Experimental Investigation of Induced Low Frequency Axial Vibration on Drilling Response of a PDC Bit
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This study investigates the impact of induced low frequency axial excitations on drilling actions of Polycrystalline Diamond Compact (PDC) bits. Variations in drilling efficiency have been documented through a series of experiments at different intensities (frequency and amplitude) of axial excitations. Prior work has identified the challenges of bit wear due to high frequency oscillations and an experimental validation is conducted to incorporate vibration related force changes into mechanical specific energy (MSE) to allow for identification while drilling. Axial vibrations were induced using a controlled linear actuator at the cutter-rock interface, in low frequency regime (up to 5 Hz) using a rotary experimental setup, based on state-of-the-art modified lathe machine. Through imposition of bit kinematics of angular velocity and rate of penetration (ROP), a PDC cutter was used to drill several cores of donnybrook sandstone, at a constant angular velocity of 100 revolutions per minute (RPM). A piezoelectric triaxial sensor measured the cutting forces: normal (weight) and shear (torque) force, at the cutter-rock interface. The results quantify variation of drilling response under several combinations of frequency, amplitude and cutting speed. It was observed that forces required to penetrate through rock were reduced with minimum effect on degree of wear on the cutter, mainly due to lower intensity of induced oscillations. This shows that once periodic axial oscillations are imposed, a lesser amount of energy is required to achieve same rate of penetration (ROP), thereby indicating improvement in cutting efficiency of the drilling process. The results from this study also provides experimental evidence for the need to incorporate vibration induced force losses into the equation of drilling efficiency for correct estimations of rock strength downhole.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».