Основы нефтегазового дела

24Основы нефтегазового делаСогласно закону Гука, для идеально хрупких материалов относи-тельная деформация ε прямо пропорциональна нормальному напря-жению σ:σ = Е·ε (1)Однако закон Гука соблюдается лишь в области малых деформа-ций. Дальнейшее деформирование приводит или к хрупкому разру-шению тел, или к потере пропорциональности между ε и σ, а также к появлению пластических (необратимых) деформаций – свойству пластичности.Пластичностью называется способность горных пород изменять форму и объем под влиянием силовых воздействий и сохранять оста-точные деформации после устранения воздействий.Горные породы при их нагружении характеризуются одновремен-ным проявлением упругости и пластичности.Поведение деформируемых внешними силами тел во времени характеризуются вязкостью. Вязкостные свойства проявляются полз-учестью (постоянный рост деформации при неизменном приложен-ном напряжении); релаксацией (постепенное уменьшение напряже-ний в теле при постоянной деформации его) и другими свойствами реальных тел.Прочностью называется способность твердого тела (горной поро-ды) оказывать сопротивление разрушению от внешнего воздействия. При разрушении рвутся связи между частицами кристаллической структуры, не меняя агрегатного состояния вещества. Прочность оце-нивается по предельным напряжениям, которые могут быть созданы в опасном сечении твердого тела. Различают четыре вида напряжен-ного состояния и соответствующие им предельные напряжения на сжатии σс, сдвиг τ, изгиб σи, растяжение σр. Причем, для горных пород имеет место следующее соотношение:σс >> τ ≥ σи ≥ σр (2)При бурении скважин горная порода разрушается в условиях сложного напряженного состояния. Породоразрушающий инстру-мент – долото контактирует с породой не по всей поверхности забоя, а лишь на некоторых ограниченных площадках. Через эти площадки на породу создается локальное давление, под действием которого порода ...