شبیه سازی تغییر سرعت و تمیزسازی چاه در اتصالات رشته حفاری در حین چرخش به کمک روشهای CFD

هزینه همیشه امری مهم در عملیات حفاری بوده است، از این رو پیشرفت تکنولوژی باعث به وجود آمدن بسترهایی جهت کاهش هزینه ها میشود. حلعددی و استفاده از نرم افزارهای شبیه ساز به جای استفاده از آزمایشات هزینهبر و محدود یکی از بسترهای پیشرفت تکنولوژی میباشد. در بحث عملیات حفاری، انتقال کندههای حفاری از ته چاه به سطح زمین بحثی حیاتی و بسیار حائز اهمیت است. سرعت سیال حفاری در فضای حلقوی به عنوان مهمترین عامل، و پارامترهای دیگر مانند نرخ حفاری، اندازه و دانسیته کنده ها، چرخش رشته حفاری، خصوصیات گل و... در تمیزسازی چاه بسیار مؤثر میباشند، از این رو بررسی این پارامترها بسیار مهم است. به همین علت قسمتی از چاه که دارای تغییر قطر میباشد توسط یکی از نرم-افزارهای جدید و بسیار قوی به نام کامسولمالتیفیزیکس1 به روشهای دینامیک سیالات محاسباتی 2 برای بدست آوردن پروفایل سرعت مورد مطالعه و شبیهسازی قرار گرفته است. همچنین پس از شبیهسازی جریان و پروفایل سرعت با اضافه کردن کندههای حفاری به فرآیند و انجام آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای ورودی شبیهسازی دانسیته سیال، چرخش رشته حفاری، اندازه کنده ها، خواص رئولوژی و عدد رینولدز که معرف سرعت و رژیم جریان است تاثیرشان نسبت به میانگین سرعت و درصد خروجی کندهها بررسی میگردد. در این تحقیق برای انتخاب بهترین حالتهای انجام شبیهسازی از نظر تعداد شبیه سازی و طراحی چگونگی قرار گرفتن مقادیر هر پارامتر در هر یک از حالتهای شبیه سازی برای رسیدن به نتیجه بهتر و تحلیل تاثیر هر پارامتر در کنار پارامتر دیگر بر خروجی شبیه سازی در شرایط مختلف، از نرم افزار مینی تب 3 و طراحی آزمایشات به روش تاگوچی 4 استفاده شده است

کلیدواژه ها:

سیال حفاری ، کنده های حفاری ، دینامیک سیالات محاسباتی ، سرعت ، تاثیر پارامترها ، طراحی آزمایشات