Онстальная труба со спиральным швом, сваренная под флюсомБурение начинается с вращения и проникновения в мягкий грунт. Под действием трехконусного колеса буровое долото сначала вызывает упругую сдвиговую деформацию грунта, а затем удаляется под давлением трехконусного колеса. В условиях моделирования мягкий грунт представляет собой однородную глину, а грунт и трещины в нем не учитываются. Горизонтально-направленное бурение выполняется в крутых пластах, находящихся в случайном динамическом контакте с конусным долотом. При контакте конуса с грунтом возникает трение. Ударная сила вызывает вибрацию стальной трубы, сваренной дуговой сваркой под флюсом со спиральным швом. При перемещении трехконусного долота из мягкого грунта в твердый неизбежно возникают сильные боковые и вертикальные колебания.
При скорости бурения 0,008 м/с и скорости вращения бурового долота 2 рад/с кривая псевдоэнергии деформации во время продвижения конусного долота в основном включает вязкость и упругость. Однако, поскольку обычно преобладает вязкостный член, большая часть энергии, преобразуемой в псевдоэнергию деформации, является необратимой. Энергия деформации стальной трубы, сваренной дуговой сваркой под флюсом со спиральным швом, является основной энергией, потребляемой для контроля деформации в форме песочных часов. Если псевдоэнергия деформации слишком высока, это означает, что энергия деформации, контролирующая деформацию в форме песочных часов, слишком велика, и сетку следует уточнить или модифицировать для уменьшения избыточной псевдоэнергии деформации. Изменение псевдоэнергии деформации в этой модели происходит главным образом, когда буровое долото входит в мягкий слой грунта и конусное долото проходит через резкий участок пласта. Чем выше твердость пласта, тем больше псевдоэнергия деформации при входе бурового долота в пласт. Моделирование процесса бурения трубы со спиральным швом в условиях резкого пласта и прогнозирование изменений траектории бурения бурового долота.
(1) Изменения псевдоэнергии деформации в основном происходят, когда буровое долото входит в мягкий слой грунта и когда конусное долото проходит через резкий интерфейс пласта. Чем выше твердость формования, тем больше псевдоэнергия деформации при входе в формование стальной трубы, сваренной дуговой сваркой под флюсом со спиральным швом.
(2) При бурении в внезапно образовавшемся пласте, стальная труба, сваренная дуговой сваркой под флюсом по спиральному шву, перемещается в продольном направлении, и буровое долото вибрирует. Чем тверже пласт, тем сильнее вибрация долота.
(3) При определенных условиях угла наклона пласта, чем выше скорость бурения долота, тем больше продольное отклонение траектории бурения; чем выше скорость бурения долота, тем меньше продольное отклонение траектории бурения. Когда скорость вращения долота ниже 2,2 рад/с, влияние скорости вращения на продольное отклонение траектории бурения уменьшается.
(4) При определенной скорости бурения, когда локальный угол наклона пласта составляет 0° и 90°, это не влияет на траекторию бурения; при постепенном увеличении локального угла наклона продольное отклонение траектории бурения увеличивается; когда локальный угол наклона превышает 45°, влияние на продольное отклонение траектории бурения уменьшается. Результаты исследований, представленные в этой главе, имеют большое значение для повышения точности прогнозирования траектории бурения трехконусными буровыми долотами в крутых пластах и закладывают теоретическую основу для корректировки траектории бурения стальных труб, сваренных под флюсом по спиральным швам, через горизонтальные пилотные скважины.
Дата публикации: 08.09.2023