دانلود ترجمه مقاله تاثیر پذیری ویژگیهای جریان سیال حفاری از اثرات نانوذرات Al2O3 تهیه شده به روش اولتراسونیک و مایکروویو

این مقاله حذف شده است

• فهرست مطالب:

چکیده
۱ مقدمه
۱ ۱ علم رئولوژی
۱ ۱ ۱ ویسکوزیته
۲ ۱ مدلهای رئولوژیکی
۱ ۲ ۱ پلاستیک بینگهام
۳ ۱ مکانیک سیالات
۱ ۳ ۱ عدد رینولدز
۴ ۱ رژیم های جریان
۱ ۴ ۱ جریان آرام
۲ ۴ ۱ جریان متلاطم (آشفته)
۳ ۴ ۱ جریان انتقالی
۴ ۴ ۱ ضریب اصطکاک
۶ ۱ نقش سیالات حفاری
۲ مواد و روشها
۱ ۲ ترکیب سیالات حفاری
۲ ۲ نانوذرات اکسید آلومینیوم
۱ ۲ ۲ روش سنتزنانو Al2O3 با اولتراسونیک
۲ ۲ ۲ روش سنتز نانو Al2O3 با مایکروویو
۳ ۲ ۲ مقدمات و برپایی آزمایش
۳ ۲ ترکیب سیال حفاری و نانوذرات اکسید آلومینیوم
۴ ۲ اندازه گیری رئولوژی
۱ ۴ ۲ ویسکومتر Fann 35
۲ ۴ ۲ ویسکوزیته قیفی
۳ ۴ ۲ همبستگی های تجربی برای محاسبه عملکرد انتقال گرمای سیال حفاری
۴ ۴ ۲ ضریب پخش حرارتی (نفوذ گرمایی)
۳ نتایج و بحث
۱ ۳ خصوصیات حرارتی
۲ ۳ خصوصیات هیدرودینامیکی
۴ نتایج

• بخشی از ترجمه:

سیالات حفاری نقش مهمی در مصارف حفاری در صنایع نفت و گاز ایفا می کنند. در این مطالعه، مشخصات حرارتی و رئولوژیکی سیال حفاری در محدوده های دمایی مقطع لوله آزمایش، شرایط چاه مشابه، بدست آمده است. مشخصات حرارتی نیز در نظر گرفته شده اند. هدف این کار آزمایشی، یافتن پاسخ به این سئوال می باشد: آیا روش تهیه نانوذرات AL2O3 بر رفتار نانوسیال حفاری اثرگذار می باشد؟ به همین خاطر آزمایشاتی در جهت یافتن مقادیر رسانایی حرارتی، ظرفیت گرمایی، ضریب پخش حرارتی (نفوذ گرمایی)، عدد پرانتل و استانتون،سرعت متوسط، ویسکوزیته دینامیکی، ویسکوزیته سینماتیکی، ویسکوزیته موثر، نقطه تسلیم، عدد رینولدز و ضریب اصطکاک انجام شده است. نتایج بدست آمده برای پیشگویی رفتار نانوسیال حفاری در شرایط تعیین شده، ارزشمند می باشد. اما این حوزه نیاز به پژوهشهای بیشتری دارد.
کلیه مقادیر آزمایشی نانوخصوصیات حفاری، با مقادیر بدست آمده برای سیال حفاری ساده مقایسه شده اند. خلاصه ای از نتایج بدست آمده در قسمت ذیل مطرح شده است:
۱٫ اضافه کردن ۱ درصد نانواکسید آلومینیوم به سیال حفاری، مقادیر ویسکوزیته پلاستیکی، ویسکوزیته موثر، ویسکوزیته دینامیکی و نقطه تسلیم را کاهش می دهد.
۲٫ نانوسیال حفاری اولتراسونیک، مقدار ویسکوزیته پلاستیکی را به طور متوسط در حدود ۹٫ ۱۲ درصد، ویسکوزیته موثر را در حدود ۴۰ درصد، ویسکوزیته دینامیکی را در حدود ۳۰ درصد و نقطه تسلیم را در حدود ۲۷ درصد کاهش می دهد.
۳٫ نانوسیال حفاری مایکروویو، مقدار ویسکوزیته پلاستیکی را به طور متوسط در حدود ۳٫ ۹ درصد، ویسکوزیته موثر را در حدود ۴۴ درصد، ویسکوزیته دینامیکی را در حدود ۳۰ درصد و نقطه تسلیم را در حدود ۴۴ درصد کاهش می دهد.

• بخشی از مقاله انگلیسی:

۱٫۱٫ Rheology science The rheology is defined as the science of deformation and flow of matter. As a theoretical subject, the rheology is a branch of physics and physical chemistry; commonly classified as a branch of fluid mechanics [1, 2]. The rheology itself has been acknowledged as a separate scientific branch since the mid 1920’s. All real materials will deform to some extent when subjected to stress. If the material is an ideal liquid it may ”deform continuously” or flow, when a force is applied. For ideal solids the deformation will be elastic [3]. The relationship between the applied force and the resulting deformation is a unique function of each specific material. For fluids, i.e. liquids and gases, this function is known as a rheological property of the material [4, 5]. 1.1.1. Viscosity Viscosity is the representation of the internal resistance to deformation, a fluid shows under stress. In common language, one usually refers the viscosity to”how thick” the fluid is [6, 7]. This means that the ”thicker” the fluid is the greater the internal friction is. 3 Viscosity is the most elementary property dealt with in the rheology. For some fluids the viscosity can be expressed through a coefficient, but for most fluids it is more a factor dependent on other properties [8, 9 and 10]. These properties can be, but not limited to, temperature, pressure, shear rate, on how the fluid has been treated before, and under which regimes the shear has influenced the fluid [11-14]. 1.2. Rheological models Fluids are classified by their rheological behavior American Petroleum Institute [12, 13]. All fluids are classified as either Newtonian or Non-Newtonian, the clearest distinction between different types of fluids [14, 15]. 1.2.1. Bingham Plastic The Bingham plastic model, also known as the Yield Point (YP) model or simply the Bingham model, describes a fluid with a yield stress component and a Newtonian component [16-20]. The fluids that fit this model require a certain amount of shear stress before flowing [21, 22]. After exceeding the critical stress value, the fluid yields and will thereafter behave as a Newtonian fluid with increasing shear stress. Everyday examples of Bingham fluids are mayonnaise and ketchup [23-25]. This model also includes fluids that hold solids suspended [26, 27]. 4 1.3. Fluid Mechanics Fluid mechanics is the study of the forces involved in both still and flowing fluids [28, 29]. 1.3.1. Reynolds number Reynolds introduced a dimensionless number in order to compare fluid flow independent of which medium surrounded them and other variables. The Reynolds number is the ratio of inertial forces to viscous forces in fluid flow [30, 31]. 1.4. Flow Regimes Flow in circular pipes can behave in different ways. Most common fluids are transported in circular pipes [32, 33]. This is because pipes can withstand a large difference in pressure between the inside and outside of the pipe, without being significantly distorted [34, 35]. The theory behind fluid flow is commonly well understood, yet only fully developed laminar flow is theoretically obtained [36, 37]. Therefore flow with other characteristics, like turbulent flow, must rely on experimental and empirical relations [38]. The borderlines between laminar, transitional and turbulent flow regimes are set by the Reynolds number of the flow [39]. For laminar flow, the viscous forces dominate, while for turbulent flow the inertial forces play the bigger role American Petroleum 5 Institute [40]. All fluid flow inside a pipe has the velocity profile of zero at the pipe wall due to no-slip condition to a maximum at the center of the pipe [41]. 1.4.1. Laminar flow Laminar flows are relatively easy to describe both mathematically, physically, and graphically. Laminar flow is characterized by smooth streamlines and a highly ordered motion. In general they have low Reynolds number values, and can therefore be described as slow flowing. For circular pipes the flow regime is generally laminar if the Reynolds number is under 2300 [42, 43]. The pressure required to move fluid under laminar conditions increases when velocity or viscosity is increased. The velocity profile of a laminar flow is quite easy to depict. In pipes, the cross section along the pipe, the velocity profile will be parabolic [44, 45]. 1.4.2. Turbulent Flow Turbulent flows are characterized by velocity fluctuations for a single element particle and a highly disordered motion [46, 47]. The reason behind these fluctuations is rapid mixing between the fluid particles from adjacent layers [48, 49]. This leads to a momentum transfer between fluid particles, and thereby increasing the friction force on the pipe wall [50, 51]. Since the friction is higher for turbulent flow than laminar, a higher pressure drop is needed for turbulent flows, which in reality often means artificial power (pumping). Fluids flowing in circular pipes will act turbulent if the Reynolds 6 number is higher than approximately 4000. Fundamental theories are valid. It is quite complicated to model the flow under such conditions, due to the irregular and unstable nature of turbulence [52, 53].