مقدمه :

از ميان كليه خدماتي كه در طول حفاري يك چاه نفت يا گاز به آن داده مي شود لوله گذاري (Casing   ) و سيمانكاري ( Cementing   )را مي توان يقيناً مهمترين خدمت دانست عمر چاه ، مزان توليد و مدت بهره دهي  آن به مقدار وسيعي بستگي به درجه حرارت اين خدمات دارد .

در عمليات لوله گذاري جاه سخت بوسيله يك رشته لوله فولادي مخصوص پوشيده مي شود و متعاقب آن در عمليات سيمانكاري فضاي حلقوي بين لوله و ديواره چاه از يك دوغاب سيمان با تركيبات معين پر مي گردد . دوغاب سيماين كه به اين ترتيب دالان پشت لوله ها را پر مي كند را گذشت زمان   ( معمولاً پس از چند ساعت يا چند روز ) مي بندند و سخت مي شود و سنگ سيماني حاصل چون غلافي محكم لوله هاي پوششي را در بر مي گيرد و آنها را با سازنده پيوند مي دهند .

مي توان همه آنها را در دو كلمه محافظت و ممانعت خلاصه كرد:

سيمان به ديواره چاه ثبات مي دهد و لوله هاي پوششي را در مقابل فشارهاي خارجي ناشي از طبقات زمين كه ممكن است حتي باعث درهم شكستن وخورد گشتن لوله ها گردد و نيز در مقابل الكتروليز و خوردگي ناشي ا ز آبهاي خورنده و زير زميني و هيردوكربن هاي ترش يا تماس مستقيم لوله ها با چينه ها مي باشد « محافظت » مي كند واز مهاجرت سيالهاي يك سازنده به سازنده ديگر و آلوده شدن ناخواسته هيدروكربنهاي ارزشمند ( نفت و گاز)محافظت به عمل مي آورند .

 

1-1)    تاريخچه پيدايش سيمان

پيدايش سيسمان به زماني مربوط مي شود كه بشر نخستين بار« سنگ آهك»را به منظور تهيه آهك زنده پخت ، پخش ( يا كليناسيون )سنگ آهك خالص يا ( لايستون )CaCo3     در دماي 900 درجه منجر به تجزيه آن و توليد كلسيم اكسايد يا آهك زنده ( Cao  ) و كربن دي اكسيد يا گاز كربنيك ( Co2  ) مي شود .

كلسيناسيون سنگ آهك CaCo3                 CaO  +  Co2

از تركيب كلسيم اكسايد با آهك هيدروكسيد يا آهك مرده به فرمول Ca(OH)2  بوجود مي آيد كه بدواً جسمي است كه فاقد استحكام و سختي ليكن اگر آن را با مقدار كافي آب ممدوح كرده و از آن خميري درست كنيم (بويژه مقداري هم ماسه و خاك  )به آن بيفزاييم و به مخلوط  حاصل فرصت دهيم تا رطوبت خويش را از دست داده خشك شود آنگاه جسمي نسبتاً سخت را با بافتي محكم  بنام ساروج بوجود خواهد آمد .

حرارتCa2  + H2O                             Ca(OH)2 +

ساروج Ca(OH)2  +   H2O                                  (mortar )

از اين جسم قرنها به ملات ساختمان براي پيوند دادن سنگها و آجرها به يكديگر استفاده شده است و شايد قبل از آنكه بشر آن را كشف كند بجاي آن از مخلوط خاك رس و آب استفاده ميشده خاك رس نيز همچو ملاتهاي ديگر چون با آب آميخته گرددو فرصت يابد تا خشك شود تبديل به ملات ضعيفي مي گردد كه بتواند واحدهاي ساختماني را تا اندازه اي به هم پيوند دهد . تهيه ملات خاك رس براي انسان ساده تر از تهيه ملات آهك مرده است زيرا خاك رس در طبيعت به مقدار فراوان و در همه جا يافت مي شود و احتياج به پراسينگ هم نداشته ليكن براي تهيه آهك بشر نيازمند به سنگ و كوره مخصوص بوده است .

در بحث سيمان كاري چهار كاني وجود دارد كه عبارتند از :

1-  Tricalium  silicate                                2- Di  calcum  silicati

3- Tri  calcium                     4- tera calcium  aluminofrite

سيماني كه تنها محتوي چهار كاني فوق باشد قابل استفاده در هيچ كاري نيست زيرا وقتي آنرا با آب كافي مخلوط كينم دوغاب حاصل ، ظرف مدت جند دقيقه به شسرعت مي بندد و سخت مي شود كارخانه هاي سيمان براي رفع اين عيب درمرحله آسياب كلينكر بين 5/1  تا 3 درصد چيبسم يا گچ متبلور (CaSO4-2H2O   ) به سيمان مي افزايند تا زمان بندش دوغاب آنرا به تعويق مي اندازند و در حد مطلوب و قابل قبول وزن نگهدارند اين كار بسيار حساس است و بايد با دقت كافي انجام شود .

بطوري كه گچ به صورتي متحاسن و يكدست در همه نقاط سيمان پراكنده گردند و تحت شرايط آسياب فرمول شيميايي آن تغييري نكند و كيفيت آن ثابت بماند.

 

 

 

 

 

 

 

2-1)تعيين درصد تركيبات اكسيدي سيمان

جدول 1-1)درصد اكسيدهاي 3 نوع سيمان

Retarded

Cement

High  early-strength  cement

Standard portland  cement

-

64

66.5

65.6

Analysis  by exides  lime (cao)

23.2

21.1

22.2

Silioa (sio)

4.2

4.8

5.8

Alumina(Al2O3)

5.00

2.6

2.8

Ferrio  oxide(Fe2O3)

1.2

1.2

1.9

Megnesia (Mgo)

2

2.7

1.8

Sulfur  Trioxide (SO3)

0.7

0.9

0.7

Ignnnilion  Loss

 

از روي اطلاعات حاصل از جدول فوق و با كمك فرمولهاي زير مي توان درصد تركيبات اكسيدي موجود در نمونه هاي سيمان را محاسبه كرد .

الف : اگر  باشد در اينصورت:

%C3S = (4.07   %CaO) – (7.6   %SiO2) – (6.72  %Al2O3)

-         (1.43  Fe2O3) – (2.85  %SO3)

%C2S = (2.87   %SiO2) – (0.754   %C3S)

%C3A = (2.65   Al2O3 )  - (1.69   %Fe2O3 )

 

%C4AF  =  3.04  %Fe2O3

%CaSO4 = 1.7   %SO3

ب: اگر  باشد در اينصورت %C3A=0  و يك محلول جامد يا ملغمه اي از آهن ، آلومينا و كلسيم در سيمان موجود ميباشد.

%C3S= (4.07  %CaO ) – (7.60  %SiO2 ) – (4.48  %Al2O3)

-         (2.86  %Fe2O3) – (2.85  %SO3)

%(C4AF + C2F ) = (2.10  %Al2O3 ) + (1.7  %Fe2O3)

 

جدول 2-1) با استفاده از 1-1 و فرمولهاي تنظيم شده فوق آناليز شده اند:

Retarded cemant

High early strength cement

Standard Portland cement

 

:: برچسب‌ها: %C4AF = 3 , 04 %Fe2O3 %CaSO4 = 1 , 7 %SO3 ب: اگر باشد در اينصورت %C3A=0 و يك محلول جامد يا ملغمه اي از آهن ، آلومينا و كلسيم در سيمان موجود ميباشد , %C3S= (4 , 07 %CaO ) – (7 , 60 %SiO2 ) – (4 , 48 %Al2O3) - (2 , 86 %Fe2O3) – (2 , 85 %SO3) %(C4AF + C ,
:: بازدید از این مطلب : 124

|

امتیاز مطلب : 0

|

تعداد امتیازدهندگان : 0

|

مجموع امتیاز : 0