مدل سازی عددی اثر اتصالات لوله حفاری برروی افت فشار اصطکاکی گل حفاری هرشل-بالکی در حفاری چاه‌های نفتی

مهندسی مکانیک و ارتعاشات

دوره 12، شماره 2 - شماره پیاپی 43، شهریور 1400، صفحه 37-47   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسنده

محمد مرادمند ضیاءبری^*

گروه آموزشی مکانیک، دانشکده مکانیک و برق، دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله، بررسی رفتار جریان سیال غیرنیوتنی و به‌طور ویژه افت فشار اصطکاکی در اتصالات جوشکاری شده در هندسه‌های متفاوت با توجه به استاندارد IADC ]1[ از طریق شبیه سازی عددی انجام پذیرفته‌است. فرآیند شبیه‌سازی با استفاده از 6 سیال حفاری دارای خواص ویسکوپلاستیک متفاوت، پیرو مدل غیرنیوتنی هرشل-بالکلی (6 سیالی که در میادین نفتی جنوب کشور استفاده می‌شوند) انجام شده‌است و جهت مقایسه و اعتبارسنجی از دو مدل توانی و نیوتنی کمک گرفته شده‌است. پس از آن اثر متغیرهای هندسی مانند نسبت قطر و خروج از مرکز فضای حلقوی در این هندسه خاص مورد بررسی قرار گرفته‌است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که وجود اتصالات تأثیر بسزایی در افزایش افت فشار در چاه دارد. برای مدل نیوتنی حداکثر تا 18 درصد، و برای مدل‌های توانی و هرشل- بالکلی به ترتیب حداکثر تا 7 و 3 درصد افزایش در افت فشار فضای حلقوی مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

گل حفاری؛ مدل هرشل- بالکلی؛ اتصالات لوله حفاری؛ مته چرخان؛ شبیه‌سازی عددی

مراجع