عنوان پایاننامه
محاسبه نیروهای پیچشی و کششی برای لوله های جداری در چاه های جهتی به صورت سه بعدی
- رشته تحصیلی
- مهندسی نفت - حفاری و بهره برداری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 160;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 62621;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1423.
- تاریخ دفاع
- ۰۲ اردیبهشت ۱۳۹۳
- دانشجو
- مرتضی رضایی قره چماق رونجی
- استاد راهنما
- علی نخعی
- چکیده
- در این پژوهش، یک مدل تحلیلی برای محاسبه نیروی پیچشی و نیروی پسا که به اختصار، معادلات T&D گفته میشود، برای لولههای جداری به صورت سهبعدی ارائه میگردد. اساس کار این مدل، تعمیم معادلات مدل رشتهی نرم به حالت سهبعدی است. مدل رشته نرم در سال 1984 توسط جوهانسیک پیشنهاد شده است و در آن با حل معادله تعادل نیروها برای یک المان سه بعدی، نیروهای داخلی المان محاسبه میشود. در این مدل، تعادل نیروها برای یک المان در جهت افقی و عمودی نوشته شده و مقدار کل نیرو برای هر المان، از جمع برداری این نیروها بدست میآید. استفاده از روش تجزیه نیروها، خطایی را در مدل ایجاد میکند؛ از این رو مدلی توسط آدنوی در سال 2009 ارائه شد که در آن از المان سهبعدی استفاده شده است. مدل آدنوی علیرغم بهبود نسبت به مدل جوهانسیک، برخی از پارامترهای موثر در محاسبات را لحاظ نکرده است که در پایاننامه حاضر، تاثیر شتاب نیز به مدل آدنوی افزوده شده و برای نخستین بار اثرات نیروهای ضربهای (شبه نیروی اینرسی) در معادلات منظور شده است. بنابراین در این مدل مقدار کل نیروی کشش که به لولهها وارد میشود علاوه بر وزن لولهها و نیروی پسا شامل نیروی ضربهای (ناشی از شتاب) میباشد. مدل سهبعدی حاضر، برای انواع چاهها، مانند چاههای قائم، افقی و منحنیشکل و شیبدار قابل کاربرد است. در اینجا برای ارائه نتایج مدلسازی و مقایسه آن با اندازهگیریهای میدانی، معادلات پیشنهادی این پایاننامه و همچنین معادلات مدل آدنوی در زبان برنامهنویسی سیشارپ فرمول نویسی شدهاند و نتایج حاصل به صورت گراف در فصل پنجم ارائه گردیده است. نتایج نشان میدهد که شتاب تاثیر قابل ملاحظهای بر میزان کشش در لوله دارد و درنتیجه مدل آدنوی، مقداری کمتر از واقعیت را پیشبینی میکند.
- Abstract
- In this thesis, the analytical model of calculating Torque and Drag in three dimensional wellbores is presented. Here, the research base is to generalize the equation of soft string model that is proposed by Johancsik in 1984. The model calculates the inside force of element, by solution the equation of forces balance. Johancsik projected the normal force vector in horizontal and vertical direction and then drived total normal force from vector sum of these two vectors. But this method makes some errors; hence an analytical model presented by Aadnoy (2009) using three dimensional elements. In spite of improvements to the Johancsik model, Aadnoy model don’t consider sum parameter such as “acceleration term”. In this study, for the first time, we consider the effect of impact forces (semi inertia force) or “acceleration term” in the equations. Thus in this thesis, the total tension in the pipes includes the weight of pipes, drag force and impact force; that is used for all types of wells, such as horizontal wells, vertical wells, slant wells and every curved wells trajectory. Here, for presenting the results and comparing with field data, the equations are proposed in this thesis and the Aadnoy equations, are programed in C# language and the results are ploted as graphs in chapter five. The results show that acceleration has a significant effect on tension force, and thus the Aadnoy model underestimates the quantity of tension force.