Etude de l'interaction roche/outil de forage : influence de l'usure sur les parametres de coupe

par HELENE GEOFFROY

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de D. NGUYEN MINH.

Soutenue en 1996

à l'EP .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'objet de cette etude est de modeliser l'interaction des outils de forage petrolier pdc (polycristalline diamond compact) avec la roche. Ils forent rapidement dans des formations rocheuses tendres mais, s'usent relativement vite dans des formations abrasives ; la majeure partie du forage s'effectue alors avec un outil use. Afin de mieux comprendre les mecanismes d'usure, on s'est interesse a l'etude au niveau local du taillant pdc. Au fur et a mesure du creusement, l'usure du taillant se traduit par la creation d'un meplat sous sa base. On fait l'hypothese de l'independance du mecanisme de coupe a l'avant de l'outil et du frottement sous le meplat. La coupe est un mecanisme de rupture par charge limite relativement bien cerne mais le mecanisme de frottement n'est pas clairement identifie. Cette etude va donc s'attacher a eclairer la nature des mecanismes qui entrent en jeu lors du frottement du meplat sur la roche. Le meplat est considere horizontal par rapport a l'axe vertical de l'outil et penetre dans la formation avec un faible angle negatif. Le probleme du frottement est traite en deformation plane, et est modelise par un poincon incline de cet angle par rapport a la surface et qui glisse parallelement a cette surface avec un mouvement stationnaire. L'etude numerique et experimentale a montre une augmentation de la contrainte moyenne sous le meplat avec cet angle jusqu'a une valeur limite eventuelle. Elle a mis en evidence la nature elastoplastique du frottement et a permis de qualifier les deformations plastiques volumiques dans la roche (dilatantes ou contractantes)


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Informations

  • Détails : 200 P.
  • Annexes : 76 REF.

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