طراحی مکانیزم، مدلسازی، محاسبات و تحلیل شیر ایمنی درون چاهی

در این پژوهش، با بررسی طراحی مکانیزم شیر ایمنی طرح هایی که تا کنون در چاه های ایران استفاده شده است و نتایج حاصل از بررسی مزایا و معایب آنها، تعیین هندسه و انتخاب جنس قطعات با در نظر گرفتن سهولت تامین مواد اولیه، سهولت و امکان پذیر بودن فرایند های ساخت و تولید، طراحی یک شیر ایمنی جدید انجام شده است. در طراحی جدید ، نشیمنگاه نارونده دارای بیشینه قطر خارجی 8.267 in ، کمینه قطر داخلی 5.950 in ، طول 2.3 ft و جرم 121 lbs می باشد. مجموعه قفل دارای بیشینه قطر خارجی 6.63 in ، کمینه قطر داخلی 3.465 in ، طول 1.38 ft و جرم 66 lbs می باشد. شیر ایمنی دارای بیشینه قطر خارجی 5.950 in ، کمینه قطر داخلی 3.250 in ، طول 3.06 ft و جرم 152 lbs می باشد. شیر جایگزین دارای کمینه قطر داخلی 3.812 in ، طول آن به همراه مجموعه قفل 2.165 ft و جرم آن 103 lbs می باشد. طول شیر ایمنی به همراه مجموعه قفل 4.23 ft و جرم آن 218 lbs می باشد. بیشینه دمای کاری تجهیزات طراحی شده با توجه به جنس آببند های پلیمری 280 °f می باشد. مهم ترین ویژگی در شیر ایمنی طراحی جدید، فشار کاری 10,000 psi می باشد. فشار هیدرولیک در وضعیت کاملا باز 2000 psi+working pressure و در وضعیت بسته 320psi در نظر گرفته شده است. سیستم تعدیل فشار در این طرح بر روی دریچه قرار دارد و در ازای فشار کاری 10,000 psi فشار هیدرولیک مورد نیاز برای عملکرد آن 3,200 psi می باشد. لازم به ذکر است که در طرح های قبلی که در چاه های ایران استفاده شده است، فشار کاری 6 ksi بوده است. در صورتیکه طراحی این شیر ایمنی برای اولین بار در کشور برای فشار کاری 10 ksi انجام شده و در صورت ایجاد امکان تولید آن، امکان استفاده از آن در چاه های کشور میسر خواهد بود. همچنین در طراحی مکانیزم و مدلسازی از نرم افزار pro engineer و در شبیه سازی و تحلیل المان محدود از نرم افزار abaqus استفاده شده است.