Задачи устойчивости упругих и упругопластичных горных пород

Разработан критерий кратковременной прочности для решения задач устойчивости стенок вертикальных скважин. Предложенный критерий не содержит характеристику прочности на растяжение и учитывает изменение характеристик прочности на сдвиг вследствие разупрочнения горной породы.

Впервые применены критерии Баландина и Шлейхера к расчету прочности линейно деформируемой модели горной породы; на их основе определены предельные значения плотности жидкости, удерживающей в равновесии стенку скважины.

Предложена методика определения параметров длительной устойчивости наклонных скважин, исходя из теорий Л.М. Качанова и С.Н. Журкова.

Практическая значимость работы. Все задачи, рассмотренные в диссертации, имеют практическую направленность. Полученные результаты могут найти применение в области бурения и эксплуатации нефтяных скважин:

для расчета скорости сужения ствола скважины и безопасного времени проведения различных технологических операций бурения;

при определении оптимальных значений плотности бурового раствора, обеспечивающего устойчивость стенки наклонной скважины, в том числе с учетом перепада температуры в стволе;

для прогнозирования времени длительной устойчивости открытых стволов эксплуатируемых наклонных скважин.

Составленные программы расчета в системах Excel и Pascal позволяют проводить численные исследования устойчивого состояния горных пород, слагающих стенки скважин.

На защиту выносятся:

Математические модели для определения размеров области предельного равновесия и скорости сужения ствола вертикальной скважины с учетом изменения прочностных характеристик горной породы.

Возможность применения критериев кратковременной и длительной прочности для расчета устойчивости стенок вертикальных и наклонных скважин.

Расчет устойчивости стенок скважин с учетом температурных эффектов в стволе.

Методика определения параметров длительной устойчивости открытых стволов скважин на основе данных геофизических исследований. <...>