Введение
1. Обзор исследований, направленных на совершенствование прочностных расчетов стенок скважины 11
1.1. Методы описания напряженного состояния горных пород в условиях залегания ..11
1.2. Напряженное состояние горных пород, слагающих стенки скважины 20
1.3. Методы прочностных расчетов стенок скважины из условия предупреждения их разрушения .24
1.4. Методы расчета скважин из условия предупреждения открытия поглощения в результате гидроразрыва 34
1.5. Выводы. Задачи исследований 37
2. Обоснование аналитического описания модели пористой горной породы 39
2.1. Аналитическое описание модели пористой горной породы 39
2.2. Определение компонент напряженного состояния скелета горной породы в стенке вертикальной скважины и проверка принятых допущений 43
2.3. Выбор параметра нормального распределения для определения расчетных характеристик показателей свойств горных пород 49
2.4. Обоснование и оценка зависимости доли скелета от пористости горной породы по результатам испытаний скважин на гидроразрыв 51
2.5. Проверка гипотезы о различии давлений гидроразрыва в случаях непроницаемых и проницаемых стенок скважины 55
2.6. Выводы 59
3. Изучение масштабного эффекта при вдавливании штампа применительно к построению паспортов прочности горных пород 60
3.1. Постановка задачи 60
3.2. Образцы горных пород и экспериментальные установки для изучения масштабного эффекта 61
3.3. Методика проведения испытаний и оценка вида распределения предела текучести по штампу ..62
3.4. Оценка погрешностей измерений предела текучести и выбор количества параллельных опытов 67
3.5. Экспериментальное изучение проявления масштабного эффекта при вдавливании штампа 70
3.6. Определение расчетных значений предела текучести горных пород 82
3.7. Расчет компонент предельных напряжений по величине предела текучести горных пород по штампу 86
3.8. Выводы 93
4. Обоснование необходимости определения области предельных давлений в скважине при прочностных расчетах 94
4.1. Вывод формул для расчета предельных давлений в скважине из условия упругого состояния стенок 94
4.2. Проверка соответствия расчетных предельных давлений в скважине эксприментальным данным 97
4.3. Влияние изменения прочности горных пород во времени на величины предельных давлений в скважине 102
4.4. Выводы 105
5. Совершенствование расчета предельных давлений в скважине из условия сохранения упругого состояния стенок 107
5.1. Построение предельных зависимостей Мора - Кулона с заданной вероятностью 107
5.2. Обоснование формул для расчета упругого состояния стенок вертикальной скважины с заданной вероятностью 109
5.3. Особенности изменения предельных давлений в скважине с уменьшением кдЛ в случаях непроницаемых и проницаемых стенок 112
5.4. Изучение особенностей напряженного состояния горных пород вокруг горизонтальной скважины 118
5.5. Вывод расчетных формул из условия упругого состояния стенок горизонтальной скважины 124
5.6. Определение напряженного состояния горной породы в стенках наклонной скважины. Условия предупреждения растягивающих напряжений в стенках 129
5.7. Выводы 133
6. Разработка методов определения коэффициента бокового распора и прогнозирования давления открытия поглощения в результате гидроразрыва 134
6.1. Определение коэффициента бокового распора горных пород по результатам испытаний скважин на гидроразрыв 134
6.2. Разработка метода прогнозирования открытия поглощения из условия его предупреждения 137
6.3. Особенности гидроразрыва горизонтальной скважины 143
6.4. Выводы 146
Основные выводы и рекомендации 147
Библиографический список приложение 1 приложение 2
