矿物纤维增强覆膜砂的界面力学模型研究

• 作者: 姚晓 宋金波 武明鸣 陈诚
• 来源期刊: 石油钻探技术
• 学科: 工学
• 关键词: 纤维 防砂 覆膜砂 增强机理 力学分析 界面力学
• 年，卷（期）: 2014,（4）
• 所属期刊栏目: 油气开采
• 页码范围: 86-90
• 页数: 5页
• 分类号: TE358+.1
• 字数: 3977字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.10010890.2014.04.016

摘要

为深入了解纤维复合防砂技术中纤维复合砂体的增强作用机理，对纤维与覆膜砂表面树脂层的界面性质进行了研究。基于纤维增强复合材料的剪滞理论模型，对单纤维树脂层微元体进行了界面力学分析；根据矿物纤维覆膜砂体的特征，对剪滞理论模型进行了修正，建立了可定量计算纤维覆膜砂体抗压强度的剪滞理论力学模型。研究发现，覆膜砂体具有宏观颗粒多孔特征和树脂反应收缩产生的大量微裂缝和微孔隙，使砂体应力集中，导致其在60和80℃温度下的抗压强度分别为2.75和8.88 M Pa；矿物纤维与覆膜砂体为点接触，每个接触点的有效粘结长度为0.3 mm左右；覆膜砂体中加入0.2％矿物纤维后，纤维复合砂体的抗压强度比空白砂体提高了0.92 M Pa。研究结果表明，最大剪应力与纤维有效粘结长度呈双曲正切函数关系，纤维有效粘结长度等于所用覆膜砂粒的半径，修正模型从界面力学的角度解释了纤维增强覆膜砂的作用机理，并可在较小误差范围内定量计算适当纤维掺量下纤维复合砂体的抗压强度。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	姚晓	南京工业大学材料科学与工程学院	108	996	17.0	25.0
2	宋金波	中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院	12	42	4.0	6.0
3	武明鸣	中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院	6	13	3.0	3.0
4	陈诚	南京工业大学材料科学与工程学院	5	20	3.0	4.0