УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к области сооружения подземных трубопроводов, а именно к устройствам для бестраншейной прокладки трубопроводов, и может найти применение при бестраншейной прокладке трубопроводов в вечномерзлых и глинистых грунтах.
Известно устройство для образования горизонтальных выработок, включающее цилиндрический корпус, в котором установлен соосно устройству привод, вал которого связан с породоразрушающим инструментом, например шарошечным долотом, с помощью скользящего соединения, соосно устройству установлен шнек, жестко соединенный одним концом с породоразрушающим инструментом, а другим - посредством подшипника с корпусом привода, установленного внутри шнека, породоразрушающий инструмент связан с корпусом через упорный подшипник, привод установлен в опоре (а.с. СССР №1082957, МПК E21D 9/08, б.и. №12 - 1984).
Недостаток устройства - незначительная длина прокладываемого трубопровода.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному по совокупности признаков является устройство для прокладки трубопроводов, включающее рабочий орган для разработки грунта, защитный кожух, состоящий из секций, грунтопровод, установленный внутри секций, направляющую раму, механизм перемещения, выполненный из смонтированных по периметру секций гидродомкратов, упорные фланцы, с проушинами для крепления гидродомкратов и насосную станцию, при этом одни торцы секций защитного кожуха выполнены с обечайками внутри которых с возможностью перемещения установлены торцы других секций (а.с. СССР №781274, МПК E02F 5/18, б.и. №43 - 1980. Прототип).
Недостатки прототипа: низка точность, технологичность и производительность прокладки трубопровода.
Поставлена задача: повысить точность прокладки трассы трубопровода; увеличить производительность работ; усовершенствовать технологию строительства подземных трубопроводов.
Поставленная задача решена следующим образом. В соответствии с прототипом устройство для прокладки трубопроводов включает рабочий орган, защитный кожух, состоящий из секций, причем одни торцы секций выполнены с обечайками, внутри
которых с возможностью перемещения установлены торцы других секций, грунтопровод, насосную станцию, направляющую раму, гидродомкраты перемещения первой и второй секции и упорные фланцы с проушинами для крепления гидродомкратов, жестко закрепленные на внутренней поверхности секций, особенность заключается в том, что первая и вторая секции снабжены стопорящими механизмами, при этом внутри второй секции неподвижно закреплен обводной блок, через обводной блок второй секции, а также направляющие отверстия сцепных механизмов, установленных в лотке, пропущен трос с образованием отрезков тягового и обратного троса, при этом тяговый и обратный трос закреплен соответственно на тяговой и обратной лебедке, а на обратном тросе закреплен фиксатор, сцепной механизм выполнен в виде цилиндрического кольца со ступицей, расположенной в центре кольца и жестко закрепленной радиально расположенными стержнями, ступица выполнена с направляющими отверстиями, на одном из которых закреплен пластинчатый обратный клапан.
Далее сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
- на фиг.1 - устройство для прокладки трубопроводов;
- на фиг.2 - сцепной механизм;
- на фиг.3 - подготовка к проходке горной выработки;
- на фиг.4 - проходка горной выработки и укладка защитного кожуха;
- на фиг.5 - протаскивание рабочего трубопровода.
Устройство для прокладки трубопроводов содержит рабочий орган 1 установленный на первой секции 2, защитный кожух, состоящий из секций, при этом одни торцы секций выполнены с обечайками 3, внутри которых с возможностью перемещения установлены торцы других секций, грунтопровод 4, установленный внутри секций, насосную станцию 5 и направляющую раму 6, смонтированную на рабочей площадке 7, гидродомкраты перемещения 8 соединяющие первую 2 и вторую секцию 9 (фиг.1), упорные фланцы с проушинами для крепления гидродомкратов, жестко закрепленные на внутренней поверхности секций (на чертеже не показано). Первая 2 и вторая 9 секции снабжены стопорящими механизмами (на чертеже не показано), внутри второй 9 секции неподвижно закреплен обводной блок 10. Через обводной блок 10 второй секции 9, а также направляющие отверстия 11, 12 (фиг.2) сцепных механизмов 13, установленных в лотке 14, пропущен трос с образованием отрезков тягового 15 и обратного 16 троса, при этом тяговый 15 и обратный 16 трос закреплен соответственно на тяговой 17 и обратной 18 лебедке, а на обратном тросе 16 закреплен фиксатор 19. Сцепной механизм выполнен в виде цилиндрического кольца 20, ступицы 21 расположенной в центре жестко закрепленной радиально расположенными стержнями 22. Ступица 21 выполнена с
направляющими отверстиями 11, 12, при этом направляющее отверстие 12 снабжено пластинчатым обратным клапаном 23 (фиг.2).
Устройство работает следующим образом. Перед искусственным или естественным препятствием 24 (насыпь, холм, строение, водоем и т.п.) подготавливают рабочую площадку 7. В стенке препятствия механизированным или ручным способом подготавливают забой 25, который по форме и размерам соответствует первым двум секциям, при необходимости стенки забоя 25 закрепляют (фиг.3). В нижней части рабочей площадки 7 устанавливают направляющую раму 6, на которую укладывают две секции защитного кожуха, первую секцию 2 оснащают рабочим органом 1, насосной станцией 5 и штоками гидродомкратов перемещения 8 соединяют со второй секцией 9, на которой закрепляют обводной блок 10, после чего первую 2 и вторую 9 секции вводят в забой 25. Через обводной блок 10, неподвижно закрепленный внутри второй секции 9, а также через направляющие отверстия 11, 12 сцепных механизмов 13, установленные в лотке 14 на рабочей площадке 7, пропускают трос, образуя отрезки тягового 15 и обратного 16 троса. Тяговый 15 и обратный 16 трос закрепляют соответственно на тяговой 17 и обратной 18 лебедке установленные в конце рабочей площадки 7 (фиг.1, 2). Затем ко второй секции 9 подводят третью секцию 26 защитного кожуха, на торце которой со стороны забоя закрепляют первый сцепной механизм 27 (фиг.4). Диаметр сцепных механизмов равен диаметру секций защитного кожуха, закрепление осуществляют посредством сварки. Секции защитного кожуха состоят из двух отдельных сегментов, которые перед установкой заводят на тяговый 15 и обратный 16 трос и сваривают, при этом торцы секций со стороны рабочей площадки выполнены с обечайками 3, внутри которых с возможностью перемещения установлены торцы других секций (на чертеже не показано). Первую секцию 2, которая снабжена рабочим органом 1, внедряемого в породу забоя посредством вдавливания, резания, ударов и т.п., передвигают по проектной траектории трубопровода с помощью гидродомкратов перемещения 8 на интервал заходки. Величина заходки определяется длинной хода гидродомкратов перемещения 8. После чего вторую секцию 9 подтягивают к первой секции 2 при помощи гидродомкратов перемещения 8, при этом гидродомкраты перемещения 8 переводят в режим реверса. В момент надвига второй 9 секции первая секция 2 удерживается на месте стопорящим механизмом (на чертеже не показано). Третью секцию 26 фиксируют на обратном тросе 16 при помощи сцепного механизма 27 и надвигают ко второй секции 9 тяговой лебедкой 17. При этом вторая секция 9 удерживается от обратного перемещения стопорящим механизмом (на чертеже не показано). Фиксация возможна благодаря тому, что фиксатор 19, неподвижно закрепленный на обратном тросе 16, удерживается пластинчатым обратным клапаном 23
(фиг.2). Затем последовательно, начиная с третьей секции защитного кожуха 26, передвигают каждую следующую за ней секцию защитного кожуха с цепным механизмом. После того как все секции защитного кожуха последовательно передвинуты на интервал заходки, фиксатор 19 снимают с обратного троса 16, закрепляют на тяговом тросе 15, перемещают на забой и переводят через обводной блок 10 на обратный трос 16. Разрушенная порода транспортируется по грунтопроводу 4 на рабочую площадку 7. Таким образом, проходка горной выработки с одновременной прокладкой секций защитного кожуха производится поитервально до выхода первой секции 2 на технологическую площадку 28 с противоположной стороны препятствия. Обратный трос 16 снимают с фиксации с обратной лебедкой 18, перематывают на тяговую лебедку 17, снимают с обводного блока 10, демонтируют грунтопровод 4, затем секции 2 и 9 удаляют с технологической площадки 28. Со стороны технологической площадки 28 на тяговом тросе 15 закрепляют рабочий трубопровод 29 и тяговой лебедкой 17 осуществляют протаскивание через секции защитного кожуха с одновременным извлечением сцепныех механизмов (фиг.5). При этом на узлах соединения 30 (фиг.2) происходит срезание шпилек (на чертеже не показано). После чего известными способами пространство между вспомогательным и рабочим трубопроводом заполняют твердеющим составом, например, цементно-песчаным раствором или иным тяжелым заполнителем, свободно проникающим в межтрубное пространство [Бородавкин П.П., Березин В.Л. Сооружение магистральных трубопроводов: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1987. - 471 с.].
Операции по проходке горной выработки, протягиванию секций защитного кожуха и их наращиванию на рабочей площадке осуществляют одновременно. Точность прокладки обеспечивает возможность продвижения секций защитного кожуха не зависимо друг от друга, при этом усилие на перемещение передается через обратный трос при его хордовом расположении внутри секций защитного кожуха.
Технический результат полезной модели: повышение точности трассы проходки горной выработки и прокладки трубопровода; увеличение производительности работ; совершенствование технологии строительства подземных трубопроводов.