پایان نامه حفاری
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)تعداد صفحات122
فصل اول
مطالعات مقدماتی و اصول عمومی طراحی فضاهای زیرزمینی
فصل دوم
طـراحی چنـدفضـای زیـرزمینی مجـاور هم
فصل سوم
روش طراحی سازه‌های زیرزمینی
فصل چهارم
تفاوتها و ویژگیهای تونلهای معدنی و راه
فصل ششم
روشهای نـگهـداری تـونلهای معـدنی و راه
فصل پنجم
حـفـاری تـونـلهـای مـعـدنـی و راه
نگاهی اجمالی به سیر تحول تونلسازی
اگر حفر قنوات بخشی از عرضه تونلسازی محسوب شود آنگاه قدمت این فن به 2800 سال قبل از میلاد بر می‌گردد. زیرا باستان‌شناسان معتقدند که حفر قنوات در مصرو ایران از آن زمانها معمول بوده است. تذکر این نکته در اینجا در خور توجه است که در سال 1962 طول کل قنوات در ایران را 000/160 کیلومتر تخمین زده‌اند. اگر از این مورد که ذکر شد صرفنظر شود اولین تونل زیرآبی در 2170 سال قبل از میلاد در زمان بابلیها در زیر رودخانه فرات و بطول یک کیلومتر ساخته شد که هر چند بصورت حفاری تونل اجرا نشده است ولی همین، کار حداقل تجربه و تبجر معماران آن عصر را نشان می‌دهد. از این نوع کار دیگر اجرا نشده است تا 4000 سال بعد که در 1825 تونل تیمز زیر رودخانه تیمز ندن ساخته شد. تونل‌زنی درون سنگها به علت شکل حفاری و عدم امکانات و عدم نیاز ـ به جز موارد بسیار محدود ـ فقط در دو قرن اخیر توسعه یافته اس. هر چند اختراع باروت به قرنها قبل بر می‌گردد و بعضی آنرا حتی به قرن دوم میلادی نسبت می‌دهند ولی کاربرد آن در شکستن سنگها احتمالاً در قرن 16 بوده است و اختراع دینامیت در قرن 19 موجب تحولات تدریجی ولی اساسی در سهولت ایجاد تونل در سنگها شد گرچه ایجاد تونل در سنگها به علت سختی سنگ نیاز به مواد منفجره و یا وسایل بسیار سخت و برنده دارد ولی در سنگهای خیلی نرم و در رسوبات سخت نشده، مشکل تونل‌زنی به لحاظ نگهداری تونل است. بطوری که تا قبل از اختراع شیلد توسط در سال 1812، ایجاد تونلهای بزرگ مقطع در رسوبات سست فوق‌العاده مشکل می‌نمود. اولین کاربرد شیلد در 1825 در حفر تونل زیر رودخانه تیمز بود. هر چند حفر این تونل 5/1 کیلومتری حدود 18 سال طول کشید روش شیلد بعداً توسط تکمیل گردید و بعلاوه نامبرده کاربرد هوای فشرده را نیز در شیلد عملی ساخت (1886) با گسترش شهرها، اختراع ترنها، افزایش جمعیت، پیشرفت صنایع و نیاز مبرم به معادن گسترش شبکه‌های زیرزمینی، هم به منظور عبور و مرور و هم بمنظور انتقال آب و فاضلاب و نیز در پیشروی معادن و غیره ضرورت یافت و با سرعت روز افزون از اواخر قرن 19 تاکنون پیشرفتهای چشمگیری حاصل گردیده است. بگونه‌ای که در سالهای اخیر استفاده از ماشینهای حفر تمام مقطع تونل رشد سریعی داشته است. ایده استفاده از این ماشینها از زمانهای دور است. اولین ثبت شده در امریکا توسط جان ویلسون در سال 1856 برای تونل هوساک در ماساچوست بوده است ولی تنها توانسته 3 متر از تونل 7600 متری را حفر نماید در دهه‌های اخیر توسعه بسیار زیادی پیدا کرده بطوری که در بسیاری از موارد بعنوان اولین گزینه برای حفر تونل می‌باشد.
پایان نامه اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت
این پایان نامه در 100 صفحه و در قالب فایل ورد (قابل ویرایش) ارائه شده است.
حفاری به معنی نفوذ در سنگ است . نفوذ در سنگ گاهی به منظور خرد کردن آن انجام میگیرد .
به طور کلی صرف نظر از نوع روش و منشا انرژی ، عملیاتی را که به حفر چال در سنگ منجر می شود ، نفوذپذیری می نامند.
مواد معدنی زیربنای اقتصاد و صنعت در جامعه را تشکیل می‌دهند. بشر از همان آغاز آفرینش خود و در طول تاریخ، بر حسب نیازمندیها و شناخت از مواد معدنی استفاده کرده است. اکنون نیز انسان از تمامی مواد معدنی به حالت‌ها و شیوه‌های گوناگون بهر‌ه‌برداری می‌نماید. به دیگر سخن همین مواد معدنی هستند که پایه و اساس تمدن را تشکیل می‌دهند. عوامل مؤثر بر آستانه اقتصادی شدن مواد معدنی عواملی چون عرضه، تقاضا و مسائل سیاسی می‌باشد . میزان تولید مواد معدنی در دهه گذشته افزایش شایانی داشته است.
عواملی که موجب این افزایش می باشند عبارتند از : پیشرفت در تکنولوژی و روشهای حفاری ، پیشرف در زمینه اکتشاف به دلیل مشخص شدن منشاء محیط و چگونگی تشکیل ذخایر مختلف، مثلاً نظریه تکتونیک صفحه‌ای کمک‌های مؤثری در رابطه با کشف ذخایر مس پروفیری نمود‌ه است . در دهه اخیر بکارگیری روشهای نوین ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی در کشف ذخایر جیدد بخصوص آنهایی که در اعماق زمین قراردارند کمک مؤثری نمود. همچنین ماشینهای جدید استخراج موجب شده تا ذخایری که در اعماق قرار داشته قابل بهر‌ه‌برداری شوند و با کمک از این ماشین الات میزان تولید روزانه بالا رود. پیشرفت در زمینه صنعت تلغیظ و تصفیه موجب گردید تا بسیاری از ذخایر عمیق دور از دسترس نیز قابل بهر‌ه برداری شوند. همزمان با بالارفتن تولید، میزان مصرف موادمعدنی نیز افزایش داشته است.
فهرست مطالب
چکیده………………………………………………………………………………………….. ۳
مقدمه………………………………………………………………………………………….. ۴
فصل اول
شاخصهای حفاری……………………………………………………………………………. ۶
سختی………………………………………………………………………………………….. ۶
سفتی…………………………………………………………………………………………… ۷
سایندگی……………………………………………………………………………………….. ۷
اندازه و یکنواختی دانه‌ها……………………………………………………………………… ۹
جدایش………………………………………………………………………………………… ۹
تقسیم بندی سنگها بر اساس شاخصهای حفاری………………………………………. ۱۰
سنگهای آذرین ساینده……………………………………………………………………….. ۱۱
سنگهای آذرین نیمه ساینده…………………………………………………………………… ۱۱
سنگهای آذرین با سایندگی کم……………………………………………………………….. ۱۲
سنگهای آذرین تجزیه ………………………………………………………………………. ۱۲
سنگهای متامورفیک………………………………………………………………………….. ۱۳
سنگهای متامورفیک سخت و ساینده…………………………………………………………. ۱۳
سنگهای متامورفیک نیمه سخت و نیمه ساینده………………………………………………. ۱۴
سنگهای متامورفیک نرم……………………………………………………………………… ۱۴
سنگهای رسوبی……………………………………………………………………………… ۱۴
سنگهای سخت سیلیسی………………………………………………………………………. ۱۵
سنگهای رسوبی ساینده با سختی کم………………………………………………………… ۱۵
شکننده اما ساینده…………………………………………………………………………….. ۱۶
نسبتاً سخت اما فاقد خاصیت سایندگی………………………………………………………. ۱۶
سنگهای رسوبی نرم و فاقد , خاصیت سایندگی…………………………………………….. ۱۷
فصل دوم
مشخصات و پارامترهای سنگ برای حفاری ……………………………………………… ۱۸
حفاری پذیری اولیه…………………………………………………………………………… ۲۲
پارامترهای پیشرفت………………………………………………………………………… ۲۳
پارامترهای خوردگی ابزار………………………………………………………………….. ۲۴
دانه بندی……………………………………………………………………………………… ۲۶
حفاری پذیری کلی…………………………………………………………………………… ۲۷
خصوصیات جرم سنگ……………………………………………………………………… ۲۷
قرار گرفتن ناپیوستگی‌ها……………………………………………………………………. ۲۹
نتیجه گیری …………………………………………………………………………………. ۳۰
فصل سوم
حفاری ضربه‌ای…………………………………………………………………………….. ۳۱
۳-۱ حفاری کابلی……………………………………………………………………………. ۳۲
۳-۱ الف) تمیز کردن چال…………………………………………………………………… ۳۳
۳-۱ ب) نظریه حفاری کابلی………………………………………………………………. ۳۵
۳-۱- ج) امتیازات حفاری کابلی…………………………………………………………… ۳۸
۳-۱- د) نقاط ضعف و معایب این سیستم…………………………………………………… ۳۹
۳-۲ دستگاه حفاری چکشی………………………………………………………………….. ۴۰
۳-۲-۱ اصول عملیات حفاری توسط این ماشینها……………………………………….. ۴۲
۳-۳ اندیس گذاری …………………………………………………………………………… ۴۷
۳-۴ تولید و انتقال انرژی در سیستم حفاری ضربه‌ای…………………………………….. ۵۰
۳-۴-۱ اتلاف انرژی در طول لوله حفاری…………………………………………………. ۵۴
۳-۵ انتقال انرژی در سطح تماس مته با سنگ از اولین موج ایجاد شده…………………. ۵۶
۳-۶ تراست مورد نیاز در حفاری ضربه‌ای………………………………………………. ۶۰
۳-۷ تأثیر شکل سرمته در حفاری ضربه‌ای………………………………………………… ۶۲
آزمایشات تعیین مشخصات در سیستم حفاری ضربه‌ای…………………………………… ۶۳
فصل چهارم
.سیستم حفاری چرخشی………………………………………………………………………. ۶۹
۴-۱ حفر چال‌های انفجاری با استفاده از سیستم حفاری چرخشی…………………………. ۷۱
۴-۲ عوامل مؤثر بر میزان نفوذ سرمته در داخل سنگ…………………………………… ۷۲
۴-۳ سرمته‌های حفاری چرخشی……………………………………………………………. ۷۸
۴-۴ انواع مختلف طراحی…………………………………………………………………… ۷۹
۴-۵ اساس کار سرمته‌های مخروطی گردنده………………………………………………. ۸۱
۴-۶ عمل فشارش و ایجاد شکست در سنگ………………………………………………… ۸۳
۴-۷ آنالیز عمل متقابل سرمته و سنگ با در نظر گرفتن میزان انرژی ذخیره شده……… ۸۷
۴-۷-۱ عمل اولیه سرمته……………………………………………………………………. ۸۷
۴-۷-۲ عمل ثانویه سرمته………………………………………………………………….. ۸۹
۴-۸ طوق چرخشی…………………………………………………………………………. ۹۰
فصل پنجم
حفاری الماسه……………………………………………………………………………….. ۹۳
۵-۱ انواع سرمته‌های الماسه………………………………………………………………. ۹۵
۵-۱-۱ سرمته‌های دارای قطعات الماس بر روی سطح بدنه…………………………….. ۹۵
۵-۱-۲ سرمته‌های دارای قطعات الماس در داخل ترکیب بدنه…………………………… ۹۶
۵-۲ مقایسه هزینه ها در حفاری‌های الماسه………………………………………………. ۹۷
۵-۳ لوله‌های مغزه‌گیری……………………………………………………………………. ۹۹
۵-۳ الف) لوله‌های مغزه گیری انفرادی…………………………………………………. ۱۰۰
۵-۳ – ب) لوله‌های مغزه گیری دو جدار………………………………………………… ۱۰۱
۵-۳-ج) لوله‌های مغزه گیری دو جداره اصلاح شده……………………………………. ۱۰۳
۵-۴ تکنیک حفاری با خطوط سیمی………………………………………………………. ۱۰۵
۵-۴-۱ سیستم حفاری سیمی………………………………………………………………. ۱۰۵
۵-۴-۲ پایداری چال در حفاری سیمی……………………………………………………. ۱۰۷
۵-۴-۳ رشته لوله‌های حفاری سیمی…………………………………………………….. ۱۰۸
۵-۴-۴ محفظه مغزه گیری در حفاری سیمی……………………………………………. ۱۰۸
۵-۴-۵ سیستم با قابلیت جمع شدن………………………………………………………… ۱۰۹
۵-۴-۶ امتیازات و مزایای سیستم حفاری سیمی………………………………………… ۱۱۰
سرمته‌های مغزه گیری در حفاری سیمی………………………………………………… ۱۱۱
۵-۵ هزینه‌ها………………………………………………………………………………. ۱۱۱
۵-۶ محاسبات عملی در حفاری الماسه………………………………………………….. ۱۱۲
۵-۷ نظریه حفاری بر مبنای عمل سایش………………………………………………… ۱۱۵
۵-۸ تأثیر خواص سنگ در میزان نفوذ سرمته‌های الماسه نوع او.ل………………….. ۱۱۹
۵-۹ سرمته‌های الماسه نوع دوم…………………………………………………………. ۱۲۰