水平定向钻穿越敷设的管段,一般采用弹性曲线敷设。若弹性敷设曲线的曲率半径合适,管段回拖就可能在泥浆中顺利进行,既不会损伤防腐涂层,也能保证管段有足够的强度安全裕量。根据国内外大量的工程经验,管道曲率半径一般情况下,取1500倍管径,特殊条件下不应该小于1200倍管径。若竖向曲率半径小于由自重弯曲形成的曲率半径,在弹性范围内将产生向上的弹性抗力,有可能使管体贴着钻孔孔壁,增大管体与孔壁摩擦,损伤防腐层。如果场地条件许可,也可以增大曲率半径或在变坡前后增加缓和曲线来减缓、消除上述现象。
1空间复合曲线.曲率半径计算
近年来水平定向钻穿越技术发展较为迅速,当地形条件受限时,往往设计成有水平转角的穿越曲线,当穿越长度较短时,竖向曲线和水平曲线往往会叠加在一起,形成空间曲线。对于空间曲线,上文中给出的曲率半径不应小于1200倍管径,是对空间复合曲线的曲率半径要求,而工程设计人员提供的图纸主要是平面图和纵断面图,在图上给出的曲率半径也只能提供水平曲线的曲率半径和竖向曲线的曲率半径,按照式(1.1)可以计算出空间复核曲线的曲率半径。
式中,Rc——弹性敷设叠加段复合曲率半径(m);
Rh——水平弹性敷设段复合曲率半径(m);
Rv——竖向弹性敷设段复合曲率半径(m)。
2.回拖管道入洞曲线曲率半径计算
在管道回拖入洞之前,对预置完成的管段进行起吊作业,形成纵向弹性敷设,从而使管道回拖进入钻孔时,管道前端与钻孔的夹角保持一致,以保证管道受力均匀。
管道回拖时,回拖管道入洞竖向曲线的曲率半径应经计算确定,一般情况下不宜小于800D,回拖管道入洞竖向曲线的最小曲率半径按照式(2.1)计算。
式中,134为经验数;
Rp——回拖管道入洞曲线最小曲率半径(m);
D——钢管外径(mm);
σs——钢管标准规定的最小屈服强度(MPa)。