сп42-101-2003

- глубина врезания (вылет резца), м;

- угол внутреннего трения грунта, рад.

Л.3.3 Силу трения от веса буровых штанг в пилотной скважине рассчитывают по формуле

где - погонный вес буровых штанг за вычетом выталкивающей силы бурового раствора, Н/м; - радиус кривизны бурового канала, м; - длина пилотной скважины, м; - текущая длина пилотной скважины, м;

,- углы в радианах (1 радиан - 57,3°);

- условный коэффициент трения вращающихся буровых штанг о грунт, смоченный буровым раствором, рассчитывается по формуле

где - наружный диаметр буровых штанг, м;

- коэффициент трения штанг о грунт, смоченный буровым раствором.

Погонный вес штанг (за вычетом выталкивающей силы бурового раствора) рассчитывается по формуле

, (34)

где - удельный вес материала штанг, Н/м;

- удельный вес бурового раствора, Н/м;

- толщина стенки штанги, м.

Л.3.4 Усилие увеличения силы трения от силы тяжести грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М.Протодьяконову) рассчитывается по формуле

формуле

где - угол внутреннего трения грунта, рад;

- объемный вес грунта с учетом разрыхления при его обрушении на буровые штанги, который рассчитывается по формуле

где - удельный объемный вес грунта в естественном залегании, Н/м.

Л.3.5 Увеличение силы трения от наличия на штангах выступов за пределы наружного диаметра рассчитывается по формуле

где - погонная сила сопротивления буртов земли, образованных выступами, рассчитывается по формулам, Н/м:

а) при благоприятных условиях:

где - расстояние между выступами на штанге, м;

- удельный вес воды, Н/м;

- потеря давления бурового раствора между выступом и стенкой скважины на длине выступа, рассчитывается по формуле

где - расход бурового раствора, м/с (характеристика установки);

- длина выступа на штанге, м;

- наружный диаметр выступа на штанге, м;

- наружный диаметр буровой головки, м;

- потеря давления бурового раствора между штангами и стенкой скважины на длине выступа, которая рассчитывается по формуле

б) при неблагоприятных условиях:

- напряжение уплотнения грунта, которое рассчитывается по формуле

- площадь вертикального сечения бурта, рассчитывается по формуле

- пористость грунта в естественном залегании;

- приращение пористости грунта при обрушении грунта зоны свода равновесия, рассчитывается по формуле

Л.3.6 Дополнительные силы трения от опорных реакций при движении в криволинейной скважине рассчитываются по формуле

- силы трения от опорных реакций, определяющих изгиб буровых штанг, рассчитываются по формуле

где - модуль упругости материала штанг, Н/м (Па);

- плечо опорных реакций буровых штанг, рассчитывается по формуле

. (50)

Л.3.7 Сопротивление перемещению буровых штанг в зоне забуривания рассчитывается по формуле

, (51)

где - сила смятия стенки скважины при забуривании, рассчитывается по формуле

. (52)

Л.3.8 Сопротивление движению при переходе от криволинейного движения к прямолинейному рассчитывается по формуле

. (53)

Л.3.9 Полное усилие прокладки пилотной скважины рассчитывается по формулам:

а) при благоприятных условиях:

б) при неблагоприятных условиях (обрушении грунта по всей длине пилотной скважины и полной фильтрации бурового раствора в грунт):

. (55)

Фактическое усилие прокладки пилотной скважины в реальных условиях будет находиться между пограничными величинами и .

Л.4 РАСЧЕТ ОБЩЕГО УСИЛИЯ ПРОТАСКИВАНИЯ

где - общее усилие протаскивания;

- лобовое сопротивление движению расширителя;

- усилие перемещения буровых штанг;

- усилие протаскивания газопровода, которое рассчитывается по формуле

, (57)

__________________

* Формула соответствует оригиналу. - Примечание "КОДЕКС".

где - сила трения от веса газопровода (в буровом канале);

- увеличение силы трения от силы тяжести грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М.Протодьяконову);

- увеличение силы трения от наличия на трубе газопровода выступов за пределы наружного диаметра;

- дополнительные силы трения от опорных реакций;

- усилие сопротивления перемещению газопровода в зоне заглубления в буровой канал;

- увеличенное сопротивление перемещению при переходе от прямолинейного движения к криволинейному;

- сила трения от веса газопровода, находящегося вне бурового канала.

Расчет общего усилия протаскивания выполняется для двух пограничных состояний:

-при благоприятных условиях: при наличии качественного бурового раствора, отсутствии фильтрации раствора в грунт, при хорошо сформированном и стабильном буровом канале;

-при неблагоприятных условиях: при обрушении грунта по длине бурового канала и фильтрации раствора в грунт.

Л.4.2 Лобовое сопротивление движению расширителя рассчитывается по формуле

где - сила сопротивления бурению, Н;

- текущая длина бурового канала от точки забуривания до точки выхода из земли (так как протаскивание газопровода начинается с конечной точки бурового канала, то текущая длина будет изменяться в интервале от 1 до 0), м;

- радиус кривизны бурового канала, м;

- условный коэффициент трения вращающегося расширителя о грунт, смоченный буровым раствором, рассчитывается по формуле

______________________

где - коэффициент трения стального расширителя о грунт, смоченный буровым раствором;

- диаметр расширителя, м;

- подача на оборот, м.

Сила сопротивления бурению рассчитывается по формуле

где - давление жидкости на выходе из сопел расширителя, Н/м (Па) (характеристика оборудования буровой установки);

- диаметр выступа буровых штанг, м.

Л.4.3 Силу трения от веса газопровода рассчитывают по формуле

___________________

* Вероятно, следует читать . - Примечание "КОДЕКС".

где - погонный вес газопровода за вычетом выталкивающей силы бурового раствора, Н/м;

- расчетный радиус кривизны бурового канала, м;

- коэффициент трения газопровода о грунт, смоченный буровым раствором;

- длина бурового канала;

- текущая длина бурового канала (в интервале от 1 до 0), м;

,- углы в радианах (1 рад. - 57,3°).

где - удельный вес материала трубы газопровода, Н/м;

- удельный вес бурового раствора, Н/м;

- наружный диаметр трубы газопровода, м;

- толщина стенки трубы газопровода, м.

Л.4.4 Увеличение силы трения от силы тяжести грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М.Протодьяконову) рассчитывается по формуле

где - коэффициент бокового давления;

- объемный вес грунта с учетом разрыхления при его обрушении на газопровод, рассчитывается по формуле

- коэффициент высоты свода равновесия (по М.М.Протодьяконову), рассчитывается по формуле (34) для благоприятных условий.

где - расстояние между выступами на газопроводе, м;

- удельный вес воды, Н/м;

- потеря давления бурового раствора между выступом и стенкой скважины на длине выступа, которая рассчитывается по формуле

где - расход бурового раствора, м/с;

- длина выступа, м;

- наружный диаметр выступа, м;

- наружный диаметр расширителя, м;

- потеря давления бурового раствора между газопроводом и стенкой скважины на длине выступа, рассчитывается по формуле

. (73)

Усилие рассчитывается по формуле

б) при неблагоприятных условиях:

где - напряжение уплотнения грунта, рассчитывается по формуле

- для песчаных грунтов, Н/м (Па),

где - площадь вертикального сечения бурта, рассчитывается по формуле

- пористость грунта в естественном залегании;

- приращение пористости грунта при обрушении грунта зоны свода равновесия, которое рассчитывается по формуле

Усилие рассчитывается по формуле

. (78)

Л.4.6 Дополнительные силы трения от опорных реакций рассчитываются по формуле

где - модуль упругости материала газопровода, Н/м (Па);

- плечо опорных реакций, рассчитывается по формуле

. (81)

Л.4.7 Сопротивление перемещению в зоне заглубления газопровода в буровой канал за счет смятия стенки рассчитывается по формуле

Л.4.8 Увеличенное сопротивление при переходе от прямолинейного движения к криволинейному перед выходом газопровода

б) при неблагоприятных условиях (обрушении грунта по всей длине бурового канала и при полной фильтрации бурового раствора в грунт):

. (87)

Фактическое усилие протаскивания газопровода будет находиться между пограничными значениями и

.

Л.4.11 Усилие перемещения буровых штанг представляет собой суммарное усилие, рассчитанное для проходки пилотной скважины, за вычетом усилия (лобового сопротивления бурению):

а) для благоприятных условий:

Л.4.13 Суммарный крутящий момент для вращения буровой головки и штанг при прокладке пилотной скважины