تعيين حداقل فشار لازم براي آغاز رشد ترك در عمليات شكست هيدروليكی

چكيده
عمليات شكست هيدروليكي، يكي از رو ش هاي افزايش بازده چا ه هاي نفت و گاز محسوب م ي شود. اين عمليات، فرآيندي استكه در آن سيال با نرخ تزريقي نسبتاً بالا درون چاه پمپ م ي شود. عمليات پمپ كردن تا جايي ادامه م ي يابد كه فشار به حدي برسدكه باعث ايجاد و سپس گ سترش شكافي در ديواره چاه شو د . در اين مقاله، هدف تعيين حداقل فشار لازم براي آغاز رشد شكاف، ازمحل شكاف اوليه ايجادشده در ديواره چاه، اس ت . اين بررسي از اين نظر اهميت دارد كه اگر حداقل فشار لازم براي آغاز رشدشكاف مشخص باشد، م ي توان در انتخاب پمپ مورد نياز، با دقت بيشتري عمل كرد و از هزينه هاي غير لازم خودداري نمو د . اما ازآنجاييكه روش شكست هيدروليكي اساساً يك فرآيند بروز و گسترش ترك است، استفاده از مباني مكانيك شكست م ي تواندابزاري مناسب براي بررسي مناسب و مطالعه دقي ق تر رفتار شكست تود ه هاي سنگي باشد . در اين بررسي نمودارهاي حداقل فشارلازم براي آغاز رشد شكاف، در حالتهاي مختلف يك چاه در حين عمليات شكست هيدروليكي ارائه شده است. بدين منظور تعدادزيادي مدل المان محدود چاه تر ك دار، در معرض بارگذاريهاي مختلف، مورد تحليل قرار گرفته است. همچنين تأثير پارامترهايمختلف نظير تنش هاي ساختاري، عمق نسبي ترك اوليه ايجادشده در ديواره چاه و نيز زاويه چاه، بر حداقل فشار لازم براي آغاز وگسترش شكاف، مورد بررسي قرار گرفته اس ت . نتايج به دستآمده نشان مي دهد كه مهمترين پارامتر اثرگذار بر حداقل فشار لازم،تنش افقي مينيمم در اعماق زمين است . افزايش تنش برجاي افقي مينيمم، فشار شكست بيشتري را موجب ميشود. ضمناً با ايجادچاه مايل ميتوان با فشار پمپ كمتري، شكاف را گسترش داد.

كلمات كليدي :

مكانيك شكست . شكست هيدروليكي . ضريب شدت تنش . تنش هاي ساختاري . فشار مينيمم پمپاژ . مدلسازي اجزاي محدود

نشریه علمی پژوهشی مهندسی معدن (1392)

برای دانلود به ادامه مطلب بروید

ارزيابي ايمني رفتار سد ارداك در دوران اولين آبگيري

خلاصه
سد ارداك يك سد خاكي بلند با هسته ضخيم مركزي در شمال شرق ايران مي باشد. از اهداف اصلي ساخت اين سد تامين بخشي از آب شربدومين كلان شهر ايران، مشهد، مي باشد. عمليات ساخت بدنه سد از 7 نوامبر 2007 شروع شد و حدود 40 ماه به طول انجاميد. عموماً دوران اولينآبگيري مهمترين دوره عمر يك سد مي باشد. مهمترين دغدغه كنوني، ميزان ايمني سد ارداك در صورت صعود تراز آب مخزن تا تراز نرمالاست. در نتيجه، هدف از اين مقاله كنترل عملكرد سد ارداك در اين دوران مي باشد. جهت دستيابي به اين هدف، ابتدا مدلي عددي كرنش مسطحتهيه شده است. اين مدل با تحليلهاي بازگشتي مبتني بر دادههاي ابزاردقيق FLAC از مقطع اصلي سد در محيط برنامه تفاضل محدود 7.0موجود در بدنه سد در دوران ساخت و آبگيري كاليبره شده است. سپس رفتار سد تا انتهاي اولين آبگيري پيش بيني گرديد. در انتهاي اولينآبگيري، احتمال رويداد پديده شكست هيدروليكي و همچنين ضريب اطمينان در برابر پايداري لغزش كلي شيرواني هاي سد كنترل شد. نتايج مطالعه حكايت از ايمني رفتار سد در مقابل پديده شكست هيدروليكي و لغزش كلي شيرواني دارد.

كلمات كليدي:

سدهاي خاكي . شكست هيدروليكي . تفاضل محدود . تحليلهاي بازگشتي

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

ارزيابي ايمني رفتار سد ارداك در دوران اولين آبگيري

خلاصه
سد ارداك يك سد خاكي بلند با هسته ضخيم مركزي در شمال شرق ايران مي باشد. از اهداف اصلي ساخت اين سد تامين بخشي از آب شربدومين كلان شهر ايران، مشهد، مي باشد. عمليات ساخت بدنه سد از 7 نوامبر 2007 شروع شد و حدود 40 ماه به طول انجاميد. عموماً دوران اولينآبگيري مهمترين دوره عمر يك سد مي باشد. مهمترين دغدغه كنوني، ميزان ايمني سد ارداك در صورت صعود تراز آب مخزن تا تراز نرمالاست. در نتيجه، هدف از اين مقاله كنترل عملكرد سد ارداك در اين دوران مي باشد. جهت دستيابي به اين هدف، ابتدا مدلي عددي كرنش مسطحتهيه شده است. اين مدل با تحليلهاي بازگشتي مبتني بر دادههاي ابزاردقيق FLAC از مقطع اصلي سد در محيط برنامه تفاضل محدود 7.0موجود در بدنه سد در دوران ساخت و آبگيري كاليبره شده است. سپس رفتار سد تا انتهاي اولين آبگيري پيش بيني گرديد. در انتهاي اولينآبگيري، احتمال رويداد پديده شكست هيدروليكي و همچنين ضريب اطمينان در برابر پايداري لغزش كلي شيرواني هاي سد كنترل شد. نتايج مطالعه حكايت از ايمني رفتار سد در مقابل پديده شكست هيدروليكي و لغزش كلي شيرواني دارد.

كلمات كليدي:

سدهاي خاكي . شكست هيدروليكي . تفاضل محدود . تحليلهاي بازگشتي

نویسندگان :

مرتضي سالاري ، حميدرضا زرين خو ، علي اخترپور

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

مطالعه عددي پديده شكست هيدروليكي در تونلهاي تحت فشار بوسيله روش اجزاء مجزا

يكي از مسائل مهم در تونلهاي تحت فشار با روباره كم وقوع پديده شكست هيدروليكي (Hydraulic Jacking) مي باشد . اين پديده زماني اتفاق مي افتد كه فشارهاي آب وارده به يك توده سنگي بزرگتر از تنش هاي فشاري برجا باشد . بسته به ميزان تغيير شكل پذيري توده سنگي و نسبت فشار آب داخل تونل به تنش هاي وارده بر سطح تماس ديواره درزه هاي موجود، اين درزه ها مي توانند باز شده و در اثر آن توده هاي بزرگ سنگي جدا شده و به سمت خارج تونل حركت كنند . وقوع اين پديده مي تواند منجر به تراوش هاي زياد آب، ايجاد زمين لغزه ها و ناپايداريهاي بزرگ مقياس گردد . موارد متعددي از اين پديده در پروژه هاي مختلف به ثبت رسيده است كه نتايج فاجعه باري را براي هر دو تجهيزات برقابي سطحي و زيرزميني موجب شده است . در اين تحقيق سعي شده است تا مكانيزم رفتار هيدرومكانيكي پديده شكست هيدروليكي در توده سنگهاي درزهدار اطراف تونلهاي تحت فشار بدون آستر بوسيله روش اجزاء مجزا مورد مطالعه قرار گيرد . در اين بررسي تونلي با قطر 5 متر در يك توده سنگي با دو دسته درزه در نظر گرفته شده و با استفاده از نرم افزار UDEC ميزان بازشدگي و لغزش درزهها، نشت آب از داخل آنها و همچنين تنشهاي نرمال و برشي واقع بر ديواره درزهها بازاء فشارهاي آب داخلي مختلف و در شرايط شكافت اوليه (aperture) متفاوت بدست آمده است.

كلمات كليدي:

شكست هيدروليكي، جكينگ هيدروليكي، تونل تحت فشار،اجزاء مجزا، UDEC