بررسی قابلیت سیال کف در انتقال خرده های حفاری در حالت انحرافی به روش دینامیک سیالات محاسباتی

فرآیند پاکسازی چاه از خرده سنگ های حفاری شده یکی از مهمترین بخش های عملیات حفاری است که انجام آن بصورت مناسب، صرفه جویی قابل توجه در زمان و هزینه های حفاری در پی دارد. ازین رو فرآیند انتقال خرده ها با توجه به وابستگی به عوامل متعدد، موردتوجه پژوهشگران بسیاری بوده است. عامل تعیین کننده در کیفیت پاکسازی ویژگیهای رفتاری سیال است . در این پژوهش انتقال جامدات با سیال کف مورد بررسی قرار گرفته است. این سیال با توجه به چگالی پایین آن و در عین حال قابلیت انتقال بالا، گزینه مناسبی برای استفاده در شرایط حفاری زیرتعادلی است. همچنین با توجه به اقبال روزافزون به حفاری انحرافی و دشواری بیشتر پاکسازی در این حالت، فرآیند پژوهش در حالت کاملا عمودی انجام شده است. روش حل مساله بصورت عددی است و گسسته سازی و حل معادلات با استفاده از نرم افزار کامسول اجرا شده است. همچنین کیفیت کف بصورت متغیر در نظر گرفته شده است. صحت سنجی این مدلسازی با نتایج آزمایشگاهی در دو حالت هممرکز و غیرهم مرکز انجام شده است. طبق نتایج، سرعت سیال و کیفیت کف با کیفیت انتقال رابطه مستقیم دارد. اگرچه هر دو باعث افزایش افت فشار میشوند. همچنین با بررسی تاثیر دما و فشار تست مشخص شد که افزایش دما و کاهش فشار تست منجر به افزایش غلظت خرده ها و کاهش افتفشار در لوله میگردد. همچنین چرخش لوله باعث بهبود پاکسازی گردیده اما افت فشار را افزایش داده است که یکی از علل آن ایجاد جریان ثانویه است.

Keywords:

حفاری انحرافی , سیال کف , پاک سازی چاه , شبیه سازی عددی