УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ МЕТОДОМ ПРОКОЛА
DEVICE FOR TRENCHLESS TECHNOLOGY USING THE PUNCTURE METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов, и может найти применение для устройства скрытых переходов при строительстве трубопроводов, подземных кабельных линий связи и электропередачи.
Уровень техники
Известно устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный с передним по направлению прокола концом прокладываемого трубопровода, закрепленный в наконечнике вибратор и подающий механизм (Пестов Г.Н. Закрытая прокладка трубопроводов. М.: издательство литературы по строительству, 1964, с. 117-121).
Известное устройство характеризуется малой эффективностью работы.
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный с передним по направлению концом прокладываемого трубопровода, закрепленный в наконечнике вибратор и подающий механизм. В данном устройстве передний конец прокладываемого трубопровода имеет форму, соответствующую форме рабочего наконечника, и расположен с зазором внутри него, при этом в вершине конуса наконечника с его внутренней стороны смонтирован шарнир для соединения с прокладываемым трубопроводом, а вибратор закреплен в рабочем наконечнике посредством кронштейнов, проходящих через прорези, которые выполнены в стенке прокладываемого трубопровода (авторское свидетельство СССР №787575, М. кл. E02F 5/18, Н.Е. Ромакин, опубл.25.12.1980 г.) (прототип).
Недостатком известного устройства является невозможность изменения направления прокола при бестраншейной прокладке трубопроводов.
Задача изобретения - повышение точности прокладки трубопроводов.
Раскрытие изобретения
Для достижения поставленной задачи шаровая опора задней частью образует сферический упорный подшипник с передним концом прокладываемого трубопровода, а также имеет пьезокерамический привод для поворота в плоскостях, перпендикулярных оси прокладываемого трубопровода.
Описание чертежей
На фиг. 1 представлено устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - сечение головной части устройства.
Осуществление изобретения
Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола (фиг. 3) содержит полый рабочий наконечник 1, имеющий коническую форму, внутри которого расположен прокладываемый трубопровод 2, передний конец которого имеет форму, соответствующую форме полого рабочего наконечника 1. Полый рабочий наконечник 1 соединен с прокладываемым трубопроводом 2 посредством шаровой опоры 3, которая передним концом установлена в вершине конуса рабочего наконечника 1 с его внутренней стороны, а задней частью образует сферический упорный подшипник 4 с передним концом прокладываемого трубопровода 2.
Сферический упорный подшипник 4 имеет пьезокерамический привод 5, который закреплен на переднем конце прокладываемого трубопровода 2 и обеспечивает поворот сферического упорного подшипника 5, а вместе с ним и шаровой опоры 3 в плоскостях перпендикулярно оси прокладываемого трубопровода 2. Устройство имеет подающий механизм 6 (фиг. 1) и вибратор 7, закрепленный в рабочем наконечнике 1 при помощи кронштейнов 8, проходящих через прорези 9, выполненные в стенке прокладываемого трубопровода 2. Подающий механизм 6 состоит из направляющей рамы 10 с горизонтальными 11, вертикальными направляющими катками 12 (фиг. 2), подвижной 13 и неподвижной 14 траверс, каната 15 и тяговой лебедки 16. Вибратор круговых колебаний 7 выполнен в виде электродвигателя с закрепленными на его валу дебалансами 17. Пружины 18 служат для центрирования кронштейнов 8 в прорезях 9.
Уплотнение 19 предохраняет от попадания грунта внутрь полого рабочего наконечника 1. Питание вибратора 7 и пьезокерамического привода 5 осуществляется через кабель 20, проходящий внутри прокладываемого трубопровода 2.
Между внутренней поверхностью полого рабочего наконечника 1 и наружной поверхностью переднего конца прокладываемого трубопровода 2 образован зазор 21 для обеспечения круговых колебаний полого рабочего наконечника 1 относительно прокладываемого трубопровода 2 и компенсации углового смещения оси полого рабочего наконечника 1 относительно оси прокладываемого трубопровода 2 при изменении направления прокола.
Для осуществления прокола включается тяговая лебедка 16 (фиг. 1) и вибратор круговых колебаний 7 (фиг. 3). Полый рабочий наконечник 1 заглубляется в грунт за счет напорного усилия, создаваемого подающим механизмом 6 и приложенного к прокладываемому трубопроводу 2, который в свою очередь скользит по направляющей раме с катками 11 и 12.
Полый рабочий наконечник 1 под действием возмущающей силы вибратора 7 совершает круговые колебания в плоскости, перпендикулярной направлению проходки. Центр колебаний, то есть точка, в которой амплитуда колебаний равна нулю, совпадает с передним концом шаровой опоры 3 полого рабочего наконечника 1. С удалением от него амплитуда возрастает и достигает максимума на цилиндрической части полого рабочего наконечника 1.
Полый рабочий наконечник 1, совершая круговые колебания в скважине, вызывает колебания грунта в радиальном направлении, что способствует уменьшению сил внутреннего трения и сцепления в нем, и, как следствие этого, происходит уменьшение лобового и бокового сопротивления внедрению. После прокладки трубопровода 2 установка обесточивается, полый рабочий наконечник 1 и подающий механизм 4 демонтируются.
При необходимости корректировки направления прокола выключается тяговая лебедка 16, при этом вибратор 7 остается в рабочем состоянии, после чего включается пьезокерамический привод 5 сферического упорного подшипника 4, который поворачивает шаровую опору, создавая эксцентриситет между осью прокладываемого трубопровода 2 и передним концом шаровой опоры 3, в результате чего создается угловое смещение оси полого рабочего наконечника 1 относительно оси прокладываемого трубопровода 2 от 0° до максимального значения.
После поворота сферического упорного подшипника 4 на расчетный угол смещения полого рабочего наконечника 1, который задается системой управления в зависимости от необходимого радиуса кривизны скважины, включается тяговая лебедка 16 и продолжается процесс прокладки трубопровода. При этом прокладываемой трубопровод 2 упруго деформируется под заданную кривизну скважины. Количество корректировок определяется заданной траекторией скважины.
Применение устройства позволит не только повысить точность бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, но и с учетом значительного снижения усилия прокола, за счет конструкции вибронаконечника позволяет осуществлять бестраншейную прокладку трубопроводов способом прокола с заданным криволинейным направлением.