Étude de stabilité d'une structure de forage à partir du processus de destruction de la roche

par Noël Challamel

Thèse de doctorat en Techniques et Économie de l'Exploitation du Sous-sol

Sous la direction de Hédi Sellami.

Soutenue en 1999

à l'ENSMP .

mots clés

• Forage
• Roches, Mécanique des
• Stabilité

Résumé

Les vibrations de torsion d'une structure de forage, aussi appelées stick-slip, contribuent à la fatigue du train de tiges et endommagent l'outil. Le mémoire s'intéresse à la compréhension de ce phénomène non linéaire fréquemment rencontré en forage profond. La stabilité de la solution stationnaire est déterminée à l'aide de la méthode directe de Liapounov, complétée par des résultats du système linéarisé. Le critère de stabilité dépend fortement de la condition aux limites, définie par le processus de destruction de la roche. En réduisant l'identification de cette fonction d'interaction à un niveau local, l'utilisation du calcul à la rupture permet de quantifier la réaction de la roche à sa coupe par un taillant. L’intégration de cette modélisation au niveau de l'outil débouche sur la fonction d'interaction, moyennant des hypothèses de constantes de temps. Des simulations numériques, couplées à des mesures de chantier illustrent l’instabilité conséquente sous forme d'une surface limite.

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