سید سعید بحرینیان - استاد ، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
امین نباتی - استادیار، گروه مهندسی مکانیک، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، اسفراین، ایران
ابراهیم حاجی دولو - استاد ، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

در این مقاله، افت فشار در مته حفاری با شبیه سازی جریان سیال غیرنیوتنی محاسبه شده است. مته حفاری کاجی نوع اف-۳ با اندازه ۸/۷-۷ اینچ بوده و دارای سه نازل با اندازه یکسان می باشد. محاسبه افت فشار برای نازل هایی با اندازه های ۳۲/۷، ۳۲/۹، ۳۲/۱۰و ۳۲/۱۱ اینچ انجام شده است. تحلیل جریان در مته حفاری برای هشت نوع گل حفاری صورت گرفته و از مدل رئولوژیک بینگهام برای تعیین خواص رئولوژیک گل های حفاری استفاده شده است. برای تعیین ضرایب مدل رئولوژیک، خواص رئولوژیک گل های حفاری با دستگاه ویسکومتر فن اندازه گیری شده است. افت های فشار محاسبه شده از شبیه سازی جریان، با نتایج تجربی و رابطه ایکل- بلستین مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد روش عددی، افت فشار در مته حفاری را با متوسط خطای۶۶/۹ درصد تخمین می زند در حالی که متوسط خطای رابطه ایکل- بلستین ۱۶/۱۷ درصد است. یک رابطه جدید برای تخمین افت فشار در مته حفاری کاجی پیشنهاد شده است، در این رابطه تاثیر خواص رئولوژیک سیال در تخمین افت فشار در نظر گرفته می شود. افت های فشار محاسبه شده با رابطه جدید، با نتایج تجربی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد رابطه جدید، با دقت مناسبی و با خطای ۳۱/۸ درصد افت فشار در مته حفاری را محاسبه می کند.

افت فشار, مته حفاری کاجی, گل حفاری, مدل رئولوژیک بینگهام, دینامیک سیالات محاسباتی