امروزه کارخانه های سیمان دنیا، نُه کلاس سیمان چاه نفت را می سازند. که همگی این سیمانها مشتقاتی از سیمان پرتلند می باشند. این سیمانها را به ترتیب حروف الفبا H, G, F, E, D, C, B, A و J (سیمان حرارت بالا) نامگذاری کردند، که در استاندارد API و isiri سیمان J گنجانده نشده است. ( به دلیل مصرف کم آن) عواملی که باعث بروز تفاوت بین سیمانهای نه گانه ی فوق می شوند، عبارتند از :
- ترکیبات مواد خام
- میزان نرمی دانه های سیمان
- میزان و نوع افزودنیهای سیمان
افزودنیهای سیمان بر چند نوعند :
- تند کننده ها accelerators
- کند کننده ها retarders
- سبک کننده ها extenders
که هر کدام از این افزودنیها وظائفی خاص و خواصی ویژه را به دوغاب سیمان می دهد و زمان نیم بندش و استحکام تراکمی آن را تنظیم می کند. بعداً با هر کدام از این مفاهیم بیشتر آشنا می شوید.
واژه های کلیدی :
کلاس های سیمان چاه نفت، نرمی سیمان، زمان نیم بندش، استحکام تراکمی، استاندارد API ، افزودنیهای سیمان.
در میان کلیه خدمات حفاری یک چاه نفت یا گاز، لوله گذاری (casing) و سیمان کاری (cementing) را یقیناً می توان مهمترین خدمت دانست. عمر چاه و مدت بهره برداری آن به مقدار وسیعی به درجه موفقیت این خدمات بستگی دارد. درعملیات لوله گذاری، چاه لخت بوسیله یک رشته لوله فولادی مخصوص پوشیده می شود و متعاقب آن در عملیات سیمانکاری، فضای حلقوی بین لوله و دیواره ی چاه، از یک دوغاب با ترکیبات معین، پر می گردد.
دوغاب سیمان با گذشت زمان می بندد و سخت می شود و سنگ سیمان حاصل چون غلافی محکم، لوله های پوششی را در بر می گیرد. [1]
از آنجا که بخش عظیمی از این عملیات توسط شرکتهای آمریکائی صورت می گیرد، متأسفانه تا کنون کمپانی های ایرانی موفقیت چندانی در این زمینه کسب نکرده اند، لذا در همین راستا کارخانه های سیمان کشور نیز در تولید سیمانهای چاه نفت تلاشی را انجام نداده اند. تنها دو کارخانه ی سیمان تهران و سیمان کرمان به تولید سیمان چاه نفت پرداخته اند که کارخانه ی سیمان تهران تنها در اوج کارهای حفاری کمپانی هالیبرتون با این شرکت همکاری داشته و بخش اعظم سیمان سیمان مورد نیاز این کمپانی را تولید می کرده، ولی اکنون با پایان گرفتن کار این کمپانی کارخانه ی سیمان تهران تولید خود را متوقف کرده است. اما کارخانه ی سیمان کرمان با تولید تنها کلاس G سیمان چاه نفت تنها پرچمدار کارخانجات سیمان ایران، کشوری سوار بر اقیانوس نفت، می باشد که جای بسی تأسف دارد.
پروژه ی حاضر به معرفی سیمانهای مختلف چاه نفت و افزودنی های آن و مقایسه ای اجمالی بین استاندارد API و isiri-8087 ایران پرداخته است. در فصل اول مختصری راجع به چگونگی تولید سیمان و فازهای تشکیل دهنده آن پرداخته و در ادامه، در فصل دوم، به معرفی کلاسهای مختلف سیمان چاه نفت پرداخته است. در فصول سوم و چهارم و پنجم به بحث در مورد افزودنیهائی که خواص تند کنندگی و کند کنندگی به بندش دوغاب سیمان می دهند و همچنین به تشریح دوغابهای سبک وزن سیمان پرداخته است. و سرانجام در فصل آخر بطور خیلی مختصر درباره ورود افزودنیهائی نو و تازه رس را در صنعت سیمانکاری نوید داده و دورنمائی بهتر را برای این صنعت حیاتی حفاری های نفت و گاز متصور شده است. و در پایان نتیجه ی کلی را در خصوص این پروژه ارائه نمودم.
تاریخچه :
پیدایش سیمان بزمانی مربوط می شود که بشر نخستین بار « سنگ آهک» را بمنظور تهیه «آهک زنده» پخت، پختن یا (کلسیناسیون) سنگ آهک خالص با لایمستون در دمای 900 منجر به تجزیه آن و تولید کلسیم اکسید یا آهک زنده و دی اکسید کربن یا گازکربنیک می شود.
کلسیناسیون سنگ آهک :
از ترکیب اکسید کلسیم با آب، هیدروکسید کلسیم با آهک مرده به فرمول بوجود می آید، که بدواً جسمی است فاقد سختی و استحکام، اما اگر آنرا با مقدار کافی آب ممزوج کرده و از آن خمیری درست کنیم و به مخلوط حاصل فرصت دهیم تا رطوبت خویش را از دست داده و خشک شود، آنگاه جسمی نسبتاً سخت با بافتی محکم بنام ساروج بوجود می آید.
از این جسم، قرنها بعنوان ملاط ساختمان برای پیوند دادن سنگها و آجرها به یکدیگر استفاده شده است و شاید قبل از آنکه بشر آنرا کشف کند، بجای آن از مخلوط خاک رس و آب استفاده می شد. خاک رس نیز چون با آب آمیخته گردد و فرصت یابد تا خشک شود، تبدیل به ملاط ضعیفی می گردد که می تواند واحدهای ساختمانی را تا اندازه ای بهم پیوند دهد. تهیه ملاط خاک رس برای انسان ساده تر از تهیه ملاط آهک مرده بوده است، زیرا خاک رس در طبیعت به مقدار فراوان و در همه جا یافت می شد، و احتیاج به پرسینگ هم نداشته ، اما برای تهیه آهک، بشر نیازمند به سنگ آهک و کوره مخصوص بوده است.
سخت شدن ساروج بخاطر تبخیر آب آن و کریستالایز شدن دانه هایش می باشد و با گذشت زمان که ملاط، گازکربنیک هوا را هم جذب می کند، سخت تر نیز می شود.
کلسیناسیون انواع مختلف سنگ آهک بتدریج بشر را متوجه این نکته کرد که اگر نوع سنگ آهک ناخالص باشد ( یعنی سنگ آهک مخلوط با مقداری خاک باشد)، پس از پخته شدن، آهکی حاصل می شود که چون با آب مخلوط گردد جسمی به مراتب سخت تر و محکم تر از آهک مرده بوجود می آید. کشف این نکته سرآغاز تولید سیمان مصنوعی ( یا artificial cement ) توسط انسان است.
در سال 1824، جوزف آسپدین (joseph aspdin) انگلیسی، مخلوطی از سنگ آهک و خاک رس را پخت و جسمی را که بدین ترتیب بدست آورد « سیمان پرتلند» نامید. سیمان پرتلند محصولی است هیدرولیک. یعنی اگر آنرا با مقدار معینی آب مخلوط کنند و دوغاب حاصل را بحال خویش بگذارند، پس از مدتی دوغاب تبدیل به جسمی سخت و بسیار محکم خواهد شد که بتن ( ) یا کانکریت نام دارد. کانکریت چون از سایر ملاطهای قبل از خود محکمتر خواهد شد و بعلاوه در زیر آب نیز دوام بیشری داشت و حتی با گذشت زمان محکمتر هم می شد، بزودی جانشین ملاطهای مختلف شد و بعنوان یکی از مهمترین مصالح ساختمانی بویژه در ساختن پایه های پل ها و تأسیسات زیر آب مورد استفاده قرار گرفت. در آغاز، کارخانه های سیمان را در مناطقی
شامل 121 صفحه فایل word قابل ویرایش بهمراه جداول ونمودارهای مربوطه
دانلود پروژه کلاس های سیمان چاه نفت
