Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
10
1
gregorian
2018
1
1
17
11
online
1
fulltext
fa
بررسی عملکرد نانوکامپوزیت سیمان و گرافن اکساید تحت دما و فشار چاههای نفتی به روش دینامیک مولکولی
An investigation on GO-cement nanocomposites performance under the temperature and pressure of oil wells using molecular dynamics method
عملکرد خمیره سیمان بهعنوان مادهی تقویتکننده دیوارهها و لوله انتقال در چاههای نفتی بسیار مهم و حائز اهمیت میباشد. خواص مکانیکی سیمان سخت شده که میتواند تحت تأثیر فشار و دمای بالای چاه تغییر کند، نقش بسزایی در پایداری و عمر مفید یک چاه نفتی دارد. در این مقاله با استفاده از روش دینامیک مولکولی و ایجاد شرایط محیط چاههای نفتی به بررسی خواص مکانیکی سیمان در ابعاد مولکولی پرداخته شده است. همچنین با افزودن گرافن اکساید به ماتریس سیمانی تأثیر تقویتکنندگی این نانوذره بر خمیره سیمان در شرایط چاههای نفتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل شده در مقیاس نانو بیانگر کاهش خواص مکانیکی اصلیترین ماده تشکیل دهنده سیمان یعنی کلسیم سیلیکات هیدراته در دمای بالای چاههای نفتی میباشد. افزایش فشار در محدوده متعارف فشار چاههای موجود تأثیر قابل توجهی را بر خواص کلسیم سیلیکات هیدراته نشان نمیدهد. همچنین اثر تقویتکنندگی گرافن اکساید در ماتریس کلسیم سیلیکات هیدراته در مقیاس نانو قابل توجه بوده و این نانوذره با خواص فوقالعاده میتواند بهعنوان یک تقویتکننده عملیاتی مناسب در ماتریس سیمانی مورد استفاده در چاههای نفتی پیشنهاد و در صورت بهبود خواص در مقیاس آزمایشگاهی و عملی بکار گرفته شود.
The performance of cement paste as the reinforcing element in walls and transferring pipes in oil wells is of considerable importance. It is known that the mechanical properties of hardened cement can be altered under high pressure and temperature of oil well; the gravity of this change has an important role in the stability and service life of the well. This paper investigates the mechanical properties of hardened cement and GO-reinforced cementitious composites at molecular scale under the surrounding conditions similar to those of an oil well using molecular dynamics method. Results in nano scale revealed a decreasing pattern in mechanical properties of calcium silicate hydrate with increasing temperature of the oil well. However, pressure increment in the conventional range of the oil wells did not show any noticeable effect on hardened cement properties. Using GO proved to be beneficial to the calcium silicate hydrate, drastically improving its mechanical properties. Results concluded that GO nanoparticle can act as reinforcing elements in the cementitious matrix. The outcome of this research can provide more insights on the application of GO in the oil well cementitious matrix, in an ideal molecular conditions and thus passed over GO agglomeration, non-homogenous dispersion and impurities in the macro scale.
سیمان,کلسیم سیلیکات هیدراته,گرافن اکساید,خواص مکانیکی,دینامیک مولکولی
Cement,Calcium silicate hydrate,Graphene oxide,mechanical properties,Molecular Dynamics
419
428
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-22796-1&slc_lang=fa&sid=15
Ehsan
Hosseini
احسان
حسینی
100319475328460070136
100319475328460070136
No
School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology
دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی عمران دانشگاه علم و صنعت ایران
Asghar
Habibnejad Korayem
اصغر
حبیب نژاد کورایم
100319475328460070140
100319475328460070140
Yes
Academic staff, School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology
عضو هیات علمی دانشکده مهندسی عمران دانشگاه علم و صنعت ایران