| مقدمه در فرآيند اکتشاف نفت پس از انجام مطالعات زمين‌شناختي سطح الارضي و نمونه‌گيري‌هاي در عمق کم (تا 10 متر) و انجام لرزه نگاري، به حفر چاه اکتشافي در جايي که تصور مي‌شود نفت وجود دارد اقدام مي‌شود. در حفاري اکتشافي ممکن است به نفت دست يافته شود و يا اينکه در تشخيص محل مخزن اشتباهي رخ دهد. با توجه به عدم شناخت کامل از منطقه، در حفاري اکتشافي خطرات بيشتري نهفته است زيرا احتمال هرزروي کامل گل حفاري و متعاقب آن گير کردن ابزارهاي حفاري درون چاه و يا احتمال برخورد با لايه هاي غيرعادي پرفشار که منجر به فوران چاه مي شود، وجود دارد. مته که در پايين‌ترين قسمت رشته حفاري يک چاه در حال حفر قرار دارد، وظيفه خرد کردن سنگ‌ها را بر عهده دارد. |
|
|
|
|
|
انواعي از مته هاي حفاري. |
| بيشترين تنش وارده در عمليات حفاري، به مته‌هاي حفاري است. مته‌هاي
حفاري، جزء قسمت‌هايي از رشته حفاري هستند که مرتباً در حال فرسايش
مي‌باشند و پس از حفر يک متراژ مشخص، کارايي خود را از دست مي‌دهند و
بايستي جايگزين شوند. بنابراين مواد جديدي که مته‌ها را در برابر خوردگي
فرسايش مقاوم‌تر نمايند در اين بخش بسيار مفيد هستند. کاربرد نانوکامپوزيتها در اين بخش کاربرد اصلي نانوتکنولوژي در مته هاي حفاري به صورت نانوپوشش مي باشد. اين پوشش ها را با توجه به سختي آنها، به دوگروه مجزا تقسيم مي کنند : 1) پوشش هاي سخت که داراي سختي کوچکتر از GPa 40 مي باشند و 2) پوشش هاي ابر سخت که داراي سختي بيشتر از GPa 40 مي باشند. تعداد پوشش هاي سخت در مقايسه با پوشش هاي ابرسخت مانند نيتريد بور (داراي ساختار مکعبي (c– BN)) ، الماس واره هاي بي شکل (DLC)، نيتريدهاي کربن بي شکل ( -CNx ) و الماس هاي پلي کريستال، بسيار زياد است. و اين پوشش هاي ابرسخت از لحاظ ترموديناميکي به شدت ناپايدار هستند. اين ناپايداري گاهاً باعث حل شدن يکي از عناصر ترکيب درون ماده ريز پايه خواهد شد. پوششهاي سخت ابر ساختار پوشش هاي ابرساختار چند لايه ي نانومتري هستند که به طور معمول از دو لايه مختلف ساخته شده اند. ضخامت اين لايه ها در محدوده 5 تا 10 نانومتر است. اين لايه هاي دوتايي مي توانند لايه هاي فلزي، نيتريدي، يا اکسيدي يا ترکيبي از فلز و ديگر ترکيبات باشند. با توجه به ترکيب شيميايي، پوشش هاي سخت ابرساختار به 5 گروه تقسيم بندي مي گردند: 1) ابرساختار فلزي که سختي پوشش هاي ابرساختار فلزي بسيار کم است. 2) ابر ساختارهاي نيتريدي که سختي اين پوشش ها در محدوده 45 تا 55 گيگا پاسکال مي باشد. 3) ابر ساختارهاي کربيدي که سختي اين پوشش ها در محدوده نيز درمحدوده 45 تا 55 گيگا پاسکال مي باشد. 4) ابر ساختارها اکسيدي 5) ابر ساختارهاي نيتريدي – کربيدي يا ابر ساختارهاي اکسيد/ فلزي. منتهي اين پوشش ها در مقايسه با پوشش هاي نانوکامپوزيتي در راستاي پوشش، تغييرات سختي دارد چرا که نفوذ بين فازي اجزاي لايه هاي مجاور باعث کاهش سختي آن در دماهاي بالا خواهد شد که اين مشکل از طريق توليد پوشش هاي نانوکامپوزيتي برطرف شده است. پوشش هاي نانوکامپوزيتي طبقه بندي پوشش هاي سخت نانوکامپوزيتي با توجه به مراجع به گونه هاي زير تقسيم بندي مي شوند: - نانوکامپوزيت نيتريد فلز در زمينه نيتريدي با ساختار a (nc – MeN/a-Nitride) مثال: (Me = Ti , W, V ) [1و2] nc – MeN/a - Si3N4 , nc – TiN / a - Si3N4 [3] 2- نانوکامپوزيت نيتريد فلز در زمينه نيتريدي با ساختار مکعبي (nc – MeN / nc – nitride) مثال: nc – TiC / nc – BN [1] 3- نانوکامپوزيت کاربيد فلز در زمينه کربني با ساختار a (nc- MeC / a - C) مثال: nc – TiC / DLC [4] 4- نانوکامپوزيت نيتريد فلز در زمينه فلزي (nc – MeN / metal) مثال: nc – ZrN/Cu [5] ، nc- (Ti , A1) N / AIN [6و7] ، nc – CrN/Cu [8] 5- نانوکامپوزيت نيتريد فلز يا کاربيد فلز در زمينه بورايدي با ساختار a (nc – MeN يا MeC / a - boron) مثال: nc – Ti (B, O) / quasi - a - (TiB2, TiB , B2O3) [9] ، Ti – B – C [10] 6- نانوکامپوزيت کاربيد تنگستن به همراه سولفيد تنگستن در زمينه الماسوارهها (nc – WC + nc – WS2/DLC) [11] 7- نانوکامپوزيت کاربيد فلز در زمينه نيتريدي و کربني با ساختار a (nc – MeC / a - C + a - nitride) مثال: nc – MoS2/a - C + a - MO2N [13] [12]
|
S. Veprek , P. Nesladek , A. Niederhofer, F. Glatz, M. Jilek , M. Sima , surf . Coat. Technol. 108/109 (1998) 138. C. Louro , A. Cavaliero, Hardness versus structure in W- Si – N sputtered coatings , 6th Int . Conf . on Plasma Surface Engineering, PSE – 98. September 14 , 18 , Garmisch Partenkirchen , Germany (1 M. Diserens , J , Patscheider , F. levy , Surf . Coat Technol . 108/109 (1998) 241. Resource
نانوذرات، روان كننده، كاهش اصطكاك