วิธีแก้ปัญหาการเสียรูปของท่อเหล็กเชื่อมอาร์กจมใต้ตะเข็บเกลียว

การท่อเหล็กเชื่อมอาร์คจมใต้ตะเข็บเกลียวหมุนและเริ่มเข้าสู่ชั้นหินอ่อน ภายใต้การกระทำของกรวยสามชั้น ดอกสว่านจะสร้างการเสียรูปเฉือนแบบยืดหยุ่นของชั้นหินก่อน จากนั้นจึงถูกกำจัดออกภายใต้แรงกดของกรวยสามชั้น ในสภาพแวดล้อมจำลอง ดินอ่อนจะเป็นดินเหนียวที่เป็นเนื้อเดียวกัน โดยไม่คำนึงถึงชั้นหินและรอยแตกในดิน การเจาะแบบทิศทางแนวนอนจะดำเนินการในชั้นหินแบบฉับพลัน ซึ่งชั้นหินจะสัมผัสกับหัวกรวยลูกกลิ้งแบบไดนามิกแบบสุ่ม แรงเสียดทานเกิดขึ้นเมื่อกรวยสัมผัสกับชั้นหิน แรงกระแทกทำให้ท่อเหล็กเชื่อมอาร์คจมใต้ตะเข็บเกลียวสั่นสะเทือน เมื่อหัวเจาะแบบกรวยสามแฉกเคลื่อนตัวจากโครงสร้างอ่อนไปเป็นโครงสร้างแข็ง ย่อมก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนด้านข้างขนาดใหญ่และการสั่นสะเทือนขึ้นลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

เมื่อความเร็วในการเจาะเท่ากับ 0.008 เมตร/วินาที และความเร็วดอกสว่านเท่ากับ 2 เรเดียน/วินาที กราฟพลังงานความเครียดเทียมในระหว่างการเคลื่อนตัวของดอกสว่านแบบกรวยลูกกลิ้งจะประกอบด้วยความหนืดและความยืดหยุ่นเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากค่าความหนืดมักเป็นค่าหลัก การแปลงพลังงานส่วนใหญ่ไปเป็นพลังงานความเครียดเทียมจึงไม่สามารถย้อนกลับได้ พลังงานการเสียรูปของท่อเหล็กเชื่อมอาร์คจมใต้ตะเข็บเกลียวเป็นพลังงานหลักที่ใช้ในการควบคุมการเสียรูปของนาฬิกาทราย หากพลังงานความเครียดเทียมสูงเกินไป พลังงานความเครียดที่ควบคุมการเสียรูปของนาฬิกาทรายก็จะสูงเกินไป และตาข่ายจะถูกปรับแต่งหรือดัดแปลง เพื่อลดพลังงานความเครียดเทียมที่มากเกินไป การกลายพันธุ์ของพลังงานความเครียดเทียมในแบบจำลองนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อดอกสว่านเข้าสู่ชั้นดินอ่อน และดอกสว่านรูปกรวยเคลื่อนผ่านส่วนต่อประสานของชั้นหินที่ฉับพลัน ยิ่งความแข็งของชั้นหินสูงเท่าใด พลังงานความเครียดเทียมของดอกสว่านที่เข้าไปในชั้นหินก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น กระบวนการเจาะของท่อเชื่อมเกลียวในชั้นหินที่เปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันจะถูกจำลอง และคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงวิถีการเจาะของดอกสว่าน

(1) การเปลี่ยนแปลงพลังงานความเครียดเทียมอย่างฉับพลันส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อดอกสว่านเจาะเข้าไปในชั้นดินอ่อน และดอกสว่านกรวยลูกกลิ้งผ่านส่วนต่อประสานของชั้นหินที่ก่อตัวอย่างฉับพลัน ยิ่งความแข็งในการขึ้นรูปสูง พลังงานความเครียดเทียมของชั้นหินก็จะยิ่งมากขึ้นท่อเหล็กเชื่อมอาร์คจมใต้ตะเข็บเกลียวเมื่อเข้าสู่กระบวนการขึ้นรูป
(2) เมื่อเจาะชั้นดินอย่างกะทันหันท่อเหล็กเชื่อมอาร์คจมใต้ตะเข็บเกลียวเคลื่อนที่ตามยาวและดอกสว่านสั่นสะเทือน ยิ่งความแข็งของโครงสร้างมากเท่าใด แอมพลิจูดของดอกสว่านก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
(3) ภายใต้เงื่อนไขของการเอียงของชั้นหินบางประเภท ยิ่งความเร็วการเจาะของดอกสว่านสูงขึ้น ความเบี่ยงเบนตามยาวของวิถีการเจาะก็จะมากขึ้น และยิ่งความเร็วการหมุนของดอกสว่านสูงขึ้น ความเบี่ยงเบนตามยาวของวิถีการเจาะก็จะน้อยลง เมื่อความเร็วดอกสว่านต่ำกว่า 2.2 แรด/วินาที ผลกระทบของความเร็วต่อการเบี่ยงเบนตามยาวของวิถีการเจาะจะลดลง
(4) ภายใต้ความเร็วในการหมุนของบิตบางระดับ เมื่อการเอียงของโครงสร้างในพื้นที่อยู่ที่ 0° และ 90° จะไม่ส่งผลต่อวิถีการเจาะ เมื่อการเอียงของโครงสร้างในพื้นที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ความเบี่ยงเบนตามยาวของเส้นทางการเจาะจะเพิ่มขึ้น เมื่อการเอียงของโครงสร้างในพื้นที่เกิน 45° อิทธิพลต่อการเบี่ยงเบนตามยาวของวิถีการเจาะจะลดลง