Petrol sondajlarında kullanılan üç konili (tricone) matkap profilinin ansys yazılımı ile statik gerilme ve termal (sıcaklık) analizlerinin delphi ile programlanması
Static stress and thermal analyses of tricone drill bit profiles used in petroleum drilling via ansys software and programming with delphi
- Tez No: 1017370
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ADEM YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği, Mechanical Engineering, Petroleum and Natural Gas Engineering
- Anahtar Kelimeler: Ağır petrol, Ham petrol, Likit petrol gazı, Makine mühendisliği, Makine teknolojisi, Makine öğrenmesi, Heavy oil, Crude oil, Mechanical engineering, Machine technology, Machine learning
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Batman Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu doktora tez çalışmasında petrol sondajları için kritik bileşeni olan üç konili (tricone) matkapların üzerine uygulanan yük (ton) değerine göre statik gerilme analizi ve derinlik miktarına bağlı değişen sıcaklık değerinin termal yayılım analizi Ansys yazılım programı aracılığıyla dijital simülasyonları elde edilmiştir. Delphi programı ile veri tabanı kütüphanesi oluşturularak, raporların bütüncül şekilde kullanıcıya uygun olan bir ara yüz tasarlanmıştır. Araştırma sonuçları kapsamında matkap üzerine uygulanan yük değerinin 2-3 ton seviyesinde maksimum statik gerilme 22,55 MPa ve sıcaklık gradyanına bağlı olarak hesaplanan 26 °C sıcaklık etkisi sonucu matkap gövdesinin ve dişlerin güvenli bölgede olduğunu göstermiştir. Matkap üzerine uygulanan yük değerinin 7-8 ton seviyesindeyken matkap gövdesinde gözlenen maksimum statik gerilme değeri 68 MPa ile sıcaklığın 35 °C sonuçlarına göre modelin yapısal bütünlüğünün sağlandığını ancak yüzeysel aşınmaların gözlendiği tespit edilmiştir. 8-11 ton seviyesinde matkap gövdesindeki statik gerilme değeri 87,37 MPa ile sıcaklığın 45 °C değerine ulaştığında koni gövdesinden içe doğru açısal (0,08°) burkulmanın yaşandığı ve dişlerin kesicilik özelliklerinin yitirmeye başladığı tespit edilmiştir. 11-13 ton seviyesinde statik gerilme değerinin 110,37 MPa ve sıcaklığın 55 °C seviyelerine ulaştığında matkap koni dişlerinde %50 oranında aşınma ve kırıkların görüldüğü tespit edilmiştir. 13-15 Ton seviyesinde statik gerilme değerinin 128,77 MPa ile 55 °C sıcaklık sonuçlarıyla modelin dişlerin bazılarının tamamının kırıldığını ve koni yüzeyinde gözle görünür sürtünme kaynaklı çiziklerin oluştuğu gözlemlenmiştir. Son seviye olan 15-19 ton değerinin oluşturduğu 156,36 MPa gerilme ile sıcaklığın da 70 °C seviyesine geldiğinde matkap tasarımında yapısal deformasyonun bütüncül yaşandığı ve koni dişlerinde de iflasın oluştuğunu göstermiştir. Bu çalışma neticesinde üç konili (tricone) matkap ait sondaj boyunca yaşanan durumların dijital ikiz modeli ile görsel karşılaştırma imkânı sağlanmıştır. Bu sayede şirketler için matkap seçimine bağlı maliyet kaybı en aza indirgenmiştir.
Özet (Çeviri)
This doctoral thesis study digitally simulated static stress analysis and thermal diffusion analysis of temperature varying with depth, based on the load (in tons) applied to tricone drills, a critical component for oil drilling, using the Ansys software program. A database library was created using the Delphi program, and a user-friendly interface was designed to present the reports comprehensively. The research results showed that at a load of 2-3 tons, the maximum static stress was 22.55 MPa, and the temperature gradient was calculated at 26 °C, indicating that the drill body and teeth were within the safe zone. At a load of 7-8 tons, the maximum static stress observed in the drill body was 68 MPa, and the temperature was 35 °C. The results indicated that while the structural integrity of the model was maintained, surface wear was observed. At the 8-11 ton level, when the static stress in the drill body reaches 87.37 MPa and the temperature reaches 45 °C, it was determined that an angular buckling (0.08°) inward from the cone body occurred, and the cutting properties of the teeth began to be lost. At the 11-13 ton level, when the static stress reaches 110.37 MPa and the temperature reaches 55 °C, it was determined that 50% wear and fractures were observed in the drill cone teeth. At the 13-15 ton level, with a static stress of 128.77 MPa and a temperature of 55 °C, it was observed that some of the teeth of the model were completely fractured and visible friction-induced scratches formed on the cone surface. At the final level, 15-19 tons, with a stress of 156.36 MPa and a temperature of 70 °C, it was shown that structural deformation occurred throughout the drill design and failure occurred in the cone teeth. This study provided a digital twin model for visual comparison of the conditions encountered during drilling with a three-cone (tricone) drill. This minimized cost losses for companies due to drill selection issues
Benzer Tezler
- Investigation of the inhibition characteristics of different polyamines under several temperature and shale contamination conditions in drilling fluids
Sondaj akışkanlarında farklı sıcaklıklarda ve şeyl kirlenmesi şartlarında farklı poliaminlerin şeyl inhibitör özelliklerinin incelenmesi
BERFİN ÇIRA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YILDIRAY PALABIYIK
DOÇ. DR. MUSTAFA HAKAN ÖZYURTKAN
- Semi analytical pressure surge model for Extended Herschel-Bulkley fluids
Extended Herschel-Bulkley akışkanlar için yarı analitik basınç dalgalanması modeli
MÜCAHİT YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRŞAT ALTUN
- Digital control of a hot water supply system using solar energy
Başlık çevirisi yok
MEHMET EMİN GEZMİŞOĞLU
- Petrol ve doğalgaz sondajlarında maliyet optimizasyonu
Cost optimization in oil and natural gas drilling
AHMET GÜLLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜL YAŞAR
- Petrol sondajlarında çamur
Drilling mud in the oil well drilling
HÜSEYİN BÜYÜKGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Maden Mühendisliği ve MadencilikÇukurova ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ADEM ERSOY