Оголовок трубопровода Советский патент 1986 года по МПК E02F5/18 

Изобретение отноеится к строительству трубопроводов, в частиоети к оголовкам трубопроводов, прокладываемых под препятствием в дугообразной подземной скважине, заполненной буровой жидкостью, и может найти применение нри строительстве трубопроводов, например, через реки, озера, дороги и другие препятствия.

Цель изобретения - повьпнение надежности прокладки трубопровода за счет спижепия вероятности заклинивания его в участках скважины с различной кривизной.

На фиг. I показан оголовок трубопровода; на фиг. 2 - схема его работы в процессе протаскивания трубопровода через ду1-ообразную подземную скважину.

Оголовок 1 трубопровода, прокладываемого в дугообразной подземной скважине, заполненной буровой жидкостью, включает нолый патрубок 2 и заглуп1ку 3 с тяговым элементом 4. Заглу1пка 3 выполнена за одно целое с натрубко.м 2 и и.меет полую обтекаемую объемную форму сфероида (inaра), диаметр которого болыне диаметра патрубка 2 в 1,1-2,0 раза.

Диаметры патрубка 2 и 11рокладываемо|-о трубонровода равны между собой. В патрубке 2 может быть установлена стенка 5 с отверстиями. Полости заглушки 3 и патрубка 2 посредством трубопроводов 6, пропуп;енных через внутреь{нюю полость прокладываемого трубопровода 7, соединены с наземными устройствами (не показаны) для нагнетания воздуха и подачи воды для изменения нлавучести патрубка 2 и заглу1нки 3 в соответствии с изменением радиуса кривизны скважины 8, предварительно пробуренной под водной преградой 9, например, рекой.

В процессе протаскивания к концу трубонровода прикладывают дополнительную нодьемную силу Q, достаточную для обеспечения изгиба концевого участка трубонровода, соответствующего радиусу кривизны скважины 8. Величина этой си,1Ы определяется следующим образом;

РР

П--Ш- (1) RB

е 9-еосредоточенная нагрузка на конце патрубка, равная плавучести полой заглушки в форме шара, кг; EI - жесткость трубонровода, кг-м-;

R - радиус кривизны скважины, через которую протаскивают трубопровод, м;

Р-равномерно раснределенная н-агрузка по длине патрубка, равная положительной нлавучеети заглушенного трубопровода в жидкой среде, кг/м;

- расстояние от точки прижатия трубопровода к своду скважины до вертикальной оси заглушки, вынолненной в форме шара. м.

Величина Q, обеспечивающая пзгиб т)убопровода, соответствующий радиусу кривизны скважин1 1 R, задается с использованием зависимости

,,п,,, -jv« X

у/ Цгч -du. D%6 X

Ч )

(2)

н.ютность, соответственно буровой жидкости и материала труб, кг/м;

наружн1)1Й диаметр трубо |р{)В(;да и за1, в форме Hjapa, внутренний диаметр заглу пки в фо|)ме inapa соответственно, м; толщина степки заглуп1ки в

фо)ме шара, м. опреде.1яем

ff

Затем О11реде.1яется прогиб конца трубо25 нровода

(4)

e

f

EI

где f - прогиб конца трубопровода, м.

Например, при протаскивании трубопровода диаметром 720 мм с толщиной 8 мм, имеющего жесткость EI 2,3-10 кг м, через скважину с радиусом кривизны R 700 м, заполненную буровой жидкостью плотностью 1200 кг/м, в которой ноложительпая плавучесть рассматриЕ5аемого трубопровода состав.:1яет Р 340 , устанав.шваем но формуле (4) значение Q но выбранным параметрам;

DH, 1,63 м; Отр ,18 м; б|-. 0,008

Q 785 кг. По формуле (5) находим значение I: Е 9,57 м и но формуле (4) значение I; f 0,025 м.

Минимальный диаметр СКЕШЖИНЫ д.чя 5 успешной прокладки трубопровода равен D™, Dm-I- 1,205 м.

Таким образом, если диа.метр скважины равный 1205 мм, то это обеснечивает достижение ноставленной цели при нротаски вании через скважины трубонровода диаметром 720Х 8 мм.

Оголовок трубопровода работает следующим образом.

Предварительно изготовленн1 1Й и испытанный трубопровод 7, оснангенный пред,1а5 гаемым оголовком 1, содержащим полый патрубок 2 равного с трубопроводом 7 диаметра, и 3ar:iyHJKy 3 в форме тара, устанав.аивают на рОо1икооноры снусковсл дорожки (не показана) в створ нсрехода через водную нреграду 9. Спусковая дорожка имеет угол наклона 4° к горизонту, что облегчает ввод трубопровода 7 в скважину 8, угол входа в которую предусмотрен например, 9°. К оголовку 1 трубопровода 7 прикрепляют тяговый элемент 4, например трос, проходящий внутри скважины 8 и связанный с буровой установкой БУ 60/140, закрепленной на противоположном берегу преграды 9, с помощью которой по известной техно.чогии бурят, а затем рас1ниряют скважину 8 с радиусом кривизны, равным 700 м. С номощью этой же установки, способпой развивать силу тягИгна себя в 380 т, производят протаскивание трубопровода 7 через криволинейную скважину 8, заполненную буровой жидкостью. Скважина 8 имеет в устье нрямолинейный участок аЬ и далее дугообразный участок be. На прямолинейном участке а& полый натрубок 2 прижимается к своду скважины 8 под действием своей положительной плавучести равномерно раснределенной по длине натрубка 2 и трубопровода 7. При дальнейп ем продвижении трубопровода 7 вглубь скважины 8 после точки /;, где начи нается дугообразный участок, трубопровод V старается сохранить нрямолинейность за счет жесткости, но под воздействием сил плавучести изгибается, что обеспечивает его усcneinnoe протаскивание без зак.пинивания через дугообразную скважину 8. При протаскивании трубопровода 7 через дугообразную скважину с переменным радиусом кривизны ирименяется ого.човок 1 трубопровода 7 с изменяемой плавучестью, который работает следующим образом. Из наземных устройств, насоса или компрессора (не показаны) по трубопроводам 8 подают воду или воздух во внутреннюю полость патрубка 2, которая является обшей с полостью заглушки 3, выполненной в форме тара. Количество подаваемой воды или воздуха зависит от необходимости увеличении или снижения плавучести оголовка трубопровода 7, определяемой радиусом кривизны скважины 8 н рассчитываемой по формуле (1). Предлагаемый оголовок трубопровода является наиболее рациона,чык)й конструкцией даже в с.чучае eix) контакта со стенкой HjHi сводом скважины, по которым он нроскальзывает под воздействием си,чы тяги, что также способствует иск.1юче11пк) возможности зак,1ипивания трубонрО1и)да в дугообразной скважине. Формула изобретения Ого.ювок трубоировода, вк,чючающий цилиндрический натрубок с заглушкой и тяговый элемент, отлнчамщиис.я тем, что с целью повьипепия надежности нрокладки трубопровода за счет снижения вероятности заклинивания его в участках скважины с различной кривизной, заглунжа выполнена в виде сфероида, при этом диаметр заглушки превып1ает диаметр патрубка в 1,1--2 раза, а внутренние по.тости иатрубка и заглу|пки вынолпены герметичными и сообщены с земной новерхностью по крайней мере двумя трубонроводами для иодачи воздуха и воды.

Изобретение относится к области строительства трубопроводов (ТП). прокладываемых под нренятствием в дугообразной подзем пой скважипе (ДПС), зано пенной буровой жидкостью. Цель изобретения - повышепие надежности прокладки ТП за счет снижения вероятпости заклинивания его в участках ДПС с различной кривизной. Оголовок 1 включает цилиндрический натрубок (П) 2 и заг.пшку 3 с тяговым элементом 4. Заглушка выполнена за одно целое с П 2 в виде сфероида, ди-аметр которого большедиаметра 11 2 в 1,1-2,0 раза. Полости заглушки 3 и П 2 выполнены герметичными и сообщены с земной поверхностью но крайней мере двумя ТП 6. Подача воздуха и воды по ТП 6 изменяет нлавучесть оголовка 1 в соответствии с радиусом кривизны ДПС. Элементом 4 через ДПС протаскивают ТП 7. На прямолинейных ее участках Г1 2 прижимается к своду ДПС. под действием плавучести. На криволинейном участке ДПС за счет своей жесткости П 2 старается сохранять прямолинейto ность. Но под действием сил плавучести П 2 изгибается, что обеспечивает его протаскивание без зак,тинивания. 2 ил.