بهبود حفاري به منظور كنترل ارتعاشات پيچشي با استفاده از الگوريتم PSO

امروزه سوخت های فسیلی بهدلیل كاربرد گستردهای كه در همه زمینه ها دارند دارای اهمیت بسیار زیادی است و به همیندلیل كلیه فرآیندهای تولیدی و استخراج این ماده از اهمیت فراوانی برخورددار است. از مهمترین مراحل تولید این ماده، استخراج آن از دل زمین است. فرآیند استخراج و مواد و وسایل مورد استفاده در این كار از اهمیت زیادی برخوردار است. رشته های حفاری تحت تاثیر نیروهای دینامیكی بسیار پیچیدهای قرار دارند كه این نیروها باعث ارتعاشات رشته شده و استهلاك سیستم را به دنبال دارد. این ارتعاشات موجب كاهش سرعت حفاری، كاهش ایمنی و افزایش هزینه حفاری خواهند شد . یكی از بارزترین پیامدهای ارتعاشات رشته حفاری، پدیده چسبیدن – لغزیدن stick-slip رشته حفاری می باشد كه عواقب منفی متعددی در پی دارد . به همین دلیل در این مقاله پیش مدلی جدید، ساده و دقیق برای شبیه سازی پدیده چسبیدن – لغزیدن در حفاری چاه های نفت و گاز ارائه كرده است . در این مقاله از دادههای مربوط به چاههای حفاری خلیج مكزیك استفاده شدهاست. پس از شبیهسازی و استخراج معادلات این سیستم، از الگوریتم بهینه سازی PSO برای بهینه كردن پارامترهای آن استفاده میشود. در پایان مدل ارائه شده قادر به پیش بینی پارامترهای بهینه چاه های جدید در حال حفاری برای دستیابی به ماكزیمم نرخ نفوذ و مینیمم پدیده چسبیدن - لغزیدن خواهد بود . بررسی آماری نتایج به دست آمده در این مطالعه نشان داد كه روش ارائه شده، علاوه بر مرتفع نمودن ضعف های روش های پیشین، نتایج قابل قبولی را در پی دارد.

Nowadays the fossil fuels have a great importance due to their usage in all areas and that is why all of the manufacturing and extraction processes of these materials have a great importance. The most important production stage of these materials is their extraction from the ground. The extraction process and the materials and tools used in this area are of great importance. The drilling strings are under the influence of very complex dynamic forces. These forces cause the strings to vibrate and are followed by system depreciation. These vibrations reduce drilling speed and costs, and increase drilling safety. One of the most obvious outcomes of drill string vibrations is the stick-slip phenomenon that is followed by negative consequences. Accordingly, the present study has proposed a new, simple and accurate model for the simulation of stick-slip phenomenon in drilling oil and gas wells. In this paper, the data related to the drilling of wells for the Gulf of Mexico have been used. After the simulation and extraction of the system equations, the PSO optimization algorithm was used to optimize its parameters. Finally, the proposed model was able to predict the optimal parameters of new wells (being drilled) to achieve maximum penetration rate and the minimum stick-slip phenomenon. The statistical analysis of the obtained results in the present study indicated that the proposed method, in addition to resolving the weakness of the previous methods, contained acceptable results