УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПРОТЯГИВАНИЯ КАБЕЛЯ ПО ТРУБОПРОВОДУ Российский патент 2004 года по МПК H02G1/08 

Изобретение относится к устройству и способу, обеспечивающим протягивание кабеля или подобного ему шнура между двумя местоположениями в трубопроводе.

Обычно, для протягивания кабеля между двумя местоположениями внутри существующего магистрального трубопровода (например, газопровода) необходимо откапывать каждый участок и дополнительно устанавливать на этом трубопроводе громоздкую и дорогую арматуру.

В находящейся на рассмотрении одновременно с настоящей заявкой патентной заявке PCT/GB99/00168 описано оборудование, обеспечивающее запуск подобного парашюту устройства между двумя местоположениями магистрального трубопровода, таким образом сводя, при отсутствии свободного доступа, необходимость проведения земляных работ к минимуму.

Данное изобретение относится к альтернативным способу и устройству протягивания кабеля по трубопроводу, обеспечивающим протягивание кабеля между магистральным трубопроводом и вспомогательным трубопроводом, обычно проходящим по территории и в помещениях конечного потребителя.

Согласно изобретению создан способ протягивания кабеля между первым расположением, находящимся на подводящем трубопроводе, относительно малого проходного сечения в помещении или на территории конечного потребителя и вторым расположением на магистральном трубопроводе, причем способ включает обеспечение точки доступа на подводящем трубопроводе в первом месте и точки доступа во втором месте на магистральном трубопроводе, обеспечение улавливающего устройства во втором месте, обеспечение запуска подобного парашюту устройства, несущего протягиваемый кабель от подводящей трубы, обеспечение перемещения подобного парашюту устройства ко второму месту, используя для этого поток текучей среды в магистральном трубопроводе, и извлечение подобного парашюту устройства или присоединенного к нему кабеля во втором месте, обеспечивая, таким образом, протягивание кабеля по трубопроводу между этими двумя местоположениями.

Дополнительно согласно изобретению создано устройство для протягивания кабеля по трубопроводу, содержащее средство для запуска подобного парашюту устройства с присоединенным к нему кабелем от первого места на подводящей трубе относительно узкого проходного сечения, находящегося в жилом доме, ко второму месту на магистральном трубопроводе, находящемся под давлением текучей среды, и улавливающее средство для извлечения кабеля или парашюта во втором месте, обеспечивающее протягивание кабеля по трубопроводу между этими двумя местоположениями.

Кроме того, согласно изобретению создано устройство для протягивания кабеля по трубопроводу, обеспечивающее запуск подобного парашюту устройства, содержащего закрытую парашютную камеру, имеющую сложенный парашют, удлиненное направляющее средство, присоединенное к парашютной камере, обеспечивающее перемещение парашютной камеры через изгибы трубопровода с узким проходным сечением к месту соединения с магистральным трубопроводом, и средство для подачи текучей среды под давлением к парашютной камере, обеспечивающее запуск парашюта из парашютной камеры в магистральном трубопроводе.

Далее изобретение описано на примере со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг.1 - схематическое изображение существующего магистрального газопровода с вспомогательными подводящими трубопроводами, обеспечивающими подачу газа конечным потребителям;

Фиг.2 - устройство для обеспечения доступа в подводящий трубопровод, в котором присутствует газ;

Фиг.3 - схематическое изображение перекрытого подводящего трубопровода в одном из нескольких помещений после демонтажа служебного газового крана и точки доступа к магистральному газопроводу;

Фиг.4 - пусковая муфта, подготовленная для присоединения к подводящему трубопроводу;

Фиг.5 - этап введения парашюта в подводящий трубопровод, следующий после удаления перекрывающего устройства;

Фиг.6 - более детальный вид кожуха парашюта и направляющей вместе с источником пускового газа;

Фиг.7А-7F - этапы обеспечения доступа в магистральный трубопровод, начиная от создания точки доступа в магистральном газопроводе и заканчивая извлечением подобного парашюту устройства;

Фиг.8 - улавливающий стержень с рамкой, несущей останавливающуюся сетку;

Фиг.9 - альтернативный вариант улавливающего устройства; и

Фиг.10 - этап отсоединения пусковой муфты, следующий после окончания протягивания оптоволоконного кабеля.

Существующее устройство газопровода показано на фиг.1 и содержит подводящий трубопровод 14, оканчивающийся в помещении 36 конечного потребителя, а другой конец которого присоединен в соединительном узле 17 к магистральному трубопроводу 20, имеющему проходное сечение 21, причем подводящий трубопровод имеет существенно меньшее проходное сечение 11. Магистральный трубопровод 20 так же как часть подводящего трубопровода 14 закопан под землю 15. В этом примере подводящий трубопровод имеет два изгиба 12 и 13, находящихся под землей, прежде чем он вертикально поднимается к счетчику 18, обычно установленному внутри жилого дома. Около счетчика установлен кран 16, обеспечивающий отключение подачи в целях безопасности или изоляции. Как правило, газ проходит в обоих трубопроводах, а рядом со счетчиком обычно установлен регулятор, который здесь не изображен из соображений упрощения.

Устройство и способ, которые будут описаны далее, обеспечивают протягивание кабеля или другого подобного шнура по подводящему трубопроводу малого проходного сечения и магистральному трубопроводу, в которых присутствует газ, без проведения земляных работ в месте прохождения подводящего трубопровода.

Для получения доступа, необходимого для протягивания кабеля по подводящему трубопроводу, необходимо демонтировать счетчик, в то же время не допуская случайных утечек газа из трубопровода, которые могут быть опасны.

Для реализации этого этапа применяют устройство, изображенное на фиг.2. При закрытом газовом кране 16 счетчик 18 (см. фиг.1) отсоединяют и устройство, изображенное на фиг.2, наворачивают на резьбовую часть 23 крана 16.

Устройство включает корпус 25 перекрывающей пробки 30, содержащей гибкий стержень, заканчивающийся несколькими резиновыми уплотняющими дисками 31. Гайка 26 может быть затянута для зажатия сальника 27, обеспечивая уплотнение по стержню 30. Сальник обычно выполнен из резиновых и металлических дисков. После установки устройства кран 16 может быть открыт, при этом газ не будет уходить из подводящего трубопровода 14 благодаря наличию уплотнения.

Затем стержень толкают вниз, чтобы переместить конец с уплотняющими дисками 31 через проходное сечение крана 16 в подводящий трубопровод. После того как он окажется в нужном положении, проверяют возможные утечки с помощью контрольной точки 28. Убедившись, что утечки отсутствуют, корпус 25 отсоединяют. Перекрывающая пробка остается в подводящем трубопроводе. Кран 16 также может быть отсоединен от резьбовой части 24 для получения более свободного доступа к подводящему трубопроводу.

На фиг.3 показана перекрывающая пробка 30, расположенная в доступном конце подводящего трубопровода 14 внутри жилого дома 36. Соседние жилые дома 37 и 38 также имеют подводящие трубопроводы 40 и 41 соответственно, доступ к которым можно получить таким же способом.

Устройство для протягивания при осуществлении способа обеспечивает доступ из любого подводящего трубопровода до удобной точки доступа 45 на магистральном трубопроводе (газопроводе).

Пусковая муфта 50 (см. фиг.4) включает трубчатую секцию 51 корпуса, которая может быть присоединена к участку 24 подводящего трубопровода (например, с помощью уплотняемой муфты). Хотя подводящий трубопровод 14 изображен горизонтально, исходя из иллюстративных целей, на практике он обычно расположен вертикально, соответственно и секция 51 корпуса будет находиться в вертикальном положении. Внутри этой секции корпуса расположен гибкий кожух 60, в котором уложено свернутое подобное парашюту устройство 62.

Необходимо отметить, что пусковая муфта 50 также включает вторую секцию 53 корпуса, которая расположена под углом к основной секции корпуса и в которую вставлен стержень 30 перекрывающей пробки на фиг.3. После того как стержень вставлен, секция 52 может быть присоединена к участку 24 подводящего трубопровода для подготовки к запуску устройства 62. Стержень 30 выходит наружу из секции 53 корпуса через уплотнение 54, окружающее отверстие в колпачке 55.

Кожух 60 подобного парашюту устройства имеет гибкую направляющую 63, отходящую от переднего торца, и длинный шланг 65, отходящий от его заднего торца, причем этот шланг включает тонкий гибкий шнур 66, присоединенный к подобному парашюту устройству. Герметизация шланга 65 в кожухе 60 осуществляется за счет торцевого уплотнения 67.

Стержень перекрывающей пробки можно теперь втянуть в камеру в корпусе 53, как показано на фиг.5, открывая проход в подводящий трубопровод 14 без возникновения утечки газа, поскольку в месте стыковки шланга 65 имеется уплотнение 67А.

Механизмы, обеспечивающие запуск подобного парашюту устройства, более подробно описаны со ссылкой на фиг.6.

Подобное парашюту устройство 62 выполнено из подходящего легкого материала, свернуто и уложено внутри кожуха 60. Подобное парашюту устройство присоединено к шнуру 66, который тянется от корпуса 51 через гибкий длинный шланг 65. Шланг 65 имеет длину, достаточную для того, чтобы она могла пройти через всю длину подводящего трубопровода 14 до места соединения с магистральным трубопроводом. Шнур или провод 66, присоединенный к парашюту, имеет длину, обеспечивающую перемещение также и по магистральному трубопроводу до места извлечения, которое может быть расположено, например, на расстоянии от 50 до 500 метров. Здесь шнур изображен намотанным на катушку 70, которая будет автоматически разматываться по мере движения парашюта по магистральному трубопроводу за счет потока газа. Шнур 66 проходит через рабочее уплотнение 69 для предотвращения утечек газа.

Гибкий кожух 60 обычно выполнен гофрированным из пластмассы, причем гофрирование выполнено таким образом, чтобы обеспечить достижение необходимой степени гибкости. Кожух заканчивается на заднем торце наконечником 74, к которому присоединен пластмассовый шланг 65. Наконечник имеет скошенную наружную поверхность 78, облегчающую извлечение кожуха, следующее после запуска.

Передний торец 75 кожуха выполнен с возможностью соединения с корпусом кожуха за счет плотной посадки и имеет изогнутую наружную поверхность, которая обеспечивает его перемещение внутри трубопровода.

Направляющая 63 имеет утяжеленный наконечник 73. Направляющая выполнена из винтовой пружины, которая обычно имеет прогрессивную упругость, причем ее часть около наконечника более гибкая, чем ее часть, расположенная около торца 75. Это обеспечивает возможность утяжеленному наконечнику опускаться за счет силы тяжести, а также его проход через соединение с магистральным трубопроводом и перемещение вниз без застревания в этом соединении.

Таким образом, при необходимости направляющая 63 проталкивается через подводящий трубопровод посредством гибкого внешнего шланга 65, пока она не дойдет до места соединения с магистральным трубопроводом. Тогда струя текучей среды (например, горючий газ или азот) поступает от источника 80 через кнопку 81 к соединительному патрубку 82 и затем к адаптеру 83. Давление этого газа отделяет наконечник 75, и он отпадает, но остается прикрепленным к кожуху шнуром 68, предотвращающим полное отделение. Как только это произойдет, газ запускает подобное парашюту устройство 62 в магистральном трубопроводе, после чего оно движется вперед за счет потока газа в магистральном трубопроводе 20.

Подобное парашюту устройство движется по трубопроводу к точке доступа 90, показанной на фиг.7А, которая должна быть подготовлена до запуска.

Для подготовки точки доступа 90 сверлильное устройство 92, включающее сверлильный вал 93 и бур/метчик 96, закрепляют на трубопроводе через седловидную заслонку 113, которая имеет цепные хомуты 91. Кожух 95 герметизирован уплотнением 125 по валу 93, обеспечивая возможность сверления магистрального трубопровода, находящегося под давлением газа. Седловидная заслонка 113 показана открытой, что позволяет включить сверлильное устройство для сверления отверстия в стенке магистрального трубопровода и нарезания в нем резьбы (например, 1 дюйм BSP {трубной или британской стандартной резьбы}). Затем сверлильное устройство частично вытаскивают и закрывают заслонку 113, чтобы предотвратить любую потерю газа.

После этого кожух 95 разъединяют, сверлильное устройство снимают и устанавливают трубодержатель 115 с патрубком 112, в котором установлена перекрывающая пробка 111. После соединения кожуха 95 заслонку 113 открывают, и затем трубодержатель с присоединенной трубой и пробкой опускают через отверстие. За счет вращения держателя 115 патрубок 112 с нарезанной резьбой завинчивается в стенку магистрального трубопровода. Трубодержатель имеет уплотнение в кожухе 95, а перекрывающая пробка 111 предотвращает поток газа через проходное сечение патрубка.

После завинчивания трубы и проверки на наличие любых утечек газа кожух удаляют, оставляя патрубок 112 с установленной в нем перекрывающей пробкой 111. К этому патрубку присоединяют, как показано на фиг.7С, специальный улавливающий корпус 110. Он содержит стержень 114 в ответвлении 130 и основную камеру 131 корпуса, вмещающую улавливающее устройство, содержащее секцию стержня 94, и головную секцию 97, представляющую собой упругую металлическую рамку, несущую сетку 98.

При подготовке к запуску подобного парашюту устройства от подводящего трубопровода стержень 114 с перекрывающей пробкой 111 тянут вверх, заставляя диски 121 перемещаться вверх в камеру ответвления 130, обеспечивая, таким образом, доступ улавливающего устройства в магистральный трубопровод. Манжеты 116 и 123 предотвращают любые утечки газа.

Улавливающее устройство продолжают опускать, см. фиг.7D, пока оно не окажется в проходном сечении магистрального трубопровода 20. После этого подобное парашюту устройство 62 может быть запущено через подводящий трубопровод и будет остановлено сеткой 98 головной секции 97.

Стержень 94 тогда может быть вытянут для извлечения улавливающего устройства и подобного парашюту устройства 62 вместе со шнуром 66, присоединенным к нему.

Как показано на фиг.7Е, после извлечения перекрывающую пробку опускают, и диски снова герметизируют отверстие, при этом шнур 66 прижимается к стенке трубы, а эластичность дисков обеспечивает эффективное уплотнение.

Кабель, как правило, оптоволоконный кабель 99, теперь может быть присоединен к шнуру 66, используя муфту 110 для реализации буксировки оптоволоконного кабеля назад по магистральному трубопроводу к подводящему трубопроводу и по подводящему трубопроводу в жилой дом.

Для обеспечения плотности сопряжения с оптоволоконным кабелем в муфте 110 установлена манжета 116.

Затем производят еще раз уплотнение перекрывающей пробкой 111, а вместо муфты устанавливают уплотнительный колпачок 118 с уплотнительным элементом 117, обеспечивающий дополнительное уплотнение кабеля 99.

Впоследствии, в зависимости от требований, обычно может быть установлена другая, более надежная арматура.

Этот способ обеспечивает снабжение жилого дома дополнительными сервисами, такими как телевидение, телефон, Интернет, и другие коммуникации, без проведения земляных работ в пределах территорий и построек, принадлежащих конечному потребителю, таким образом, обеспечивая быстрое и недорогое исполнение.

Улавливающее устройство более подробно показано на фиг.8 и 9.

Стержень 94 выводится в улавливающее устройство и включает упругую рамку 97, которая может быть изготовлена из плоской стальной полосы, достаточно гибкой для того, чтобы быть свернутой при нахождении в камере улавливающего устройства, но раскрывающейся (показана раскрытой) после перемещения в проходное сечение магистрального трубопровода.

В этом первом варианте осуществления изобретения рамка несет на себе гибкую легкую сетку 98, которая не заблокирует поток газа в магистральном трубопроводе.

Как объяснено выше, в раскрытом положении подобное парашюту устройство при достижении позиции извлечения ударяется о сетку 98 и может быть извлечено через специальную муфту 110, как показано на фиг.7Е.

Хотя в улавливающем устройстве на фиг.8 используется сетка, дополнительный вариант осуществления, показанный на фиг.9, имеет только гибкую полосу 97 и может применяться, например, когда необходимо иметь более одной точки доступа, в этом случае на промежуточных точках доступа может применяться этот стержень с рамкой так, что парашют пройдет через рамку далее к следующей точке доступа. Во время этой операции шнур или кабель будут продеты сквозь ушко рамки 97 и при извлечении смогут быть вытянуты в камеры улавливающих устройств на промежуточных точках доступа, при этом запуск подобного парашюту устройства должен быть произведен лишь один раз.

После того как оптоволоконный кабель 99 будет протянут обратно через подводящий трубопровод с помощью шнура, предварительно соединенного с подобным парашюту устройством, перекрывающая пробка, ранее описанная со ссылкой на фиг.4, снова применяется, как показано на фиг.10.

Эта перекрывающая пробка устанавливается на свое место в подводящем трубопроводе, как показано на фиг.4, а диски 31 являются достаточно упругими, чтобы обеспечить герметичность прохождения кабеля 99 по внутренней стенке подводящего трубопровода 14. На этом этапе пусковая муфта 50 может быть демонтирована и установлен подходящий адаптер для подводящего трубопровода и оптоволоконного кабеля до установки крана 16 и счетчика 18 на фиг.1.

Хотя перекрывающая пробка была описана на примере стержня, имеющего несколько уплотняющих дисков, диски могут быть заменены надувным устройством для обеспечения уплотнения; стержень в этом случае будет полым для обеспечения подачи наполняющей среды от источника.

Вышеупомянутый способ обеспечивает проводку дополнительного кабеля в жилой дом без отключения подачи газа другим потребителям, поскольку по магистральному трубопроводу продолжает подаваться газ. Устройство может преодолевать изгибы подводящего трубопровода с узким проходным сечением и соединения подводящего трубопровода и обеспечивает создание точки доступа во втором местоположении. Прекращение подачи газа конкретному потребителю сводится к минимуму, поскольку нет необходимости в проведении каких-либо земляных работ.

Устройство присоединено к подводящему трубопроводу в жилом доме, содержит пусковую муфту с секцией корпуса, образующей камеру, в которой размещен парашютный кожух. Перекрывающее устройство обеспечивает присоединение муфты к подводящему трубопроводу при наличии газа как в подводящем трубопроводе, так и в магистральном трубопроводе. Кожух включает сложенное, подобное парашюту устройство, присоединенное к шнуру. Передняя секция парашютного кожуха включает гибкую направляющую, которая обеспечивает возможность вручную опускать устройство в магистральный трубопровод по подводящему трубопроводу. Шланг используется для проталкивания кожуха по трубопроводу. Шланг обеспечивает подачу струи газа, которая отделяет торец с присоединенной к нему направляющей и раскрывает подобное парашюту устройство внутри магистрального трубопровода, которое затем перемещается потоком газа в магистральном трубопроводе. Изобретение обеспечивает проводку дополнительного кабеля в жилой дом без отключения подачи газа, поскольку исключены земляные работы. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Способ протягивания кабеля между подводящим трубопроводом с относительно малым проходным сечением в первом местоположении, находящемся на территории или в здании потребителя, и вторым местоположением, находящимся на магистральном трубопроводе, включающий создание точки доступа в подводящий трубопровод в первом местоположении и точки доступа в магистральный трубопровод во втором местоположении, обеспечение улавливающего устройства во втором местоположении, запуск подобного парашюту устройства, несущего протягиваемый кабель от подводящего трубопровода, перемещение подобного парашюту устройства во второе местоположение посредством потока текучей среды в магистральном трубопроводе, извлечение подобного парашюту устройства или присоединенного к нему кабеля во втором местоположении для обеспечения протягивания кабеля между этими двумя местоположениями и подачу текучей среды в закрытую парашютную камеру, включающую подобное парашюту устройство, для открытия камеры и запуска подобного парашюту устройства в поток текучей среды в магистральном трубопроводе.2. Способ по п.1, в котором этап запуска включает перемещение подобного парашюту устройства по подводящему трубопроводу от точки доступа до положения, смежного с местом соединения с магистральным трубопроводом до запуска, используя для этого направляющее средство.3. Способ по п.1 или 2, который включает использование герметичного кожуха, содержащего парашютную камеру и перекрывающую пробку для избирательной герметизации подводящего трубопровода.4. Способ по п.3, включающий присоединение оптоволоконного кабеля к протянутому шнуру во втором местоположении и протягивание оптоволоконного кабеля через магистральный трубопровод в подводящий трубопровод.5. Способ по п.4, включающий уплотнение оптоволоконного кабеля в подводящем трубопроводе посредством одной из частей перекрывающей пробки.6. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий демонтаж газового счетчика, присоединенного к подводящему трубопроводу для создания точки доступа в подводящий трубопровод.7. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий обеспечение создания точки доступа во втором местоположении за счет выполнения отверстия в магистральном трубопроводе и установки в нем постоянного патрубка, обеспечивающего использование для доступа в магистральный трубопровод и извлечения кабеля перекрывающей пробки и улавливающего устройства.8. Способ по п.7, включающий протягивание оптоволоконного кабеля через точку доступа, используя герметизированное устройство ввода.9. Устройство для протягивания кабеля по трубопроводу, включающее средство для запуска подобного парашюту устройства, присоединенного к кабелю, от подводящего трубопровода относительно узкого проходного сечения в жилом доме в первом местоположении ко второму местоположению в магистральном трубопроводе, находящемся под давлением текучей среды, и улавливающее средство для извлечения кабеля или подобного парашюту устройства во втором местоположении, обеспечивающее протягивание кабеля по трубопроводу между этими двумя местоположениями, при этом средство для запуска включает контейнер для подобного парашюту устройства и удлиненную направляющую для обеспечения прохождения подобного парашюту устройства перед запуском до позиции, смежной с местом соединения с магистральным трубопроводом.10. Устройство по п.9, в котором удлиненная направляющая выполнена упругой и включает утяжеленный наконечник, обеспечивающий возможность для направляющей растягиваться вниз.11. Устройство по п.9 или 10, в котором контейнер включает закрытую парашютную камеру и присоединенное к ней средство, обеспечивающее открытие камеры и раскрытие подобного парашюту устройства в ответ на давление текучей среды, приложенное к контейнеру.12. Устройство по любому из пп.9-11, включающее герметичный кожух, в котором находится контейнер, и перекрывающую трубопровод пробку для выборочной герметизации подводящего трубопровода.13. Устройство по любому из пп.9-12, включающее кожух, присоединенный в точке доступа во втором местоположении на магистральном трубопроводе, причем кожух включает средство для закрепления съемной перекрывающей пробки и средство для закрепления съемного улавливающего средства.14. Устройство по п.13, включающее уплотняющее средство, присоединенное к кожуху, обеспечивающее прохождение оптоволоконного кабеля через место ввода, сохраняя герметичность соединения с кожухом.15. Устройство для протягивания кабеля по трубопроводу для запуска подобного парашюту устройства, включающее закрытую парашютную камеру, содержащую сложенное подобное парашюту устройство, удлиненную направляющую, присоединенную к камере, служащую для облегчения перемещения камеры по изгибам подводящего трубопровода с узким проходным сечением к месту соединения с магистральным трубопроводом, и средство, обеспечивающее запуск подобного парашюту устройства из камеры в магистральный трубопровод за счет давления текучей среды.16. Устройство по п.15, в котором удлиненная направляющая выполнена с возможностью отклонения для ее изгиба вниз.