دانلود مقاله اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت

حفاری به معنی نفوذ در سنگ است . نفوذ در سنگ گاهی به منظور خرد کردن آن انجام میگیرد . به طور کلی صرف نظر از نوع روش و منشا انرژی ، عملیاتی را که به حفر چال در سنگ منجر می شود ، نفوذپذیری می نامند. مواد معدني زيربناي اقتصاد و صنعت در جامعه را تشكيل مي‌دهند… پیشنهاد می کنیم ادامه این مطلب مفید و ارزشمند را در مقاله اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت دنبال نمایید. این فایل شامل 95 صفحه و در قالب word ارائه شده است.

مشخصات فایل اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت

عنوان: اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت
فرمت فایل : word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 95
حجم فایل : 123 کیلوبایت

بخشی از  مقاله اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت را در ادامه مشاهده خواهید نمود.

شاخصهاي حفاري 1

از ميان شاخصهاي متعدد حفاري , به شاخصهايي كه در نمونه‌هاي دستي در صحرا و با امكانات اوليه قابل ارزيابي‌اند اشاره مي‌شود.

 سختي

سختي كانيها با ابزاري همچون ناخن دست , سوزن برنجي , جسمي فولادي يا كوارتز در مقياس موهر قابل سنجش است. اما ارزيابي سختي سنگها پيچيده است زيرا علاوه بر آنكه به سختي كانيها بستگي دارد به سختي باندهاي متصل كننده و منشاء سنگ نيز وابسته است. براي مثال كوارتزيت كه از دانه‌هاي كوارتز با باند سيليس تشكيل شده و داراي منشاء دگرگوني سنگي است بسيار سخت و درجه سختي آن معادل 7 مي‌باشد , اما ماسه سنگ آهكي با منشاء رسوبي با چاقو خط بر مي‌دارد در حالي كه درصد قابل  توجه‌اي از كاني سنگ , كوارتز است.

 سفتي

سفتي سنگ به سختي آن بستگي دارد. در سنگهاي رسوبي سفتي سنگ به باند متصل كننده كانيها و در سنگهاي آذرين به بافت سنگ ( شكل و اندازه كانيها ) و در سنگهاي متامرفيك به ساختمان سنگ بستگي دارد. سفتي سنگ در صحرا با شكستن آن به چند قطعه يا چكش قابل اندازه‌گيري است.

 سايندگي

 در كار حفاري , سايندگي به خاصيتي از سنگ اطلاق مي‌شود كه قادر است سرمته را كه ممكن است از جنس فولاد كربور تنگستن يا الماس باشد از بين ببرد. سايندگي به طور كيفي ارزيابي مي‌شود و به سختي كانيها بستگي دارد. اما شكل دانه‌ها و كليواژ نيز در كيفيت اين خاصيت تأثير دارد. به همين دليل در سالهاي نه چندان دور در ايامي كه تنها مته هاي فولادي مورد استفاده قرار مي‌گرفتند عمر اين مته در سنگهاي حاوي كوارتز مثل ماسه سنگ در حد چند سانتي‌متر بود هر چند كوارتز سختي بيشتري نسبت به فولاد دارد. اما شكل ذرات نيز بي تأثير در كاهش عمر مته نبوده است. اين مشكل با جانشين كردن مته هايي از جنس كربور تنگستن به جاي مته هاي فولادي برطرف شده است. خرده سنگهاي گوشه‌دار و نيز در مقايسه با خرده سنگهاي گرد بر روي مته خراشهاي عميق ايجاد مي‌كنند و مانع از آن مي‌شوند تا انرژي منتقل شده به سطح مته موجب خرد شدن سنگ شود. از سوي ديگر خرده‌هاي ريز و گرد سنگ نيز باعث صيقل دادن سر مته و كندي حفاري مي‌شوند. سنگهايي كه خاصيت سايندگي آنها در حفاري بايد مورد توجه قرار گيرند عبارتند از : 1) سنگهاي حاوي كوارتز كوارتزيت , ماسه سنگ , گريت 1 و سنگهاي آذرين اسيدي 2) سنگهاي حاوي سيليس مثل چرت ² فلينت ³ و سنگهاي اوليوين دار مثل دونايت ⁴ و بعضي از انواع بازالت 3) سنگهاي حاوي گارنت ⁵ مثل گنيس گارنيت‌دار. در مقايسه با سيستم ضربه‌اي , سيستم حفاري چرخشي نسبت به خاصيت سايندگي حساسيت بيشتري دارد لذا در ارتباط با سيستم چرخشي , خاصيت سايندگي بسياري از سنگها ولو در مقياس كوچك بايد مورد توجه قرار گيرد ؛ كه البته كميت سايندگي مطرح خواهد بود تا كيفيت آن. براي مثال مدستون سيلت‌دار سخت , در شرايط نرمال به علت نداشتن كميت بالاي خاصيت سايندگي به عنوان سنگ ساينده محسوب نمي‌شود اما براي سيستم چرخشي حتي در مقياس كم مضر است. كانيهايي همچون توپاز , كروندوم و بريل چون به ندرت در سنگها وجود دارند كمتر مورد توجه قرار مي گيرند.

اندازه و يكنواختي دانه‌ها

به طور كلي سرعت حفاري در سنگهاي دانه درشت زيادتر از سنگهاي دانه ريز است. در سنگهاي آذرين , دانه هاي درشت بيانگر كندي فرايند سرد شدن ماگماست يا آنكه ماگماٍ،كاني وسيال خاصي داشته است و دانه‌هاي ريز نشانه سرد شدن سريع ماگما , عمق كم و توده كوچك است. در سنگهاي رسوبي اندازه وشكل دانه ها بستگي به مسافتي دارد كه طي نموده است. دانه‌هاي متفاوت از نظر شكل بيانگر ته نشيني سريع است.

جدايش

برخي از سنگها مثل شيل اين خاصيت را دارند كه به موازات لايه‌بندي در امتداد كليواژ مثل اسليت و شيست به راحتي جدا شوند. حفاري در چنين سطوحي آسان و همچنين سرعت آن زيادتر است.

 تقسيم بندي سنگها بر اساس شاخصهاي حفاري

به طور كلي سنگها به سه گروه تقسيم بندي مي‌شوند. گروه اول شامل آن دسته از سنگها است كه از سرد شدن ماگماي مذاب به وجود مي‌آيند. برحسب اينكه ماگما چگونه و در كجا سرد مي‌شود سه گروه سنگهاي آذرين قابل تشخيص است كه عبارتند از : 1) سنگهاي آذرين پلوتنيك كه دانه درشتند. 2) سنگهاي آذرين درونی كه از نظر اندازه دانه‌ها متوسط‌اند و نشان مي‌دهد كه سرد شدن ماگما در درون زمين صورت گرفته و 3) سنگهاي آذرين بيروني  كه دانه ريز و بافت شيشه‌اي دارند كه نشان دهنده آن است كه ماگما در سطح سرد شده است.

بسياري از سنگهاي آذرين هم سخت‌اند و هم سفت و بيشتر آنها بايد با سيستم ضربه‌اي حفاري شوند و اگر چه در بعضي از انواع ممكن است به كمك ماشينهاي چرخشي نيز حفاري انجام پذيرد. انتخاب ماشين حفاري با توجه به خاصيت زير انجام مي‌گيرد.

 سنگهاي آذرين ساينده

دانه ريز مثل پرليت  ,‌ابسيدين, رئوليت

دانه متوسط مثل آپليت  , فلسايت  , ميكروگرانيت , گرانوفير

دانه درشت مثل گرانوديوريت , گرانيت , پگماتيت.

براي اين گروه از سنگها در صورتي كه قطر چال كمتر از 2 اينچ باشد بايد از چكش حفاري سنگين يا سينكر استفاده كرد و براي چالهاي با قطر بين 2 تا 4 اينچ از دريفتر و چالهايي با قطر بين 4 تا 6 اينچ از D-T-H و چكشهاي حفاري با مته‌هاي قلمي با جنس كربور تنگستن بايد استفاده شود. لازم به توضيح است كه در همه اين ماشينها بايد از قدرت وتراست حداكثر استفاده را به عمل آورد. در غير اين صورت حفاري به كندي صورت مي‌گيرد.

 سنگهاي آذرين نيمه ساينده

دانه ريز مثل داسیت , و بازالت اوليوين دار.

دانه درشت مثل دونايت  , گابراواوليوين دار  , ديوريت كوارتزدار , پريودوتيت

سنگهاي آذرين با سايندگي كم

دانه ريز مثل آندزيت , بازالت , تراشيت

دانه متوسط مثل دولريت , دياباز  , لمپروفي .

دانه درشت مثل ديوريت , گابرو , نوريت , پورفريت , سينيت.

در دو طبقه بندي بالا براي چالهاي با قطر كم و عمق كم از سينكر يا چكش حفاري نيمه سنگين بايد استفاده شود , براي چالهاي با قطر 6 اينچ مي‌توان از ماشين چرخش سنگين و براي مورد بينابين اين دو از D-T-H استفاده كرد.

 سنگهاي آذرين تجزيه شده

دانه ريز مثل بازالت قرمز.

دانه متوسط مثل سرپانتين.

دانه درشت مثل گرانيت كائولينه شده.

بدون استفاده از حفاري و انفجار نيز مي‌توان بازالت قرمز را به كمك بولدوز آماده بهره‌برداري كرد اما گزينه ديگر , استفاده از ماشين حفاري چرخشي با مته تيغه‌اي است در مورد سر پانتين به قطر چال بستگي دارد. براي چالهاي با قطر كم مي‌توان از ماشين ضربه‌اي و براي چالهاي با قطر زيادتر مي‌توان از D-T-H يا ماشين حفاري چرخشي يا چرخشي – ضربه‌اي استفاده كرد كه از اين نوع ماشينها براي سر پانتين و گرانيت كائولينه شده نيز به كار گرفته مي‌شوند.

سنگهاي متامورفيك

اين گروه از سنگها در اثر حرارت يا فشار يا هر دو بر روي سنگهاي رسوبي و آذرين به وجود آمده‌اند و طيف وسيعي از سنگها را شامل مي‌شوند بعضي از اين سنگها از نظر حفاري مشابه آذرين و بعضي ديگر مشابه رسوبي‌اند.

سنگهاي متامورفيك سخت و ساينده

دانه ريز مثل گرانوليت , كوارتزيت و شيست كوارتزدار.

دانه درشت مثل گنيس.

كوارتزيت خاصيت سايندگي زيادي دارد و حفاري با آن بسيار دشوار است. چه در مورد كوارتزيت و چه در ساير موارد , ماشينهاي حفاري ضربه‌اي سنگين اولويت دارند. انتخاب يكي از انواع ضربه‌اي بستگي به قطر چال دارد.

سنگهاي متامورفيك نيمه سخت و نيمه ساينده

دانه متوسط مثل شيست – هورنبلند  و ميكا-شيست

دانه درشت مثل ماربل دولوميته. در موارد ياد شده بالا مي‌توان از ماشين حفاري ضربه‌اي نيمه سنگين و يا سنگين استفاده كرد.

سنگهاي متامورفيك نرم

دانه ريز مثل اسليت.

دانه متوسط مثل فلينت , شيست , كلرايت .

دانه درشت مثل ماربل.

براي چالهاي با قطر كم از چكش حفاري سبك و يا نيمه سنگين و براي چالهاي با قطر زياد از دريفتر يا D-T-H يا ماشين چرخشي با تراست زياد بايد استفاده كرد.

سنگهاي رسوبي

اين گروه از سنگها از فرسايش و تخريب سنگهاي قديمي‌تر به وجود آمده اند و از نظر حفاري طيف وسيعي را شامل مي‌شوند. در ميان سنگهاي رسوبي , سنگهايي را مي‌توان يافت كه به دليل سختي به دشواري حفاري مي‌شوند ضمناً موادي را از اين گروه مي‌توان نام برد كه به مانند خاك عمل مي‌كنند. مثل ماسه و رس. گروه‌بندي همه سنگهاي رسوبي در اينجا امكان‌پذير نيست آنچه كه در ذيل بدان اشاره خواهد شد تقريبي است و بيشتر عمليات حفاري در آنها انجام مي‌گيرد.

فهرست مطالب مقاله اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت, در ادامه قابل مشاهده می باشد.

• چکیده3
• مقدمه4
• فصل اول
• شاخصهاي حفاري6
• سختي6
• سفتي7
• سايندگي7
• اندازه و يكنواختي دانه‌ها9
• جدايش9
• تقسيم بندي سنگها بر اساس شاخصهاي حفاري10
• سنگهاي آذرين ساينده11
• سنگهاي آذرين نيمه ساينده11
• سنگهاي آذرين با سايندگي كم12
• سنگهاي آذرين تجزيه 12
• سنگهاي متامورفيك13
• سنگهاي متامورفيك سخت و ساينده13
• سنگهاي متامورفيك نيمه سخت و نيمه ساينده14
• سنگهاي متامورفيك نرم14
• سنگهاي رسوبي14
• سنگهاي سخت سيليسي15
• سنگهاي رسوبي ساينده با سختي كم15
• شكننده اما ساينده16
• نسبتاً سخت اما فاقد خاصيت سايندگي16
• سنگهاي رسوبي نرم و فاقد , خاصيت سايندگي17
• فصل دوم
• مشخصات و پارامترهاي سنگ براي حفاري 18
• حفاري پذيري اوليه22
• پارامترهاي پيشرفت23
• پارامترهاي خوردگي ابزار24
• دانه بندي26
• حفاري پذيري كلي‌27
• خصوصيات جرم سنگ27
• قرار گرفتن ناپيوستگي‌ها29
• نتيجه گيري 30
• فصل سوم
• حفاري ضربه‌اي31
• 3-1 حفاري كابلي32
• 3-1 الف) تميز كردن چال33
• 3-1 ب) نظريه حفاري كابلي35
• 3-1- ج) امتيازات حفاري كابلي38
• 3-1- د) نقاط ضعف و معايب اين سيستم39
• 3-2 دستگاه حفاري چكشي40
• 3-2-1 اصول عمليات حفاري  توسط اين ماشين‌ها42
• 3-3 انديس گذاري 47
• 3-4 توليد و انتقال انرژي در سيستم حفاري ضربه‌اي50
• 3-4-1 اتلاف انرژي در طول لوله حفاري54
• 3-5 انتقال انرژي در سطح تماس مته با سنگ از اولين موج ايجاد شده56
• 3-6 تراست مورد نياز در حفاري ضربه‌اي60
• 3-7 تأثير شكل سرمته در حفاري ضربه‌اي62
• آزمايشات تعيين مشخصات در سيستم حفاري ضربه‌اي63
• فصل چهارم
• .سيستم حفاري چرخشي69
• 4-1 حفر چال‌هاي انفجاري با استفاده از سيستم حفاري چرخشي71
• 4-2 عوامل مؤثر بر ميزان نفوذ سرمته در داخل سنگ72
• 4-3 سرمته‌هاي حفاري چرخشي78
• 4-4 انواع مختلف طراحي79
• 4-5 اساس كار سرمته‌هاي مخروطي گردنده81
• 4-6 عمل فشارش و ايجاد شكست در سنگ83
• 4-7 آناليز عمل متقابل سرمته و سنگ با در نظر گرفتن ميزان انرژي ذخيره شده87
• 4-7-1 عمل اوليه سرمته87
• 4-7-2 عمل ثانويه سرمته89
• 4-8 طوق چرخشي90
• فصل پنجم
• حفاري الماسه93
• 5-1 انواع سرمته‌هاي الماسه95
• 5-1-1 سرمته‌هاي داراي قطعات الماس بر روي سطح بدنه95
• 5-1-2 سرمته‌هاي داراي قطعات الماس در داخل تركيب بدنه96
• 5-2 مقايسه هزينه ها در حفاري‌هاي الماسه97
• 5-3 لوله‌هاي مغزه‌گيري99
• 5-3 الف) لوله‌هاي مغزه گيري انفرادي100
• 5-3 – ب) لوله‌هاي مغزه گيري دو جدار101
• 5-3-ج) لوله‌هاي مغزه گيري دو جداره اصلاح شده103
• 5-4 تكنيك حفاري با خطوط سيمي105
• 5-4-1 سيستم حفاري سيمي105
• 5-4-2 پايداري چال در حفاري سيمي107
• 5-4-3 رشته لوله‌هاي حفاري سيمي108
• 5-4-4 محفظه مغزه گيري در حفاري سيمي108
• 5-4-5 سيستم با قابليت جمع شدن109
• 5-4-6 امتيازات و مزاياي سيستم حفاري سيمي110
• سرمته‌هاي مغزه گيري در حفاري سيمي111
• 5-5 هزينه‌ها111
• 5-6 محاسبات عملي در حفاري الماسه112
• 5-7 نظريه حفاري بر مبناي عمل سايش115
• 5-8 تأثير خواص سنگ در ميزان نفوذ سرمته‌هاي الماسه نوع او.ل119
• 5-9 سرمته‌هاي الماسه نوع دوم

در صورت تمایل شما می توانید مقاله اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت را به قیمت 15900 تومان از سایت فراپروژه دانلود نمایید. اگر در هر کدام از مراحل خرید یا دانلود با سوال یا ابهامی مواجه شدید می توانید از طریق آدرس contact-us@faraproje.ir و یا ارسال پیامک به شماره: 09382333070 با ما در تماس باشید. با اطمینان از وب سایت فراپروژه خرید کنید، زیرا پشتیبانی سایت همیشه همراه شماست.