ساخت نانوکامپوزیت جدید با الهام از مسجد ایرانی

به گزارش خبرنگار حوزه علم و فناوری گروه دانشگاه خبرگزاری آنا از پروفیزیک، در هنگام حفاری در خاک برای پیدا کردن مواد خام یا ایجاد یک چاه به مایعات حفاری نیاز است تا فرایند حفر به‌راحتی پیش برود. دانشمندان از دانشگاه فنی براونشوایگ در آلمان برای بهبود خواص حفر چاه با استفاده از آب یک نانوکامپوزیت جدید ساخته‌اند. گشتاسب چراغیان دانشمند ایرانی یکی از اعضای این گروه تحقیقاتی است.

مایعات حفاری علاوه‌بر کاهش اصطکاک، از ابزار حفاری در برابر خوردگی نیز محافظت می‌کند و میزان لرزش آن را کاهش می‌دهد. مایع حفاری ترکیبی از آب و  بنتونیت است که در هنگام حفاری به درون خاک پمپاژ می‌شود. برای کنترل ویژگی‌های رئولوژی (روانه‌شناسی یا شارش شناسی علم جریان و تغییر شکل جریان‌هاست که برهم‌کنش بین نیروها، تغییر شکل و زمان را توصیف می‌کند) موادی مانند فِلدِسپات (نوعی کانی بلورین)، باریتین‌ (ماده‌ای معدنی دارای سولفات باریم) و انواع پلیمر به مایع حفاری اضافه می‌شود.

مهم‌ترین ویژگی پس از برش و حفر، تثبیت دیوارهای چاه با استفاده از  فیلتر کیک است که در حین حفاری به دیوارها می‌چسبد. فیلتر کیک در اصطلاح مهندسی شیمی به مواد تجمع یافته در پشت غشاء فیلترها در فرآیند فیلتراسیون گفته می‌شود. برای تصحیح فشار تشکیل‌شده در سنگ، چگالی مایع حفاری بسته به عمق و فشار تنظیم می‌شود.

دانشمندان برای بهینه‌سازی نفوذپذیری مایعات در فیلتر کیک، به مایع حفاری نانوذرات اضافه کردند. این نانوذرات‌ها طی فرآیند حفاری میکروکانال‌ها روی دیوار را می‌پوشانند. این امر ساختارهای مقرنسی روی سطح ایجاد می‌‌کند که شبیه به‌نوعی تزئین حجمی و تاقچه‌بندی آذینی در معماری ایرانی است که در زیر گنبدها یا نیم‌گنبدهای روی ایوان‌ها و درگاه‌های ورودی استفاده می‌شود.

چراغیان گفت: نانوذرات در صنعت ارزش زیادی دارند، چراکه به‌راحتی سنتز می‌شود و باعث ثبات ویژگی رئولوژی در حین حفر گل در دمای بالا می‌شود.

مایعات حفاری یکی از عوامل پرهزینه در صنعت حفر محسوب می‌شود. استفاده از نانوذرات در این فرآیند هزینه‌ها را کاهش می‌دهد و از نظر محیط‌زیستی نیز سالم‌تر هستند.

انتهای پیام/4021/