مقاله ای در مبحث عمران با عنوان : حفاری

مقاله ای در مورد حفاری

بسته کنکوری مهندسی نفت درس حفاری

محتویات بسته:

- جزوه حفاری 1و2 برادران

- کتاب اصلی Applied Drilling Engineering به همراه ترجمه فصل اول کتاب

- جزوه حفاری 1 دکتر هاشمی

- جزوه حفاری 1 دکتر شادی زاده

- جزوه مبانی تکنولوژی حفاری دکتر علیزاده

در صورت استقبال بسته های بیشتری خواهیم گذاشت.

زمین شناسی ساختمانی و مسائل زیست محیطی معدن سرب راونج دلیجان

این فایل در قالب ورد وقابل ویرایش در 280 صفحه می باشد.

 فهرست         صفحه

تشکر وقدرانی:5

فصل اول :7                                

زمین شناسی ساختمانی و توضیحات اجمالی از معدن سرب راونج:8    

چکیده :9

مشخصات وخصوصیات سرب :10

خصوصیات قابل توجه:10

تاریخچه 11

جداسازی:12

ایزوتوپ ها:12

مقدمه :13

تاریخچه راه اندازی معدن وکارخانه :16

زمین شناسی منطقه:17

ژنز کانسار سرب و نقره راونج:17

ذخایر سرب و روی راونج:18

تجهیزات و ماشین آلات معدن و کارخانه راونج :18

موادمصرفی کارخانه:19

موادشیمیایی:19

آب:20

برق:20

سوخت:20

مواد و قطعات مصرفی:20

عکس:22

میزان استخراج در سالهای گذشته:23

مواد مصرفی آتشباری در معدن:24

موادمصرفی در کارخانه:24

توصیف فرایند:25

فلوشیت کارخانه:26

مشخصات خوراک و محصولات کارخانه :27

تعداد پرسنل:29

مقدمه:31

وضیعت آب و هوایی:32

شرایط زندگی:32

شمه ای در مورد سن زمین:32

اصول چینه شناسی در محیط های رسوبی:37

رخساره هایمحیط خشکی :37

رخساره هایمحیط دریایی:37

تقسیم محیط های دریایی از لحاظ شکل وعمق:38

تقسیم بندی محیط های زیستیدریایی:39

تقسیم بندی محیط های دریایی از نظر نوع رسوبات 39

تعیین سن سنگ ها در چینه شناسی:41

تعیین سن مطلق :44

روش سرب:45

پالوژئوگرافی و ارتباط چینه شناسی :45

روش مطالعات پالئوژئوگرافی:46

شناسایی محیط رسوبی:46

حدود حوضه های رسوبی :47

رخساره ها و ارتباط غیر مستقیم با کوهزایی: 49

رخساره ها و ارتباط غیر مستقیم آنها با آب و هوا: 49

مطالعات پالئوژئوگرافی: 50

فرونشستن کف دریا :51

حرکت قاره ای :51

دلایل چینه شنااسی: 51

دلایل دیرینه شناسی: 52

دلایل پالئومگنتیسم:52

واحدهای چینه شناسی:52

پرکامبرین :58

تقسیمات پرکامبرین :60

تقسیمات و حدود دوران پالئوزوئیک:63

تقسیمات دوران مزوزوئیک:71

دوران سنوزوئیک:82

دوره کواترنری :87

زمین شناسی عمومی منطقه :88

حرکات دوران اول:90

حرکات دوران دوم :90

فعالیت ماگمایی: 93

فاز ماگماتیت دوران اول:93

فاز ماگماتیت دوران دوم:94

فاز ماگماتیت ترسیر :94

فصل دوم :96

محیط زیست منابع معدنی:97

مقدمه :98

منابع معدنی:99

عموامل کنترل کننده دسترسی به مواد معدنی :100

عوامل زمین شناسی:100

عوامل مهندسی:102

عوامل محیطی :103

مواد مصرفی و الگوهای اقتصاد جهانی:105

دوران نوین مواد معدنی در جهان:106

ژئو شیمی زیست محیطی منابع معدنی:106

سرب :107

منابع آلودگی:108

بیمار های ناشی از قرارگیری در معرض سرب:113

علائم ناشی از آلودگی به عنصر:114

اثرات حاد:115

اثرات خونی:115

اثرات عصبی:115

اثرات کلیوی:116

اثرات تولید مثلی:116

سرطان زایی:116

اثر سرب در آلودگی محیط زیست:117

تاثیر سرب برسلامت انسان :118

راههای ورود سرب به بدن :120

دستگاه گوارش :120

دستگاه تنفس :120

جذب از طریق پوست:122

اثرات زیان آور سرب بر بدن انسان:122

دفع سرب از بدن :122

معالعجه مسمومیت های سربی :123

تاثیر سرب در آلودگی :124

تاثیر سرب در آلودگی خاک ها :125

تاثیر سرب در آلودگی آب ها :127

تاثیر سرب در آلودگی گیاهان :128

روی:130

منابع آلودگی:131

بیماری های ناشی از قرار گیری در معرض روی:131

مسمومیت حاد:134

مسمومیت مزمن:135

مسمومیت ژنتیک:135

مسمومیت باروری:136

اثر ضد مسمومیت:136

داده های مسمومیت شغلی :136

درمان:136

سرب چیست:139

مسمومیت سرب چگونه به وجود می آید:139

چه کسانی در معرض مسمومیت با سرب هستندو چه خطراتی آنها را تهدید می کند:140

مسمومیت با سربچگونه مشخص می شود:141

آیا امکان اندازه گیری سرب خون در کشور وجود دارد:141

آلودگی سربی از کجا منشاء می گیرد:142

راه های جذب سربدر بدن چیست:143

سرب خون در چه کسانی باید آزمایش شود:143

آیا مسمومیتسرب درمان پذیر است:144

برای حفظ سلامت خانواده از آلودگی سرب باید چه کرد:144

سرب عامل خطر ساز در کودکان:145

مادران می توانند ابتدا برای جلوگیری از ورود سرب به بدن کودکان اقدامات زیر را انجام دهند:146

آلودگی محیط با سرب:146

اصول ژئوشیمی محیط زیست:147

مخازن ژئوشیمیایی:149

لیتوسفر :150

هیدروسفر:150

اتمسفر:152

بیوسفر:153

چرخه های ژئوشیمایی :155

آلودگی طبیعی:156

آلودگی تولید شده به وسیله انسان:157

آلودگی اسیدی:159

درمان:162

نتیجه گیری:164

فصل سوم:167

اثرات زیست محیطی اکتشاف و استخراج و فرآوری موادمعدنی:168

اثرات زیست محیطی اکتشاف موادمعدنی:170

اثرات زیست محیطیاستخراج مواد معدنی:171

اثرات زیست محیطی فرآوری مواد معدنی:177

نقش مهندسی فرآوری در کاهش خطرات زیست محیطی باطله های معدنی:181

فاضلاب اسیدی چیست:182

روش های کاهش فاضلاب اسیدی :184

فرآوری و چگونگی تاثیر آن بر فاضلاب های اسیدی:187

تولید سرب و نگرانی هایزیست محیطی آن:194

آلودگی آلودگی محیط سرب:198

هشدارها:199

فصل چهارم:200

شیمی و آنالیز سرب:201

مشخصات شیمیایی:202

مقدمه :206

زمینه های تجربی و کیفی :206

رده بندی روش های تجزیه ای :207

روش های جداسازی :210

دستگاهوری در تجزیه:211

نگاه اجمالی:212

تبلور:212

تقطیر :213

رسوب دادن :213

استخراج:214

کروماتوگرافی:214

انواع کروماتوگرافی:217

انتخاب بهترین روش کروماتوگرافی:220

کروماتوگرافیتبادلیونی:222

رزین های متداول تبادلیونی:223

خواص رزین ها :224

تبادل گرهاییونی معدنی:226

انواع تقطیر :228

تعادل بخار با محلول آزوئوتروپ:229

آنالیز استریولوژیک کلومرول های کلیه بدنبال:238

مقدمه:238

مواد و روش کار:240

چرخه های بیوژیوشیمیاییو تعادل آب:246

روشهای تجزیه آب سرب:246

نقش نمزارها در حذف فلزات از آب :248

فواید دیگر نمزارها :253

ارزش های تجاری:256

منابع:257

 زمین شناسی ساختمانی وتوضیحات اجمالی از معدن سرب راونج

چـکـیده

امروزه کلیه مسائل مربوط به مهندسی پیوند عمیق و تنگاتنگی را با موضوع حفاظت محیط زیست پیدا کرده اند و این بحث علی الخصوص در زمینه علم معدنکاری نقش چشمگیر و پررنگتری دارد.هر مهندس و یا هر کارگر فنی که در معدن کار می کند باید نه تنها به توصیه های و متدهای پیشرفته در جهت ازدیاد تولید و راندمان کار توجه داشته باشد بلکه همواره در کلیه شرایط و مسیرهای منتهی به استخراج هر نوع ماده معدنی باید توجه کافی به محیط زیست را سر لوحه خود قرار دهد.

مساله حفاظت محیط زیست در عملیات معدن کاری چند سالی است که نظر متخصصان این رشته را در کشورهایدر حال توسعه به خود جلب کرده است.در حالی که در کشورهای در توسعه یافته وصنعتی این موضوع یکی از مسائل روز آنها استو برنامه ریزان سازمان های اجرایی در این زمینه مطالعات و تحقیقات وسیعی انجام داده اند و این امر ناشی از اهمیت موضوع مورد تحقیق می باشد.پروژه حاضر ابتدا نگاهی کوتاه به بحران منابع معدنی در جهان و در واقع میزان موجودیت و امکان دسترسی در سال های آتی به این منابع را با توجه به کنترل کننده های مختلف بررسی می کند.و اما در فصل بعد مساله از زاویه دیگر و دقیق تری بررسی خواهند شدو در واقع نگاهی دارد به ژئوشیمی نیاز و منابع معدنی چرا که بسیاری از مسائل زیست محیطی به فهم اصول پایه ژئوشیمی نیاز دارد که برحرکت آلدوه کننده ها حاکم است.و در بخش دیگر نگاهی کلی ،اما تازه تری به اثرات زیست محیطی سه بخش عمده عملیات معدنکاری یعنی اکتشاف ،استخراج وفراوری مواد معدنی دارد.

اما در بخش زمین شناسی ساختمانی معدن سرب روانج ابتدا نگاهی دارد به مشخصات عمومی معدن و سپس نگاهی دارد به بخش ها وتقسیمات و سازند هاو نوع زمین شناسی معدن سرب راونج ،و در مرحله بعد  تاریخچه زمین شناسی وچینه شناسی در دوران های مختلف را مورد بررسی قرار می دهیم.

مشخصات و خصوصیات سرب

سرب عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان (پی بی)  و عدد اتمی 82 وجود دارد.سرب عنصری سنگین ،سمی وچکش خوار است.که دارای رنگ خاکستری کدر می باشد.هنگامی که تازه تراشیده شده سفید مایل به آبی است اما در معرض هوا به رنگ خاکستری تیره تبدیل می شود.از سرب در سازه های ساختمانی،خازن های اسید سرب،ساچمه گلوله استفاده شده و نیز بخشی از آلیاژهای لحیم،پیوتر و آلیاژهای گدازپذیر می باشد.سرب سنگین ترین عنصر پایدار است.

خصوصیات قابل توجه سرب:

سرب فلزی است براق ،انعطاف پذیر،بسیار نرم،شدیدا چکش خوار و به رنگ سفید مایل به آبی که از خاصیت هدایت الکتریکی پایینی برخوردار می باشد.این فلز حقیقی به شدت در برابر پوسیدگی مقاومت می کند وبه همین دلیل از آن برای نگهداری مایعات فرسایشگر (مثل اسیدسولفوریک) استفاده می شود.با افزودن مقادیر خیلی کم آنتیموان یا فلزات دیگر به سرب می توان آن را سخت نمود.

کاربردها:

کاربردهای اولیه سرب عبارت از سازه های ساختمانی،رنگدانه های مورد اساتفاده در لعاب سرامیک و لوله های انتقال آب کاخ ها و کلیساهای بزرگ اروپا  در وسایل تزئینی،سقفها لوله ها و پنجره ها دارای مقادیر قابل توجهی سرب هستند.این فلز (در حالت عنصری) پس از آهن،آلومینیوم،مس و روی بیشترین کاربرد را دارد.موارداستفاده معمولی سرب عبارت است از:

در باطری های اسید سرب،در اجزای الکترونیکی،روکش کابل،لوله های سربی(اگر چه استفاده از اتصالات سربی در لوله های آب آشامیدنی در دهه 90 در آمریکا قانونی بو،امروزه کاربرد آنچنانی ندارد.) ،مهمات،درشیشه ها سرامیک شیشه های سربدار،در رنگ ها(از سال 1978 در آمریکا و به تدریج از دهه 60 تا دهه 80 در انگلستان ممنوع شداگر چه رنگ سطوح قدیمی می توانست تا 50 درصد وزن از سرب باشد) آلیاژها،ییوتر،اتصالات و مواد پر کننده دندان.همچنین در بام ها به عنوان درزگیر برای محافظت در برابر باران مورد استفاده قرار می گیرد.در گازوئیل (بنزین) به عنوان تترا اتیل و تترا متیل سرب برای کاهش صدای موتور کاربرد دارد.فروش بنزین سربدار در آمریکا از سال 1986 و در اتحادیه اروپا از سال 1999 ممنوع شد.

سرب یک ابر رسانا با دمای بحرانی 95.265 و20.7 درجه سانتیگرادمی باشد.

تاریخچه :

به علت فراوانی سرب (هنوز هم ان گونه است،تهیه آسان،کار کردن آسان با آن،اعطاف پذیری و چکش خواری بالا و پالایش راحت،حداقل از 7000 سال پیش مورد استفاده بشر می باشد.در کتاب خروج به این عنصر اشاره شده است.کیماگران می پنداشتند سرب قدیمی ترین فلز بوده و به سیاره زحل مربوط می شود.لوله های سربی که نشانه های امپراتوری روم را حمل می کردند هنوز هم به کار می رود.

در اواسط دهه 80 تغییر مهمی در الگوهای پایان استفاده از سرب به وجود آمده بود.بیشتر این تغییر ناشی از پیروی مصرف کنندگان سرب آمریکا از قوانین زیست محیطی بود که به طرز قابل ملاحظه ای استفاده از سرب را در محصولات به جز باطری از جمله گازوئیل،رنگ،اتصالات و سیستم های آبی کاهش داده یا حتی حذف کرد.

جداسازی:

سرب محلی در طبیعت یافت می شوداما کمیاب است.امروزه معمولا سرب در کانی های همراه با روی،نقره و بیشتر مس یافت می شود وبه همراه این مواد جدا می گردد.ماده معدنی اصلی سرب گالن است که حاوی 86.6 درصد سرب می باشد.سایر کانی های مختلف و معمول آن سروسیت و انگلسیت می باشد.اما بیش از نیمی از سربی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد بازیافتی می باشد.

سنگ معدن به وسیله مته یا انفجار جدا شده سپس آن را خرد کرده و روی زمین قرار می دهند. از آن سنگ معدن تحت تاثیر فرایندی قرار می گیرد که در قرن نوزدهم در استرالیا به وجود آمد.یک فرایند شناورسازی،سرب و دیگر مواد معدنی را از پس مانده های سنگ جدا می کند تا با عبور سنگ معدن،آب و مواد شیمیایی خاص از تعدادی مخزن که درون آنها دوغاب همیشه مخلوط می شود،عصاره ای به وجود آید.درون این مخزن ها هوا جریان یافته و سولفید سرب به حباب ها می چسبد و به صورتکف بالا آمده که می توان آن را جدا نمود.این کف (که تقریبا دارای 50 درصد سرب است) خشک شده سپس قبل از پالایش به منظور تولید سرب 97 درصد سینتر می شوند.بعد از آن سرب را طی مراحل مختلف سرد کرده تا ناخالصی های سبک تر بالا آمده و آنها را جدا می کنند.سرب مذاب با گداختن بیشتر به وسیله عبور دادن هوا از روی آن تشکیل لایه ای از تفاله فلز که حاوی تمامی ناخالصی های باقی مانده می باشد تصفیه شده و سرب خالص 99.9 درصدبه دست می آید.

ایزوتوپ ها :

سرب به طور طبیعی دارای چهار ایزوتوپ پایدار است204 و206 و207 و208 .سرب 206 و207 و208 همگی پرتوزا بوده و محصولات پایانی زنجیره فروپاشی پیچیده هستند که به ترتیب در 235 و238 و 232 رخ می دهند.           

     مقدمه:

محدوده مورد مطالعه معدن سرب راونج در استان مرکزی منطقه راونج بین قم و دلیجان (30 کیلومتری شهرستان دلیجان) بوده که در این معدن  زمین شناسی ساختمانی آن مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

از نظر موقیعت جغرافیایی این کارخانه در طول جغرافیایی 50 درجه و44 دقیقه و7 ثانیه ،در عرض جغرافیایی 34 درجه و 10 دقیقه و 18 ثانیه و در منطقه ای به ارتفاع 2115 متر از سطح دریا قرار دارد،دسترسی به کارخانه از کیلومتر 30 جاده آسفالته دلیجان- قم از طریق جاده فرعی به طول 18 کیلومتر امکان پذیر است.

   از روستاهای اطراف کارخانه‌ می‌توان به روستای راونج (شکل 4-1) در 5 کیلومتری کارخانه اشاره کرد.کارخانه سرب راونج در منطقه کوهستانی قرار دارد که از نظر آب و هوایی دارای تابستان‌های معتدل و زمستان‌های سرد می‌باشد. تغییرات درجه حرارت سالانه متوسط بوده و از 20- درجه در فصل زمستان تا 30+ درجه سانتیگراد در فصل تابستان متغیر است]1[.

   به دلیل مساعد بودن آب و هوا در این مناطق روستاهای اطراف کارخانه از سکنه قابل توجهی برخوردار می‌باشند. قبل از راه‌اندازی معدن و کارخانه، مردم این نواحی اغلب از طریق دامداری و کشاورزی امرار معاش می‌کرده‌اند. در این منطقه رودخانه هایی جریان دارد که آب مصرفی در این روستاها و نیزکارخانه از این رودخانه تأمین می شود. همچنین سد 15 خرداد در 20 کیلومتری کارخانه واقع شده است]1[.

دانلود پایان نامه کارشناسی ارزیابی کیفیت اجرایی ماشین های حفاری

    با پیشرفت علم و پیشرفت در ساخت ماشین های حفاری، استفاده وسیع ماشین آلات حفاری به جای عملیات آتشباری برای حفاریات زیرزمینی کاربرد وسیعی پیدا کرده است. در حفاری مکانیزه از ابزار و ماشین آلات برای حفر فضاهای زیر زمینی استفاده می شود و هدف اصلی آن رسیدن به سرعت بالا در احداث و حفر این فضاها می باشد. عملیات حفاری یکی از پرهزینه ترین عملیات اجرای در حفریات زیرزمینی می باشد. از طرفی در انتخاب دستگاه حفاری محدودیت زیادی وجود دارد و یا به بیان دیگر در انتخاب دستگاه حفاری انعطاف پذیری وجود ندارد یعنی در یک پروژه استفاده از چندین ماشین حفاری, به دلیل بحث اقتصادی و هزینه بالایی ماشین آلات حفاری کمتر استفاد می شود. بنابراین باید قبل از انجام عملیات، نوع دستگاه و ماشین آلات حفاری مشخص شده باشد. در انتخاب نوع ماشین حفاری بررسی و کارایی آن، یکی از عوامل بسیار مهم می باشد. در نتیجه بررسی عملکرد و کارایی هریک از ماشین الات حفاری یکی از عوامل بسیار حیاتی در حفریات زیر زمینی می باشد. در این جا بحث در مورد عوامل تعیین کننده در انتخاب نوع دستگاه نمی باشد بلکه عملکرد دستگاه حفاری رودهدر و TBM به طور جداگانه مورد بررسی قرار گرفته شده است.

پایان نامه ی بررسی کمی و کیفی باریت و بنتونیت در صنعت حفاری بخصوص گل حفاری. doc

نوع فایل: word

قابل ویرایش 220 صفحه

مقدمه:

حفاری به معنی نفوذ در سنگ است. نفوذ در سنگها گاهی به منظور خرد کردن آنها انجام می گیرد. برای خرد کردن سنگها باید چالهای انفجاری حفر کرد و در داخل آنها مواد منفجره قرار داد. با منفجرکردن چالها، سنگها خرد می شوند، و با خرد شدن سنگها، استخراج و برداشت آسانتر است و با هزینه کمتری انجام می گیرد. در استخراج کلیه معادن به استثنای موارد نادر، مانند استخراج سنگهای ساختمانی یا برداشت بعضی از سنگهای سست، حفاری جزء عملیات اجتناب ناپذیر محسوب می شود. این نوع حفاری را حفاری استخراجی می گویند. حفاری در معادن تنها به منظور استخراج نیست؛ بلکه قبل از استخراج یا به هنگام استخراج، برای اکتشاف نیز انجام می پذیرد.

حفاری اکتشافی ممکن است به منظور کشف و پی بردن به وجود کانی یا ماده معدنی، ویا به منظور پی بردن به شرایط کیفی سنگها صورت گیرد. با توجه به بالا بودن هزینه حفاری اکتشافی و بعضی مشکلات فنی توصیه می شود که هر دو گروه متخصصانی که به دنبال کشف کانی یا در جستجوی کشف شرایط کیفی سنگها هستند، مطالعات خود را همزمان شروع کنند، علاوه بر حفاری استخراجی و حفاری اکتشافی، حفاری به منظور کارهای تکنیکی مانند حفاری به جهت تزریق سیمان در داخل درزه ها، حفاری جهت خارج کردن گازها از لایه ذغال یا حفاری به منظور منجمدکردن آب در داخل طبقات نیز انجام می گیرد. لذا عملیات حفاری در زمینه های مختلف مهندسی و علوم کاربرد وسیعی دارد. امروزه بیش از95 درصد حفاریها به روش مکانیکی و با ماشینهای ضربه ای، چرخشی و ماشینهای ضربه ای- چرخشی انجام می گیرد. در روش مکانیکی نفوذ در سنگ با انرژی مکانیکی و از طریق اعمال ضربه های پی در پی، یا در اثر تماس انجام می گیرد. قطر چالهایی که با روش مکانیکی حفر می شوند بین2/1 اینچ تا24 اینچ و عمق آنها از چند تا سانتیمتر تا چند هزار متر متغیر است. عمق غالب چالهای انفجاری کمتر از20 متر و قطر آنها در معادن زیرزمینی کم است. اما امروزه در معادن روباز، برای پایین نگهداشتن هزینه های حفاری و انفجار و نهایتا کاهش هزینه استخراج قطر چالهای انفجاری را زیاد             می گیرند؛ از این رو بین ماشینهایی که چالهای انفجاری در معادن روبار حفر می کنند و ماشینهای حفاری اکتشافی و ماشینهایی که به منظور استخراج نفت، گاز و آب به کار       می روند، مشابهت زیادی وجود دارد. به طور مصطلح در حفاریهایی که به منظور دسترسی و استخراج سیالاتی مانند نفت ، گاز و آب انجام می گیرد، و همچنین در حفاری اکتشافی به جاری واژه چال از واژه چاه استفاده می شود. در به کارگیری واژه چال یا چاه صرفنظر از نقش سیال، ژنومتری، بویژه، عمق چال یا چاه نیز موثر است. چالها معمولا عمق کمی دارند؛ درحالی که عمق چاه بیشتر است. درهر صورت، شکل چالها یا چاهها سیلندری است و قطر آنها از عمق کمتر است. غیر از روش حفاری مکانیکی، روشهای دیگر نیز وجود دارد که در دست تحقیق و توسعه اند؛ مانند روشهای حفاری حرارتی، و حفاری لیزری که نفوذ در سنگها تنها به کمک انرژی مکانیکی انجام نمی گیرد؛ بلکه ابتدا از طریق حرارت یا فعل و انفعالات شیمیایی، سنگ را سست می کنند؛ سپس به کمک ماشینهای حفاری عمدتا چرخشی، در سنگ سست نفوذ می کنند تا چال یا چاه ایجاد شود. در این روشها که به انها روشهای پیشرفته حفاری نیز می گویند، هرچند سرعت حفاری200 تا400 درصد افزایش می یابد،مشکلات فنی متعددی وجود دارد که تا رفع این عیوب به زودی قابل استفاده نخواهد بود.

تاریخچه حفاری:

به طور کلی، تاریخچه حفاری مبهم است، اما از زمانهای دور، ملتهای متمدن، به منظور دسترسی به آب و بعضی کریستالها، عملیات حفاری را انجام داده اند. پروفسور« هرمن بائر» در کتاب هیدرولوژی آبهای زیرزمینی و پروفسور«کی.مک گرگر» در کتاب حفاری در سنگ معتقدند که هنوز آثاری از تونل، قنات و چاههای عمیق حفر شده توسط ایرانیان و چینی های قدیم دیده می شود. و مصریان قدیم نیز به وسیله کروندم، درمیان سنگهای پورفیری چالهایی حفر کرده اند. تا چند دهه قبل، سیستم حفاری دستی جهت ایجاد چال برای احداث تونل، خط راه آهن و معدن متداول بود، و بدون شک، در مناطقی که امکان دسترسی به برق نیست. این روش حفاری هنوز کاربرد دارد. روش ابتدایی سیستم حفاری دستی بیشتر برای حفر چال کم عمق در سنگهای با مقاومت ضعیف یا متوسط مورد استفاده داشته است. برای انجام این روش، وجود یک حفاری کافی است. حفار معمولا با یک دست، مته را روی سنگ قرار می دهد. و با دست دیگر، به وسیله ضربه زدن یا چکش حفاری(با وزن4 پوند یا8/1 کیلوگرم)، ضربه ای روی مته جهت نفوذ آن در سنگ وارد می کند. حداکثر سرعت در این روش،3/0 متر(یک فوت) در ساعت است و بیشترین حد ممکن برای عمق60 سانتی متر( دو فوت) و برای قطره حدود32 میلیمتر              ( اینچ) است. حفاری دستی، بنا به ضرورت، تکامل تدریجی یافت؛ به نحوی که امکان ایجاد چال با عمق بیشتر نیز ممکن گردید. در این مرحله، معمولا یک نفر مته را روی سنگ مورد نظر قرار می دهد و یک یا دو نفر دیگر با وارد کردن ضربه کمک چکشهای حفاری2/3 تا5/4 کیلوگرمی(7 تا10 پوندی) موجبات نفوذ در سنگ را فراهم می کردند. برای حفر یک چال با عمق8/1 متر(6فوت) در سنگهای سخت و آذرین، مانند گرانیت، وجود یک گروه دو یا سه نفره حفار با کار مداوم5 تا6 ساعته کافی است. البته، بدون شک شرایط حفاری در سرعت حفاری موثر است؛ به عنوان، مثال، سرعت حفاری در سنگهای رسوبی دو برابر سرعت حفاری در سنگهای آذرین است(تاثیر جنس سنگ).با گذشت زمان و افزایش نیاز به حفاریهای عمیق، بویژه برای دسترسی به آب، روش دیگری از حفاری دستی به نام روش کابلی متداول شد که درآن، طول مته بیشتر بود و برای ضربه زدن از کابل فولادی استفاده می شد. در این روش که امکان حفر چالهای تا15 متر(50 فوت) را فراهم آورد، مته فولادی طویلتری به کابل فولادی متصل بود. به طور معمول، سه یا چهار نفر با حرکت کابل به سمت بالا و فرود آوردن آن روی محل مورد نظر، حفاری را انجام می دادند. با این روش، امکان حفر چالهای عمیقتر با قطر بیشتر در زمان کمتر فراهم شد. به عنوان مثال با این روش در سنگهای آهکی نسبتا نرم حفر چالهایی با قطر50 میلیمتر(2 اینچ) و عمق7 متر(20 فوت) توسط یک گروه حفار سه نفره طی3 ساعت عملی گردید. با این روش، فقط چالهای قائم حفر می شود.

طی سالیان دراز، تنها منبع تامین انرژی مورد نیاز درحفاری، نیرو انسانی بوده است. به تدریج با رواج یافتن استفاده از ماشین بخار، الکتریسیته، و سوختهای گازی و مایع، ساخت انواع ماشینهای حفاری مکانیکی نیز توسعه یافت؛ به نحوی که امروزه، امکان بیشتری برای افزایش عمق و سرعت در عملیات حفاری وجود دارد. در اینجا به پاره ای از تحولات در زمینه حفاری می پردازیم:

1-بین سالهای1820-1810، سیستم حفاری چرخشی ساخته شد که منبع انرژی آن، ماشین بخار بود(Trevithick).

2-بین سالهای1840-1830 سیستم حفاری کابلی توسعه یافت که منبع انرژی آن نیز ماشین بخار بود(Issac Singer).

3-بین سالهای1860-1850 ، دستگاه حفاری مجهز به الماس(روی مته های آن) ساخته شد(Bullock) و دستگاه ضربه ای نیز که ضربه زدن آن پیستون بود و منبع انرژی آن هوای فشرده در تونل آلپین، در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت.

4- بین سالهای1880-1870، سیستم حفاری مغزه گیر مجهز به الماس(روی مته آن) در آمریکا توسعه یافت؛ به نحوی که تا عمق670 متر(2200 فوت) را حفاری می کرد. شرکت ارائه دهنده این سیستم،« اینگرسل» (Ingersoll) نام دارد.

5-بین سالهای1890-1880، سیستم حفاری مغزه گیر الماسی در آمریکا ارائه شد که امکان حفاری تا عمق1750 متر(5734 فوت) را فراهم کردو

6-بین سالهای1900-1890، سیستمهای حفاری ضربه ای- چرخشی در آمریکا ساخته شد که منبع انرژی آن، هوای فشرده، بخار و الکتریسیته بود. در این فاصله سیستم حفاری چرخشی که منبع انرژی آن بخار بود، جهت حفر چاههای نفت توسعه داده شد.

7-بین سالهای1910-1900،مته هایی توسعه یافت که روی آن سه عامل برش دهنده مخروطی شکل یا خردکننده سنگ نصب شده بود.

8-بین سالهای1940-1920، برای اولین بار، مته هایی از جنس کربور تنگستن درآلمان به کار رفت.

9- بین سالهای1966-1940، مته های ساخته شده از جنس کربور تنگستن در حفاری بسیار متداول و رایج شد.

10-بین سالهای1975-1970، ماشین حفاری هیدرولیکی به صنعت حفاری معرفی شد که در این ماشین بر خلاف ماشینهای حفاری ضربه ای از روغن تحت فشار به جای فشار هوا در حفاری استفاده می شود.

11-بین سالهای1985-1970، تلاش کشورهای شوروی و آمریکا برای حفر چاههای عمیق با سیستم حفاری چرخشی به منظور دسترسی به نفت و گاز به نتیجه رسید. و در اکلاهمای آمریکا و سیبری شوروی، با استفاده از این روش، چاههای با عمق بیش از10000 متر(30000 فوت) حفر شد، و متعاقب آنها آلمانیها چاهی با عمق حدد13000 متر حفاری کردند.

با توجه به تاریخچه مزبور، سیستمهای حفاری توسعه یافته را می توان به پنج گروه تقسیم کرد:

1-         سیستم حفاری دستی که ضربه زن آن چکش حفاری است و اعمال ضربه به کمک نیروی انسانی صورت می گیرد.

2-         سیستم حفاری چکشی که ضربه زن آن چکش حفاری و مکانیکی است.

3-         سسیستم حفاری کابلی که ضربه زن آن کابل فولادی است.

4-         سیستم حفاری چرخشی که به جای ضربه زدن به مته، با چرخش لوله حفاری و مته، عمل نفوذ پذیری و حفر چال صورت می گیرد.

5-         سیستم حفاری ضربه ای- چرخشی که اساس کار آن ضربه است و عامل چرخش        نیز دارد.

6-         سیستم حفاری هیدرولیکی که به جای استفاده از فشار هوا از فشار روغن استفاده        می شود. در سالهای اخیر، حفاری مکانیکی به تدریج جایگزین حفاریهای دستی شده و بخار، هوای فشرده، الکتریسیته، و مابع، منبع اصلی انرژی برای دستگاههای حفاری است.

فهرست مطالب:

فصل اول: کلیاتی در مورد حفاری

۱-۱ مقدمه

۱-۲ تاریخچه حفاری

۱-۳ واژه های اصلی مورد استفاده در حفاری

فصل دوم: گل حفاری

۲-۱ تاریخچه مختصری از گل حفاری

۲-۲ گل حفاری

۲-۳کاربرد و وظایف گل حفاری

۲-۴ خواص گل حفاری و نحوه اندازه گیری آنها

۲-۵ ترکیب گل حفاری

۲-۶ روابط بین حجم و وزن مخصوص گل حفاری

۲-۷ تعداد بشکه گل حفاری حاصله از تعلیق رس درآب

فصل سوم: شناسایی موادشیمیایی و موارد استفاده آنها درگل حفاری

۳-۱ مواد وزن افزای گل حفاری

۳-۲ مواد گرانروی زا

۳-۳ مواد کنترل کننده صافاب گل

۳-۴ مواد کنترل کنندهPH

3-5 موادیکه جلوگیری از خورندگی می کنند

۳-۶ سایر مواد مصرفی گل حفاری

فصل چهارم: محاسبات مهندسی گل حفاری

۴-۱ محاسبه بالا آمدن گل از مته(ته چاه) تا سطح

۴-۲محاسبه زمان کامل گردش گل

۴-۳ محاسبه تهیه گل های اولیه

۴-۴ محاسبه کشتن چاه در هنگام وقوع جریان

۴-۵ اندازه گیریPH یا غلظت یون هیدروژن گل

۴-۶ اندازگیری قلیائیت

فصل پنجم: سیمان حفاری

۵-۱ آزمایش هایی که بر روی سیمان حفاری انجام می شود

۵-۲ سیمانه کردن چاهها

۵-۳ ترکیب سیمان چاههای حفاری

۵-۴ تاثیرات حرارت وفشار بر روی خواص سیمانها

۵-۵ انواع سیمانهای مورد استفاده در چاههای حفاری

۵-۶ اضافات سیمان

۵-۷ مواد تقدم دهنده بندش سیمان

۵-۸ مواد حجم افزا

۵-۹ آب آزاد

۵-۱۰ مصرف بنتونایت آبدیده در دوغاب سیمان

۵-۱۱ مواد وزن افزا

۵-۱۲ زمان نیم بند شدن سیمان

۵-۱۳ قوانین سرانگشتی

۵-۱۴ مهارآب روی

۵-۱۵ گرانروی

۵-۱۶ تولیدات شرکت هالیبورتون

۵-۱۷ مواد تاخردهنده شرکت هالیبورتون

۵-۱۸ مواد ضدکف

۵-۱۹ محاسبه مواد افزودنی به دوغاب سیمان

۵-۲۰ روشهای متداول برای سبک کردن وزن دوغاب سیمانهای حفاری

۵-۲۱ بنتونیت و روش افزودن آن به سیمان

۵-۲۲ مشخصات فیزیکی گیلسونیت و اثر آن بر روی خواص سیمان های کلاسA,D

5-23 اثر بنتونیت بر روی خواص سیمان های کلاسD,A

5-24 نتیجه گیری

فصل ششم:بنتونیت

۶-۱ مقدمه

۶-۲ ژئوشیمی

۶-۳ کانی های مهم بنتونیت

۶-۴ انواع بنتونیت ها از دیدگاه صنعتی

۶-۵ ژنزبنتونیت

۶-۶ روشهای فرآوری

۶-۷ موارد استفاده

۶-۸ وضعیت تولید و فرآوری بنتونیت در ایران

۶-۹ معادن عمده بنتونیت

فصل هفتم: باریت

۷-۱ مقدمه

۷-۲ تاریخچه باریت

۷-۳ مشخصات عمومی باریت

۷-۴ معادن عمده باریت

۷-۵ موارد استفاده

۷-۶ بازیافت باریت

۷-۷ جایگزین ها

۷-۸ ذخایر باریت

منابع و ماخذ

منابع و مأخذ:
Hartman ,H.L;”Basic Studies of Percussion Drilling";Trans.AIME,1959,Vol.214.pp.68-75.
2-Williamson,T.N.;”Rotary Drilling";chapt.6.3,Surface Mining,E P.Pfleider,ed.AIME,1968,New York,pp.300-324.
Clark,G.B.;”Principle of Rock Dilling and Bit Wear I”;Quar terly Colorado School of Mines 1982,Vol.77 No1,Jan.118pp.
4-McGregor,K.;The Drilling of Rock;CR Books Ltd.1969.
5-Chillingarian,G.V.and P.Vorabutr;Drilling and Drilling Fluid;El-sevier,1983,p.1-16.
6-Chillingarian G.V.and P.Vorabutr;Drilling and Drilling Fluid;El-sevier,New York,1983,pp.293-579.
7-Gatlin,Carl; Drilling and Well Completions;Prentice Hall,1960.
8-Darley,H.C.H.,and R.G.Gray; Composition and Properties of Drilling and Completion Fluid;Fifth Ed 1988 ,pp.38-346.
9-McCray,W.A.,and Cole W.F.;Oil Well Drilling Technology;Uni-versity of Oklahoma,Norman,1976;p.443-462.
10-Craft,Holden and Graves;Well Design:Drilling and Production;Prentice, Hall Inc.,1962,p.158-256.
11-Gatlin,Carl;Drilling and Production;Prentice Hall;1960.