СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строи­тельству газораспределительных систем ч. 3 - 2 Расчет общего усилия протаскивания при строительстве подводного перехода газопровода из полиэтиленовых труб диаметром 110 мм дли­ной 76 м по буровому каналу диаметром 140 мм

2 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 Р₄ (увеличение силы трения от наличия на трубе газопровода выступов за пределы наруж­ного диаметра) и усилие Р₆ (сопротивление перемещению газопровода в зоне входа за счет смятия стенки бурового канала) равны нулю.

Проектируемая трасса не имеет прямоли­нейного участка и усилие P₇ (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:

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

Расчет усилия Р - лобового сопротивле­ния движению расширителя:

Расчет усилия протаскивания 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 Р₂:

Расчет усилия Р₃:

а) для благоприятных условий:

б) для неблагоприятных условий:

141

СП 42-101-2003

^v_f

Расчет усилия Р₅:

Примечание - Усилием Р₅ можно пренебречь из-за его незначительной величины.

Расчет усилия Р₈: Р„= 0,3 • 31,6 • l_i.= 9,5 •l_i.

Расчет усилия перемещения буровых штанг Pп*.

Усилие перемещения буровых штанг Р_п рас­считывается по формулам:

а) для благоприятных условий:

Ргп(а) = Р₂ + Р_3(а) + Р_4(а) +Р₅ + ...+Р₇

б) для неблагоприятных условий:

Ргп(б) = Р₂ + Р_3(а) + Р_4(а) +Р₅ + ...+Р₇

Расчет усилия Р

где q_ш = γ_ш π/4[d²_ш -2δ_Ш)²] -у_ж • π/4d²ш =

= 7,8 • 10⁴ • 0,785[0,052² - (0,052 - 0,013)² ] -1,2 • 10⁴ • 0,785 • 0,052² = 73,5 - 25,5 = 48 Н;

Расчет усилия Р*₃:

а) при благоприятных условиях:

б) при неблагоприятных условиях:

Расчет усилия Р*₄:

а) при благоприятных условиях:

142

б) при неблагоприятных условиях:

Расчет усилия Р*₅:

Расчет усилия Р"₆:

Примечание - Усилием Р'₇ можно пренебречь из-за его незначительной величины в этом случае.

Таким образом, расчет усилия перемеще­ния буровых штанг Р*_п:

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;

Р₂ - сила трения от веса газопровода внут­ри бурового канала;

Pз(а) ^и Pз(б) - увеличение силы трения от силы тяжести грунта зоны естественного свода равновесия;

P₈ - силы трения от веса газопровода, на­ходящегося вне бурового канала;

Р*п(а) ^и Р*п(б) - усилие перемещения буро­вых штанг;

Ргп(а) и Ргп(б) - усилие протаскивания га­зопровода;

Р(а), 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 % о_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 грун г, к которым относятся:

а) применение качественного бурового ра­створа;

б) правильный выбор буровой головки, ножа и расширителя;

в) технология производства работ.