Drukuj

Horyzontalne przewierty sterowane rurami PE

Ciśnienie różnicowe (wyboczenie instalacyjne)

Rura przewiertowa PE może ulec wyboczeniu instalacyjnemu wskutek zbyt dużego ciśnienia różnicowego występującego w trakcie jej przeciągania. Ciśnienie różnicowe, to używane w branży przewiertów sterowanych określenie różnicy ciśnień panujących wewnątrz i na zewnątrz rury przewiertowej. Ciśnienie zewnętrzne pochodzi od ciśnienia statycznego wody gruntowej i płuczki, oraz od ciśnienia hydrokinetycznego, natomiast ciśnienie wewnętrzne jest ciśnieniem statycznym cieczy balastującej. Balastowanie rury przewiertowej jest dla niej korzystne, ponieważ zmniejsza wielkość ciśnienia różnicowego. Ponadto balastowanie płuczką jest bardziej korzystne niż balastowanie wodą, ponieważ płuczka posiada większą gęstość i wytwarza wyższe ciśnienie statyczne. Obliczone ciśnienie różnicowe należy porównać z krytycznym ciśnieniem wyboczenia rury, uwzględniając współczynnik bezpieczeństwa o wartości minimum 2,0.

Ciśnienie różnicowe:

Ciśnienie różnicowe

gdzie:
Pr - maksymalne ciśnienie różnicowe [kPa]
Pms - maksymalne ciśnienie statyczne [kPa]
PH - ciśnienie hydrokinetyczne [kPa]
Psw - ciśnienie statyczne wody gruntowej [-]
Psp - ciśnienie statyczne płuczki [-]
Hsw - wysokość słupa wody gruntowej [m]
Hsp - wysokość słupa płuczki [m]
ρcb - gęstość cieczy balastującej [kg/m3]
ρw - gęstość wody [kg/m3]
ρp - gęstość płuczki [kg/m3]


Krytyczne ciśnienie wyboczenia:

Krytyczne ciśnienie wyboczenia

gdzie:
SE - sztywność obwodowa rury [kPa]
E12h - moduł E Younga PE 12h [MPa]
SDR - stosunek średnicy zewnętrznej rury do jej grubości ścianki [-]
Def - ugięcie rury od ciśnienia różnicowego [-]
ƒu - współczynnik ugięcia zmniejszający odporność rury na wyboczenie [-]
ƒsr - współczynnik stresu rozciągania [-]
ƒR - współczynnik rozciągania zmniejszający odporność rury na wyboczenie [-]
MSI - maksymalna siła instalacyjna [kN]
DSI - dopuszczalna siła instalacyjna [kN]
PKWI - krytyczne ciśnienie wyboczenia instalacyjnego rury [kPa]
Poi - liczba Poissona dla PE równa 0,45 [-]


Współczynnik bezpieczeństwa:

Współczynnik bezpieczeństwa

gdzie:
WB - współczynnik bezpieczeństwa wyboczenia rury [-]