УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА ДЛЯ ПРОКЛАДКИ КАБЕЛЯ В ТОНКУЮ ТРУБУ, ПРИКРЕПЛЕННУЮ К ЭЛЕКТРИЧЕСКИ НАГРЕВАЕМОМУ ТРУБОПРОВОДУ Российский патент 2024 года по МПК H02G1/08 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к области прокладки кабеля в тонкую трубу, в частности, к устройству и системе для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу.

Предпосылки создания изобретения

[0002] Нефтяные месторождения на внутренних территориях расположены далеко от портов или нефтеперерабатывающих заводов, и для транспортировки сырой нефти нефтяных месторождений в порты или на нефтеперерабатывающие заводы используют трубопроводный транспорт. Во время течения сырой нефти, по причине расстояния, температура будет снижаться, а вязкость сырой нефти увеличиваться, что приводит к уменьшению текучести сырой нефти. Следовательно, необходимо повысить температуру сырой нефти. Как правило, используют электрически нагреваемые нефтепроводы. Нагревательные кабели расположены на наружной дуговой поверхности нефтепровода для его нагрева, а также требуется сохранение тепла для трубопровода, нагревательных кабелей и тонких труб, прикрепленных к трубопроводу. Нагревательные кабели прокладывают в тонкие трубы. Тонкие трубы плотно прикреплены к нефтепроводу. Наружный слой покрыт теплосберегающим слоем.

[0004] Одним из способов укладки трубопровода с указанным выше типом толстого теплосберегающего слоя является обработка нефтепровода по секциям в заводских условиях; тонкие трубы для прокладки нагревательных кабелей прикрепляются к каждой секции нефтепровода, а затем в заводских условиях создается теплосберегающий слой посредством процесса вспенивания; каждая секция нефтепровода с тонкими трубами и теплосберегающий слой транспортируются на место для сварки и установки с целью получения магистрального непрерывного нефтепровода. Открытый нефтепровод длиной 200–300 мм резервируется на каждом из двух концов каждой секции нефтепровода для того, чтобы оставить рабочее пространство для сварки нефтепровода на месте и для прокладки кабелей в тонкие трубы. После завершения сварки нефтепровода нефтепровод является непрерывным, но теплосберегающий слой и тонкие трубы для прокладки нагревательных кабелей являются прерывистыми. Длина разрыва непрерывности, как правило, в два раза больше длины открытого нефтепровода 200-300 мм, то есть длина разрыва непрерывности составляет 400–600 мм.

[0004] Нагревательные кабели, как правило, соответствующим образом прокладывают в тонкие трубы, прикрепленные к нефтепроводу по одной. В системе трехфазного источника питания переменного тока количество нагревательных кабелей, как правило, равно трем, а три тонкие трубы, прикрепленные к нефтепроводу, расположены отдельно на наружной дуговой поверхности нефтепровода.

[0005] Традиционный способ прокладки нагревательного кабеля в тонкую трубу осуществляют вручную. Способ выполнения работ заключается в размещении персонала на несвязанных позициях на расстоянии 400–600 мм между теплосберегающими слоями и тонкими трубами. Всему персоналу, размещенному вдоль трубопровода, подают команду одновременно толкать или тянуть кабель. Альтернативно в тонкую трубу вручную прокладывают тяговый канат из стальной проволоки, а затем соединяют его с кабелем. Прокладывающую машину, похожую на лебедку, используют для натягивания тягового каната и осуществления выполнения работ по прокладке кабеля. При постоянном увеличении непрерывной бесшовной длины нагревательного кабеля, например, когда она достигает более 1 км, становится затруднительно вручную прокладывать кабель (требуемое количество персонала велико, линия является длинной, имеются неудобства для подачи команд, стоимость выполнения работ высока, а эффективность низка). При использовании способа лебедочной тяги невозможно даже успешно осуществлять втягивание, когда непрерывный бесшовный нагревательный кабель имеет большую длину и присутствует много изгибов в трубопроводе. Из-за высокой силы трения между кабелем длиной более 1 км и внутренней стенкой тонкой трубы сила на единицу площади кабеля намного превысила предел тяговой силы на единицу площади, прикладываемой тяговым канатом к кабелю, указанный в документе GB50168-2018.

Сущность изобретения

Технические проблемы

[0006] Проблема 1: в способе укладки трубопровода с толстым теплосберегающим слоем, поскольку нефтепровод является непрерывным, теплосберегающие слои и тонкие трубы для прокладки нагревательных кабелей являются прерывистыми, и длина разрыва непрерывности, как правило, в два раза больше длины открытого нефтепровода 200—300 мм, то есть длина разрыва непрерывности составляет 400–600 мм, при этом эффект теплосбережения не идеален.

[0007] Проблема 2: нагревательные кабели, как правило, соответствующим образом прокладывают в тонкие трубы, прикрепленные к нефтепроводу по одной. В системе трехфазного источника питания переменного тока количество нагревательных кабелей, как правило, равно трем, а три тонкие трубы, прикрепленные к нефтепроводу, расположены отдельно на наружной дуговой поверхности нефтепровода. Эффективность работы по прокладке низкая, сопротивление велико, и иногда возникает ситуация, в которой прокладка является невозможной.

Решения технических проблем

Технические решения

[0008] Целью настоящего изобретения является решения проблем существующей технологии посредством предоставления устройства и системы для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу. Прокладывающее устройство и система согласно настоящему изобретению отличаются от широко используемых устройств, способов выполнения работ и технологий прокладки силовых кабелей, оптических волокон и линий связи. Устройство и система согласно настоящему изобретению могут удобно прокладывать непрерывные и сплошные нагревательные кабели в тонкую трубу, тем самым значительно повышая эффективность по сравнению со способом ручной прокладки, избегая огромной силы трения с тонкой трубой и облегчая прокладку в тонкую трубу.

[0009] Техническая цель настоящего изобретения достигается главным образом посредством принятия следующего технического решения: устройство для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, при этом устройство представляет собой прокладывающее устройство, количество прокладывающих устройств составляет по меньшей мере один комплект, каждый комплект прокладывающего устройства содержит основание и спаренные электродвигатели, предусмотренные на основании с возможностью отсоединения, каждый из электродвигателей оснащен колесом, зажимающим и перемещающим кабель, два колеса, зажимающих и перемещающих кабель, предусмотрены друг напротив друга, и их используют для зажима и перемещения кабеля, на каждом из электродвигателей предусмотрен беспроводной переключатель, и беспроводной переключатель используют для приема сигнала управления для управления запуском или остановкой электродвигателя.

[0010] Идея, принятая согласно настоящему изобретению для решения проблем, состоит в том, чтобы использовать машину (прокладывающее устройство) для замещения рабочих, использовать рабочее пространство длиной 400–600 мм на трубопроводе для размещения прокладывающего устройства на каждой секции, а затем использовать контроллер беспроводной передачи ряда переключателей для передачи сигнала на беспроводной переключатель для управления запуском или остановкой электродвигателя, так что множество прокладывающих устройств, расположенных вдоль электрически нагреваемого трубопровода, могли бы запускаться и останавливаться одновременно. Одноточечная сила на одном конце кабеля в традиционной конструкции прокладывающей машины распределена по множеству точек, тем самым гарантируя то, что кабель не будет поврежден в процессе выполнения работ, и множество кабелей могут быть проложены одновременно (каждый кабель подходит для множества прокладывающих устройств, которые могут работать одновременно, что значительно повышает эффективность работы). Поскольку длина кабеля, который может быть протолкнут в тонкую трубу, намного меньше длины кабеля, который может быть вытянут, необходимо использовать множество прокладывающих устройств для попеременного перемещения и перенаправления для осуществления прокладки.

[0011] Прокладывающая система согласно настоящему изобретению состоит из множества прокладывающих устройств. Каждая тонкая труба подходит для множества прокладывающих устройств, которые быстро собираются и устанавливаются на месте. Прокладывающее устройство устанавливают на электрически нагреваемом трубопроводе перед тем, как кабель достигнет действующего прокладывающего устройства. После зажатия кабеля парой колес, зажимающих и перемещающих кабель, электродвигатель запускается под управлением беспроводного приемника ряда переключателей, и на кабеле на выпускном конце тонкой трубы образуется тяговая сила для вытягивания кабеля из тонкой трубы. На впускном конце тонкой трубы образуется толкающая сила для проталкивания кабеля через впускное отверстие тонкой трубы. При проталкивании кабеля вперед на определенное расстояние он перенаправляется посредством прокладывающего устройства, которое уже было установлено спереди и находится в состоянии ожидания. Действующее прокладывающее устройство может быть демонтировано с трубопровода в ситуации, когда кабель перемещается, и перенесено одним человеком вперед для перенаправления. Поскольку сопротивление проталкиванию кабеля в тонкую трубу гораздо больше, чем сопротивление натягиванию кабеля, необходимо стараться сохранять состояние, в котором прокладывающее устройство натягивает кабель. Расстояние проталкивания кабеля является небольшим, но для перемещения внутри тонкой трубы должен происходить процесс проталкивания кабеля. Расстояние проталкивания кабеля для перемещения в тонкой трубе зависит от натяжения самого кабеля и гладкости внутренней стенки тонкой трубы.

[0012] Для облегчения зажима кабеля, наружная поверхность колеса, зажимающего и перемещающего кабель, оснащена кольцом с канавкой, причем кольцо с канавкой предусмотрено в положении, проходящем вдоль окружного направления наружной поверхности колеса, а диаметр вогнутой внутрь части кольца с канавкой адаптирован под наружный диаметр кабеля, подлежащего перемещению.

[0013] Для предотвращения соскальзывания кабеля вогнутая внутрь поверхность кольца с канавкой оснащена нарезными зубцами или канавками с нарезными зубцами, причем нарезные зубцы или канавки с нарезными зубцами перпендикулярны оси кабеля, подлежащего перемещению, и нарезные зубцы или канавки с нарезными зубцами используют для увеличения силы трения так, чтобы два противоположных колеса, зажимающих и перемещающих кабель, зажимали и перемещали кабель.

[0014] Два электродвигателя соединены посредством шарнира, источник питания электродвигателей представляет собой мобильный источник питания, каждый комплект прокладывающего устройства оснащен несущим узлом, и несущий узел используют для переноса с перемещением прокладывающего устройства. Шарнирное соединение облегчает регулирование угла между двумя электродвигателями, обеспечивая возможность регулирования расстояния между двумя колесами, зажимающими и перемещающими кабель, и облегчая зажим кабелей с разными диаметрами.

[0015] Каждый из электродвигателей оснащен опорным механизмом, опорный механизм используют для обеспечения опоры, и он закреплен на верхней поверхности основания с возможностью отсоединения, основание представляет собой дугообразное основание, а нижняя поверхность основания прикреплена к наружной дуговой поверхности электрически нагреваемого трубопровода.

[0016] Например, основание оснащено упорными блоками перевернутой L-образной формы, опорные механизмы представляют собой крюковые блоки L-образной формы, и упорные блоки перевернутой L-образной формы закреплены крюковыми блоками L-образной формы в крепежном соединении таким образом, чтобы электродвигатели были зафиксированы на основании с возможностью отсоединения.

[0017] Основание оснащено связующим канатом (который, как правило, представляет собой канат из стальной проволоки), связующий канат оснащен механизмом регулировки длины, связующий канат используют для привязывания основания к электрически нагреваемому трубопроводу, а механизм регулировки длины используют для регулировки радиуса кривизны основания и регулировки зазора между противоположными колесами, зажимающими и перемещающими кабель; в случае, когда радиус кривизны основания является небольшим, зазор между колесами, зажимающими и перемещающими кабель, на двух противоположных электродвигателях является большим, а сила зажима кабеля является небольшой; в случае, когда радиус кривизны основания является большим, зазор между колесами, зажимающими и перемещающими кабель, на двух противоположных электродвигателях является небольшим, а сила зажима кабеля является большой.

[0018] Система для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, при этом система для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, содержит устройство для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, описанному выше, и дополнительно содержит пару шкивов, которые предусмотрены с возможностью отсоединения, и пара шкивов предусмотрена на впускном отверстии тонкой трубы и используется для обеспечения плавного прохождения кабеля через впускное отверстие тонкой трубы.

[0019] Система для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу дополнительно содержит конусообразную направляющую головку, и направляющая головка закреплена на головке каждого кабеля так, чтобы кабель плавно обходил уступ между входными трубными концами смежных, но несоосных тонких труб, при проталкивании кабеля в тонкую трубу.

[0020] Система для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленная к электрически нагреваемому трубопроводу, дополнительно содержит ряд беспроводных переключателей, несколько пар устройств соответственно предусмотрены на электрически нагреваемом трубопроводе вдоль электрически нагреваемого трубопровода в соответствующих положениях, и электродвигатели во множестве положений выполнены с возможностью управления посредством ряда беспроводных переключателей таким образом, чтобы колеса, зажимающие и перемещающие кабель, во множестве положений одновременно тянули или толкали кабель для перемещения в направлении вперед или назад.

Преимущество настоящего изобретения

Преимущества

[0021] Настоящее изобретение имеет следующие преимущества: значительное улучшение эффективности прокладки посредством имитации ручной прокладки кабеля, предотвращение образования огромной силы трения между магистральным кабелем и трубопроводом, а также его удобность и эффективность в прокладке кабеля.

Краткое описание графических материалов

Описание графических материалов

[0022] На фиг. 1 изображена структурная схема комплекта прокладывающего устройства согласно настоящему изобретению.

[0023] На фиг. 2 изображена структурная схема комплекта прокладывающего устройства согласно настоящему изобретению.

Иллюстративные варианты осуществления для реализации настоящего изобретения

Иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения

[0024] Техническое решение настоящего изобретения будет далее подробно описано ниже с помощью вариантов осуществления со ссылками на графические материалы.

[0025] Варианты осуществления: ссылаясь на фиг. 1 и фиг. 2, предоставлено устройство для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу. Устройство представляет собой прокладывающее устройство. Количество прокладывающих устройств составляет по меньшей мере один комплект. Каждый комплект прокладывающего устройства содержит основание 7 и спаренные электродвигатели, предусмотренные на основании с возможностью отсоединения (причем они, как правило, представляют собой электродвигатели 1 с низкой скоростью и большим крутящим моментом). Каждый из электродвигателей оснащен колесом 2, зажимающим и перемещающим кабель. Два колеса, зажимающих и перемещающих кабель, предусмотрены друг напротив друга, и их используют для зажима и перемещения кабеля. Беспроводной переключатель предусмотрен на каждом из электродвигателей. Беспроводной переключатель используют для приема сигнала управления для управления запуском или остановкой электродвигателя.

[0026] Идея, принятая в настоящем изобретения для решения проблем, состоит в том, чтобы использовать машину (прокладывающее устройство) для замещения рабочих, использовать рабочее пространство длиной 400–600 мм на трубопроводе для размещения прокладывающего устройства на каждой секции, а затем использовать контроллер беспроводной передачи ряда переключателей для передачи сигнала на беспроводной переключатель для управления запуском или остановкой электродвигателя, так что множество прокладывающих устройств, расположенных вдоль электрически нагреваемого трубопровода, могли бы запускаться и останавливаться одновременно. Одноточечная сила на одном конце кабеля в традиционной конструкции прокладывающей машины распределена по множеству точек, тем самым гарантируя то, что кабель не будет поврежден в процессе выполнения работ, и множество кабелей могут быть проложены одновременно (каждый кабель подходит для множества прокладывающих устройств, которые могут работать одновременно, что значительно повышает эффективность работы). Поскольку длина кабеля, который может быть протолкнут в тонкую трубу, намного меньше длины кабеля, который может быть вытянут, необходимо использовать множество прокладывающих устройств для попеременного перемещения и перенаправления для осуществления прокладки.

[0027] Прокладывающая система согласно настоящему изобретению состоит из множества прокладывающих устройств. Каждая тонкая труба подходит для множества прокладывающих устройств, которые быстро собираются и устанавливаются на месте. Прокладывающее устройство устанавливают на электрически нагреваемом трубопроводе перед тем, как кабель достигнет действующего прокладывающего устройства. После зажатия кабеля парой колес, зажимающих и перемещающих кабель, электродвигатель запускается под управлением беспроводного приемника ряда переключателей, и на кабеле на выпускном конце тонкой трубы образуется тяговая сила для вытягивания кабеля из тонкой трубы. На впускном конце тонкой трубы образуется толкающая сила для проталкивания кабеля через впускное отверстие тонкой трубы. При проталкивании кабеля вперед на определенное расстояние он перенаправляется посредством прокладывающего устройства, которое уже было установлено спереди и находится в состоянии ожидания. Действующее прокладывающее устройство может быть демонтировано с трубопровода в ситуации, когда кабель перемещается, и перенесено одним человеком вперед для перенаправления. Поскольку сопротивление проталкиванию кабеля в тонкую трубу гораздо больше, чем сопротивление натягиванию кабеля, необходимо стараться сохранять состояние, в котором прокладывающее устройство натягивает кабель. Расстояние проталкивания кабеля является небольшим, но для перемещения внутри тонкой трубы должен происходить процесс проталкивания кабеля. Расстояние проталкивания кабеля для перемещения в тонкой трубе зависит от натяжения самого кабеля и гладкости внутренней стенки тонкой трубы.

[0028] Чтобы облегчить зажим кабеля, наружная поверхность колеса, зажимающего и перемещающего кабель, оснащена кольцом 21 с канавкой. Кольцо с канавкой предусмотрено в положении, проходящем вдоль окружного направления наружной поверхности колеса. Диаметр вогнутой внутрь части кольца с канавкой адаптирован под наружный диаметр кабеля, подлежащего перемещению.

[0029] Для предотвращения соскальзывания кабеля вогнутая внутрь поверхность кольца с канавкой оснащена нарезными зубцами или канавками с нарезными зубцами. Нарезные зубцы или канавки с нарезными зубцами перпендикулярны оси кабеля, подлежащего перемещению. Нарезные зубцы или канавки с нарезными зубцами используют для увеличения силы трения так, чтобы два противоположных колеса, зажимающих и перемещающих кабель, зажимали и перемещали кабель.

[0030] Два электродвигателя соединены посредством шарнира. Источник питания электродвигателей представляет собой мобильный источник питания. Гнездо источника питания, как правило, предусмотрено на каждом электродвигателе. Гнездо 8 источника питания используют для подключения к мобильному источнику питания. Каждый комплект прокладывающего устройства оснащен несущим узлом. Несущий узел используют для переноса с перемещением прокладывающего устройства. Шарнирное соединение облегчает регулирование угла между двумя электродвигателями, обеспечивая возможность регулирования расстояния между двумя колесами, зажимающими и перемещающими кабель, и облегчая зажим кабелей с разными диаметрами.

[0031] Каждый из электродвигателей оснащен опорным механизмом 4. Опорный механизм используют для обеспечения опоры, и он закреплен на верхней поверхности основания с возможностью отсоединения. Основание представляет собой дугообразное основание. Нижняя поверхность основания прикреплена к наружной дуговой поверхности электрически нагреваемого трубопровода.

[0032] Например, основание 7 оснащено упорными блоками 5 перевернутой L-образной формы. Опорные механизмы представляют собой крюковые блоки L-образной формы. Упорные блоки перевернутой L-образной формы закреплены крюковыми блоками L-образной формы в крепежном соединении таким образом, чтобы электродвигатели были зафиксированы на основании с возможностью отсоединения. Упорные блоки 5 перевернутой L-образной формы могут быть расположены попарно вдоль дуговой поверхности основания 7. Пара электродвигателей и их колес, зажимающих и перемещающих кабель, стоят на упорных блоках 5 перевернутой L-образной формы. Они расположены отдельно на дуговой поверхности, обеспечивая возможность того, чтобы смежная пара электродвигателей и их колес, зажимающих и перемещающих кабель, не мешали друг другу, а перемещающийся кабель не мешал смежной паре электродвигателей и их колесам, зажимающим и перемещающим кабель, и опорным стойкам.

[0033] Основание оснащено связующим канатом 6 (который, как правило, представляет собой канат из стальной проволоки). Связующий канат оснащен механизмом регулировки длины (как правило, на канате из стальной проволоки предусмотрен винтовой стержень для регулировки длины стальной проволоки). Связующий канат используют для привязывания основания к электрически нагреваемому трубопроводу. Механизм регулировки длины используют для регулировки радиуса кривизны основания и регулировки зазора между противоположными колесами, зажимающими и перемещающими кабель. В случае, когда радиус кривизны основания является небольшим, зазор между колесами, зажимающими и перемещающими кабель, на двух противоположных электродвигателях является большим, а сила зажима кабеля является небольшой. В случае, когда радиус кривизны основания является большим, зазор между колесами, зажимающими и перемещающими кабель, на двух противоположных электродвигателях является небольшим, а сила зажима кабеля является большой.

[0034] Система для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу. Система для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, содержит устройство для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, описанному выше, и дополнительно содержит пару шкивов, которые предусмотрены с возможностью отсоединения. Пара шкивов предусмотрена на впускном отверстии тонкой трубы и используется для обеспечения плавного прохождения кабеля через впускное отверстие тонкой трубы.

[0035] Система для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, дополнительно содержит конусообразную направляющую головку. Направляющая головка закреплена на головке каждого кабеля так, чтобы кабель плавно обходил уступ между входными трубными концами смежных, но несоосных тонких труб, при проталкивании кабеля в тонкую трубу.

[0036] Система для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленная к электрически нагреваемому трубопроводу, дополнительно содержит ряд беспроводных переключателей. Несколько пар устройств соответственно предусмотрены на электрически нагреваемом трубопроводе вдоль электрически нагреваемого трубопровода в соответствующих положениях. Электродвигатели во множестве положений выполнены с возможностью управления посредством ряда беспроводных переключателей таким образом, чтобы колеса, зажимающие и перемещающие кабель, во множестве положений одновременно тянули или толкали кабель для перемещения в направлении вперед или назад.

[0037] Представленное выше решение будет подробно описано далее. Прокладывающее устройство, описываемое согласно настоящему изобретению, привязано канатом из стальной проволоки к толстому трубопроводу, который необходимо нагревать электрическим способом. Кабель необходимо проложить в тонкую трубу, прикрепленную к трубопроводу, который необходимо нагревать электрическим способом.

[0038] Во время перемещения кабеля прокладывающее устройство может быть демонтировано с толстого трубопровода, который необходимо нагревать электрическим способом. Посредством передачи сигнала управления через контроллер беспроводной переключатель используют для приема сигнала управления, чтобы управлять запуском или остановкой электродвигателя так, чтобы множество пар электродвигателей и их колес, зажимающих и перемещающих кабель, могли бы управляться беспроводным способом, тем самым заставляя все прокладывающие устройства работать одновременно в соответствии с командой. Впускное отверстие каждой тонкой трубы оснащено шкивным устройством. Конец каждого кабеля оснащен направляющей головкой.

[0039] Устройство и система согласно настоящему изобретению могут либо проталкивать нагревательный кабель в тонкую трубу, либо вытягивать кабель из тонкой трубы.

[0040] Прокладывающая кабель система согласно настоящему изобретению имитирует ручную прокладку и использует множество прокладывающих устройств для перенаправления на трубопроводе по секциям для осуществления выполнения работ по прокладке нагревательного кабеля.

[0041] Упорные блоки 5 перевернутой L-образной формы могут быть расположены попарно вдоль дуговой поверхности основания 7. Пара электродвигателей и их колес, зажимающих и перемещающих кабель, стоят на упорных блоках перевернутой L-образной формы. Упорные блоки 5 перевернутой L-образной формы расположены отдельно на дуговой поверхности, обеспечивая возможность того, чтобы смежная пара электродвигателей и их колес, зажимающих и перемещающих кабель, не мешали друг другу, а перемещаемый кабель не мешал смежной паре электродвигателей и их колесам, зажимающим и перемещающим кабель, и опорным стойкам.

[0042] В случае, когда действующее прокладывающее устройство проталкивает кабель к следующему перенаправляющему прокладывающему устройству, кабель зажимается перенаправляющими колесами 2, зажимающими и перемещающими кабель, кабель натягивают с одной стороны, а конец кабеля проталкивают на другой стороне в тонкую трубу, причем действующее прокладывающее устройство может быть демонтировано при перемещении кабеля, перенесено на следующую точку перенаправления и установлено на трубопроводе в ожидании подачи кабеля.

[0043] В зависимости от длины и веса кабеля, подлежащего прокладке, два или более прокладывающих устройств могут быть выполнены, как показано на фиг. 1.

[0044] Расстояние между двумя точками перенаправления является длиной, на которую прокладывающее устройство может проталкивать кабель в тонкую трубу. В зависимости от веса кабеля сопротивление между кабелем и внутренней стенкой тонкой трубы в состоянии толкания определяет расстояние между двумя точками перенаправления.

[0045] Из-за разрыва непрерывности у тонкой трубы с теплосберегающим слоем, прикрепленным к электрически нагреваемому трубопроводу, два конца каждой секции тонкой трубы представляют собой выпускной конец для вытягивания кабеля, и впускной конец для проталкивания кабеля внутрь. Поскольку кабель наматывают и транспортируют на барабане, натяжение самого кабеля образует небольшой радиус кривизны, а электрически нагреваемый трубопровод является в целом прямым, причем шкив необходимо установить на впускном конце тонкой трубы для центрирования кабеля, чтобы предотвратить прижатие конца кабеля к теплосберегающему слою или его застревание на впускном конце, и чтобы предотвратить разрезание наружного слоя кабеля тонкой стенкой тонкой трубы.

[0046] Поскольку тонкая труба, прикрепленная к электрически нагреваемому трубопроводу, сращена по секциям, в положении соединения может образовываться уступ из-за несовпадения с осью. В дополнение, поскольку выступ скрыт внутри теплосберегающего слоя, в случае, если конец кабеля прижимается к выступу, то может легко возникнуть невозможность проталкивания кабеля. Поэтому необходимо соединить конусообразную направляющую головку к концу головки кабеля так, чтобы головка кабеля могла плавно пересекать место соединения тонкой трубы при проталкивании и чтобы предотвращалось ее препятствование уступу.

[0047] Ссылаясь на фиг. 1, пара прокладывающих устройств может быть размещена горизонтально, но в практическом применении она также может быть размещена вертикально. Расположение электродвигателя горизонтально или вертикально определяется в соответствии с диаметром электрически нагреваемого трубопровода и расстоянием между множеством нагревательных кабелей.

[0048] Техническое решение будет описано ниже в виде примера.

[0049] В определенной области есть проект магистрального нефтепровода (называемого трубопроводом). Длина составляет более 1000 км. Диаметр нефтепровода составляет 600 мм. Алюминиевые трубы квадратного сечения прикреплены к нефтепроводу и имеют размер 35 мм*30 мм. Толщина теплосберегающего слоя составляет 90 мм. Расстояние между двумя алюминиевыми трубами квадратного сечения в направлении дуги окружности трубопровода составляет 150 мм. Нагревательный кабель прокладывают в каждую алюминиевую трубу. Кабель весит 640 кг/км. Эксперимент показывает, что при условии, когда тонкая труба является прямой, сила трения покоя кабеля длиной 200 м в алюминиевой трубе квадратного сечения составляет 509 Н. Необходимо, чтобы длина непрерывного кабеля (без какого-либо промежуточного звена) составляла не мене 1200 м, а сила трения покоя кабеля длиной 1200 м в прямой алюминиевой трубе составляла 3054 Н. Применяется ручная прокладка. На каждые 50 м должен стоять один человек, то есть требуется 24 человека. После того, как каждый человек протянет руку (тонкая труба установлена на верхней части трубопровода, а человек стоит у нефтепровода), в левом и правом направлениях потребуется сила, равная 160 Н. На основании предыдущего опыта выполнения работ подсчитано, что за каждые два часа может быть проложен только один кабель. Решение, состоящее в том, чтобы сначала вручную проложить тяговой канат из стальной проволоки, затем соединить тяговой канат с кабелем и использовать прокладывающую машину, похожую на лебедку, для натягивания тягового каната из стальной проволоки, является неэффективным и не может быть использовано, поскольку сила на конце кабеля намного превышает предел тягового каната на единицу площади кабеля, указанный в документе GB 50168-2018. В случае применения ручной прокладки трудовые затраты на выполнение работ по прокладке высоки. Более того, поскольку кабель слишком длинный, возникают трудности в том, чтобы добиться четкого и единого управления. При применении устройства и системы согласно настоящему изобретению, шесть комплектов прокладывающих устройств используют для попеременной перенаправляющей прокладки. Среди них пять комплектов прокладывающих устройств всегда расположены на нефтепроводе с промежутками 54 м для осуществления прокладки, и всегда имеется один комплект прокладывающего устройства, который снимают с нефтепровода, переносят вручную и устанавливают на нефтепроводе. При применении управления посредством ряда переключателей беспроводной передачи для управления электродвигателями, шесть комплектов прокладывающих устройств могут быть одновременно запущены для вращения вперед и назад или остановлены. Расстояние проталкивания кабеля в алюминиевой трубе квадратного сечения ограничено 54 м. Электродвигатели получают питание от литиевой аккумуляторной батареи. Кабель перемещается со скоростью 13 метров в минуту. Восемь человек могут выполнить три проекта по прокладке длиной 1200 м за два часа, что в 9 раз превышает эффективность ручной прокладки.

[0050] На фиг. 2 изображено прокладывающее устройство, способное одновременно прокладывать три кабеля 9. Рабочая ширина прокладывающего устройства (в направлении оси трубопровода) составляет 260 мм. Максимальная тяговая сила или толкающая сила каждой из пар колес, зажимающих и перемещающих кабель, составляет 510 Н. В случае, если сопротивление кабеля превышает 540 Н, кабель начинает скользить на колесах, зажимающих и перемещающих кабель, но это не приведет к повреждениям наружной поверхности кабеля. При обнаружении проскальзывания есть вероятность того, что кабель застрял в определенном положении, и необходимо остановить прокладку для проверки, чтобы устранить место застревания.

[0051] При повороте электрически нагреваемого трубопровода на 90° также требуются парные шкивы, закрепленные на повороте. Эти парные шкивы должны быть установлены до подачи кабеля. После осуществления прокладки эти парные шкивы могут быть легко отделены от кабеля и демонтированы с трубопровода.

[0052] При реальном выполнении работ, ввиду присутствия множества изгибов, необходимо закрепить комплект прокладывающего устройства на изгибе в 90°, который не участвует в попеременной перенаправляющей прокладке множества прокладывающих устройств. Аналогично, требуется, чтобы эти прокладывающие устройства, закрепленные на изгибе, не только оказывали тяговую силу или толкающую силу на кабель, но также требовали, чтобы после осуществления выполнения работ по прокладке, колеса, зажимающие и перемещающие кабель, могли быть отделены от кабеля, а прокладывающие устройства могли быть демонтированы с трубопровода.

[0053] Прокладывающее устройство, состоящее из трех пар колес, зажимающих и перемещающих кабель, способных одновременно прокладывать три кабеля, получает питание от литиевой батареи напряжением 24 В. Литиевая батарея, контроллер и беспроводной переключатель ряда переключателей имеют специальный несущий инструмент, который может помочь одному человеку переносить с целью перемещения батарею, контроллер, беспроводной переключатель, три пары электродвигателей и их колес, зажимающих и перемещающих кабель, и основание с тремя канатами из стальной проволоки.

[0054] То что описано выше, является лишь иллюстративными вариантами осуществления настоящего изобретения, которые, однако, не предназначены для ограничения настоящего изобретения. В представленных выше вариантах осуществления настоящее изобретение может иметь различные модификации и вариации. Любые модификации, эквивалентные замены, улучшения и т. п., выполненные в соответствии с сущностью и принципом настоящего изобретения также должны быть включены в объем правовой охраны настоящего изобретения.

Настоящее изобретение относится к устройству и системе прокладки кабеля. Технический результат заключается в обеспечении прокладки кабеля в тонкую трубу. Технический результат достигается за счет того, что каждый комплект прокладывающего устройства содержит основание и спаренные электродвигатели, каждый из электродвигателей оснащен колесом, зажимающим и перемещающим кабель, два колеса, зажимающих и перемещающих кабель, предусмотрены напротив друг друга, беспроводной переключатель предусмотрен на каждом из электродвигателей и его используют для приема сигнала управления. Множество прокладывающих устройств, множество пар шкивов, направляющих головок образуют систему. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, при этом устройство представляет собой прокладывающее устройство, количество прокладывающих устройств составляет по меньшей мере один комплект, каждый комплект прокладывающего устройства содержит основание и спаренные электродвигатели, предусмотренные на основании с возможностью отсоединения, каждый из электродвигателей оснащен колесом, зажимающим и перемещающим кабель, два колеса, зажимающие и перемещающие кабель, предусмотрены напротив друг друга и используются для зажима и перемещения кабеля, беспроводной переключатель предусмотрен на каждом из электродвигателей, и беспроводной переключатель используется для приема сигнала управления для управления запуском или остановкой электродвигателя;

при этом каждый из электродвигателей оснащен опорным механизмом, опорный механизм используют для обеспечения опоры и он закреплен на верхней поверхности основания с возможностью отсоединения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наружная поверхность колеса, зажимающего и перемещающего кабель, оснащена кольцом с канавкой, причем кольцо с канавкой предусмотрено в положении, проходящем вдоль окружного направления наружной поверхности колеса, а диаметр вогнутой внутрь части кольца с канавкой адаптирован под наружный диаметр кабеля, подлежащего перемещению.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что вогнутая внутрь поверхность кольца с канавкой оснащена нарезными зубцами или канавками с нарезными зубцами, причем нарезные зубцы или канавки с нарезными зубцами перпендикулярны оси кабеля, подлежащего перемещению, и нарезные зубцы или канавки с нарезными зубцами используют для увеличения силы трения так, чтобы два противоположных колеса, зажимающих и перемещающих кабель, зажимали и перемещали кабель.

4. Устройство по любому из пп. 1–3, отличающееся тем, что два электродвигателя соединены посредством шарнира, источник питания электродвигателей представляет собой мобильный источник питания, каждый комплект прокладывающего устройства оснащен несущеим узлом и несущий узел используют для переноса с перемещением прокладывающего устройства.

5. Устройство по любому из пп. 1–3, отличающееся тем, что основание представляет собой дугообразное основание, а нижняя поверхность основания прикреплена к наружной дуговой поверхности электрически нагреваемого трубопровода.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что основание оснащено упорными блоками перевернутой L-образной формы, опорные механизмы представляют собой крюковые блоки L-образной формы и упорные блоки перевернутой L-образной формы закреплены крюковыми блоками L-образной формы в крепежном соединении таким образом, чтобы электродвигатели были зафиксированы на основании с возможностью отсоединения.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что основание оснащено связующим канатом, связующий канат оснащен механизмом регулировки длины, связующий канат используют для привязывания основания к электрически нагреваемому трубопроводу, а механизм регулировки длины используют для регулировки радиуса кривизны основания и регулировки зазора между противоположными колесами, зажимающими и перемещающими кабель; в случае, когда радиус кривизны основания является небольшим, зазор между колесами, зажимающими и перемещающими кабель, на двух противоположных электродвигателях является большим, а сила зажима кабеля является небольшой; в случае, когда радиус кривизны основания является большим, зазор между колесами, зажимающими и перемещающими кабель, на двух противоположных электродвигателях является небольшим, а сила зажима кабеля является большой.

8. Система для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, при этом система для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, содержит устройство для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, по любому из пп. 1–7 и дополнительно содержит пару шкивов, которые предусмотрены с возможностью отсоединения, и пара шкивов предусмотрена на впускном отверстии тонкой трубы и используется для обеспечения плавного прохождения кабеля через впускное отверстие тонкой трубы.

9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что система для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, дополнительно содержит конусообразную направляющую головку и направляющая головка закреплена на головке каждого кабеля так, чтобы кабель плавно обходил уступ между входными трубными концами смежных, но несоосных тонких труб при проталкивании кабеля в тонкую трубу.

10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что система для прокладки кабеля в тонкую трубу, прикрепленную к электрически нагреваемому трубопроводу, дополнительно содержит ряд беспроводных переключателей, несколько пар устройств соответственно предусмотрены на электрически нагреваемом трубопроводе вдоль электрически нагреваемого трубопровода в соответствующих положениях и электродвигатели во множестве положений выполнены с возможностью управления посредством ряда беспроводных переключателей таким образом, чтобы колеса, зажимающие и перемещающие кабель, во множестве положений одновременно тянули или толкали кабель для перемещения в направлении вперед или назад.