Developing a Taylor-Couette Stand-Alone Viscometer for Testing Drilling Fluids with Turbulent Nano Fluid Flow and Testing Stability of Different Shale

"فى عمليات حفر آبار النفط والغاز، جزئيات النانونيه تضاف إلى سؤائل الحفر لتقليل كل من عامل الاحتكاك وفقدان سائل الحفر واستهلاك الطاقه،
وتزيد من دورة حياة معدات الحفر من أجل بيئه فعاله للطاقه. لكى نحسن أو نرفع من أداء عمليات حفر الآبار فى تكوينات صخريه بدون التسبب
فى تخريب البئر، لذا من الضرورى دراسة بعض خواص سائل الحفر فى ظروف معينه، مثل قياس لزوجة سوائل الحفر فى سرعة حركة الدوران
القصوى. فى أغلب الدراسات السابقه، تم الاعتماد عى استخدام الجهاز الأعتيادي/التقليدى فى قياس لزوجة سوائل الحفرمع العلم بمحدودية هذا
الجهاز فى استخدامه فى السرعات الدورانيه المنخفضه المتوافقه مع التدفق المنتظم /الرقائقى. لا يوجد أى دراسات عمليه توضح ثأتير الجزيئات
النانويه عى الزوجة أو عامل الاحتكاك لسوائل الحفر فى التتدفق الاضطرابى. لذا تم تصمييم وصناعة جهاز تايلور كوت) Taylor-Couette ( لقياس
لزوجه عامل الاحتكاك لسوائل النانونيه للتتدفق الإضطرابى إلى هذا الوقت الجهاز لم تتم معايرته لأنه يتطلب مزيد من التطوير. الهدف من المقترح
الحالى هو إضافة حساسات متعدده لجهاز تايلور كوت ) Taylor-Couette ( للتمكن من قياس الطاقه والعزم الدوراني وسرعة الحركه الدوارنيه وبعد
ذلك سوف يزود النظام / الجهازبمعالج ) microprocessor ( لحساب لزوجة سائل الحفر مع الجزيئات النانوية وعناصر مهمه أخرى مثل سرعة
الحركه الدورانيه، الحرارة ورقم رينولدز. الجهاز يتكون من أسطوانتين عموديتين أحداهما من الزجاج والأخرى من الحديد. الزجاجة الحديدية الداخليه
تدور بسرعة دوران مختلفه تصل إلى 2500 دوره فى الدقيقه وأسطوانة الزجاج الخارجيه تكون ثابته. بالنسبة لأسطوانة الزجاج الخارجيه يوجد
مقترح لتبديله مع العديد من المواد اللبنه للبئر المراد صنعها فى الكليه الاستراليه، والهدف هو التحقيق أو بحث احتمالية الضرر من سرعة حركة
الدوران العاليه للحفر عى الأسطوانه الخارجيه وإيجاد حل لتجنب الضرر بواسطة استخدام نسب أحجام مختلفه من الجزيئات النانونيه فى سوائل
الحفر. لأنه يوجد اعتقاد سايد فى حالة تحسين أداة الحفر فى عمليات حفر آبار النفط، سوف يكون ثأتيره إيجابى جدا من الناحيه الاقتصاديه بشكل
عام عى الدولة وبشكل خاص عى الشركة، من ناحية تقليل التكاليف التقنية ) technical costs ( .وخاصة في الآبار العمية"

"In oil and gas wells operations, nanoparticles may be added to drilling fluids to reduce skin friction, fluid loss, reduce energy
consumption, and increase life cycle of drilling equipment for an energy efficient environment. In order to improve drilling
performance without damaging well bore, it is needed to study some properties in different or certain condition such as viscosity
of drilling fluids in high rotational speeds. In literature, only standard viscometers were used to study viscosity of drilling
fluids which is merely limited to low and fixed rotational speeds and corresponds to laminar flows. No experimental studies
are observed on effects of nanoparticles on viscosity or skin friction of drilling fluids in turbulent flows. For this purpose, an
experimental vertical Taylor-Couette (TC) system will be designed and built to measure viscosity and skin friction of nanofluids
in laminar and turbulent flows. The objective of present proposal is to build and equip a TC system with several sensors to
measure power, torque, fluid density, and rotational speed. The system is then further equipped with a microprocessor to
measure, calculate and display the fluid density, dynamic and kinematic viscosity of drilling fluids enriched with nanoparticles
and with other important parameters such as rotational speed, temperature and Reynolds number and so on. The TC system
is made up of two concentric vertical cylinders, one from Plexiglas and another one from Steel. The inner Steel cylinder is
rotating with a variable speed motor to nominal rotational speeds up to 2500 rpm. The outer Plexiglas cylinder is stationary.
The outer Plexiglas cylinder is planned to be replaced with several soft materials of the well bore to be made in ACK. The goal is
to investigate the possible damage effects of high rotational drilling speeds on the outer cylinder and to find possible solution
to avoid this by utilizing different volume percentage of Nano fluids in drilling liquids. It is believed that improving drilling
performance in drilling operations can be economically highly important particularly in deep oil and gas wells in Kuwait."