بررسی اثر اندازه قطر مته بر روی انرژی ویژه ذاتی حفاری در سنگ‌های بلورین

روش‌های غیرمستقیم نیمه‌مخرب می‌توانند رویکردی مناسب برای برآورد پارامترهای مقاومتی و الاستیک سنگ ارائه دهند. در این تحقیق، با استفاده از مدل توسعه‌یافته توسط این تیم تحقیقاتی که یک مدل تحلیلی مبتنی بر تعادل حدی نیروها در فرآیند حفاری چرخشی با مته‌های اسکنه‌ای t شکل است، و همچنین دستگاهی که برای اندازه‌گیری و ثبت پارامترهای حفاری حین حفاری ساخته شده، انرژی ویژه ذاتی سنگ بررسی شده است. انرژی ویژه، معادل انرژی لازم برای حفاری یا کندن حجم واحدی از سنگ است. طبق تئوری، انرژی ویژه حفاری (ε) و مقاومت حفاری (ζ) مستقل از یکدیگر نبوده و یک رابطه خطی میان آن‌ها برقرار است. به لحاظ تئوریکی، نمودارهای این دو پارامتر در شرایط مته کند و تیز، در نقطه‌ای تقاطع دارند که به‌عنوان نقطه شروع فرآیند برش در حفاری شناخته می‌شود. این نقطه، پارامتری ذاتی از سنگ تلقی می‌شود که مستقل از نوع برش‌دهنده و اندازه مته است و برابر انرژی ویژه ذاتی سنگ است. در این تحقیق، تاثیر استفاده از مته با سه قطر مختلف بر روی انرژی ویژه ذاتی حفاری برای سه نمونه سنگ بلورین از نوع مرمر با دانه‌بندی‌های متفاوت بررسی و نتایج مقایسه شده است. نتایج مطالعات نشان داد که انرژی ویژه ذاتی تنها وابسته به خواص ذاتی سنگ نیست و به پارامترهای حفاری نیز وابستگی دارد. افزایش قطر برش‌دهنده منجر به کاهش انرژی ویژه ذاتی می‌شود. این یافته‌ها نشان‌دهنده ضرورت بازنگری در فرضیات مربوط به استقلال انرژی ویژه ذاتی از پارامترهای حفاری است و می‌تواند به بهبود روش‌های تخمین خواص سنگ در شرایط عملیاتی کمک کند.