مدلسازي فيزيكي چاه‌هاي نفت هنگام حفاري با استفاده از سلول سه محوري طراحي شده

پپيش‌بيني رفتار چاه‌هاي نفت هنگام حفاري براي جلوگيري از صرف هزينه‌هاي زياد و بروز مشكلات پايداري مهم مي‌باشد. از جمله مشكلات مي‌توان به شكست ديواره‌ي چاه طي حفاري اشاره كرد. براي مدل‌سازي شكست ديواره‌ي چاه‌هاي نفت هنگام حفاري مي‌توان از نمونه‌هاي استوانه‌اي توخالي جدار ضخيم استفاده كرد. سلول‌هاي سه محوري مختلفي براي اين آزمايش در دنيا وجود دارند. سلول استفاده شده در اين تحقيق بر اساس سلول هوك طراحي شده است. از مزاياي اين سلول مي‌توان به قابليت مدل‌سازي چاه‌هاي نفت هنگام حفاري و همچنين مدل‌سازي آزمايش شكست هيدروليكي اشاره كرد. همچنين امكان اندازه‌گيري كرنش مماسي در حفره مركزي وجود دارد. اين امكانات در بيشتر سلول‌هاي سه‌محوري به طور همزمان وجود ندارند. براي بررسي كارايي اين سلول، نمونه‌هاي استوانه‌اي توخالي جدار ضخيم از گچ و بتن ساخته شد. در اين مقاله از دو مسير تنش مختلف براي اعمال فشار در سلول سه‌محوري استفاده شده است كه عبارتند از: Ϭϴ= ϭ1˃ϭr = ϭ2˃Ϭz = ϭ3، Ϭϴ = ϭ1˃ϭz = ϭ2˃Ϭr= ϭ3 =0. نتايج مطالعات در دو مسير تنش مختلف نشان مي‌دهد كه در شرايطي كه تنش مماسي ناشي از تنش جانبي، تنش حداكثر باشد، شكست در اطراف چاه به‌صورت برشي در دو جهت مخالف ديواره رخ ‌مي‌دهد. قابل توجه است كه در حضور فشار داخلي، عمق شكست نسبت به عدم حضور آن كاهش مي‌يابد.