Contribution à l'étude de la "taille" des roches

Contribution to the Study of Rock Cutting

Laboratoire de Mécanique des Solides. Ecole Polytechnique

Résumé

Une étude expérimentale détaillée du processus local de destruction des roches par un outil de forage pétrolier a été faite par une méthode de similitude utilisant des matériaux équivalents tendres. On examine l'influence de la forme de l'outil, de la rugosité du contact et de la ductilité e globale » du matériau. Les résultats obtenus sont ensuite comparés à ceux de l'analyse plastique par la théorie des charges limites. Cette étude met en évidence l'existence de deux modes de rupture, l'action différente du frottement superficiel selon le sens de l'écoulement relatif du matériau en contact, le phénomène de la ductilité apparente qui dépend de la forme de l'outil ; elle précise les paramètres mécaniques importants du forage.

Abstract

A detailed experimental investigation of the local process of rock cutting by a drill bit was carried out on soft equivalent materials simulating rock under borehole conditions. Different factors were analyzed : the shape of the bit tooth, the roughness of ifs contact area, the average ductility of the materiat. The results obtained are then compared with those from a plastic analysis based on the peak lood theory. This investigation shows that there are two different modes of rock destruction, that the Coulomb friction has a different effect depending on the relative direction of flow of the materiat in contact with the bit, and that an apparent ductility of the materiat is linked to the shape of the bit teeth. Finally, the basic mechanical variables for drilling are described