Evaluation of indentation on high strength and isotropic formations

Prajit Premraj, Zijian Li, Abdelsalam Abugharara, Stephen Butt

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoCalgary 2022: 75th Canadian Geotechnical Conference

Session: T15

RÉSUMÉ: La conception d'outils de forage performants nécessite une connaissance approfondie des propriétés mécaniques de la roche, à savoir sa résistance et sa dureté. L'essai d'indentation est un test indirect de mesure de la résistance de la roche. Les comportements et les réponses de fracturation de la roche lors des essais d'indentation représentent l'indice de dureté de la roche qui suit des modèles et des modes qui sont également produits de manière similaire par le forage, la coupe et l'alésage dans les processus de forage pétrolier ou les opérations minières. Ce travail se concentre sur la réalisation d'essais d'indentation sur du granite à haute résistance de nature hautement isotrope. De nombreux échantillons de carottes de 2 pouces de diamètre de différents rapports longueur/diamètre ont été testés en utilisant différents diamètres de pointes d'indentation avec des confinements variables afin d'évaluer l'influence de toutes les variables de l'essai sur la capacité de coupe de la roche. Les essais ont donné lieu à des courbes présentant des réponses charge-déplacement et une énergie spécifique variables.

ABSTRACT: High-performance drilling tool design requires a deep understanding of rock mechanical properties of strength and hardness. The indentation test is an indirect rock strength measurement test. Rock fracturing behaviors and responses under indentation tests represent rock hardness index that follows patterns and modes that also are produced similarly by drilling, cutting, and boring either in petroleum drilling processes or mining operations. This work concentrates on conducting indentation tests on high-strength granite of a highly isotropic nature. Many samples of 2-inch diameter cores of different length to diameter ratios were tested using different indenter-tip diameters with varying confinements to evaluate the influence of all variables in the test on rock cuttability. The tests resulted in curves with varying load-displacement responses and specific energy.

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