کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6782081 1432265 2018 13 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Discrete element modelling of stress-induced instability of directional drilling boreholes in anisotropic rock
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی عناصر گسسته از بی ثباتی ناشی از استرس در حفاری های حفاری جهت در سنگ های غیر آسترپیک
کلمات کلیدی
روش عنصر گسسته، بی ثباتی گمانه حفاری جهت، سنگ ناهمسانگردی،
ترجمه چکیده
حفاری جهتی یک تکنولوژی بی رویه و مقرون به صرفه برای نصب خطوط لوله و خطوط لوله در سازه های کم عمق و استخراج منابع غیر متعارف در مخازن عمیق است. عملکرد گمانه های حفاری نه تنها با تمرین حفاری (به عنوان مثال، اندازه گمانه و جهت حفاری) بلکه با محیط زمین شناسی (به عنوان مثال، استرس در محل و خواص ژئوماتیکی) مرتبط است. مدل سازی عناصر گسسته بر روی نمونه های سنگی آنی استروپیک توخالی را برای نشان دادن بی ثباتی ناشی از استرس در امتداد یک گمانه حفاری جهت با قسمت های عمودی، شیبدار و افقی انجام می دهیم. ما به طور سیستماتیک تأثیرات محدودیت فشار، قطر گوه و جهت گیری بستر بر روی پاسخ مکانیکی نمونه های توخالی را ارزیابی می کنیم. هنگامی که فشار محرک افزایش می یابد، فشار پیک از روش به صورت خطی برای قطر های نسبتا کوچک گهواره به یک روند تنش ناپذیر برای قطر گوه های نسبتا بزرگ متفاوت است. هر دوی تنش و مدول الاستیسیته با قطر گوه بزرگتر کاهش می یابد. اثرات هواپیماهای مادری وقتی که گمانه عمود بر سطح هواپیما قرار دارد، ناچیز است، در حالی که گمانه گویی در طول هواپیما بستگی دارد. وجود هواپیما های ملافه ای منجر به غلظت تنش مماسی در طول مسیر طبیعی هواپیما شده است، که در نهایت بر مکانیسم شکست در مقیاس ذرات غالب می شود. با افزایش زاویه انحصاری، حالت شکست های غالب از شکست شکست کششی ماتریکس سنگ به شکست برشی در طول هواپیما بستر تبدیل می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات مهندسی ژئوتکنیک و زمین شناسی مهندسی
پیش نمایش مقاله
مدل سازی عناصر گسسته از بی ثباتی ناشی از استرس در حفاری های حفاری جهت در سنگ های غیر آسترپیک
چکیده انگلیسی
Directional drilling is a viable and cost-effective trenchless technology for the installation of pipelines and conduits in shallow formations and the extraction of unconventional energy resources in deep reservoirs. The performance of drilled boreholes is associated not only with drilling practice (e.g., borehole size and drilling direction) but also with geological environment (e.g., in-situ stress and geomaterial property). We conduct discrete element modelling on hollow anisotropic rock samples to elucidate the stress-induced instability along a directional drilling borehole with vertical, inclined, and horizontal sections. We systematically evaluate the influences of confining pressure, borehole diameter, and bedding orientation on the mechanical response of the hollow samples. When the confining pressure increases, the peak stress varies from a linearly increasing fashion for relatively small borehole diameters to an unstable variation trend for relatively large borehole diameters. Both peak stress and elastic modulus decrease with larger borehole diameter. The effects of bedding planes are negligible when the borehole exists perpendicular to bedding planes, while borehole instability likely occur when the borehole is oriented along bedding planes. The presence of bedding planes leads to the concentration of tangential stress along the normal direction of bedding planes, which ultimately dominates the failure mechanisms at the particle scale. With the increase of anisotropy angle, the dominant failure modes transform from the tensile failure of rock matrix to the shear failure along bedding planes.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Tunnelling and Underground Space Technology - Volume 81, November 2018, Pages 55-67
نویسندگان
, , ,