LỰC KÉO TRÊN ĐƯỜNG ỐNG ĐƯỢC LẮP ĐẶT BẰNG KHOAN ĐỊNH HƯỚNG NGANG

CÔNG TY KHOAN NGẦM VIỆT NAM

LỰC KÉO TRÊN ĐƯỜNG ỐNG ĐƯỢC LẮP ĐẶT BẰNG KHOAN ĐỊNH HƯỚNG NGANG

1. Giới thiệu

Bài viết này xem xét các thông số thiết kế để tính toán lực phản hồi trong phương pháp khoan định hướng ngang (HDD). Nghiên cứu cho thấy lực kéo ngược đo được cao hơn lực được tính toán lý thuyết đối với các cài đặt HDD nhỏ, trong khi kết quả ngược lại trong trường hợp các dự án HDD vừa và đặc biệt lớn. Trong số nhiều yếu tố ảnh hưởng đến lực phản hồi, các giá trị thiết kế cho hệ số ma sát của đất, hệ số cản chất lỏng, mật độ bùn khoan và hệ số ma sát lăn thường được giả định giống nhau trong tính toán cho tất cả các dự án HDD khác nhau.

2. Lực kéo trên đường ống được lắp đặt bằng khoan định hướng ngang

Một trong những lĩnh vực nghiên cứu chính của công nghệ Khoan định hướng ngang (HDD) là dự đoán chính xác tải trọng kéo về của đường ống, điều này ảnh hưởng đến các phương án thiết kế dự án, lựa chọn loại giàn khoan và cơ chế kéo lùi để giảm lực cản. Mặc dù một số quy trình hoặc hướng dẫn để dự đoán tải trọng lùi trong lắp đặt đường ống bằng kỹ thuật khoan định hướng ngang (HDD) đã được phát triển, chúng dựa trên các giả định tĩnh và là phương pháp phân tích hoặc thực nghiệm gần đúng. Do bản chất của HDD, việc xác định tải kéo ngược của đường ống là một vấn đề động phức tạp. Bài viết này trình bày một mô hình mới để mô phỏng quá trình kéo ngược đường ống và tính toán số lượng tải kéo ngược đường ống trong cài đặt HDD, trong đó các đường ống được mô hình hóa bởi các phần tử chùm linh hoạt Euler-Bernoulli ba chiều dựa trên công thức tọa độ nút tuyệt đối và sự tương tác giữa các đường ống và bề mặt lỗ khoan/ mặt đất được mô tả bằng mô hình tiếp xúc cục bộ sử dụng lý thuyết tiếp xúc Hertz phi tuyến. Để đánh giá phương pháp được trình bày, một trường hợp điển hình của việc cài đặt HDD được kiểm tra. Giải pháp phân tích của trường hợp ở trạng thái ổn định được rút ra để xác nhận phương pháp đã trình bày. Cung cấp các kết quả số cho các chi tiết hữu ích như lực kéo, lực dọc trục trạng thái ổn định và thoáng qua tại các vị trí khác nhau của ống, và ứng suất dọc trục trong ống trong và sau khi lắp đặt.

HÌNH ẢNH CÔNG TY KHOAN NGẦM VIỆT NAM

Tổng lực kéo cần thiết để lắp đặt đường ống được tính toán bằng tổng các lực cản chuyển động của đường ống trong các đoạn thẳng và cong của lỗ khoan. PRCI đã đề xuất các phương trình cho các đoạn đường khoan khác nhau khi đường ống được kéo qua mỗi đoạn.

Tải trọng thực tế của giàn khoan trong quá trình hoạt động kéo lùi được ghi lại tại hiện trường cho từng dự án. Trong phần lớn các trường hợp, lực lượng giàn khoan tối đa được ghi nhận gần khi hoàn thành kéo lùi. Giả sử rằng lực cần thiết để kéo ống khoan và cụm doa là không đáng kể khi kết thúc quá trình lắp đặt, lực khoan thực tế có thể được so sánh với lực lý thuyết cần thiết để kéo ống sản phẩm. Nói chung, đây là một cách tiếp cận thận trọng để so sánh lực phản hồi lý thuyết tối đa được tính toán dựa trên PRCI với tải trọng tối đa của giàn khoan thực tế. Tuy nhiên, do thiếu dữ liệu đáng tin cậy để định lượng lực cần thiết để kéo cụm doa, nên hiện tại không có phương pháp thiết kế nào để ước tính lực kéo giàn HDD thực tế.

Các dự án được phân loại thành ba nhóm: HDD nhỏ, HDD vừa và HDD lớn. Sự thay đổi trung bình quan sát được giữa lực lý thuyết và lực thực tế là khác nhau đối với mỗi nhóm. Đối với các cài đặt HDD nhỏ, lực thực tế bị đánh giá thấp hơn 35% so với tính toán lý thuyết trong khi lực lý thuyết cao hơn tải thực tế 26% và 54% đối với cài đặt HDD vừa và lớn, tương ứng.

Thiết kế các dự án HDD đặc biệt quan trọng đối với các dự án quy mô lớn hơn, nơi bất kỳ sự chậm trễ nào trong việc thực hiện dự án có thể tạo ra cơn ác mộng kinh tế và một thiết kế hiệu quả có thể giúp tiết kiệm đáng kể trong khi giao dự án đúng thời hạn. Để khảo sát thêm ý nghĩa của các biến đầu vào thiết kế, một nghiên cứu tham số đã được hoàn thành. Thiết kế Thử nghiệm (DOE) cũng được sử dụng để nghiên cứu sự phụ thuộc của lực phản hồi tính toán vào các biến thiết kế.

XEM THÊM CÔNG TY KHOAN NGẦM VIỆT NAM TẠI ĐÂY