Национальный исследовательский Томский политехнический университет Конечно-элементная модель бестраншейной прокладки трубопровода Выполнил: студент каф. ТХНГ Найманбаев Ф. Ж. Томск 2011
Актуальность проблемы На сегодняшний день одной из основных задач прокладки трубопровода методом ГНБ является оптимизация количества этапов расширения 2
Технология ГНБ 3
Основные виды расширителей Режущие Режуще-уплотняющие Уплотняющие Шарошечные (для скальных грунтов) 4
Конструкции расширителей 1. 2. 1 -Расширитель уплотняющий 2 -Расширитель режущий 5
Конструкции расширителей 3. 4. 3 -Расширитель режуще-уплотняющий 4 -Шарошечный 6
Принципиальная схема расширения скважины 1 -Конусный наконечник; 2 -Расширитель; 3 -Бурильные трубы; 4 -Грунт; 5 -Буровой раствор 7
Расчет тягового усилия где -радиус сечения отверстия (скважины) в грунте; - коэффициент сопротивления грунта, МПа; -пористость грунта; -масса 1 м трубы, кг; - длина проходки (конусного наконечника), м; - коэффициент трения стали о грунт. 8
Расчет тягового усилия Грунты u 0 глинистый 0, 35 -0, 5 0, 6 -0, 8 песчаный 0, 3 -0, 6 0, 5 -0, 75 σупл, FТ, МПа f тс 5 -6 27 1, 5 -2 12 9
Расчет тягового усилия Рассчитанные тяговые усилия могут быть обеспечены современными установками типа TIDRILL с развиваемым тяговым усилием в 450 т. 10
Конечно-элементная модель Постановка задачи Общее решение сводится к расчету напряженно -деформированного состояния грунта прилегающего к трубопроводу, залегающего на определенной глубине от поверхности. Определение тягового усилия. 11
Конечно-элементная модель Расчетная схема 12
Упруго-пластическая модель грунта Параметры модели грунта Обозначение Значение Размерность Плотность ρ 1800 кг/м 3 Модуль Юнга E 56 МПа Коэфф. Пуассона ν 0, 2 д. ед. Угол внутреннего трения β 55 град. Угол дилатансии ψ 6 град. Коэффициент трения f 0, 5 д. ед. Друкера-Прагера 13
Карта напряжений 14
Карта напряжений 15
Карта перемещений 16
Карта перемещений 17
Выводы На основе проведенных исследований можно выделить следующее: Предложен способ расширения горизонтально-направленной скважины. Построена конечно-элементная модель с помощью которой определено напряженнодеформированное состояние грунта вокруг трубопровода. Рассчитано сопротивление внедрению конусного наконечника (тяговое усилие) при расширении горизонтально-направленной скважины. 18
Спасибо за внимание! 19
Скачать презентацию Национальный исследовательский Томский политехнический университет Конечно-элементная модель бестраншейной
Найманбаев Ф. Ж.,Ansys.pptx