دانلود پروژه: مطالعه¬ی آزمایشگاهی تغییرشکل و شکست در دیواره¬ی چاه های نفت هنگام حفاری

تعداد 103صفحه در فایل word

مطالعه­ی آزمایشگاهی تغییرشکل و شکست در  دیواره­ی چاه های نفت هنگام حفاری

کارشناسی ارشد

مهندسی معدن گرایش استخراج

چکیده

حفر چاه در صنایع مختلف مانند نفت، گاز و معدن همواره با مشکل ناپایداری مواجه بوده و نیاز به صرف هزینه­های زیاد دارد. در این تحقیق، برای بررسی رفتار تغییرشکل و نحوه­ی شکست در دیواره­ی گمانه­های حفر شده، مطالعات آزمایشگاهی بر روی نمونه­های استوانه­ای توخالی جدار ضخیم ماسه­سنگ، مارن و آهک­رسی، گچ و بتن درسه شرایط تنش مختلف انجام شده است. این شرایط به­گونه­ای است که در اولین سری آزمایش­ها، تنش محوری ثابت و تنش جانبی متغیر (شرایط تنش: Ϭ_z = ϭ₁ ˃ ϭ_ϴ = ϭ₂ ˃ Ϭ_r = ϭ₃ =0)، در دومین سری آزمایش­ها، تنش جانبی ثابت و تنش محوری متغیر (شرایط تنش:  Ϭ_ϴ = ϭ₁ ˃ ϭ_z = ϭ₂ ˃ Ϭ_r = ϭ₃ =0) و در سومین سری آزمایش­ها، تنش محوری و جانبی ثابت و فشار داخلی کاهش می یابد (برای مدل کردن چاه نفت در هنگام حفاری، شرایط تنش: Ϭ_ϴ = ϭ₁ ˃ ϭ_r = ϭ₂ ˃ Ϭ_z = ϭ₃ (. نتایج آزمایش­­های انجام شده نشان داد که نحوه­ی شکست و تغییرشکل به شدت وابسته به اندازه و جهت تنش­های اصلی موثر در دیواره­ی چاه است. همچنین، برای نمونه­های ماسه­سنگ و آهک­رسی، بیرون­زدگی در دیواره چاه در طی ثابت نگه داشتن تنش محوری و افزایش تدریجی تنش جانبی به­صورت پوسته پوسته شدن در حالت اتساعی به سمت محور چاه می­باشد. برای نمونه­های آهک­رسی نیز همانند نمونه­های مارن، نحوه­ی شکست در حالت تنش جانبی یکنواخت و افزایش تدریجی تنش محوری با توزیع تصادفی در سه نقطه که با یکدیگر زاویه 120 درجه می سازند، اتفاق  می­افتد. رفتار تغییرشکل برای نمونه­های ماسه­سنگ و آهک­رسی تحت تنش محوری ثابت به صورت خطی و برای نمونه­های مارن تحت تنش جانبی ثابت به­صورت غیرخطی تا لحظه­ی شکست تغییر می­کند. در  نمونه های گچ و بتن شکست در اطراف گمانه در غیاب فشار داخلی، شکست برشی  است که  در دو جهت مخالف دیوراه رخ ­می­دهد. قابل توجه است که در حضور فشار داخلی، عمق شکست نسبت به عدم حضور آن کاهش می­یابد. نتایج بدست­آمده برای آزمایش­های انجام شده با نتایج مطالعات قبلی تطابق دارد.

کلمات کلیدی: چاه نفت،  نمونه­های استوانه­ای، تغییرشکل، شکست.