دانلود پایان نامه : اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت

دانلود پایان نامه :  اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت

تعداد صفحات: 74

فرمت فایل: word

دسته بندی:

قیمت: 4700 تومان

تعداد نمایش: 454 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 16 مارس 2016

به روز رسانی در: 16 مارس 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

4700 تومان – خرید

دانلود پایان نامه :  اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت

 

چکیده………………………………………………………………………………………….. 3

مقدمه………………………………………………………………………………………….. 4

 

فصل اول

 

 

شاخصهاي حفاري……………………………………………………………………………. 6

 

سختي………………………………………………………………………………………….. 6

 

سفتي…………………………………………………………………………………………… 7

 

سايندگي……………………………………………………………………………………….. 7

 

اندازه و يكنواختي دانه‌ها……………………………………………………………………… 9

 

جدايش………………………………………………………………………………………… 9                              

 

تقسيم بندي سنگها بر اساس شاخصهاي حفاري……………………………………………. 10                

 

سنگهاي آذرين ساينده……………………………………………………………………….. 11

 

سنگهاي آذرين نيمه ساينده…………………………………………………………………… 11

 

سنگهاي آذرين با سايندگي كم……………………………………………………………….. 12

 

سنگهاي آذرين تجزيه ………………………………………………………………………. 12

 

سنگهاي متامورفيك………………………………………………………………………….. 13

 

سنگهاي متامورفيك سخت و ساينده…………………………………………………………. 13

 

سنگهاي متامورفيك نيمه سخت و نيمه ساينده………………………………………………. 14

 

سنگهاي متامورفيك نرم……………………………………………………………………… 14

 

سنگهاي رسوبي……………………………………………………………………………… 14

 

سنگهاي سخت سيليسي………………………………………………………………………. 15

 

سنگهاي رسوبي ساينده با سختي كم………………………………………………………… 15

 

شكننده اما ساينده…………………………………………………………………………….. 16

 

نسبتاً سخت اما فاقد خاصيت سايندگي………………………………………………………. 16

 

سنگهاي رسوبي نرم و فاقد , خاصيت سايندگي…………………………………………….. 17

 

 

 

 

 

فصل دوم

 

 

مشخصات و پارامترهاي سنگ براي حفاري ……………………………………………… 18

 

حفاري پذيري اوليه…………………………………………………………………………… 22

 

پارامترهاي پيشرفت………………………………………………………………………… 23

 

پارامترهاي خوردگي ابزار………………………………………………………………….. 24

 

دانه بندي……………………………………………………………………………………… 26

 

حفاري پذيري كلي‌…………………………………………………………………………… 27

 

خصوصيات جرم سنگ……………………………………………………………………… 27

 

قرار گرفتن ناپيوستگي‌ها……………………………………………………………………. 29

 

نتيجه گيري …………………………………………………………………………………. 30

 

 

 

 

 

فصل سوم

 

 

حفاري ضربه‌اي…………………………………………………………………………….. 31

 

3-1 حفاري كابلي……………………………………………………………………………. 32

 

3-1 الف) تميز كردن چال…………………………………………………………………… 33

 

3-1 ب) نظريه حفاري كابلي………………………………………………………………. 35

 

3-1- ج) امتيازات حفاري كابلي…………………………………………………………… 38

 

3-1- د) نقاط ضعف و معايب اين سيستم…………………………………………………… 39

 

3-2 دستگاه حفاري چكشي………………………………………………………………….. 40

 

3-2-1 اصول عمليات حفاري توسط اين ماشين‌ها……………………………………….. 42

 

3-3 انديس گذاري …………………………………………………………………………… 47

 

3-4 توليد و انتقال انرژي در سيستم حفاري ضربه‌اي…………………………………….. 50

 

3-4-1 اتلاف انرژي در طول لوله حفاري…………………………………………………. 54

 

3-5 انتقال انرژي در سطح تماس مته با سنگ از اولين موج ايجاد شده…………………. 56

 

3-6 تراست مورد نياز در حفاري ضربه‌اي………………………………………………. 60

 

3-7 تأثير شكل سرمته در حفاري ضربه‌اي………………………………………………… 62

 

آزمايشات تعيين مشخصات در سيستم حفاري ضربه‌اي…………………………………… 63

 

 

 

 

 

فصل چهارم

 

 

.سيستم حفاري چرخشي………………………………………………………………………. 69

 

4-1 حفر چال‌هاي انفجاري با استفاده از سيستم حفاري چرخشي…………………………. 71

 

4-2 عوامل مؤثر بر ميزان نفوذ سرمته در داخل سنگ…………………………………… 72

 

4-3 سرمته‌هاي حفاري چرخشي……………………………………………………………. 78

 

4-4 انواع مختلف طراحي…………………………………………………………………… 79

 

4-5 اساس كار سرمته‌هاي مخروطي گردنده………………………………………………. 81

 

4-6 عمل فشارش و ايجاد شكست در سنگ………………………………………………… 83

 

4-7 آناليز عمل متقابل سرمته و سنگ با در نظر گرفتن ميزان انرژي ذخيره شده……… 87

 

4-7-1 عمل اوليه سرمته……………………………………………………………………. 87

 

4-7-2 عمل ثانويه سرمته………………………………………………………………….. 89

 

4-8 طوق چرخشي…………………………………………………………………………. 90

 

 

 

 

فصل پنجم

 

 

حفاري الماسه……………………………………………………………………………….. 93

 

5-1 انواع سرمته‌هاي الماسه………………………………………………………………. 95

 

5-1-1 سرمته‌هاي داراي قطعات الماس بر روي سطح بدنه…………………………….. 95

 

5-1-2 سرمته‌هاي داراي قطعات الماس در داخل تركيب بدنه…………………………… 96

 

5-2 مقايسه هزينه ها در حفاري‌هاي الماسه………………………………………………. 97

 

5-3 لوله‌هاي مغزه‌گيري……………………………………………………………………. 99

 

5-3 الف) لوله‌هاي مغزه گيري انفرادي…………………………………………………. 100

 

5-3 – ب) لوله‌هاي مغزه گيري دو جدار………………………………………………… 101

 

5-3-ج) لوله‌هاي مغزه گيري دو جداره اصلاح شده……………………………………. 103

 

5-4 تكنيك حفاري با خطوط سيمي………………………………………………………. 105

 

5-4-1 سيستم حفاري سيمي………………………………………………………………. 105

 

5-4-2 پايداري چال در حفاري سيمي……………………………………………………. 107

 

5-4-3 رشته لوله‌هاي حفاري سيمي…………………………………………………….. 108

 

5-4-4 محفظه مغزه گيري در حفاري سيمي……………………………………………. 108

 

5-4-5 سيستم با قابليت جمع شدن………………………………………………………… 109

 

5-4-6 امتيازات و مزاياي سيستم حفاري سيمي………………………………………… 110

 

سرمته‌هاي مغزه گيري در حفاري سيمي………………………………………………… 111

 

5-5 هزينه‌ها………………………………………………………………………………. 111

 

5-6 محاسبات عملي در حفاري الماسه………………………………………………….. 112

 

5-7 نظريه حفاري بر مبناي عمل سايش………………………………………………… 115

 

5-8 تأثير خواص سنگ در ميزان نفوذ سرمته‌هاي الماسه نوع او.ل………………….. 119

 

5-9 سرمته‌هاي الماسه نوع دوم…………………………………………………………. 120        

 

 

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. بشر از همان آغاز آفرينش خود و در طول تاريخ، بر حسب نيازمنديها و شناخت از مواد معدني استفاده كرده است. اكنون نيز انسان از تمامي مواد معدني به حالت‌ها و شيوه‌هاي گوناگون بهر‌ه‌برداري مي‌نمايد. به ديگر سخن همين مواد معدني هستند كه پايه و اساس تمدن را تشكيل مي‌دهند. عوامل مؤثر بر آستانه اقتصادي شدن مواد معدني عواملي چون عرضه، تقاضا و مسائل سياسي مي‌باشد . ميزان توليد مواد معدني در دهه گذشته افزايش شاياني داشته است.

 

عواملي كه موجب اين افزايش می باشند عبارتند از : پیشرفت در تکنولوژی و روشهای حفاری ، پيشرف در زمينه اكتشاف به دليل مشخص شدن منشاء محيط و چگونگي تشكيل ذخاير مختلف، مثلاً نظريه تكتونيك صفحه‌اي كمك‌هاي مؤثري در رابطه با كشف ذخاير مس پروفیری نمود‌ه ‌است . در دهه اخير بكارگيري روش‌هاي نوين ژئوفيزيكي و ژئوشيميايي در كشف ذخاير جيدد بخصوص آنهايي كه در اعماق زمين قراردارند كمك مؤثري نمود. همچنين ماشينهاي جديد استخراج موجب شده تا ذخايري كه در اعماق قرار داشته قابل بهر‌ه‌برداري شوند و با كمك از اين ماشين الات ميزان توليد روزانه بالا رود. پيشرفت در زمينه صنعت تلغيظ و تصفيه موجب گرديد تا بسياري از ذخاير عميق دور از دسترس نيز قابل بهر‌ه برداري شوند. همزمان با بالارفتن توليد، ميزان مصرف موادمعدني نيز افزايش داشته است.

 

از میان عوامل ذکر شده در فوق، در این متن به توضیح و بحث در خصوص روشهای حفاری، بخصوص حفاری در سنگهای سخت می پردازیم .

 

بطور کلی تاریخچه حفاری مبهم است ،اما از زمانهای دور، ملتهای متمدن به منظور دسترسی به آب و بعضی کریستالها،عملیات حفاری را انجام داده اند .

تا چند دهه قبل ،سیستم حفاری دستی جهت ایجاد چال برای احداث تونل در معدن متداول بود.

با گذشت زمان و نیاز به حفاریهای عمیق، روش دیگری از حفاری دستی بنام روش کابلی متداول شد که در آن طول مته بیشتر بود و برای ضربه زدن از کابل فولادی استفاده می شد .

 

پاره ای از تحولات در صنعت حفاری عبارتند از :

 

بین سالهای 1820-1810 ،سیستم حفاری چرخشی …

 

 

3-2 دستگاه حفاري چكشي :

 

دستگاههاي حفاري ضربه‌اي به اندازه‌هاي مختلف ساخته مي‌شوند و مي‌توان آنها را به دسته‌هاي زير تقسيم بندي نمود.

چكش حفاري 1 دريفتر2 و استاپر ,3 , جامبودريل 4 و واگن دريل.5

چكش حفاري , وسيله دستي و كوچكي است كه وزن آن بين 10 تا 30 كيلوگرم متغير مي‌باشد. از اين دستگاه يعني چكش حفاري براي حفر چالهاي كم عمق و نيز براي چالهاي انفجاري اوليه و ثانويه استفاده مي شود.

نيروي اعمال شده جهت حفر چالهاي كوچك انفجاري به قطر بيست و پنج تا چهل ميليمتر , توسط نيروي وزن شخص تأمين مي‌شود. از اين دستگاه , هم براي حفر چالهاي عمودي و هم براي حفر چال‌هاي افقي استفاده مي‌شود.

ساير دستگاههاي نامبرده داراي تجهيزات سنگين‌تري مي‌باشند , لذا براي سهولت جابجايي , نيازمند سيستم‌ها و تجهيزات خاص ديگري مي‌باشند. آن دسته از ماشين‌هاي حفاري كه نيروي لازم براي جابه جايي در آنها از طريق هواي فشرده تأمين مي‌شود , دريفتر يا استاپر ناميده مي‌شوند.

جامبوها خودشان داراي يك سيستم جابه جايي مي‌باشند كه در زير دستگاه نصب شده و نيز داراي بازوهايي مي‌باشند كه دستگاه بر روي آنها سوار مي‌شود. سيستم جابه جايي مي‌تواند بصورت زنجيري و يا از طريق نصب بر روي ماشين‌هايي مثل كاميون انجام شود و نيروي مورد نياز از طريق هوا , الكتريسيته , سيال هيدروليك و يا موتور ديزل تأمين مي‌شود.

تراست مورد نياز به روش مكانيكي به وسيله پيچي كه توسط انسان و يا ماشين عمل مي‌كند , وارد مي‌شود. دستگاههاي داراي سيستم جابه جايي از طريق چرخ , كه با نام واگن دريل نيز شناخته مي‌شوند, داراي كاربردهاي بسيار گسترده‌اي هم در حفاري‌هاي زير زميني و هم در حفاري‌هاي روباز مي‌باشند.

اصول مكانيكي در طراحی اين ماشين‌ها مشابه هم مي‌باشد و تفاوت آنها در جزئيات طرح مي‌باشد. هواي فشرده , پيستون و شير را به كار مي‌اندازد كه موجب حركت رفت و برگشت پيستون و در نتيجه آن وارد شدن ضربات چكش در حدود 1500 تا 3000 ضربه در دقيقه و 90 ميليمتر مي‌شود. در دستگاههاي حفاري كه هم اكنون مورد استفاده قرار مي‌گيرند , قطر پيستون

  1. Jack hammer
  2. Drifter
  3. Stoper
  4. Jambo Drill
  5. Wagon Drill…

 

4-2 عوامل مؤثر بر ميزان نفوذ سرمته در داخل سنگ :

 

مهمترين عوامل تأثيرگذار بر ميزان نفوذ سرمته‌ها در داخل سنگ و يا نوع پوشش سرمته , عبارتند از :

  • پارامترهاي مربوط به ماشين حفاري :

الف ) تراست اعمال شده از طرف ماشين بر سرمته

ب) سرعت دوران اعمال شده از طرف ماشين بر سرمته

ج ) ژئومتري سرمته

2- پارامترهاي مربوط به سنگ :

د ) خواص فيزيكي و مكانيكي سنگ

ه ) ساختار و دانه‌بندي سنگ

و) شكاف‌ها و گسستگي‌هاي زمين شناختي موجودر در تشكيلات سنگي.

از ميان عوامل مؤثر ذكر شده در بالا , تنها پارامترهاي تأثيرگذار مربوط به ماشين‌هاي حفاري قابل كنترل مي‌باشند , در حالي كه پارامترهاي مربوط به سنگ‌هاي چنين نيستند. در سيستم حفاري چرخشي , پارامترها و فاكتورهاي مربوط به ماشين , ارتباط و بستگي نزديكي به هم دارند. قسمت‌هاي تحتاني رشته لوله حفاري , همان بخش نگهدارنده سرمته است كه وظيفه هدايت و اعمال نيرو از طریق سرمته بر سطح سنگ را برعهده دارد.

به منظور دستيابي به ميزان نفوذ بيشتر سرمته در داخل توده سنگي , پيش از آن كه از وزن خود سرمته و يا سرعت دوران آن استفاده شود , مي‌بايست وزن…

 

2 پايداري چال در حفاري سيمي :

 

در حين عمليات بالا كشيدن و نيز پائين فرستادن رشته لوله‌هاي حفاري در داخل چال , اختلالات زير ممكن است بوجود آيد كه بر ميزان پايداري چال تأثيرگذار بوده , مي‌تواند موجب ريزش ديواره و گشاد شدن چال گشته , و در نتيجه باعث ايجاد مشكلاتي جهت ادامه عمليات حفاري مي‌گردد.

الف ) تخريب ديواره چال در اثر تماس با رشته لوله‌هاي حفاري و لوله مغزه گيري در حين بالا كشيدن و يا پئين فرستادن آنها در طول چال.

خرده‌ها و مواد سست شده , از كناره‌ها به كف چال ريخته و مشكلاتي را پديد مي‌آورند. در دستگاههاي مخصوص حفاري سيمي , رشته لوله‌هاي حفاري و كل مجموعه لوله مغزه گيري بسيار به ندرت به طور كامل از چال خارج ميگردند. بنابراين اصطكاك و در نتيجه آن تخريب ديواره چال به شدت تقليل مي‌يابد.

ب) بالا كشيدن و پائين فرستادن رشته لوله‌هاي حفاري در چالهاي انفجاري پر از سيال , باعث ايجاد امواج تنشي فشاري در چال مي‌شود , كه اين خود منجر به تخريب ديواره چال در سنگهاي داراي استحكام كمتر مي‌گردد. خرده‌ها و مواد سست شده نيز از ديواره چال كنده شده به كف آن ريخته و ايجاد مشكل مي‌نمايند.

اين مشكل نيز در سيستم حفاري سيمي , به دليل اينكه بالا كشيدن و پائين فرستادن رشته لوله‌ها , نسبتاً كمتر آن هم به علت تعويض سرمته‌هاي ساييده شده و خراب و يا به خاطر مسائل نادر ديگر مانند خارج كردن قطعات خرد شده مغزه و غيره مي‌باشد , به حداقل…

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد.

 

پاسخ دهید