Стальная труба, сваренная под флюсом спиральным швом, вращается и бурится, начиная проникать 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, трещины в грунте и породе не учитываются. Горизонтально-направленное бурение проводится в условиях резкого изменения формы пласта, при этом пласт находится в случайном динамическом контакте с роликовым буровым долотом. При контакте конуса с пластом возникает трение. Ударная сила вызывает вибрацию стальной трубы, сваренной под флюсом спиральным швом. При перемещении трехконусного бурового долота из мягкого пласта в твердый неизбежно возникают значительные боковые и вертикальные колебания.
При скорости бурения 0,008 м/с и скорости вращения бурового долота 2 радиан/с кривая псевдоэнергии деформации во время продвижения роликового бурового долота в основном включает вязкость и упругость. Однако, поскольку член, описывающий вязкость, обычно занимает доминирующее положение, большая часть энергии необратимо преобразуется в псевдоэнергию деформации. 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 роликовое буровое долото проходит через границу внезапных пластов. Чем выше твердость пласта, тем больше псевдоэнергия деформации бурового долота при входе в пласт. Моделируется процесс бурения трубы со спиральным швом в внезапном пласте и прогнозируется изменение траектории бурения бурового долота.
(1) Изменение псевдоэнергии деформации происходит главным образом, когда буровое долото входит в мягкий слой грунта, а роликовое буровое долото проходит через границу раздела внезапно образовавшихся пород. Чем выше твердость формования, тем больше псевдоэнергия деформации стальной трубы, сваренной дуговой сваркой под флюсом со спиральным швом, при входе в формование.
(2) При бурении в внезапном пласте спиральный шов, сваренный под флюсом стальной трубы, перемещается в продольном направлении, и буровое долото вибрирует. Чем выше твердость пласта, тем больше амплитуда колебаний бурового долота.
(3) При определенных условиях наклона пласта чем выше скорость бурения долота, тем больше продольное отклонение траектории бурения, и чем выше скорость бурения долота, тем меньше продольное отклонение траектории бурения. Когда скорость бурения долота ниже 2,2 рад/с, влияние скорости на продольное отклонение траектории бурения уменьшается.
(4) При определенной скорости бурения, когда локальный наклон пласта составляет 0° и 90°, это не влияет на траекторию бурения; при постепенном увеличении локального наклона продольное отклонение траектории бурения увеличивается; когда локальный наклон превышает 45°, влияние на продольное отклонение траектории бурения уменьшается.
Дата публикации: 19 декабря 2024 г.