمده تـرين علـت خرابـي و شكست لوله هاي حفاري در اين نوع حفاري مي باشد. طبق آماري كه در بر روي دسـتگاه هـاي حفـاري جمع آوري شده است در حدود %75از شكستهاي لوله حفاري شكست ناشـي از خسـتگي مـي باشـد. از آنجا كه شكست خستگي به طور ناگهاني صورت مي گيرد، اگر بـه موقـع تشـخيص داده نشـود صـدمات سنگيني را به رشته حفاري وارد كرده و هزينه سنگيني را به اين صنعت تحميل مي كند. در ايـن پـروژه كه بر مبناي اجزاي محدود و با استفاده از بسته نرم افزاري انسيس انجام گرفته است، ابتدا با ايجاد مـدل بدون عيب و مدل با توجه به عيوب مربـوط بـه شـرايط كـاري از لولـه حفـاري شـروع بـه شـبيه سـازي استاتيكي، براي يافتن نقطه بحراني ، ماكزييم تنش و تمركز تنش موجـود در لولـه حفـاري شـده اسـت. سپس به تعيين درصد عمر خستگي تا شكست به ازاي زوايـاي انحـراف مختلـف در تكنولـوژيي حفـاري جهتدار، با تو جه به نتايج آناليز تمركز تنش پرداخته شده اسـت. در مرحلـه بعـد بـه تعيـين حـد دوام و ماكزيمم طول ممكن از لوله حفاري زير ناحيه انحراف تا شكسـت بـه ازاي حفـاري بـا پارامترهـاي ثابـت حفاري شده است. نتايج بدست آمده با مقادير تجربي مقايسه شده و سازگاري مناسبي داشـته اسـت. در پايان راهكارهاي را براي جلو گيري از اين خسارات و افزايش طول عمر لوله حفاري ارائه مي دهيم.

Abstract: Direction drilling is a kind of drilling; wells path based on certain predesigned plan to achieve the target zone is deflected toward vertical direction. This type of drilling is performed when the ultimate objective on earth where start drilling has lateral distance for some reasons. Destructions and failures due to the fatigue phenomenon, is the most common cause of drilling pipes failures in this type drilling. According to statistics which is collected on drilling machines, about %75 of drilling pipes failures are fatigue failures. Since the fatigue failure occurs suddenly, if not diagnosed timely, it imposes heavy damages to the drill string and heavy price to the industry. This thesis is based on the finite element method using ANSYS software package. First by creating a model without any defect and defective model of drilling pipe in working condition, static simulation is done to find critical points of maximum stress and the stress concentration in the drilling pipe. Then, according to the results of analysis of stress concentration, determining the percentage of fatigue to failure life are discussed for different deviation angles of drilling pipe in the directional drilling technology. In next step, determining of durability limitation and the maximum possible length of drilling pipe under the deviation to fail zone, with considering fixed parameters for drilling is done. The results are compared with experimental values and have good compatibility. Finally some strategies to prevent mentioned kind of damages and increase the lifespan of the drilling pipe are provided. Keywords: Drill pipe - Stress concentration - Cumulative fatigue - Fatigue failure - Fatigue life - Initial drilling parameters

بهمن اسدي