Общие положения проектирования пластмассовых трубопроводов для метода ГНБ

После определения свойств труб, удовлетворяющих требованиям долговременной эксплуатации, проектировщик должен выяснить, подходят ли эти трубы для прокладки трубопровода методом ГНБ. Усилия, возникающие в ходе монтажа, весьма значительны, и могут понадобиться «крепкие» трубы. Грамотная установка труб может снизить некоторые из этих напряжений до приемлемого уровня.
Во время обратной протяжки труба подвергается аксиальным растягивающим усилиям, вызываемым фрикционным взаимодействием между трубой и стенками скважины или суспензией, фрикционными взаимодействиями с поверхностью грунта; эффектом кабестана, а также гидрокинетическим контактом. Кроме того, труба под воздействием жидкостей, которые находятся в головке, может быть подвергнута наружному кольцевому давлению, а также изгибающим напряжениям. Аксиальные растягивающие усилия уменьшаются при нахождении трубы в зоне внешнего давления. Тем не менее радиус изгиба трубы может ограничиваться кривизной буровой трассы. Крутящие усилия обычно бывают незначительны и возникают под воздействием вертлюг буровой головки. Как отмечалось выше, тщательная для определения величины тянущих усилий обратной протяжки, вызываемых комплексным взаимодействием трубы и грунта требуются оценка и расчет. Информацию о величине этих усилий можно получить от квалифицированных бурильщиков и инженеров или из публикаций на эту тему. Усилия обратной протяжки рассчитываются обычно с погрешностями, которые зависят от принятых допущений и способа оценки. Из-за большого числа переменных, вовлекаемых в анализ, и чувствительности усилий обратной протяжки к технике ведения работ, формулы, представленные в этом разделе, могут лишь ознакомить проектировщика с основными соотношениями параметров, характеризующих обратную протяжку. Характеристики обратной протяжки должны быть рассмотрены только качественно, и использоваться лишь для предварительных расчетов. Проектировщику необходимо проконсультироваться с опытными специалистами и инженерами, которые знакомы с расчетами таких возникающий усилий.

8.12.1.    Усилие обратной протяжки

Большие установки ГНБ могут развивать от 100000 до 200000 фунтов тягового усилия. Большая часть этих усилий действует на режущую кромку развертки, которая находится перед сегментами трубной линии в буровой скважине. Трудно сказать, какая часть общей тянущей силы действительно действует на трубопровод при введении его в скважину. Тянущая сила преодолевает комбинированное воздействие трения эффектом кабестана и гидрокинетического торможения и действует на тянущую голову и первую секцию трубы. Осевые растягивающие напряжения интенсивно растут по мере увеличения длины протяжки. Длительность действия возникающих при протяжке нагрузок максимальна вблизи тянущей головки. К свободному концу сегмента трубы в начальный момент времени прикладывается нулевое напряжение. Увеличение времени приложения напряжения при увеличении интенсивности его действия вдоль длины трубопровода от нагруженного конца к свободному вызывает различную степень восстановления упругих и вязкоэластических деформаций и напряжений на фут длины вдоль трубы. Толщина стенки трубы должна выбираться таким образом, чтобы растягивающие напряжения, возникающие при обратной протяжке, не превышали допустимых значений. Увеличение толщины стенки трубы прямо пропорционально весу трубы и приводит к увеличению общей тянущей силы. Таким образом для уменьшения напряжений не всегда целесообразно увеличение толщины стенки трубы. Это может увеличивать только абсолютное значение тянущей силы или тоннаж трубы. Перед принятием решения по выбору труб проектировщик должен тщательно проанализировать все возможные варианты их применения.