15196

15196

طراحي و ايجاد شبيه ساز جريان گل حفاري

كارشناسي ارشد

طراحي، شبيه‌سازي و كنترل فرآيندها

1394

1394

دكتر سيد حسن هاشم‌آبادي - دكتر منصور شيرواني

شيمي

چكيده در اين تحقيق به منظور سهولت در محاسبه برخي از پارامترهاي مهم گل حفاري و ارائه سريع نتايج به طراحي شبيه¬ساز جريان گل حفاري پرداخته شده¬است. از آنجايي كه حركت گل حفاري در سيستم گردش گل به خصوص درمحيط آنالوس چاه¬هاي حفاري عمودي و جهت¬دار از پيچيدگي¬هايي برخوردار است، در اينجا به كمك شبيه¬سازي CFD برخي از پارامترهاي گل حفاري محاسبه و بررسي شده¬است.ابعاد آنالوس حفاري با توجه به يكي از چاه‌هاي ميدان نفتي اهواز انتخاب گرديد. براي شبيه‌سازي جريان دوفازي از مدل مخلوط استفاده شده و رفتار رئولوژيكي سيالات حفاري با استفاده از مدل‌ هرشل-بالكلي در دما و فشار مختلف استفاده شده-است.آزمايشي به منظور بررسي رفتار گل حفاري پايه روغني در دما و فشار مختلف صورت گرفته و نتايج آن در شبيه سازي مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه به كمك ابزار شبكه¬ي عصبي مصنوعي رابطه ميان پارامترها ايجاد شده و با استفاده از نرم¬افزار متلب شبيه ساز گل حفاري طراحي شده¬است. با توجه به مشاهداتCFD نتيجه گيري شده كه با افزايش فشار از 1/0 به 10 مگاپاسكال در دماي 25 درجه سانتي گراد، حمل كنده 56/1 درصد افزايش مي¬يابد. از طرفي افزايش دما سبب كاهش افت فشار سيال و افزايش فشار باعث افزايش افت فشار سيال مي¬شود. به طوريكه با افزايش فشار از 1/0 به 10 مگاپاسكال در دماي 90 درجه سانتي¬گراد افت فشار به اندازه¬ي 73/1 درصد افزايش يافته است. همچنين با افزايش دما از 25 به 70 درجه سانتي گراد در فشار ثابت 10مگاپاسكال، ميانگين تنش برشي وارده بر ديواره لوله حفاري به اندازه 38/25 درصد كاهش مي¬يابد. افزايش سرعت چرخش لوله حفاري موجب كاهش حمل كنده مي‌گردد و درصد كاهش حمل كنده در بيشترين حالت 22/6 درصد است. واژه‌هاي كليدي:شبيه‌ساز،CFD، گل حفاري، حمل كنده، افت فشار، شبكه عصبي مصنوعي.