پروژه بررسي كمي و كيفي باريت و بنتونيت در صنعت حفاري بخصوص گل حفاري پژوهش کامل در زمینه شيمي می باشد و در 7 فصل تنظیم شده است. شما میتوانید فهرست مطالب پروژه را در ادامه مشاهده نمایید.

پروژه بصورت فایل قابل ویرایش ورد(WORD) در 133 صفحه برای رشته های شیمی ، عمران ، راهسازی و صنایع پتروشیمی در پایین همین صفحه قابل دانلود میباشد. شایسته یادآوری است که پروژه از ابتدا تا پایان ویرایش وتنظیم , سکشن بندی (section) ، نوشتن پاورقی (Footnote) و فهرست گذاری اتوماتیک کامل شده وآماده تحویل یا کپی برداری از مطالب مفید آن است.

مقدمه

حفاري به معني نفوذ در سنگ است. نفوذ در سنگها گاهي به منظور خرد كردن آنها انجام مي گيرد. براي خرد كردن سنگها بايد چالهاي انفجاري حفر كرد و در داخل آنها مواد منفجره قرار داد. با منفجركردن چالها، سنگها خرد مي شوند، و با خرد شدن سنگها، استخراج و برداشت آسانتر است و با هزينه كمتري انجام مي گيرد. در استخراج كليه معادن به استثناي موارد نادر، مانند استخراج سنگهاي ساختماني يا برداشت بعضي از سنگهاي سست، حفاري جزء عمليات اجتناب ناپذير محسوب مي شود. اين نوع حفاري را حفاري استخراجي مي گويند. حفاري در معادن تنها به منظور استخراج نيست؛ بلكه قبل از استخراج يا به هنگام استخراج، براي اكتشاف نيز انجام مي پذيرد.

حفاري اكتشافي ممكن است به منظور كشف و پي بردن به وجود كاني يا ماده معدني، ويا به منظور پي بردن به شرايط كيفي سنگها صورت گيرد. با توجه به بالا بودن هزينه حفاري اكتشافي و بعضي مشكلات فني توصيه مي شود كه هر دو گروه متخصصاني كه به دنبال كشف كاني يا در جستجوي كشف شرايط كيفي سنگها هستند، مطالعات خود را همزمان شروع كنند، علاوه بر حفاري استخراجي و حفاري اكتشافي، حفاري به منظور كارهاي تكنيكي مانند حفاري به جهت تزريق سيمان در داخل درزه ها، حفاري جهت خارج كردن گازها از لايه ذغال يا حفاري به منظور منجمدكردن آب در داخل طبقات نيز انجام مي گيرد. لذا عمليات حفاري در زمينه هاي مختلف مهندسي و علوم كاربرد وسيعي دارد. امروزه بيش از95 درصد حفاريها به روش مكانيكي و با ماشينهاي ضربه اي، چرخشي و ماشينهاي ضربه اي- چرخشي انجام مي گيرد. در روش مكانيكي نفوذ در سنگ با انرژي مكانيكي و از طريق اعمال ضربه هاي پي در پي، يا در اثر تماس انجام مي گيرد. قطر چالهايي كه با روش مكانيكي حفر مي شوند بين2/1 اينچ تا 24 اينچ و عمق آنها از چند تا سانتيمتر تا چند هزار متر متغير است. عمق غالب چالهاي انفجاري كمتر از20 متر و قطر آنها در معادن زيرزميني كم است. اما امروزه در معادن روباز، براي پايين نگهداشتن هزينه هاي حفاري و انفجار و نهايتا كاهش هزينه استخراج قطر چالهاي انفجاري را زياد مي گيرند؛ از اين رو بين ماشينهايي كه چالهاي انفجاري در معادن روبار حفر مي كنند و ماشينهاي حفاري اكتشافي و ماشينهايي كه به منظور استخراج نفت، گاز و آب به كار مي روند، مشابهت زيادي وجود دارد. به طور مصطلح در حفاريهايي كه به منظور دسترسي و استخراج سيالاتي مانند نفت ، گاز و آب انجام مي گيرد، و همچنين در حفاري اكتشافي به جاري واژه چال از واژه چاه استفاده مي شود. در به كارگيري واژه چال يا چاه صرفنظر از نقش سيال، ژنومتري، بويژه، عمق چال يا چاه نيز موثر است. چالها معمولا عمق كمي دارند؛ درحالي كه عمق چاه بيشتر است. درهر صورت، شكل چالها يا چاهها سيلندري است و قطر آنها از عمق كمتر است. غير از روش حفاري مكانيكي، روشهاي ديگر نيز وجود دارد كه در دست تحقيق و توسعه اند؛ مانند روشهاي حفاري حرارتي، و حفاري ليزري كه نفوذ در سنگها تنها به كمك انرژي مكانيكي انجام نمي گيرد؛ بلكه ابتدا از طريق حرارت يا فعل و انفعالات شيميايي، سنگ را سست مي كنند؛ سپس به كمك ماشينهاي حفاري عمدتا چرخشي، در سنگ سست نفوذ مي كنند تا چال يا چاه ايجاد شود. در اين روشها كه به انها روشهاي پيشرفته حفاري نيز مي گويند، هرچند سرعت حفاري200 تا400 درصد افزايش مي يابد،مشكلات فني متعددي وجود دارد كه تا رفع اين عيوب به زودي قابل استفاده نخواهد بود.

فهرست مطالب

فصل اول ، كلياتي در مورد حفاري

1-1- مقدمه. 2

1-2- تاريخچه حفاري.. 3

1-3- واژه هاي اصلي مورد استفاده درحفاري.. 5

1-3-1- چاه5

1-3-2- شفت... 5

1-3-3- حفار5

1-3-4- مته. 5

1-3-5- ميله يا لوله حفاري.. 5

1-3-6- منبع انرژي.. 5

1-3-7- آرايش چاله ها6

1-3-8- چالزن.. 6

1-3-8-1- حفاري دستي.. 6

1-3-8-2- حفاري ضربه اي.. 6

1-3-8-3- سيستم حفاري چرخشي.. 6

فصل دوم ، گل حفاري

2-1- تاريخچه مختصري از گل حفاري.. 11

2-2- گل حفاري.. 13

2-2-1- تعريف گل حفاري.. 13

2-2-2- فاز مايع گل حفاری.. 14

2-2-2-1-آب شيرين.. 14

2-2-2-2- آب شور14

2-2-2-3- آب سخت... 14

2-2-2-4- آب نرم. 14

2-2-3- فاز جامد گل هاي حفاري.. 15

2-2-3-1- فازجامدات فعال.. 15

2-3- كاربرد و وظايف گل حفاري.. 16

2-3-1- تميز كردن ته چاه و انتقال كنده هاي حفاري به سطح زمين.. 17

2-3-2- خنك كردن مته و لوله هاي حفاري.. 18

2-3-3- روان كردن مته و لوله هاي حفاري.. 18

2-3-4-اندود كردن ديواره چاه و جلوگيري از ريزش آن.. 19

2-3-5-كنترل فشارهاي زيرزميني.. 20

2-3-6-معلق نگه داشتن كنده ها و مواد وزن افزاي گل بهنگام خاموشي پمپ ها20

2-3-7-ترخيص شن و كنده هاي حفاري روي الك لرزان.. 21

2-3-8-تحمل بخشي از وزن لوله هاي حفاري و لوله هاي جداري.. 21

2-3-9- بحداقل رسانيدن ضايعات وارد بر سازندهاي مجاور چاه و ارائه حداكثر اطلاعات پيرامون آنها22

2-3-10-انتقال توان هايدروليك پمپ ها به مته. 23

2-3-11-رابطه بین خواص گل و وظایف گل حفاری.. 24

2-4- خواص گل حفاري و نحوه اندازه گيري آنها25

2-4-1- وزن مخصوص گل حفاري.. 25

2-4-2- گرانروي.. 27

2-4-2-1- تقسيم بندي سيالات براساس گرانروي.. 27

2-4-2-2- روشهاي اندازه گيري گرانروي گل حفاري.. 28

2-5- تركيب گل حفاري.. 32

2-5-1- توسعه روابط كلي جهت محاسبه وزن گل.. 32

2-6- روابط بين حجم و وزن مخصوص گل حفاري.. 38

2-6-1- تعيين رابطه اي بين حجم اوليه به حجم نهايي گل با وزن مخصوص گل.. 38

2-6-2- رابطه بين حجم مواد اضافه شده به حجم نهايي گل با وزن مخصوص گل.. 38

2-6-3- رابطه بين حجم مواد اضافه شده به حجم اوليه گل با وزن مخصوص گل.. 39

2-7- تعداد بشكه گل حفاري حاصله از تعليق رس درآب... 39

فصل سوم ، شناسايي مواد شيميايي و موارد استفاده آنها در گل حفاري

3-1- مواد وزن افزاي گل حفاري.. 43

3-1-1- باريت... 43

3-1-2- سنگ آهك.... 43

3-1-3- فروبار44

3-1-4- گالنا44

3-1-5- نمك طعام. 44

3-1-6- هاي دنس.... 45

3-1-7- كلرور كلسيم.. 45

3-2- مواد گرانروي زا45

3-2-1- كربواكسي متيل سلولز. 45

3-2-2- LOW VISCO CMC.. 46

3-2-3- بنتونايت... 46

3-2-4- Xc-polymer. 46

3-2-5- Xc 100 polymer. 46

3-2-6- جلتون.. 46

3-2-7- VG-69.. 46

3-3- مواد كنترل كننده صافاب گل.. 46

3-3-1- استارچ.. 46

3-3-2- DV-22.. 47

3-4- مواد كنترل كننده PH.. 47

3-5- مواديكه جلوگيري از خورندگي مي كنند. 49

3-6- ساير مواد مصرفي گل حفاري.. 50

فصل چهارم ، محاسبات مهندسي گل حفاري

4-1- محاسبه بالا آمدن گل از مته(ته چاه) تا سطح BOTTOM UP.. 55

4-2- محاسبه زمان كامل گردش گل.. 55

4-2-1- گردش كل گل در سيستم.. 56

4-3- محاسبه تهيه گل هاي اوليه. 56

4-4- محاسبه كشتن چاه در هنگام وقوع جريان.. 58

4-5- اندازه گيري PH يا غلظت يون هيدروژن گل.. 59

4-5-1- روش رنگ سنجي اصلاح شده59

4-5-2- روش الكترون سنجي.. 60

4-6- اندازه گيري قليائيت... 61

فصل پنجم ، سيمان حفاري

5-1- آزمايش هايي كه بر روي سيمان حفاري انجام مي شود:65

5-1-1- آزمايش مقاومت تراكمي.. 65

5-1-2- آزمايش زمان بندش.... 65

5-2- سيمانه كردن چاهها66

5-3- تركيب سيمان چاههاي حفاري.. 67

5-4- تاثير حرارت و فشار بر روي خواص سيمان‌ها69

5-5- انواع سيمان‌هاي مورد استفاده در چاه‌هاي حفاري.. 71

5-5-1- سيمان‌هاي بنتونايتي.. 71

5-5-2- سيمانهاي پرليتي.. 71

5-5-3- سيمانهاي دياتومه اي.. 71

5-5-4- سيمان ژيپسي.. 72

5-5-5- سيمان رزيني.. 72

5-6- اضافات سيمان.. 72

5-7- مواد تقدم دهنده بندش سيمان.. 72

5-7-1- سديم كلرايد يا نمك طعام. 73

5-7-2- دوغابهاي نمك دار73

5-8- مواد حجم افزا75

5-8-1- بنتونايت... 75

5-8-2- توان تراكمي.. 76

5-9- آب آزاد. 76

5-9-1- آزمايش آب آزاد. 76

5-9-2- اخطاري در مورد جريان گردابي.. 77

5-10- مصرف بنتونايت آبديده در دوغاب سيمان.. 78

5-11- مواد وزن افزا78

5-11-1- ايلمنايت يا هايدنس سياه78

5-11-2- ماسه. 79

5-11-3- كاهش قدرت بموازات زمان.. 79

5-12- زمان نيم بند شدن سيمان.. 80

5-13- قوانين سرانگشتي.. 81

5-14- مهار آب روي.. 82

5-15- گرانروي.. 82

5-16- توليدات شركت هاليبورتون.. 83

5-16-1- هالاد-9 (9-HALAD)83

5-16-2- هالاد-22 الف(HALAD –22A)83

5-16-3- سي- اف- آر-2(CFR-2)83

5-16-4- داياسل ال دبليوال(DIACEL LWL)83

5-16-5- دي59(D-59)83

5-16-6- ليگنوسولفونيت كلسيم(D-13)83

5-16-7- دي-28(D-28)84

5-17- مواد تاخر دهنده شركت هاليبورتون.. 84

5-17-1- HR-(HR-12)84

5-17-2- (HR-1)84

5-17-3- (HR-4) تاخر دهنده معمولي:85

5-17-4- (HR-5)85

5-17-5- (HR-15)85

5-17-6- (HR-20)85

5-17-7- (CFR-1)85

5-17-8- W.O.C.. 85

5-18- مواد ضدكف... 86

5-19- محاسبه مواد افزودني به دوغاب سيمان.. 87

5-19-1- مجرابند سيماني متعادل.. 88

5-19-2- فرمول پيدا كردن شناوري لوله جداري.. 88

5-19-3- محاسبه جابجائي وزن كلي كه براي پائين راندن لوله جداري لازم است... 88

5-20- روشهاي متداول براي سبك كردن وزن دوغاب سيمانهاي حفاري.. 90

5-20-1- استفاده از مواد افزودني آبخواه90

5-20-2- استفاده از مواد افزودني با وزن مخصوص كم.. 90

5-21- بنتونيت و روش افزودن آن به سيمان.. 91

5-22- مشخصات فيزيكي گيلسونيت و اثر آن بر روي خواص سيمان هاي كلاسA ,D.. 91

5-23- اثر بنتونيت بر روي خواص سيمان هاي كلاسD,A.. 92

5-24- نتيجه گيري.. 92

فصل ششم ، بنتونيت

6-1- مقدمه. 97

6-2- مشخصات شيميايي بنتونيت... 97

6-3- ژئوشيمي.. 97

6-4- كاني هاي مهم بنتونيت... 98

6-5- انواع بنتونيت ها از ديدگاه صنعتي.. 98

6-6- ژنز بنتونيت... 98

6-7- روشهاي فرآوري.. 99

6-8- موارد استفاده99

6-8-1- بنتونيت هاي فعال طبيعي و بنتونيت هاي فعال شده توسط اسيد. 99

6-8-2-بنتونيت هاي فعال طبيعي و بنتونيت هاي جانشيني سديم.. 99

6-8-3-ريخته گري.. 99

6-8-4-گندوله آهن.. 100

6-8-5-حفاري چاه100

6-9- وضعيت توليد و فرآوري بنتونيت در ايران.. 105

6-9- معادن عمده بنتونيت... 108

فصل هفتم ، باريت

7-1- مقدمه. 110

7-2 - تاريخچه باريت... 110

7-3- مشخصات عمومي باريت... 111

7-4- معادن عمده باريت... 112

7-5- موارداستفاده112

7-6- بازيافت باريت... 119

7-7- جايگزين ها119

7-8- ذخاير باريت... 120

منابع و ماخذ. 122

فهرست شکل ها و جدول ها

جدول1-1: طبقه بندي سنگها بر اساس ميزان نفوذپذيري.. 9

شكل2-1 : تميز كردن ته چاه و انتقال كنده هاي حفاري به سطح زمين توسط گل حفاري.. 18

شكل2-2: خنك كردن مته و لوله هاي حفاري.. 18

شكل2-3 : روان كردن مته توسط گل حفاري.. 19

شكل2-4 : اندود كردن ديواره چاه و جلوگيري از ريزش آن.. 20

شكل2-5 : كنترل فشارهاي زيرزميني.. 20

شكل2-6 : معلق نگه داشتن كنده ها و مواد وزن افزاي گل به هنگام خاموشي پمپها21

شكل2-7 : ترخيص بخشي از وزن لوله هاي حفاري و لوله هاي جداري.. 21

شكل2-8 : تحمل بخشي از وزن لوله هاي حفاري و لوله هاي جداري.. 22

شكل2-10 : انتقال توان هايدروليك پمپ ها به سرمته. 24

شكل2-11 : ارتباط بين يون كلسيم موجود در گل و گرانروي گل.. 25

شكل2-12 : يك نمونه از ترازوي مخصوص اندازه گيري وزن مخصوص گل.. 26

جدول2-1 : تاثير وزن گل حفاري بر فشار طبقات براي عمق1000 فوت(304 متر)26

شكل2-13 : ارتباط بينt و تغييرات سرعت براي سيالات نيوتني و غيرنيوتني.. 28

شكل2-14 : يك نمونه از قيف مارش.... 28

شكل2-15 : دونمونه از گرانروي سنج استورمر. 29

شكل2-16 : نحوه محاسبه گرانروي با توچه به نيروي بكارگرفته شده جهت چرخش سيلندر دروني 30

شكل2-17 : گرانروي سنج فن.. 31

شكل2-18 : نحوه تعيين گرانروي پلاستيكي گل حفاري از طريق منحني.. 31

جدول 3-1 : مقايسه باريت و فروبار44

جدول 3-2 : PH و سود سوزآور پوند در هر بشکه. 47

جدول4-1: مواد شيميايي مهم در تهيه گل حفاري با ذکر فرمول شیمیاییو PH... 63

شکل 5-1 : آزمايش زمان بندش.... 65

جدول5-1: اجزای تشکیل دهنده سیمان خشک و تر. 68

شکل 5-2 : ارتباط بين مقاومت فشاري سيمان با دما69

شکل 5-3 : ارتباط بين مقاومت فشاري سيمان با فشار70

شكل5-4 : ارتباط بين دما و زمان پمپاژ70

جدول5-2 : برخی از مواد افزودنی معمولا به سیمان.. 87

جدول5-3 : حجم مطلق سیمان و مواد افزودنی.. 89

جدول 5-4 : عامل رانش پوشش.... 90

شكل6-1 : فلوشیت فرآوردی خشک بنتوریت... 100

جدول6-1 ميزان مصرف بنتونيت برحسب كاربرد در صنايع گوناگون در جهان در سال1995. 104

شكل6-2: ميزان مصرف بنتونيت برحسب كاربرد در صنايع گوناگون در جهان در سال1995. 104

جدول6-2 ميزان مصرف انواع بنتونيت در جهان در سال1990 تا1995 برحسب هزار تن.. 105

شكل6-3 ميزان مصرف انواع بنتونيت در جهان در سال1990 تا1995. 105

جدول6-3 ميزان توليد بنتونيت در ايران از سال1997-2001 برحسب تن.. 105

شكل6-4: ميزان توليد بنتونيت در ايران در سال هاي1997-2001. 106

جدول6-4 ميزان توليد بنتونيت در ايران در سال هاي1990-1992 برحسب هزار تن.. 106

شكل6-5: ميزان توليد بنتونيت در ايران در سال هاي1990-1999. 106

جدول6-5 : ميزان توليد بنتونيت در ايران در سال هاي1996-2000 برحسب تن.. 107

شكل6-6 ميزان توليد بنتونيت درايران در سال هاي1996-2000. 107

جدول6-6 : ميزان توليد بنتونيت درايران درسال هاي1990-1999 برحسب تن.. 107

شكل6-7: ميزان توليد بنتونيت در ايران در سال هاي1990-1999. 107

جدول6-7 ميزان توليد بنتونيت در جهان در سال هاي1999-2002 برحسب تن.. 108

جدول6-8 ذخاير بنتونيت درفهرست معادن كشور108

جدول7-1 ميزان مصرف باريت براي مصارف عمده اين كانه در سال1998. 112

جدول7-2 ميزان ذخيره اقتصادي وپايه باريت در جهان در سال هاي1995-2003 برحسب هزار تن 120

جدول7-3: مشخصه هاي عمومي براي باريت مورد استفاده در صنعت شيشه سازي طبق استاندارد A.P.S (طرح تدوين استراتژي مواد معدني، باريت، 1373)120

جدول7-4 : مشخصات عمومي باريت بعنوان يك پركننده در صنايع مختلف طبق استاندارد A.P.S (1998، Industrial Mlneeals)121

جدول7-5 مشخصه هاي عمومي باريت مورد استفاده درمصارف داروسازي، طبق استانداردA.P.S (طرح تدوين استراتژي موادمعدني ، باريت1373)121

جدول7-6 مشخصه هاي عمومي باريت مورد استفاده در كارخانجات شيميايي، استانداردA.P.S(طرح تدوين استراتژي مواد معدني، باريت1373)121