تعيين مقاومت فشاري تك‌محوري سنگ آهك ميكرايتي با استفاده از آزمايش بارگذاري بر خرده ذرات مجزا

Determination of uniaxial compressive strength (UCS) of intact rock is an important mechanical parameter required for many engineering projects. In some engineering projects, for example, well drillin

تعيين مقاومت تك‌محوره محصور نشده (UCS) به‌عنوان يكي از پارامترهاي مكانيكي براي ارزيابي مقاومت سنگ در بسياري از پروژه هاي مهندسي لازم است. در برخي از پروژه هاي مهندسي نظير حفر چاه براي استخراج مواد هيدروكربوري به دليل عمق زياد حفاري، محدوديت هايي براي اخذ نمونه مناسب براي تعيين مقاومت فشاري تك‌محوري وجود دارد. از طرفي تعيين اين پارامتر به‌منظور آناليز پايداري جدار چاه و برنامه هاي توسعه چاه لازم و ضروري است. بدين‌منظور ايده استفاده از خرده‌هاي حفاري براي تعيين اين پارامتر مطرح شده است. در اين مقاله به‌منظور توسعه روابط تجربي بين مقاومت فشاري تك‌محوري سنگ و مقاومت خرده ذرات، تعداد 7 نمونه سنگ آهك ميكرايتي از رخ‌نمون هاي سازند آسماري تهيه شده و پس از انجام آزمايش فشاري تك‌محوري و تعيين مقادير UCS آن‌ها، نمونه هاي مذكور خرد شد و 420 نمونه به‌عنوان خرده هاي حفاري آماده سازي شده است. با استفاده از دستگاه بارگذاري بر خرده ذرات مجزا، مقاومت فشاري تك‌ذره (SCS) خرده هاي حفاري تعيين شده است. با توجه به تاثير شكل خرده ها بر مقاومت آن‌ها، همه خرده هاي بررسي شده به شكل كروي در آمده است و به‌منظور بررسي اثر اندازه خرده بر مقاومت آن‌ها پژوهش بر روي خرده ها، با قطرهاي 2، 3 و 4 ميلي‌متر انجام شده است. با تعريف متغيرهاي مقاومت و اندازه، نمودارهايي براي تعيين مقاومت خرده ذرات پشنهاد شده كه در آن‌ها اثر اندازه دانه در آزمايش بارگذاري بر ذرات مجزا حذف شده است. ضريب هم‌بستگي بين UCS و SCS در حالت هاي مختلف بيش‌تر از 91/0 است كه نشان‌دهنده هم‌بستگي قابل قبول اين دو پارامتر با هم است.

Determination of uniaxial compressive strength (UCS) of intact rock is an important mechanical parameter required for many engineering projects. In some engineering projects, for example, well drilling has been accomplished for petroleum. The requirement of deep well to take samples to obtain rock core sample for determination of UCS is a difficult task. On the other hand, determination of this parameter is essential in order to analyze well wall stability and well development program. Therefore, the idea of using drilling cuttings is proposed for determination of UCS. In this paper, in order to develop relationship between UCS and single compressive strength (SCS) 7 block sample of microcrystalline limestone from Asmari formation were used. Then UCS test was performed and uniaxial compressive strength was determined. Next, these samples were crushed and 420 single particles were prepared. Then SCS for each particle was determined. Since the shape of particles affects particle strength, shape of particles was modified. The total particles used for determination of SCS were spherical. In order to study the effect size of particle, particles with diameters 2, 3 and 4 millimeters were prepared and the SCS for each particle has been determined. With the increase of diameter of particles, the SCS has been increased too. In order to eliminate the effect of size of particles, it is defined variable size and strength and proposed chart between them. Coefficient of correlation between SCS and UCS is more than 0.91 which indicates a high correlation between them.