СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫТЯГИВАНИЯ ТРУБЫ, УЛОЖЕННОЙ В ЗЕМЛЮ ИЛИ ПОДЛЕЖАЩЕЙ УКЛАДКЕ В ЗЕМЛЮ Российский патент 2000 года по МПК F16L1/28 

Изобретение относится к способу, описанному в ограничительной части п.1 формулы изобретения, и устройству, реализующему этот способ, описанному в ограничительной части п.13 формулы изобретения.

В DE 3733463 C1 описан способ замены труб, лежащих в земле, в котором старую трубу удаляют, а новую укладывают на ее место на участке между вводной траншеей и целевой траншеей. В этом случае общее вытягивающее устройство вытягивает старую трубу в целевую траншею и там разрушает ее, а на место старой трубы устанавливает новую, вытягивая ее из вводной траншеи в сторону целевой траншеи. Вытягивающее устройство находится в зацеплении с задним, если смотреть в направлении вытягивания, концом новой трубы, причем старую и новую трубы соединяют, без возможности относительного перемещения между ними, с помощью переходной детали, передающей усилия от одной трубы к другой. Через обе трубы пропускают тяговый элемент, например тяговый стержень, который состоит из отдельных коротких стержней, скрепленных между собой посредством винтовых стяжек, и вводят в зацепление с задним концом новой трубы, с одной стороны, и с вытягивающим устройством, с другой стороны. Затем производят пошаговое вытягивание тягового стержня вместе с двумя трубами в направлении целевой траншеи, причем на каждом шаге вытягивающее устройство выполняет прямой ход, во время которого на тяговый стержень действует сила тяги, и обратный ход, во время которого сила тяги с тягового стержня снимается. Однако если происходит замена длинных труб или трубопроводов, состоящих из множества труб, необходимо прикладывать значительные тяговые усилия. В этом случае упругое расширение тягового элемента во время прямого хода может быть очень большим и иногда превышать половину длины рабочего хода. Поскольку на каждом шаге тяговый элемент нагружается и освобождается от нагрузки, т.е. тяговый элемент упруго растягивается, а затем опять сжимается на такую же величину, то реальное перемещение труб за один шаг соответствует длине хода вытягивающего устройства за вычетом отрезка, соответствующего упругому растяжению. Таким образом, перемещение труб за один шаг может быть значительно меньше, чем длина хода вытягивающего устройства, что существенно уменьшает его эффективность.

Соответственно, целью настоящего изобретения является создание способа вытягивания трубы, уложенной в земле и/или подлежащей укладке в землю, к траншее, находящейся ниже поверхности земли и обеспечивающей доступ к этой трубе, согласно которому используют вытягивающее устройство, находящееся в зацеплении с тяговым элементом, тяговый элемент протягивают через трубу и сцепляют с ней за ее задним относительно направления вытягивания концом или тяговый элемент сцепляют с трубой у ее переднего относительно направления вытягивания конца и осуществляют пошаговое вытягивание тягового элемента вместе с трубой к траншее с помощью вытягивающего устройства так, что на каждом шаге вытягивающее устройство выполняет прямой и обратный ход, причем в этом способе за один шаг труба должна подаваться на расстояние, соответствующее полной длине хода вытягивающего устройства, так, чтобы даже при больших растягивающих силах эффективность работы вытягивающего устройства не уменьшалась.

Согласно изобретению эта цель достигается с помощью признаков, описанных в отличительной части п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования способа согласно изобретению и предпочтительные варианты выполнения устройства для осуществления способа понятны из зависимых пунктов формулы изобретения.

Благодаря тому, что во время обратного хода напряженное состояние тягового элемента, обусловленное его упругим растяжением во время прямого хода, сохраняется, тяговый элемент постоянно находится в состоянии упругого растяжения, поэтому на каждом шаге не происходит чередования растяжения и снятия растягивающего напряжения. Поскольку вытягивающее устройство опирается на стенку траншеи, обращенную в направлении вытягивания, и при постоянном чередовании приложения и снятия нагрузки эта стенка может разрушиться из-за разрыхления земли, способ согласно изобретению имеет также то преимущество, что в результате действия постоянной нагрузки эта опора является более надежной.

Устройство для реализации этого способа, содержащее упруго растяжимый тяговый элемент, который проходит через трубу и находится в зацеплении, действующем в направлении вытягивания, с задним в направлении вытягивания концом трубы или который находится в зацеплении, действующем в направлении вытягивания, с передним в направлении вытягивания концом трубы, и установленное в траншее вытягивающее устройство, находящееся в зацеплении, действующем в направлении вытягивания, с передним в направлении вытягивания концом тягового элемента и являющееся устройством прерывистого действия с прямым и обратным ходом, предпочтительно выполнено так, что вытягивающее устройство содержит тяговую часть, которая находится в зацеплении с тяговым элементом во время прямого хода, и удерживающую часть, которая находится в зацеплении с тяговым элементом во время обратного хода.

Ниже изобретение описано подробно со ссылками на варианты его выполнения, данные в качестве примера и показанные на чертежах, где:
на фиг.1 схематично показан первый вариант выполнения вытягивающего устройства,
на фиг.2 показан вид сбоку на вытягивающую или удерживающую вилку,
на фиг.3 показан вид сверху на вытягивающую вилку и раскалывающий конус с направляющими для шагового перемещения,
на фиг. 4 показана отвинчивающая призма для разъединения отдельных стержневых элементов тягового стержня,
на фиг. 5 показан разрез зажимного устройства для сцепления вытягивающего устройства с тяговым стержнем согласно второму варианту выполнения изобретения,
на фиг. 6 показан вид по стрелке A на зажимное устройство, изображенное на фиг. 5,
на фиг. 7 показано устройство для установки опорной плиты с возможностью перемещения относительно вытягивающего устройства и
на фиг. 8 показана уголковая или согнутая опорная плита.

На фиг. 1 показано вытягивающее устройство, установленное в так называемой целевой траншее, причем показана только земляная стенка 1 этой траншеи, образующая опору для вытягивающего устройства во время его работы. В земляной стенке 1 имеется отверстие, которым заканчивается проходящий в земле канал, внутри которого находится удаляемая труба 2, причем на фиг.1 показана только ее верхняя половина. Через трубу 2 пропущен тяговый стержень 3, находящийся в зацеплении с трубой 2 за ее задним, если смотреть в направлении вытягивания, концом, например, с помощью анкерной пластины, так, что растягивающие силы, действующие на стержень 2 в направлении целевой траншеи, передаются трубе 2. Труба 2 может включать удаляемую трубу и соединенную с ней с помощью переходной детали вставляемую трубу. Таким образом, тяговый стержень 3 может быть сцеплен с переходной деталью, которая выталкивает перед собой старую трубу и тянет за собой прикрепленную к ней новую трубу. В переходной детали закреплена соединительная тяга, которая проходит через новую трубу и соединяется с ее задним концом защитной пластиной, перекрывающей торец трубы, благодаря чему предотвращается отсоединение муфтовых соединений на новой трубе.

Переходная деталь соответствует по размерам трубе и в случае, когда новая труба имеет больший размер, чем старая, выполнена в виде расширяющегося конуса. Поскольку в этом случае следует учесть, что диаметр муфтовых соединений превышает диаметр трубы, то между трубой и землей имеется зазор. Чтобы создать опору для земли и стабилизировать путь прокладки трубы, предпочтительно в этот зазор закачать под давлением тиксотропную жидкость, заполнив его полностью. Эта жидкость служит одновременно опорой для стенки канала, по которому проходит труба, и смазочным материалом, облегчающим процесс вытягивания трубы.

Тяговый стержень 3 выполнен из большого количества коротких стержневых элементов, соединенных между собой посредством соединительных втулок (не показаны), которые навинчиваются на прилегающие концы двух смежных стержневых элементов. Кроме того, на тяговом стержне 3 на заданных расстояниях друг от друга имеются удерживающие втулки 4, с помощью которых трубу 2 вытягивают из земли на длину хода во время прямого хода, а во время обратного хода удерживают тяговый стержень 3 в растянутом состоянии, вызванном его упругим растяжением.

Вытягивающее устройство имеет жесткую раму 5, на стороне которой, обращенной к земляной стенке 1, имеется опорная или рамочная плита 6. К этой плите прикреплена усиливающая плита 7, на которой установлено центрирующее устройство для трубы 2 с верхним кулачковым зажимом 8 и нижним кулачковым зажимом 9, разнесенными в вертикальном направлении. Сначала верхний кулачковый зажим опускают до тех пор, пока расстояние между ним и центральной линией вытягивающего устройства не будет равно половине диаметра трубы 2. Затем нижний кулачковый зажим 9 поднимают до тех пор, пока труба 2 не окажется надежно зажатой. При этом труба 2 будет точно отцентрирована так, что раскалывающий конус 10, описанный ниже, может точно войти в нее без столкновения с ее передним краем.

Раскалывающий конус 10, нижняя половина которого на фиг. 1 показана в разрезе, имеет центральный осевой канал, через который проходит тяговый стержень 3 с установленными на нем соединительными втулками и удерживающими втулками 4. Раскалывающий конус 10 установлен на двух направляющих рельсах 11 с возможностью перемещения и во время прямого хода перемещается на одну длину хода в направлении вытягивания вместе с тяговым стержнем 3 и трубой 2, а во время обратного хода перемещается на одну длину хода в направлении, противоположном направлению вытягивания, относительно неподвижных тягового стержня 3 и трубы 2, входя в открытый разрезанный конец отцентрированной трубы 2 и рассекая ее дальше.

С раскалывающим конусом 10 жестко связана вытягивающая вилка 12, которая совершает такое же перемещение в направлении вытягивания или в противоположном направлении, как и раскалывающий конус. На фиг.2 представлен вид спереди вытягивающей вилки 12. Она имеет две неподвижные ножки 13, между которыми установлена пластина, которая перемещается вверх и вниз предпочтительно с помощью гидравлических средств. На нижней стороне пластины 14 имеется разрез 15 такого размера, что в него может войти тяговый стержень 3, но не могут войти удерживающие втулки 4. При нахождении пластины 14 в верхнем положении она расположена над тяговым стержнем 3 так, что они могут свободно перемещаться друг относительно друга в направлении вытягивания или в обратном направлении, и этому перемещению не мешают удерживающие втулки 4. В своем нижнем положении пластина 14 расположена на тяговом стержне 3 и проходит между удерживающими втулками 4 так, что относительное перемещение между тяговым стержнем и вилкой в обоих направлениях ограничено сцеплением пластины 14 с удерживающими втулками 4.

На пластине 16, образующей передний конец рамы 5 в направлении вытягивания, закреплена удерживающая вилка 17, которая имеет такую же конструкцию, как и вытягивающая вилка 12, за исключением того, что хотя пластина удерживающей вилки 17 может аналогично перемещаться вверх и вниз, сама удерживающая вилка 17 не может перемещаться в направлении вытягивания или в обратном направлении. На противоположной относительно удерживающей вилки 17 стороне пластины 16 закреплено отвинчивающее устройство 18, несущее отвинчивающую призму 19, установленную с возможностью вращения соосно с тяговым стержнем 3. Вид спереди на указанную призму показан на фиг.4. Отвинчивающая призма 19 имеет центральное отверстие 20, через которое могут проходить тяговый стержень 3 и установленные на нем удерживающие втулки 4. Соединительные втулки, соединяющие отдельные стержневые элементы тягового стержня 3, имеют шестигранную наружную поверхность, а стенка отверстия 20 соответствует по форме внутренней стенке шестигранного кольцевого гаечного ключа, поэтому соединительные втулки, если они находятся относительно призмы 19 в определенном положении, могут быть вдвинуты внутрь отвинчивающей призмы 19, но поворачиваться относительно нее могут не более чем на 30^o. В процессе вытягивания передняя соединительная втулка на тяговом стержне 3 подходит к отвинчивающей призме 19, и если положение сторон соединительной втулки не соответствует положению сторон отвинчивающей призмы, то отвинчивающую призму 19 слегка поворачивают до тех пор, пока соединительная втулка не сможет в нее войти. Эта операция упрощается благодаря тому, что между ними имеется зазор 30^o. Когда соединительная втулка полностью входит в отвинчивающую призму 19, вытягивание прерывают или организуют его так, чтобы в этот момент прямой ход окончился, а затем, поворачивая отвинчивающую призму, свинчивают соединительную втулку с обоих концов стержневых элементов, в результате чего передний стержневой элемент отделяется от тягового стержня 3. Можно объединить удерживающие втулки 4 и соединительные втулки, т.е. использовать хотя бы часть удерживающих втулок также для соединения отдельных стержневых элементов, в этом случае наружная поверхность этих удерживающих втулок должна быть шестигранной.

Это автоматическое отвинчивание рекомендуется из соображений безопасности, поскольку в этом случае отпадает необходимость в нахождении обслуживающего персонала в целевой траншее в течение всей процедуры вытягивания. Поскольку даже во время обратного хода вытягивающего устройства напряжение в тяговом стержне 3 сохраняется, то риск несчастного случая при отвинчивании элементов стержня вручную слишком велик.

Вытягивание трубы выполняют следующим образом. После того, как тяговый стержень 3 продевают через трубу 2 и вводят в зацепление с ее концом, вытягивающую вилку 12 с раскалывающим конусом 10 отводят в заднее, если смотреть в направлении вытягивания, положение (показанное сплошными линиями на фиг. 1), при этом пластина 14 вытягивающей вилки 12 находится в верхнем положении. Затем пластину 14 опускают, и вытягивающая вилка 12 с раскалывающим конусом 10 выполняет прямой ход, перемещаясь в положение, показанное на фиг.1 штрихпунктирной линией. При этом пластина 14 упирается в расположенную перед ней удерживающую втулку 4 и перемещает ее, в результате чего из земли извлекается соответствующая часть тягового стержня 3 и трубы 2. Расстояния между удерживающими втулками 4 таковы, что пластина удерживающей вилки 17, которая сначала была в верхнем положении и затем опущена, заходит непосредственно за предыдущую удерживающую втулку 4. После этого пластина 14 вытягивающей вилки 12 может быть поднята, при этом не происходит релаксации тягового стержня 3, находящегося в состоянии упругого растяжения, поскольку стержень 3 теперь удерживается в этом состоянии удерживающей вилкой 17. Затем вытягивающая вилка 12 и раскалывающий конус 10 возвращаются в заднее положение, при этом конус 10 входит в центрированную трубу 2 и раскалывает ее. Пластина 14 вытягивающей вилки 12 снова перемещается вниз, устанавливаясь непосредственно за удерживающей втулкой 4 для выполнения прямого хода. Как только пластина 14 вытягивающей вилки 12 опустилась и зафиксировала тяговый стержень 3, можно поднять пластину удерживающей вилки 17 и выполнить следующий прямой ход. Таким образом, тяговый стержень 3 упруго растягивается только один раз, в начале процесса вытягивания, и это упругое растяжение сохраняется в течение всего процесса вытягивания трубы. Операции отвинчивания отвинчивающей призмой 19 и центрирования трубы 2 с помощью кулачковых зажимов 8 и 9 согласованы во времени с отдельными шагами вытягивания трубы.

Перемещение вытягивающих вилок 12 и раскалывающего конуса 10 в направлении вытягивания и в противоположном направлении предпочтительно выполняется с помощью гидравлического привода, в котором используется передвижной гидравлический насос с выходным потоком, зависящим от нагрузки. Это позволяет достичь более высоких скоростей перемещения при малых нагрузках, т.е., в частности, во время обратного хода, когда нагрузка практически отсутствует, а также во время прямого хода, после того как труба 2 пришла в движение, поскольку при этом трение значительно меньше, чем при сдвигании с места неподвижной трубы.

Можно исключить устройство для автоматического отвинчивания и выполнять отвинчивание вручную. Так как в этом случае в целевой траншее должен присутствовать персонал, то из соображений безопасности во время операции отвинчивания тяговый стержень не должен находиться в напряженном состоянии. Однако поскольку отвинчивание стержневого элемента производят только после того, как будет сделано несколько, например три или четыре, прямых ходов, растягивающее напряжение с тягового стержня нужно снимать также только после выполнения нескольких прямых ходов, а во время остальных прямых ходов он продолжает оставаться в состоянии растяжения. Таким образом, преимущества способа согласно изобретению по существу сохраняются.

Тяговый элемент не обязательно должен представлять собой стержень и может быть выполнен, например, в виде цепи, троса или рукава с высокой прочностью на растяжение. Преимущество использования указанных элементов заключается в том, что нет необходимости в операции отвинчивания. При извлечении труб малого диаметра, например менее 150 мм, трудно ввести в нее раскалывающий конус, так как проходное сечение трубы занимает, в основном, тяговый элемент. В этом случае рекомендуется использовать устройство уменьшения размера с двумя создающими давление зажимами, которые могут перемещаться навстречу друг другу в радиальном направлении и сжимать находящуюся между ними трубу.

Если труба, которую нужно извлечь, выполнена из стали, то ее размер не может быть уменьшен описанным способом и ее необходимо разрезать. С этой целью предпочтительно использовать устройство для термической резки с плазменными горелками. Предпочтительно, чтобы они были установлены на неподвижной в осевом направлении кольцевой опоре, окружающей трубу. Во время прямого хода трубу разрезают в продольном направлении, а после одного или нескольких прямых ходов кольцевую опору поворачивают и трубу разрезают в направлении по окружности. Перед резкой в ту часть трубы, которую необходимо отрезать, вставляют гильзу с керамическим покрытием, которая окружает тяговый элемент и обеспечивает ему механическую и термическую защиту. Если труба имеет внешнее покрытие, например покрыта битумом или гудроном, его необходимо предварительно удалить с мест, где будет производиться резка. Для этой цели подходит шлифовальный диск, который устанавливают на определенном расстоянии от плазменных горелок.

При извлечении труб, в особенности содержащих асбест, рекомендуется снабдить устройство уменьшения размера средством смыва, чтобы пыль, образующаяся при уменьшении размера трубы, захватывалась смывающей жидкостью, а не уносилась в воздух.

На фиг. 5 и 6 показан другой вариант соединения тягового стержня 3 и вытягивающего устройства для передачи растягивающих сил. В этом случае соединение осуществляют с помощью зажимного устройства. Зажимное устройство используется в качестве тяговой части и удерживающей части вытягивающего устройства, причем зажимное устройство, действующее как тяговая часть, выполняет прямой и обратный ход в осевом направлении, а зажимное устройство, действующее как удерживающая часть, неподвижно относительно этого направления. В случае использования соединения этого типа, в отличие от первого варианта выполнения изобретения, детали для упругого зацепления на тяговом стержне отсутствуют, также как и гидравлический привод для подъема и опускания вытягивающей и удерживающей вилок.

Зажимные устройства, конструкция которых одинакова для тяговой части и удерживающей части, имеют соединительную плиту 21, которая в случае использования зажимного устройства в качестве удерживающей части закреплена на раме 5 без возможности осевого перемещения, а в случае использования в качестве тяговой части закреплена на поперечине, которая выполняет прямой и обратный ход по направляющим рельсам 11. К соединительной плите 21 прикреплена колодка 22 с коническим отверстием, сужающимся в направлении к соединительной плите 21. В отверстие вставлен зажимной конус 23, соответствующий по конусности указанному отверстию и состоящий по меньшей мере из трех сегментов. Пружины 24, опирающиеся своими концами на удерживающие стержни 25, толкают зажимной конус 23 в отверстие и прижимают его к колодке 22.

Зажимной конус 23 имеет центральный канал с зажимными губками 26, прикрепленными к зажимному конусу 23. Между зажимными губками 26 проходит тяговый стержень 3. На наружной стороне тягового стержня 3 нанесена резьба, которая может входить в зацепление с внутренней резьбой соединительной втулки 27 так, что отдельные стержневые элементы могут быть соединены между собой. Внутренняя сторона зажимных губок 26 и тяговый стержень 3 имеют взаимодополняющие профили, поэтому, когда зажимные губки 26 захватывают тяговый стержень 3, между ними могут быть приложены значительные растягивающие усилия, не вызывающие их относительного перемещения.

Когда зажимное устройство, служащее в качестве тяговой части, во время прямого хода перемещается в направлении, противоположном стрелке A на фиг.5, зажимной конус 23 вначале надежно удерживается тяговым стержнем 3. В результате зажимной конус еще сильнее вжимается в отверстие в колодке 22 и, таким образом, сильнее прижимается к тяговому стержню 3. Когда сцепление между ними становится настолько надежным, что может быть передана растягивающая сила, необходимая для извлечения или укладки трубы 2, тяговый стержень 3 перемещается вместе с зажимным устройством. Эта ситуация показана на верхних половинах фиг. 5 и 6. На нижних половинах этих фигур показана ситуация во время обратного хода. В этом случае тяговый стержень неподвижен, а зажимное устройство перемещается в направлении стрелки A. Благодаря их относительному перемещению зажимной конус перемещается против силы, создаваемой пружинами 24, и слегка выходит из отверстия в колодке 22, в результате чего зажимные губки 26 свободно скользят по тяговому стержню 3. Поскольку соединительные втулки 27 скошены с обеих сторон, а зажимные губки 26 скошены с одной стороны, то они при контакте друг с другом сначала скользят друг по другу своими наклонными поверхностями, и зажимной конус 23 еще больше выходит из отверстия в колодке 22 до тех пор, пока его поверхности, параллельные тяговому стержню 3, не начнут скользить по нему. Таким образом, зажимное устройство может выполнить обратный ход, в то время как тяговый стержень 3 удерживается другим зажимным устройством, служащим в качестве удерживающей части вытягивающего устройства.

Зажимное устройство, служащее в качестве удерживающей части, ориентировано в том же направлении, что и зажимное устройство, служащее в качестве тяговой части. Во время прямого хода тяговый стержень 3 перемещается в направлении, противоположном стрелке А. В этом случае за счет относительного движения между тяговым стержнем 3 и неподвижным зажимным устройством зажимной клин 23 перемещается из отверстия колодки 22 так, что зажимные губки 26 скользят по тяговому стержню 3. Во время обратного хода тяговая часть перемещается в направлении стрелки А. Тяговый стержень 3, освобожденный тяговой частью, за счет своего растяжения стремится следовать за этим движением. Однако при этом он давит на зажимной клин 23 зажимного устройства, служащего в качестве удерживающей части, перемещая его в отверстие в колодке 22 так, что между зажимными губками 26 и тяговым стержнем 3 создается сцепление, причем после перемещения тягового стержня 3 приблизительно на 2-3 см это сцепление становится настолько прочным, что тяговый стержень 3 удерживается в напряженном состоянии, обусловленном его растяжением, и зажимное устройство, служащее в качестве тяговой части, выполняет обратный ход.

На фиг. 7 показан вид сверху целевой траншеи с установленным в ней вытягивающим устройством. Последнее имеет такую же конструкцию, как вытягивающее устройство на фиг. 1, но отличается тем, что опорная плита 6, упирающаяся в земляную стенку 1, не жестко закреплена на раме 5, а соединена с ней через предварительно нагруженные гидроцилиндры 28. Имеются четыре цилиндра, поршни которых соединены с усиливающей плитой 7.

Поскольку часто имеет место тот факт, что земляная стенка 1 под действием приложенных к ней растягивающих сил подается неравномерно, то может происходить деформация продольных балок рамы 5 из-за того, что земляная стенка 1 перестает быть перпендикулярной оси трубы. Кроме того, поскольку ось трубы и направление вытягивания трубы совпадают, поперечные силы действуют также на тяговый стержень 3, что может привести к его перегрузке дополнительным напряжением изгиба. Чтобы уменьшить недостатки, вызванные жестким креплением опорной плиты 6 к раме вытягивающего устройства, предусмотрено подвижное крепление опорной плиты 6 посредством гидравлических цилиндров 28. Благодаря этому можно приспособить положение опорной плиты 6 к любому наклону земляной стенки 1 без возникновения изгибающих сил, действующих на раму 5, которая установлена в целевой траншее и поддерживается по бокам и, при необходимости, на противоположном конце. Однако для углов наклона существует некоторый предел, поскольку при чрезмерном наклоне из-за поперечных сил, действующих между упорной плитой 6 и земляной стенкой 1, может произойти соскальзывание устройства. Углы наклона вплоть до 7^o могут быть легко скомпенсированы. Когда эта величина превышена, срабатывают концевые выключатели, которые выключают устройство.

На фиг. 8 показана специально загнутая или уголковая опорная плита с лапой 29 для упора в земляную стенку 1 и лапой 30, расположенной перпендикулярно к лапе 29 и параллельно поверхности земли. В лапе 29 выполнено сквозное отверстие 31 для тягового стержня 3 или извлекаемой трубы 2. Эта опорная плита используется преимущественно для вытягивания труб, проложенных не очень глубоко от поверхности земли. В случае плоской опорной плиты имеется риск, что за ее верхней частью земля разрушится (так называемая отбойка земли). Для предотвращения этого служит горизонтальная лапа 30. Однако поскольку извлекаемые трубы лежат на различных глубинах, под лапу 30 устанавливают несколько управляемых гидравлических штампов 32 (на фиг. 8 их четыре), которые в вертикальном направлении доходят до лапы 30 и, таким образом, перекрывают расстояние между лапой 30 и поверхностью земли. В лапу 30 вставлены соответствующие гидравлические прессы 33. Давление, оказываемое на землю штампами 32, предотвращает ее разрушение. В случае высоких растягивающих сил или очень податливой земли на лапе 30 могут быть установлены дополнительные грузы.

Изобретение относится к строительству и используется при вытягивании трубы, уложенной в земле и/или подлежащей укладке в землю, к траншее, находящейся ниже поверхности земли, причем из траншеи имеется доступ к этой трубе. В способе используется вытягивающее устройство, соединенное с тяговым элементом. Тяговый элемент пропускают через трубу и сцепляют с ее задним в направлении вытягивания концом. Осуществляют пошаговое вытягивание тягового элемента вместе с трубой в траншею, при этом за каждый шаг вытягивающее устройство выполняет прямой и обратный ход. Во время обратного хода тяговый элемент удерживают в напряженном состоянии, соответствующем его упругому растяжению во время прямого хода. Таким образом, тяговый элемент в течение всего процесса вытягивания находится в напряженном состоянии, благодаря чему предотвращается его растяжение и сжатие на каждом шаге. Тяговый элемент имеет средства для его захвата, установленные на заданном расстоянии друг от друга, а вытягивающее устройство содержит вытягивающую часть, которая во время прямого хода входит в зацепление с одним из средств для захвата, и удерживающую часть, которая во время обратного хода входит в зацепление с одним из средств для захвата. Повышаются эффективность и надежность при извлечении трубы из грунта. 2 с. и 37 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Способ вытягивания трубы, уложенной в земле и/или подлежащей укладке в землю, к траншее, находящейся ниже поверхности земли и обеспечивающей доступ к этой трубе, в котором устанавливают вытягивающее устройство, сцепленное с тяговым элементом, тяговый элемент пропускают через трубу и сцепляют с ней за ее задним в направлении вытягивания концом или тяговый элемент сцепляют с передним в направлении вытягивания концом трубы и осуществляют пошаговое вытягивание тягового элемента вместе с трубой к траншее с помощью вытягивающего устройства так, что на каждом шаге вытягивающее устройство выполняет прямой и обратный ход, отличающийся тем, что тяговый элемент (3) во время обратного хода удерживают в состоянии нахождения под растягивающим напряжением, соответствующим его упругому растяжению во время прямого хода. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что конец тягового элемента (3), расположенный в устройстве для вытягивания, удерживают в направлении вытягивания после окончания прямого хода. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что трубу (2) вытягивают в траншею и после введения в траншею уменьшают размер трубы. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что трубу (2) после ее введения в траншею и перед уменьшением ее размера центрируют. 5. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что трубу (2) раскалывают. 6. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что трубу (2) раздавливают. 7. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что трубу (2) разрезают. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что трубу (2) разрезают в продольном направлении во время прямого хода, а после одного или нескольких прямых ходов разрезают в направлении по окружности. 9. Способ по одному из пп.1 - 8, отличающийся тем, что скорость выполнения вытягивающим устройством прямого и обратного ходов зависит от нагрузки. 10. Способ по одному из пп.1 - 9, отличающийся тем, что в качестве тягового элемента используют тяговый стержень (3), состоящий из отдельных секций, соединенных между собой посредством винтовых втулок, причем после того, как секции выходят из вытягивающего устройства, их отделяют от тягового стержня (3) путем автоматического отвинчивания винтовых втулок от тягового стержня (3). 11. Способ по одному из пп.1 - 10, отличающийся тем, что в полость между укладываемой трубой и землей вводят смазочный материал. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что для создания опоры для земли и для стабилизации пути, по которому вытягивают трубу, смазочный материал поддерживают под давлением. 13. Устройство для осуществления способа по пп.1 - 12, содержащее упруго растягивающий тяговый элемент, проходящий через трубу и находящийся в зацеплении, действующем в направлении вытягивания, с задним в направлении вытягивания концом трубы или находящийся в зацеплении, действующем в направлении вытягивания, с передним в направлении вытягивания концом трубы, и вытягивающее устройство, расположенное в траншее и находящееся в зацеплении, действующем в направлении вытягивания, с передним в направлении вытягивания концом тягового элемента, причем вытягивающее устройство является устройством прерывистого действия, выполняющим прямой и обратный ход, отличающееся тем, что вытягивающее устройство имеет тяговую часть, находящуюся в зацеплении с тяговым элементом (3) во время прямого хода, и удерживающую часть, находящуюся в зацеплении с тяговым элементом (3) во время обратного хода. 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что тяговая часть соединена с приводным устройством, обеспечивающим выполнение прямого и обратного хода. 15. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что удерживающая часть установлена неподвижно относительно направления вытягивания. 16. Устройство по одному из пп.13 - 15, отличающееся тем, что приводное устройство, обеспечивающее выполнение прямого и обратного хода, является гидравлическим насосом с регулируемым в зависимости от нагрузки выходным потоком. 17. Устройство по одному из пп.13 - 16, отличающееся тем, что тяговый элемент (3) имеет расположенные с заданными интервалами детали (4) для упругого зацепления с тяговой частью (12) и удерживающей частью (17). 18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что тяговая часть (12) и удерживающая часть (17) имеют форму вилки и установлены подвижно в вертикальном направлении для сцепления в положении сцепления с находящимися между ними указанными деталями тягового элемента (3). 19. Устройство по одному из пп.13 - 16, отличающееся тем, что тяговая часть и удерживающая часть являются клиновыми зажимными устройствами, которые в зависимости от направления продольных сил, действующих на тяговый элемент (3), находятся или не находятся в зацеплении с ним. 20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что клиновые зажимные устройства сначала находятся под растягивающим напряжением, действующим в направлении зацепления с тяговым элементом (3). 21. Устройство по п.19 или 20, отличающееся тем, что поверхность тягового элемента (3) и поверхность клиновых устройств, которые входят в зацепление с ним, для усиления зацепления профилированы. 22. Устройство по одному из пп.13 - 21, отличающееся тем, что вытягивающее устройство имеет со стороны ввода трубы центрирующее устройство с вертикально перемещаемыми кулачковыми зажимами (8, 9), расположенными над и под трубой (2). 23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что кулачковые зажимы (8, 9) имеют определенные установочные положения. 24. Устройство по одному из пп.12 - 23, отличающееся тем, что тяговый элемент выполнен в виде тягового стержня (3), состоящего из отдельных стержневых секций, соединенных между собой винтовыми втулками, причем у переднего в направлении вытягивания конца вытягивающего устройства установлено отвинчивающее устройство (18) с отвинчивающей поворотной призмой (19) для отвинчивания винтовой втулки, введенной в отвинчивающую призму (19), от соседних стержневых секций стержня. 25. Устройство по одному из пп.13 - 24, отличающееся тем, что тяговая часть соединена жестко в направлении вытягивания с раскалывающим конусом (10). 26. Устройство по одному из пп.13 - 24, отличающееся тем, что оно содержит два подвижных в радиальном направлении, создающих давление зажима для раздавливания трубы (2), вытягиваемой в траншею. 27. Устройство по одному из пп.13 - 24, отличающееся тем, что оно содержит режущее устройство, имеющее плазменную горелку, для термической резки трубы, вытягиваемой в траншею. 28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что плазменные горелки расположены на кольцевой опоре, установленной неподвижно относительно направления вытягивания. 29. Устройство по п.27 или 28, отличающееся тем, что режущее устройство имеет защитный элемент для тягового элемента (3). 30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что защитный элемент представляет собой втулку с керамическим покрытием, закрывающую тяговый элемент (3) и выполненную с возможностью введения в разрезаемую трубу (2). 31. Устройство по п.25 или 26, отличающееся тем, что оно содержит смывное устройство для связывания пыли, образующейся при уменьшении размера трубы (2), вытягиваемой в траншею. 32. Устройство по одному из пп.13 - 23 и 26 - 31, отличающееся тем, что тяговый элемент представляет собой цепь, трос или рукав с высокой прочностью на растяжение. 33. Устройство по одному из пп.13 - 32, отличающееся тем, что между трубой (2), лежащей в земле и подлежащей извлечению, и трубой, подлежащей одновременной укладке в землю, имеется переходная деталь, находящаяся в зацеплении, действующем в направлении вытягивания, с тяговым элементом (3), трубой (2), подлежащей извлечению, и трубой, подлежащей укладке. 34. Устройство по одному из пп.13 - 33, отличающееся тем, что в траншее установлена опорная плита (6), опирающаяся на земляную стенку (1), через которую проходит извлекаемая труба (2), и являющаяся, в свою очередь, опорой для вытягивающего устройства, а между опорной плитой (6) и вытягивающим устройством установлены гидравлические цилиндры (28) для компенсации наклона опорной плиты (6) относительно плоскости, перпендикулярной к оси трубы. 35. Устройство по п.34, отличающееся тем, что оно содержит четыре гидравлических цилиндра (28) для компенсации вертикального и/или горизонтального наклона. 36. Устройство по п.34 или 35, отличающееся тем, что оно содержит концевые выключатели для обнаружения положения, в котором превышен максимально допустимый наклон. 37. Устройство по одному из пп.13 - 36, отличающееся тем, что в траншее установлена опорная плита, опирающаяся на земляную стенку (1), через которую проходит извлекаемая труба (2), причем указанная опорная плита изогнута так, что она имеет лапу (30), расположенную параллельно поверхности земли, и упирается в земляную стенку (1). 38. Устройство по п.37, отличающееся тем, что к нижней стороне лапы (30) прикреплены гидравлические штампы (32) для компенсации пространства между лапой (30) и поверхностью земли. 39. Устройство по п.37 или 38, отличающееся тем, что лапа (30) нагружена грузами.