تاثیر مواد شیمیایی افزودنی در سرعت حفاری ازدیدگاه مکانوشیمی

حفاری در محیط بستگی فرایندی است توام با متلاشی ساختن و خرد کردن سنگ که مصرف انرژی در آن بسیار بالا و کارایی مصرف انرژی پایین می باشد. از گذشته تاکنون با افزایش نیاز به صرفه جویی در مصرف انرژی، محققین توجه زیادی به بهبود کارایی مصرف انرژی در حفاری و افزایش سرعت آن نموده اند. سرعت حفاری در محیط سنگی خود تابع عوامل مختلفی است که برخی وابسته به ماشین آلات نحوه به کارگیری انرژی و اعمال تنش می باشند و برخی هم تابع شرایط شیمیایی محیط حفاری اشاره نمود که شامل شیمی سطح توده سنگ و شیمی سیال حفاری می باشد. در واقع با تغییر و بهینه سازی شرایط محیط از جمله ph سیال حفاری ، افزودن مواد شیمیایی مختلف یونی و غیر یونی با توجه به بار سطحی توده سنگ سرعت حفاری افزایش قابل توجهی پیدا می کند. افزایش سرعت حفاری در اثر افزودن مواد شیمیایی مناسب از چند دیدگاه قابل بررسی است که موضوع این مقاله می باشد. در پرتو رابیندر و اثرات مکانوشیمیایی و بر پایه تئوری گریفیت در مورد مکانیک شکست اجسام جامد، افزودن مواد شیمیایی مناسب به سیال حفاری و جذب انها بر توده سنگ موجب افزایش سرعت انتشار ترک های ریز شده و از پیوستگی مجدد سطوح ترک جلوگیری می کند که از طریق مقاومت توده سنگ را کاهش داده و سرعت حفاری راافزایش می دهد. از دیدگاه تئوری وست وود اثر مکانوشیمیایی را می توان به کاهش سختی سنگ را کاهش داده و سرعت حفاری راافزایش می دهد. از دیدگاه تئوری وست وود اثر مکانوشیمیایی را می توان به کاهش سختی سنگ بواسطه تاثیر جذب مواد شیمیایی افوزده شده بر تحرک نابجایی ها، در لایه های نزدیک سطح توده سنگ نسبت داد که کاهش سختی افزایش سرعت حفاری را در پی دارد. ساختار ذرات توده سنگ اعم از ابعاد و خصوصیات شبکه کریستالی انها ونیز پارامترهای سینتیکی بهواسطه سرعت انتشار ترک و سرعت نفوذ ماده شیمیایی به درون ترک های ریز، مواردی هستند که از دیدگاه اثرات مکانوشیمیایی اهمیت دارند.

کلیدواژه ها:

سرعت حفاری ، ماده شیمیایی افزودنی ، مکانوشیمی ، مقاومت سختی