基于随钻参数的岩石单轴抗压强度表征模型研究

凿岩过程中钻机工作参数的变化响应与岩石单轴抗压强度密切相关,为利用随钻响应快速表征岩石力学性质,使用自主搭建的随钻获取试验平台,选取了4种岩石,开展了一系列不同推力条件下的钻进试验,研究岩石单轴抗压强度与钻机工作参数之间的相关性.研究结果发现,推力随切削深度的变化率Fe、扭矩随切削深度的变化率Te、钻头单位尺寸上法向力与切向力之比ζ与岩石单轴抗压强度正相关,且不受试验条件影响.在此基础上,基于随钻参数Fe和Te是可以表征可钻性和机械比能的物理量,结合量纲分析,建立了以Fe和Te为参数的岩石单轴抗压强度表征模型,并通过其他种类岩石的钻进数据初步验证了该模型的可靠性.为利用凿岩过程快速表征岩石单轴抗压强度提供了一种新方法.