Le tube en acier soudé à l'arc submergé à joint spiralé est mis en rotation et foré, puis pénètre dans la formation tendre. Sous l'action de la roue à trois cônes, le trépan induit d'abord une déformation élastique par cisaillement de la formation, avant d'être retiré par la pression de la roue. Dans la simulation, le sol tendre est une argile homogène, et les fissures dans la formation et le sol sont négligées. Un forage directionnel horizontal est réalisé dans la formation présentant un changement brutal de dureté, et la formation est en contact dynamique aléatoire avec le trépan. Le frottement généré par le contact des cônes avec la formation provoque des vibrations dans le tube en acier soudé à l'arc submergé à joint spiralé. Lors du passage du trépan de la formation tendre à la formation dure, d'importantes vibrations latérales et verticales sont inévitables.
Lorsque la vitesse de forage est de 0,008 m/s et la vitesse angulaire du trépan de 2 rad/s, la courbe d'énergie de pseudo-déformation lors de l'avancement du trépan à rouleaux comprend principalement la viscosité et l'élasticité. Cependant, la viscosité étant généralement prédominante, la majeure partie de l'énergie est irréversible lors de sa conversion en énergie de pseudo-déformation. L'énergie de déformation du tube en acier soudé à l'arc submergé à joint spiralé est l'énergie principale consommée pour contrôler la déformation en sablier. Si l'énergie de pseudo-déformation est trop élevée, cela signifie que l'énergie de déformation contrôlant la déformation en sablier est trop importante ; il convient alors d'affiner ou de modifier le maillage afin de réduire cette énergie excessive. La variation de l'énergie de pseudo-déformation dans ce modèle se produit principalement lorsque le trépan pénètre dans la couche de sol meuble et lorsqu'il traverse l'interface de la formation abrupte. Plus la dureté de la formation est élevée, plus l'énergie de pseudo-déformation du trépan pénétrant dans la formation est importante. Le processus de forage du tube soudé à joint spiralé dans la formation abrupte est simulé, et l'évolution de la trajectoire du trépan est prédite.
(1) La mutation de l'énergie de déformation pseudo-induite se produit principalement lorsque le trépan pénètre dans la couche de sol meuble et que le trépan à rouleaux traverse l'interface de la formation abrupte. Plus la dureté de la formation est élevée, plus l'énergie de déformation pseudo-induite du tube en acier soudé à l'arc submergé à joint spiralé est importante lors de son entrée dans la formation.
(2) Lors du forage dans une formation abrupte, le tube d'acier soudé à l'arc submergé à joint spiralé se déplace longitudinalement et le trépan vibre. Plus la dureté de la formation est élevée, plus l'amplitude de vibration du trépan est importante.
(3) Sous certaines conditions d'inclinaison de la formation, plus la vitesse de forage du trépan est élevée, plus l'écart longitudinal de la trajectoire de forage est important ; inversement, plus la vitesse de forage est élevée, plus l'écart longitudinal de la trajectoire de forage est faible. Lorsque la vitesse de forage est inférieure à 2,2 rad/s, son influence sur l'écart longitudinal de la trajectoire de forage est réduite.
(4) À une certaine vitesse de forage, lorsque l'inclinaison locale de la formation est de 0° et 90°, il n'y a aucune influence sur la trajectoire de forage ; lorsque l'inclinaison locale augmente progressivement, l'écart longitudinal de la trajectoire de forage augmente ; lorsque l'inclinaison locale dépasse 45°, l'influence sur l'écart longitudinal de la trajectoire de forage diminue.
Date de publication : 19 décembre 2024