ارتعاشات مکانیکی رشته حفاری
رشته حفاری تحت تاثیر نیروهای دینامیکی بسیار پیچیده ای قرار دارد که وجود آنها باعث ایجاد تنشهای متفاوتی شده ، شکست رشته را به دنبال دارد . دوران رشته حفاری آنچنانکه در سطح مشاهده می شود ، در درون چاه به حرکاتی پیچیده تبدیل می شود که به متغیرهای زیادی وابسته است .
امروزه این نظر که دینامیک رشته حفاری نقش بسزایی در کاهش راندمان و افزایش هزینه حفاری دارد ، به صورت گسترده ایی در صنعت حفاری چاه های نفت و گاز پذیرفته شده است .
نیروهای دینامیکی باعث بروز ارتعاشات در رشته حفاری می شود . ارتعاشات ممکن است بوضوح قابل مشاهده باشد، مانند بالا جستن رشته (Jumping) و یا ممکن است پنهان بوده و فقط هنگامیکه باعث شکست ابزارهای حفاری شد ، قابل مشاهده گردد ، در هر صورت ارتعاشات هزینه های زیادی را برای حفاری ایجاد می کند . تخمین زده شده که خسارات ناشی از ارتعاشات رشته تا حدود 10% کل هزینه های حفاری است ، هزینه های ناشی از شکست رشته در اثر ارتعاشات به عبارت زیرند :
- زمان از دست رفته ناشی از توقف عملیات حفاری جهت پیدا نمودن شکستگی
- عملیات گرفتن و بالا آوردن مانده (Fishing ) ،گفته شده هزینه ناشی از شکست (Twist off) 10 برابر شوییدگی (Wash out) است .
- کاهش سرعت حفاری به دلیل ارتعاشات
- افزایش مصرف مته
- کیفیت پایین حفره و در برخی موارد از بین رفتن چاه
منابع اصلی ایجاد ارتعاشاتا در رشته حفاری به عبارت زیرنند :
- سرعت دورانی مته :عامل اصلی ایجاد ارتعاشات ، سرعت دورانی مته است . در صورتیکه سرعت دورانی مته با فرکانس طبیعی رشته برابر باشد و ارتعاشات در این شرایط میرا نشود ، رشته دچار تشدید شده و شکست اتفاق می افتد .
- اندرکنش مته / سازند : اثرات متقابل مته / سازند ، یکی دیگر از منابع تولید ارتعاشات می باشد ، برخورد دندانه های مته با سازند و عکس العمل سازند ،باعث ایجاد ارتعاشات در رشته می شود .
- پمپهای گل Mud PUMPS و اندرکنش پایدار کننده و سازند نیز از دیگر منابع تولید ارتعاشات
می باشند .
ارتعاشات عبارت است از تبدیل مداوم انرژی جنبشی به پتانسیل و بلعکس هر گاه یک جسم در حالت استاتیکی پایدار باشد ، مقداری انرژی به آن دهیم ، انرژی پتانسیل در آن ذخیره شده و اگر رها شود ،انرژی به جنبشی تبدیل می شود.
همواره ارتعاشات حول وضعیت استاتیکی پایدار صورت می پذیرد .
