Термічні напруження в гірських породах

В загальному випадку температура промивальної рідини, що заповнює свердловину, відрізняється від температури гірських порід, розкритих нею. Охолодження чи нагрівання стінок свердловини спричиняють виникненню термічних напружень в гірських породах.

Рівняння для розрахунку термопружних напружень для випадку мають такий вигляд:

(8.4)

(8.5)

(8.6)

де a – коефіцієнт теплового лінійного розширення;

Е – модуль Юнга;

m – коефіцієнт Пуассона;

Т_С – температура на стінці свердловини;

Т₀ – температура породи до розкриття її свердловиною;

r_c − радіус свердловини;

r_c – радіус теплового впливу свердловини, який визначається так:

(8.7)

де a – коефіцієнт температуропроводності;

t – час з початку нагрівання чи охолодження.

Байдюк Б.В. та Яремійчук Р.С. вказують, що при перепаді температури більш ніж 10°С термічні напруження мають той же порядок, що і напруження, зумовлені різницею між боковим тиском і гідростатичним тиском у свердловині. При охолодженні величина усіх компонентів напружень зменшується, змінюється і співвідношення між компонентами.