پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 399 |
| تعداد مقالات | 5,389 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,288,209 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,882,950 |
تعیین گستره خرابی بریک- اوت پیرامون گمانه به کمک معیار موهر- کولمب و هوک- براون | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 6، دوره 52، شماره 5، مرداد 1399، صفحه 1109-1126 اصل مقاله (1.87 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2019.15233.5856 | ||
| نویسندگان | ||
| علی لکی روحانی* 1؛ جبار الدین عباسی2 | ||
| 1عضو هیات علمی | ||
| 2دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران | ||
| چکیده | ||
| با حفرگمانه در توده سنگ و در اعماق زیاد توزیع تنش پیرامون آن برهم خورده و در مجاورت آن تمرکز تنش ایجاد می‌شود. اگر تنش‌های برشی ایجاد شده ناشی از فشار تنش‌های برجا، در سنگ پیرامون گمانه از مقاومت آن بیشتر شوند، باعث رخداد نوعی از خرابی در پیرامون گمانه می‌گردد که به آن خرابی بریک- اوت گفته می‌شود. مشاهده شده که نواحی خرابی بریک- اوت در امتداد تنش اصلی کوچکتر ایجاد شده و توسعه پیدا می‌کنند. در این مقاله با فرض رفتار الاستیک توده سنگ، به حل تحلیلی خرابی بریک- اوت با استفاده از معیار خرابی موهر- کولمب و هوک- براون برای مدل‌های دوبعدی پرداخته می‌شود و گستره خرابی با استفاده از این دو معیار بدست می‌آید. مطابق با نتایج بدست آمده از مدل ریاضی، پارامترهای مؤثر در عمق و عرض بریک- اوت رخ داده در پیرامون گمانه، وابسته به مشخصات مکانیکی مصالح موجود در معیار خرابی انتخاب شده و همچنین مقدار و نسبت تنش‌های برجا می‌باشند. درصورتی‌که نسبت تنش‌های برجا یک باشد، خرابی از نوع بریک- اوت رخ نخواهد داد. همچنین با افزایش کیفیت سنگ، گستره خرابی بریک- اوت کمتر می‌شود و با کاهش مشخصات مکانیکی سنگ و افزایش مقدار و نسبت تنش‌های برجا محدوده خرابی بزرگتر می‌شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| مدل ریاضی دوبعدی؛ خرابی بریک-اوت؛ معیار خرابی موهر-کولمب؛ معیار خرابی هوک- براون؛ رفتار الاستیک | ||
| موضوعات | ||
| مکانیک سنگ و شیروانی های سنگی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Determination of breakout failure zone around the borehole using the Mohr-Coulomb and Hoek-Brown failure criteria | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Ali Lakirouhani1؛ Jabbar Addin Abbassi2 | ||
| 1Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, University of Zanjan | ||
| 2Civil Engineering Department, University of Zanjan | ||
| چکیده [English] | ||
| By drilling borehole in the ground, the distribution of stress around it changes, and stress concentration is created. If the shear stress induced by in- situ stresses is more than rock strength, it causes a kind of failure around the borehole, which is called breakout. It has been observed that breakout failure zones are initiated and propagated in the direction of the minimum in- situ stress. In this paper, by the assumption of elastic behavior of rock mass, the analytical 2D analysis of breakout failure using the Mohr-Coulomb and Hoek-Brown failure criteria is addressed and the failure zone is obtained by using these two criteria. According to the results of the mathematical model, the effective parameters in the depth and width of the breakout occurring around the borehole are depended on the mechanical properties of the materials in the medium as well as the amount and ratio of in- situ stresses. If the ratio of stresses is one, breakout failure will not occur. Also, with increasing the rock quality, the breakout depth decreases, and with decreasing rock strength and increasing the amount and ratio of stresses, the breakout area becomes larger | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| 2D Analytical Model, Breakout Failure, Mohr-Coulomb Failure Criterion, Hoek-Brown Failure Criterion, Elastic behavior | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] A. Zang, O. Stephansson, Rock fracture criteria, in: Stress Field of the Earth’s Crust, Springer, 2010, pp. 37-62. [2] J. Bell, D. Gough, Northeast-southwest compressive stress in Alberta evidence from oil wells, Earth and planetary science letters (1979). [3] M.D. Zoback, D. Moos, L. Mastin, R.N. Anderson, Well bore breakouts and in situ stress, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 90(B7) (1985) 5523-5530 [4] R.A. Plumb, S.H. Hickman, Stress‐induced borehole elongation: A comparison between the four‐arm dipmeter and the borehole televiewer in the Auburn geothermal well, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 90(B7) (1985) 5513-5521. [5] H. Haimson, C. Herrick, Borehole breakouts-a new tool for estimating in situ stress?, in: ISRM International Symposium, International Society for Rock Mechanics and Rock Engineering, 1986. [6] J. Reinecker, M. Tingay, B. Müller, Borehole breakout analysis from four-arm caliper logs, World stress map project, (2003) 1-5. [7] M.D. Zoback, Reservoir geomechanics, Cambridge University Press, 2010. [8] H. Kutter, Influence of drilling method on borehole breakouts and core disking, in: 7th ISRM Congress, International Society for Rock Mechanics and Rock Engineering, 1991. [9] L. Mastin, The development of borehole breakouts in sandstone, Master’s thesis, in, Stanford Univ., Stanford, Calif, 1984. [10] R. Ewy, N. Cook, Deformation and fracture around cylindrical openings in rock—II. Initiation, growth and interaction of fractures, in: International journal of rock mechanics and mining sciences & geomechanics abstracts, Elsevier, 1990, pp. 409-427. [11] E. Papamichos, Sand production and well productivity in conventional reservoirs, Amadei, Kranz, Scott and Smeallie (eds) Rock mechanics for industry, Balkema Rotterdam, (1999) 209-215. [12] P. Van den Hoek, Prediction of different types of cavity failure using bifurcation theory, in: DC Rocks 2001, The 38th US Symposium on Rock Mechanics (USRMS), American Rock Mechanics Association, 2001. [13] A. Klaetsch, B. Haimson, Porosity-dependent fracture-like breakouts in St. Peter sandstone, Mining and tunneling innovation and opportunity, (2002) 1365-1371. [14] R. Cuss, E. Rutter, R. Holloway, Experimental observations of the mechanics of borehole failure in porous sandstone, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 40(5) (2003) 747-761. [15] B. Haimson, Micromechanisms of borehole instability leading to breakouts in rocks, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 44(2) (2007) 157173. [16] E. Papamichos, J. Tronvoll, A. Skjærstein, T.E. Unander, Hole stability of Red Wildmoor sandstone under anisotropic stresses and sand production criterion, Journal of Petroleum Science and Engineering, 72(12) (2010) 78-92. [17] H. Lee, T. Moon, B. Haimson, Borehole breakouts induced in Arkosic sandstones and a discrete element analysis, Rock Mechanics and Rock Engineering, 49(4) (2016) 1369-1388. [18]I. Song, Borehole breakouts and core disking in westerly granite: mechanisms of formation and relationship in situ stress, University of Wisconsin--Madison, 1998. [19] H. Lee, Borehole breakouts in arkosic sandstones and quartz-rich sandstones, The University of WisconsinMadison, 2005. [20] E. Leeman, The measurement of stress in rock: Part I: The principles of rock stress measurements, Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 65(2) (1964) 45-81. [21] D. Gough, J. Bell, Stress orientations from borehole wall fractures with examples from Colorado, east Texas, and northern Canada, Canadian Journal of Earth Sciences, 19(7) (1982) 1358-1370. [22] B.C. Haimson, J.N. Edl Jr, Hydraulic fracturing of deep wells, in: Fall Meeting of the Society of Petroleum Engineers of AIME, Society of Petroleum Engineers, 1972. [23] M. Mansourizadeh, M. Jamshidian, P. Bazargan, O. Mohammadzadeh, Wellbore stability analysis and breakout pressure prediction in vertical and deviated boreholes using failure criteria–A case study, Journal of Petroleum Science and Engineering, 145 (2016) 482-492. [24] H. Kim, L. Xie, K.-B. Min, S. Bae, O. Stephansson, Integrated in situ stress estimation by hydraulic fracturing, borehole observations and numerical analysis at the EXP1 borehole in Pohang, Korea, Rock Mechanics and Rock Engineering, 50(12) (2017) 3141-3155. [25] H. Zhang, S. Yin, B.S. Aadnoy, Poroelastic modeling of borehole breakouts for in-situ stress determination by finite element method, Journal of Petroleum Science and Engineering, 162 (2018) 674-684. [26] S. Khatibi, A. Aghajanpour, M. Ostadhassan, O. Farzay, Evaluating Single-Parameter parabolic failure criterion in wellbore stability analysis, Journal of Natural Gas Science and Engineering, 50 (2018) 166-180. [27] J.C. Jaeger, N.G. Cook, R. Zimmerman, Fundamentals of rock mechanics, John Wiley & Sons, 2009. [28] E. Hoek, C. Carranza-Torres, B. Corkum, HoekBrown failure criterion-2002 edition, Proceedings of NARMS-Tac, 1(1) (2002) 267-273.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 6,422 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 707 |
||
