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outils de forage à main
PDF] Rôle du processus de forabilité des roches dans les

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Les outils de forage de type PDC peuvent subir d'intenses variations de leur vitesse de rotation, qui perturbent le deroulement des operations de forage. Ce phenomene auto-entretenu, appele stick-slip, se produit dans une variete de contextes de forage actuels et on admet generalement que l'instabilite est due a la decroissance du couple a l'outil suivant la vitesse de rotation. De nombreux dispositifs ont ete introduits pour limiter son apparition, mais ni la cause physique de cette decroissance, ni le role joue par l'outil n'ont ete clairement identifies jusqu'a present. Cette these vise a etudier, experimentalement et theoriquement, la reponse mecanique des outils PDC lorsqu'ils sont soumis a des variations de leur vitesse de rotation. Une campagne d'essais de forabilite des roches a montre que les efforts qui s'exercent autant sur les outils PDC, que sur les taillants qui les composent, dependent significativement de la vitesse de rotation. On a attribue ce phenomene au cisaillement dynamique d'une couche de roche broyee, compactee a l'interface entre le taillant et la saignee. Un modele semi-empirique d'interaction dynamique outil-roche a ete ajuste sur ces experiences pour predire la reponse dynamique d'outils reels, puis valide a partir des essais sur outils de forage a l'echelle 1. Il a ete couple a un algorithme decrivant la dynamique en torsion des garnitures de forage pour calculer le risque de stick-slip associe. Le modele developpe explique non seulement, pourquoi le couple a l'outil diminue avec la vitesse de rotation mais aussi montre qu'il est possible de reduire le risque de stick-slip en selectionnant la conception d'outil PDC appropriee.