تحلیل عددی عکس العمل سازند با تیغه های مته حفاری به روش المان محدود

فعالیت حفاری نسبت به سال های گذشته افزایش پیدا کرده است و چاه در شرایط عمق تر و سازند سخت تر و سایینده تر حفر می شوند. این محیط حفاری مشکلات زیادی را برای حفاری مته حفاری در نرخ نفوذ (ROP) و عملکرد مته ایجاد می کند. بالاتر رفتن سطح فعالیت حفاری و سطح تقاضا باعث بالاتر رفتن نرخ دکل می شود و برای کمتر کردن ارزش حفاری مهندسین حفاری باید طراحی چاه، عملیات حفاری، و سیال حفاری و عملیات آن را ارزیابی کنند. مته حفاری اگرچه قیمت ناچیزی در عملیات حفرای دارد ولی بالاترین تاثیر را در قیمت حفاری دارا می باشد و برای بهبود عملکرد حفاری با توجه به چالش های موجود مته حفاری باید سریع تر و عمق بیشتری را حفاری کند. هدف این تحقیق پیشرفت در فهم بنیادی از مکانیزم فیزیکی درگیر در مته حفاری و کارایی و تاثیر بیشتر و قیمت حفرای کمتر را ایجاد شود. مدل ژئومکانیکی در این مقاله ارائه می شود که به شبیه سازی روند عکس العمل تیغه های حفاری با سازند می پردازد. مهم ترین مکانیزم برای شکست سنگ در طول حفاری با مته حفاری شامل کششی ناشی از موج بازگشتی از سطح سنگ و شکست فشاری که از تنش محوری بالا اعمال شده به سطح سنگ است. در این مقاله با استفاده از مدل ژئومکانیکی ارائه شده به بررسی تاثیر دو تیغه مجاور و فاصله خطی بین آنها و نوع سازند بر نرخ نفوذ مته حفاری پرداخته می شود که نشان دهنده حجم سنگ تکه تکه شده توسط دو تیغه مجاور بدون افزایش نیرو بیشتر می شود که آن در اثر تعامل حوزه تنش مربوط به دو دسته ترک حاصل از برش هر تیغه حفرای است و نتایج حاصل شده از این مطالعه به بهبود فهم حفاری با مته حفاری کمک می کند و ممکن است یک ابزار شبیه سازی برای توصیف بهتر و تسهیل این فناوری باشد.

Keywords:

عکس العمل مته حفاری با سازند , شکست سنگ , نرخ نفوذ , تحلیل عددی , Abaqus