СПОСОБ ПРОТАСКИВАНИЯ ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2024 года по МПК F16L7/00 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при прокладке трубопроводов через естественные и искусственные препятствия бестраншейным способом, в частности методом «труба в трубе».

Из области техники известен способ бестраншейной прокладки трубопроводов в стальных защитных кожухах [Типовая технологическая карта (ТТК) «Производство работ по закрытой (бестраншейной) прокладке трубопроводов в стальных защитных кожухах (футлярах) под железными дорогами методом продавливания»], включающий три основных этапа: подготовку участка и земляные работы, прокладку защитного кожуха (футляра) под дорогой, протаскивание рабочей плети трубопровода в защитный кожух. До начала работ по протаскиванию рабочей плети в защитный кожух, рабочую плеть оснащают диэлектрическими опорно-направляющими и технологическими кольцами (спейсерами), при этом для защиты изоляции трубопровода в местах установки спейсеров, трубопровод обернут в три слоя специальной ленты. Работы по протаскиванию рабочей плети трубопровода в защитный кожух включают: опуск плети трубопровода в рабочую траншею на технологические опоры, приварку сферических заглушек на концы рабочей плети, протаскивание стального троса в защитный кожух и закрепление его на заглушке рабочей плети при помощи серьги, присоединение другого конца троса к бульдозеру, подъем плети и ввод ее головного участка в защитный кожух с соблюдением их полной соосности, протаскивание рабочей плети в защитный кожух, заделку концов кожуха, демонтаж спейсеров, засыпку котлована.

Недостатком известного способа является низкая надежность обеспечения проектного положения спейсеров в процессе протаскивания рабочей плети трубопровода в защитный кожух, вследствие наличия препятствий (например: выступающие сварные швы), повышающих сопротивление спейсеров протаскиванию и увеличение силы трения, приводящей к смещению спейсеров в направлении, противоположном направлению протягивания плети трубопровода, что в свою очередь может приводить к повреждению и/или полному разрушению конструкции самих спейсеров, защитного внешнего покрытия протаскиваемого трубопровода, электрохимическому контакту внутренней поверхности защитного кожуха и протаскиваемого трубопровода, нарушению проектного положения протаскиваемого трубопровода внутри защитного кожуха.

Из области техники известен способ протаскивания параллельных цилиндрических трубопроводов в непроходной тоннель с поперечным сечением кругового очертания [патент РФ №2485385, F16L 7/00, опубл. 20.06.2013, бюл. №17], включающий размещение отрезков трубопроводов на связанных между собой тросами кольцевых опорных элементах, при этом кольцевые опорные элементы выполняют в виде полых цилиндров, имеющих элементы качения, в торцевых стенках каждого из кольцевых опорных элементов выполняют отверстия-ложементы в количестве, равном количеству параллельных цилиндрических трубопроводов, диаметр каждой соосной пары которых составляет 1,05-1,10 диаметра протаскиваемых трубопроводов, которые размещают в этих отверстиях-ложементах перед вводом в непроходной тоннель, центры соосных отверстий-ложементов размещают на окружности, удаленной от окружности торцевой стенки полого цилиндра кольцевого опорного элемента, наружный диаметр которой составляет 0,80-0,90 диаметра непроходного тоннеля, при этом тяговое усилие прилагается к первому по ходу движения кольцевому опорному элементу, первый и последний по ходу протаскивания кольцевые опорные элементы размещают на расстоянии, равном длине непроходного тоннеля, количество промежуточных кольцевых опорных элементов на один меньше длины непроходного тоннеля, деленной на предельно допустимую длину между кольцевыми опорными элементами, а ширину кольцевого опорного элемента выбирают из условия 0,4-0,5 диаметра непроходного тоннеля.

Недостатком известного способа является низкая надежность обеспечения проектного положения опорных элементов в процессе протаскивания трубопровода в защитный кожух, так с целью одновременного протаскивания цилиндрических трубопроводов и кольцевых опорных элементов, последние соединены тросами, при этом полученная конструкция обладает высокой степенью жесткости, не позволяющей как-либо компенсировать нагрузки, возникающие по причине роста сопротивления опорных элементов протаскиванию, при наличии препятствий на внутренней поверхности защитного кожуха.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ монтажа трубопровода типа труба в трубе [Авторское свидетельство СССР №1076685, F16L 7/00, опубл. 28.02.84, бюл. №8], заключающийся в установке на передней части трубопровода кольцевых опорных элементов, соединенных между собой тросом, один конец которого закрепляется на переднем торце протаскиваемого трубопровода, а другой - на торце трубы, в которую протаскивается трубопровод со стороны ввода в нее протаскиваемого трубопровода.

Недостатком известного способа является низкая надежность обеспечения проектного положения опорных элементов в процессе протаскивания трубопровода в защитный кожух, вследствие наличия препятствий (например: выступающие сварные швы), повышающих сопротивление опорных элементов протаскиванию и увеличение силы трения, приводящей к смещению опорных элементов в направлении, противоположном направлению протягивания плети трубопровода, что в свою очередь может приводить к повреждению и/или полному разрушению конструкции самих опорных элементов, защитного внешнего покрытия протаскиваемого трубопровода, электрохимическому контакту внутренней поверхности защитного кожуха и протаскиваемого трубопровода, нарушению проектного положения протаскиваемого трубопровода внутри защитного кожуха.

Задачей изобретения является создание способа протаскивания трубопровода, исключающего указанные недостатки аналогов и прототипа, обеспечивающего повышение надежности проведения строительных работ при прокладке трубопроводов через естественные и искусственные препятствия.

Техническим результатом изобретения является повышение степени закрепленности проектного положения опорно-центрирующих колец (спейсеров) и их осевого позиционирования в процессе протаскивания трубопровода через защитные футляры.

Поставленная задача и технический результат в способе протаскивания трубопровода, включающем размещение на трубопроводе опорно-центрирующих колец на подкладных фрикционных ковриках, опуск плети трубопровода в траншею на технологические опоры, приварку направляющей заглушки к концу плети трубопровода, протаскивание стального троса в защитный футляр и закрепление его на направляющей заглушке плети трубопровода, присоединение другого конца троса к тяговой технике, подъем плети трубопровода и ввод ее в защитный футляр с соблюдением их полной соосности, протаскивание плети трубопровода в защитный футляр, заделку концов защитного футляра, засыпку котлована, достигается тем, что нечетные пары опорно-центрующих колец (1, 3… и т.д., считая с направляющей заглушки) закрепляют между собой упругими металлическими или полимерными тросами, в количестве не менее 2 единиц,

четные пары опорно-центрующих колец (2, 4… и т.д., считая с направляющей заглушки) закрепляют между собой упруго-изгибаемыми металлическими или полимерными стержнями, в количестве не менее 2 единиц, направляющую заглушку и первое опорно-центрирующее кольцо, расположенное сразу после него, закрепляют между собой упругими металлическими или полимерными тросами, в количестве не менее 2 единиц.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1-3. На фиг. 1 показана схема протаскивания трубопровода через защитный футляр. На фиг. 2 показан принцип работы упруго-изгибаемого стержня при позиционировании препятствия спереди. На фиг. 3 показан принцип работы упруго-изгибаемого стержня при позиционировании препятствия сзади.

Способ протаскивания трубопровода осуществляется следующим образом:

На плеть трубопровода 3 (фиг. 1) размещают опорно-центрирующие кольца 1, содержащие опоры качения 4, располагаемые на фрикционных подкладных ковриках 5. Закрепляют нечетные пары опорно-центрующих колец 1 между собой упругими тросами 6, выполненными из металла или полимерных материалов, в количестве не менее 2 единиц. Закрепляют четные пары опорно-центрующих колец 1 между собой упруго-изгибаемыми стержнями 7, выполненными из металла или полимерных материалов, в количестве не менее 2 единиц. Опускают плеть трубопровода 3 с закрепленными опорно-центрирующими кольцами 1 в траншею на технологические опоры (на фиг. не указано). Приваривают направляющую заглушку 8 к концу плети трубопровода 3. Протаскивают стальной трос 9 в защитный футляр 2 и закрепляют его на направляющей заглушке 8 плети трубопровода 3. Другой конец стального троса 9 присоединяют к тяговой технике (на фиг. не указано). Направляющую заглушку 8 и первое опорно-центрирующее кольцо 1, расположенное сразу после него, закрепляют между собой упругими тросами 6, выполненными из металла или полимерных материалов, в количестве не менее 2 единиц. Поднимают плеть трубопровода 3 и вводят в защитный футляр 2 с соблюдением их полной соосности. Протаскивают плеть трубопровода 3 в защитный футляр 2. Заделывают концы защитного футляра 2. Засыпают котлован (на фиг. не указано).

В процессе протаскивания плети трубопровода 3 (фиг. 2) опоры качения 4 опорно-центрирующих колец 1, перекатываются по внутренней поверхности защитного футляра 2 и могут накатываться на препятствия 10 (например, выступающие сварные швы, вмятины), при этом сопротивление перемещению опор качения 4 возрастает и может превысить силу трения между протаскиваемой плетью трубопровода 3 и опорно-центрирующим кольцом 1, в результате происходит сдвиг опорно-центрирующего кольца 1 в направлении, противоположном направлению протягивания плети трубопровода 3.

В случае если опорно-центрирующее кольцо 1 в передней части имеет связь в виде упругого троса 6, а в задней - в виде упруго-изгибаемого стержня 7, сдвиг опорно-центрирующего кольца 1 на малую величину обеспечивает растяжение упругого троса 6 и сжатие с изгибом оси упруго-изгибаемого стержня 7. При перемещении плети трубопровода 3, усилие растяжения упругих тросов 6 и усилие сжатия упруго-изгибаемых стержней 7 на определенном этапе начинает превышать сопротивление перемещению опор качения 4, а в результате смещенное опорно-центрирующее кольцо 1 преодолевает препятствие 10 и под действием сил упругого растяжения упругих тросов 6 и усилия сжатия упруго-изгибаемых стержней 7 восстанавливает свое начальное положение.

В случае если опорно-центрирующее кольцо 1 (фиг. 3) в передней части имеет связь в виде упруго-изгибаемого стержня 7, а в задней - в виде упругого троса 6, при сдвиге опорно-центрирующего кольца 1 происходит растяжение упруго-изгибаемых стержней 7 с распрямлением их оси до тех пор, пока смещенное опорно-центрирующее кольцо 1 не преодолеет препятствие 10 и под действием сил упругого сжатия упруго-изгибаемых стержней 7 не восстановит свое начальное положение.

В случае разрушения опор качения 4, сопротивление их перемещению возрастает и может превысить удерживающую силу трения между опорно-центрирующим кольцом 1 и плетью трубопровода 3. Удержание опорно-центрирующего кольца 1 от смещения обеспечивается за счет передачи растягивающего усилия от направляющей заглушки 8 через упругие тросы 6 и упруго-изгибаемые стержни 7.

Применение системы дополнительного удержания опорно-центрирующих колец 1 (фиг. 1) в виде упругих тросов 6 и упруго-изгибаемых стержней 7 позволяет задействовать при удержании одного опорно-центрирующего кольца 1, опорно-центрирующего кольца 1, расположенного после удерживаемого опорно-центрирующего кольца 1 по ходу движения плети трубопровода 3, в результате снижается растягивающее усилие, прикладываемое к упругим тросам 6 при преодолении препятствия 10 опорами качения 4 опорно-центрирующих колец 1.

Пример реализации способа протаскивания трубопровода.

При сооружении перехода трубопровода 3 условным диаметром 1200 мм через автодорогу выполняют размещение плети трубопровода 3 протяженностью 70 м в уложенном под полотном автодороги защитном футляре 2 протяженностью 50 м, выполненном из труб условным диаметром 1400 мм. Размещение плети трубопровода 3 в защитном футляре 2 выполняют методом протаскивания, при этом на плеть трубопровода 3 размещают опорно-центрирующие кольца 1, содержащие опоры качения 4, располагаемые на фрикционных подкладных ковриках 5. Закрепляют нечетные пары опорно-центрующих колец 1 между собой высокопрочными упругими полимерными тросами 6, в количестве 2 единиц. Закрепляют четные пары опорно-центрующих колец 1 между собой упруго-изгибаемыми металлическими стержнями 7, в количестве 2 единиц. Опускают плеть трубопровода 3 с закрепленными опорно-центрирующими кольцами 1 в траншею на технологические опоры. Приваривают направляющую заглушку 8 к концу плети трубопровода 3. Протаскивают стальной трос 9 в защитный футляр 2 и закрепляют его на направляющей заглушке 8 плети трубопровода 3. Другой конец стального троса 9 присоединяют к тяговой технике. Направляющую заглушку 8 и первое опорно-центрирующее кольцо 1, расположенное сразу после него, закрепляют между собой высокопрочными упругими полимерными тросами 6, в количестве 2 единиц. Поднимают плеть трубопровода 3 и вводят в защитный футляр 2 с соблюдением их полной соосности. Протаскивают плеть трубопровода 3 в защитный футляр 2. Заделывают концы защитного футляра 2. Засыпают котлован.

Первоначальное удерживание опорно-центрирующих колец 1 на поверхности плети трубопровода 3 выполняется за счет сил трения, возникающих при силовом обжатии опорно-центрирующими кольцами 1 поверхности плети трубопровода 3, с целью дополнительного увеличения сил трения применяются фрикционные подкладные коврики 5. В процессе протаскивания плети трубопровода 3, на опоры качения 4 опорно-центрирующих колец 1, за счет действия интенсивной весовой нагрузки, а также, например, при накате на препятствия 10 на внутренней поверхности защитного футляра 2, воздействуют силы сопротивления качению, в некоторых случаях превышающие силы трения, обеспечивающие первоначальное удерживание опорно-центрирующих колец 1 на поверхности плети трубопровода 3, в результате происходит смещение опорно-центрирующих колец 1. Для предотвращения смещения опорно-центрирующих колец 1 используется система дополнительного закрепления, включающая высокопрочные упругие полимерные тросы 6 и упруго-изгибаемые металлические стержни 7, обеспечивающих плавное повышение дополнительной фиксирующей нагрузки, частично компенсирующих ударные продольные нагрузки на опорно-центрирующие кольца 1 при протаскивании, обеспечивающих равномерное распределение дополнительного удерживающего усилия, в том числе на опорно-центрирующие кольца 1, расположенные после смещающегося опорно-центрирующего кольца 1, что в свою очередь позволяет избежать повреждения и/или полного разрушения конструкции опорно-центрирующих колец 1, защитного внешнего покрытия протаскиваемого трубопровода 3, электрохимического контакта внутренней поверхности защитного футляра 2 и протаскиваемого трубопровода 3 и нарушения проектного положения протаскиваемого трубопровода 3 внутри защитного футляра 2.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при бестраншейной прокладке трубопроводов через естественные и искусственные препятствия, в частности методом «труба в трубе». В предложенном способе на трубопроводе размещают опорно-центрирующие кольца на подкладных фрикционных ковриках. Плеть трубопровода опускают в траншею на технологические опоры. К концу плети трубопровода приваривают направляющую заглушку. Нечетные пары опорно-центрирующих колец, считая с направляющей заглушки, закрепляют между собой упругими металлическими или полимерными тросами в количестве не менее 2 единиц. Четные пары опорно-центрирующих колец, считая с направляющей заглушки, закрепляют между собой упруго-изгибаемыми металлическими или полимерными стержнями в количестве не менее 2 единиц. Направляющую заглушку и первое опорно-центрирующее кольцо, расположенное сразу после нее, закрепляют между собой упругими металлическими или полимерными тросами в количестве не менее 2 единиц. В защитный футляр протаскивают стальной трос и закрепляют его на направляющей заглушке плети трубопровода. Другой конец троса присоединяют к тяговой технике. Плеть трубопровода поднимают, вводят в защитный футляр с соблюдением их полной соосности и протаскивают в защитный футляр. Затем выполняют заделку концов защитного футляра, засыпку котлована. Техническим результатом изобретения является повышение степени закрепленности проектного положения опорно-центрирующих колец (спейсеров) и их осевого позиционирования в процессе протаскивания трубопровода через защитные футляры. Изобретение повышает надежность проведения строительных работ при прокладке трубопроводов через естественные и искусственные препятствия. 3 ил.

Способ протаскивания трубопровода, включающий размещение на трубопроводе опорно-центрирующих колец на подкладных фрикционных ковриках, опускание плети трубопровода в траншею на технологические опоры, приварку направляющей заглушки к концу плети трубопровода, протаскивание стального троса в защитный футляр и закрепление его на направляющей заглушке плети трубопровода, присоединение другого конца троса к тяговой технике, подъем плети трубопровода и ввод ее в защитный футляр с соблюдением их полной соосности, протаскивание плети трубопровода в защитный футляр, заделку концов защитного футляра, засыпку котлована, отличающийся тем, что нечетные пары опорно-центрирующих колец, считая с направляющей заглушки, закрепляют между собой упругими металлическими или полимерными тросами в количестве не менее 2 единиц, четные пары опорно-центрирующих колец, считая с направляющей заглушки, закрепляют между собой упруго-изгибаемыми металлическими или полимерными стержнями в количестве не менее 2 единиц, направляющую заглушку и первое опорно-центрирующее кольцо, расположенное сразу после нее, закрепляют между собой упругими металлическими или полимерными тросами в количестве не менее 2 единиц.