Расчет общего усилия протаскивания при строительстве подводного перехода газопровода из полиэтиленовых труб диаметром 110 мм длиной 76 м по буровому каналу диаметром 140 мм

Так как газопровод выполнен из длинномерных полиэтиленовых труб, то он не имеет выступов за пределы наружного диаметра и усилие Р ₄ (увеличение силы трения от наличия на трубе газопровода выступов за пределы наружного диаметра) и усилие Р ₆ (сопротивление перемещению газопровода в зоне входа за счет смятия стенки бурового канала) равны нулю.

Проектируемая трасса не имеет прямолинейного участка и усилие Р ₇ (увеличенное сопротивление перемещению при переходе от прямолинейного движения к криволинейному) также равно нулю.

Общее усилие протаскивания Р рассчитывается по формулам:

а) для благоприятных условий:

;

б) для неблагоприятных условий:

.

Разбиваем трассу на равные интервалы для расчета текущих усилий:

l_i = 0; 9, 5; 19; 28, 5; 38; 47, 5; 57; 66, 5; 76.

Расчет усилия Р_р — лобового сопротивления движению расширителя:

;

Н;

.

.

Расчет усилия протаскиванияя газопровода Р_гп:

а) усилие протаскивания газопровода для благоприятных условий рассчитывается по формуле

;

б) усилие протаскивания газопровода для неблагоприятных условий рассчитывается по формуле

;

Расчет усилия Р ₂:

;

Расчет усилия Р ₃:

а) для благоприятных условий:

;

;

б) для неблагоприятных условий:

Расчет усилия Р ₅:

Примечание — Усилием Р ₅ можно пренебречь из-за его незначительной величины.

Расчет усилия Р ₈:

Расчет усилия перемещения буровых штанг .

Усилие перемещения буровых штанг Р_п рассчитывается по формулам:

а) для благоприятных условий:

б) для неблагоприятных условий:

Расчет усилия

Расчет усилия :

а) при благоприятных условиях:

б) при неблагоприятных условиях:

Расчет усилия :

а) при благоприятных условиях:

б) при неблагоприятных условиях:

Расчет усилия :

Расчет усилия :

Расчет усилия :

Примечание — Усилием можно пренебречь из-за его незначительной величины в этом случае.

Таким образом, расчет усилия перемещения буровых штанг :

а) при благоприятных условиях бурения усилие перемещения буровых штанг рассчитывается по формуле

б) при неблагоприятных условиях усилие перемещения буровых штанг рассчитывается по формуле

Расчет общего усилия протаскивания газопровода из полиэтиленовых труб диаметром 110 мм, длиной 76 м, в буровом канале диаметром 140 мм:

а) при благоприятных условиях общее усилие протаскивания рассчитывается по формуле

б) при неблагоприятных условиях бурения (при обвале грунта, сухой скважине и т.д.) общее усилие протаскивания рассчитывается по формуле

На основании сделанных вычислений построены графики усилий:

Р_р — лобовое сопротивление движению расширителя;

Р ₂ — сила трения от веса газопровода внутри бурового канала;

Р _3(а) и Р _3(б) — увеличение силы трения от силы тяжести грунта зоны естественного свода равновесия;

Р ₈ — силы трения от веса газопровода, находящегося вне бурового канала;

и — усилие перемещения буровых штанг;

Р_{гп (а)} и Р_{гп (б)} — усилие протаскивания газопровода;

Р _(а) и Р _(б) — общее усилие протаскивания

Выполненные расчеты показывают, что выбранная бурильная установка D24x40 «Навигатор» фирмы «Вермеер» по техническим характеристикам обеспечивает производство работ по бестраншейной прокладке данного газопровода (максимальное расчетное общее усилие протаскивания Р _(б) = 47935, 8 Н значительно меньше максимального усилия, развиваемого установкой D24x40, которое равно 107960 Н (RABBINS HDD-30 TMSC - 149000 Н, STRAIGHTLINE DL-2462 - 108860 Н, TRACTO-TECHNIK Grudopit 10S - 400000 H и аналогичные установки других фирм).

При благоприятных условиях усилие протаскивания газопровода Р _гп(а) согласно расчету равно 6259, 5 Н, что значительно меньше допустимого.

При неблагоприятных условиях (полный обвал грунта по длине бурового канала и фильтрация бурового раствора в грунт) усилие протаскивания газопровода Р _гп(б) равно 34787 Н, что составляет» 85 % s _т полиэтилена ПЭ80.

Для успешной прокладки газопровода через реку в принятых условиях необходимо предусмотреть технологические приемы, обеспечивающие стабильность и прочность стенок бурового канала, предупреждающие обвал грунта и фильтрацию бурового раствора в грунт, к которым относятся:

а) применение качественного бурового раствора;

б) правильный выбор буровой головки, ножа и расширителя;

в) технология производства работ.

ПРИЛОЖЕНИЕ Н

(рекомендуемое)