Design and Experiment Concept of a Cutting Transport Simulation Apparatus for Solid Shape Investigation

Titel in Übersetzung: Design- und Experimentkonzept eines Bohrkleinstransportsimulators zur Untersuchung der Auswirkung der Bohrkleingeometrie

Stefan Heinerman

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Die effiziente Beseitigung und der Transport von Bohrklein, das während des Bohrvorganges generiert wird, ist ein wichtiges Anliegen bei jeder Bohrung. Ineffizienz verursacht bei Öl- und Gasfirmen direkte, indirekte und versteckte Kosten in Millionenhöhe, sowohl durch einen erhöhten Verschleiß des Bohrmeißels und der damit verbundenen Verringerung des Bohrfortschritts, als auch durch eine Erhöhung der äquivalenten Zirkulationsdichte, die zu einem Aufbrechen der Formation führen kann. Des Weiteren kommt es zu einer Erhöhung der auftretenden Reibungskräfte, welche möglicherweise zu einem mechanischen Feststecken des Bohrstranges führen können. Probleme, im Zusammenhang mit unzureichender Entfernung und Transport des Bohrkleins, können im schlimmsten Falle zu einem Verlust des Bohrloches führen. Die vorliegende Arbeit ist im Wesentlichen in drei Teile untergliedert. Der erste Teil liefert einen Überblick über zuvor entwickelte Modelle und nötige, getroffene Annahmen zur Vorhersage und Bestimmung der Effizienz des Bohrkleintransportes. Die Unterschiede, zwischen vertikalen, geneigten und horizontalen Sektionen eines Bohrloches werden hervorgehoben und die Schlüsselparameter, welche die Entfernungs- und Transportfähigkeit der Feststoffe beeinflussen, sowie deren Steuerbarkeit während des Bohrvorgangs, werden erläutert. Der zweite Teil beschreibt das benötigte Zubehör für den Versuchsaufbau, wie die künstlich erzeugten Feststoffe, deren Besonderheiten und Produktion, die transparente Bohrflüssigkeit mit den wichtigsten Eigenschaften. Anschließend wird das Design einer Simulationseinrichtung für Bohrkleintransport diskutiert, die unter anderem eine Untersuchung der Auswirkung der Bohrkleingeometrie auf den Transport und Ansammlungstendenzen ermöglicht. Der dritte Teil beinhaltet die Diskussion von sieben Experimenten, die konzipiert wurden um die Auswirkungen der Bohrkleinform auf mehrere Parameter, wie der Rutschgeschwindigkeit der Partikel, der minimalen Transportgeschwindigkeiten für gewünschte Fließschemen, der Höhe des Bohrkleinbettes und der nötigen Zirkulationsdauer, die benötigt wird, um bei vorgegebener Fließrate ein Bohrkleinbett zu erodieren, zu untersuchen. Die Ergebnisse, die mit Hilfe dieser Experimente gewonnen werden, ermöglichen eine Überprüfung der Vor- oder Nachteile der beiden, in der Arbeit beschriebenen, Formen auf die Beseitigungs- und Transportfähigkeit. Des Weiteren ermöglichen diese Ergebnisse eine Anpassung der Bohrparameter um den gesamten Bohrprozess zu optimieren.
Titel in ÜbersetzungDesign- und Experimentkonzept eines Bohrkleinstransportsimulators zur Untersuchung der Auswirkung der Bohrkleingeometrie
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Thonhauser, Gerhard, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung1 Juli 2016
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2016

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Bohrkleintransport
  • Bohrkleinform
  • Flussschleife
  • transparente Bohrspülung

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