بومي سازي كدهاي محاسباتي CFDدر صنعت حفاري

در این مقاله، میدان جریان دوفازی گل و خرده های حفاری در فضای حلقوی جداره و رشته حفاری با توسعه كد CFD حل عددی شده است. معادلات دوفازی حاكم بر مسئله به روش حجم محدود گسسته سازی شده و با الگوریتم سیمپل حل شده است. این كد به طور كاملا مستقل از نرم افزارهای تجاری CFD بوده و افت فشار را در رشته حفاری (تك فازی) و آنالوس (دوفازی)، پیش بینی و در نازل های مته را نیز با استفاده از روابط مربوطه محاسبه می كند. همچنین در این كد مدل های غیرنیوتنی متفاوتی از جمله هرشل بالكلی، كراس، پاورلا، بینگهام پلاستیك و كیسون برای محاسبه تنش برشی قرار داده شده و با توجه به قابل توسعه بودن كد، به راحتی می توان سایر مدل های موردنظر را نیز به آن اضافه نمود. میدان جریان در فضای حلقوی به صورت دوفازی شبیه سازی شده و علاوه بر افت فشار، پروفایل سرعت گل، سرعت حركت و لغزش خرده های حفاری نیز محاسبه می شود همچنین با توجه به خواص و دبی سیال حفاری و اندازه دندانه های مته، درصد انتقال كنده ها پیش بینی می گردد. برای اعتبارسنجی نتایج از داده های تجربی و روابط تئوری استفاده شده است. مدل غیرنیوتنی هرشل بالكلی برای محاسبه ویسكوزیته انتخاب و با شبیه سازی جریان (دوفازی جامد-مایع)، برای چهار نوع گل حفاری افت فشار محاسبه گردید. در نهایت سرعت حركت و سرعت لغزش خرده های حفاری بررسی شده است