طراحی مخازن نفت بر اساس استاندارد API
طراحی مخازن نفت بر اساس استاندارد API
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 95
نفت خام به انگلیسی Crude Oil و به روسی Naphra
نامیده میشود که درحالت طبیعی به صورت مایع بوده و رنگ آن قهوهای زرد مایل به سیاه است و دربرابر نور انعکاسی ، رنگ سبز بخصوصی از خود نشان میدهد
.
مشخصات نفت
نفت خام به جهت وجود ترکیبات گوگرد بوی نامطلوبی دارد. بخش اعظم نفت خام از هیدراتهای کربن تشکیل شده و مقدار کمی عناصر دیگر نیز به آن مخلوط میگردد، که این عناصر در زیر با درصدشان نشان داده شدهاند.
عنصر حداقل درصد وزنی حداکثر درصد وزنی
کربن 82.2 87.1
هیدروژن 11.8 14.7
گوگرد 0.1 5.5
اکسیژن 0.1 4.5
نیتروژن 0.1 1.5
جدول ازسلی (1985)
دراین جدول عناصر دیگری مانند وانادیوم ، نیکل و اورانیوم با درصد وزنی حداکثر 0.1 در ترکیب نفت خام موجود هستند. بعلاوه در خاکستر نفت خام آثاری از عناصر C r ، Cu ، Pb ، Mn ، Sr ، Ba ، Mo ، Mg ، Ca ، Ti ، Al ، Fe و Si یافت میشود که بعضی از عناصر بالا مانند V-Ni-U احتمالا در رابطه با عنصر ارگانیکی اولیه (مادر) بوجود آمده و بعضی دیگر از عناصر مشخصات ژئوشیمیایی سنگ دربرگزیده را نشان میدهند.
قابل ذکر است که آثاری از نمک ، آب و سولفید هیدروژن نیز درنفت خام مشاهده میشوند.
خواص فیزیکی نفت خام
ویسکوزیته
همانطور که نفت خام ممکن است با دخالت عواملی به رنگهای زرد ، سبز ، قهوهای ، قهوهای تیره تا سیاه مشاهده گردد، لذا ویسکوزیته متغیر را برای آنها خواهیم داشت. بنابراین نفت خام درسطح زمین دارای ویسکوزیته بیشتر بوده و بعبارتی ویسکوزتر است. چون در مخزن زیرزمینی یکی از عوامل دخیل حرارت موجود درمخزن میباشد، که همراه با این عامل ، عمق نیز موثر میباشد. همچنین سن نفت را به لحاظ زمان مخزن شدن را درطیف تغییرات ویسکوزیته سهیم میدانند.
ترکیبات مولکولی نفت خام
تعداد ترکیبات مولکولی نفت خام وابسته به سن زمین شناسی آن ، عمق تشکیل آن ، منشا آن و موقعیت جغرافیایی آن متغیر میباشد. برای مثال نفت خام Ponca city از Oklahoma شامل حداقل 234 ترکیب مولکولی میباشد.
گروههای تشکیل دهنده نفت خام
هیدروکربنها (Hydrocarbons)
هیدروکربنها همانطور که از نامشان مشخص است، شامل گروههایی هستند که ترکیبات ملکولی آنها فقط از هیدروژن و کربن تشکیل شده است. انواع هیدروکربنها عبارتند از :
هیدروکربنهای پارافینی (پارافینها)
هیدروکربنهای نفتنی (سیکلوپارافینها یا نفتنیکها )
هیدروکربنهای آروماتیک (بنزنوئیدها)
غیرهیدروکربنها (Heterocompounds)
این گروه شامل ترکیباتی غیر از هیدروژن و کربن میباشند و عناصری از قبیل اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد ، اتمهای فلزی همراه با هر کدام از اینها و یا ترکیب با همه اینها نظیر Ni ، V میباشد.
وزن مخصوص نفت خام
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 19
پالایش نفت :
نفت خام را پس از انکه ازدل خاک بیرون آوردند با لوله یاکشتی و غیره به پالایشگاه حمل میکنند تا درآنجا پالایش و به ترکیبات مفید و قابل استفاده تبدیل شود زیرا نفت خام را به همان صورت اولیه نمی توان استفاده کرد .
همان طوری که بیان شد نفت خام مخلوطی از هیدروکربورهای مختلف بوده که در ان مواد سبک مانند بنزین و مواد سنگین مانند قیر وجود دارد که در هم حل شده اند . برای استفاده باید این مواد از هم تفکیک گردند و به این جهت لازم است که عمل تفکیک پذیری روی نفت خام انجام گیرد .بعد از عمل تفکیک در مورد بعضی از فراورده ها ، جهت قابل استفاده شدن لازم است که عملیات ثانویه روی آنها انجام گیرد .
برای هر یک از مراحل پالایش دستگاههای خاصی لازم است ودرکل عمل پالایش شامل سه مرحله اصلی می باشد که عبارتند از :تفکیک یا عمل جداسازی ،عمل تبدیل و تصفیه .
قبل از پرداختن به هر یک از مراحل لازم است توضیحات مختصری در مورد بعضی تعاریف و قوانین داده شود .
فاز: محیط یا قسمتی ازماده است که تمام خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن یکسان باشد.
نقطه جوش : درجه حرارتی است که مایع در ان درجه حرارت به حالت غلیان در می آید و درهمه نقاط مولکولها می خواهندبه فاز گاز وارد شوند .
حالت تعادل : به حالتی از سیستم گفته می شود که خواص ماکروسکوپی آن مانند :
دما، فشار ، غلظت ، حجم و ...در ان حالت ثابت باشد ، تعادل دینامیکی دارد و در اشل میکروسکوپی تحولات دردو جهت با سرعت مساوی انجام می گیرد.
فشار بخار : در سیستم بسته روی سطح مایع در هر درجه حرارتی مقداری بخار مایع ایجاد می شود که این بخار تولید فشار می کند . وقتی که بین فاز مایع و فازگازی تعادل برقرار گردد فشار ایجاد شده را فشار بخارمایع گویند که تنها بستگی به دما دارد ودرهردمایی برای هر مایع مقداری ثابت است ودر صورت تغییرد ما مقدار ان نیز تغییر می کند و رابطه آن به صورت زیر می باشد :
در این رابطه P فشار بخار بر حسب اتمسفر t دما بر حسب درجه کلوین و آنتالپی تبخیر مولی بر حسب ژول برمول و R ثابت گازها که برابر 314/8 ژول بر درجه کلوین مول است .
در محدوده دمایی که H 8 ثابت باشد رابطه زیر که به نام ( کلازیوس – کلاپیرون ) معروف است را خواهیم داشت :
فشار جزئی : در مورد مخلوط گازها ، فشاری را که هر گاز وقتی که به تنهایی تمام ظرف را اشغال کند فشار جزیی آن گاز گویند وبا نشان می دهند مجموع فشارهای جزئی گازها مساوی فشار کل سیستم است :
و
دراین روابط فشار کل و کسرمولی سازنده i می باشد .
محلول : به یک مخلوط یکنواخت و همگن محلول گویند که دارای یک فاز می باشد .
محلول ایده آل : محلولی را گویند که آنتالپی انحلال آن مساوی صفر باشد :
تعادل فازها در محلول دوتایی : وقتی که دو ماده را در هم حل می کنیم در حالت کلی دو حالت اتفاق می افتد :
دو ماده در هر دو فاز سنگین و سبک ( به عنوان مثال ، حالت مایع و حالت گاز ) درهم حل می شوند .
دو ماده در فاز سنگین نا محلول و در فاز سبک محلول هستند ( صرفا در فاز مایع نامحلول ودر فاز گاز محلول هستند . )
دروهله اول ، ما حالتی را در نظر می گیریم که هم در فاز سبک و هم در فاز سنگین محلول هستند و اشاره ای به روابط و قوانین موجود در این شرایط می کنیم .
وقتی که مخلوط ایده آل ازدو مایع داشته باشیم ،در فاز بخار و بر اساس قانون دالتون خواهیم داشت :
و و براساس قانون رائولت ، فشار بخار هر سازنده از روی غلظت آن در فاز مایع مساوی است با :
در این رابطه فشار بخار جسم A در فازی گازی ، فشار بخار خالص جسم A و کسر مولی در فاز مایع و کسرمولی در فاز بخار است .
از مجموع این دو رابطه خواهیم داشت :
در مخلوطهای دو تایی ایده آل در حالت تعادل بین مایع و بخار خواهیم داشت :
و
در این رابطه k ضریب تعادل و x1 و x2 جز مولی اجزا 1و2 در فاز مایع وY1,Y2
جز مولی اجزا 1و2 در فاز بخار می باشد و همیشه در مورد آنها داریم :
و
نسبت فشار خالص دو جسم را ضریب فرایت گویند که معادل است با :
عوامل تغییر کننده در مخلوطهای دو تایی
عوامل تغییر کننده در مخلوطهای دو تایی عبارتند از دما T ، فشار p و ترکیب مخلوط c یا همان x برای نمایش تغییرات پارامترها بر روی صفحه وبررسی اثر آنها در روی فازها معمولا دو پارامتر درنظر گرفته می شود و بقیه پارمترها ثابت می مانند .
در مخلوطهای دو تایی که از قانون رائولت پیروی می کنند ، یعنی اینکه آنتالپی انحلال مساوی صفر است ، محلول ایده ال است و خواهیم داشت :
دراین رابطه فشار بخار جسم A در روی محلول و فشار بخار همان جسم بصورت خالص و کسر مولی ان در فاز مایع است .
تغییرات فشار بخار بر حسب ترکیب ( شکل 1و2 ) و تغییرات درجه حرارت و نقطه جوش بر حسب ترکیب ( شکل 2-2) و منحنی تعادل کسر مولی در فاز X ودر فاز بخار y ( شکل 3-2) و منحنی فشار بر حسب درجه حرارت درترکیب ثابت ( شکل 4-2) به صورت زیر می باشد :
انحراف از محلول ایده آل :
درمواردی که گرمای انحلال مساوی صفر نباشد ، از قانون رائولت پیروی نمی کند و نسبت به آن انحراف نشان میدهد . حال اگر گرمای انحلال منفی باشد ، گویند انحراف منفی است و منحنی ها در زیر منحنی ها در زیر منحنی های رائولت قرار می گیرد و منحنی های مربوط به تغییرات نقاط جوش و حرارت بر حسب ترکیب ( شکل 5-2) و تغییرات فشار بخار بر حسب ترکیب ( شکل 6-2) به قرار زیر باشد :
در حالتی که آنتالپی انحلال مثبت باشد ، گویند که انحراف مثبت استو منحنی های رائولت قرار می گیرد ، تغییرات مربوط به این حالت بصورت منحنی های شکل ( 7-2) و شکل( 8-2) می باشند .
در مواردی که مواد در فاز سنگین تا محلول و در فاز سبک محلول باشند ، دیاگرام حالت تعادل فازها ، متفاوت از قبلی است ولی از انجا که خارج از بحث ما می باشد ، توضیح بیشتر داده نمی شود و تنها به منحنی تعادل آن اشاره می گردد :
9-2 : دیاگرام تعادل ترکیب
درجه حرارت برای دو ماده در فاز
سنگین جامد ( s ) حل نمی شوند ودر فاز
سبک مایع ( L ) محلول هستند .
تعادل یک سیستم چند فازه بوسیله قاعده فازها مورد بررسی قرار می گیرد و این قاعده تغییرات ، یا تعداد فاکتورهای مستقل را که بدون تغییر تعداد فازها ، میتوانند تغییر کنند معلوم می سازد . این قاعده بوسیله رابطه زیر نشان داده می شود :
دراین رابطه C درجه ازادی سیستم k تعداد سازنده سیستم و n تعداد پارامترهای خارجی که در روی تعادل موثر هستند و P تعداد فازها را مشخص می کند . در حالت عمومی تعادل سیستم به سه فاکتور دما ، فشار ، ترکیب بستگی دارد .در بیشترموارد یکی از این فاکتورها ثابت نگه داشته می شود و منحنی براساس دو متغیر رسم می گردد .
جهت بررسی و نحوه استفاده از قانون فوق ، حالت تعادل بین موادی را که هم در فاز سبک و هم در فاز سنگین حل میشوند ، واز قانون رائولت پیروی می کنند در نظر می گیریم . ( شکل 2-2)
درهر نقطه از ناحیه L,G که تنها یک فاز و یک ترکیب معلوم x وجود دارد ،مقدار c بصورت زیر محاسبه می گردد .
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 436
بسمه تعالی
دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران-جنوب
عنوان پروژه:
بررسی دکل های حفاری در صنایع نفت
استاد راهنما:
آقای مهندس مجیری
تهیه کنندگان:
حمید اسماعیل زاده 8013510086
سید نیما کسمایی 8013520515
تابستان 84
فهرست مطالب
مقدمه....................................................................................3
بخش اول:
دکل های حفاری دریایی.....................................................7
بخش دوم:
دکل های حفاری خشکی...................................................49
بخش سوم:
اجزای دکل های حفاری....................................................64
بخش چهارم:
تاپ درایو ........................................................................134
بخش پنجم:
پمپ گل...........................................................................167
بخش ششم:
گل حفاری وتجهیزات تصفیه آن.......................................190
بخش هفتم:
لوله حفاری.......................................................................235
بخش هشتم:
مته های حفاری................................................................271
بخش نهم:
نظر اجمالی برمراحل طراحی..........................................286
مقدمه
از آنجا که نفت و گاز، به طور عادی در سطوح زیرین زمین پیدا میشوند، وسایل و تجهیزات خاصی برای یافتن و استخراج آنها به سطح زمین باید مورد استفاده قرار بگیرند. حفاری در حدود هزاران فوت در زمین، انتقال ذرات و سنگهای جدا شده از ساختار درونی زمین، حفاظت چاه از ریزش به داخل، یافتن لایه خاص و مشخصی که نفت و گاز احتمالاً در آن به دام افتادهاند، و تهیه تجهیزات لازم برای بیرون کشیدن نفت و گاز به سطح، به مهارت و خبرگی قابل ملاحظه، آزمایشگاه و تجهیزات و وسایل نیاز دارد. تجهیزات اولیه در این فرآیند، دکل حفاری چرخشی به همراه مولفهها و بخشهای آن میباشد. یک دکل حفاری چرخشی چه روی زمین با روی دریا و سکوی دریایی نصب شده باشد، میتواند به عنوان کارخانه طراحی شدهای برای تولید فقط یک محصول یعنی یک چاه نفت یا همانطور که در تجارت Hole نامیده میشود در نظر گرفته شود. از آنجائیکه پس از حفر چاه و رسیدن به نفت یا گاز مورد نظر دیگر نیازی به دکل حفاری نمیباشد، لذا میبایست دکل را بصورت پرتابل و قابل حمل ساخت و یا پس از اتمام عملیات حفاری اعضا و قطعات آن را از یکدیگر جدا کرد و انتقال داد. قابل حمل بودن دکل، قابلیت حفاری و یا ایجاد چاه توسط آن را محدود نمیسازد، قابلیت حمل سریع تر و ساده تر، دکل را با ارزشتر و مؤثرتر میسازد بطوری که میتوان از آن بیشتر استفاده نمود.
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 54
مقدمه
نفت
یکی از برجسته ترین دستاوردهای اقتصادی در صد سال گذشته ، رشد و توسعة صنعت نفت بوده است. در سال 1850، در واقع نفتی در جهان تولید نمی شد. سپس، در پس اکتشافاتی که در ایالات متحدة آمریکا و روسیه هر دو انجام شد، کل تولید پس از سال 1860 به سرعت رو به افزایش گذاشت و تا سال 1890، تولید جهانی به 10 میلیون تن در سال رسید . از آن تاریخ تاکنون، تولید نفت خام پیوسته در حال افزایش بوده است و تولید جهانی آن تقریباً هر ده سال 2 برابر شده است. ایالات متحدة آمریکا و شوروی هنوز بزرگترین تولیدکنندگان نفت در جهان هستند؛ گرچه اهمیت نسبی آنها با افزایش بسیار سریع تولید نفت خام از حوزة دریای کارائیب، خاورمیانه و آفریقا، رو به کاهش گذاشته است.
در آغاز قرن بیستم، نفت و گاز طبیعی کمتر از 4 درصد از کل نیاز انرژی جهان غرب را تأمین می کرد؛ حال آن که زغال سنگ تقریباً 90 درصد از این نیاز را برآورده می کرد. اما این وضع به سرعت تغییر کرد و سهم نفت و گاز طبیعی از کل تولید انرژی در سال 1920 به 12 درصد و در نیمة دهة 1930 به 26 درصد و پس از جنگ جهانی دوم در سال 1948 به 36 درصد رسید. از آن زمان به بعد ، اهمیت نفت و فرآورده های نفتی برای اقتصاد جهان همواره رو به افزایش بوده است، چنان که تا سال 1970 ، تقریباً 70 درصد از کل نیاز انرژی غرب را نفت و گاز طبیعی تأمین می کرد.
مصرف کنندگان عمدة نفت و فرآورده های وابستة آن،ملل صنعتی اروپای غربی، آمریکای شمالی و ژاپن هستند که روی هم رفته 70 درصد از کل تولید را در سال 1970 به خود اختصاص می دادند. در عین حال، همین کشورها فقط 26 درصد از نفت و گاز جهان را خود تولید می کنند و بنابراین مجبورند نیازهای خود را با نفت وارداتی تأمین کنند. بنابراین گونه ای رابطة همزیستی متقابل بین کشورهای اصلی تولید کننده و کشورهای مصرف کننده ایجاد شده است.
خاورمیانه، منطقة تولید کنندة نفت
در حال حاضر، خاورمیانه منطقه ای است که در آن تولید نفت در حد قابل ملاحظه ای بیشتر از تقاضاست. طی قرن بیستم، تولید نفت این منطقه برحسب تولید کل جهانی به طور مشخص افزایش یافته است. در دهة 1930 و اوایل دهة 1940 ، میانگین سطح تولید بین دو تا پنج درصد از کل تولید جهان بود، اما در پی احیاء و توسعة صنعت پس از جنگ در منطقة خلیج (فارس)، تولید نفت تا سال 1950 به میزان 15 درصد رسید. از آن تاریخ ، اهمیت نسبی نفت و گاز طبیعی خاورمیانه و آفریقای شمالی در تولید جهانی همواره رو به افزایش بوده است، به گونه ای که در سال 1960 از مرز 25 درصد گذشت و در سال 1971 به میزان 40 درصد رسید، در این سال تولید کل نفت منطقه متجاوز از 1000 میلیون تن می شد.
اگر چه در خاورمیانه تولید نفت اول بار در اوایل قرن بیستم در ایران آغاز شد، اما فقط پس از جنگ جهانی دوم بود که تولید آن به سرعت رو به افزایش گذاشت . طی اوایل دهة 1940، ایران بزرگترین تولید کنندة نفت در خاورمیانه بود و پس از آن عراق و عربستان سعودی در مراتب بعدی قرار می گرفتند. پس از کشف و توسعة منابع نفتی در مقیاسی وسیع، تولید نفت کویت و عربستان سعودی هر دو ، به مقدار زیادی افزایش یافت تا سال 1950 که تولید حوزه های نفتی عربستان تقریباً با تولید حوزه های نفتی ایران برابر شد. در سال 1951، صنعت نفت ایران ملی شد و در نتیجه تولید نفت خام در سال بعد به کمتر از دو میلیون تن کاهش یافت و بدین ترتیب عربستان سعودی و کویت به عنوان دو تولید کندة اصلی خاورمیانه در صدر قرار گرفتند. طی دهة 1955 تا 1965، کویت بزرگترین تولید کنندة نفت شد و پس از آن، عربستان و ایران در رده های بعدی قرار گرفتند. افزایش وسیع تولید نفت در ایران از سال 1954 به بعد، پس از رفع مناقشه بین شرکتهای نفتی و حکومت ایران، آغاز شد. طی سالهای آخر دهة 1960، میزان تولید در کشورهای ایران و عربستان سعودی از میزان تولید نفت کویت فراتر رفت و این دو کشور برای کسب مقام اول در تولید به رقابت برخاستند. اما موفقیت حقیقی در دهة 1960 به 150 میلیون تن در سال 1969 جهش داشت، در همین سال بود که لیبی پس از عربستان سعودی در مرتبة دوم تولید قرار گرفت. از آن زمان، تولید نفت لیبی رو به کاهش گذاشته است. با آغاز دهة 1970، ایران و عربستان سعودی هم اکنون براحتی در رأس جدول تولید و بعد از آنها با فاصلة زیادی کویت و لیبی قرار دارند. (جدول ) . ایران، عربستان سعودی، کویت، لیبی و عراق حدود چهار پنجم از کل میزان نفت خاور میانه را تولید می کنند، واقعیتی که بروشنی بر پایین بودن سطح تولید در سایر کشورها منطقه تأکید دارد.
امتیازات نفتی
در دورة قبل از جنگ جهانی دوم، کشورهای تولید کنندة نفت در اطراف خلیج فارس ، امتیازات انحصاری کشف و توسعة منابع نفتی خود را به شرکتهای نفتی غرب واگذار می کردند. این امتیازات بیشتر کشورهای مربوط یا همة آنها را شامل می شد. در این زمان، هشت شرکت اصلی که تحت نظارت سهام آمریکا، بریتانیا، هلند و فرانسه قرار داشت، همة محصول