پایان نامه بررسی دکل های حفاری در صنایع نفت

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه بررسی دکل های حفاری در صنایع نفت دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

این فایل در قالب ورد و قابل ویرایش در 295 صفحه می باشد.

پایان نامه بررسی دکل های حفاری در صنایع نفت

فهرست

• مقدمه
• شرح عملیات حفاری
• بخش اول
• دکل‌های حفاری دریایی
• تاریخچه دکل‌های دریایی
• تقسیم بندی دکل‌های حفاری
• دکل هایی که در کف دریا قرار می‌گیرند
• Submersible Rigs
• Jack up Rigs
• Fixed Jacketed Structure (Platform Rigs)
• Compact Rig (Self Contained Platform)
• Drilling Tender
• دکل‌های شناور
• Drill Ship
• Semisubmersible
• عوامل مؤثر بر انتخاب دکل حفاری
• انتخاب نوع دکل برای چاه‌های اکتشافی
• انتخاب نوع دکل برای چاه‌های توسعه‌ای
• انواع Jack Up
• Jack Up با پایه‌های مستقل
• Jack Up با پایه‌های وابسته
• تقسیم بندی اجزاء Jack Up
• بدنه
• محل زندگی کارکنان
• مخازن
• مخازن گل
• مخازن (Preload Tanks) Preloading
• مخازن آب شیرین
• مخازن آب حفاری
• مخازن ذخیره سوخت
• مخازن سوخت مصرفی روزانه
• مخازن روغن
• مخازن جمع آوری آب‌های سطحی
• مخازن نگهداری مواد اولیه
• محل فرود هلی کوپتر
• جرثقیل
• تجهیزات مخابراتی
• تجهیزات مخابراتی برای ارتباط با خارج
• E.P.I.R.B
• Marine VHF Radio
• Aircraft Radio Beacon Transmitter
• Watch Reciever
• Satellite Communication System
• Telex, Facsimile
• Navtex
• سیستم‌های مخابراتی داخل دکل حفاری
• پایه‌ها
• اتصالات پایه‌ها
• مکانیزم حرکت پایه ها
• سیستم هیدرولیکی
• سیستم دنده شانه‌ای
• مکانیزم نصب و ثابت کردن پایه‌ها به بدنه Jack Up
• سیستم Rack Chock
• سیستم Leg Guide Chock
• سیستم Shimming
• بخش دوم
• دکل‌های حفاری خشکی
• حفاری روتاری با گل
• حفاری روتاری با هوا
• روش حفاری کف چاهی
• حفاری با جریان معکوس
• اجزا اصلی دستگاه حفاری روتاری
• دستگاه مولد نیرو
• جعبه انتقال نیروی زنجیری
• میز دوار
• وینچ ها
• قرقره اصلی کشش
• قرقره گل‌کشی
• قرقره مخروطی
• دکل
• سیستم سیال در گردش
• تجهیزات کمکی
• هرزگرد (لولای پاشنه گرد)
• کلی
• اتصالی کلی
• شلنگ
• شلنگ هرزگرد
• شلنگ لوله ثابت
• شلنگ مکنده
• لوله گیر (انگشتانه)
• توپک بالابر (سوزن کش ـ جدارکش)
• مجموعه بالابر
• الواتور (بالابر)
• مجموعه حفاری (رشته ابزار، ستون ابزار)
• سوزن حفاری (لوله حفاری)
• انتخاب مجموعه ابزار آلات حفاری روتاری
• بخش سوم
• اجزای دکل های حفاری
• فصل اول ـ سیستم قدرتPower System
• محرکهای اولیه
• محرکها
• رانشگر مکانیکی
• محرک دیزل الکتریکی
• چیدمان دکل حفاری
• فصل دوم
• سیستم بالابر
• معرفی
• زیر ساختار
• رده‌بندی بار دکل‌ها
• ارتفاع دکل
• وینچ اصلی
• طبلک فرعی و کت شافت
• سیستم ترمز
• سیستم انتقال
• بلوکها و کابلهای حفاری
• بلوک تاج
• بلوک انتقال
• کابل حفاری
• انداختن کابل درقرقره‌ها
• نگهداری
• فصل سوم ـ سیستم گردشی یا دورانی
• Rotating System
• معرفی Introduction
• مفصل گردان Swivel
• محرک فوقانی Top Drive
• لوله چهارپر Kelly
• خصوصیات کلی
• شیرهای اطمینان لوله چهارپر
• شیر اطمینان فوقانی لوله چهارپر
• شیر اطمینان پایینی لوله چهارپر
• تبدیل محافظ کلی
• میز گردان The Rotary Table
• چرخ دنده محرک: Drive Spocket
• رشته حفاری Drill String
• لوله حفاری Drill Pipe
• اتصال لوله Tool Joints
• وزنه‌ها یا غلافهای حفاری Drill Collars
• مته‌ها Bits
• مته‌های مخروطی دوار Roller Cone Bits
• مته‌های دارای برنده ثابت
• مته‌های فشرده الماس پلی کریستالین
• قطر چاه
• فصل چهارم
• سیستم جریانی و گردشی
• معرفی Introduction
• سیال حفاری Drilling Fluid
• گلهای مایع Liquid Muds
• هوا، گاز و کف Air, Gas, and Foam
• مخازن گل حفاری Mud Tanks
• پمپ‌های گل Mud Pomps
• سیکل و گردش گل حفاری
• گاززداها Degassers
• فصل پنجم
• تجهیزات کنترل چاه
• فوران گیرها Blowout Preventers
• فوران گیرهای حلقویAnnular Preventers
• فوران گیریهای مسدود کنندهRam Preventers
• اکومولاتورها Accumlators
• چوکها یا کاهنده‌ها Chokes
• منیفولدهای کاهنده Choke Manifolds
• جداکننده گاز و گلMud-Gas Separator
• فصل ششم
• تجهیزات کمکیAuxiliaries
• معرفی Intruduction
• ژنراتورهای الکتریکیElectric Generators
• کمپرسورهای هواAir Compressors
• تجهیزات و ابزارهای کنترل حفاریDrilling Instruments
• سایر امکانات و تجهیزاتOther Facilities
• فصل هفتم
• ظرفیتهای مورد نیاز
• ساخت داخل
• بخش 4
• دستگاه تاپ درایو
• مقدمه
• میز گردان
• اجزاء تشکیل دهنده حفاری به روش RT
• دکل (Rig)
• بلوک تاج (Crown Block)
• بلوک متحرک (Traveling Block)
• کابل‌های بکسل یا حفاری (Drilling Lines)
• مفصل گردان (Swivel)
• کلی (Kelly)
• شیرهای اطمینان (Kelly Cock)
• بوش کلی (Kelly Boushing)
• میز گردان (Rotary Table)
• معایب حفاری به روش میز گردان (RT)
• ایمنی
• مدت زمان حفاری
• طول عمر لوله حفاری
• مزیت‌های حفاری به روش RT
• محرک فوقانی (Top Drive)
• معرفی تاپ درایو
• تاریخچه کاربرد تاپ درایو در صنعت حفاری ایران
• اجزای تاپ درایو
• قوای محرکه (Motor Drive)
• مفصل گردان (Swivel)
• محور خنثی کننده گشتاور معکوس (Torque Tube)
• مکانیزم حمل کننده لوله (Pipe Handler)
• نحوه عملکرد حمل کننده لوله
• عملکرد تاپ درایو
• مزایای تاپ درایو
• کاهش زمان حفاری
• برخورداری از دوران معکوس
• ایمنی
• تأمین نوع حفاری
• کنترل اتصال و انفصال لوله ها
• برقراری سریع تر جریان پمپ
• افزایش عمق حفاری
• کاهش هزینه ها
• معایب تاپ درایو
• تنوع تاپ درایو
• تقسیم‌بندی برحسب نوع نصب
• تاپ درایو ثابت
• تقسیم‌بندی برحسب نوع نیروی محرکه
• مزایای استفاده از نیروی محرکه AC
• معایب استفاده از نیروی محرک AC
• سازندگان معتبر تاپ درایو در جهان
• بخش 5
• پمپ گل
• معرفی
• عملکرد سیستم گل سطحی
• سیستم مکش گل
• هد مثبت
• مخازن گل
• پمپ‌های سوپر شارژ گریز از مرکز
• پدیده ارتعاشات و ضربه در پمپ
• ضربه عملیاتی
• ضربه هیدرولیکی
• سیستم تخلیه
• ضربان فشار سیال
• دمپرهای ضربان تخلیه پرشارژ (Percharged)
• اجزاء پمپ و تئوری عملکرد آن
• پیستون
• پکینگ میله‌ها (Rod Packing)
• انواع پکینگ‌ها
• روان کاری میله (Rod)
• روغن دیزل موتورهای دیزلی
• روغن حل شدنی
• بخش 6
• گل حفاری و تجهیزات تصفیه آن
• سیالات حفاری
• مایعات
• گلهای روغنی (اساس ترکیبات نفتی)
• گلهای امولسیونی (اساس آب)
• گازها
• سیستم چرخش سیال حفاری
• کنترل ذرات جامده همراه با گل
• کنترل ذرات جامد در گلهای بدون وزن(unweighted musds)
• کنترل ذرات جامد در گلهای وزن‌دار(weighted muds)
• کنترل ذرات جامد و میزان آب در گلهای روغنی
• تجهیزات کنترل ذرات جامد
• FLO-LINE PRIMER
• FLO-DIVIDER
• SHAKER
• هیدروسیکلونها
• بالانس هیدروسیکلون‌ها
• مساله feed header
• مساله over flow header
• نکاتی در مورد نحوه کار با هیدروسیکلون‌ها
• انتریفوژها(Decanting Centrifuges)
• بخش هفتم
• لوله‌های حفاری
• مقدمه
• لوله حفاری (Drill Pipe)
• مشخصات فنی لوله حفاری
• جنس و مواد
• ترکیب شیمیایی
• خصوصیات مکانیکی
• ابعاد و وزن
• قطر
• ضخامت دیواره
• وزن
• طول لوله
• کوپلینگ‌ها
• خصوصیات فیزیکی
• کوپلینگ‌های معمولی
• کوپلینگ‌های ترکیبی
• کوپلینگ‌های کاهنده
• طبقه‌بندی و مشخصات لوله‌های حفاری
• هدف
• ‌مقاومت لوله‌های حفاری
• خستگی
• سرویس‌های تحقیقاتی درباره لوله‌های حفاری
• تحقیقات نوری
• القاء مغناطیسی ـ اندازه نشتی جریان
• روش اشعه گاما
• عملیات حرارتی
• Group1
• Group3
• بستهای لوله
• تاریخچه گسترش بست‌های لوله حفاری
• گونه‌های منسوخ شده
• اتصالات پیچشی
• اتصالات جوش دستی
• اتصالات دوگیره‌ای
• غلافهای حفاری
• مشخصات
• اندازه
• خصوصیات فیزیکی
• قطر داخلی
• اتصالات
• وزن‌ها
• شیارهای کاهنده فشار
• انتخاب اتصالات
• بخش هشتم
• مته‌های حفاری
• مقدمه
• مته‌های حفاری چرخشی
• مته‌های مخروطی چرخشی(Roller cone Bits)
• مته‌های دندانه فولادی
• مته‌های اینزرتی کاربید تنگستن
• مته‌های با تیغه ثابت (Fix cutter)
• مته‌های با الماس طبیعی
• مته‌های PDC
• مته‌های TSP
• مته‌های کاربرد ویژه
• مته تک مخروطی
• مته دو مخروطی
• مته مغزه برداری (Coring bits)
• درجه بندی مته‌های حفاری
• بخش نهم
• نظر اجمالی بر مراحل طراحی
• شرایط عملیاتی
• شرایط محیطی
• طراحی پی
• طراحی سازه‌ای
• مراحل عمدة ساخت سازة دریایی ثابت
• مرحله مقدماتی
• مرحلة طراحی
• مرحلة ساخت
• منابع

مقدمه

از آنجا که نفت و گاز، به طور عادی در سطوح زیرین زمین پیدا می‌شوند، وسایل و تجهیزات خاصی برای یافتن و استخراج آنها به سطح زمین باید مورد استفاده قرار بگیرند. حفاری در حدود هزاران فوت در زمین، انتقال ذرات و سنگهای جدا شده از ساختار درونی زمین، حفاظت چاه از ریزش به داخل، یافتن لایه خاص و مشخصی که نفت و گاز احتمالاً در آن به دام افتاده‌اند، و تهیه تجهیزات لازم برای بیرون کشیدن نفت و گاز به سطح، به مهارت و خبرگی قابل ملاحظه، آزمایشگاه و تجهیزات و وسایل نیاز دارد. تجهیزات اولیه در این فرآیند، دکل حفاری چرخشی به همراه مولفه‌ها و بخشهای آن می‌باشد. یک دکل حفاری چرخشی چه روی زمین با روی دریا و سکوی دریایی نصب شده باشد، می‌تواند به عنوان کارخانه طراحی شده‌ای برای تولید فقط یک محصول یعنی یک چاه نفت یا همانطور که در تجارت Hole نامیده می‌شود در نظر گرفته شود. از آنجائیکه پس از حفر چاه و رسیدن به نفت یا گاز مورد نظر دیگر نیازی به دکل حفاری نمی‌باشد، لذا می‌بایست دکل را بصورت پرتابل و قابل حمل ساخت و یا پس از اتمام عملیات حفاری اعضا و قطعات آن را از یکدیگر جدا کرد و انتقال داد. قابل حمل بودن دکل، قابلیت حفاری و یا ایجاد چاه توسط آن را محدود نمی‌سازد، قابلیت حمل سریع تر و ساده تر، دکل را با ارزشتر و مؤثرتر می‌سازد بطوری که می‌توان از آن بیشتر استفاده نمود. علت اینکه یک دکل باید قابل حمل و پرتابل باشد، آن است که هر مؤلفه و جزئی بتواند به اجزاء کوچک تقسیم گردد و از راه خشکی توسعه کامیونها، هواپیماهای باری یا هلیکوپترها، و یا با یدک کشیدن در دریا به محل جدید عملیات تغییر مکان یابد.

شرح عملیات حفاری (Drilling)

حفاری عبارت است از انرژی دادن به لایه‌های زمین جهت جدا کردن ذرات آن از یکدیگر، نفوذ در آن و انتقال ذرات جدا شده به سطح که این انرژی معمولاً به سه روش ذیل اعمال می‌شود:

• برش
• سایش
• شکست

میزان سختی بستر زمین و اجزاء آن تعیین‌کننده استفاده از هرکدام ازاین روش‌ها در حفاری می‌باشند، هر یک از این روش‌ها نیازمند ابزاری خاص بوده و در تمام آنها اعمال انرژی به صورت چرخاندن ابزار صورت می‌گیرد. در هر فرآیند حفاری چهار عمل اساسی بشرح ذیل انجام می‌گیرد.

• حرکت دادن و بیرون آوردن ذراتی که از زمین بر اثر حفاری جدا می‌شود.
• خنک‌سازی سر مته و انتقال حرارت ناشی از اصطکاک مته.
• حفظ دیواره‌های حفاری و جلوگیری از ریزش آنها.
• کم کردن اصطکاک بین ابزار و زمین در طول عملیات حفاری.

با توجه به موارد ذکر شده و وجود عمق‌های زیاد، جهت عملیات بهتر حفاری تجهیزاتی ابداع شده و به مرور زمان تکامل پیدا نموده است. در هر عملیات حفاری نیازمند به یک واحد قدرت جهت اعمال نیروی قائم و تامین حرکت چرخشی برای ابزار برش می‌باشیم که بعداً به شرح مفصل تر این بخش خواهیم پرداخت. در حین عملیات حفاری یا Drilling همانطور که قبلاً هم اشاره شد لزوم خنک کاری ابزار برش، خروج ضایعات حفاری و حفظ مسیر حفر شده به منظور ادامه عملیات غیرقابل اجتناب می‌باشد. برای این منظور از ماده‌ای به نام گل حفاری (Drilling Mud) استفاده می‌شود. این ماده با فشار پمپ (که این فشار گاهی تا Psi5000 می‌رسد) و از طریق لوله‌های حفاری وارد چاه شده و با نفوذ تا اعماق چاه و خنک کردن مته حفاری از لوله خارج و از حد فاصل بین لوله و جداره چاه به سمت بالا حرکت و با محکم کردن جداره‌های چاه ذرات سنگ و خاک را از چاه خارج می‌نماید. گل حفاری سپس طی یک فرآیند تصفیه و بازآوری شده و مجدداً جهت پمپاژ به داخل چاه آماده می‌شود.

پایان نامه نقش سیال حفاری در کاهش هزینه ها

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه نقش سیال حفاری در کاهش هزینه ها دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

این فایل در قالب ورد و قابل ویرایش در 107 صفحه می باشد.

پروژه دوره کارشناسی معدن

پیش گفتار

امروزه علم سیال شناسی و نیز مهندسی گل وسعت وگستردگی زیادی پیدا کرده است بطوریکه در حال حاضر این رشته به صورت تخصصی و فنی در مقاطع دکتری تحت عنوان مهندسی گل تدریس می شود .

در طی عملیات حفاری چه در صنایع نفت و چه در صنعت معدنکاری مهمترین عوامل و فاکتورها در رسیدن به اهداف از پیش تعیین شده سیال حفاری می باشد زیرا با توجه به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی که هر یک از سیالات دارند به پیشرفت عملیات کمک شایانی می کنند . به عنوان مثال از طریق گل می توان به نوع سازند زمین شناسی که در حال حفر شدن است پی برد و یا از بروز اتفاقات بسیار مخرب و خطرناک همچون فوران چاه جلوگیری کرد .

اولین چاه نفتی مربوط می شود به ژوئن سال 1859 که در کنار یک چشمه نفتی در پنسیلوانیا حفر شد و در 27 اوت همان سال در عمق 21 متری به نفت رسید . این چاه توسط شخصی به نام ادوین دریک حفر شد و او اولین کسی بود که نفت را از چاهی که با وسایل مکانیکی ساده حفر شده بود استخراج کرد . به نوعی می توان گفت که جرقه ایجاد صنعت گل از همان سالها زده شد و تا به حال پیشرفت و ترقی قابل توجهی نموده است .

در چاه های نفتی به علت عمق زیاد و وجود فشارهای ئیدروستاتیکی بالا و نیز

فشارهای زمین ایستایی (over burden pressure ) باید از سیالاتی استفاده کرد که چندین خواص شیمیایی مختلفی داشته باشند تا بتوان از این سیال برای چندین هدف مختلف استفاده کرد به عنوان مثال باید وزن آن توانایی کنترل طبقات را داشته باشد و یا بتواند به خوبی متة حفاری را روغنکاری و خنک کند و نیز به مخزن نفتی ما آسیبی نرساند و راحت بتواند توسط پمپ های گل ، پمپ شود یا به عبارتی دیگر گرانروی آن به اندازه ای باشد که فشار به پمپ های گل وارد نسازد .

گل های حفاری از طریق پمپ به رشته لوله های حفاری وارد می شود و با سرعت بسیار زیاد از سر نازل های مته به درون چاه می ریزد و از فضای بین رشته لوله  حفاری و دیوارة چاه ( فضای آنالوس ) به سطح زمین منتقل می شود . وقتی که گل به سطح زمین می رسد گل قبل از بازگشت به مدار بررسی سرندهایی ریخته می شود که توسط آن ها ذراتی که در اثر حفاری سازند وارد گل شده اند خارج می شود . این سرندها بر اساس اندازة ذرات ، مش بندی شده اند . به عنوان مثال برای جدا کردن ، ذرات رس بر روی سرندی به نام shale shaker ریخته می شود و بعد در تانکی به نام mud tank ذخیره می شوند . بر اساس ترکیباتی که دارد تصفیه می شود و مجددا به

مدار گردش گل باز می گردد .

 از روی ترکیباتی که گل زمان خارج شدن از چاه دارد می توان تا حدود زیادی به مطالبی پیرامون چاه پی برد از آن جمله می توان از میزان گاز درون گل و یا میزان آب گل حفاری و نیز نوع جامداتی که در آن وجود دارند به اطلاعاتی هرچند مختصر ولی بسیار مهم پی برد .

با توجه به مطالبی که ذکر شد به خاطر اهمیت و حساسیتی که این مقوله دارد تلاش های بسیاری برای پیشرفت این صنعت می شود .

در این تحقیق سعی شده است  انواع سیالات حفاری معرفی شود و همچنین نقش کلیدی هر یک از آن ها در طی عملیات حفاری تعیین شود تا با استفاده از هر یک از آن ها در زمان مشخص بتوان هزینه های حفاری را کاهش دهیم و راندمان عملیات را بالا ببریم .

همچنین در پایان این تحقیق پروژه های عملی و اجرا شده ای که با مؤفقیت به اتمام رسیده اند آورده شده است تا نمونة عملی خوبی برای اجرای هر چه بهتر عملیات حفاری به دست متخصصان باشد .

-1 مقدمه

سیال حفاری به گاز ، مایع و یا گلی که در سیستم حفاری جریان دارد گفته می شود . سیال های حفاری که اساسا برای ایجاد ایمنی ، بالا بردن بازدهی ، کارآیی و افزایش بهره وری اقتصادی در حفاری به ویژه حفاری چاه های نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند به طور کلی به سه گروه گازها ، مایعات و گل حفاری تقسیم می شوند . هر یک از انواع سیالات حفاری دارای مزایا و محاسنی می باشند بنابراین انتخاب بهترین و کارآترین سیال حفاری به عوامل چندی بستگی دارد . برای انتخاب بهترین و مناسب ترین سیال حفاری می توان تمامی فاکتورهای مؤثر را مشخص نموده و به هر یک از آنها بر اساس یک سیستم امتیاز دهی به هر یک از این فاکتورها امتیازی را نسبت داده و در نهایت بر اساس مجموع امتیازات حاصله از تاثیر فاکتورهای مختلف سیال بیشترین امتیاز را به عنوان مناسب ترین سیال حفاری انتخاب کرد . فاکتورهای موثر بر عملیات حفاری شامل نوع و روش حفاری ، نوع و جنس لایه های سنگی ، حمل و نقل، میزان هزینه و تاثیر بر روی محیط زیست می باشند .  

فهرست مطالب

عنوان                                                                              صفحه

پیش گفتار                                                                            1

فصل اول : سیال حفاری

1-1 مقدمه                                                                            4

1-2 هرزروی سیال حفاری                                                         5

1-3 انواع سیالات حفاری                                                           7

      1-3-1 گازها                                                                   7

              1-3-1-1 معایب سیالات گازی                                       8

              1-3-1-2 محاسن سیالات گازی                                      9

      1-3-2 مایعات                                                                 10

              1-3-2-1 موارد استفاده از آب                                       11

      1-3-3 ذرات کلوئیدی                                                         12

      1-3-4 گل حفاری                                                             12  

      1-3-4 امولوسیون هیدروکربن های نفتی در آب                           12

      1-3-5 ترکیبی از دو نوع سیال حفاری                                     12

عنوان                                                                              صفحه

1-4 سیال حفاری پایه روغنی                                                      13

1-5 سیال حفاری پایه آبی                                                           14

1-6 سیال حفاری پایه سنتزی                                                       15

فصل دوم : گل حفاری

2-1 انواع گل های حفاری                                                           16

      2-1-1 گل های روغنی                                                        16

      2-1-2 گل های امولوسیونی پایه آبی                                         17

      2-1-3 گل های امولوسیونی پایه نفتی                                        18

      2-1-4 گل های رسی                                                          19

2-2 وظایف گل حفاری                                                              20  

     2-2-1 تمیز کردن چاه                                                          21

     2-2-2 خنک کاری                                                              24

     2-2-3 روان کردن                                                              25

     2-2-4 پر کردن منافذ                                                           26

     2-2-5 کنترل فشار                                                              27

عنوان                                                                              صفحه

2-2-6 معلق نگه داشتن                                                            28 

2-2-7 ترخیص شن                                                                29

2-2-8 تحمل وزن لوله های حفاری                                              30

2-2-9 دریافت اطلاعات                                                           31

2-2-10 انتقال توان هیدرولیک پمپ ها به مته                                  32

2-3 بنتونیت                                                                         33

2-4 تهیه گل بنتونیتی                                                               34

2-5 فوائد استفاده از گل حفاری در چاه های نفتی                               35

2-6 افزودن ملاس                                                                  36

2-7 انواع رس                                                                      38

2-8 تعیین ماهیت رس                                                             39

2-9 ذرات کلوئیدی                                                                 40

فصل سوم : تینر                                                            

3-1 انواع تینر                                                                      41

     3-1-1 تینرهای معدنی                                                        42

عنوان                                                                              صفحه

3-1-2 تینرهای آلی                                                                44

3-2 مهمترین تینرهای ساخته شده                                                46

فصل چهارم : حفاری بوسیله هوا

4-1 حفاری تحت تعادل                                                            48

4-2 روش های حفاری با هوا                                                     50

     4-2-1 روش تر                                                               50     

     4-2-2 روش خشک                                                           51

فصل پنجم : سیال حفاری هزینه ها را تا 10%

               در هر فوت کاهش می دهد 

5-1 مقدمه                                                                           52

5-2 زمینه میدان                                                                    54

5-3 انتخاب مته و هیدرولیک                                                     55

5-4 مایع حفاری                                                                    56

5-5 نتیجه استفاده از سیال حفاری                                                59

5-6 بالا بردن rop                                                                62

عنوان                                                                              صفحه

5-7 خلاصه کارهای انجام شده                                                   63

5-8 نتیجه                                                                           65

فصل ششم : تصفیه گل حفاری                                                   

6-1 مقدمه                                                                           66

6-2 سیستم های تصفیه گل حفاری                                                68

    6-2-1 سیستم solid control                                                69

    6-2-2 سیستم zero discharge                                           71

6-3 بازیافت گل های حفاری                                                      72

6-4 کاهش حجم پسماند                                                            74 

6-5 به حداقل رساندن حجم باطله به کمک نرم افزار                           75                                                

6-6 به حداقل رسانی حجم باطله توسط دستگاه های فرآوری                  77

6-7 کاربرد خشک کن ورتیکال بست                                            78

6-8 تشریح سیستم                                                                  79

6-9 سیستم اداره سیال                                                             82

6- 10 نتیجه گیری                                                                84

منابع                                                                                 89

پایان نامه فرآیند گزینش ماشین حفاری مناسب جهت تونل سازی و بررسی مکانیزم حفاری

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه فرآیند گزینش ماشین حفاری مناسب جهت تونل سازی و بررسی مکانیزم حفاری دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

این فایل در قالب ورد وقابل ویرایش در 155 صفحه می باشد .

پایان نامه فرآیند گزینش ماشین حفاری مناسب جهت تونل سازی  و بررسی مکانیزم حفاری 

فهرست مطالب

فصل اول: آشنایی با روش حفر مکانیزه

1-1- دسته بندی فضاهای زیرزمینی

1-2- مطالعات و طراحی

1-2-1- عملیات پیوسته

1-3- ملاحظات طراحی

1-4- هزینه ها

1-5- تقسیم بندی دستگاههای حفر مکانیزه تونیل

1-5-1- تقسیم بندی براساس روش حفر

1-5-2- تقسیم بندی براساس نگهداری پیشانی تونل

1-5-2-1- نگهداری طبیعی

1-5-2-2- نگهداری مکانیکی

1-5-2-3- نگهداری با هوای فشرده

1-5-2-4- نگهداری دوغابی

1-5-2-5- روش متعادل نمودن فشار زمین

1-5-3- تقسیم بندی براساس سیستم حمل مواد

1-5-3- نوار نقاله

1-5-3-2- نقاله زنجیری

1-5-3-3- نقاله مارپیچی

1-5-3-4- پمپاژ

1-6- معرفی چند دستگاه مهم

1-6-1- دستگاههای تمام مقطع

1-6-2- دستگاههای حفر سنگهای سخت

1-6-3- سپرهای متعادل با فشار زمین

1-6-4- سپرهای ترکیبی

1-7- دستگاههای مقطعی

1-7-1- ماشینهای حفار بازویی/ بیلهای مکانیکی

1-8- حفاری کم قطر

1-8-1- دستگاه حفار AVN

1-8-2- دستگاههای حفارAVT

1-9- تجهیزات لوله گذاری

فصل دوم: معیارهای انتخاب دستگاه

2-1- شناسایی منطقه

2-2- نمونه برداری (گمانه زنی)

2-3- رسم نقشه های زمین شناسی و تهیه گزارش

2-4- انجام آزمایشها و تهیه داده های مربوطه

2-5- انتخاب دستگاه

2-5-1- زمینهای خاکی و محیطهای رسوبی

2-6- سپرهای آبی

2-7- سپرهای دوغابی

2-8- سپرهای متعادل با فشار زمین

2-9- ساختار صخره ای و سنگی

فصل سوم: نیروهای وارد بر دستگاه

3-1- نیروی فشارنده پیشانی تونل

3-1-1- روش دیوارگیری

3-1-2- اتکا به قطعات پوشش

3-2- نیروی گشتاور دستگاه

3-3- محاسبه نیروهای وارد بر دستگاه حفار

3-3-1- نیروهای وارد بر دستگاه در زمینهای خاکی

3-3-1-1- نیروی تحکیم پیشانی تونل

3-3-1-2- نیروی حاصل از وزن طبقات و آب موجود

3-3-1-3- نیروی اصطکاک بین سپر و زمین

3-3-1-4- نیروی اصطکاک بین سپر و قطعات پیش ساخته

3-3-1-5- نیروی مقاوم لبه برنده سپر

3-3-1-6- نیروی مقاوم برش دهنده ها

3-3-2- نیروهای وارد بر دستگاه در زمینهای سنگی و صخره ای

3-3-2-1- برش دهنده های قلمی

3-3-2-2- نیروهای وارد بر برش دهنده ها

3-3-2-3- عوامل مؤثر در عملکرد برش دهنده های قلمی

3-3-2-4- عمق نفوذ

3-3-2-5- زاویه تمایل به جلو

3-3-2-6- سرعت برش

3-3-2-7- فاصله برش دهنده

3-3-2-8- محاسبه نیروها

3-3-3- برش دهنده های دیسکی

3-3-3-1- عوامل مؤثر در عملکرد برش دهنده های دیسکی

3-3-3-2- عمق نفوذ

3-3-3-3- زاویه لبه برش دهنده های دیسکی

3-3-3-4- قطر برش دهنده های دیسکی

3-3-4- سرعت

3-3-5- فاصله بین برش دهنده ها

3-3-6- محاسبه نیروها

فصل چهارم: آزمایشهای خاک و سنگ

4-1- خاک

4-1-1- تعاریف کلی خاک

4-1-2- روش های معمول نمونه گیری خاک

4-1-3- آزمایشهای خاک

4-2- سنگ

4-2-1- تعاریف کلی سنگ

4-2-2- مغزه گیری از سنگ

4-2-3- طبقه بندی سنگها

4-2-4- آزمایشهای سنگ

فصل پنجم: مطالعه پروژه امامزاده هاشم

5-1- آتشباری

5-12- دستگاه حفار

5-1-3- روش اجراشده جهت بازگشایی تونل در دهانه ورودی

5-1-4- روش اجرای fore poling (پیش لوله گذاری)

5-2- روش اجرا

5-2-1- روش پلکانی

5-2-2- روش مستقیم

5-3- مشخصات کلی سیستم حفار و لوله ها

5-4- مشخصات عمومی مورد استفاده در روش forepoling

5-5- زمین شناسی تونل امامزاده هاشم

5-5-1- چینه شناسی

5-5-1-1- سازند شمشک

5-5-1-2- سازند الیکا

5-5-1-3- سازند مبارک

5-5-1-4- سازند جیرودلاون

5-5-2- زمین ساخت

5-5-2-1- گسله شمالی (قره داغ)

5-5-2-2- گسله جنوبی (مشاء)

5-6- توضیحاتی پیرامون پروژه

5-6-1- مشکلات زمین شناسی

5-6-2- ریزش های بوقوع پیوسته و تمهیدات

5-6-3- تمهیدات انجام شده جهت مهار ریزش

5-6-4- خلاصه ای از ریزش های بوقوع پیوسته در دهانه خروجی

5-6-5- تمهیدات انجام گرفته جهت مهار ریزش

5-6-6- راه اندازی مجدد این عملیات

5-6-7- ریزش در ابتدای دهانه ورودی و تشکیل قیف

5-7- ایجاد دال بتنی

5-8- احداث تونل دسترسی (Adit)

چکیده:

در سالهای اخیر فضاهای زیرزمینی مخصوصاً حفر تونل در کشورمان اهمیت زیادی پیدا نموده چرا که مسئله آب به صورت یک مشکل اساسی در کشورهای خشک و کم آب مطرح می باشد، به طوریکه بعضی از تحلیل گران، جنگهای آینده را جنگ بر سر آب می دانند، به همین خاطر در کشور ما نیز، مهار آبهای سطحی سر لوحه برنامه های سازندگی قرار گرفته است. لذا تونلهای انحراف و انتقال آب بسیاری در حال انجام گرفتن است و یا در برنامه های درازمدت دولت قرار دارند.

از طرف دیگر توسعه راههای کشور (چه اتوبانهای داخل شهری و چه جاده های خارج از شهر) باعث افزایش روزافزون تونلزنی در سالهای اخیر گردیده و روش حفر مکانیزه تونیل بعنوان یکی از روشهای سریع و رایج در دنیا حائز اهمیت می باشد.

اما انتخاب غلط دستگاهها در بعضی از پروژه های موجود، گواه این مطلب است که نه تنها هیچ پارامتر کمی و کیفی درباره مشخصات این دستگاهها، اعم از نیروی لازم و توان موردنظر و ... وجود ندارد تا کارفرما بتواند براساس آن طرح موردنظر را ارزیابی کند، بلکه حتی شناخت کافی نیز از انواع دستگاهها و محدوده کاری و نحوه عملکرد آنها دردست نمی باشد.

در فصل اول به معرفی و جایگاه این صنعت، مقایسه این روش با دیگر روشها، تقسیم بندی دستگاهها از دیدگاههای مختلف و معرفی دستگاههای مهم روش حفر مکانیزه پرداخته شده است.

در فصل دوم نحوه انتخاب دستگاهها و محدوده کاری آنها و خلاصه ای راجع به چگونگی تهیه پارامترهای با ارزش بحث گردیده است.

در فصل سوم علاوه بر آشنایی پارامترهای مهم و اصلی دستگاه، نحوه بدست آوردن آنها بصورت بسیار ساده بیان شده است که مشخص کردن این پارامترها دیگر مشخصات و تجهیزات دستگاه را تعیین می کند.

در فصل چهارم آزمایشهای مختلفی که در محل و یا در آزمایشگاه باید انجام گیرد تا مشخصات و پارامترهای مختلف زمین و دستگاه قابل محاسبه باشند از منابع مختلف جمع آوری شده اند.

و در فصل آخر یک پروژه در حال کار (تونل امامزاده هاشم) به عنوان طویل ترین تونل راه کشور ارائه گردیده است. کارفرمای این طرح وزارت راه و ترابری، مشاور شرکت ایران استن و پیمانکار موسسه حرا می باشد و در پایان روش اجرایی تونل امامزاده هاشم و مشکلات ناشی از حفر تونل در زمین های سست و ریزش آن ارائه گردیده است.

چکیده:

1- اشاره به موضوع پروژه و اهمیت و ضرورت بررسی آن

2- اشاره به روش تحقیق (از محتوای پرونده فوق روش جمع آوری مطالب و مطالعه میدانی بوده است)

3- اشاره به فصول پروژه که در بخش چه موضوعی بررسی می گردد

4- اشاره به نتایج و دستاوردهای تحقیق

فصل اول

مقدمه:

در چندسال اخیر ایجاد فضاهای زیرزمینی رشد فزاینده ای داشته است. اگر قبلاً این فضاها فقط برای مقاصد خاصی مانند معدنکاری و یا حمل و نقل در محل های صعب العبور و کوهستانی استفاده می گردید، اما امروزه به علت زندگی شهری و توسعه شهرنشینی، مشکلات تراکم و کمبود فضاهای سطحی، ایجاد سازه های زیرزمینی از توجه خاصی برخوردار شده است و کاربرد این سازه ها را در زمینه های مختلف گسترش داده است. تنوع کاربری و الزامات موجود، موجبات گسترش و رشد صنعت تونلسازی و احداث سازه های زیرزمینی را فراهم آورده است.

1-1- دسته بندی فضاهای زیرزمینی:

امروزه فضاهای زیرزمینی جهت حل مشکل حمل و نقل جاده ای بیرون و درون شهری انتقال آب، خدمات آب رسانی همگانی، ایجاد مراکز صنعتی مانند نیروگاهها، انبارها و پناهگاهها، سیستم فاضلاب، مترو، معدنکاری و موارد بیشمار دیگر، مورد استفاده قرار می گیرند.

این فضاها برحسب شیب، سطح مقطع و طول به سه دسته کلی تونلها[1]، چاهها[2] و مغارها[3] تقسیم می شوند. در جدول شماره 1-1- دسته بندی صورت گرفته برای سه نوع فضاهای ذکرشده بر مبناهای مختلف آورده شده است.

پایان نامه بررسی کمی و کیفی بنتونیت و باریت در صنعت حفاری و بخصوص در گل حفاری

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه بررسی کمی و کیفی بنتونیت و باریت در صنعت حفاری و بخصوص در گل حفاری دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

این فایل درقالب ورد وقابل ویرایش در 215 صفحه می باشد. 

 بررسی کمی و کیفی باریت و بنتونیت در صنعت حفاری بخصوص گل حفاری

فهرست

فصل اول: کلیاتی در مورد حفاری
۱-۱ مقدمه ۱
۱-۲ تاریخچه حفاری ۳
۱-۳ واژه های اصلی مورد استفاده در حفاری ۸
فصل دوم: گل حفاری
۲-۱ تاریخچه مختصری از گل حفاری ۱۷
۲-۲ گل حفاری ۲۳
۲-۳کاربرد و وظایف گل حفاری ۲۹
۲-۴ خواص گل حفاری و نحوه اندازه گیری آنها ۴۳
۲-۵ ترکیب گل حفاری ۵۳
۲-۶ روابط بین حجم و وزن مخصوص گل حفاری ۶۳
۲-۷ تعداد بشکه گل حفاری حاصله از تعلیق رس درآب ۶۵
فصل سوم: شناسایی موادشیمیایی و موارد استفاده آنها درگل حفاری
۳-۱ مواد وزن افزای گل حفاری ۶۸
۳-۲ مواد گرانروی زا ۷۴
۳-۳ مواد کنترل کننده صافاب گل ۷۶
۳-۴ مواد کنترل کنندهPH 77
3-5 موادیکه جلوگیری از خورندگی می کنند ۸۳
۳-۶ سایر مواد مصرفی گل حفاری ۸۴
فصل چهارم: محاسبات مهندسی گل حفاری
۴-۱ محاسبه بالا آمدن گل از مته(ته چاه) تا سطح ۹۰
۴-۲محاسبه زمان کامل گردش گل ۹۱
۴-۳ محاسبه تهیه گل های اولیه
۴-۴ محاسبه کشتن چاه در هنگام وقوع جریان
۴-۵ اندازه گیریPH یا غلظت یون هیدروژن گل ۹۲
۴-۶ اندازگیری قلیائیت ۱۰۱
فصل پنجم: سیمان حفاری
۵-۱ آزمایش هایی که بر روی سیمان حفاری انجام می شود ۱۰۵
۵-۲ سیمانه کردن چاهها ۱۰۹
۵-۳ ترکیب سیمان چاههای حفاری ۱۱۰
۵-۴ تاثیرات حرارت وفشار بر روی خواص سیمانها ۱۱۳
۵-۵ انواع سیمانهای مورد استفاده در چاههای حفاری ۱۱۵
۵-۶ اضافات سیمان ۱۱۸
۵-۷ مواد تقدم دهنده بندش سیمان ۱۱۸
۵-۸ مواد حجم افزا ۱۲۳
۵-۹ آب آزاد ۱۲۶
۵-۱۰ مصرف بنتونایت آبدیده در دوغاب سیمان ۱۳۰
۵-۱۱ مواد وزن افزا ۱۳۱
۵-۱۲ زمان نیم بند شدن سیمان ۱۳۴
۵-۱۳ قوانین سرانگشتی ۱۳۷
۵-۱۴ مهارآب روی ۱۳۸
۵-۱۵ گرانروی ۱۳۹
۵-۱۶ تولیدات شرکت هالیبورتون ۱۴۰
۵-۱۷ مواد تاخردهنده شرکت هالیبورتون ۱۴۳
۵-۱۸ مواد ضدکف ۱۴۷
۵-۱۹ محاسبه مواد افزودنی به دوغاب سیمان ۱۴۹
۵-۲۰ روشهای متداول برای سبک کردن وزن دوغاب سیمانهای حفاری ۱۵۳
۵-۲۱ بنتونیت و روش افزودن آن به سیمان ۱۵۳
۵-۲۲ مشخصات فیزیکی گیلسونیت و اثر آن بر روی خواص سیمان های کلاسA,D 155
5-23 اثر بنتونیت بر روی خواص سیمان های کلاسD,A 156
5-24 نتیجه گیری ۱۵۷
فصل ششم:بنتونیت
۶-۱ مقدمه ۱۶۱
۶-۲ ژئوشیمی ۱۶۳
۶-۳ کانی های مهم بنتونیت ۱۶۴
۶-۴ انواع بنتونیت ها از دیدگاه صنعتی ۱۶۴
۶-۵ ژنزبنتونیت ۱۶۴
۶-۶ روشهای فرآوری ۱۶۵
۶-۷ موارد استفاده ۱۶۶
۶-۸ وضعیت تولید و فرآوری بنتونیت در ایران ۱۷۸
۶-۹ معادن عمده بنتونیت ۱۸۱
فصل هفتم: باریت
۷-۱ مقدمه ۱۸۳
۷-۲ تاریخچه باریت ۱۸۴
۷-۳ مشخصات عمومی باریت ۱۸۷
۷-۴ معادن عمده باریت ۱۸۸
۷-۵ موارد استفاده ۱۸۹
۷-۶ بازیافت باریت ۲۰۵
۷-۷ جایگزین ها ۲۰۵
۷-۸ ذخایر باریت ۲۰۶
منابع و ماخذ ۲۱۰

منابع و ماخذ:

 ۱٫Hartman ,H.L;”Basic Studies of Percussion Drilling”;Trans.AIME,1959,Vol.214.pp.68-75.

2-Williamson,T.N.;”Rotary Drilling”;chapt.6.3,Surface Mining,E P.Pfleider,ed.AIME,1968,New York,pp.300-324.

3.Clark,G.B.;”Principle of Rock Dilling and Bit Wear I”;Quar terly Colorado School of Mines 1982,Vol.77 No1,Jan.118pp.

4-McGregor,K.;The Drilling of Rock;CR Books Ltd.1969.

5-Chillingarian,G.V.and P.Vorabutr;Drilling and Drilling Fluid;El-sevier,1983,p.1-16.

6-Chillingarian G.V.and P.Vorabutr;Drilling and Drilling Fluid;El-sevier,New York,1983,pp.293-579.

7-Gatlin,Carl; Drilling and Well Completions;Prentice Hall,1960.

8-Darley,H.C.H.,and R.G.Gray; Composition and Properties of Drilling and Completion Fluid;Fifth Ed 1988 ,pp.38-346.

9-McCray,W.A.,and Cole W.F.;Oil Well Drilling Technology;Uni-versity of Oklahoma,Norman,1976;p.443-462.

10-Craft,Holden and Graves;Well Design:Drilling and Production;Prentice, Hall Inc.,1962,p.158-256.

11-Gatlin,Carl;Drilling and Production;Prentice Hall;1960.

1-1 مقدمه

حفاری به معنی نفوذ در سنگ است. نفوذ در سنگها گاهی به منظور خرد کردن آنها انجام می گیرد. برای خرد کردن سنگها باید چالهای انفجاری حفر کرد و در داخل آنها مواد منفجره قرار داد. با منفجرکردن چالها، سنگها خرد می شوند، و با خرد شدن سنگها، استخراج و برداشت آسانتر است و با هزینه کمتری انجام می گیرد. در استخراج کلیه معادن به استثنای موارد نادر، مانند استخراج سنگهای ساختمانی یا برداشت بعضی از سنگهای سست، حفاری جزء عملیات اجتناب ناپذیر محسوب می شود. این نوع حفاری را حفاری استخراجی می گویند. حفاری در معادن تنها به منظور استخراج نیست؛ بلکه قبل از استخراج یا به هنگام استخراج، برای اکتشاف نیز انجام می پذیرد.

حفاری اکتشافی ممکن است به منظور کشف و پی بردن به وجود کانی یا ماده معدنی، ویا به منظور پی بردن به شرایط کیفی سنگها صورت گیرد. با توجه به بالا بودن هزینه حفاری اکتشافی و بعضی مشکلات فنی توصیه می شود که هر دو گروه متخصصانی که به دنبال کشف کانی یا در جستجوی کشف شرایط کیفی سنگها هستند، مطالعات خود را همزمان شروع کنند، علاوه بر حفاری استخراجی و حفاری اکتشافی، حفاری به منظور کارهای تکنیکی مانند حفاری به جهت تزریق سیمان در داخل درزه ها، حفاری جهت خارج کردن گازها از لایه ذغال یا حفاری به منظور منجمدکردن آب در داخل طبقات نیز انجام می گیرد. لذا عملیات حفاری در زمینه های مختلف مهندسی و علوم کاربرد وسیعی دارد. امروزه بیش از۹۵ درصد حفاریها به روش مکانیکی و با ماشینهای ضربه ای، چرخشی و ماشینهای ضربه ای- چرخشی انجام می گیرد. در روش مکانیکی نفوذ در سنگ با انرژی مکانیکی و از طریق اعمال ضربه های پی در پی، یا در اثر تماس انجام می گیرد. قطر چالهایی که با روش مکانیکی حفر می شوند بین۲/۱ اینچ تا۲۴ اینچ و عمق آنها از چند تا سانتیمتر تا چند هزار متر متغیر است. عمق غالب چالهای انفجاری کمتر از۲۰ متر و قطر آنها در معادن زیرزمینی کم است. اما امروزه در معادن روباز، برای پایین نگهداشتن هزینه های حفاری و انفجار و نهایتا کاهش هزینه استخراج قطر چالهای انفجاری را زیاد             می گیرند؛ از این رو بین ماشینهایی که چالهای انفجاری در معادن روبار حفر می کنند و ماشینهای حفاری اکتشافی و ماشینهایی که به منظور استخراج نفت، گاز و آب به کار       می روند، مشابهت زیادی وجود دارد. به طور مصطلح در حفاریهایی که به منظور دسترسی و استخراج سیالاتی مانند نفت ، گاز و آب انجام می گیرد، و همچنین در حفاری اکتشافی به جاری واژه چال از واژه چاه استفاده می شود. در به کارگیری واژه چال یا چاه صرفنظر از نقش سیال، ژنومتری، بویژه، عمق چال یا چاه نیز موثر است. چالها معمولا عمق کمی دارند؛ درحالی که عمق چاه بیشتر است. درهر صورت، شکل چالها یا چاهها سیلندری است و قطر آنها از عمق کمتر است. غیر از روش حفاری مکانیکی، روشهای دیگر نیز وجود دارد که در دست تحقیق و توسعه اند؛ مانند روشهای حفاری حرارتی، و حفاری لیزری که نفوذ در سنگها تنها به کمک انرژی مکانیکی انجام نمی گیرد؛ بلکه ابتدا از طریق حرارت یا فعل و انفعالات شیمیایی، سنگ را سست می کنند؛ سپس به کمک ماشینهای حفاری عمدتا چرخشی، در سنگ سست نفوذ می کنند تا چال یا چاه ایجاد شود. در این روشها که به انها روشهای پیشرفته حفاری نیز می گویند، هرچند سرعت حفاری۲۰۰ تا۴۰۰ درصد افزایش می یابد،مشکلات فنی متعددی وجود دارد که تا رفع این عیوب به زودی قابل استفاده نخواهد بود.

۱-۲  تاریخچه حفاری

به طور کلی، تاریخچه حفاری مبهم است، اما از زمانهای دور، ملتهای متمدن، به منظور دسترسی به آب و بعضی کریستالها، عملیات حفاری را انجام داده اند. پروفسور« هرمن بائر» در کتاب هیدرولوژی آبهای زیرزمینی و پروفسور«کی.مک گرگر» در کتاب حفاری در سنگ معتقدند که هنوز آثاری از تونل، قنات و چاههای عمیق حفر شده توسط ایرانیان و چینی های قدیم دیده می شود. و مصریان قدیم نیز به وسیله کروندم، درمیان سنگهای پورفیری چالهایی حفر کرده اند. تا چند دهه قبل، سیستم حفاری دستی جهت ایجاد چال برای احداث تونل، خط راه آهن و معدن متداول بود، و بدون شک، در مناطقی که امکان دسترسی به برق نیست. این روش حفاری هنوز کاربرد دارد. روش ابتدایی سیستم حفاری دستی بیشتر برای حفر چال کم عمق در سنگهای با مقاومت ضعیف یا متوسط مورد استفاده داشته است. برای انجام این روش، وجود یک حفاری کافی است. حفار معمولا با یک دست، مته را روی سنگ قرار می دهد. و با دست دیگر، به وسیله ضربه زدن یا چکش حفاری(با وزن۴ پوند یا۸/۱ کیلوگرم)، ضربه ای روی مته جهت نفوذ آن در سنگ وارد می کند. حداکثر سرعت در این روش،۳/۰ متر(یک فوت) در ساعت است و بیشترین حد ممکن برای عمق۶۰ سانتی متر( دو فوت) و برای قطره حدود۳۲ میلیمتر              ( اینچ) است. حفاری دستی، بنا به ضرورت، تکامل تدریجی یافت؛ به نحوی که امکان ایجاد چال با عمق بیشتر نیز ممکن گردید. در این مرحله، معمولا یک نفر مته را روی سنگ مورد نظر قرار می دهد و یک یا دو نفر دیگر با وارد کردن ضربه کمک چکشهای حفاری۲/۳ تا۵/۴ کیلوگرمی(۷ تا۱۰ پوندی) موجبات نفوذ در سنگ را فراهم می کردند. برای حفر یک چال با عمق۸/۱ متر(۶فوت) در سنگهای سخت و آذرین، مانند گرانیت، وجود یک گروه دو یا سه نفره حفار با کار مداوم۵ تا۶ ساعته کافی است. البته، بدون شک شرایط حفاری در سرعت حفاری موثر است؛ به عنوان، مثال، سرعت حفاری در سنگهای رسوبی دو برابر سرعت حفاری در سنگهای آذرین است(تاثیر جنس سنگ).با گذشت زمان و افزایش نیاز به حفاریهای عمیق، بویژه برای دسترسی به آب، روش دیگری از حفاری دستی به نام روش کابلی متداول شد که درآن، طول مته بیشتر بود و برای ضربه زدن از کابل فولادی استفاده می شد. در این روش که امکان حفر چالهای تا۱۵ متر(۵۰ فوت) را فراهم آورد، مته فولادی طویلتری به کابل فولادی متصل بود. به طور معمول، سه یا چهار نفر با حرکت کابل به سمت بالا و فرود آوردن آن روی محل مورد نظر، حفاری را انجام می دادند. با این روش، امکان حفر چالهای عمیقتر با قطر بیشتر در زمان کمتر فراهم شد. به عنوان مثال با این روش در سنگهای آهکی نسبتا نرم حفر چالهایی با قطر۵۰ میلیمتر(۲ اینچ) و عمق۷ متر(۲۰ فوت) توسط یک گروه حفار سه نفره طی۳ ساعت عملی گردید. با این روش، فقط چالهای قائم حفر می شود.

طی سالیان دراز، تنها منبع تامین انرژی مورد نیاز درحفاری، نیرو انسانی بوده است. به تدریج با رواج یافتن استفاده از ماشین بخار، الکتریسیته، و سوختهای گازی و مایع، ساخت انواع ماشینهای حفاری مکانیکی نیز توسعه یافت؛ به نحوی که امروزه، امکان بیشتری برای افزایش عمق و سرعت در عملیات حفاری وجود دارد. در اینجا به پاره ای از تحولات در زمینه حفاری می پردازیم:

۱-بین سالهای۱۸۲۰-۱۸۱۰، سیستم حفاری چرخشی ساخته شد که منبع انرژی آن، ماشین بخار بود(Trevithick).

2-بین سالهای۱۸۴۰-۱۸۳۰ سیستم حفاری کابلی توسعه یافت که منبع انرژی آن نیز ماشین بخار بود(Issac Singer).

3-بین سالهای۱۸۶۰-۱۸۵۰ ، دستگاه حفاری مجهز به الماس(روی مته های آن) ساخته شد(Bullock) و دستگاه ضربه ای نیز که ضربه زدن آن پیستون بود و منبع انرژی آن هوای فشرده در تونل آلپین، در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت.

۴- بین سالهای۱۸۸۰-۱۸۷۰، سیستم حفاری مغزه گیر مجهز به الماس(روی مته آن) در آمریکا توسعه یافت؛ به نحوی که تا عمق۶۷۰ متر(۲۲۰۰ فوت) را حفاری می کرد. شرکت ارائه دهنده این سیستم،« اینگرسل» (Ingersoll) نام دارد.

۵-بین سالهای۱۸۹۰-۱۸۸۰، سیستم حفاری مغزه گیر الماسی در آمریکا ارائه شد که امکان حفاری تا عمق۱۷۵۰ متر(۵۷۳۴ فوت) را فراهم کردو

۶-بین سالهای۱۹۰۰-۱۸۹۰، سیستمهای حفاری ضربه ای- چرخشی در آمریکا ساخته شد که منبع انرژی آن، هوای فشرده، بخار و الکتریسیته بود. در این فاصله سیستم حفاری چرخشی که منبع انرژی آن بخار بود، جهت حفر چاههای نفت توسعه داده شد.

۷-بین سالهای۱۹۱۰-۱۹۰۰،مته هایی توسعه یافت که روی آن سه عامل برش دهنده مخروطی شکل یا خردکننده سنگ نصب شده بود.

۸-بین سالهای۱۹۴۰-۱۹۲۰، برای اولین بار، مته هایی از جنس کربور تنگستن درآلمان به کار رفت.

۹- بین سالهای۱۹۶۶-۱۹۴۰، مته های ساخته شده از جنس کربور تنگستن در حفاری بسیار متداول و رایج شد.

۱۰-بین سالهای۱۹۷۵-۱۹۷۰، ماشین حفاری هیدرولیکی به صنعت حفاری معرفی شد که در این ماشین بر خلاف ماشینهای حفاری ضربه ای از روغن تحت فشار به جای فشار هوا در حفاری استفاده می شود.

۱۱-بین سالهای۱۹۸۵-۱۹۷۰، تلاش کشورهای شوروی و آمریکا برای حفر چاههای عمیق با سیستم حفاری چرخشی به منظور دسترسی به نفت و گاز به نتیجه رسید. و در اکلاهمای آمریکا و سیبری شوروی، با استفاده از این روش، چاههای با عمق بیش از۱۰۰۰۰ متر(۳۰۰۰۰ فوت) حفر شد، و متعاقب آنها آلمانیها چاهی با عمق حدد۱۳۰۰۰ متر حفاری کردند.

با توجه به تاریخچه مزبور، سیستمهای حفاری توسعه یافته را می توان به پنج گروه تقسیم کرد:

۱-   سیستم حفاری دستی که ضربه زن آن چکش حفاری است و اعمال ضربه به کمک نیروی انسانی صورت می گیرد.

۲-   سیستم حفاری چکشی که ضربه زن آن چکش حفاری و مکانیکی است.

۳-   سسیستم حفاری کابلی که ضربه زن آن کابل فولادی است.

۴-  سیستم حفاری چرخشی که به جای ضربه زدن به مته، با چرخش لوله حفاری و مته، عمل نفوذ پذیری و حفر چال صورت می گیرد.

۵-   سیستم حفاری ضربه ای- چرخشی که اساس کار آن ضربه است و عامل چرخش  نیز دارد.

۶-  سیستم حفاری هیدرولیکی که به جای استفاده از فشار هوا از فشار روغن استفاده می شود. در سالهای اخیر، حفاری مکانیکی به تدریج جایگزین حفاریهای دستی شده و بخار، هوای فشرده، الکتریسیته، و مابع، منبع اصلی انرژی برای دستگاههای            حفاری است.

۱-۳  واژه های اصلی مورد استفاده درحفاری

۱-چاه یا چاه: فضا یا حفره استوانه ای که درآن، قطر از عمق کمتر است و در موارد ذیل کاربرد دارد:

الف) برقراری ارتباط بین بخشهای مختلف معدن

ب) کشف مواد معدنی

ج) انفجار، و استخراج مواد معدنی

د)دسترسی به آب، نفت، وگاز

هـ) کارهای تکنیکی، مانند منجمد کردن آبهای داخل چال یا خارج کردن گاز متان از لایه ذغال.

۲-شفت: این واژه که از اواخر قرن شانزدهم میلادی رایج گشت، به چاههای قائم یا دارای شیب بسیار کم اطلاق می گردد که به منظور کشف و یا استخراج ذغال و سایر مواد معدنی حفر می شد. در سالهای اخیر، این واژه به چاههای قائم یا دارای شیب بسیار کم اطلاق می شود که از سطح تا عمقی که ماده معدنی گسترش دارد ادامه می یابد. معمولا در کمر پایین ماده معدنی حفر می شود و از آن جهت دسترسی به ماده معدنی، ایاب و ذهاب کارکنان معدن، تهویه، و حمل مواد معدنی استفاده می شود.

۳-حفار: این واژه بر کسی اطلاق می شود که به دلیل داشتن تجربه، دانش و توانایی کافی، مسئولیت حفظ و هدایت ابزار حفاری را به عهده می گیرد.

۴-مته: مته بخشی از دستگاه حفاری و در تماس با سنگ است که با وارد کردن انرژی، موجب شکستن مقاومت سنگ و خرد شدن آن می شود. مته براساس موارد کاربرد، انواع گوناگونی دارد.

۵-میله یا لوله حفاری: این قسمت از دستگاههای حفاری، انرژی تولید شده از منبع را به مته منتقل می کند. طول و قطر لوله های حفاری متفاوت است، و جنس آنها، آلومینیوم، یا آلیاژ فلزاتی مانند کرم یا نیکل است. میله حفاری ممکن است سوراخهایی با قطر متفاوت داشته باشد. انتقال سیال حفلری نیز از درون میله یا لوله حفاری به سر مته انجام می گیرد. به طور معمول، در سیستم ضربه ای، قطر سوراخها کم، و در سیستم چرخشی، قطر آنها زیاد است.

۶-منبع انرژی: منظور از این واژه، محل تامین نیروی لازم برای سیستم حفاری( هوا، بخار، الکتریسیته، و یا مایع) است.

۷-آرایش چاله ها: این واژه بر اندازه فواصل طولی و عرضی چالها دلالت دارد.

۸- چالزن: این واژه به سیستم یا دستگاهی اطلاق می شود که به کمک آن می توان در سنگ، فلز، چوب، و سایر مواد، چال یا چاه استوانه ای حفر کرد و انواع آن عبارتند از:

الف) حفاری دستی؛ در این سیستم، انرژی مکانیکی وجود ندارد، و حفاری با کمک نیروی انسانی صورت می گیرد؛ بدین ترتیب که فردی به نام حفار، به تنهایی یا با کمک فرد دیگری به نام کمک حفار، با نگهداری مته روی سنگ، به وسیله ضربه زن(چکش حفاری) ضربه ای به مته وارد می کند.

ب)حفاری ضربه ای؛ در این سیستم، با ضربه های پی در پی، ابعاد سنگ کوچک  می شود. منبع معمول انرژی در این سیستم، هوای فشرده است. متداولترین انواع این سیستم حفاری عبارتند از:

-چکش حفاری: یکی از کوچکترین انواع سیستمهای حفاری ضربه ای است که بدون استفاده از وسایل نقلیه مکانیکی، توسط فرد حفار جابجا می شود.

-دریفتر: سیستم دیگری از حفاری ضربه ای است که به دلیل بزرگی آن، جابجایی به کمک وسایل نقلیه مکانیکی صورت می گیرد.

-واگن دریل: نوعی ماشین ضربه ای است که چالژن و تکیه گاه آن روی دو یا سه چرخ نصب شده و از این طریق حمل می گردد. بعضی از انواع واگن دریل چرخ زنجیری شبیه تانک نظامی دارند.

-استاپر: این سیستم ضربه ای نیز بیشتر برای حفر چال در طبقات بالا(بالای سر)، مانند تونل بالا رو به کار می رود.

-سیستم حفاری کابلی: این سیستم که براساس روش ضربه ای کار می کند، مته ای فولادی دارد و بیشتر برای حفر چالهای عمیق با قطر بیش از۱۵ سانتی متر(۶ اینچ) کاربرد دارد. حفاری با این دستگاه به نحوی است که مته فولادی به وسیله کابل فولادی به سمت بالا انتقال می یابد، و پس از رها شدن، ضربه هایی پی در پی به قعر چاه وارد می کند؛ بدین ترتیب، موجبات خرد شدن سنگ فراهم می شود.

ج)سیستم حفاری چرخشی: این ماشین به صفحه دواری مجهز است که لوله حفاری و مته را می چرخاند. در این سیستم، مته به لوله حفاری متصل است، و نفوذ در سنگ و حفر چاه از طریق چرخش مته عملی می شود. انرژی این دستگاه از طریق موتور بخار، دیزل، گازولین یا الکتریسیته تامین می شود و ذرات خرد شده در قعر چاه را هوا، آب با گل حفاری، به عنوان سیال حفاری، به سطح انتقال می دهد. این سیستم به عنوان جدیدترین نوع سیستم حفاری، ابتدا جهت حفر چالهای انفجاری معادن سطحی، در اواسط قرن نوزدهم به وجود آمد و توسعه یافت؛ اما بعدا برای حفاریهای عمیق نیز استفاده شد. با این ماشین می توان چالهایی به قطر۶۰-۱۰ سانتی متر(۴ تا اینچ) را حفاری کند.

حفاری چاه های عمیق و نصب پمپاژ

اختصاصی از یارا فایل حفاری چاه های عمیق و نصب پمپاژ دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

پاورپوینت کشاورزی و مکانیک کشاورزی با عنوان حفاری چاه های عمیق و نصب پمپاژ در آنها در 47 صفحه و حاوی مطالب زیر می باشد:

پمپ های هیدرولیکی
مقدمه
پمپ ها در صنعت هیدرولیک به دو دسته کلی تقسیم می شوند
پمپ ها: Pump
پمپ ها را برمبنای نحوه انتقال انرژی به سیال به دو دسته تقسیم بندی می کنند
پمپ های دینامیکی
پمپ های جابجایی
می توان پمپ هارابراساس نحوة عملکردشان بگونه ای دیگر نیز دسته بندی کرد
پمپ های سانتریفوژ (جریان شعاعی)
پمپ های محوری
پمپ های نیمه سانتریفوژ(یا باجریان مختلط)
مبانی وکاربردپمپهای گریز از مرکزcentrifugal pump)) :
پمپهای سانتریفوژ از نظر مکش
عوامل موثر بر ظرفیت پمپهای سانتریفوژ
اجزای یک پمپ سانتریفوژ
انواع پروانههای پمپهای سانتریفوژ
انواع پروانههای معمولی
مواد ساختن پمپهای سانتریفوژ
مزایای پمپهای سانتریفوژ
معایب پمپهای سانتریفوژ
پمپهای حلزونی (پیچکی) و افشان
کاربرد پمپهای سانتریفوژ
پمپهای یک طبقه و چند طبقه
راندمان پمپ ها (Pump performance)
پمپ های پیستونی BERTOLINI
پمپ های گریز از مرکز و کاویتاسیون در پمپ ها
تاریخچه پمپ گریز از مرکز
پمپ گریز از مرکز چگونه کار می کند
دسته بندی پمپ های گریز از مرکز
پروانه ها
تیغه
مزایا و معایب استفاده از پمپ گریز از مرکز
نابالانسی در پمپ های گریز از مرکز
دلایل بروز نابالانسی
کاویتاسیون
معایب کاویتاسیون
مزایای کاویتاسیون
کاویتاسیون در پمپ ها و پروانه ها
کاویتاسیون در مکش
کاویتاسیون در خروجی
نتیجه گیری