AB SANG AZMA (آسا)
مهندسین مشاور آب سنگ آزما (رسته کارهای ژئوتکنیک و ابزار دقیق) AB SANG AZMA Consulting Engineers
منوی کاربری





آمار ورودی کشورها
free counters
مترجم
Select an item:

مدیران سایت

تبلیغات

اهم فعالیتها شرکت

آساکو

12 فروردین 1390 00:50 | نویسنده : asaco
نكاتي در باره حفاري !!

حفاري

كندن چاه و رسيدن به هدف مورد نظر را حفاري مي گويند حفاري يكي از كارهاي پيچيده و گران و طاقت فرسا وتخصصي در صنعت نفت بشمار مي رود. هر كاري كه ما قبل از حفاري انجام داده باشيم در صورتي كه عمل حفاري بدرستي انجام نگيرد بي فايده است.
بنابراين به حفاري خيلي اهميت مي دهند قبل از حفاري ما فقط با تخيل و فرضيات مختلف لايه ها و عمق ها را تعيين مي كنيم ولي در حفاري واقعاً به اينها مي رسيم زمين شناس، مهندس راه و ساختمان، حفار و … همه دست به دست هم مي دهند تا حفاري به طور مداوم انجام شود. چون هزينه دكل و لوازم حفاري خيلي گران است.بنابراين حفاري در سه نوبت و بطور 24 ساعته انجام مي گيرد.
تعيين محل حفاري نيز مهم است مثلاً فاصله آن از مناطق مسكوني، چاههاي مجاور، مسكوني فشار قوي برق و ….. كه اينها همه تخصصي و مخصوص به خود را دارند بعد از تعيين محل مهندس راه و ساختمان اقدام به نصب كردن وسايل مورد نياز، اتاق ها، جاده و … مي كند سپس دكل به منطقه آورده مي شود و عمل بطور 24 ساعته انجام مي شود. عمل حفاری بوسیله دکل صورت میگیرد . این دکل ابتدا بصورت جدا از هم به محل آورده میشود . سپس آن را در محل سر هم کرده و آمده حفاری میکنند . دکل و وسایل حفاری بصورت کرایه ای و گران قیمت می باشند بنابراین عمل حفاری بصورت 24 ساعته انجام میگیرد .

لوازم و قطعات حفاری عبارتند از :

1) Hook
قلاب آویزان از قطعات و رشته های بالا و پایین رو و متصل به دکل حفاری

2) Swivel
دستگاه متصل کننده قسمتهای دوار داخل چاه و قسمت های ثابت در خارج

3) Mud line
لوله قابل انعطاف ( لاستیکی ) جهت انتقال گل حفاری به داخل لوله های حفاری

4) Derrick
دکل حفاری

5) Kelly
لوله با قطع 6 ضلعی یا 4 ضلعی که بوسیله یک رابط به ........ و از طرف دیگر به لوله های حفاری داخل چاه متصل میگردد

6) Stand pipe
لوله انتقال گل از داخل پمپها به لوله لاستیکی

7) Kelly bushing
بوشن که با دواران خود ... را به حرکت در می آورد

8) Rotary table
صفحه دوار

9) Sub-Structure
پایه های زیر دکل

10) Foundation
پی بتونی زیر دکل

11) Seller
چاله ای که جاه در آن حفر میشود

12) Blow out control
دستگاه جلوگیری کننده از فوران چاه

13) Flow line
لوله انتقال گل برگشتی از داخل چاه به مخازن گل حفاری

14) Shale shaker
محل تفکیک گل حفاری از مواد و سنگ ریزه های حفاری شده

15) Screen
توری فلزی یا الک

16) Return tank
مخزن یا محل تجمع گل برگشتی از چاه

17) Mud pump
پمپ های ارسال گاز از .... به داخل چاه

18) Casing
لوله های دیوار بندی در اندازه های مختلف

19) Annulus
مجرای برگشت گل و مواد حفاری شده از چاه به خارج

20) Drill pipe
لوله حفاری که محتوی گل ارسالی به داخل چاه است

21) Bit
مته حفاری

عمل حفاری بصورت 24 ساعته و در 3 نوبت کاری انجام می شود . ولی همه افرادی که برای حفاری استخدام میشوند بصورت اقماری هستند و باید هر زمان که لازم باشد آماده کار باشند . کما اینکه در بعضی موارد حتی تا 3 روز یا بیشتر فرد وقت استراحت ندارد . عمل طاقت فرسا / وقت گیر / پر هزینه / خطرناک /الوده کننده محیط زیست /.... انجام میگیرد تا چاه به نتیجه برسد.

گل حفاري

يكي از حفاري دوراني گل حفاري است گل حفاري نقش مهم و حساسي در حفاري دارد در واقع سرمايه هاي مالي و انساني به اين ماده بستگي دارد و اشتباهي در انتخاب كردن نوع و وزن آن از بسته شدن چاه تا ذوب شدن دكل و نابود شدن انسان هاي بسياري همراه است. مسير حركت گل بصورت مسير بسته واز كناردكل شروع شده از درون لوله هاي حفاري عبور كرده سپس از شكافهاي درون مته خارج و بعد از آن از كناره هي لوله حفاري به محل اوليه خود بر ميگردد در اين مسير گل نقش هاي تعيين كننده اي دارد. كه عبارتنداز:

- خارج كردن خوده سنگهاي كنده شده ازاطراف مته و آوردن آنها به سطح
- خنك كردن وتقليل اصطحلاك مته با زمين
- محافظت ديواره چاه و ممانعت از ريزش طبقات
- ايجاد تعادل بين مايعات طبقه اي و مايعات داخل چاه
- انتقال گاز و يا نفت طبقات زيرزميني به سطح و دستگاههاي اندازه گيري مثل دستگاه شناسي گازها و يا دستگاه تعيين كننده نوع گاز

وظيفه اصلي گل ثابت نگه داشتن فشار هيدروستكي در داخل چاه است اگر فشار گل از فشار مواد موجود در داخل چاه بيشتر باشد در اين صورت گل به داخل سازنده ها نفوذ كرده و باعث كم شدن (loss) گل مي شود. اگر حفار سرچاهي متوجه اين جريان نشود گل به سرعت كم شده و بعد از تمام شدن و يا كم شدن فشار گل چاه فوران (flow rate) مي كند اين موجب مي شود كه دكل حفاري نابود شود در سازنده هايي كه گاز و يا نفت وجود دارد اين جريان با آتش سوزي همراه بوده و موجب گير كردن لوله حفاري در چاه مي شود كه اين موجب اشكال در حفاري مي شود براي سنگين كردن گل از مواد مختلفي همچون نمك و … استفاده مي شود كه اين تركيبات را با آزمايش بدست آورده اند.

مواد مورد استفاده در گل حفاري

برای انجام مراحل مختلف اکتشاف مواد معدنی فلزی و غیر فلزی ، نفت ، گاز و آب و همچنین به منظور بررسی و مطالعه خصوصیات سنگ شناسی ، آلتراسیون و کانی سازی لایه‌های زیرزمینی یک منطقه به حفاری می‌پردازند. انواع مهم حفاری عبارتند از : نوع مقر گیر ، نوع روتاری و نوع ضربه‌ای. مواردی که برای حفاری استفاده می‌شود تابع روش حفاری ، مقاومت سنگها ، میزان شکستگی ، عمق ، مواد گازی و ترکیب کانی شناسی سنگ است.

نقش مواد در گل حفاری

کنترل وزن مخصوص
برای منترل مخصوص از باریت ، گالن و آهک استفاده می‌شود. در مواردی که فشار آب و یا گاز در منطقه حفاری زیاد باشد، یا حفاری در سنگ خاصی (نظیر شیل) صورت گیرد، از باریت می‌توان استفاده نمود. در صورتی که فشار آب و یا گاز در سنگهایی که حفاری می‌شود خیلی زیاد باشد، از گالن استفاده می‌کنند. از آهک به منظور کاهش وزن مخصوص کمک می‌گیرد.

مواد تغییر دهنده غلظت
به منظور بازیابی سریع مواد حفاری شده ، جلوگیری از گیر کردن مته و افزایش سرعت حفاری ، از نبتونیت سدیم‌دار ، اتاپولژیت (Attapulgite) ، آزبست ، موسکویت ، گرافیت و دیاتومیت می‌توان استفاده کرد.

کنترل ترکیب شیمیایی محلول حفاری
ترکیب شیمیایی محلول حفاری بر غلظت ، وزن مخصوص ، سرعت حفاری و دستگاههای حفاری تاثیر مستقیم می‌گذارد. مواد معدنی مورد استفاده عبارتند از بی‌کربنات سدیم ، نمک ، آهک ، دولومیت و ژیپس.

مواد معدنی که در حفاری استفاده می‌شوند.

بنتونیت :
به منظور جلوگیری از هدر رفتن محلول حفاری در چاههایی که درز و شکاف زیاد دارند. می‌تواند از نبتونیت سدیم‌دار به عنوان پوشش داخلی سطح چاه استفاده نمود. نبتونیت خاصیت کلوئیدی را افزایش می‌دهد. و در نتیجه درصد بازیابی پودر و سنگ افزایش می‌یابد.

میکا :
برای جلوگری از گیر کردن مته در سنگهای دارای خاصیت چسبندگی زیاد ، نظیر وزن گسلی یا در سنگهای مارنی از میکا باید استفاده شود.

گرافیت :
هر گاه مته و محور آن به هنگام حفاری گیر کند استفاده از گرافیت لازم می‌آید که البته بعد از بر طرف شدن مانع باید آن را از چاه خارج کرد.

باریت :
برای کنترل وزن مخصوص از باریت استفاده می‌کنند.

گالن :
به منظور کنترل وزن مخصوص از گالن استفاده می‌نمایند.

آهک و دولومیت :
جهت کاهش وزن مخصوص و کنترل خاصیت قلیای از آهک و دولومیت می‌توان استفاده نمود.

ژیپس :
برای جلوگیری از آلودگی کربنات و همچنین جهت لخته کردن کانیهای رسی از ژیپس استفاده می‌شود.

آزبست :
به منظور افزایش درصد مواد حفاری می‌توان از آزبست استفاده نمود.

نمک :
در موقع حفاری به منظور کنترل قطر چاه و همچنین برای کنترل پراکندگی رسها از نمک استفاده می‌شود.

کربنات و بی‌کربنات سدیم :
به منظور کنترل محلولها و جلوگیری از خطر آلودگی ، کربنات را مورد استفاده قرار می‌دهند.

پرلیت و خاکسترهای آتشفشانی :
این مواد به عنوان سیمان بکار می‌روند

حفاري جهت دار

مواقعي پيش مي آيد كه حفاري عمودي غير ممكن است مثلاً مخزن ما زير منطقه مسكوني و ياتجاري و … آنجا غير ممكن است قرار دارد يادر بعضي مواقع قطعه اي درچاه گم شده و عمل حفاري غير ممكن است بعضي از مخازن نيز cllovser آنها بصورتي است كه اگر اقدام به حفاري عمودي كرديم چاه به آب نمك نشسته واز كار مي افتد در اين موقعيت ها تكنولوژي هايي وجود دارد كه حفاران ميتوانند بوسيله آنها اقدام به حفاري جهت دار كنند اين نكته نيز قابل توجه است كه لوله حفاري قادر به خم شدن حتي تا زاويه 90 نيز مي باشد.
حفاري جهت دار روش هاي متفاوتي دارد مثلاً‌ از ابتدا جهت دار حفاري كنيم و يا اينكه مقداري عمودي و مقداري جهت دار. در بعضي موارد زمين شناس تشخيص مي دهد سازنده ي كه به آن حفاري عمودي برخورد مي كنند باحفاري جهت دار برخورد نمي كنند در صورتي كه اين سازنده سخت باشد عمل حفاري كند پيش مي رود بنابراين با برنامه ريزي دقيق و حساب شده به اصطلاح لايه را دور مي زنند در مناطق دريايي هزينه سكوي نفتي گران تمام مي شود بنابراين با يك سكوي نفتي از چندين مخزن مختلف برداشت مي كنند و ابتكار فقط با حفاري جهت دار امكان پذير است.


لینک ثابت

موضوع : بخش ژئوتکنیک / مقالات بخش ژئوتکنیک




29 اسفند 1389 14:35 | نویسنده : asaco

انواع روشها و تکنیکهای حفاری

بشر به علت احتیاج به آب که یک مایع حیاتی پرارزش است، در هر شرایطی به جستجوی آن اقدام نموده و به آن دسترسی پیدا کرده است. بدون شک ایرانیان باستان اولین کسانی بوده‌اند که در حفر چاه و قنات پیشقدم بوده‌اند. علاوه بر حفر چاه به روش دستی که هم اکنون نیز در بسیاری از جاها رایج است، فنون حفر چاههای مکانیکی نیز به وفور استفاده می‌شود. حفاریهای مکانیکی که معمولا به دو صورت انجام می‌گیرد، شامل حفاری ضربه‌ای و دورانی می‌باشد. مته‌های ضربه‌ای که تا اواسط قرن نوزدهم برای حفر چاههای نفت مورد استفاده قرار می‌گرفت و به متد کانادایی معروف بود، به دیلم بلند و قطوری شباهت داشت که قادر بود تا چندین صد متر به درون زمین رخنه نماید.

گرچه اکنون اکثر چاههای نفت با روش دورانی حفر می‌گردد، لکن هنوز در برخی کشورهای نفت خیز مخصوصا ایالات متحده آمریکا هنوز از روش ضربه‌ای استفاده می‌شود و حدس می‌زنند نزدیک به 25 تا 30 درصد چاههای نفت آمریکا با روش ضربه‌ای حفر می‌گردد. حفاری دورانی اولین بار در سال 1901 در میدان نفتی Spindletop ، نزدیک تگزاس مورد استفاده قرار گرفت و به سبب مزایایی که نسبت به ضربه‌ای داشت، دامنه کاربرد آن به زودی گسترش یافت. بطوری که در دهه 1920 اکثر حفاریهایی که برای استخراج نفت در سراسر جهان صورت می‌گرفت با این روش بود.

بررسیهای زمین شناسی با وجود تمام دقتی که می‌شود، تنها امکان وجود مخازن را پیش بینی می‌کند. برای اطمینان از وجود نفت تنها وسیله حفر چاه است. حفر چاه همچنین برای استخراج آبهای زیزمینی نیز استفاده می‌شود.

 

انواع روش های حفاری

 

1) حفاری شوئیدنی (Wash boring)

2) مته دورانی (Ratary drill)

3) اوگر مارپیچی ممتد

4) اوگر میان تهی

5) اوگرهای با قطر زیاد

6) حفاری ضربه‌ای

7) مته چکشی

8) مته ضربه‌ای بادی

9) روش توربینی

10) ماشین های حفر تونل ( نحوه تخلیه ، قیمت آنها ، اجزاء این ماشین ها )

 

 

1) حفاری شوئیدنی (Wash boring)

 این حفاری برای بدست آوردن نمونه‌های خاک ، حفاری اکتشافی برای بررسیهای اولیه ، حفر گمانه برای برخی آزمونهای برجا از جمله آزمایش SPT بکار می‌رود.

روش حفاری  :بالا و پایین رفتن سر مته باعث سست شدن مواد زیر لوله تزریق آب می‌شود. آب با فشار زیاد از سوراخ سر مته خارج و خرده‌ها را به خارج هدایت می‌کند.

مزایا : نیاز به کارگری با مهارت کم دارد. در همه نقاطی که برای وسایل سبک قابل دسترس باشند، قابل اجرا است.

محدودیتها : اجرای عملیات ، مخصوصا در عمق بیش از 10 متر کند است. نفوذ در خاک مقاوم مشکل و در سنگ غیر ممکن است. خارج کردن گراول از لوله جدار مشکل است و منجر به کاهش کیفیت نمونه‌ها می‌شود. گرفتن نمونه دست نخورده مشکل است.

 

^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^

 

2) مته دورانی (Ratary drill)

این روش هم نمونه‌های خاک و سنگ را بدست می‌دهد و هم نمونه‌هایی برای انواع آزمایشهای برجا ایجاد می‌کند. این روش در حفر گمانه‌های غیر قائم برای زهکشی افقی یا ایجاد مهار کاربرد دارد. امروزه کاربرد دستگاههای حفاری چرخشی بسیار متداول شده است. این دستگاهها را می‌توان در هر نوع زمین بکار برد. ولی برتری کاربرد آنها در زمینهای نرم بیشتر است. پیشروی این دستگاهها در داخل سنگهای سخت به کندی صورت می‌گیرد. در این روش سر مته فولادی که متصل به انتهای لوله فولادی است، از سر چاه به کمک موتور ، حرکت دورانی می‌نماید. گل حفاری از داخل لوله به درون چاه تزریق شده و از اطراف لوله به سر چاه بر می‌گردد.

گل حفاری ضمن خنک کردن سر مته اعمال حمل خرده سنگهایی که بوسیله سر مته از ته چاه تراشیده شده است، به سر چاه و جلوگیری از فشار طبقات سست و ریزش آنها به داخل چاه را نیز انجام می‌دهد. با روش حفاری دورانی چاههای بسیار عمیق حفر می‌گردد. عمیق ترین چاه جهان که با این روش حفر گردیده در سال 1956 در لوئیزیانا (آمریکا) به عمق 21535 فوت بود که به نفت نرسید.

روش حفاری : پیشروی توسط سر مته برنده که در انتهای لوله حفاری قرار دارد و تحت فشار هیدرولیکی است، انجام می‌شود. دیواره چاه را معمولا گل نگاه می‌دارد.

مزایا : روشی نسبتا سریع است و می‌تواند در همه نوع مواد نفوذ کند. برای همه نوع نمونه گیری مناسب است.

محدودیتها : جابجا کردن وسایل در زمینهای ناهموار و باتلاقی مشکل است و محتاج راه مناسب است. همچنین محتاج سکوی تسطیح شده است. کارآیی حفاری با توجه به اندازه دستگاه متغیر است.

 

^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^

 

3) اوگر مارپیچی ممتد

این دستگاه سوراخهایی به قطر کوچک تا متوسط حفر می‌کند و بطور پیوسته نمونه‌های دست خورده می‌گیرد. معمولا در خاکهای دارای چسبندگی ، که چاه بدون لوله جدار ریزش نمی کند، انجام می‌شود.

روش حفاری: حفاری با چرخاندن رشته ممتد اوگرمارپیچی صورت می‌گیرد.

مزایا : روش سریع در خاکهای مقاوم و سنگ نرم است. پس از خروج اوگر ، اگر چاه باز باقی بماند، امکان نمونه گیری SPT وجود دارد.

محدودیتها : پس از خروج اوگر در مواد با چسبندگی کم یا دانه‌ای و یا بدون چسبندگی ، چاه ریزش می‌کند و لذا عمق حفاری تا نزدیکی سیستم ایستابی محدود می‌شود. روشهای نمونه گیری محدود و نمونه‌های بدست آمده دست خورده‌اند.

 

^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^

 

4) اوگر میان تهی

این دستگاه سوراخهایی با قطر کم تا متوسط برای نمونه گیری از خاک حفر می‌کند.

روش حفاری: روش حفاری مشابه حالت قبل است با این تفاوت که ساقه مجوف به داخل زمین پیچانده می‌شود تا نقش یک لوله جدا را بازی کند.

مزایا : روش سریع خاکهای ضعیف تا نسبتا مقاوم است. گرفتن نمونه‌های SPT و UD امکانپذیر است. در خاکهای مقاوم حاوی لایه‌های شنی ، نفوذ به اعماق زیاد مشکل و به داخل قطعات سنگ غیر ممکن است. دست خوردگی قابل ملاحظه‌ای ممکن است بر اثر مته اوگر در خاک بوجود آید.

 

^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^

 

5) اوگرهای با قطر زیاد

این روش برای حفر سوراخهای با قطر زیاد (تا 10 سانتیمتر) برای کسب نمونه‌های دست خورده و بررسی لایه‌ها در خاکهای دارای چسبندگی که گمانه نیاز به حایل ندارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش حفاری : با چرخاندن اوگر دارای قطر زیاد خاک بریده شده و گمانه حفر می‌شود.

مزایا : روشی سریع بوده و بررسی شرایط خاک در زیر زمین از نزدیک را امکانپذیر می‌سازد.

محدودیتها : عمق حفاری توسط سطح ایستابی و شرایط سنگ محدود می‌شود. ماشینهای بزرگتر محتاج راه دسترسی مناسب هستند. برای خاکهای بدون چسبندگی ، رسهای نرم و خاکهای آلی مناسب نیست. نمونه‌ها دست خورده است.

 

^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^

 

6) حفاری ضربه‌ای

تنها در حفاری چاههای آب بکار می‌رود. نمونه‌های شسته شده توسط گل‌کش ‌خارج می‌شود. عمق تا سنگ بستر را مشخص می‌کند.  دستگاههای حفاری ضربه‌ای و یا سوندوزهای ضربه‌ای ، دستگاههای ساده‌ای هستند که برای پژوهشهای آب یابی بسیار مناسب هستند. از این دستگاهها بیشتر برای چاههایی که در داخل سنگهای مقاوم حفر می‌شود، استفاده می‌کنند. اصول کار سوندوزهای ضربه‌ای خردکردن سنگهاست که این عمل بوسیله مته‌ای به نام مته حفاری یا ترپان انجام می‌گیرد. مته‌ها بطور منظم از ارتفاع ثابتی روی سنگ فرود می‌آیند. دستگاه مجهز به یک خرک چهار قطبی و یا یک دکل است که مته‌های حفاری بوسیله یک قرقره برگشت روی آن آویزان می‌گردند.

این مته‌ها دارای حرکت رفت و آمدی می‌باشند و به منظور اجرای مانورهای پائین و بالا رفتن ، از دستگاه رفت و برگشت جدا گردیده و به یک وسیله‌ای به نام چرخ قرقره که برای جاگذاری لوله‌ها نیز بکار می‌رود، مربوط می‌باشند. خرکهای جدا شونده ، چوبی و یا فلزی هستند. پایه‌ها روی دالهای سیمانی که قبل از مونتاژ دستگاه تهیه می‌شوند، قرار می‌گیرند. دکل‌های خم شونده یا تلسکوپی ، سوندوزهای دستگاههای حفاری خود کار قابل حمل را مجهز می‌نمایند. ممکن است که این دکلها به صورت دائمی در پشت یک کامیون ثابت شده باشند. دکلها باید بوسیله کابلهای محکم روی بلوکهای سیمانی ثابت گردند .

عمیق ترین چاه با روش ضربه ای : عمیق ترین چاه با این روش در ایالت نیویورک توسط شرکت گاز طبیعی ایالت نیویورک در سال 1948 تا 1953 تا عمق 11145 فوت حفر گردید که به نفت نرسید.

روش حفاری : سر مته سنگین بالا آورده شده و رها می‌شود تا مواد شکسته شده و یک مخلوطی از خرده‌ها و آب ایجاد شود که توسط گل‌کش با پمپهای ماسه کش خارج می‌شود. دیواره چاه توسط لوله جدار ، پابرجا نگاه داشته می‌شود.

مزایا : روشی نسبتا اقتصادی جهت تعبیه گمانه‌های با قطر زیاد (تا 60 سانتیمتر) در انواع مواد است.

محدودیتها : ابزارها بزرگ و پر زحمت است. در خاکهای قوی و سنگ به کندی انجام می‌شود. اغتشاشات اطراف سر مته که ناشی از ضربات پر انرژی سر مته است، به شدت بر مقادیر SPT تاثیر می‌گذارد. مغزه گیری و نمونه UD سنگ امکانپذیر نیست.

 

^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^

 

7) مته چکشی

برای حفر چاه آب و چاههای اکتشافی در داخل قطعه سنگها مناسب است.

روش حفاری : مشابه حفاری ضربه‌ای است. شمعی که توسط نیروی دیزل رانده می‌شود برای راندن لوله جدار مضاعف استفاده می‌شود. در حالی که جریان هوا تراشه‌ها را از لوله داخلی خارج می‌کند.

مزایا : نفوذ نسبتا سریع در قطع سنگها و قلوه سنگها است.

محدودیتها  : مشابه حفاری ضربه‌ای است، با این تفاوت که پیشروی به مراتب سریعتر است.

 

^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^><^

 

8) مته ضربه‌ای بادی

این روش برای حفر گمانه برای آتشباری ، دوغاب زنی و مهار سنگ است. روش سریع برای حفر چالهای با قطر کم در سنگ سخت است. بهترین کاربرد را در سنگهای سخت توده‌ای دارد. نمونه‌ها منحصرا به ذرات و تراشه‌های کوچک است. برای نمونه گیری بکار نمی‌رود. در سنگهای سست دارای شکستگی با لایه‌های رس یا شیل مرطوب ممکن است تمام لوله حفاری در سوراخ باقی بماند.

روش حفاری : ضربات و چرخیدن سر مته ، سنگ را خرد می‌کند و تراشه‌ها توسط فشار هوا خارج می‌شود.

 

 

9) روش توربینی

بر حسب گزارشی که به چهارمین کنگره جهانی نفت در سال 1955 در رم داده شد، شوروی سابق نوعی حفاری دورانی ابداع کرده بود که در آن سر مته به جای آنکه به کمک لوله فولادی دوران نماید، بوسیله توربینی که به عنوان نیروی محرکه از گل حفاری و یا الکتریسیته استفاده می‌نماید، حرکت می‌کند. در این روش قسمت متحرک تنها سر مته در عمق چاه خواهد بود. بنابراین می‌تواند سرعت دورانی به مراتب بیشتری داشته باشد. از نظر سرعت عملی که این روش دارد، دارای برتری اقتصادی زیادی است. بر حسب گزارش فوق 65 درصد کل حفاریهای نفتی شوروی سابق با این روش بوده است. این روش اکنون در اروپا و آمریکا نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

 

10) ماشین های حفر تونل

در این قسمت به معرفی یکی از ماشین های حفر تونل که تونل را به صورت تمام مقطع حفر می کند
می پردازم.این ماشین ها تمام مقطعهای دایره ای را یک جا حفر می کنند و معمولا آنها را به نام ماشین های تونل حفر کن می نامند و با علامت اختصاری t.b.m که حروف اول نام انگلیسی دستگاه است از آنها نام می برند .کامل و گسترش این دستگاه ها سبب شده است که آهنگ پیشروی تونل ها در حد قابل توجهی افزایش یابد.

امروزه در سنگ های نسبتا سخت نیز برای حفر تونل از این ماشین ها استفاده می کنند.بعد از سال ها تلا ش و ساخت انواعی از این نوع ماشین ها کوشش های بعدی به منظور ساخت ماشین های تمام مقطعی بود که شرایط سخت زمبن شناختی قادر به حفر تونل باشد که آهنگ پیشرفت و تکامل در این زمینه در مقایسه با پیشرفت های اولیه این ماشین ها محدود تر است.در واقع شروع این تحقیقات کوشش های رابینز در سال 1957 میلادی برای ساخت ماشین هایی بود که بتواند در سنگ های خیلی سخت نیز با راندمان معقول تونل حفر کند.

در آن زمان به تدریج این دستگاه ها سنگینتر و محکم تر شد ند و توان آنها نیز افزایش یافت اما پیشرفت آنها در زمینه حفر سنگ های محکم کند است.به عنوان مثال عملکرد نوعی از این دستگاه ها که مجهز به هر دو سیستم برش ناخنی و دسکی بود برای حفر در سنگهای آهکی سیلتی که در بین آنها لایه هایی با مقاومت   140mpa وجود داشت راضی کننده نبود. سر انجام ناخن ها به طور کلی حذف شد و حفر تونل تنها با استفاده از دیسک های حفار ادامه یافت.


تقسیم بندی ماشین های( t.b.m) tunnel boring machine  به صورت زیر است :

 

1) open t.b.m     2)  single t.b.m           3)  d.s t.b.m

 

قسمت های اصلی این نوع ماشین ها به شرح زیر است:

 

1.بدنه   2.صفحه حفار   3.ابزار برش   4.چنگ زنها    5.جک های رانش صفحه حفار


نحوه تخلیه مواد حفر شده توسط ماشین : مواد حفر شده به وسیله سیستم ویزه ای که معمولا مرکب از سطل های تعبیه شده پیرامون صفحه حفار است از جلوی جبحه کار جمع آوری شده و به داخل نوار نقاله ای که از داخل دستگاه می گذرد به پشت ماشین هدایت می شود گرچه معمولا محدودیتی برای ابعاد مواد حفر شده و انتقال آنها وجود ندارد اما اگر ابعاد حفر شده خیلی زیاد باشد ممکن است گیر کنند وعمل اتقال را متوقف سازند.از طرفی مواد خیلی نرم نیز علاوه بر مشکل تهویه ممکن است مخلوتی را تولید کنند که به شدت ساینده باشند. در بعضی از این نوع ماشین ها در مجاورت صفحه حفار پرده هائی تعبیه می شود که گرد و غبار را می گیرند این ذرات در اثر اسپری آب جدا می شوند.

قیمت این ماشین ها : قیمت tbm گران است و بیشتر به نوع سفارش داده شده به کارخانه سازنده و نوع سنگ های حفر شونده بستگی دارد . ولی در کل قیمت آنها را می توان در حدود 7 یا 8 میلیارد تومان در نظر گرفت باید دوباره بگویم که حدود قیمت این است و بسته به شرایط قیمت آنها ممکن است کمتر یا بیشتر باشد.از مهم ترین سازند گان این نوع ماشین ها می توان از شرکت ویرث نام برد

 



لینک ثابت

موضوع : بخش ژئوتکنیک / مقالات بخش ژئوتکنیک




29 اسفند 1389 14:33 | نویسنده : asaco

اریخچه حفر گمانه بسیار قدیمی است و پیشینیان برای جستجوی آب دردشتها و دره‌ها به حفر گمانه می‌پرداخته‌اند و چون تلمبه اختراع نشده بود، در اغلب موارد آب از چاه (گمانه) به صورت آرتزین خارج شده ویا چهارپایان کار آبکشی را انجام می‌دادند. تا آنجا که تاریخ نشان می‌دهد قدیمیترینگمانه‌ها درچین حفر شده وسیستم حفاری ضربه‌ای که امروزه در حفر گمانه مورد استفاده قرار می‌گیرد، همان طریقه قدیمی است که در چین متداول بوده است. برای حفر گمانه به اعماق مختلف ، اقطار و در سنگهای گوناگون ، وسایل و تجهیزات و ماشین آلات حفاری در انواع و استانداردهای مختف با تکنولوژیهای گوناگون متداول است.

روش های حفاری


- حفاری مکانیکی
در این روش ، به یکی از سه روش ضربه ای ،چرخشی یا ترکیبی از این دو ، انرژی مکانیکی به سنگ منتقل می شود . در اصطلاح عملیاتی را که به روش مکانیکی موجب حفر چال در سنگ می شوند حفاری مکانیکی می گویند . امروزه 98 درصد حفاریها به روش مکانیکی حفر می شوند . در معادن سطحی و حفاری های نیمه عمیق و عمیق عمدتاً از ماشین های حفاری چرخشی با مته های مخروطی شکل و ماشینهای ضربه ای سنگین استفاده می شود ؛ اما در معادن زیر زمینی یا به طور کلی درعملیات زیر زمینی از ماشین های ضربه ای استفاده می گردد.

- حفاری حرارتی
به طور کلی صرف نظر از نوع روش و منشا انرژی ، عملیاتی را که به حفر چال در سنگ منجرمی شود ، نفوذپذیری می نامند . در روش حرارتی ، به کمک انرژی حرارتی حاصل از آمیختن هوا یا اکسیژن با یک نوع سوخت ، ترجیحا نفت سفید ، نفوذ پذیری در سنگ صورت می گیرد . هوا یا اکسیژن و سوخت از دو مجرای جداگانه به داخل مخزنی واقع در پشت مته ارسال می شوند و پس از اشتعال ، شعله حرارت را از طریق نازل سر مته به سطح سنگ منتقل میکند و حرارت نیز سطح سنگ را متورق و آماده جدایی می کند . در نهایت ، به کمک فشارآب ، قطعات متورق جدا و به سطح زمین منتقل می شوند .


- حفاری آبی
در این روش، با استفاده از فشار آب تامین شده در سطح ، حفر چاه امکان پذیر می گردد. در اینجا فشار آب با سایش سطح سنگ ، مقاومت سنگ را در هم می شکند ، و بدین ترتیب ، حفاری صورت می گیرد . این روش با افزایش فشار آب ، در استخراج ذغال سنگ و ذخایر پلاسر نیزکاربرد دارد .

- حفاری لرزشی
در این روش با ایجاد لرزشهایی با فرکانس 100 تا 20000 دور در ثانیه می توان سنگ را شکست . یکی از متداولترین روش های حفاری لرزشی ،روش حفاری مافوق صوت است .

- حفاری شیمیایی
در این روش با استفاده از فعل وانفعالات شیمیایی ناشی از انفجار مواد منفجره می توان در طبقات حفاری کرد . معمولاًدر این روش از دو نوع خرج استفاده می شود :
.1. خرج سیلندری که باعث حفر چالسیلندری می شود .
.2. خرج چالتراش که باعث افزایش قطر چال می شود .

- حفاری الکتریکی
در این روش با تولید الکتریکی ستونی یا قوسی یا جرقه ای ، عملیات نفوذپذیری در سنگ انجام می گیرد . در بعضی از این روش ها با وجود بالا بودن درجه حرارت ، به دلیل کوتاه بودن زمان تماس الکتریسته ، سنگ ذوب نمی شود ؛ اما در سایرروش ها به دلیل بالا بودن درجه حرارت و طولانی بودن زمان تماس الکتریسته با سطح سنگ، پس از ذوب شدن سطح سنگ ، سنگ می شکند .

- حفاری لیزری
با اشعه لیزر می توان تشعشعات الکترو مغناطیسی را به طور ستونی تولید کرد . این نوع تشعشعات را می توانبرای تبخیر یا ذوب سنگ ، ایجاد شکستگی در سنگ و حفر چال استفاده کرد . با تاباندن امواج قوی لیزری ستونی به سطح سنگ ، می توان باعث تبخیر سطح سنگ ، و ذوب و شکستگی سنگ در اطراف محدوده ذوب شد . شعاع عملکرد این مناطق به شدت و قدرت اشعه لیزر بستگی دارد.

انواع روشها و تکنیکهای حفاریهای مکانیکی

مته دورانی (Ratary drill)

این روش هم نمونه‌های خاک و سنگ را بدست می‌دهدو هم نمونه‌هایی برای انواع آزمایشهای برجا ایجاد می‌کند. این روش در حفر گمانه‌های غیر قائم برایزهکشی افقی یاایجاد مهار کاربرد دارد.

 

· روش حفاری :
پیشروی توسط سر مته برنده که در انتهای لوله حفاری قراردارد و تحت فشار هیدرولیکی است، انجام می‌شود. دیواره چاه را معمولا گل نگاه می‌دارد.

· مزایا :
روشی نسبتا سریع است و می‌تواند در همه نوع مواد نفوذ کند. برای همه نوع نمونه گیری مناسب است.

· محدودیتها :جابجا کردن وسایل در زمینهای ناهموار و باتلاقی مشکل است ومحتاج راه مناسب است. همچنین محتاج سکوی تسطیح شده است. کارآیی حفاری با توجه به اندازه دستگاه متغیر است.

 

حفاری ضربه‌ای

تنها در حفاری چاههای آببکار می‌رود. نمونه‌های شسته شده توسط گل‌کش ‌خارج می‌شود. عمق تا سنگ بستر را مشخص می‌کند.

· روش حفاری :
سر مته سنگین بالا آورده شده و رها می‌شود تا مواد شکسته شده و یک مخلوطی از خرده‌ها و آب ایجاد شود که توسط گل‌کش با پمپهای ماسه کش خارجمی‌شود. دیواره چاه توسط لوله جدار ، پابرجا نگاه داشته می‌شود.

· مزایا :
روشی نسبتا اقتصادی جهت تعبیه گمانه‌های با قطر زیاد (تا 60سانتیمتر) در انواع مواد است.

· محدودیتها :ابزارها بزرگ و پر زحمت است. در خاکهای قوی و سنگ به کندیانجام می‌شود. اغتشاشات اطراف سر مته که ناشی از ضربات پر انرژی سر مته است، به شدت بر مقادیر SPT تاثیر می‌گذارد. مغزه گیری و نمونه UD سنگ امکانپذیر نیست.

 



لینک ثابت

موضوع : بخش ژئوتکنیک / مقالات بخش ژئوتکنیک




29 اسفند 1389 14:30 | نویسنده : asaco

حفاري

كندن چاه و رسيدن به هدف مورد نظر را حفاري مي گويند حفاري يكي از كارهاي پيچيده و گران و طاقت فرسا وتخصصي در صنعت نفت بشمار مي رود. هر كاري كه ما قبل از حفاري انجام داده باشيم در صورتي كه عمل حفاري بدرستي انجام نگيرد بي فايده است.
بنابراين به حفاري خيلي اهميت مي دهند قبل از حفاري ما فقط با تخيل و فرضيات مختلف لايه ها و عمق ها را تعيين مي كنيم ولي در حفاري واقعاً به اينها مي رسيم زمين شناس، مهندس راه و ساختمان، حفار و … همه دست به دست هم مي دهند تا حفاري به طور مداوم انجام شود. چون هزينه دكل و لوازم حفاري خيلي گران است.بنابراين حفاري در سه نوبت و بطور 24 ساعته انجام مي گيرد.
تعيين محل حفاري نيز مهم است مثلاً فاصله آن از مناطق مسكوني، چاههاي مجاور، مسكوني فشار قوي برق و ….. كه اينها همه تخصصي و مخصوص به خود را دارند بعد از تعيين محل مهندس راه و ساختمان اقدام به نصب كردن وسايل مورد نياز، اتاق ها، جاده و … مي كند سپس دكل به منطقه آورده مي شود و عمل بطور 24 ساعته انجام مي شود. عمل حفاری بوسیله دکل صورت میگیرد . این دکل ابتدا بصورت جدا از هم به محل آورده میشود . سپس آن را در محل سر هم کرده و آمده حفاری میکنند . دکل و وسایل حفاری بصورت کرایه ای و گران قیمت می باشند بنابراین عمل حفاری بصورت 24 ساعته انجام میگیرد .

لوازم و قطعات حفاری عبارتند از :

1) Hook
قلاب آویزان از قطعات و رشته های بالا و پایین رو و متصل به دکل حفاری

2) Swivel
دستگاه متصل کننده قسمتهای دوار داخل چاه و قسمت های ثابت در خارج

3) Mud line
لوله قابل انعطاف ( لاستیکی ) جهت انتقال گل حفاری به داخل لوله های حفاری

4) Derrick
دکل حفاری

5) Kelly
لوله با قطع 6 ضلعی یا 4 ضلعی که بوسیله یک رابط به ........ و از طرف دیگر به لوله های حفاری داخل چاه متصل میگردد

6) Stand pipe
لوله انتقال گل از داخل پمپها به لوله لاستیکی

7) Kelly bushing
بوشن که با دواران خود ... را به حرکت در می آورد

8) Rotary table
صفحه دوار

9) Sub-Structure
پایه های زیر دکل

10) Foundation
پی بتونی زیر دکل

11) Seller
چاله ای که جاه در آن حفر میشود

12) Blow out control
دستگاه جلوگیری کننده از فوران چاه

13) Flow line
لوله انتقال گل برگشتی از داخل چاه به مخازن گل حفاری

14) Shale shaker
محل تفکیک گل حفاری از مواد و سنگ ریزه های حفاری شده

15) Screen
توری فلزی یا الک

16) Return tank
مخزن یا محل تجمع گل برگشتی از چاه

17) Mud pump
پمپ های ارسال گاز از .... به داخل چاه

18) Casing
لوله های دیوار بندی در اندازه های مختلف

19) Annulus
مجرای برگشت گل و مواد حفاری شده از چاه به خارج

20) Drill pipe
لوله حفاری که محتوی گل ارسالی به داخل چاه است

21) Bit


مته حفاری

عمل حفاری بصورت 24 ساعته و در 3 نوبت کاری انجام می شود . ولی همه افرادی که برای حفاری استخدام میشوند بصورت اقماری هستند و باید هر زمان که لازم باشد آماده کار باشند . کما اینکه در بعضی موارد حتی تا 3 روز یا بیشتر فرد وقت استراحت ندارد . عمل طاقت فرسا / وقت گیر / پر هزینه / خطرناک /الوده کننده محیط زیست /.... انجام میگیرد تا چاه به نتیجه برسد.

گل حفاري

يكي از حفاري دوراني گل حفاري است گل حفاري نقش مهم و حساسي در حفاري دارد در واقع سرمايه هاي مالي و انساني به اين ماده بستگي دارد و اشتباهي در انتخاب كردن نوع و وزن آن از بسته شدن چاه تا ذوب شدن دكل و نابود شدن انسان هاي بسياري همراه است. مسير حركت گل بصورت مسير بسته واز كناردكل شروع شده از درون لوله هاي حفاري عبور كرده سپس از شكافهاي درون مته خارج و بعد از آن از كناره هي لوله حفاري به محل اوليه خود بر ميگردد در اين مسير گل نقش هاي تعيين كننده اي دارد. كه عبارتنداز:

- خارج كردن خوده سنگهاي كنده شده ازاطراف مته و آوردن آنها به سطح
- خنك كردن وتقليل اصطحلاك مته با زمين
- محافظت ديواره چاه و ممانعت از ريزش طبقات
- ايجاد تعادل بين مايعات طبقه اي و مايعات داخل چاه
- انتقال گاز و يا نفت طبقات زيرزميني به سطح و دستگاههاي اندازه گيري مثل دستگاه شناسي گازها و يا دستگاه تعيين كننده نوع گاز

وظيفه اصلي گل ثابت نگه داشتن فشار هيدروستكي در داخل چاه است اگر فشار گل از فشار مواد موجود در داخل چاه بيشتر باشد در اين صورت گل به داخل سازنده ها نفوذ كرده و باعث كم شدن (loss) گل مي شود. اگر حفار سرچاهي متوجه اين جريان نشود گل به سرعت كم شده و بعد از تمام شدن و يا كم شدن فشار گل چاه فوران (flow rate) مي كند اين موجب مي شود كه دكل حفاري نابود شود در سازنده هايي كه گاز و يا نفت وجود دارد اين جريان با آتش سوزي همراه بوده و موجب گير كردن لوله حفاري در چاه مي شود كه اين موجب اشكال در حفاري مي شود براي سنگين كردن گل از مواد مختلفي همچون نمك و … استفاده مي شود كه اين تركيبات را با آزمايش بدست آورده اند.

مواد مورد استفاده در گل حفاري

برای انجام مراحل مختلف اکتشاف مواد معدنی فلزی و غیر فلزی ، نفت ، گاز و آب و همچنین به منظور بررسی و مطالعه خصوصیات سنگ شناسی ، آلتراسیون و کانی سازی لایه‌های زیرزمینی یک منطقه به حفاری می‌پردازند. انواع مهم حفاری عبارتند از : نوع مقر گیر ، نوع روتاری و نوع ضربه‌ای. مواردی که برای حفاری استفاده می‌شود تابع روش حفاری ، مقاومت سنگها ، میزان شکستگی ، عمق ، مواد گازی و ترکیب کانی شناسی سنگ است.

نقش مواد در گل حفاری

کنترل وزن مخصوص
برای منترل مخصوص از باریت ، گالن و آهک استفاده می‌شود. در مواردی که فشار آب و یا گاز در منطقه حفاری زیاد باشد، یا حفاری در سنگ خاصی (نظیر شیل) صورت گیرد، از باریت می‌توان استفاده نمود. در صورتی که فشار آب و یا گاز در سنگهایی که حفاری می‌شود خیلی زیاد باشد، از گالن استفاده می‌کنند. از آهک به منظور کاهش وزن مخصوص کمک می‌گیرد.

مواد تغییر دهنده غلظت
به منظور بازیابی سریع مواد حفاری شده ، جلوگیری از گیر کردن مته و افزایش سرعت حفاری ، از نبتونیت سدیم‌دار ، اتاپولژیت (Attapulgite) ، آزبست ، موسکویت ، گرافیت و دیاتومیت می‌توان استفاده کرد.

کنترل ترکیب شیمیایی محلول حفاری
ترکیب شیمیایی محلول حفاری بر غلظت ، وزن مخصوص ، سرعت حفاری و دستگاههای حفاری تاثیر مستقیم می‌گذارد. مواد معدنی مورد استفاده عبارتند از بی‌کربنات سدیم ، نمک ، آهک ، دولومیت و ژیپس.

مواد معدنی که در حفاری استفاده می‌شوند.

بنتونیت :
به منظور جلوگیری از هدر رفتن محلول حفاری در چاههایی که درز و شکاف زیاد دارند. می‌تواند از نبتونیت سدیم‌دار به عنوان پوشش داخلی سطح چاه استفاده نمود. نبتونیت خاصیت کلوئیدی را افزایش می‌دهد. و در نتیجه درصد بازیابی پودر و سنگ افزایش می‌یابد.

میکا :
برای جلوگری از گیر کردن مته در سنگهای دارای خاصیت چسبندگی زیاد ، نظیر وزن گسلی یا در سنگهای مارنی از میکا باید استفاده شود.

گرافیت :
هر گاه مته و محور آن به هنگام حفاری گیر کند استفاده از گرافیت لازم می‌آید که البته بعد از بر طرف شدن مانع باید آن را از چاه خارج کرد.

باریت :
برای کنترل وزن مخصوص از باریت استفاده می‌کنند.

گالن :
به منظور کنترل وزن مخصوص از گالن استفاده می‌نمایند.

آهک و دولومیت :
جهت کاهش وزن مخصوص و کنترل خاصیت قلیای از آهک و دولومیت می‌توان استفاده نمود.

ژیپس :
برای جلوگیری از آلودگی کربنات و همچنین جهت لخته کردن کانیهای رسی از ژیپس استفاده می‌شود.

آزبست :
به منظور افزایش درصد مواد حفاری می‌توان از آزبست استفاده نمود.

نمک :
در موقع حفاری به منظور کنترل قطر چاه و همچنین برای کنترل پراکندگی رسها از نمک استفاده می‌شود.

کربنات و بی‌کربنات سدیم :
به منظور کنترل محلولها و جلوگیری از خطر آلودگی ، کربنات را مورد استفاده قرار می‌دهند.

پرلیت و خاکسترهای آتشفشانی :
این مواد به عنوان سیمان بکار می‌روند

حفاري جهت دار

مواقعي پيش مي آيد كه حفاري عمودي غير ممكن است مثلاً مخزن ما زير منطقه مسكوني و ياتجاري و … آنجا غير ممكن است قرار دارد يادر بعضي مواقع قطعه اي درچاه گم شده و عمل حفاري غير ممكن است بعضي از مخازن نيز cllovser آنها بصورتي است كه اگر اقدام به حفاري عمودي كرديم چاه به آب نمك نشسته واز كار مي افتد در اين موقعيت ها تكنولوژي هايي وجود دارد كه حفاران ميتوانند بوسيله آنها اقدام به حفاري جهت دار كنند اين نكته نيز قابل توجه است كه لوله حفاري قادر به خم شدن حتي تا زاويه 90 نيز مي باشد.
حفاري جهت دار روش هاي متفاوتي دارد مثلاً‌ از ابتدا جهت دار حفاري كنيم و يا اينكه مقداري عمودي و مقداري جهت دار. در بعضي موارد زمين شناس تشخيص مي دهد سازنده ي كه به آن حفاري عمودي برخورد مي كنند باحفاري جهت دار برخورد نمي كنند در صورتي كه اين سازنده سخت باشد عمل حفاري كند پيش مي رود بنابراين با برنامه ريزي دقيق و حساب شده به اصطلاح لايه را دور مي زنند در مناطق دريايي هزينه سكوي نفتي گران تمام مي شود بنابراين با يك سكوي نفتي از چندين مخزن مختلف برداشت مي كنند و ابتكار فقط با حفاري جهت دار امكان پذير است.



لینک ثابت

موضوع : بخش ژئوتکنیک / مقالات بخش ژئوتکنیک




تکنولوژی اجرا درسد خاکی باهسته رسی

مقدمه :
پس از انتخاب پيمانكار و دريافت اطلاعات كاملي از پروژه اولين گام، تحويل زمين با حضور نمايندگان كارفرما ، نظارت مقيم و پيمانكار مي باشد كه بين آنها صورتجلسه مي‌شود . پس از آن پيمانكار برنامه زمانبندي خود را با توجه به شرايط پروژه وامكانات خود به دستگاه نظارت ارائه مي دهد .
در قدم اول پيمانكار بايد به بررسي وشروع عمليات اجرايي راههاي دسترسي اقدام نمايد. روش كار به اين طريق است كه نقشه‌هاي جزئيات را پيمانكار براساس نقشه‌هاي اصلي مشاور و برداشتهاي نقشه‌برداري تهيه و به دستگاه نظارت جهت تاييد ارسال مي شود. احداث راههاي دسترسي بايد به نحوي باشد كه محل جاده‌ها در طول اجراي كل پروژه تغيير نكند چون دوباره كاري است و هزينه اضافي را موجب مي شود حتي الامكان بهتر است جاده‌ها يكطرفه باشند تا به اين وسيله تصادفات كمتر شود.
بلدوزر ، لودر ، گريدر ، غلطك و تراك ميكسر از معمول ترين ماشين آلات راهسازي هستند كه بكارگيري مي شوند. با توجه به شرايط پروژه ، توپوگرافي و جنس زمين در صورت نياز بايد از ماشين آلات ديگري مانند بيل مكانيكي ، jack hammer يا پيكور ، دريل واگن وغيره استفاده كرد .
در طول اجراي پروژه اگر پيمانكار هنگام اجرا به مواردي برخورد نمايد كه در نقشه‌ها ديده نشده باشد، موارد را به اطلاع دستگاه نظارت مقيم رسانده و درخصوص نحوه اجراي هماهنگي لازم صورت مي‌گيرد و با نظارت صورتجلسه مي‌شود .
نحوه پرداخت هزينه پروژه به اين صورت است كه پيمانكار صورت وضعيت ماهانه را تنظيم وبه دستگاه نظارت تحويل مي دهد و دستگاه نظارت پس از بررسي اعلام نظر مي نمايد. پيمانكار نيز نظرات خود را به همراه مدارك مستند مانند صورتجلسات، برداشتهاي نقشه‌برداري وغيره ارائه نموده نتيجه به كارفرماي طرح ارائه مي شود .

تجهيز كارگاه :
در پروژه‌هاي بزرگ تجهيز كارگاه، خود پروژه‌اي محسوب مي شود. در مرحله تجهيز كارگاه از اولين كارها احداث كانكس‌هاي موقت است. احداث اتاقك نگهباني وفنس كشي دور محوطه پيمانكار نيز در ابتدا انجام مي شود .
فضاهاي كه در مرحله تجهيز كارگاه براساس نقشه‌هاي مشاور بايد احداث گردند طبق روال ابتدا ريز شده و در نقشه‌هاي جزئيات به تاييد نظارت مي رسد و سپس اجراي آنها شروع مي‌شود . فضاهاي معمول تجهيز كارگاه در يك پروژه سدسازي عبارتند از :
- كانكس‌هاي اداري شامل دفاتر رياست كارگاه، رياست دستگاه نظارت، دفتر فني نظارت، دفتر فني پيمانكار ، اتاق جلسات، سالن اجتماعات، نمازخانه ، سرويسهاي بهداشتي ، دفاتر امور اداري ، امور مالي ، امور پشتيباني، دبيرخانه ، مخابرات و ...
- كانكس‌هاي كمپ مسكوني شامل خوابگاه مديران ومهندسان ، خوابگاه كارمندي و كارگري ، انبار كمپ ، آشپزخانه و كلوپ (سالن تلويزيون)
- كانكس‌هاي ساختمانها و تاسيسات اجرايي شامل : رختكن و اتاق استراحت مهندسين وكارگران ـ انبارها ـ آزمايشگاه ـ تعميرگاه ماشين آلات ـ كارواش ـ بچينگ وتاسيسات وابسته مانند كولينگ و يخ‌سازها ـ كانكس‌هاي واحد برق ، تراشكاري، كارگاه چوب، كارگاه فلز ، سوله آرماتوربندي، انبار ناريه واتاق پرسنل آتشباري، پمپ بنزين، اتاقهاي پرسنل ماسه شويي و سنگ شكن وپست برق، باسكول ، سيلوي سيمان و انبار آن، كمپرسورخانه، سايبان ديزل ژنراتور، منبع آب ، منبع سوخت، ساختمان بهداري، ايمني وآتش نشاني، تيرهاي چراغ برق، سپتيك‌ها وغيره .
محل هر يك از آيتمهاي فوق كه در پلان جانمايي كارگاه مشخص مي شوند بايد به نحوي باشند كه در مسير جاده يا محل احداث سازه‌هاي وابسته قرار نگيرند . 

عمليات اجرايي سد:
با توجه به اسناد ارزيابي آيتمهاي اجرايي یک سد عبارتند از : حفاري پي و تكيه گاه سد وتحكيمات ، احداث ديوار آب بند و پرده آب بند، حفاري سرريز و آبگير ، خاكريزي بدنه سد ونصب ابزار دقيق، بتن ريزي سرريز و آبگير كه در ذيل روش اجراي آنها خواهد آمد .
حفاري پي سد وتكيه‌گاههاي جناحين :
كلا" عمليات خاكي مانند خاكبردراي وحفاري وابستگي زيادي به ماشين آلات دارد. بلدوزر ، لودر ، كمپرسي، بيل مكانيكي، بيل شاول، داپتراك، دريل واگن ، جك هَمِر، از انواع ماشين آلات كاربردي در عمليات خاكي هستند .
يكي از مسائلي كه در اجراي پروژه‌ها باحجم خاكبرداري زياد مطرح است تعيين محل دپوي خاكهاي حاصل از حفاري وخاكبرداري است كه بايد قبل از شروع عمليات با هماهنگي دستگاه نظارت، محل دپو مشخص گردد . 

الف ـ‌ خاكبرداري پي :
حفاري وخاكبرداري پي تا جايي ادامه پيدا مي كند كه به لايه نفوذ ناپذير مانند سنگ برسيم. با توجه به اينكه در پروژه‌هاي سدسازي معمولا" سطح آبهاي زيرزميني بالا مي‌باشد اگر در حين خاكبرداري به آب رسيديم با تعريف ايستگاههاي پمپاژ و اجراي زهكش‌ها و سپس لجن برداري توسط بيل مكانيكي يا بلدوزر با تلاقي عمليات حفاري را ادامه مي دهيم. اگر در كار لجن برداري با مشكل مواجه شديم مي توان اندكي خاك خشك به لجن اضافه كرد و سپس آنرا با لجن ميكس كرد و بعد اقدام به بارگيري وحمل نمود .
در حفاري پي سنگهاي سست بايد برداشته شود كه بسته به حجم سنگ مي توان از جك همر يا دريل واگن و انفجار نسبت به برداشتن سنگ اقدام كرد . 

ب ـ حفاري تكيه‌گاه :
خاكبرداري وحفاري تكيه‌گاه نيز معمولا" تا رسيدن به جنس مناسب مصالح ادامه پيدا مي‌كند. در احداث سدها خاكبرداري تكيه‌گاه با شيب مناسب ومطابق طرح از مسائل مهم به شمار مي رود .
در زمينهاي خاكي عمليات خاكبرداري با بلدوزر و با هدايت مباشر عمليات خاكي براساس سرشيبهاي پياده شده توسط نقشه‌بردار انجام مي‌شود تا شيب مناسب در خاكبرداري حاصل آيد .
در زمينهاي خاكي با حجم سنگي پايين وحفاري با جك همر بايد همر دستگاه در زاويه مناسب قرار داشته باشد و در زمينهاي سنگي كه حجم سنگ بالا است و نياز به انفجار دارد چالهاي حفر شده توسط دريل واگنها بايد زاويه مطلوب را داشته باشد .
در خاكبرداري همواره بايد توجه داشته باشم كه مسيرهاي دسترسي را قطع نكنيم. همچنين بايد مراقب بود تا با كسر حفاري مواجه نشويم چرا ممكن است بعدا" اصلاح كم حفاري‌ها به دليل عدم وجود دسترسي غيرممكن گردد و عمليات اجرا نظم خود را از دست بدهد .
در جاهايي كه حفاري وخاكبرداري بيشتر به علت محدوديتهاي توپوگرافي مقدور نباشد يا هزينه بيشتري را موجب شود يا به هر دليل ديگري نخواهيم حفاري ادامه پيدا كند با توجه به جنس ونوع مصالح ترانشه بايد آنرا تحكيم كرد. تحكيمات با توجه به نوع پروژه، جنس مصالح و زمين، موقعيت سنگها و واريزه‌ها انواع مختلفي دارد :
استفاده از بتن پاشي در يك يا دو لايه يا بيشتر ، بستن مش در لايه‌هاي شاتكريت (بتن پاشي) توسط سيم انتظار استفاده از راك بولتها وانكرها و تزريق تحكيمي دوغاب سيمان (در صورت نياز جهت مهار قطعات سنگي ترانشه) استفاده از ديوار حائل بتني يا سنگي وغيره .
در پروژه‌هاي سدسازي براي اينكه جلوي آبهاي نشتي از زير بدنه سد را بگيرند بايد پي سد را در برابر آب درحد قابل قبول نفوذ ناپذير نمايند. اين كار معمولا" بوسيله تزريق دوغاب سيمان به لايه‌هاي زير پي سد در زيرهسته رسي انجام مي شد كه به احداث پرده آب بند يا پرده تزريق معروف مي باشد.
در سد خاكي با هسته رسي و ديوار آب بندي، اگر منظور احداث ديوار آب ‌بند به منظور آب بندي پي سد باشد مي توان از مطلب زير استفاده كرد .

احداث ديوار آب بند در پي سد :
اگر به دليل سست بودن و تخلخل زياد لايه‌هاي ريزپي از نظر زمين شناسي، روش پرده تزريق كارايي لازم را نداشته باشد ذيل عمل خواهیم کرد :
ابتدا مقدمات كار يعني احداث حوضچه گل، ديوارهاي راهنما و سكوي حفاري مي بايست انجام شود.
احداث حوضچه ها : ابتدا حوضچه‌هاي گل تازه، گل كاركرده، آب تازه و ايستگاه پمپاژ ساخته مي شوند . ابعاد حوضچه‌هاي گل براساس عمق پانل ومشخصات خاك بستر تعيين مي‌گردد. باتكميل حوضچه‌ها كار نصب لوله وپمپ انجام مي شود .
ساخت ديوارهاي راهنما : به منظور هدايت وكنترل كاتر دستگاه حفاري ، ديوارهاي زوج راهنمابا بتن ساخته مي شوند .
براي سكوي حفاري نيز يك پلتفرم يا محل صافي را خاكبرداري يا خاكريزي كرده با غلطك مي كوبند تا دستگاه حفار در آنجا قرار گيرد .
حفاري پانلهايي به عمق حداكثر 87 متر وعرض حدود 8/0 متر وطول 4/2 متر توسط دستگاه هيدرو فرز انجام مي‌شود . پانلها بصورت اوليه وثانويه حفاي مي شوند به اين طريق كه بين پانلهاي اوليه حفاري شده، پانلهاي ثانويه حفاري مي‌شوند تا يكپارچگي ديوار آب بند تامين گردد يعني به صورت يك در ميان اوليه وثانويه حفر مي شوند . در هنگام حفاري، مصالح حاصل از حفاري بهمراه گل حفاري به واحد تصفيه گل هدايت شده و پس از جدايش مصالح از گل حفاري، دوباره گل حفاري به داخل پانل هدايت مي‌شود. گل حفاري در اصل كار تامين پايداري ترانشه حفاري شده را انجام مي دهد .
در حين حفاري مشخصات گل دائما توسط آزمايشگاه كنترل مي‌گردد. با اتمام عمليات حفاري عمليات بتن ريزي توسط لوله ترمي آغاز مي‌شود. بتن ريزي در شرايطي صورت ميگيرد كه پانل از گل حفاري پر است. براساس مشخصات طرح پانلها براساس بتن پلاستيك (بتن بنتونيت‌دار) يا بتن سازه‌اي پر مي‌شوند . بتن پلاستيك از مقاومت فشاري كم ولي مدول ارتجاعي و نفوذناپذيريي بالايي برخوردار است .
در پروژه‌هايي كه از ديوار باربري بالايي انتظار مي‌رود قبل از بتن ريزي ابتدا قفسه آرماتور نصب مي شود در غیر این صورت در ديوار آرماتور به كار نمي رود.

اجراي پرده آب بند يا پرده تزريق :
1- در اكثر پروژه‌هاي سد سازي ابتدا چالهاي اكتشافي حفاري مي شود وپس از كرگري و بررسي جنس لايه‌هاي زمين اقدام به تصميم گيري درخصوص احداث پرده تزريق مي‌شود.
2- تزريق يكي از رشته‌هاي تخصصي ژئوتكنيك محسوب مي شود .
3- تعيين جزئيات روش اجرايي معمولا" از ابتكار پيمانكار نشأت مي گيرد .
4- پيمانكار لازم است در طي آزمايشهايي دوغابهاي مختلف را مورد بررسي قرار دهد.
5- طبيعت پنهان كارهاي تزريق اقتضاء مي كند كه پيمانكار از كارهاي انجام شده در هر مرحله نتيجه گيري وارزيابي داشته باشد و با هماهنگي نظارت كارهاي بعدي را با نتايج بدست آمده برنامه ريزي كند.
6- براي اجراي پرده تزريق ابتدا مقدمات آنرا فراهم مي كننداین مقدمات شامل موارد زیر میباشد:
آماده سازي سكوي تزريق ـ تجهيزات آزمايشگاه صحرايي جهت انجام آزمايشات دوغاب سيمان ـ تهيه دبي سنج و فشارسنج ثابت جهت بالا بردن دقت آزمايش لوژن (نفوذپذيري آب و ترزيق دوغاب سيمان)، خريد سیمان با استعلام از كارخانه‌هاي سازنده بصورت بسته بندي شده.
پس از فراهم آوردن مقدمات ابتدا شروع به حفاري گمانه‌هاي تزريق مي نمايند. براي جلوگيري از ريزش ديواره گمانه‌ها روشهاي مختلفي وجود دارد كه بستگي به شرايط پروژه و قطر گمانه وجنس زمين دارد. يكي از كاربردي‌ترين روشها كيسينگ گذاري گمانه است .
پس از حفاري گمانه‌ها دستگاههاي تزريق در محل شروع به تزريق مي نمايند. هرچه بلين سيمان بيشتر باشد براي تزريق مناسبتر است. چون در شيارها وحفره ها بهتر نفوذ مي كند . البته انتخاب بلين سيمان بستگي به شرايط زمين شناسي دارد . در هنگام تزريق مشخصات سيمان مانند بلين و ميزان سياليت دوغاب كنترل مي گردد. دوربين‌هاي تلويزيوني براي مشاهده اندازه ، تعداد ، كيفيت درزها و نيز دستگاه اتوماتيك اندازه‌گيري دوغاب مصرفي از ابزارهاي مهم در عمليات اجرايي تزريق محسوب مي شود .

خاكريزي بدنه سد :
يكي از مهمترين مسائل در پروژه‌هايي كه حجم خاكريزي زيادي نياز دارد تامين محل قرضه مناسب مي باشد تا حدي كه ممكن است به دليل عدم وجود تامين مصالح پروژه را غيراقتصادي كند. وجود معادن مانند معدن رس در سدهاي خاكي در نزديكي محل پروژه مي‌تواند به توجيه پذير بودن پروژه از لحاظ اقتصادي كمك كند. براي تامين ساير انواع مصالح در سدهاي خاكي مانند فيلتر ، درين ، كوبل و سنگريزه و ريپ راپ راههاي مختلفي موجود است بعنوان مثال براي تامين فيلتر احداث پلانهاي ماسه شويي معمولا" اجتناب ناپذير است . همچنين ممكن است مثلا" براي تامين سنگريزه از مصالح حاصل از انفجارات سرريزها و آبگيرها استفاده شود كه اين موارد بستگي به نوع مصالح بدنه سد و جنس زمين اطراف سد دارد .
يكي از مبناهاي اصلي شروع خاكريزي سدها اجراي خاكريز آزمايشي است كه مي تواند همزمان با حفاريهاي پي سد انجام شود. هدف از اجراي خاكريز آزمايشي مشخص نمودن مقدار max تراكم مصالح موجود به وسيله تغييرات درصد رطوبت، ضخامت لايه، تعداد عبور غلطك، نوع غلطك، سرعت غلطك، وزن غلطك مي باشد .
قبل از اجراي خاكريزي، بستر وپي بايد از نظر مشخصات فني به تاييد دستگاه نظارت برسد وهر قسمت از بستر آماده خاكريزي شده توسط پيمانكار تحويل بستر به نظارت انجام شده و صورتجلسه شود. سپس دستگاه نظارت اقدام به دادن مجوز خاكريزي مي‌كند. قبل از اجراي هسته رسی لازم است تا چاله‌ها توسط بتن پركننده پر شود. عيار بتن پركننده بسته به نوع پروژه از 150 تا 200 كيلوگرم سيمان در مترمكعب متغير
است . سپس به جهت محافظت از هسته رسي بتن ريزي هسته رسي كه به بتن پلنيت معروف است اجرا مي شود كه عيار آن بين 200 تا 300 مي باشد .
در برخي پروژه‌ها با توجه به نوع پروژه ممكن است تكيه گاه در محل هسته رسي نيز بتن پاشي (شاتكريت) شود. رعايت مشخصات مصالح و رسيدن به تراكم لازم خاكريزي از مهمترين مشخصات فني سدهاي خاكي است. نوع مشخصات فني مصالح با توجه به جنس مصالح متفاوت است بعنوان مثال در هسته رسي مشخصاتي مانند دانه بندي ، pi و ll ،در صد نفوذپذيري مصالح ، مقاومت قطعات سنگ،درصد ريز الك 200،ارزش ماسه‌اي se و pi مد نظر می باشد.
رس اتصال يعني رسي كه در مجاورت پي يا تكيه‌گاهها است نيز مشخصات خاصي دارد خصوصا" حد خميري آن بايد طبق مشخصات فني رعايت گردد .
روش اجرا با توجه به نوع مصالح متفاوت است به اين ترتيب كه محل آبدهي مصالح ، نوع غلطك، ارتفاع لايه‌هاي خاكريزي، درصد تراكم لازم، نوع آزمايش دانسيته .
رسي كه بعنوان هسته نفوذناپذير سد اجرا مي شود ابتدا بايد عمل آوري شود يعني يكسري كارهايي روي رس انجام شود تا آماده ريختن وتراكم گرفتن حداكثر شود افزودن آب به رس در محل عمل آوري بتن از نظر اقتصادي به صرفه‌تر است . در عمل آوري ابتدا محل كرت‌هاي عمل آوري توسط نقشه‌بردار پياده مي شد. سپس رس از معدن به محل عمل آوري توسط كمپرسي‌ها حمل شده در عمل آوري دپو مي شد. بعد با بلدوزر خاك رس را پخش مي‌كردند آبدهي به مصالحي مانند سنگريزه در محل خاكريزي به دو شكل مي تواند انجام شود :

تانكر آبپاش :
علمك‌هايي كه در ايستگاه پمپاژ احداث شده‌اند وتوسط پمپ و لوله به روي باند خاكريزي هدايت شده و شلنگ آبپاشي انجام مي شود .
مقدار اختلاف ارتفاع در باندهاي خاكريزي بستگي به نظر نظارت ومشاور دارد. بعنوان مثال در سدهايي كه هسته رسي مايل دارند لايه‌هاي پايين دست بايد حدود 5/0 متر بالاتر از لايه‌هاي بالادست خود باشند تا مصالح هسته رسي روي فيلتر بخوابد .

در ادامه عمل آوري :
حوضچه‌هايي درست مي كنند و آب را داخل آنها مي اندازند و آب آنقدر در اين كرت‌ها مي ماند تا ته نشين شود. سپس توسط بلدوزر خاك رس را ميكس مي‌كنند بعد از اينكه ميكس كامل انجام شد رس عمل آوري شده، دپو مي شودو توسط لودر بارگيري و توسط كمپرسي به محل خاكريزي هسته رسي سبز انتقال داده مي شوند با اين اقدام ديگر نيازي به آبدهي در محل خاكريزي براي رس وجود ندارد .
قبل از خاكريزي هرلايه بايد بر آن لايه order يا مجوز خاكريزي صادر شود. در مجوزهاي خاكريزي بايد تاريخ ، نوع مصالح، شماره لايه يا عرض وضخامت لايه، وضعيت ابزار دقيق، وضعيت مصالح در اتصال به تكيه‌گاه ، محل دقيق خاكريزي مشخص شده، نتيجه آزمايش دانسيته در آن ثبت مي‌گردد و اگر نتيجه آزمايش مثبت بود مجوز خاكريزي لايه بعدي توسط نظارت صادر گردد . اگر نتيجه آزمايش دانسيته مثبت نباشد بستگي به مقدار دانسيته دو حالت اتفاق مي‌افتد يا بايد غلطك چند پاس ديگر لايه بكوبد يا مصالح نامرغوب بايد جمع‌آوري شود و مصالح جديد با مشخصات فني مطلوب ريخته و كمپكت شوند . شيب لايه‌هاي خاكريزي دائما" توسط نقشه بردار كنترل مي گردد .

نصب ابزار دقيق سدها :
ابتدا پیمانکار شركت های تأمین کننده ابزار دقيق را به دستگاه نظارت معرفي مي نمايد و از بين آنها يك شركت برگزيده مي شود و سفارش به آن شركت ارسال مي گردد. قبل از خاكريزي نصب ابزار دقيق انجام مي شود.برای نصب بعضي از ابزار دقيق ها مانند rp لازم است تا گمانه‌هائی در پي حفر شوند و همزمان با بالا آمدن لايه‌هاي خاكريزي،لوله ابزار دقيق هم بالا بیاید.
زماني كه ابزار دقيق در سنگريزه قرار مي‌گيرد دور لوله آنرا با مصالح نرم‌تر مانند ساب بيس پر کرده وبا كمپكتورهاي دستي مي كوبند .
در هنگام خاكريزي بايد از كابلهاي ابزار دقيق مراقبت كرد تا در اثر عبور ماشين‌آلات قطع نشود. انواع ابزار دقيق با توجه به مشخصات پروژه سدسازي عبارتند از :

ep (electric piezometer )
sp(stand pipe piezometer)
rp(rock piezometer)

بتن ريزي سرريز و آبگير :
پس از حفاري وتحكيمات ابتدا بايد طبق نقشه آرماتورهاي سازه سرريز (ديواره‌ها وكف) در سوله مربوط به آرماتورها طبق ليستوفر خم وبرش شده به پاي كار حمل شوند. سپس نقاط قالبها توسط نقشه‌بردار مشخص مي شود و بعد اكيپ آرماتوربند اقدام به جاگذاري و بستن آرماتورها طبق نقشه مي نمايد. وجود دستگاه جرثقيل يا تاوركرين جهت جابجايي آرماتورهاي دپو شده و رساندن به داخل مقطع آرماتوربندي سرعت كار را افزايش مي دهد . با توجه به نوع شبكه آرماتور كه آرماتور كف باشد يا ديوار،ساپورت يا خرك (در صورت نياز) تعبيه مي شود. براي اينكه كاور آرماتورها رعايت شود اقداماتي را بايد انجام داد كه اين اقدامات با توجه به نوع شبكه آرماتور متفاوت است. البته شايع‌ترين اين اقدامات قرار دادن لقمه سيماني بين آرماتور و قالب است. پس از بستن شبكه آرماتور نوبت به قالب بندي مي‌رسد .
برخي قالبها در محل كار ساخته مي‌شوند مانند قالبهاي تخته‌اي پركننده يا قالبهاي كوچك چوبي نما يا قالبهاي فلزي نما كه در محل كار مونتاژ مي‌شوند و برخي قالبها در نجاري يا آهنگري ساخته شده به محل نصب حمل مي‌شوند. قالبها بايد طبق نقشه ليفت بندي بسته شوند. نقشه ليفت‌بندي و ليستوفر آرماتوربندي معمولا" توسط دفتر فني پيمانكار از روي نقشه‌هاي اصلي مشاور تهيه و ريز شده جهت تاييد به نظارت ارسال مي شود و پس از اصلاح وتاييد توسط نظارت به پرسنل اجرايي پيمانكار داده مي‌شود.
انواع قالبها چه قالب نما باشند چه قالب بتن پركننده بايد خوب مهار شوند تا در برابر فشار بتن‌ريزي مقاومت كافي را داشته باشند.
طريقه مهار قالب در برابر بتن ريزي وابستگي زيادي به ارتفاع بتن ريزي دارد. هرچه ارتفاع بتن بيشتر باشد فشار آن به قالب بيشتر است . پس از بستن قالب نوبت تميزكاري مقطع وتحويل آن به نقشه‌بردار وپس از آن به پرسنل نظارت كه اين تحويل براساس مجوزهاي بتن‌ريزي مكتوب مي شود. در مجوزهاي بتن ريزي تاريخ، محل بتن ريزي، رقوم بتن‌ريزي، وضعيت جوي هوا ، ساعت شروع وخاتمه نوع بتن، حجم تقريبي، كنترل پي، نقشه‌برداري، قطعات مدفون ، آرماتوربندي، قالب بندي ، نوار آب بند (واتراستاپ) ، پمپ بتن، جرثقيل، ويبراتور، شمشه ماله ، آزمايشگاه ، تميزكاري، كروكي ومختصات، سيمان ، مصالح سنگي، بتن ساز مركزي، تراك ميكسر، دماي بتن ، دماي محيط ثبت میشود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



لینک ثابت

موضوع : بخش ژئوتکنیک / مقالات بخش ژئوتکنیک




20 بهمن 1389 21:38 | نویسنده : asaco

  سد های پلاستیکی 

مقدمه:

تکنولوژی نسبتاً جدیدی که برای مهار آبهای سطحی به کار گرفته شده است تکنولوژی ساخت سدهای لاستیکی می باشد . قبل از این نوع سدها برای مهار و هدایت آب به سوی زمینهای وسیع و آبروها ، از دریچه های فولادی و تخته های چوبی استفاده می شد که در جلوی دریچه ها قرار می گرفت تا آب با فشار بیشتری جریان داشته باشد . در این کار نیز به نیروی انسانی نیاز بود و اگر در باز کردن این دریچه ها تأخیری روی می داد سیل ایجاد می شد و دریچه را با خود
می   برد                                                                                                                           . 
ایده استفاده از سدهای لاستیکی اولین بار در سال 1950 توسط «ایمبرسون» مطرح شد . در سال 1965 اولین سد لاستیکی بادی در ژاپن برای ذخیره سازی آب به بهره برداری رسید .
هم اکنون در حدود 100 سد لاستیکی در آمریکای شمالی ، بیش از 1000 سد لاستیکی در ژاپن و خاور دور ، و در مجموع 2600 سد در نقاط مختلف جهان به طور موفقیت آمیز در دست بهره برداری میباشند.

کاربرد ها و مزایای سدهای لاستیکی                                           

۱:کنترل سیلابها و تنظیم جریان رودخانه :                                 

این کار نوسط دستگاههای الکترونیکی در اتاق کنترل و به طور خودکار انجام می گیرد . پایی آمدن رقوم سطح آب از یک سطح مشخص به معنای پایان سیلاب است ، که در این صورت دستگاه الکترونیکی کنترل ، دستور افراشتن سد را اعلام می دارد که با این اعلام کمپرسور هوا به کار افتاده و سد را باد میکند .

۲:کنترل رسوب رودخانه :

از آن جا که سکوی بتنی محل استقرار سد لاستیکی ، در کف رودخانه و هم تراز با بستر آن کار گذاشته می شود ، در هنگام خواباندن سد ، شرایط رودخانه مانند شرایط قبل از احداث سد لاستیکی است . این ویژگی باعث می شود که پشت سدهای لاستیکی را رسوب پر نکند ، زیرا در هنگام وقوع سیل که بیشترین بار رسوب گذاری رودخانه است ، سد به صورت اتوماتیک به حالت خوابیده در می آید و رودخانه شرایط طبیعی پیدا می کند .

موارد استفاده از سدهای لاستیکی :

1. کنترل سد و حفاظت ساحلی در برابر فرسایش .
2. نصب بر روی بندها و سدها به منظور افزایش ارتفاع آنها و کمک به تولید برق .
3. کاهش آلودگی آب .
4. افزایش ظرفیت ذخیرة سدها .
5. مسائل تفریحی از قبیل شنا ، قایق رانی ، ...
6. جلوگیری از نفوذ آب شور دریا به هنگام مد به ساحل .
7. ...

مزایای اقتصادی سدهای لاستیکی نسبت به موارد جایگزین:  


از جمله مزایای اقتصادی این سد ها نسبت به موارد جایگزین شده عبارتند از :
1. سدهای لاستیکی به فونداسیون پیچیده ای نیاز ندارند .
2. این سد ها می توانند تا دهانه ای به طول 100 متر اجرا شوند .
3. این سدها به حداقل حفاظت و نگهداری نیاز دارند . قسمت عمدة تعمیرات مربوط به سیستمهای مکانیکی سد می باشد . تعمیر و نگهداری بدنة سد نیز شباهت بسیاری به تعمیر لاستیک اتومبیل دارد و در صورت سوراخ شدن بدنة سد آن را مانند لاستیک اتومبیل پنچر گیری می کنند .
4. انعطاف پذیری سد در مقابل زلزله .
5. نصب و ساختن بسیار سریع .

اجرای سدهای لاستیکی :

سدهای لاستیکی از یک تیوپ هوا که به یک بستر متصل می شود تشکیل شده است ، انواع قدیم سدهای لاستیکی
FABRI DAM نامیده می شد که به در آنها مخلوط آب و هوا برای متورم کردن تیوپ استفاده می شد ، در حال حاضر از سدهایی به نام INFLATABLE DAM استفاده می گردد یعنی سدهایی که قابل باد شدن می باشند .
ساختمان سدهای لاستیکی را می توان متشکل از سه بخش دانست :
1. بدنة سد ( RUBBER DAM BODY )
2. بستر سد و تجهیزات مهار
3. سیستم کنترل و بهره برداری

 



لینک ثابت

موضوع : بخش ژئوتکنیک / مقالات بخش ژئوتکنیک




20 بهمن 1389 21:34 | نویسنده : asaco

سد های خاکی


سد های خاکی

سد های خاکی از توده غیر قابل نفوذی تشکیل شده اند که در جهت عمد بر جریان رودخانه در محل مناسبی به منظور (یا منظور های) معینی احداث می شوند توده فوق باید:
1- تعادل خود را در حالات مختلف (خشکی و پر آبی رود خانه ) و فصول مختلف (از نظر اقلیمی ) حفظ نماید.
2- به عنوان مخزن و منبع آب ، غیر قابل نفوذ (نشت) باشد.
با تعاریف فوق می توان به این نتیجه رسید که در سد های خاکی هرگز نباید آب در یاچه از آن سرریز شود چه سرریزی آب دریاچه از روی سد با ضایعات بزرگ و جبران ناپذیر همراه خواهد بود.لذا طغیانگیر این سدها باید قادر به تخلیه طغیان های استثنایی (10000 ساله در مورد سد های مخزنی بزرگ و پروژه های مهم) باشد.
مواد خاکی مقطع این سدها صددرصد خاک بر داری و یا خاک قرضه نیست و باید به منظور حصول مشخصات مورد لزوم با مواد خاکی و سنگی سایر قرضه ها (یا معادن)به نسبت های معینی اختلاط یابد.



الف)بستر سدهای خاکی
در بستر های سنگی سالم ، سد خاکی را می توان بدون هیچ مشکلی بر روی آن پیادا نمود ولی در صورتی که بستر فوق دارای شکاف و یا ترک هایی ( گسل) باشد در این صورت باید مطالعات زمین شناسی کافی برای آن انجام گیرد تا وضعیت و عمق شکاف ها مشخص شود. در این نوع زمین ها معمولا با تزریق سیمان (تحت فشار) قابلیت نفوذ آب در زیر سد را تا حد قابل قبولی کم می کنند. در زمین های غیر قابل نفوذ (رسی و یا عمدتا رسی) مسلما حرکت آب در زیر سد نباید مشکل عمده ای باشد ولی مشکل عمده دیگر وجود دارد و آن مشکل عدم امکان بارگزاری سریع در این نوع زمین ها است که مدت زمان ساختمان سد را طولانی تر از سایر زمین ها می کنند.دلیل این مطلب ذیلا بیان خواهد شد.(Pore water-pressure)

ب)مسئله فشار آب در داخل فضای بین ذراتی رس Pore water-pressure
خاک رس اصولا با ذراتی به درشتی بسیار ریز تشکیل یافته که فضای آن را معمولا آب پر می کند و به مرور که تحت فشار نیرو های وارده (سربار) فشرده می شود،آب فضای بین ذراتی فشرده تر شده و به مرور (در صورت داشتن زمان کافی) از آن بیرون کشیده می شود.به عبارت دیگر مقاومت فشاری یک مقطع عمودی در مصالح فوق ترکیبی از مقاومت سطح آب (فضای بین ذراتی) و مقاومت ذرات رس است.

ج)انواع سد های خاکی
سد های خاکی را بر حسب فرم و مصالح مقطع عرضی سد به سه دسته تقسیم می کنند.
1.سدهای خاکی با توده همگن Homogeneous embankment
2.سدهای خاکی با لایه های (مایل) مختلفZoned embankment
3.سدهای خاکی با پرده غیر قابل نفوذCored embankment

1. سد های خاکی با توده همگن:
این نوع سد ها از یک توده همگن که قسمت عمده آن رس و سیلیت (به تناسبی که نتایج آزمایشات مکانیک خاک آنرا برای غیر قابل نفوذ بودن تاید می کنند) می باشد،تشکیل شده است.
2.سدهای خاکی با لایه های مختلف:
اگر چه مصالح مختلف (به وفور)در محل کارگاه وجود داشته باشد در این صورت سد خاکی با لایه های مختلف مطرح شده و ممکن است اقتصادی تر از سایر انواع آن نیز جلوه کند.در این سدها قشر غیر قابل نفوذ در وسط مقطع و یا متمایل به طرف بالا دست قرار می گیرد.
3.سدهای خاکی با پرده قابل نفوذ:
در این نوع سدها جلوگیری از حرکت آب در داخل توده خاکی توسط یک پرده غیر قابل نفوذ تقریبا عمودی انجام می گیرد که در داخل بستر سنگی (بستر غیر قابل نفوذ) جای گرفته است.دو طرف این قشر را یک لایه از مصالح دانه ریز می گذارند که به صورت زه کش کار می کند و لایه های بیرونی را مخلوط (تقریبا مخلوط رودخانه) پوشانده است.طبق نتایج حاصله از تجربیات عملی در مورد این نوع سدها،ضخامت پرده فوق باید دست کمارتفاع آب در دریاچه سد باشد.از این نوع سدها به تعداد زیاد در کشورهای انگلیسی زبان دنیای غرب ساخته شده است.

د)مزیت عمده رس و سیلیت چیست؟
مزیت عمده رس و سیلیت به سایر مواد مصنوعی همان قابلیت تراکم وامکان هم آهنگی آن با بستر طبیعی رودخانه (زمین طبیعی) است که در مورد دیواره های مصنوعی ممکن است با ترک هایی همراه باشد.درصورتی که دیواره از بتن و به ضخامت بیش از حد فوق ساخته شود به آن سد مختاظ نیز می گویند که به ندرت ساخته میشود.

ه)طرق کم کردن میزان آب در داخل وزیر سد:
طرق کم کردن میزان آب در داخل وزیر سد عمدتاً یاد آور میشود:
1- طرق کم کردن جریان آب در داخل حجم سد:
الف) تعریض سد (ملایم نمودن شیب های دو طرف).
ب) احداث یک قشر غیر قابل نفوذ در ضلع بالا دست.
ج)احداث پرده غیر قابل نفوذ (از چوب،بتن،رس،بنتونیت و یا هر مصالح دیگر)
در داخل حجم سد.

2- طرق کم کردن جریان آب در زیر سد:
الف) احداث بستر غیر قابل نفوذ در بالا دست سد (در تراز کف مخزن).
ب) احداث سپرهای آب بند در زیر شالوده.
ج) احداث سپرهای آب بند تا بستر غیر قابل نفوذ.

و) آمار سدهای خاکی که تا به حال خراب شده اند
تعداد درصد
1-کم بودن ظرفیت طغیانگیر (سرریزی از روی سد خاکی: 34 38
2-پدیده PIPING 18 20
3-نفوذ آب از حوالی آبگیر سد 16 18
4-سایر علل 22 24
90 100

مطالبی درباره عملیات خاکی و مصالح آن (تقسم بندی هدیک)
به طور کلی عملیات خاکی (خاک ریزی) در کار های آبی در سه نوع مختلف وجود دارد:
الف) خاکریزی Embankment
ب) پوشش و لایه سازیLining blanket
ج) پر کردن فضای کنده شدهBack fill

در حقیقت از تقسیم بندی دو مطلب مهم است:
1- مشخص نمودن اصل فنی و موارد استعمال آن ها است.
2- پرداخت صحیح و به حق هر یک از عملیات در رابطه با کار مزد آن عملیات است.مثلا خاکریزی که با هل دادن انجام گرفته با خاکریزی مصالح منتخب بسیار متفاوت است.دو هدف در اینجا صدق می کند.یکی اینکه باید از مصالح هل داده شده (از مقطع مجاور) استفاده نمود دیگری اینکه پیمانکار مربوطه چه قیمتی را بابت این نوع عملیات دریافت دارد که با خاکریزی دیگر بسیار متفاوت است.

الف)خاکریزی مقطع پروژه (سد):
خاکریزی در پروژه های سدسازی بسته به اهمیت آن از صورت های زیر انجام می گیرد:
الف) هل دادن مصالح مجاورDumped fill
ب) مصالح منتخبSelected fill
ج) مصالح کوبیده شده با ماشین آلاتEquipment compacted
د) مصالح کوبیده شده در قشرهای معینRolled embankment
ه) مصالح شن ماسه کوبیده شده Tractor compacted embank
و) مخلوط کردن دو یا چند مصالح مختلف با همBlended earth fill

ب)پوشش و لایه سازی:
لایه ها را میتوان بر حسب مصالح و مصرف آن ها به 4 دسته عمده تقسیم کرد:
1. سنگ لاشه
2. شن ماسه یا سنگ شکسته
3. سیلیت و رس
4. خاک نباتی

ج)پرکردن فضاهای کنده شده:
اگر مقصود پر کردن فضای خالی و مجاور ساختمان های بتنی باشد در این صورت به آن Special compaction (خاک کوبیده شده مخصوص) می نامند چه خاک ریخته شده باید از نوع مشخص بوده و به طور معینی کوبیده شده باشد که عکس العمل خطرناکی برای ساختمان مجاور (دیوار ضامن و یا غیره) به وجود نیاورد.به طور کلی پر کردن فضای خالی و کنده شده خود یک نوع خاک ریزی است منتهی بر حسب حالات مختلف ممکن است شرایط مختلف را ایجاب کند.
پر کردن فضای خالی را ممکن است شبیه خاکریزی ها و همانطوری که قبلا مشاهده شد به سه طبقه (مصالح منتخب،در قشرهای معین و کوبیده شده با ماشین آلات،تقسیم بندی نمود که عنوان هر یک از عملیات فوق به ترتیب زیر خواهد بود:
1- پر کردن فضاهای خالی با خاک معمولی
2- پر کردن فضا های خالی با رس و سیلیت کوبیده شده
3- پر کردن فضاهای خالی با ماسه کوبیده شده

 



لینک ثابت

موضوع : بخش ژئوتکنیک / مقالات بخش ژئوتکنیک




11 بهمن 1389 18:25 | نویسنده : asaco

معرفی بخش ابزاردقیق

 

 

بخش ابزاردقیق شرکت آب سنگ آزما با هدف ارتقا و بهینه سازی سیستم ابزاردقیق بااستفاده از تجارب علمی و عملی متخصصین و کادر فنی مجرب خود تشکیل شده ومفتخربه ارائه خدمات به جامعه مهندسین کشورمی باشد وامیدواراست درطول سالهای آتی بااستفاده ازمطالعات علمی و آزمایشات مختلف و تجربیات گذشته گامهای بلند و مثبتی در جهت رفع نیاز جامعه مهندسین کشور در زمینه های مختلف ازقبیل سد  پل  تونل  برج  و غیره بردارد/

 

 

خدمات بخش ابزاردقیق شرکت آب سنگ آزما:

  

واحد مشاوره:

 

  • طراحی سیستم ابزاردقیق مطابق بااهداف طرح
  • تهیه اسناد مناقصه و موافقتنامه ها
  • تهیه متن قرارداد با پیمانکاران تخصصی
  • ارائه مشاوره درزمینه جانمائی بهینه ابزاردقیق و تطبیق ابزارها بااهداف طراحی
  • بررسی طرحهای ابزاردقیق و برطرف کردن اشکالات و ارائه پیشنهادات لازم درجهت تکمیل سیستم رفتار سنجی سازه
  • ارائه فرمت گزارشات ماهیانه ابزاردقیق برای انواع سازه ها
  • بررسی نتایج سیستم ابزاردقیق سازه ها و ارائه روشهای مختلف احیای دستگاههایی که نتایجی غیرواقعی رانشان میدهند.
  • ارائه نمونه فرمهای قرائت ابزاردقیق به همراه گرافهای مربوطه که تمامی مشخصات هر ابزاری از آن قابل برداشت باشد
  • ارائه پیشنهادهای لازم جهت حفاظت از ابزارها و دلایل خرابی بعضی از ابزارها درحین عملیات نصب  پس ازنصب  حین عملیات عمرانی و دوران بهره برداری
  • نظارت برنصب
  • ارائه دستورالعمل بهره برداری
  • ارائه گزارش تحلیل پایداری
  • سایرخدمات مشاوره ای مورد نیاز

 

 

واحد پیمانکاری:

 

  • نصب و راه اندازی سیستمهای ابزاردقیق کلیه سازه ها
  • تست و کالیبره ابزارها قبل ازنصب
  • قرائت وارائه نتایج آن درفرمهای مربوطه به همراه گرافهای لازم
  • تهیه گزارشات ماهیانه
  • سایرخدمات مورد نیاز


لینک ثابت

موضوع : بخش ابزار دقیق / بخش ابزاردقیق




7 بهمن 1389 13:16 | نویسنده : asaco

انواع گل حفاری


a)گل پايه آبي

b) گل هوا و كف : نوعي گل پايه آبي بوده كه در طبقات با شكستگي زياد مورد استفاده قرار مي گيرند.

c)
گل پايه روغني : بخش عمده آن گازوئيل ( ۹۵٪ تا ٩۸٪ ) و بقيه آن آب نمك و ديگر افزودنيها مي باشد.به چند دليل در حفاريها از گل روغني استفاده مي شود :

1.
در بخشهاي مخزني جهت جلوگيري از ريزش چاه

2. جلوگيري از ريزش شيل

3. عدم نفوذ زياد گل بدرون سازند



الف ) گاهي نوع خاص از گل تزريق مي شود به نام پيل : كه با ويسكوزيته بيشتر است و هنگامي كه چاه ساكن است بدرون چاه اضافه مي شود و جلوگيري از هرزروي كه يا از LCM (مواد كنترل كننده هرزروي) و يا از Hv Pill (پيل با ويسكوزيته زياد يا پيل غليظ)استفاده مي شود.

ب ) سلاگ : با وزن حجمي بيشتري است و در هنگام لوله لوله بالا مورد استفاده قرار مي گيرد.



»»
موادي كه به گل اضافه مي شود :

1)
كاستيك (Na OH) براي تغيير در PH و قليائي نمودن گل

2)
رس : جهت بالا بردن ويسكوزيته آن

3)
باريت : (Ba SO4) : بمنظور بالا بردن وزن گل

4) CMC Hv :
جهت بالا بردن ويسكوزيته در پيل

5)
كلسيم (Ca) : بالا بردن سختي گل حفاري

6)
بنتونيت به منظور بالا بردن ويسكوزيته

7) LCM (Loss Controller Material): افزودنيهائي مثل پوست گردو ، پوست شكلات ميكا و . . . براي نفوذ در داخل خلل و فرج ( در هنگام هرزروي بالا استفاده مي شود).



»»
مشخصات گل حفاري :

صاف آب (WL : Water Loss): بر حسب cc.

پايه آبي : PH

Ca
بر حسب ppm

ALK :
آلكالينيتي

پايه روغني : ES : مربوط به سالينيتي ( شوري ) و عدم دو فاز شدن گل

HPHT :
مربوط به صاف آب است .



»»
آنالیز گل حفاری

در بخش گل حفاری خواص سیال حفاری را مورد بررسی قرار می دهند و از آنجا كه مثلاً بنتونیت Bentonite به تنهائی از پس كلیه وظایف گل حفاری بر نمی آید. یك سری افزودنی به گل اضافه می كنند كه در این آزمایشگاه با انجام آزمایشهای مختلف تركیب یك گل با خصوصیات مورد نظر بدست می آورند. مثلاً یكی از افزودنیها CMC می باشد كه برای افزایش viscosity به گل اضافه است. از خواص دیگر گل می توان به موارد زیر اشاره كرد :

»» viscosity (
گرانروی ) كه در دورRPM 600 اندازه گیری می شود با استفاده از دستگاه Rheometer انجام می گیرد. (یكی دیگر از خواص گلPlastic viscosity است ) تعیین yield point یکی دیگر از خواص گل حفاری است.

»»
هرچه yield point بالاتر باشد حمل قطعات وcuttings توسط گل راحت ترصورت می گیرد.

»»
از خواص مهم گل mud filtrate است كه با دستگاه API Standard filter press اندازه گیری می شود. Mud filtrate مقدار آبی است كه سیال حفاری در حین circulation از دست می دهد. در دستگاه مورد نظرگل را داخل یك محفظه می ریزند و مقدار آبی كه در زمان 30 دقیقه تحت فشارpsi 100 از گل جدا می شود برحسب cc/30 min گزارش می گردد. همچنین دراین آزمایش ضخامت mud cake را نیز اندازه گیری می كنند. با افزودن یك سری مواد می توان ضخامت mudcake را كاهش داد.

»»
از خصوصیات دیگر گل حفاری استحكام ژله ای گل است.

یكی دیگر از دستگاههایی كه برای اندازه گیری هرز روی و بهینه كردن آن بكار می رود تا آن را به حداقل برساند bridging material tester) BMT) می باشد. در این دستگاه برای هر نوع سازندی یك مدل اختیار می شود. مثلاً برای سازند ماسه سنگی یك مدل گلوله ای را در نظر می گیرند و میزان هرز روی گل را از داخل این مدل اندازه گیری می كنند.

در آزمایشگاه اسید زنی آزمایشات مربوط به اسیدكاری انجام می شود. می دانیم كه پس از سیمان كاری به چاه اسید می زنند تا سیمان باقی مانده خارج شده و شسته شود. Acidizing Instrument در این واحد قرار دارد، قلب این دستگاه پمپ آن است. در این دستگاه فشار و حرارت بر روی سنگ اعمال می شود. در واقع اسید با یك فشار معین به داخل core تزریق می شود. در این دستگاه فشار و حرارت برروی سنگ اعمال می شود. به این وسیله كربناتهای داخل مغزه حل می شوند. پس از اسید زنی تراوایی را دوباره اندازه گیری می گیرند، خروجی این دستگاه بصورت print شده تهیه شود.



خواص مكانیكی گل كه باید در آزمایشگاه تعیین شوند عبارتند از :

1.Plastic viscosity) PV)

2. Yield point) YP)

3. Gel Strength) gs)

4. Filtration Lost) FL)



»»
سيستم گردش گل

سيال حفاري اگر مايع باشد قسمت عمده آن آب است و گاهي نفت جزء اصلي آن است. از رس هاي مخصوصي براي شكل دادن به گل حفاري استفاده مي شود و باريت براي افزايش وزن مخصوص گل بكار ميرود. مواد شيميائي براي كنترل گرانروي (Viscosity) گل و افزايش توانائي ذرات جامد گل براي اندود نمودن ديواره چاه بكار مي روند. ١٪ تمامي چاههاي نفت حفاري شده از هواي متراكم يا گاز طبيعي براي سيال حفاري بجاي گل استفاده كرده اند. مخازن گل داراي همزن هائي هستند(Agitators) (پارو مانند) كه گل را بهم زده و مخلوط مي كنند.



»»
گردش گل حفاري :

بخش هاي مختلف مسير گردش گل به قرار زير مي باشند :



۱- مخازن گل :

الف) مخزن ذخيره گل Reserve Tank

ب ) مخزن مكش Suction Tank از آنها بدرون پمپها هدايت مي شود.

ج ) مخزن شيكر Shaker Tank پس از خروج از چاه

د ) مخزن مياني Middle Tank قبل از مخزن مكش قرار دارد.



*
مخزن Trip : در حين پر كردن و خالي نمودن چاه در شرايطي غير از حفاري مثلا" لوله بالا مورد استفاده قرار مي گيرد

۲پمپهاي گل :

۳- Mud Hose : لوله اي كه از پمپ به Swivel وارد مي شود.

٤- شيل شيكر (Shale Shaker)

۵- Mud Cleaner : شامل ١ - Desander (ماسه زدا) و۲- Desilter (سيلت زدا)

٦- Degasser

۷- Mud Aggitator : شفتي است كه با چرخش خود در مخزن تركيبات گل را با يكديگر مخلوط مي كند و از ته نشيني مواد موجود در گل جلوگيري مي نمايد. (دستگاه سانتريفوژ روي Suction Tank) قرار دارد).

۸- Stand Pipe Manifold روي Floor حفاري قرار داشته با چهار مسير بشرح زير :

1) Fill Up Line:
هنگام پر كردن چاه از گل

2) Jet Cellar: مسيري است كه باعث خالي شدن Cellar ميگردد.

3) Bottom Kill Line:
به سمت Pipe Rams پائين ميرود.

4) Top Kill Line:
كه به سمت Pipe Rams بالائي مي رود.



٩- Mud Pit : حوضچه اي كه زائده هاي داخل گل درون آن ميريزد.

Over Balance=
هرزروي گل در اثر فشار كم سازند

Under Balance=
فشار سازند از گل بيشتر بوده و نتيجتا" فوران خواهيم داشت( Flow يا Ki



لینک ثابت

موضوع : بخش ژئوتکنیک / مقالات بخش ژئوتکنیک




7 بهمن 1389 13:12 | نویسنده : asaco


گل حفاری  پایه آبی
پایه و اساس بیشتر گل های حفاری در صنعت نفت ، آب است یعنی بخش عمده آنها را آب تشکیل می دهد به همین دلیل عموما آنها را گل های حفاری آبی یا آب پایه می نامند.
[IMG]file:///C:/DOCUME~1/ali34/LOCALS~1/Temp/art32.tmp[/IMG]
در حفاری با آب و نمک ( در سازند آسماری ) چاه به راحتی تمیز و کنترل ویسکوزیته چندان ضرورتی ندارد.
[IMG]file:///C:/DOCUME~1/ali34/LOCALS~1/Temp/art33.tmp[/IMG]
برای اطمینان از تمیز شدن چاه از پیل کربوکسی متیل سلولوز ویسکوزیته بالا
Hi.Vis.CMC pill
می توان استفاده نمود.
[IMG]file:///C:/DOCUME~1/ali34/LOCALS~1/Temp/art34.tmp[/IMG]
در سازند های نفت زا برای افزایش وزن گل ، از پودر آهک به عنوان وزن افزا استفاده می شود تا در هنگام تکمیل چاه در اسید کلریدریک حل شده و سبب انسداد خلل و فرج سازند نشود.





اساس گل حفاری پایه آبی :

[IMG]file:///C:/DOCUME~1/ali34/LOCALS~1/Temp/art37.tmp[/IMG]
گل حفاری از دو فاز مایع ( فاز پیوسته گل پایه آبی ) و جامد (فاز ناپیوسته گل) تشکیل میشود :
الف ) فازمایع : ممکن است یکی از انواع آب های زیر باشد :
.1
آب شیرین ( Fresh water )
.2
اب شور ( Salt water or Brine )
.3
آب سخت ( Hard water )
.4
آب نرم ( Soft water )

.1
آب شیرین (Fresh Water )
به آبی گفته می شود که نمک (Nacl ) آن کمتر از 10000 ppm و یونهای کلسیم و منیزیم یا سختی کل ( total Hardness) آن کمتر از 120 ppm باشد.
.2
آب شور ( salt water یا Brine )
به سه دسته تقسیم می شود :
آب دریا (sea water) : نمک آب دریا 35000 ppm و سختی آن
1500 – 2000 ppm
می باشد.
آب شور سطحی ( Brackish water ) : نمک این آب 10000 -20000 ppm می باشد.

آب اشباع از نمک ( saturated salt water) :
این نوع با افزودن نمک به آب تهیه می شود .
v
میزان نمک در آب به درجه حرارت بستگی دارد .
مثلا 100 میلی لیتر آب در دمای 0 0C با مقدار 35.7 گرم نمک اشباع می شود و در دمای 20 0C با مقدار 36 گرم اشباع می شود.
v
مقدار نمکی که در دمای بالا حل شده باشد ، پس از سرد شدن آب مقداری از آن به صورت کریستال از محلول جدا می شود.
3.
آب سخت ( Hard water ) :
v
یونهای کلسیم و منیزیم در این آبها زیاد است.
v
برای استفاده از این آب باید ابتدا یونهای کلسیم و منیزیم آن را با استفاده از کربنات سدیم ( Soda Ash ) رسوب داد.
4.
آب نرم ( Soft water ) :
آبی است که یونهای کلسیم و منیزیم آن را با جوشاندن یا به روش شیمیایی رسوب داده باشند.


v
بهترین آب برای استفاده در گل حفاری پایه آبی است که املاح نمک کلسیم و منیزیم کمتری دارد. زیرا موادی که برای ایجاد Vis و Water loss استفاده می شوند ،بازده بیشتری خواهند داشت.
ب )فاز جامد :
.1
جامدات فعال ( Active Solids ) :
جامداتی هستند که بر خواص گل حفاری تاثیر می گذارند ،
مانند رسها ( آلومینو سیلیکات های متبلور ) و بنتونایت که بر Vis ، GS ،
Yield point
، Water loss و تیکسوتروپی ( حالت ماسیدگی و زله ای شدن گل )
v
با رس می توان حداکثر گلی با وزن 84 pcf که نسبتا وزن پایین و ویسکوزیته گل بسیار بالا است.
.2
جامدات غیر فعال (Inter Solids) :
این جامدات که از نظر شیمیایی بی اثر هستند توسط گل شناس به گل اضافه می شوند ( برای افزایش وزن گل )یا کنده هایی هستند که در حین حفاری به گل وارد می شوند .



مواد وزن افزا
یکی از وظایف گل حفاری کنترل فشارهای زیر زمینی است ، یعنی فشارهیدرواستاتیکی .
Hidrostatic prossure:
ستون گل در هر نقطه از چاه ، با وزن خود فشاری برسازند وارد می کند که مقدار آن نسبت مستقیم با عمق آن نقطه و وزن مخصوص گل دارد .

نکته :
مواد وزن افزا ممکن است در آب محلول یا نامحلول باشند که معمولاً شامل باریت ، هماتیت ، سولفور سرب ( galena ) ، کربنات کلسیم ( سنگ آهک ) و نمک های محلول در آب می باشند .

مواد محلول :

جامدات محلول معمولاً نمک های شیمیایی مانند کلرید کلسیم ( Nacl ) ، کلرید کلسیم ( Cacl2 ) ، کلرید پتاسیم ( Kcl ) و برمید کلسیم ( Brcl2 ) هستند .

نکته :
سیالات حفاری که با کمک مواد وزن افزای محلول در آب تهیه می شوند ، چون فاقد ذرات جامد هستند می توانند به عنوان سیال تعمیر و تکمیل ( completion and workover fluid ) مورد استفاده قرار گیرند .

حداکثر وزن حاصل از مواد وزن افزای محلول در آب :

1-
پودر نمک ( Nacl ) تا 75 pcf
2-
پودر کلرید کلسیم ( Cacl2 ) تا 87 - 60 pcf
3-
برمید کلسیم ( Brcl2 ) تا 106 pcf


مواد وزن افزای نا محلول در آب :

1-
پودر سنگ آهک ( Caco3 ) با وزن مخصوص 2.7
کاربرد : در طبقات نفت زا چون در اسید کلرید ریک حل می شود . حداکثر وزن تولیدی در گل پایه آبی 90 pcf در گل پایه روغنی 86 pcf

2-
پودر باریت ( Baso4 ) با وزن مخصوص 4.2
کاربرد : عدم استفاده در طبقات نفت زا چون در اسید کلرید ریک حل نمی شود . حداکثر وزن تولیدی 135 – 140 pcf

3-
فروبار ( Bar ( Fer - o - با وزن مخصوص 5 ±
در گل های سنگین ( 135 – 140 pcf ) همراه پودر باریت ( به نسبت سه باریت و یک فروبار ) مورد استفاده قرار می گیرد و وزن را تا 165 pcf بالا می برد .








ماده
وزن مخصوص
(SG)
چگالی
ppg
lbm/bbl
آتاپولجایت
2.89
24.1
1011
آب
1
8.33
350
دیزل
0.86
7.2
300
بنتونایت
2.6
21.7
910
ماسه
2.63
21.9
920
متوسط جامدات حفاری
2.6
21.7
910
باریت
4.2
35
1470
کلرید کلسیم
1.96
16.3
686
کلرید سدیم
2.16
18
756



انواع گل های پایه آبی عبارتند از :

1-
آب شیرین
2- گل های فسفاته
3-
گل های طبیعی
4-
گل های بهسازی شده با مواد شیمیایی
5-
گل های سیلیکاتی
6-
گل های گلایکولی
7-
گل PHPA – KCL
8-
گل های بهسازی شده با کلسیم
8-1 )
گل های آهکی
8-2 )
گل های کلرید کلسیم
8-3 )
گل های گچی
9- گل های آب شور

آب شیرین :
آب شیرین در لایه های ابتدایی چاه که فشار طبقات ، پایین است ، مورد استفاده قرار می گیرد چون جرم مخصوص آن بالا است . در لایه های کم مقاوم شیلی یا رسی که با جذب آب متورم می شوند از سیالات دیگر استفاده می شود .

گل های فسفاته :
فسفات ها که اصولاً به گل های PH پایین افزوده می شوند ، می توانند ویسکوزیته گل را کاهش دهند
اغلب تا اعماق کمتر از 2000 متر و دمای 175 درجه فارنهایت به گل های طبیعی افزوده می شوند .

گل های طبیعی :
این گل ها از مخلوط آب و ذرات رس حفاری شده در محل ، حاصل می گردند . وقتی طبقات مورد
حفاری دارای لایه های رس مطلوبی جهت گل سازی باشند ، این گل ها مورد استفاده قرار می گیرند .






گل های بهسازی شده با مواد شیمیایی :
با افزایش عمق چاه ، درجه حرارت بالا می رود و فسفات ها از ذرات رس جدا می شوند و غلظت گل بیشتر می شود . بنابراین لیگنو سولفوناتها یا سود سوذآور که در برابر حرارت پایداری بیشتری از فسفات ها دارند به گل افزوده می شوند.
گل های سیلیکاتی :
گل سیلیکاتی یک نوع گل پایه آبی است که در آن از نمک های سیلیکاته به عنوان بازدارنده در شیلهای فعال ، شیلهای ورقه ای ، سازندهای کچی و رسی استفاده می شود. مطالعات نشان داده است که گل پایه سیلیکاتی از لحاظ کاربردی قابل مقایسه با گل روغنی می باشد.

مزایای استفاده از گل سیلیکاتی :
.1
اقتصادی بودن و در دسترس بودن آن ، ساز گاری با پلیمرها و روان سازها
.2
آلودگی زیست محیطی کمتر ، جامدات کمتر و آلودگی سیمان کمتر نسبت به گلهای روغنی
.3بازدارنده شیل ( در اثر تشکیل غشایی از سیلیکات سدیم یا پتاسیم روی شیل و کاهش جریان صافی گل )
.4
پایداری خصوصیات جریانی در دما و فشار بالا و پیوند بهتر سیمان با چاه
.5
بهینه سازی در کیفیت پوشش دیواره چاه ( با ترکیب آنیونهای سیلیکات و ژل سیلیسی کلوئیدی )
.6
روانکاری لوله حفاری ، جلوگیری از خوردگی رشته حفاری و گلی شدن سر مته
.7کاهش هرزروی آب در گل حفاری به علت خواص درزگیری خوب شکستگی های ریز
.8
کاهش اعتمال چسبندگی لوله حفاری و جلوگیری از گیر تفاضلی (Differential Sticking)
.9
کاهش میزان گشتاور و سرعت حفاری (ROP) بهتر



مکانیزم عملکرد سیال سیلیکاتی در چاه :

.1
کاهش جریان صافی گل ( Mud Filterate )
.2
افزایش ویسکوزیته صافی گل
.3
کاهش نفوذپذیری شیل و بازداشتن کندهای حفاری
.4
تنظیم اختلاف فشار گل و آب سازند
.5تلفیق عوامل بالا
.6
مکانیزم عملکرد اسمز ( تشکیل یک لایه سیلیسی روی شیل و عمل کردن به عنوان یک غشای اسمزی )
.7
الکترولیت



خصوصیات گل های حفاری سیلیکاتی :

.1
غلظت : امروز از غلظت های سیلی کات کمتر استفاده می شود و NaCl و KCl در کنترل شیل شرکت می کند.
.2
تغییرات PH : یک خصوصیت لازم برای کنترل مقدار و نوع پلی سیلیکات هایی که تشکیل می شوند ، PH بالا است که با افزودن NaOH و KOH به گل و محلول سیلیکات مناسب حاصل می شود.
.3
تغییر خواص شیمیایی


گل های گلایکولی (Glycol Muds) :
این گلها از دو گروه هیدروکسیل تشکیل می شوند. گل های گلایکولی جهت حفاری از میان لایه های شیلی بسیار مناسب هستند.

مزایای استفاده از گل گلایکولی به شرح زیر است :

.1
از هیدراته شدن شیل جلوگیری می کند و سبب پایداری دیواره در برابر شیل می گردد.
.2
با محیط زیست سازگار است.
.3
کندها را به صورت تجمع یافته در می آورد.
.4
با افزودن درصدهای متفاوتی از کلرید پتاسیم یا نمک کربنات در قسمتهای مختلف مسیر گردش گل ، می توان آن را تغییر داد.

[IMG]file:///C:/DOCUME~1/ali34/LOCALS~1/Temp/art39.tmp[/IMG]
گلایکول در دمای خاصی که از آن به نقطه ابری شدن ( Cloud Point ) اطلاق می شود ، در آب حل می گردد و در بالای این نقطه ، حلالیت ناپذیر است.
[IMG]file:///C:/DOCUME~1/ali34/LOCALS~1/Temp/art3A.tmp[/IMG]
گلایکول زیر مته باید حلالیت ناپذیر باشد ولی در خطوط جریان و اتصالات باید حلالیت پذیر باشد تا در اتصالات گیر نکند.



گل PHPA-KCl :
گل پلی آکریلامید ( Partially Hydrolyzed Polyacrylamide) نوعی گل پایه آبی است که در آن مولکولهای آمید و آکریلات بصورت جزئی یونی هستند.


مزایای آستفاده از گل پلی آکریلامید :
.1
کندها یا شیل توسط لایه روغنی پوشش داده می شوند و تورم نمی کنند .
.2
مته را روان و چرب می کند به طوری که کنده ها به آن نچسبد .
.3
از تغییرات نامطلوب روی کنده ها ، سازند و خواص سیال جلوگیری می کند .
.4
در این گل ، چون پتاسیم جایگزین سدیم می گردد ، کنده ها به شکل توده ای به هم می چسبند.



گل بهسازی شده با کلسیم :
در طبقات حاوی نمک ، ژیپس و انیدریت که حاوی یون کلسیم هستند ، این یون موجب به هم پیوستن و جمع شدن ذرات منفرد رس به یکدیگر می گردد و در نتیجه باعث به هدر رفتن آب گل حفاری ، افزایش بیش از نیاز گرانروی و ضخیم شدن بیش از حد گل می شود.

[IMG]file:///C:/DOCUME~1/ali34/LOCALS~1/Temp/art3C.tmp[/IMG]
اگر مقدار کلسیم موجود در گل بهسازی شده با کلسیم ، کم باشد آن را با استفاده از کربنات سدیم یا جوش شیرین از سیستم خارج می سازند. در غیر این صورت ( اگر مقدار یون کلسیم زیاد باشد ) از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است که کلسیم در گل باقی بماند و به سیستم گل حفاری کلسیم اضافه شود.


گل های بهسازی شده با کلسیم به سه دسته تقسیم می شوند :
1.
گل آهکی :
در گل های آهکی ، آهک به عنوان منبع تامین کلسیم است . افزودن آهک به گل به دلایل زیر است :
الف : مواد گل حفاری در محیط های شیمیایی قلیایی کارایی بهتری دارند.
ب : پایداری امولسیون را در برابر حرارت افزایش می دهند.
ج : کنترل آلکانیتی گل با آهک ، هم یک معرف است و هم میزانی برای جلوگیری از آلودگی .
[IMG]file:///C:/DOCUME~1/ali34/LOCALS~1/Temp/art3D.tmp[/IMG]
در تهیه این گل ، معمولا سود سوز آور ، نشاسته یا CMC به کار می رود.
.2
گل های کلرید کلسیم :
گلهای کلرید کلسیم که دارای ویسکوزیته و استحکام بندش پایینی هستند جهت حفاری لایه های شیلی و رسی و حفر لایه های ضخیمی از نمک و انیدریت به کار می روند.
3.
گل های گچی :
گل های گچی قادرند درجه حرارت بالایی را تحمل کنند و جهت حفاری لایه های شیلی و حفر لایه های ضخیم انیدریتی به کار می روند.



گل های آب شور :
آب نمک نسبت به آب خالص مزیت دارد . این امر به دلیل وجود نمک در آب و داشتن وزن مخصوص بالا تر و ایجاد فشار هیدرواستاتیکی بیشتر نسبت به آب است .

[IMG]file:///C:/DOCUME~1/ali34/LOCALS~1/Temp/art3E.tmp[/IMG]
هنگام حفاری در طبقات نمکی ، از گلی استفاده می شود که از نمک ، اشباع شده باشد در غیر این صورت مقداری ازنمک لایه در آب حل می شود و حفره نسبتا بزرگی در مجاورت چاه پدیدار می شود .

[IMG]file:///C:/DOCUME~1/ali34/LOCALS~1/Temp/art3F.tmp[/IMG]
برای ساختن این نوع گل ها از رس آتاپولجایت استفاده می شود .

[IMG]file:///C:/DOCUME~1/ali34/LOCALS~1/Temp/art40.tmp[/IMG]
افزایش نمک باعث کاهش PH گل ، افزایش یون کلسیم و وزن گل می شود .



طبقه بندی سیستم های گل حفاری پایه آبی :

تقسییم بندی گل های حفاری بر اساس نوع فاز پیوسته آنها ، میزان PH ، قدرت پخش شوندگی و نوع مواد شیمیایی به 4 سیستم زیر صورت می گیرند :

1. Nondispersed - Noninhibited Systems
2. Nondispersed - Inhibited Systems
3. Dispersed - Noninhibited Systems
4. Dispersed - Inhibited Systems


Nondispersed - Noninhibited System :
سیال حفاری تحت شرایط این سیستم در فاز پیوسته خود هیچ گونه یونهای بازدارنده ای همچون کلراید ، کلسیم یا پتاسیم ندارد تا از فعل و انفعالات یونی به خصوص در مورد رسها جلوگیری کند. مهمترین گلهای این زیر مجموعه عبارتند از :
.1
گل های اسپود ( Spud Mud )
.2
گلهای بنتونایت – پلیمری (Polymer – Bentonit Mud)
.3
گلهای بنتونایتی توسعه یافته ( Extended Bentonit Mud )

Nondispersed - Inhibited Systems :
گلهای این سیستم فاقد تینر و مواد پخش کننده است ولی حاوی یونهای نمکی ( NaCl , KCl) است که از باد کردن و خرد شدن ذرات جامد سازند به ذرات کوچکتر و در نتیجه تغییر خواص رئولوژی گل جلوگیری می کند.از جمله گلهای این سیستم می توان به گلهای اشباع از نمک ( Saturated Salt Mud ) و Potassium Chlorid Polymer Mud اشاره کرد .
:
این نوع گل فاقد یون های نمکی است بنابراین در حفاری سازندهای شیلی و نمکی فعل و انفعالات یونی بین سازند و گل حفاری غیر قابل کنترل است.

Dispersed - Inhibited Systems :
گلهای این گروه حاوی مواد باز دارنده و تینرهایی است که پراکندگی و هیدراته شدن رس ها را تحت کنترل در می آورند.از جمله گل های این گروه می توان به 4 گل اشاره کرد :
1. Lime Mud ( High PH )
2. Gypsum Mud ( Low PH )
3. Seawater Mud ( Unsaturated Salt Water Mud , Low PH )
4. Saturated salt Water Mud ( Low PH

 



لینک ثابت

موضوع : بخش ژئوتکنیک / مقالات بخش ژئوتکنیک




صفحات سایت :
... | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ...