عدنان خلفی - دانشکده فنی و مهندسی
دانشکده فنی و مهندسی
گروه مکانیک
جلسه دفاع جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک
عنوان:
تحلیل ارتعاشات رشتهی حفاری تحت تحریک نیروهای ناشی از برخورد مته و سازند
چکیده:
در این پایاننامه ارتعاشات عرضی رشتهی حفاری موردبررسی قرارگرفته است. بدین منظور با استفاده از اصل همیلتون برای سیستمهای باز، معادلات دیفرانسیل حاکم بر جابجایی عرضی رشتهی حفاری استخراج شده است. در فرآیند استخراج معادلات دیفرانسیل، رشتهی حفاری بهعنوان تیر ریلی در نظر گرفته شده است و اثرات شناوری، اینرسی چرخشی رشته و متهی حفاری، جرم مته حفاری ( بهصورت متمرکز در انتهای لوله)، میرایی ناشی از لزجت گلحفاری، اصطکاک گلحفاری با سطح داخلی و خارجی لولهی حفاری و نیروهای هیدرواستاتیکی و هیدرودینامیکی گلحفاری لحاظ شده است. معادلات دیفرانسیل حاکم و شرایط مرزی به دستآمده، با کمک گرفتن از تابع دلتای دیراک اصلاحشده و به فرم استاندارد تبدیلشدهاند. سپس معادلات دیفرانسیل اصلاحشده، بهازای سرعتهای متفاوت جریان گلحفاری و همچنین قطرهای متفاوت دیوارهی چاه، در حضور و عدم حضور وزن روی مته، با استفاده از روشهای گلرکین و هیبریدگلرکین گسستهشده و مقادیر فرکانس طبیعی و مودها استخراج گردیده است. بدین منظور، برنامهای در نرمافزار میپل نوشته شده است که با تعریف مودهای فرضی و تعیین تعداد مودهای مورد استفاده و همچنین مشخصات هندسی و فیزیکی رشتهی حفاری موردمطالعه، قابلیت استخراج فرکانسها و مودهای مختلط نوسانات عرضی رشتههای حفاری را در فضای حالت دارا است. در ادامه به عنوان مطالعهی موردی، پس از بررسی همگرایی فرکانسهای مختلط و تعیین تعداد مودهای فرضی مورد استفاده در دو روش مذکور، فرکانسها و مودهای مختلط برای چهار مود اول نوسانات عرضی رشتهی حفاری استخراج شده است. پس از مقایسه نتایج بهدست آمده از برنامه با نتایج سایر مقالات و همپوشانی خوب، تأثیر عوامل مختلف ازجمله دبی پمپ گلحفاری و قطر دیوارهی چاه بر پاسخ دینامیکی رشتهی حفاری و همچنین پایداری و ناپایداری نوسانات عرضی رشتهی حفاری بررسیشده است. در انتها پاسخ اجباری دو نقطه از رشتهی حفاری به تحریک هارمونیک و همچنین پاسخ فرکانسی آنها، بررسی و ترسیم شده است.
استاد راهنما:
دکتر علیرضا شوشتری
پژوهشگر:
عدنان خلفی
تاریخ و زمان دفاع: 14/4/ 93 ساعت 10صبح
محل دفاع: سالن آمفی تئاتر