Устройство для возведения монолитной ограждающей конструкции ремонтных котлованов на болотах Советский патент 1992 года по МПК F16L1/26 

Изобретение относится к обслуживанию магистральных трубопроводов, а именно к технологии работ по устройству котлованов, и может быть использовано при проведении ремонтных работ в период эксплуатации нефтепроводов, проложенных в болотах.

Целью изобретения является повышение производительности при возведении монолитной ограждающей конструкции за счет создания с двух сторон трубопровода одновременно ее монолитного днища и стенок.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство (для простоты представлена симметричная половина устройства относительно поперечного сечения трубопроводов), общий вид; на фиг.2 -то же, поперечное сечение; на фиг.З - шарнирное соединение ползуна с толкателями, сечение; на фиг.4 - шарнирное соединение, сечение; на фиг.5-12 - схема процесса возведения ограждающей конструкции ремонтного котлована.

Устройство состоит из лидирующих корпусов 1, неподвижно соединенных патрубками 2 с гибкими трубами 3 и имеющих в нижней части шторки 4. Корпуса соединены между собой дугообразными штоками 5, имеющими возможность продольного перемещения внутри дугообразных направляющих 6, выполненных в виде изогнутого короба с продольной прорезью 7 в их верхней части и с отверстием под фиксатор 8.

Дугообразные направляющие 6 соединены с рамой 9 через ползун 10, имеющий возможность продольного перемещения и фиксации положения-на вертикальной направляющей 11 трубчатого сечения, внутри которой расположен с возможностью продольного перемещения шток 12, шар- нирно соединенный с концами клещевых губок 13.

Клещевые губки снабжены толкателями 14, шарнирно соединенными с клещевыми губками и вертикальной направляющей, на которой расположен с возможностью продольного перемещения ползун 15, связанный посредством толкателей 16 с дугообразными штоками 5. Толкатели 16 по концам имеют шарниры в виде проушины 17, вставленной в паз 18 тодкателя 16 и скрепляющего их пальца 19.

Лидирующие корпуса 1 служат для подачи в болотную массу и выполнены полыми из металлических листов и открытыми с нижней стороны. Конфигурация выходного отверстия в плане каждого лидирующего

корпуса соответствует конфигурации создаваемого ограждения.

Патрубок 2 служит для подачи быстро- твердеющей смеси из гибких шлангов 3 в

лидирующий корпус. Патрубок выполнен из трубы и жестко соединен с корпусом в верхней части последнего.

Для предотвращения заполнения корпусов болотной массой при погружении в

0 нижней части лидирующие корпуса снабжены шторками 4, установленными с возможностью поворота. Каждая шторка в закрытом положении наклонена относительно стенок корпуса (например, под углом

5 45°), что позволяет снизить сопротивление грунта погружению корпуса, и выступает за пределы боковой грани корпуса, обеспечив возможность при подъеме устройства открыть выходное отверстие корпуса за счет

0 давления грунта на выступающую часть шторки.

Дугообразные штоки 5 служат для погружения лидирующих корпусов в грунт по траектории дуги окружности и выполнены в

5 виде дугообразного стержня. Нижний конец штока жестко закреплен на верхней грани лидирующего корпуса. В штоках имеется отверстие под фиксатор. Отверстие сверлят с таким условием, чтобы фиксатор 8 распола0 гался выше уровня болота.

На внешней образующей штока 5 с эксцентриситетом е по горизонтали относительно шарнира подвижного ползуна 15 (фиг.2) имеется плоская проушина 17 с от5 верстием под палец 19 (фиг.З) для шарнирного соединения штока 5 с толкателем 16. Дугообразная направляющая 6 служит для продольного перемещения в ней с минимально возможным поперечным люфтом ду0 гообразного штока 5.

Продольная прорезь 7 в дугообразной направляющей 6 служит направляющей продольного перемещения шарнирного соединения штока 5 и толкателя 16 в период

5 движения лидирующего корпуса по криволинейной траектории. Ширина прорези выполняется меньше диаметра штока 5, а длина - от торца до торца дугообразной направляющей 6,

0 Фиксатор 8 предотвращает перемещение штока 5 в дугообразной направляющей 6, а также перемещение ползуна 10 по вертикальной направляющей 11, и выполнен в виде стержня диаметром под соосные от5 верстия в фиксируемых деталях.

Рама 9 служит для фиксации между собой симметричных относительно поперечных осей трубопровода частей установки, а также для навески вспомогательного оборудования (насосов, емкостей, площадок

для рабочих), выполнена в виде плоской конструкции (фермы, балки). Рама расположена вдоль оси трубопровода и жестко соединена с ползунами 10с таким условием, чтобы в плане угол между ней и дугообразной направляющей 6 составлял 90°, а рама всегда находилась выше уровня болота.

Ползуны 10 объединяют раму 9 с дугообразными направляющими 6 и позволяют им вертикально перемещаться по направляющей 11. Ползун 10 представляет собой кольцо с внутренним диаметром, позволяющим перемещаться ему по направляющей 11с минимально возможным поперечным люфтом. В поперечном направлении имеется отверстие под фиксатор 8.

Вертикальная направляющая 11 предназначена для продольного перемещения по ней ползунов 10 и 15, что позволяет синхронно перемещать лидирующие корпуса 1 как по вертикали, так и по дуге окружности. Кроме того, направляющая 11 служит для закрепления на ней системы фиксации устройства относительно трубопровода, а также для восприятия усилий N (фиг,2) погружения (подъема) лидирующих корпусов и усилий Р (фиг.2) фиксации устройства на трубопроводе. Направляющая 11 выполнена в виде трубы с закрепленными в нижней части проушинами 17 для шарнирного соединения (фиг.З) с толкателями 14. В направляющей 11 имеется отверстие,соосное с отверстием в ползуне 10 под фиксатор 8.

Шток 12 шарнирно объединяет нижней частью концы клещевых губок 13 и передает усилие Р (фиг.2) на шарнир для сжимания и разжимания клещевых губок 13. Шток выполнен в виде стержня с диаметром, позволяющим ему перемещаться в продольном направлении внутри вертикальной направляющей 11. На нижнем конце штока 12 (фиг.4) имеется продольный паз 18 с поперечным отверстием под палец 19 для шарнирного соединения с концами клещевых губок 13. Клещевые губки 13 предназначены для обхвата трубопровода для фиксации на нем установки в целом и выполнены плоскими с отверстием на концах для шарнирного соединения со штоком 12. Каждая губка имеет проушину 17, расположенную с эксцентриситетом а (фиг.2) отно- сительно шарнира на вертикальной направляющей 11.

Толкатели 14 клещевых губок служат для соединения вертикальной направляющей 11 с клещевыми губками 13 для сжимания и разжимания последних, Толкатель представляет собой стержень, на концах которого имеются продольные пазы 18 (фиг.З)

с поперечными отверстиями под пальцы 19 для шарнирного соединения с проушинами 17.

Ползун 15 требуется для восприятия нагрузки N (фиг.2) и равномерного её распределения между толкателями 16 и представляет собой кольцо с внутренним диаметром, позволяющим перемещаться по направляющей 11 с минимально возмож0 ным поперечным люфтом. В диаметральном направлении ползун жестко соединен с проушинами под шарнирное крепление с толкателями 16 (фиг.З).

Толкатели 16 служат для передачи на5 грузки N от ползуна 15 на дугообразные направляющие 6 (при вертикальном погружении лидирующих корпусов 1) или на дугообразные штоки 5 (при повороте корпусов). Толкатели 16 выполнены в виде стержня.

0 изогнутого по дуге радиусом, аналогичным радиусу дугообразных направляющих 6. По концам толкателей выбран паз 18 под шарнир (фиг.З).

Проушины 17 служат для шарнирного

5 соединения деталей между собой (фиг.З). а концы, закрепленные на вертикальной направляющей 11, кроме того, являются ограничителями нижнего положения ползуна 10.

0 Проушины выполнены плоскими и имеют форму половины круга с отверстием на середине его оси.

Палец 19 является осью шарнирного соединения деталей и выполнен в виде стерж5 ня (фиг.З).

Паз 18 служит для размещения в нем проушины 17.

Технологическая последовательность возведения монолитной ограждающей кон0 струкции ремонтного котлована с помощью устройства состоит из следующих процессов: подготовка к использованию (фиг.5), погружение клещевых губок (фиг.6), фиксация на трубопроводе (фиг.7), вертикальное по5 гружение (фиг.8), поворот лидирующих корпусов (фиг.9), возведение днища котлована (фиг. 10), возведение вертикальных стенок (фиг.11); отсоединение от трубопровода (фиг. 12).

0 Перед погружением (фиг.5) устройство располагают на подкладках 20 под клещевые губки 13 над трубопроводом 21 соосно вертикальной оси трубопровода с осью штоков 12. В соосные отверстия через дугооб5 разные направляющие 6 и дугообразные штоки 5 вставляют фиксаторы 8. На оголовке вертикальной направляющей 11 жестко закрепляют домкрат 22, обеспечивающий вертикальное перемещение штока 12. В верхней части вертикальной направляющей

11 устанавливают второй домкрат 23, способный перемещать по вертикали ползун 15 и фиксировать его положение.

Для погружения клещевых губок 13 (фиг.6) из-под них удаляют подкладки. Погружение происходит под действием собственной массы устройства или с помощью пригрузов на раму (не показано) до тех пор, пока нижний конец штока 12 не коснется трубопровода 21.

Фиксация устройства на трубопроводе (фиг.7) осуществляется за счет приложения домкратом 22 усилия Р к верхнему концу штока 12. Под его действием клещевые губки 13 сжимаются, обхватывают трубопровод 21, фиксируя положение устройства.

Для вертикального погружения лидирующих корпусов 1 (фиг.8) на подвижные ползуны 15 с помощью домкратов 23 прикладывают усилие N до тех пор, пока выходное отверстие лидирующего корпуса 1 не достигает уровня горизонтальной оси трубопровода 21. Этому моменту соответствует касание ползуна 10 проушины 17, закрепленной на вертикальной направляющей 11.

Для поворота лидирующих корпусов 1 (фиг.9) удаляют фиксаторы 8, проходящие через дугообразные направляющие 6 и дугообразные штоки 5. В этом случае N от домкрата 23 передается через толкатели 16 на дугообразные штоки 5, которые, перемещаясь в дугообразных направляющих 6, перемещают лидирующие корпуса 1 по дуге до их стыковки под трубопроводом 21.

По окончании погружения вставляют фиксатор 8 в соосные отверстия на ползуне 10 и на вертикальной направляющей 11 (фиг.10), предотвращая тем самым совмещение дугообразного и вертикального движения лидирующих корпусов 1 при подъеме. Через гибкие трубы 3 в лидирующие корпуса 1 с помощью насосов (не показаны) нагнетается быстротвердеющая смесь 24. После их заполнения домкраты 23 переключаются на подъем при одновременной работе насосов. Под действием давления реакционной смеси 24 на внутреннюю поверхность шторок 4 и давления грунта на выступающую за пределы лидирующего корпуса часть шторок 4 последние открываются и смесь попадает в болотную массу. Вытекая из лидирующих корпусов 1 под давлением, струи смеси вытесняют болотную массу и сливаются между собой, создавая монолитный стык. Благодаря работе домкратов лидирующие корпуса синхронно перемещаются по дугообразной траектории и под действием насосов оставляют в следе за собой жидкую фазу реакционной смеси 24, которая, полимеризуясь, образует твердое ограждение.

В момент достижения выходным отверстием лидирующих корпусов 1 горизонтальной оси трубопровода 21 удаляют фиксаторы 8, проходящие через соосные отверстия на ползунах 10 и на вертикальных направляющих 11. В связи с этим траектория перемещения лидирующих корпусов 1

0 меняется от дугообразной к прямолинейной, создавая вертикальную часть ограждения (фиг. 11).

Торцовые стенки котлована выполняются одним из известных способов.

5 Устройство отсоединяют оттрубопрово- да (фиг.12) за счет приложения домкратом 22 усилия -Р к верхнему концу штока 12. Под его действием клещевые губки 13 разжимаются, позволяя снять устройство.

0 Использование предлагаемого устрой ства обеспечивает возможность возведения монолитной ограждающей конструкции одновременно с двух сторон трубопровода на требуемом расстоянии от него, моно5 литность стыка ограждения в зоне под трубопроводом, отсутствие в потребности монтажных кранов, вибраторов, электроэнергии.

Формула изобретения

0 Устройство для возведения монолитной ограждающей конструкции ремонтных котлованов на болотах, содержащее полый лидирующий корпус со шторкой в его нижней части, несущую раму, фиксаторы положения

5 лидирующего корпуса и трубу для подачи смеси в корпус, отличающееся тем. что, с целью повышения производительности путем создания с двух сторон трубопровода одновременно монолитного днища

0 и стенок ограждения, оно снабжено дополнительным лидирующим корпусом со шторкой в его нижней части и трубой для подачи смеси, расположенным симметрично основному корпусу относительно вер5 тикальной оси трубопровода, основной и дополнительный корпуса соединены между собой дугообразными штоками, расположенными с возможностью перемещения посредством толкателей в дугообразных

0. направляющих, выполненных с прорезью в их верхней части, а рама снабжена закрепленными по ее концам полыми вертикальными направляющими с установленными на них с возможностью перемещения по

5 ним ползунами и размещенными внутри них с возможностью продольного перемещения штоками, несущими на концах клещевые губки с толкателями, при этом клещевые губки шарнирно соединены со штоками и их толкателями, которые другими

концами шарнирно соединены с вертикальными направляющими, дугообразные направляющие корпусов закреплены на нижнем ползуне вертикальных направляющих, а толкатели дугообразных штоков шарнирно соединены одним концом с дугообразными штоками, а другим - с верхним ползуном вертикальных направляющих.

Изобретение относится к обслуживанию магистральных трубопроводов. Лидирующие полые корпуса 1 с шторками 4 в нижней части и трубами 3 для подачи смеси расположены симметрично относительно вертикальной оси трубопровода. Корпуса 1 соединены дугообразными штоками 5. Штоки 5 продольно перемещаются внутри дугообразных направляющих 6, выполненных в виде изогнутого короба с продольной прорезью в их верхней части и с отверстием под фиксатор 8. Рама 9 снабжена закрепленными по ее концам полыми вертикальными направляющими 11. На направляющих 11 установлены с возможностью перемещения ползуны 10, 15. Внутри направляющих 11 размещены с возможностью перемещения штоки 12, несущие на концах соединенные клещевые губки 13 с толкателями 14. Толкатели 14 другими концами шарни рно соединены с направляющими 11. Направляющие 6 закреплены на ползуне 10. Толкатели 14 шарнирно соединены одним концом с штоками 5, другим - с ползуном 15. 12 ил. сл С Фаг.1

16

Фиг.1

13

15

15

Фиг. 4

22 23

0U8.7

Фиг 8