بهبود حفاری به منظور کنترل ارتعاشات پیچشی با استفاده از الگوریتم PSO

امروزه سوختهای فسیلی به دلیل کاربرد گستردهای که در همه زمینه ها دارند دارای اهمیت بسیار زیادی است و به همین دلیل کلیه فرآیندهای تولیدی و استخراج این ماده از اهمیت فراوانی برخورددار است. از مهمترین مراحل تولید این ماده، استخراج آن از دل زمین است. فرآیند استخراج و مواد و وسایل مورد استفاده در این کار از اهمیت زیادی برخوردار است. رشته های حفاری تحت تاثیر نیروهای دینامیکی بسیار پیچیده ای قرار دارند که این نیروها باعث ارتعاشات رشته شده و استهلاک سیستم را به دنبال دارد. این ارتعاشات موجب کاهش سرعت حفاری، کاهش ایمنی و افزایش هزینه حفاری خواهند شد. یکی از بارزترین پیامدهای ارتعاشات رشته حفاری، پدیده چسبیدن – لغزیدن (stick-slip) رشته حفاری می باشد که عواقب منفی متعددی در پی دارد. به همین دلیل در این مقاله پیش مدلی جدید، ساده و دقیق برای شبیه سازی پدیده چسبیدن – لغزیدن در حفاری چاه های نفت و گاز ارایه کرده است. در این مقاله از داده های مربوط به چاه های حفاری خلیج مکزیک استفاده شده است. پس از شبیه سازی واستخراج معادلات این سیستم، از الگوریتم بهینه سازی PSO برای بهینه کردن پارامترهای آن استفاده میشود. در پایان مدل ارایه شده قادر به پیش بینی پارامترهای بهینه چاه های جدید (در حال حفاری) برای دستیابی به ماکزیمم نرخ نفوذ و مینیمم پدیده چسبیدن - لغزیدن خواهد بود. بررسی آماری نتایج به دست آمده در این مطالعه نشان داد که روش ارایه شده، علاوه بر مرتفع نمودن ضعف های روش های پیشین، نتایج قابل قبولی را در پی دارد.

Keywords:

ارتعاشات پیچشی , پدیده چسبیدن لغزیدن , حفاری چاه , الگوریتم PSO