انجمن مکانیک سنگ ایران نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ 2588-7432 10 1 2026 05 22 Effect of Bit Size and Geomechanical Properties of Crystalline Marbles on Intrinsic Specific Energy in Rotary Drilling تاثیر اندازه سرمته و خصوصیات ژئومکانیکی بر انرژی ویژه ذاتی در فرآیند حفاری دورانی سنگ‌های بلورین مرمریتی 103 118 247873 10.22034/irsrm.2026.587994.1085 FA محمدرضا رضائیان فروشانی دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک سنگ در دانشگاه صنعتی اصفهان علیرضا باغبانان دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران. 0000-0001-8616-5807 کیوان ابن علی حیدری دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک سنگ، دانشگاه صنعتی اصفهان Journal Article 2026 05 27 Optimizing energy consumption in rotary drilling and reducing associated costs has always been one of the primary concerns of researchers in this field. The present study, employing an analytical model based on the limiting equilibrium of forces and utilizing a drilling rig equipped with a Measurement While Drilling (MWD) system developed by the same research team, calculated the intrinsic specific energy of rock during the drilling process. Based on the theoretical framework, the specific energy of drilling (ε) and the drilling resistance (ζ) are not independent quantities, and a linear relationship exists between them. According to the conducted studies, upon plotting the curves derived from the aforementioned parameters for a fixed-diameter bit under both sharp and dull conditions, an intersection point is observed between the two curves. This point represents the cutting threshold in drilling operations. In this study, the effect of bit diameter — evaluated at three different sizes — on the intrinsic specific energy of drilling was assessed using three marble specimens with varying grain sizes. The findings indicate that intrinsic specific energy is not solely a function of the inherent rock properties, but also depends on drilling parameters. The results demonstrate that with increasing bit diameter, the specific energy of drilling decreased by 20% for Maroon marble, 13.6% for Baghat marble, and 12.5% for Neyriz marble. These results reveal the necessity of reconsidering the assumption that intrinsic specific energy is independent of drilling variables. <span dir="RTL" lang="AR-SA">بهینه‌سازی مصرف انرژی در حفاری دورانی و کاهش هزینه‌های مرتبط، از جمله چالش‌های اصلی در مهندسی حفاری و مکانیک سنگ به شمار می‌رود. در این مطالعه، محققان با استفاده از یک مدل تحلیلی مبتنی بر تعادل حدی نیروها و با به کارگیری دستگاه حفاری مجهز به سامانه اندازه‌گیری و ثبت پارامترها، به بررسی انرژی ویژه ذاتی سنگ در فرآیند حفاری پرداخته‌اند. بر اساس مبانی نظری، دو کمیت انرژی ویژه حفاری (</span>ε<span dir="RTL" lang="AR-SA">) و مقاومت حفاری (</span>ζ<span dir="RTL" lang="AR-SA">) به یکدیگر وابسته هستند و رابطه‌ای خطی بین آن‌ها وجود دارد. پس از ترسیم منحنی‌های وابسته به این پارامترها برای یک مته در دو حالت تیز و کند، نقطه‌ای شناسایی گردید که نشان‌دهنده آغاز برش در فرآیند حفاری است. این تحقیق همچنین اثرات قطر مته را روی انرژی ویژه ذاتی حفاری، با استفاده از سه نمونه سنگ مرمریت با دانه‌بندی‌های مختلف، مورد ارزیابی قرار داده است. نتایج نشان می‌دهد که انرژی ویژه ذاتی تنها تابعی از خصوصیات داخلی سنگ نیست، بلکه به پارامترهای مرتبط با حفاری نیز وابسته است. به‌ویژه، با افزایش قطر مته، انرژی ویژه حفاری برای مرمریت مارون 20 درصد، مرمریت باغات 13.6 درصد و مرمریت نیریز 12.5 درصد کاهش یافته است. این یافته‌ها ضرورت بازنگری در فرضیات مربوط به استقلال انرژی ویژه ذاتی از متغیرهای حفاری را نمایان می‌سازد و می‌تواند به توسعه روش‌های بهینه‌تر در فرآیند حفاری و صرفه‌جویی در مصرف انرژی کمک کند.</span> https://www.irsrmjournal.ir/article_247873_3ab0b7bab554aefd48ae1b2ee409819c.pdf