عنوان مقاله :
شبيه‌سازي عددي اثر تنش‌هاي برجا برروي انرژي ويژه تيغه PDC با استفاده از روش المان‌مجزا
پديد آورندگان :
مزروعي ، اميرحسين - گروه استخراج معدن , مزروعي ، اميرحسين - گروه استخراج معدن , فاتحي مرجي ، محمد - گروه استخراج معدن , فاتحي مرجي ، محمد - گروه استخراج معدن , نجفي ، مهدي - گروه استخراج معدن , نجفي ، مهدي - گروه استخراج معدن , محبي ، محسن - گروه استخراج معدن , محبي ، محسن - گروه استخراج معدن
كليدواژه :
روش عددي المان مجزا , شكست سنگ , انرژي ويژه , تنش برجا و نرم‌افزار PFC2D
چكيده فارسي :
در حفاري چاه‌هاي نفت و گاز، يكي از عوامل موثر و تاثيرگذار در نرخ نفوذ حفاري و مقدار انرژي ويژه (انرژي مورد نياز براي حذف حجم واحدي از سنگ)، فشار محصوركننده يا به عبارتي ديگر فشار ته چال است. عمليات برش سنگ تركيبي از دو حالت شكست شكننده و تغيير شكل‌پذير است. هر كدام از اين حالات شكست، تاثير متفاوتي برروي انرژي ويژه و ساختار مواد خرد شده و در نتيجه نرخ نفوذ حفاري دارد. در اين مقاله جهت درك ارتباط بين حالت شكست سنگ و فشار محصوركننده و تاثير آن برروي انرژي ويژه از روش عددي المان مجزا استفاده شده است. براي اين منظور در اين تحقيق از نرم‌افزار عددي كد جريان اجزاء كه رفتار مكانيكي مواد دانه‌اي را با روش المان‌هاي مجزا شبيه‌سازي مي‌كند، استفاده شده است. براساس نتايج به‌دست آمده در شرايط بدون فشار، نيروي اعمالي از تيغه باعث شكست اتصالات بين دانه‌اي در يك صفحه‌اي شكست مي‌شود. اما در شرايط فشار محصوركننده، مكانيزم متفاوتي در حال وقوع است و اختلاف فشار به‌وجود آمده باعث نگه داشتن مواد خرد شده برروي همديگر و افزايش انرژي ويژه مي‌شود. همچنين تا فشار حدود MPa 26 با افزايش ميزان تنش، انرژي ويژه افزايش نسبتاً خطي دارد. اما بعد از اين فشار به‌دليل افزايش تنش‌هاي محصوركننده و شرايط نزديك به ليتواستاتيك، روند افزايشي انرژي ويژه نسبت به افزايش عمق كاهش مي‌يابد.
