اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت

فهرست مطالب:

چکیده........................................................................................................ 3 

مقدمه........................................................................................................  4

 فصل اول

 شاخصهای حفاری........................................................................................ 6

 سختی........................................................................................................ 6

 سفتی......................................................................................................... 7

 سایندگی..................................................................................................... 7

 اندازه و یكنواختی دانه‌ها................................................................................. 9

 جدایش...................................................................................................... 9                                

 تقسیم بندی سنگها بر اساس شاخصهای حفاری.................................................... 10                 

 سنگهای آذرین ساینده................................................................................... 11

 سنگهای آذرین نیمه ساینده..............................................................................  11

سنگهای آذرین با سایندگی كم.......................................................................... 12

 سنگهای آذرین تجزیه .................................................................................. 12

 سنگهای متامورفیك......................................................................................  13

 سنگهای متامورفیك سخت و ساینده...................................................................  13

 سنگهای متامورفیك نیمه سخت و نیمه ساینده.......................................................  14

 سنگهای متامورفیك نرم.................................................................................  14

 سنگهای رسوبی..........................................................................................  14

 سنگهای سخت سیلیسی..................................................................................  15

 سنگهای رسوبی ساینده با سختی كم..................................................................  15

 شكننده اما ساینده.........................................................................................  16

 نسبتاً سخت اما فاقد خاصیت سایندگی................................................................  16

 سنگهای رسوبی نرم و فاقد , خاصیت سایندگی.....................................................  17

 فصل دوم

 مشخصات و پارامترهای سنگ برای حفاری ...................................................... 18

 حفاری پذیری اولیه....................................................................................... 22

 پارامترهای پیشرفت....................................................................................  23

 پارامترهای خوردگی ابزار............................................................................. 24

 دانه بندی................................................................................................... 26

 حفاری پذیری كلی‌....................................................................................... 27

 خصوصیات جرم سنگ................................................................................. 27

 قرار گرفتن ناپیوستگی‌ها............................................................................... 29

 نتیجه گیری .............................................................................................. 30

 فصل سوم

  حفاری ضربه‌ای......................................................................................... 31

 3-1 حفاری كابلی........................................................................................ 32

 3-1 الف) تمیز كردن چال.............................................................................. 33

 3-1 ب) نظریه حفاری كابلی......................................................................... 35

 3-1- ج) امتیازات حفاری كابلی.....................................................................  38

 3-1- د) نقاط ضعف و معایب این سیستم............................................................ 39

 3-2 دستگاه حفاری چكشی............................................................................. 40

 3-2-1 اصول عملیات حفاری  توسط این ماشین‌ها............................................... 42

 3-3 اندیس گذاری ....................................................................................... 47

 3-4 تولید و انتقال انرژی در سیستم حفاری ضربه‌ای............................................ 50

 3-4-1 اتلاف انرژی در طول لوله حفاری.......................................................... 54

 3-5 انتقال انرژی در سطح تماس مته با سنگ از اولین موج ایجاد شده...................... 56

 3-6 تراست مورد نیاز در حفاری ضربه‌ای....................................................... 60

 3-7 تأثیر شكل سرمته در حفاری ضربه‌ای......................................................... 62

 آزمایشات تعیین مشخصات در سیستم حفاری ضربه‌ای.......................................... 63

   فصل چهارم

 .سیستم حفاری چرخشی.................................................................................. 69

 4-1 حفر چال‌های انفجاری با استفاده از سیستم حفاری چرخشی............................... 71

 4-2 عوامل مؤثر بر میزان نفوذ سرمته در داخل سنگ.......................................... 72

 4-3 سرمته‌های حفاری چرخشی...................................................................... 78

 4-4 انواع مختلف طراحی.............................................................................. 79

 4-5 اساس كار سرمته‌های مخروطی گردنده....................................................... 81

 4-6 عمل فشارش و ایجاد شكست در سنگ......................................................... 83

 4-7 آنالیز عمل متقابل سرمته و سنگ با در نظر گرفتن میزان انرژی ذخیره شده......... 87

 4-7-1 عمل اولیه سرمته............................................................................... 87

 4-7-2 عمل ثانویه سرمته............................................................................. 89

 4-8 طوق چرخشی..................................................................................... 90

  فصل پنجم

 حفاری الماسه............................................................................................ 93

 5-1 انواع سرمته‌های الماسه......................................................................... 95

 5-1-1 سرمته‌های دارای قطعات الماس بر روی سطح بدنه................................... 95 

 5-1-2 سرمته‌های دارای قطعات الماس در داخل تركیب بدنه................................. 96

 5-2 مقایسه هزینه ها در حفاری‌های الماسه....................................................... 97

 5-3 لوله‌های مغزه‌گیری............................................................................... 99

 5-3 الف) لوله‌های مغزه گیری انفرادی.......................................................... 100

 5-3 – ب) لوله‌های مغزه گیری دو جدار......................................................... 101

 5-3-ج) لوله‌های مغزه گیری دو جداره اصلاح شده........................................... 103

 5-4 تكنیك حفاری با خطوط سیمی................................................................ 105

 5-4-1 سیستم حفاری سیمی......................................................................... 105

 5-4-2 پایداری چال در حفاری سیمی............................................................. 107

 5-4-3 رشته لوله‌های حفاری سیمی.............................................................. 108

 5-4-4 محفظه مغزه گیری در حفاری سیمی.................................................... 108

 5-4-5 سیستم با قابلیت جمع شدن.................................................................. 109

 5-4-6 امتیازات و مزایای سیستم حفاری سیمی................................................ 110

 سرمته‌های مغزه گیری در حفاری سیمی......................................................... 111

 5-5 هزینه‌ها........................................................................................... 111

 5-6 محاسبات عملی در حفاری الماسه........................................................... 112

 5-7 نظریه حفاری بر مبنای عمل سایش......................................................... 115

 5-8 تأثیر خواص سنگ در میزان نفوذ سرمته‌های الماسه نوع او.ل....................... 119

 5-9 سرمته‌های الماسه نوع دوم................................................................... 120