Экспериментальные исследования деформационных свойств бишофита

Определение свойств горных пород является важным для проектирования и строительства скважин, а также подземных хранилищ газа (ПХГ) в соляных отложениях. В современной практике отсутствуют экспериментальные данные о прочностных и деформационных свойствах встречающегося при их строительстве бишофита. Такие данные необходимы для расчетов устойчивости массива пород вокруг этих объектов. Бишофит является сверхгигроскопичным минералом, который при малейшем контакте с окружающей средой впитывает в себя влагу и переходит в текучее состояние. Это обстоятельство обуславливает большую сложность размещения каких-либо средств измерения на образце, что затрудняет получение достоверных данных о свойствах. К тому же даже при минимальном механическом воздействии проявляются аномально высокие пластические свойства бишофита, а следовательно, сложно применять существующие методики для определения механических свойств. Целью исследований было создание и опробование методики определения деформационных свойств бишофита. Работа включала создание измерительного оборудования, которое можно было бы зафиксировать на образце, а также обоснование методов достоверной интерпретации полученных данных. Испытания проводились на образцах бишофита цилиндрической формы в одноосном режиме с постоянной скоростью нагружения. Уникальность всех проведенных экспериментов была в том, что впервые были определены деформационные свойства образцов бишофита. В статье подробно рассмотрены оборудование и материалы, использованные в экспериментах, а также их результаты. Большое внимание уделено их интерпретации.

Ключевые слова: бишофит, гигроскопичность, деформационные свойства, одноосный режим, постоянная скорость нагружения, методика испытаний, измерительное оборудование, лабораторные испытания, циклическая нагрузка.
Как процитировать:

Осипов Ю. В., Кошелев А. Е., Вознесенский А. С. Экспериментальные исследования деформационных свойств бишофита // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 10. – С. 5–15. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-5-15.

Благодарности:

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научно-исследовательского проекта № 20-05-00341 и ООО «Газпром геотехнологии».

Номер: 10
Год: 2020
Номера страниц: 5-15
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.3
DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-5-15
Дата поступления: 01.06.2020
Дата получения рецензии: 10.08.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 20.09.2020
Информация об авторах:

Осипов Юханна Владимирович1 — старший научный сотрудник, e-mail: yuhanna@list.ru,
Кошелев Александр Евгеньевич1 — канд. техн. наук,
начальник испытательного лабораторного центра, e-mail: a.e.koshelev@yandex.ru,
Вознесенский Александр Сергеевич — д-р техн. наук, профессор, НИТУ «МИСиС»,
1 ООО «Газпром геотехнологии».

 

Контактное лицо:

Осипов Ю.В., e-mail: yuhanna@list.ru.

Список литературы:

1. Гриценко И. А., Овчинников А. Д. Некоторые вопросы устойчивости бишофита в приствольной зоне скважины / Нефтепромысловая геология и строительство скважин в Прикаспийском регионе: сборник научных трудов. — М.: ИГИРГИ, 1986.

2. Деревягин В. С., Седлецкий В. И., Гребенников Н. П., Ермаков В. А., Свидзинский С. А. Бишофиты Нижнего Поволжья. — Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1989. — 96 с.

3. Свидзинский С. А., Московский Г. А. Поволжский бишофитоносный бассейн: строение, условия образования, геолого-промышленная оценка. — Саратов: Научная книга, 2004. — 104 с.

4. Ильницкая Е. И., Тедер Р. И., Ватолин Е. С., Кунтыш М. Ф. Свойства горных пород и методы их определения. — М.: Недра, 1969. — 392 с.

5. Осипов Ю. В., Кошелев А. Е. Современные способы определения деформационных свойств горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 11. — С. 68—75.

6. Тавостин М. Н., Кошелев А. Е., Осипов Ю. В. Исследование физико-механических свойств каменной соли с учетом предварительного всестороннего нагружения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 2. — С. 89—96.

7. Паньков И. Л., Портяная Е. А. Определение прочностных и деформационных свойств соляных пород при сжатии на образцах различного размера // Научные исследования и инновации. — 2011. — Т. 5. — № 4. — С. 47—49.

8. Кравченко О. С., Филимонов Ю. Л. Особенности деформирования каменной соли при повышенных температурах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 1. — С. 69—76. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-69-76.

9. Mansouri H., Ajalloeian R. Mechanical behavior of salt rock under uniaxial compression and creep tests. // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 110. Pp. 19—27.

10. Баклашов И. В., Картозия Б. А. Механика подземных сооружений и конструкции крепей. Учебник для вузов. 3-е изд. — М.: Студент, 2012. — 543 с.

11. Тавостин М. Н., Кошелев А. Е. Оценка влияния вида объемного напряженного состояния на механические свойства каменной соли // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2009. — № 11. — С. 130—135.

12. Кошелев А. Е. Экспериментальное определение модуля деформации каменной соли в сложном напряженном состоянии // Горный журнал. — 2012. — № 9. — С. 56—58.

13. Li H., Yang C., Liu Y., Chen F., Ma H. Experimental study of ultrasonic velocity and acoustic emission properties of salt rock under uniaxial compression load // Yanshilixue Yu Gongcheng Xuebao / Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2014. Vol. 33. No 10. Pp. 2107—2116. DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2014.10.018.

14. Wisetsaen S., Walsri C., Fuenkajorn K. Effects of loading rate and temperature on tensile strength and deformation of rock salt // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2015. Vol. 73, Pp. 10—14.

15. Jinyang Fan, Deyi Jiang, Wei Liu, Fei Wu, Jie Chen, JJk Daemen Discontinuous fatigue of salt rock with low-stress intervals // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2019. Vol. 115. Pp. 77—86. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2019.01.013.

16. Горная энциклопедия: т. 1. / Под ред. Е. А. Козловского. — М.: Советская энциклопедия, 1984.

17. Проскуряков Н. М., Пермяков Р. С., Черников А. К. Физико-механические свойства соляных пород. — Л.: Недра, 1973. — 272 с.

18. ГОСТ 28985-91. Породы горные. Метод определения деформационных характеристик при одноосном сжатии. Комитет стандартизации и метрологии СССР. — М.: Изд-во стандартов. — 1991. — 15 с.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.