Mécanique des chantiers pétroliers

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Amélioration de la maintenance préventive des Top drive "Bentec 500-HT" par la méthodologie "Lean Six Sigma"
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2023) Rial, Mohamed Adam; Tas, Said; Halimi, Djamel (Promoteur)
Le forage est un processus très compliqué et onéreux, qui nécessite des équipements très performants pouvant travailler dans des conditions extrêmes, qui provoquaient la détérioration et l’usure rapide. La maintenance préventive et corrective assure la surveillance de ces équipements pour limiter les arêtes non planifier et donc augmenter la productivité et la fiabilité. Mais à cause du non-respect des instructions de la maintenance ou des mauvaises manipulations et l’environnement saharien qui est très sévère, la défaillance survienne, tandis que le coût d’arête est très élevé. Alors, il faut créer une nouvelle stratégie de maintenance ou l’améliorer, pour éliminer les causes qui affectent la fiabilité et la productivité. Ce mémoire explore l’utilisation d’une nouvelle méthode de maintenance Lean Six Sigma à l’objective de minimiser et réduire les défauts des équipements ou les éliminer c’est possible, pour qu’on puisse améliorer l’efficacité des équipements et réduire les dépenses globales et maximiser la rentabilité.
Analyse de performance de l’outil «ONYX 360 Rolling Cutter» sur la phase 6" dans le champ d’In Salah
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2016) Meghaouri, Idris; Bouzid, Rachid (Promoteur)
Le forage des formations dures et abrasives est très difficile à cause de l’usure rapide des taillants des outils, ce problème nous oblige à utiliser plusieurs outils pour atteindre la profondeur finale de forage, ce qui n’est pas rentable. Dans notre cas, ce problème a été rencontré au cours du forage de la phase 6" (réservoir) dans le champ d’In Salah, ou les formations Emsien, Siégénien et Silurien présentent une dureté et une abrasivité très élevées. Cette étude a pour objectif d’introduire la nouvelle technologie des taillants des outils (rolling cutters) et estimer leurs performances dans le forage de cette section et leur usure résultante. Une autre partie dans ce travail est consacrée pour la comparaison du comportement de ce nouvel outil avec la conception de base dans deux types de roches (grès et argiles). Dans cette partie l’étude a été concentrée sur les vibrations axiales et latérales, ainsi que sur la vitesse de pénétration (ROP). Dans la deuxième partie de l’étude on va analyser les résultats de l’utilisation de l’outil ONYX 360 rolling cutter dans cas réel (forage de la phase 6’’ dans le champ d’In Salah) pour enfin confirmer les études théoriques et les travaux de simulation sur cette technologie.
Analyse et optimisation de l’efficacité d’un séparateur horizontal (CS8) du champ pétrolier d’Edjelah – In Amenas
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2025) Douas, Mourad; Benbrik, Abderrahmane (Promoteur)
Le Séparateur horizontal triphasique est un équipement essentiel dans l’industrie pétrolière, utilisé pour séparer le mélange brut issu du puits en trois phases distinctes : huile, gaz et eau. Son efficacité influence directement la qualité des produits, la stabilité du procédé et la réduction des pertes. Dans ce travail, la performance d’un séparateur horizontal installé dans le champ d’Edjeleh à In Amenas a été étudiée et optimisée à l’aide de la dynamique des fluides numérique. Le modèle eulérien multiphasique, associé au modèle de turbulence k-ε, a permis de simuler l’écoulement interne et d’analyser la distribution des phases. Deux configurations ont été examinées : une première correspondant à la conception de référence et une seconde introduisant des ajustements géométriques pour mieux orienter l’écoulement et réduire les turbulences. Les résultats montrent que la géométrie optimisée offre un écoulement plus stable, une meilleure stratification et une diminution des zones de recirculation, traduisant une amélioration globale du fonctionnement du séparateur. Ce mémoire met ainsi en évidence l’importance des ajustements internes dans l’amélioration de la performance et ouvre la voie à de futures optimisations expérimentales et numériques.
Application de l'intelligence artificielle au contrôle de la qualité des surfaces métalliques
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2024) Boulaghleme, Abdenour; Rezaimia, Oussama; Sabri, Khier (Promoteur)
Dans l'industrie de fabrication, la qualité de la surface des pièces à produire est d'une grande importance et il est essentiel de la contrôler au cours des processus de production. Malgré les défis posés par l'inspection visuelle, notamment avec l'augmentation de la vitesse de production, il est difficile d'identifier les défauts dans les produits même après leur fabrication, ce qui entraîne une réduction de la qualité et une augmentation des dépenses. Le travail que nous avons réalisé dans ce mémoire consiste à appliquer des algorithmes d'intelligence artificielle (IA) pour identifier et repérer automatiquement les défauts de surface des tôles et pour optimiser les résultats de la classification. Pour ce faire, ces algorithmes sont entraînés sur une base de données d'images des différents défauts qui peuvent apparaître sur la tôle. Nous contribuons ainsi à fournir un véritable outil de contrôle de qualité des tôles, d'optimisation de la maintenance et du contrôle des procédés.
Application des méthodes d’intelligence artificielle pour la maintenance prédictive de la turbine à gaz "MS5001D"
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2023) Boucherma, Abdeldjalil; Harhout, Riad (Promoteur)
L'objectif principal de cette étude vise à anticiper les défaillances et les pannes et détecter en temps préalable les éventuelles défaillances de cette turbine à gaz étudié, en offrant ainsi une opportunité d'intervention précoce pour éviter les pannes majeures et les coûts de maintenance élevés. Cependant une étude et une analyse comparative de différentes approches analytiques et de divers algorithmes d'apprentissage automatique sont appliquées, tels que XGB, Extra Trees et Bagging.., dans le but de sélectionner la méthode la plus efficace pour la détection de défaillances et d’anomalies qui peuvent être engendré au fur et à mesure de fonctionnement de cette turbine.
Assessment of the effect of nitriding treatment on physical and mechanical properties of stainless steels
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2025) Fradj, Oussama Souheib; Taouche, Benyoucef Soufiane; Chemaa, Khaled (Promoteur)
The Aim of this study is to apply a low-temperature plasma nitriding to AISI 304 and 316L stainless steels to evaluate its impact on structural, mechanical, and electrochemical properties. X-ray diffraction (XRD) confirmed the formation of expanded austenite (γN), which is responsible for the hardness improvement. Nanoindentation tests showed a reduction in penetration depth from ~1150 to 1100 nm in 304 and from ~1100 to 1070 nm in 316L under a 100 mN load. Electrochemical analysis revealed divergent behaviors. In AISI 304, corrosion resistance decreased significantly, with corrosion potential shifting from –28.7 to –306.9 mV and corrosion current density rising from 7.76 nA to 3.97 μA. This deterioration is attributed to unstable passive films and microstructural discontinuities caused by heterogeneous nitrogen saturation. In contrast, AISI 316L exhibited improved corrosion behavior: despite an increase in current density from 10.5 nA to 6.69 μA, impedance spectroscopy confirmed a strong capacitive response, indicating the formation of a more stable and homogeneous γN layer. The presence of molybdenum in 316L played a key role in enhancing passive film stability. These results indicate that plasma nitriding improved hardness in both alloys through interstitial nitrogen strengthening but affected corrosion differently depending on alloy composition: degradation in 304 due to passive film instability, and reinforcement in 316L thanks to molybdenum’s stabilizing effect.
Caractérisation d’une soudure hétérogène sur tubes en aciers inoxydables, par méthodes destructives et non-destructive
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2016) Benkherrour, Adil; Gaceb, Mohamed (Promoteur)
Le soudage des alliages d’acier inoxydables présente un intérêt particulier dans le cadre de son application dans diverses industries aéronautique, production pétroliers et autres. Ce travail, consistera à évaluer, dans le domaine de soudabilité opératoire entre les aciers inoxydables (martensitique ; duplex), les évolutions des caractéristiques mécaniques et microstructurales au travers du joint de soudure. On utilise la microscopie optique pour la microstructure et les essais de dureté, de traction monotone et le contrôle par l’ultrason pour les caractéristiques mécaniques.
Conception et fabrication de pièces d’équipements pétrolier par l'impression «3D» à travers la méthode de « Reverse Engineering »
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2024) Bensekhria, Elyes; Bouchenine, Louai Dhia; Bloul, Benattia (Promoteur)
Le reverse engineering des pièces mécaniques est une pratique consistant à analyser et comprendre le fonctionnement, la conception et les caractéristiques d'une pièce mécanique existante, en partant de son état final pour remonter à sa conception initiale. Cela implique souvent la déconstruction physique de la pièce ainsi que l'utilisation de divers outils tels que la modélisation «3D», la numérisation, l'analyse des matériaux et des processus de fabrication. Cette méthode est largement utilisée dans l'ingénierie, la fabrication, la réparation, et même la conception de produits concurrents. Les technologies modernes comme la numérisation 3D et la modélisation assistée par ordinateur ont considérablement facilité ce processus, permettant la création de modèles numériques précis à partir de données physiques existantes, ce qui permet aux ingénieurs de travailler avec une plus grande précision et efficacité.
Conception simulation et amélioration de performance d’une turbo foreuse
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2016) Rekik, Oussama; Hadj Brahim, Aissa; Benbrik, Abderrahmane (Promoteur)
La Turbo foreuse est un moteur hydraulique utilisé pour le forage de puits vertical ou horizontal de pétrole et de gaz, et aussi un type de turbomachines hydrauliques axiales, la section motrice de turbine a plusieurs étages de stators et rotors. Elle convertit la puissance hydraulique fournie par le fluide de forage, sous la forme de pression et de débit en énergie mécanique sous forme de rotation. L'efficacité de la turbo foreuse est dépendante de la forme des aubes, ces derniers sont les composants hydrauliques les plus importants, par conséquence, il est important d'analyser l'impact du liquide de forage sur les aubes de la turbo foreuse. Ce projet représente une méthodologie pour la conception de la section motrice à plusieurs étages de la turbo foreuse, cette méthodologie de l'étude sera basée sur l'utilisation d'une simulation avec logiciel ANSYS qui utilise les outils : BLADEGEN, TURBO-GRID, CFX, CFD, Static Structural et FSI.
Conception, calculs et exploitation de la pompe à boue de forage de type "TPK 7 1/2"X 14" / 2200 Cl"
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2022) Hafayed, Rafik; Boussairi, Hassani; Guebli, Abdelhamid (Promoteur)
Le pétrole et le gaz jouent un rôle fondamental dans l’économie nationale, ils constituent la source la plus importante d’énergie qui a une valeur inappréciable. Pour exploiter ces richesses souterraines, on procède au forage qui est une opération très délicate et la plus coûteuse du processus d’exploitation de cette énergie. La pratique montre que les fonds engagés dans les travaux de forage comprennent plus de 30% des tous les investissements concentrés dans l’industrie du pétrole et de gaz de notre pays. L’objectif prioritaire des foreurs est la réalisation d'un puits, conformément au programme qui leur a été fourni, au meilleur coût possible dans les meilleures conditions techniques. Les travaux de forage de puits de pétrole et de gaz sont le plus difficiles dans l’industrie pétrolière et exigent beaucoup de main d’oeuvre, différents matériaux et nécessitent de grand investissement. Dans l’installation de forage de puits pétroliers on trouve toujours le système de circulation d’un liquide de forage, qui est généralement la boue de différentes natures destinée à l’absorption de la chaleur dégagée lors du frottement de l’outil de forage avec les roches et à faire monter les déblais des roches forées vers la surface par circulation en recyclage. Cette circulation nécessite l’utilisation de pompes à boue de forage, qui sont des pompes volumétriques à pistons assurant de grands débits et supportant de grandes pressions de refoulement. Tenant compte de l’importance considérable des pompes à boue de forage dans le processus de forage des puits pétroliers, l’étude de ces pompes est très importante pour les spécialistes en mécanique des chantiers pétroliers pour justifier leur choix, assurer leur exploitation rationnelle et contrôler leur sûreté de fonctionnement. C’est dans ce cadre que s’inscrit le présent mémoire de fin d’étude, qui a pour thème : Etude de la conception, calculs et exploitation de la pompe à boue de forage de type TPK 7 1/2"X14" / 2200 CL. Ce mémoire est en premier lieu consacré à la présentation du puits pétrolier à forer HTF35 par l’ENTP grâce à l’appareil de forage TP 199, qui est équipé par la pompe à boue de forage étudiée de marque WILLS et de type TPK 7 1/2"X14" / 2200 CL. Ce mémoire est en deuxième lieu consacré l’étude de la pompe à boue de forage de type TPK 7 1/2"X14" / 2200 CL. De point de vue conception et exploitation, et ceci pour bien faire connaissance avec cette pompe. Ce mémoire est en troisième lieu consacré à des calculs hydrauliques et mécaniques pour vérifier le bon choix de cette pompe à boue dans les conditions imposées par le forage du puits cité.
Contribution à l’amélioration de la politique de maintenance d’un chantier de forage par l’optimisation des coûts de défaillance du "Top Drive Canrig 8050 AC-712"
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2024) Aberkane, Abdelhadi; Benredjem, Ahmed; Halimi, Djamel (Promoteur)
Les Entreprises utilisent les nouvelles technologies pour améliorer les équipements de forage en utilisant des appareils très modernes et plus fiables comme le système Top Drive entré en service à l'ENAFOR. L’objectif de cette étude est de proposer des solutions pour améliorer la politique de maintenance de Top Drives à l’ENAFOR et l’optimisation du coût de défaillance. Pour cela, nous avons mené une étude analytique de la fiabilité des éléments du Top Drive en fonction de l’utilisation des lois de fiabilité, notamment la loi de Weibull, et un outil d'aide à la maintenance PARETO, en exploitant l'historique des pannes inclus dans le système SAP donnés par l'entreprise, nous identifions les éléments les plus importants et analysons les coûts de maintenance. Cette étude nous a permis de trouver des résultats qui nous ont permis de proposer une solution préventive pour améliorer les coûts de défaillance de cet appareil.
Contribution à l'amélioration de la politique de maintenance d’une turbine à gaz (GT10) par l’optimisation des coûts de défaillance
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2024) Djemada, Idris; Selatna, Ayoub; Halimi, Djamel (Promoteur)
L’objectif de cette étude consiste à contribuer à l’amélioration de la gestion de la fonction maintenance au niveau de l’entreprise Sonatrach (RGTE). Pour ce faire, nous avons mené un diagnostic de la fonction maintenance après une étude détaillée de l’existant, lequel nous a permis de dégager des axes d’améliorations. Parmi ceux-ci, nous avons élaboré Réservoirs de gaz et création d'un nouveau calendrier de maintenance pour une turbine à gaz GT10.
Contribution à l’amélioration de la qualité de freinage d’un frein à bandes par la méthode "LSS"
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2022) Zebboudj, Rafik Abdelfatah; Halimi, Djamel (Promoteur)
Le treuil est un équipement de levage fondamental dans le procédé de forage, il accomplit des fonctions importantes et détermine la profondeur du forage dépendant de sa capacité. Le système de freinage du treuil se compose de deux parties : un frein mécanique à bandes appelé le frein principal et un frein auxiliaire électromagnétique qui assiste à réduire la charge imposée sur le frein principal. Ce mémoire explore L’amélioration de la qualité de freinage du frein à bandes pour le treuil OILWELL 840-E en utilisant la méthodologie de contrôle de qualité Lean six sigma afin d’améliorer la disponibilité et réduire le temps d’arrêt de production causé par l’usure sur ces freins.
Contribution à l’amélioration des performances du Desilter du système de nettoyage de la boue de forage
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2024) Hamouda, Aymen; Benchehaima, Mohamed Amine; Benbrik, Abderrahmane (Promoteur)
Le Desilter de boue de forage est un composant crucial dans le processus de forage pétrolier et gazier, conçu pour éliminer les solides abrasifs de la boue de forage. Il utilise des hydrocyclones pour séparer et éliminer les déblais indésirables (particules telles que le sable et le limon), améliorant ainsi la qualité et les propriétés du fluide de forage recyclable. En éliminant les solides abrasifs, les desilters aident à protéger les équipements en aval, y compris les pompes, les tuyaux, la tête d'injection, le train de tiges et les outils de forage. Cela réduit l'usure des composants de l'équipement, prolongeant la durée de vie de l'équipement et réduisant les coûts de maintenance. Le desilter aide à maintenir un système de boue de forage clair et bien contrôlé, minimise les temps d'arrêt associés aux pannes d'équipement, améliore le taux de pénétration et augmente l'efficacité globale du forage. Le desilter utilise des forces inertielle et gravitationnelle pour séparer les particules solides du liquide. Le flux dans le desilter est un écoulement turbulent et tourbillonnaire à deux phases (phase continue (boue) et phase discrète (solide)). Dans cette étude, la performance du desilter est évaluée en utilisant la dynamique des fluides numérique. Le modèle de turbulence k-ε RNG a été utilisé pour étudier l'interaction entre la boue et les particules solides. Les simulations réalisées se concentrent sur la dépendance de l'efficacité du desilter en fonction des paramètres de fonctionnement. Les résultats obtenus montrent que les paramètres de fonctionnement appropriés utilisés améliorent l'effet de séparation cyclonique.
Contribution à l’amélioration des performances du dessableur du système de circulation de l’installation de forage
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2023) Reghis, Khireddine; Lakhzoum, Mohamed Rafik; Benbrik, Abderrahmane (Promoteur)
Ce mémoire se concentre sur l'amélioration des performances du dessableur dans le système de circulation d'une installation de forage. À travers une étude approfondie, il examine la théorie du fonctionnement du dessableur, les paramètres influençant les performances de séparation et les calculs nécessaires. De plus, il aborde la maintenance du dessableur, en décrivant les différentes formes de maintenance et les outils utilisés. En résumé, ce mémoire offre une analyse complète du dessableur et propose des recommandations pour optimiser son fonctionnement, contribuant ainsi à l'amélioration globale des opérations de forage.
Contribution à l’amélioration des performances du fonctionnement d’une pompe à jet de production du pétrole
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2024) Reggai, Mezyan; Malaoui, Abdelhamid; Sahnoune, Khaled (Promoteur)
L'objectif principal de notre travail est d'améliorer les performances de pompe à jet en optimisant leur conception et fonctionnement. En utilisant le logiciel ANSYS-CFX, l'étude analyse le comportement hydraulique des systèmes de pompage, évalue les débits, les pressions et les pertes de charge, et visualise les profils de vitesse et les champs de pression à l'intérieur des pompes. Les résultats montrent que pour une efficacité optimale de 56,42 %, le fluide de puissance doit être pompé à une pression d'injection de 28158 Pa avec un débit de 7,33 kg/s dans une pompe de 20 mm de rayon. L'étude conclut que l'eau est le fluide de puissance le mieux adapté, notamment pour les puits à haute salinité, et recommande des études supplémentaires pour maximiser l'efficacité et la pression de sortie, ainsi que l'intégration de systèmes de surveillance en temps réel pour améliorer la fiabilité des opérations de pompage.
Contribution à l’amélioration du planning de maintenance préventive du moteur "Caterpillar 3512" par l’étude "AMDEC"
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2016) Toumiat, Abderrahmen; Rachedi, Abdenour; Halimi, Djamel (Promoteur)
Ce mémoire est divisé en quatre chapitres. On a commencé dans le chapitre un par la présentation de l'entreprise nationale des travaux aux puits, la description du lieu du stage et de l’appareil de forage. Ensuite le chapitre deux qui est consacré à l’étude technique du moteur Diesel 3512 de la famille "CATERPILLAR". Dans le troisième chapitre, on a expliqué le concept de la méthode "AMDEC" et la maintenance en générale. Enfin le chapitre quatre, dans lequel on a appliqué l’étude "AMDEC" sur le moteur Diesel.
Contrôle de l’état d’un compresseur "HP" (MHI-4V8B) à l’aide de la maintenance conditionnelle (analyse vibratoire)
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2025) Benhadj Djilali, Ishak; Halimi, Djamel (Promoteur)
L’Objectif de cette étude est de surveiller le compresseur centrifuge HP (MITSUBISHI 4V- 8B) par l'analyse vibratoire et la détection des défauts mécaniques comme le balourd ou le désalignement, et l’application des corrections via l’équilibrage statique et l’alignement. Les résultats montrent une réduction considérable des vibrations, prouvant l’efficacité de la maintenance conditionnelle pour améliorer la fiabilité et prévenir les arrêts imprévus des équipements tournants.
Contrôle de l’état d’un équipement par l’intelligence artificielle : application à la butée d’un top drive
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2021) Kheloufi, Kheridine; Ghachi, Sami Riadh; Halimi, Djamel (Promoteur)
Le forage est un processus très compliqué et onéreux, qui nécessite des équipements très performants pouvant travailler dans des conditions extrêmes, qui provoquer la détérioration et l’usure rapide. La maintenance préventive et corrective assure la surveillance de ces équipements pour limiter les arrêtes et donc augmenter la productivité et la fiabilité. Mais à cause du non-respect des instructions de la maintenance ou des mauvaises manipulations, la défaillance survienne, tandis que le coût d’arrête est très élevé. Alors, il faut créer une nouvelle stratégie de maintenance, pour un diagnostic bien précis. Ce mémoire explore l’utilisation d’intelligence artificiel dans la maintenance prédictive, au sein des chantiers pétroliers, ce dernier utilise des données des capteurs pour l’autodiagnostic de l’état des équipements critiques, Afin d’éliminer les erreurs humaines, et donc réduire le coût d’arrête.
Contrôle de l’état d’un équipement par l’intelligence artificielle : application au roulement "NU313" de la pompe "06-P-531-B"
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2023) Hamici, Mohamed; Halimi, Djamel (Promoteur)
L’industrie pétrolière, en particulier dans les centres de traitement de gaz (CPF), est confrontée à des défis majeurs en termes de maintenance préventive et de gestion des défaillances. Les coûts élevés des arrêts de production et les conséquences potentiellement graves sur la sécurité et l’environnement nécessitent une approche efficace de la maintenance. Dans ce contexte, l’application de l’intelligence artificielle (IA) dans les systèmes de surveillance et de diagnostic joue un rôle crucial. Ce mémoire se concentre sur l’implémentation d’un modèle d’IA pour la détection des défauts de roulements "NU313ECM" dans la pompe 06-P-531-B du centre de traitement de gaz "CPF". En utilisant des données de vibration et des signaux d’enveloppe, le système de surveillance automatique basé sur l’IA vise à améliorer la détection précoce des défauts, à réduire le temps de diagnostic et à optimiser la maintenance préventive. L’adoption de ce système permettra de minimiser les temps d’arrêt, d’améliorer la sécurité des équipements et d’optimiser les performances de la pompe dans le centre de traitement de gaz "CPF".