To better define the problems between the mechanical properties of rocks and the geometric and technical properties of drilling tools, a series of experimental tests were done on the destructibility of rocks using different types of drilling tools and drilling systems. For this research, done in the Laboratory of Drilling and Rock Mechanics of the Faculte Polytechnique of Mons, Belgium, the following, rotary drilling processes were used: Rotary Drilling System, Rotary Large-Diameter Drilling System and Turbo-Drilling Large-Diameter System. This results, both theoretical and experimental, have been presented in severals masters and Ph. D. Thesis of our Laboratory and appear in this paper in summary form. For this project a fully computerized portable punch test apparatus was developed in collaboration with the Diamant Boart Company of Bruxelles.
Afin de pouvoir mieux cerner les problèmes de liaison entre les paramètrs mecaniques des roches d'une part et des paramètres geometriques et technologiques des outils de forage d'autre part, de nombreux essais de destructibilite des roches par differents types d'outils et de systèmes de forage rotatif ont ete effectues au laboratoire de forages et de mecanique des roches de la Faculte Poly technique de Mons. Pendant cette etude les procedes suivants du forage rotatif etaient vises: le forage Rotary classique, le forage Rotary à grand diamètre et le turboforage à grand diamètre. Quelques premières conclusions theoriques et experimentales venant de differentes thèses de maîtrises et de doctorats (3), (4) et (8) sont presentees sous forme d'un resume dans le cadre de cette communication. C'etait aussi dans le cadre de ces travaux de recherche qu'une presse portative de poinçonnage, entièrement informatisee, a ete recemment developpee en collaboration avec la Societe Diamant Boart.
Um die Probleme des Zusammenhangs zwischen den Parametern der Gebirgsmechanik einerseits und den geometrischen und technologischen Parametern der Bohrwerkzeuge andererseits besser zu erfassen, wurden im Laboratorium fuer Bohrtechniek und Gebirgsmechanik der Faculte Polytechnique de Mons (Technische Universitat von Mons) zahlreiche Versuche ueber die Zerstörbarkeit der Gesteine mittels verschiedener Werkzeugtypen und Drehbohrsystemen durchgefuehrt. Im Laufe dieser Arbeiten wurden folgende Drehbohrverfahren untersucht: das herkömmliche Rotary-Bohren, das sogenannte Big Diameter-Drehbohren und das Big Diameter-Turbobohren. Erste theoretische und experimentielle Schluβfolgerungen aus verschiedenen Doktor- und Magisterarbeiten werden im Rahmen dieses Berichts in Kurzfassung gegeben. Ebenfalls im Laufe dieser Forschungsarbeiten wurde kuerzlich in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Diamant Boart eine vollstandigkomputergesteuerte tragbare Lochpresse entwickelt.
Pour etudier les problèmes de liaison entre paramètres mecaniques des roches d'une part et des paramètres geometriques et technologiques des outils de forage d'autre part, nous avons choisi le programme suivant pour nos travaux de recherche:
etait simule au depart de notre etude par differents types de materiaux equivalents permettant de presenter les differents types de resistance et de comportements mecaniques d'une part et d'abrasivite d'autre part. Actuellement, le passage du materiau equivalent vers des roches reelles est d'application.
a ete choisi pour notre travail experimental de laboratoire du fait qu'il couvre à la fois les anciens types d'outils à lames et aussi les outils à lames de conception moderne, c'est-à-dire du type stratapax, diapax, etc •••
tels que rotatif classique ou rotatif à grand diamètre classique et le turboforage à grand diamètre ont ete compares experimentalement au laboratoire en travaillant dans des materiaux equivalents de differents types, sous differents regimes de travail et en absence des fluides d'injection (les conditions experimentales etaient telles que le fond du trou pouvait être considere toujours comme propre et donc sans phenomènes de rebroyage). Le tableau 1 resume les qualites des materiaux equivalents utilises pour nos diverses experimentations de laboratoire. Tous les types de resistance, determines habituellement dans des laboratoires de de mecanique des roches, ont ete pris en consideration y compris la resistance en poinçonnage (σ p) et celle de cisaillement (σ cp) par poinçonnage. Cette dernière experimentation a ete effectuee à l'aide d'une nouvelle: presse portative, entièrement informatisee (fig. 13). En ce qui concerne les caracteristiques geometriques des outils à lames adoptes pour ce travail de recherche, le tableau 2,et la figure 1 donnent un aperçu à ce sujet.
Le but de nos travaux de recherche etait entre autres aussi d'etudier en premier temps les differentes correlations qui existent entre les divers paramètres intervenant dans le processus de destruction en forage rotatif et repondre à la question:
Tous les essais dans Ie cadre de cette etude ont ete effectues dans des conditions ambiantes de laboratoire c'est-à-dire à la pression atmospherique pour le moment. Le materiel experimental qui a ete utilise dans le cadre de ces travaux de recherche est presente aux figures 2, 3, 4 et 5.
