google-site-verification: google03b253fc81c67925.html
نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

بررسی تحلیلی اندرکنش چاه–لوله جداری در محیط پورو‌الاستیک اشباع تحت شرایط تنش هیدرواستاتیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشکده مهندسی معدن، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران
10.22034/irsrm.2026.505958.1122
چکیده
پایداری چاه‌های حفاری‌شده در سازندهای سنگی اشباع، از مسائل مهم در طراحی و بهره‌برداری ایمن چاه‌ها به شمار می‌رود. در بررسی این موضوع، اندرکنش میان اسکلت جامد و سیال منفذی و در نتیجه تکامل زمانی تنش، جابجایی و فشار منفذی نقش مهمی را ایفا می‌کند. بااین‌حال، بیشتر راه‌حل‌های تحلیلی موجود، چاه را بصورت حفریه‌ای باز در محیط پورو‌الاستیک در نظر می‌گیرند و اثر هم‌زمان لوله جداری و اندرکنش آن با سازند را بررسی نمی‌کنند. در این مقاله، یک راه‌حل تحلیلی کوپل کامل برای تعیین پاسخ هیدرومکانیکی چاه دایره‌ای عمیق همراه با لوله جداری در محیط سنگی پورو‌الاستیک و اشباع ارائه می‌شود. بر اساس نظریه پورو‌الاستیسیته، توزیع تنش، جابجایی و فشار منفذی در سنگ و تنش و جابجایی در لوله جداری استخراج می‌شود. راه‌حل تحلیلی با مدل‌سازی عددی به روش اجزا محدود در نرم‌افزار COMSOL Multiphysics اعتبارسنجی می‌شود و اثر مدول برشی، مدول حجمی، تراوایی ذاتی، ضریب تنش مؤثر بیو و تخلخل بر تنش مماسی در زمان‌های مختلف بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که پاسخ تحلیلی فشار منفذی، جابجایی، تنش شعاعی و تنش مماسی با نتایج مدل‌سازی عددی در سنگ و لوله جداری تطابق بسیار خوبی دارد. تحلیل حساسیت مشخص کرد که مدول‌های برشی و حجمی در نزدیکی چاه اثر بیشتری بر تنش مماسی دارند، درحالی‌که اثر تراوایی و تخلخل در زمان کوتاه در فاصله حدود 1 تا 5/1 برابر شعاع چاه بیشینه می‌شود و در زمان بلندتر در فواصل دورتری از چاه محسوس است. این یافته‌ها نشان می‌دهد که راه‌حل ارائه‌شده می‌تواند به‌ عنوان ابزاری برای ارزیابی پاسخ هیدرومکانیکی چاه دارای لوله جداری و مبنایی برای اعتبارسنجی مدل‌های عددی مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 31 شهریور 1405