Development and Test of a New Device for Geomechanical Rock Properties

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Die Festigkeit des Gesteins ist für die Bohrtechnik von entscheidender Bedeutung, da sie zur Vorhersage der ROP, zur Optimierung des Bohrmeißels und zur Vermeidung von Problemen im Zusammenhang mit der Bohrlochstabilität angewendet werden kann. Die einaxiale Druckfestigkeit (UCS - Unconfined Compressive Strength) ist einer der allgemein anerkannten Parameter zur Quantifizierung der Gesteinsfestigkeit. Die Bestimmung des UCS in einem Labor erfordert die Verfügbarkeit von Gesteinsproben sowie spezielle Techniken als auch Behandlung der Proben. Dies ist mit hohen Kosten verbunden und kann daher nicht für jedes abgeteufte Bohrloch durchgeführt werden. Es gibt andere Möglichkeiten UCS zu bestimmen, die jedoch Einschränkungen mit sich bringen. In dieser Arbeit wird ein neuartiges Gerät zusammen mit einer Methode zur Bestimmung des UCS aus Bohrgut (cuttings) vorgestellt: „The Rock Crusher“. Eine Reihe von ersten Tests wurde unter Verwendung von Zementproben mit unterschiedlichen Festigkeiten durchgeführt, wobei der Mittelstrom der Vorrichtung als Indikator für die Festigkeit herangezogen wurde. Diese Tests zeigten eine gute Korrelation zwischen dem Mittelstrom und dem UCS des getesteten Materials. Verwendet wurde das auf Bohrgut angewendete Konzept der spezifischen Energie. Dabei stellte sich heraus, dass die zum Zerkleinern des Gesteins erforderliche spezifische Energie, ein besserer Indikator für die Festigkeit des Gesteins ist. Schließlich wurde eine Reihe von Tests an Gesteinsproben mit unterschiedlicher Festigkeit durchgeführt, die eine schwächere Korrelation zwischen der Festigkeit und der spezifischen Energie im Vergleich zu der Zementprobe zeigten. Nach einer sorgfältigen Analyse der generierten und erarbeiteten Informationen wurde jedoch festgestellt, dass ein bestimmter Parameter den Zerkleinerungsprozess des Bohrkleins genauer beschreibt, nämlich die Kohäsion.

Details

Titel in ÜbersetzungEntwicklung und Test eines neuen Geräts für geomechanische Gesteinseigenschaften
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung25 Okt. 2019
StatusVeröffentlicht - 2019