Investigation of External Work, Fracture Energy, and Fracture Toughness of Oil Well Cement Sheath using HCCD Test and CSTBD Test

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 113

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JMAE-14-2_015

تاریخ نمایه سازی: 27 تیر 1402

چکیده مقاله:

This work presents the hollow center cracked disc (HCCD) test and the cracked straight through Brazilian disc (CSTBD) test of oil well cement sheath using the experimental test and Particle Flow Code in two-dimensions (PFC۲D) in order to determine mode I fracture toughness of cement sheath. The tensile strength of cement sheath is ۱.۲ MPa. The cement sheath model is calibrated by outputs of the experimental test. Secondly, the numerical HCCD model and CSTBD model with diameter of ۱۰۰ mm are prepared. The notch lengths are ۱۰ mm, ۲۰ mm, ۳۰ mm, and ۴۰ mm. The tests are performed by the loading rate of ۰.۰۱۸ mm/s. When the notch length in CSTBD is ۴۰ mm, the external work is decreased ۴۸%, related to the maximum external work of model with notch length of ۱۰ mm (۰.۲۲۵ KN*mm decreased to ۰.۱۱۶ KN*mm). When the notch length in HCCD is ۳۰ mm, the external work is decreased ۳۳%, related to the maximum external work of model with notch length of ۱۰ mm (۰.۰۶ KN*mm decreased to ۰.۰۴ KN*mm). The fracture energy is largely related to the joint length. The fracture energy is decreased by increasing the notch length. In constant to the notch length, the fracture energy of the CSTBD model is more than the HCCD model. Mode I fracture toughness is constant by increasing the notch length. The HCCD test and the CSTBD test yield a similar fracture toughness due to a similar tensile stress distribution on failure surface. The experimental outputs are in accordance to the numerical results.

کلیدواژه ها:

HCCD ، CSTBD ، mode I fracture toughness ، cement slurry ، Discrete Element Method

نویسندگان

Mohammad Omidi manesh

Mining Engineering Department, Hamedan University of Technology, Hamedan, Iran

Vahab Sarfarazi

Mining Engineering Department, Hamedan University of Technology, Hamedan, Iran

Nima Babanouri

Mining Engineering Department, Hamedan University of Technology, Hamedan, Iran

Amir Rezaei

Mining Engineering Department, Hamedan University of Technology, Hamedan, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • . Jafariesfad, N. Geiker, M.R. Gong, Y. Skalle, P. Zhang, ...
  • . Cheng, X. Liu, K. Zhang, X. Li, Z. and ...
  • . Kremieniewski, M. (۲۰۲۰). Recipe of Lightweight Slurry with High ...
  • . Pikłowska, A. Ziaja, J. and Kremieniewski, M. (۲۰۲۱). Influence ...
  • . Gao, C. and Wu, W. (۲۰۱۸). Using ESEM to ...
  • . Wang, W. and Dahi Taleghani, A. (۲۰۱۷). Impact of ...
  • . Xu, NW. Dai, F. Wei, MD. Xu, Y. and ...
  • . Xiaowei, C. Sheng, H. Xiaoyang, G. and Wenhui, D. ...
  • . Liu, T. Lin, B. and Yang, W. (۲۰۱۷). Mechanical ...
  • . Ladva, H.K.J. Craster, B. Jones, T.G.J. Goldsmith, G. and ...
  • . Dai, F. Chen, R. and Xia, K. (۲۰۱۰) A ...
  • . Wang, P. Xu, J. Fang, X. Wen, M. Zheng, ...
  • . Fowell, R.J. (۱۹۹۵). Suggested method for determining mode I ...
  • . Lim, I.L. Johnston, I.W. Choi, S.K. Boland, J.N. (۱۹۹۴a). ...
  • . Lim, I.L. Johnston, I.W. and Choi, S.K. (۱۹۹۴b). Assessment ...
  • . Ouchterlony, F. (۱۹۸۱) Extension of the compliance and stress ...
  • . Khan, K. (۲۰۰۰). Effect of specimen geometry and testing ...
  • . Iqbal, M. (۲۰۰۶). Experimental calibration of stress intensity factors ...
  • . Tutluoglu, L. (۲۰۱۱). Mode I fracture toughness determination with ...
  • . Guo, H. Aziz, N.I. and Schmidt, L.C. (۱۹۹۳). Rock ...
  • . Awaji, H. and Sato, S. (۱۹۷۸). Combined mode fracture ...
  • . Atkinson, C. Smelser, R.E. and Sanchez, J. (۱۹۸۲). Combined ...
  • . Aliha, M.R.M. Ayatollahi, M.R. Smith, D.J. and Pavier, M.J. ...
  • . Aliha, M.R.M. Ayatollahi, M.R. and Akbardoost, J. (۲۰۱۲). Typical ...
  • . Aliha, M.R.M. Sistaninia, M. Smith, D.J. Pavier, M.J. and ...
  • . Chen, C.H. Chen, C.S. and Wu, J.H. (۲۰۰۸). Fracture ...
  • . Wang, Q.Z. and Xing, L. (۱۹۹۹). Determination of fracture ...
  • . Keles, C. and Tutluoglu, L. (۲۰۱۱). Investigation of proper ...
  • . Amrollahi, H. Baghbanan, A. and Hashemolhosseini, H. (۲۰۱۱). Measuring ...
  • . Tang, T. Bazant, Z.P. Yang, S. and Zollinger, D. ...
  • . Yang, S. Tang, T.X. Zollinger, D. and Gurjar, A. ...
  • . Külekçi, G. (۲۰۲۱). Comparison of EFNARC and Round Plate ...
  • . Kulekci, G., Yilmaz, A.O. and Çullu, M. (۲۰۲۱). Experımental ...
  • . Külekçi, G. (۲۰۲۱. Comparison of field and laboratory result ...
  • . Külekçi, G. (۲۰۱۹). Energy Absorption Measurement in Shotcrete by ...
  • . Külekçi, G. and Çullu, M. (۲۰۲۱). The Investigation of ...
  • . Potyondy, D.O. (۲۰۱۲). A flat-jointed bonded-particle material for hard ...
  • . Potyondy, D.O. (۲۰۱۵). The bonded-particle model as a tool ...
  • . Potyondy, D.O. (۲۰۱۷). Simulating perforation damage with a flat-jointed ...
  • . Chen, W. Konietzky, H. Tan, X. and Frruhwirt, T. ...
  • . Koksal, F. (۲۰۱۳). Fracture energy-based optimisation of steel fibre ...
  • نمایش کامل مراجع