An assessment of borehole sealing performance in a salt environment

Akgün, Haluk

doi:10.1007/s002540050161

Cited by 3 publications

(1 citation statement)

References 5 publications

(8 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Extensive experience with borehole plug testing (e.g., Stormont and Daemen 1983;Akgün and Daemen 1986, 1994Greer and Daemen 1991;Akgün 1997) strongly indicates that frictional bonding is by far the most important and, in many rock types, probably the only interaction between cementitious plugs and host rocks. Nevertheless, we recognize that in cer- Fig.…”

Section: Design Implicationsmentioning

confidence: 99%

Design implications of analytical and laboratory studies of permanent abandonment plugs

Akgün¹,

Daemen²

1999

Can. Geotech. J.

View full text Add to dashboard Cite

We analyze analytically and numerically the stress distribution along the plug-rock interface and within an axially loaded plug emplaced in a borehole in rock. Experiments show that the interface strength increases with decreasing plug radius and with increasing plug length. Axial strength decreases as a power law of plug radius. An increase in the modulus ratio (ratio of plug modulus to rock modulus) increases the interface strength, until it levels off at a ratio of about 5.0. For short plugs, the tensile stresses may reach a magnitude significant to be of concern for long-term stability of the plug and of the host rock. Our studies suggest designing friction plugs with a length to radius ratio of at least 8.0. In practice, especially for short-term performance, e.g., emergency flood control or temporary diversions, a ratio of 8.0 may not be necessary or justified. For permanent abandonment plugs, it is essential to reduce the tensile stresses in the plug and in the host rock to a level that will minimize the risk of long-term deterioration. We recommend in situ experiments on larger diameter plugs to assess the validity of the proposed size effect extrapolation obtained in this study.Key words: borehole plugging (sealing), shaft seal design, plug-rock interface strength, axial strength, bond strength, cement grout.Résumé : L'on analyse de façon analytique et numérique la distribution des contraintes le long de l'interface bouchonroc et à l'intérieur d'un bouchon chargé axialement installé dans une forage dans le roc. Des expériences démontrent que la résistance de l'interface augmente avec la diminution du rayon du bouchon et avec l'augmentation de sa longueur. La résistance axiale décroît selon une loi exponentielle du rayon du bouchon. Une augmentation du rapport des modules (rapport du module du bouchon au module du roc) accroît la résistance de l'interface jusqu'à ce qu'elle se stabilise à un rapport de 5,0. Pour les bouchons courts, les contraintes de traction peuvent atteindre une grandeur significative qui peut être la source d'inquiétudes quant à la stabilité à long terme du bouchon ou du roc récepteur. Nos études suggèrent que les bouchons à frottement devraient être conçus avec un rapport de la longueur sur le rayon d'au moins 8,0. En pratique, particulièrement pour la performance à court terme, comme par exemple pour les ouvrages de contrôle d'urgence de crues ou les dérivations temporaires, un rapport de 8,0 peut être nécessaire ou justifié. Pour les bouchons de fermeture permanente, il est essentiel de réduire les contraintes de traction dans le bouchon et dans le roc récepteur jusqu'à un niveau qui va minimiser le risque de détérioration à long terme. L'on recommande de réaliser des expériences in situ sur des bouchons de plus grands diamètres pour évaluer la validité de l'extrapolation de l'effet de dimension proposée dans cette étude.

show abstract

Section: Design Implicationsmentioning

confidence: 99%