توصيفگر ها :
انرژي ويژه حفاري , دانه بندي , مصالح بتني , سرعت حفاري , سرعت موج فشاري و برشي , درجه همسانگردي
چكيده فارسي :
انرژي ويژه حفاري به عنوان پارامتري مهم در حوزه¬هاي مختلف حفاري در سنگ، از جمله معدنكاري، مهندسي عمران و صنايع بالادستي نفت به شمار مي آيد. از اين رو بررسي عوامل موثر بر حفاري از اهميت ويژه اي برخوردار است. در اين پژوهش تأثير دانه بندي ، سرعت و قطر حفاري بر انرژي ويژه حفاري بررسي شوده است. بدين منظور، مصالح بتني با سه دانه بندي متفاوت 5/9-0، 5/12-0 و 19-0 ميلي متر به صورت سه بلوك با ابعاد (cm30cm×30cm×30) آماده¬سازي شد. همچنين سه بلوك سنگي آهكي نيز با ابعاد مشابه تهيه شد. حفاري در بلوك¬ها با استفاده از مته هاي با قطرهاي 52، 60، 63 ،76 و 101 ميلي متر و سرعت حفاري 15/0 ، 2/0 و 25/0 ميلي متر بر ثانيه انجام شد. سرعت موج فشاري و برشي جهت محاسبه پارامترهاي ديناميكي نظير مدول الاستيسيته و ضريب پواسون و بررسي درجه همسانگردي در بلوك ها در جهات مختلف اندازه گيري شد. در مجموع در بلوك هاي بتني تعداد 39 مغزه ودر بلوك هاي سنگي تعداد 41 مغزه گرفته شد. مغزه گيري با استفاده از دستگاه حفاري اتوماتيك انجام شد. مقادير انرژي ويژه حفاري براي هر مغزه محاسبه شد. آناليز نتايج و مقايسه انرژي ويژه حفاري مغزه هايي با قطر ها و سرعت حفاري متفاوت نشان داد كه در سرعت يكسان حفاري در مته هايي با قطرهاي 52 و 60 ميلي متر با افزايش دانه بندي از 5/9 تا 19 ميلي متر مقادير انرژي ويژه حفاري افزايش يافته است. همچنين در قطرهاي ثابت حفاري با افزايش سرعت حفاري از 15/0 به 2/0 و سپس 25/0 مقادير بارروي مته وانرژي ويژه هم در بلوك هاي بتني و هم در بلوك هاي سنگي افزايش پيدا كرده است. بررسي تأثير جهت حفاري بر انرژي ويژه در بلوك هاي سنگي نشان داد كه انرژي ويژه در دو جهت عمودبرهم تغييرات چنداني نداشته و همسانگردي بلوك ها در جهات مختلف را نشان مي دهد. مقادير انرژي ويژه اندازه گيري شده در مطالعه حاضر با مقادير محاسبه شده از روابط تيله (1965) از همبستگي بسيار بالا و تقريبا نزديك به يك برخوردار بوده است.
چكيده انگليسي :
The specific drilling energy is considered as an important parameter in various rock drilling field, including mining, civil engineering and oil industry, where, the study of factors affecting the drilling procedure is of particular importance. In this research, the effect of grain size, drilling velocity and diameter has been investigated on specific drilling energy. For this, concrete mixtures with three different grain distributions of 0-9.5, 0-1.5 and 0-19 mm were prepared in three blocks with dimensions of 30 cm × 30 cm × 30 cm. Also, three limestone blocks with similar dimensions were prepared. Drilling in the blocks was performed using drills with diameters of 52, 60, 63, 76 and 101 mm and drilling velocities of 0.15, 0.2 and 0.25 mm/s. Compressive and shear wave velocities were measured to calculate dynamic parameters such as elastic modulus and Poissonʹs ratio and to evaluate the degree of isotropy in blocks in different directions. A total of 39 cores were obtained in concrete blocks and 41 cores in limestone blocks. The drillings were conducted using a servo-control drilling machine and specific drilling energy values were calculated for each core. Analysis of the results and comparison of drilling specific energy for cores with different diameters and drilling velocities showed that at the same drilling speed with diameters of 52 and 60 mm with increasing the grain size from 9.5 to 19 mm, the values of specific drilling energy increased. Also, in constant drilling diameters, with increasing drilling speed from 0.15 to 0.2 and then 0.25 mm/s, the drill load values and special energy have grown in both concrete and rock blocks. The study of the effect of drilling direction on the specific energy in rock blocks depicts that the specific energy did not significantly change in the two perpendicular directions which showed the isotropy of the blocks in different directions. The specific energy values measured in the present study had a very high correlation with the values calculated from the Teale (1965) relations.
