Horyzontalne przewierty sterowane rurami PE

W przypadku stosowania rur PE, minimalny dopuszczalny promień krzywych trajektorii będzie uwarunkowany minimalnym promieniem gięcia żerdzi wiertniczych. W związku z dużą elastycznością rur PE, ich minimalny promień gięcia jest z reguły mniejszy od minimalnego promienia gięcia stosowanych w przewiercie żerdzi wiertniczych.

Ominięcie przeszkód podziemnych poziomym odcinkiem przewiertu nie jest trudne ponieważ jego rzędna wysokościowa jest stała na całej długości. Znacznie trudniej jest w przypadku krzywych wejścia i wyjścia, gdzie rzędna wysokościowa jest zmienna. Znając odległość poziomą przeszkody od punktu wejścia A lub wyjścia D, należy obliczyć rzędną wysokościową trajektorii w tym punkcie. Jeżeli ta rzędna jest zbyt zbliżona do rzędnej przeszkody, należy zmodyfikować trajektorię przez zmianę kąta wejścia/wyjścia lub zagłębienia odcinka poziomego BC.

Trajektoria przewiertu:

gdzie:
R_we - promień gięcia rury na wejściu [m]
R_wy - promień gięcia rury na wyjściu [m]
L - długość przewiertu od punktu wejścia rury A do punktu wyjścia rury D [m]
L₂ - długość przewiertu od punktu A do punktu B [m]
L₃ - długość przewiertu od punktu B do punktu C [m]
L₄ - długość przewiertu od punktu C do punktu D [m]
H_B - zagłębienie osi rury w punkcie B [m]
H_C - zagłębienie osi rury w punkcie C [m]
α - kąt wejścia rury [radian]
β - kąt wyjścia rury [radian]

Siła instalacyjna

Siła instalacyjna czyli siła jakiej trzeba użyć aby przeciągnąć rurę, zależy od wielu czynników. Zaliczamy do nich:

• długość przeciąganej rury,
• współczynniki tarcia w otworze wiertniczym i na powierzchni terenu,
• krzywiznę trajektorii przewiertu,
• balastowanie rury i rodzaj cieczy balastującej,
• średnicę otworu wiertniczego,
• ciśnienie hydrokinetyczne.

Siła instalacyjna jest obliczana dla wszystkich punktów charakterystycznych przewiertu. Maksymalną siłę instalacyjną porównujemy z dopuszczalną siłą instalacyjną, która jest wynikową dopuszczalnej siły rozciągającej z uwzględnieniem naprężeń zginających rury PE.

Jeżeli maksymalna siła instalacyjna jest większa od dopuszczalnej, należy:

• zastosować balastowanie rury,
• zmienić rodzaj cieczy balastującej,
• zastosować rurę o większej grubości ścianki czyli o mniejszej wartości SDR.

Dopuszczalna siła instalacyjna:

gdzie:
N_z - maksymalne naprężenie zginające w rurze [MPa]
E_12h - moduł E Younga PE 12h [MPa]
D_n - średnica nominalna rury [m]
R_m - najmniejszy promień gięcia rury [m]
DSI - dopuszczalna siła instalacyjna [kN]
N_r - bezpieczne naprężenie rozciągające dla PE [MPa]
SDR - stosunek średnicy zewnętrznej rury do jej grubości ścianki [-]

Występująca siła instalacyjna:

gdzie:
F_A F_B F_C F_D - siła instalacyjna odpowiednio w punkcie A, B, C, D [kN]
L₁ - długość dodatkowa rury [m]
F_H - siła tarcia hydrokinetycznego [kN]
P_H - ciśnienie hydrokinetyczne [kPa]
F_maxABCD - największa siła instalacyjna występująca w punktach A, B, C, D [kPa]
MSI - maksymalna siła instalacyjna [kN]
ν_a - współczynnik tarcia przy przeciąganiu rury po powierzchni terenu [-]
ν_b - współczynnik tarcia przy przeciąganiu rury w otworze wiertniczym [-]
w_a - ciężar jednostkowy rury [kN/m]
w_b - jednostkowa siła wyporu działająca na rurę [kN/m]
D_ow - średnica otworu wiertniczego [m]