OTubo de aço soldado por arco submerso com costura espiralA broca é girada e perfurada, começando a penetrar na formação mole. Sob a ação da roda de três cones, a broca primeiro produz deformação elástica por cisalhamento na formação e, em seguida, é removida pela pressão da roda de três cones. No ambiente de simulação, o solo mole é uma argila homogênea, e a formação e as fissuras no solo não são consideradas. A perfuração direcional horizontal é realizada em formações abruptas que estão em contato dinâmico aleatório com a broca de cone rotativo. O atrito ocorre quando o cone entra em contato com a formação. A força de impacto faz com que o tubo de aço soldado por arco submerso com costura espiral vibre. Quando a broca de três cones se move de formações moles para duras, ela inevitavelmente produzirá grandes vibrações laterais e vibrações verticais.
Quando a velocidade de perfuração é de 0,008 m/s e a velocidade de rotação da broca é de 2 rad/s, a curva de pseudoenergia de deformação durante o avanço da broca de cone de rolos inclui principalmente viscosidade e elasticidade. No entanto, como o termo viscoso geralmente predomina, a maior parte da energia convertida em pseudoenergia de deformação é irreversível. A energia de deformação do tubo de aço soldado por arco submerso com costura espiral é a principal energia consumida para controlar a deformação em forma de ampulheta. Se a pseudoenergia de deformação for muito alta, significa que a energia de deformação que controla a deformação em forma de ampulheta é muito grande e a malha deve ser refinada ou modificada para reduzir o excesso de pseudoenergia de deformação. A mutação da pseudoenergia de deformação neste modelo ocorre principalmente quando a broca entra na camada de solo mole e a broca de cone de rolos atravessa a interface abrupta da formação. Quanto maior a dureza da formação, maior a pseudoenergia de deformação da broca ao entrar na formação. Simule o processo de perfuração do tubo soldado em espiral em uma formação abrupta e preveja as mudanças na trajetória de perfuração da broca.
(1) As mutações de pseudoenergia de deformação ocorrem principalmente quando a broca de perfuração entra na camada de solo mole e quando a broca de cone de rolo passa pela interface abrupta da formação. Quanto maior a dureza da formação, maior a pseudoenergia de deformação quando o tubo de aço soldado por arco submerso com costura espiral entra na formação.
(2) Ao perfurar uma formação repentina, o tubo de aço soldado por arco submerso com costura espiral move-se longitudinalmente e a broca vibra. Quanto mais dura a formação, maior a vibração da broca.
(3) Sob certas condições de ângulo de inclinação da formação, quanto maior a velocidade de perfuração da broca, maior o desvio longitudinal da trajetória de perfuração; quanto maior a velocidade da broca, menor o desvio longitudinal da trajetória de perfuração. Quando a velocidade de rotação da broca for inferior a 2,2 rad/s, o impacto da velocidade de rotação no desvio longitudinal da trajetória de perfuração é reduzido.
(4) Sob uma determinada velocidade de perfuração, quando o ângulo de inclinação local da formação é de 0° e 90°, não há impacto na trajetória de perfuração; quando o ângulo de inclinação local aumenta gradualmente, o desvio longitudinal da trajetória de perfuração aumenta; quando o ângulo de inclinação local excede 45°, o impacto no desvio longitudinal da trajetória de perfuração é reduzido. Os resultados da pesquisa deste capítulo são de grande importância para melhorar a precisão da previsão da trajetória de perfuração de brocas tricônicas em formações íngremes e estabelecem uma base teórica para a correção da trajetória de perfuração de tubos de aço soldados por arco submerso com costura espiral através de furos-piloto horizontais.
Data da publicação: 08/09/2023