انواع دکل های حفاری
| دسته بندی | بانک اطلاعات |
| بازدید ها | 3 |
| فرمت فایل | docx |
| حجم فایل | 241 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 70 |
انواع دکل حفاری
به بیان ساده ،دکل عبارت است از یک ستون مجهز به کابل فولادی و تعدادی قرقره که جهت داخل شدن رشته ابزار به چاه و خارج کردن رشته ابزار و سایر وسایل متفرقه از چاه، مورد استفاده قرار می گیرد.
دکل می تواند انواع مختلفی به شرح زیر داشته باشد:
الف) سه پایه (Tripod):
این دکل برای دستگاههای حفاری سبک استفاده می شود. معنی ساده تر Tripod سه پایه است: یعنی ، از سه پایه به قطر 4 اینچ و طول 9 متر تشکیل شده که این سه پایه در بالا به هم متصل می شوند و پس از جایگزینی حدود 7 مترا از سطح زمین ارتفاع دارند. بنابراین، می توان لوله ای به طول 6 متر را از چاه خارج نمود. به میله ای که سه پایه را به هم متصل می کند قلابی نصب شده است این دستگاه را به راحتی در محل می توان ساخت و قابل حمل نیز می باشد و برای حفاری تا عمق 600 متری مورد استفاده قرار می گیرد.
ب) برج(Tower):
در بسیاری از دستگاههای حفاری تنها یک ستون دیده می شود که به حالت قائم قرار می گیرد و با جکهایی که به طرفین آن متصل می شود می تواند از حالت قائم خارج شود و به حالت افقی درآید. این نوع دکل در دستگاههای حفاری نیمه سنگین کاربرد دارد.
ج) دکل ثابت یا استاندارد
در حقیقت از دو دکل Tower متصل به هم تشکیل شده است که در نهایت به شکل مکعب مستطیل در می آید. این نوع دکل در دستگاههای حفاری نیمه سنگین و سنگین استفاده می شود ودر عمل تا دو برابر یک Tower قدرت دارد این دکلها به صورت واحد قابل انتقال نیستند مگر آنکه فاصله انتقال بسیارکم باشد، درغیر این صورت باید قطعات آن را به طور مجزا از هم حمل نمود و در محل موردنظر، آن قطعات را به یکدیگر متصل و سپس از آن استفاده نمود. یک دکل استاندارد،سازه ای است با چهار پایه (Leg) که روی یک چهارگوش قرار دارد و هر بار که چاهی حفاری می گردد، آن را قطعه قطعه سرهم می کنند.
دکل قابل حمل یا خود فراز (Mast):
دکلی به صورت یک هرم ناقص که ارتفاعی حدود 45 متر دارد و سطح قاعده تحتانی آن به حداقل 20 مترمربع و سطح قاعده فوقانی حداکثر به 12 مترمربع می رسد ازاین دکل ها به صورت واحد می توان استفاده نمود بدون آنکه حفار مجبور باشد به ازای هربار استفاده، اجزای مختلف آن را از یکدیگر جدا و حمل نماید و دوباره در عملیات جدید آنها را به هم پیوند دهد. دکل خود فراز فقط یکبار و آن هم موقع ساخت سرهم بندی می شود. و به صورت یک واحد باقی می ماند، هر دفعه چاهی حفاری می گردد می توان آن را به صورت یک پارچه برپاکرد یا پایین آورد موقعی که یک دکل خود فراز بالا و پایین آورده می شود شباهت به تیغه یک چاقوی بزرگ جیبی دارد که بازو بسته می شود در نتیجه، دکلهای خود فراز را بعضی مواقع دکل چاقویی (Jack Knife Mast) می نامند.
هر دکل خود فراز یا دکل استاندارد روی زیر سازه ای (Substructure) برپا می شود که دو کار عمده انجام می دهد:
الف) نگهداری سکوی دستگاه حفاری و تامین فضا برای تجهیزات و کارگران
ب) تامین فضا برای فوران گیرهای زیر سکوی دستگاه حفاری
زیر سازه نه تنها میز دوار، بلکه وزن تمام ساق مته را زمانی که به وسیله لوله گیر در چاه آویزان است نگخ می دارد هم چنین وزن رشته لوله های جداری را موقع راندن آن در چاه یا وقتی که به طور موقت روی زیر سازه قرار می گیرند تحمل می کند. سکوی دستگاه حفاری محل قرار گفتن گردونه، تابلو کنترل حفار، اطاق حفار و سایر تجهیزات وابسته می باشد.
دکل های استانداردو خود فراز برحسب مقدار وزنی که در حالت قائم می توانند تحمل کنند و مقدار مقاومت در مقابل سرعت بادهای جانبی ،درجه بندی می شوند ظرفیت بار یک دکل استاندارد از 250000 تا 1500000 پوند تغییر می کند. هر نوع دکل خود فراز یا استاندارد در حالی که لوله ها در آن چیده شده، بادهایی با سرعت 100 تا 130 مایل در ساعت را تحمل می کند بدون اینکه نیاز به مهار دکل با سیم باشد.
مورد دیگر در طراحی، ارتفاع دکل می باشد . دکل استاندارد یا خود فراز و زیر سازه آن ، وزن ساق مته را در تمام مدت، چه ساق از جعبه قرقره تاج ، آویزان باشد یا درون میز دوار قرار گرفته باشد ، تحمل می کند.
ارتفاع دکل استاندارد یا خود فراز در ظرفیت بار آن تاثیری ندارد، ولی طول آن قسمت از ساق مته که باید از چاه خارج گردد با ارتفاع دکل محدود می گردد. بدین علت است که جعبه قرقره تاج باید به اندازه کافی از سکوی بالاتر باشد تا بتوان برای تعویض مته یا بنا به دلایل دیگر لوله ها را از چاه بیرون کشیده و به طور موقت دردکل چیده و انبار نمود.
انواع دکل های حفاری
دکل های خشکی
1-1) دکل ثابت یا استاندارد (Conventional): این نوع دکل، در زمان حفاری ساخته شده و سرچاه می ماند و قابل حرکت دادن نیست.
1-2) دکل های متحرک(Mobile Rigs): این دکلها به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:
1-2-1)دکل خود فراز یا چاقویی (Jack Knife): اجزای این نوع دکل ها تکه تکه می شود. حفاری در خشکی بیشتر توسط این دکل صورت می گیرد.
1-2-2) دکل قابل حمل (Portable Mast): این دکل روی ماشین سرچاه آمده و مثل آنتن و توسط پمپ های هیدرولیکی باز می شود بیش تر برای حفاری چاههای کم عمق یا تعمیراتی (Work Over) W.O. به کار می رود.
2- دکل های دریایی (Marine Rigs):
دکلهای دریایی را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد که هرکدام نیز به چند زیر گروه طبقه بندی می شوند:
2-1) دکلهای شناور (Floating Type):
2-1-1) کشتی حفاری (Drilling Ship):برای حفاری در اعماق خیلی زیاد دریا ، ازاین نوع کشتی حفاری به جای سکوی دریایی استفاده می شود کشتی حفاری در مقایسه با سکوی دریایی نیمه شناور، از نظر اندازه و ظرفیت، از مزیت بیشتری برخوردار است . برای نخستین بار درسال 1982 ازاین نوع کشتی برای حفاری در عمق 2 هزار متری آب در دریای مدیترانه استفاده شده است. امروزه حفاری چاههایی با اعماق بیش از3 هزار مترنیز با این کشتی ها امکان پذیر است.
2-2)دکل نیمه شناور (Semi –Submersible): دکلهای نیمه شناور شبیه کشتی حفاری (Drilling Ship) می باشند. از نظر اندازه و ظرفیت ،از کشتی حفاری کوچکتر بوده و از آنها برای حفاری در اعماق کمتر از 2 هزار متری دریا استفاده می شود.
2-3)دکل های متصل به کف دریا (Botton Supported Type):
2-3-1-)Barge: کشتی حفاری کوچک، دکلی که برای حفاری در اعماق کم (حدود 8تا30 فوت)به کار برده می شود کشتی کوچک را در جای کم عمق قرار داده، آب داخل آن پمپ می کنند تا سنگین شود و به کف دریا بچسبد سپس شروع به حفاری می کنند. بعدازاتمام حفاری و نصب تجهیزات، کشتی منتقل می شود. شکل صفحه بعداین دکل را به صورت شماتیک نشان می دهد.
2-3-2) Jack up: کشتی در جای عمیق تر قرار گرفته و پاهای آن به صورت هیدرولیکی ،به کف دریا می چسبند که ممکن است یک پایه (بزرگ برای جای مسطح) یا سه پایه (برای جاهایی که دریا پستی و بلندی دارد)باشد. این دکل جهت حفاری اعماق دریا از 15 تا 350 فوت استفاده می شود.
2-3-3)Platform: این دکلها نیز به دو زیر گروه فرعی تقسیم می شوند:
2-3-3-1)Self Contained: دراین نوع دکل ،تمام وسایل حفاری کمپ وجای استراحت افراد،روی یک سکو قرار دارد.
2-3-3-1) Tendered: دراین دکل بعضی وسایل مثل کمپ استراحت، در کشتی دیگری است.
Top Drive
Top Drive وسیلة برقی هیدرولیکی است که جایگزین سیستم کلی و میز دوار شده است و مزایای بسیاری نسبت به آن دارد. البته، نوع Hydrolift که در مناطق نفت خیز جنوب و مدیریت اکتشاف استفاده می شود نوع قدیمی و بزرگ است که جهت برپایی (Rig up) و کنار گذاشتن آن (Rig down) زمان زیادی مصرف می شود (24 ساعت).
مزایای استفاده از Top Drive
1- کاهش زمان از دست رفته هنگام اتصال ابزار (Connection)
2- افزایش سرعت حفاری
3- عدم Back off به هنگام حفاری
4- توانایی انجام اندازه گیری ضمن حفاری
5- امکان حفاری جهت دار وافقی
6- توانایی تنظیم و کنترل وزن روی مته و مغزه گیر که باعث کاهش خرابی مته وافزایش طول مغزه گیر می شود.
7- دارای سیستم اتوماتیکی جهت بلند کردن، محکم کردن و بازکردن لوله های حفاری می باشد.
8- دارای سیستم فوران گیر می باشد.
9- کاهش گیر لوله ها هنگام حفاری و لوله بالا و لوله پایین.
10- هنگام گیر احتمالی لوله ها، می تواند در هر قسمت از دکل ،دوران (Rotate) یا Back Ream کند.
11- به هنگام راندن ابزار مانده یابی در هر جای دکل می توان از آن استفاده نمود.
12- دارای سیستم تصویری روی جایگاه حفار است که حفار به راحتی می تواند دکلبان را ببیند و هنگام لوله بالا به او آسیب نرساند.
13- کاهش زمان لوله بالا ولوله پایین.
اجزای Top Drive
1- ریل هایی جهت بالاو پایین شده آن
2- هرزگرد
3- موتور
4- بازو
5- گوشواره یا بالابرنده(Elevator)
6- آچار هوا
دکل ها برحسب مقدار یا فشاری که می توانند تحمل کنند،دسته بندی می شوند. فشارهایی را که دکل باید تحمل کند دو نوع اند:
الف)بار یا فشارجانبی (Compression Load)
ب) فشارباد(Wind Pressure)
مقدار بار جانبی مجاز دکل را براساس مجموعة مقاومت چهارستون یا پایة دکل تعیین می کنند، بدین ترتیب که مقاومت هر پایه دکل را جداگانه محاسبه می کنند و سپس مجموعه مقاومت چهار پایه دکل را با احتساب ضریب اطمینان به عنوان حداکثر بار مجاز جانبی که دکل می تواند تحمل کند مشخص می نمایند.
مقدار فشار باد مجاز برای دکل حفاری به ارتفاع دکل بستگی دارد. نیرو و فشارباد را می توان از رابطه های زیر محاسبه نمود:
پاورپوینت گل حفاری چیست؟
| دسته بندی | عمران و ساختمان |
| بازدید ها | 2 |
| فرمت فایل | pptx |
| حجم فایل | 1649 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 43 |
پاورپوینت گل حفاری چیست؟
پاورپوینت گل حفاری چیست؟ شامل 43 اسلاید (ویژه رشته های مهندسی عمران وساختمان) می باشد. در ادامه بخشی از متن این پاورپوینت و فهرست آن را برای شما قرار داده ایم و در انتها نیز تصویری از پیش نمایش اسلایدهای این پاورپوینت را برای شما قرار داده ایم تا بتوانید جزییات آن را مشاهده نمایید و در صورت تمایل به داشتن این پاورپوینت ، اقدام به خرید آن نمایید.
.
مقدمه :
گل حفاری ساخته شده توسط جامدات چاه یا مواد سنگین بوده و گرانروزی زیاد دارند. فقط از اب برای رقیق کردن ان استفاده میکنند. درصورتی که گرانروی گل حفاری کاهش یابد با افزودن گل بیشتر به ان جبران میکنند و یا اینکه به همان حالت رقیق حفاری ادامه می یابد. درصورتی که گل حفاری وزنش کم باشد باعث فوران چاه میشود
درصورتی که هرز روی گل زیاد شود یا اندود گل تشکیل شود باعث گیر کردن لوله های حفاری میشوند یا ریزش دیواره های چاه میشوند به علاوه یک نکته مهم درباره گل حفاری وجود دارد:هیچ نوع مواد افزودنی مؤثری برای کنترل خواص فیزیکی گل وجود نداشت.
در سال ۱۹۰۱ اولین گل حفاری توسط لوکاس ساخته (یا کشف) شد و بعد از ۱۳ سال در اسپیندل تاپ به عنوان یک ضرورت در صنعت حفاری حضور پیدا کرد و تا حالا مورد استفاده قرار میگیرد. در سال ۱۹۱۴ پس از تحقیقات پولارد و هگبورک کشف گردید که فوق العاده غلیظی برای حفاری توسط دکلهای ضربهای در ایالت اوکلاهاما استفاده میشده است.
.
فهرست :
مقدمه
گل حفاری مطلوب چیست؟
تاریخچه گل حفاری
وظایف گل حفاری
توانایی ها و ویژگی های یک گل حفاری مطلوب
تمیزکردن ته چاه و انتقال کندههای حفاری
سرعت سقوط کندهها و ذرات جامد گل از یک سو بستگی به شکل هندسی و وزن مخصوص
خنک کردن مته و لولههای حفاری
روان کردن مته و لولههای حفاری
اندود کردن دیواره چاه و جلوگیری از ریزش
کنترل فشارهای زیر زمینی
معلق نگه داشتن کندهها و مواد وزنافزای گل به هنگام خاموشی پمپها
ترخیص شن و کندههای حفاری روی الک لرزان
تحمل بخشی از وزن لولههای حفاری و لولههای جداری
به حداقل رسانیدن ضایعات وارد بر سازندهای مجاور چاه
انتقال توان هیدرولیک پمپها به مته
.
عنوان: گل حفاری چیست؟
فرمت: پاورپوینت
تعداد صفحات: 43 اسلاید
ارائه شده در: فروشگاه های سازه برتر
.
تصویر پیش نمایش اسلایدهای این پاورپوینت:
پروژه و تحقیق-روشهای حفاری تونل-
| دسته بندی | عمران |
| بازدید ها | 2 |
| فرمت فایل | docx |
| حجم فایل | 1867 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 60 |
روشهای حفاری تونلها
پیشینه حفر تونل در کشور به احداث قنوات برای دستیابی به آبهای زیرزمینی و به بیش از ۳۰۰۰ سال پیش میرسد
پیشینه حفر تونل در کشور به احداث قنوات برای دستیابی به آبهای زیرزمینی و به بیش از ۳۰۰۰ سال پیش میرسد. حفر قنات هایی به طول ده ها کیلومتر در عمق تا چند صد متر، نشان از توانایی و تبحر ایرانیان قدیم در تونل سازی دارد. در حال حاضر نیز با پیشرفت فناوری و افزایش نیروهای متخصص و مجرب، انواع تونلهای شبکه حمل و نقلی، صنعتی، معدنی و... به روشهای گوناگون در کشور ساخته میشوند.
از آنجاکه احداث تونلها معمولاً بر عناصر طبیعی پیرامون مانند خاک و سنگ تاثیرمی گذارد، توجهی ویژه درمورد کاهش اثرات مخرب آن ضروری است، چراکه این امر سبب ازبین رفتن تعادل طبیعی این عناصر می شود. به همین علت است که هدف اصلی در انواع روش های حفاری به حداقل رساندن تغییرات زمین در زمان حفاری است.
همچنین یکی از مهمترین عوامل اصلی در زمینه پیشرفت و تکامل صنعت تونل سازی، پیشرفت هایی است که در مورد روش های حفاری آن انجام گرفته است. از جمله روش های حفاری که بدین منظور ابداع شده اند می توان از روش های سنتی ابتدایی ، روش های حفاری و حفاظت مرحله به مرحله، روش های حفاری با ماشین آلات اختصاصی، روش حفاری تمام مقطع و... نام برد. در ادامه به منظور آشنایی بیشتر با چگونگی حفر تونل بخصوص تونل های مترو، روش های حفاری ای که در احداث تونل های شبکه متروی تهران به کار رفته اند، تشریح می شوند.
- روش نوین اتریشی
روش نوین تونلسازی اتریشی به عبارتی NATM از روشهای بسیار متداول در احداث تونل است که بین سال های ۱۹۵۷ و ۱۹۶۵ در اتریش پایهگذاری شد. اساس این روش استفاده بهینه از تنش های ژئوتکنیکی خاک یا سنگ های پیرامونی برای پایداری تونل است. درواقع اساس این روش بر اتصال پوسته محافظ به بخشی از خاک است که دیگر تغییر شکل ندارد. به عبارت دیگر استفاده از مقاومت خود خاک برای پایدارسازی تونل. درحال حاضر برای ساخت تونلهای مترو از این روش به شکل زیر استفاده میشود:
۱) حفاری مقطع فوقانی تونل
۲) حفاظت موقت مقطع فوقانی با نصب فریم و شاتکریت
۳) حفاری مقاطع تحتانی تونل
۴) حفاظت موقت مقطع تحتانی، با نصب فریم و شاتکریت
۵) اجرای رادیه کف (بتن ریزی فونداسیون)
۶) اجرای دیواره و تاج تونل (نصب قالب و بتن ریزی سازه اصلی دیواره و تاج)
داخل خاک، نیروی وارد برهر نقطه برابر ?* H است. وقتی تونل را در داخل خاک حفاری می کنیم، این نیرو به صفر می رسد. از آنجا که پس از این تغییر، خاک باید دوباره به تعادل برسد، تمایل به ریزش پیدا می کند که در روش اتریشی جلوی آن با فریم گرفته می شود. اگر بلافاصله بعد از حفاری فریم گذاری شود، باید از فریم های قوی استفاده شود، درصورتی که اگر درطول یک نوبت کاری خاک پایدار بماند و ریزش نکند (زمان پابرجایی برابر مدت یک نوبت کاری باشد)، فریم های مناسبتر می توانند طراحی شده و به کار روند. درواقع از توان خاک پایدار و به تعادل رسیده نیز کمک گرفته می شود.
دراین حالت خاک به اصطلاح طاق زده و پایدار شده است (اساس روش اتریشی) و دیگر به فریم قوی نیاز نیست. اگر در طول یک نوبت کار خاک ریزش کند (طاق نزند.)، باید پیش حفاظت درنظر گرفته شود.
هنگام برهم خوردن طبیعت خاک ۳ حالت اتفاق می افتد، حالتهای بوجود آمده عبارتند از: ۱) مناسب است و پایدار میایستد، ۲) ریزش اندکی داشته طاق می زند و پایدار می شود و ۳) ضعیف است و ریزشی. با نصب ابزار دقیق میتوان تغییر شکل های خاک را کنترل کرد. تغییرشکلها تناسب فریم با خاک را نشان میدهند.
فریم ها معمولاً برای فاصله استاندارد یک متر محاسبه می شوند. ولی با توجه به جنس خاک (ریزشی) می توان فواصل آنها را کم کرد. اگر خاک خیلی ضعیف باشد، باید پیش حفاظت انجام گیرد. همچنین می توان نوع فریم ها را از لتیس به پروفیل تبدیل کرد و یا فریم ها را به یکدیگر چسباند. قسمت عمده این عملیات توسط نیروی انسانی انجام می گیرد. بدین صورت کاربرد ماشینآلات و ابزار مکانیکی در این روش بسیار محدود است. ماشینآلات متداول بکار رفته در این روش معمولاً لودر یا بیل مکانیکی است، اما بهترین وسیله کله گاوی یا Road Header است، زیرا این وسیله بصورت قوسی حفاری کرده، دارای سرعت بالایی است، درضمن دراین روش تهویه هوا نیز مناسب است. میانگین متوسط راندمان اجرا در بخش حفاری و حفاظت موقت روزی ۳ متر طول و در زمان لاینینگ نهایی ۱ متر در روز میباشد. شایان ذکر است که برنامه زمانبندی و تقدم و تأخر فعالیتهای فوقالذکر در زمان اجرا موثر می باشد.
روش Forepolling برای جلوگیری از هرگونه ریزش دراثر برخورد با خاک سست و تحکیم خاک سست می توان از روش Fore poling استفاده کرد که در زیر توضیح داده میشود.
با توجه به پایداری نسبی دیواره های تونل و و ضعیت توزیع تنش در اطراف آن، گمانههایی در محیط سقف تونل مطابق شکل حفاری می شوند. گمانه ها با فاصلهبندی ۱ متر از یکدیگر و زاویه ۱۰ تا ۱۵ درجه نسبت به افق و به سمت بالا حفاری و سپس لوله گذاری می شوند. درحفاری گمانه ها باید فازبندی رعایت شود. بدین صورت که ابتدا گمانه ها با فواصل ۲ متر از یکدیگر حفاری و تزریق می گردند. سپس گمانه دیگر بین گمانه های مرحله قبل حفاری و تزریق می شوند.
درصورت ریزشی بودن گمانه ها و عدم موفقیت در لوله گذاری ممکن است طول لوله گذاری کاهش یابد یا در یک مرحله، گمانه حفاری شده تزریق گردد و گمانه با حفاری مجدد به عمق نهایی برسد. درهرصورت با توجه به وضعیت توده خاک و نفوذپذیری آن فاصله بندی گمانه ها، عمق، طول، زاویه شیب، فشار تزریق و نسبت اختلاط بهینه خواهد شد.
تهیه لوله بدین صورت است که ابتدا با توجه به قطر گمانه، نوع لوله انتخاب شده و در هر ۵/۰ متر طول لوله مشبک می شود. فقط یک متر ابتدای لوله برای جلوگیری از فرار دوغاب مشبک نمیگردد. عملیات مشبک سازی در مقاطعی که نیاز به تزریق است، انجام می گیرد. یک متر ابتدای لوله، بین جدار گمانه و لوله توسط دوغاب سیمان و سیلیکات سدیم پر می شود تا نشت دوغاب کنترل گردد. درصورت نشت دوغاب از اطراف تونل باید عملیات نشت گیری با گچ و سیمان و سیلیکات صورت گیرد و درصورت نیاز غلظت دوغاب افزایش یا فشار تزریق کاهش یابد. با توجه به وضعیت نشت دوغاب ممکن است لازم باشد تا لوله را طی دو مرحله تزریق نمود. فشار تزریق نباید از ۵ بار بالاتر رود.
بعد از اتمام تزریق گمانه ها و گیرش دوغاب تزریق شده، عملیات حفاری تونل انجام گرفته و عملیات فوق تکرار می شود.
حفاری تونل بصورت تمام مقطع بوسیله ماشین آلات اختصاصی (ماشین حفار زوکور) در زمین های کاملاً ریزشی و آّبدار یا کاملاً سفت و متراکم از این نوع ماشین آلات برای حفاری استفاده می گردد. جنس زمین تعیین کننده نوع ماشین آلات مناسب مورد نیاز کار است. چنانچه جنس زمین آبرفتی پایدار و قدرت برش آن بیش از kg/cm۲ ۵۰۰ باشد (تقریباً آهکی) از دستگاه حفار TBM استفاده می شود. درصورتی که جنس زمین ریزشی و آبرفتی ناپایدار باشد، از ماشین حفار Shield و چنانچه لازم است تونل در زیر آبهای زیرزمینی و تحت فشار هیدرواستاتیک حفاری گردد، برای حفاری ازHydro Shield استفاده می شود.
شرکت فرانسوی سوفرتو به منظور احداث تونلهای خطوط چهارگـانه متـروی تهران، در سال ۱۳۵۶ نسبت