Устройство для заполнения межтрубного пространства вяжущим материалом при прокладке трубопроводов в защитных футлярах

Полезная модель относится к области трубопроводов для текучих сред (различных сетей инженерно-технического обеспечения, а также нефте- и нефтепродуктопроводов) и может быть использована для прокладки участков трубопроводов в защитных футлярах.
При прокладке трубопроводов на наиболее ответственных участках, связанных с ненормативными расстояниями от близлежащих объектов, зданий и сооружений, а также с пересечениями различных транспортных коммуникаций возникает необходимость в повышении несущей способности и герметичности конструкции «трубопровод - защитный футляр» путем заполнения межтрубного пространства вяжущим материалом, под которым понимается вязкая масса, состоящая из одного или нескольких веществ и обладающая свойством затвердевания в результате определенных физико-химических процессов.
При рассмотрении технической литературы выявлен ряд технических решений, относящихся к заполнению межтрубного пространства вяжущим материалом при прокладке трубопроводов в защитных футлярах.
Известен способ ремонта водопропускной трубы под насыпью, включающий заполнение бетонным раствором межтрубного пространства, монтирование в потолочное перекрытие секций с определенным шагом контрольных трубок, выступающих в межтрубное пространство, первоначальное заполнение бетоном межтрубного пространства через окна, расположенные в верхней части боковых стенок секции, до нижнего уровня окон и заглушку окна, заполнение потолочной части межтрубного пространства бетоном через первую трубку до выхода бетона во второй трубке, заглушку первой трубки и подачу бетон через вторую трубку до выхода его в следующей трубке и осуществление последовательных аналогичных операций на всех секциях (патент на изобретение RU 2341612, кл. E01F 5/00, опубл. 21.12.2008 г., бюллетень №35).
Недостатками данного технического решения являются:
отсутствие возможности для заполнения межтрубного пространства без вскрытия данного участка трубопровода, что требует выполнения дополнительных объемов работ;
отсутствие возможности для применения данного способа заполнения межтрубного пространства при бестраншейной прокладке трубопроводов.
Известны система перехода магистрального трубопровода через дорогу и способ ее изготовления, содержащие заливной коллектор защитного кожуха, который формируют в защитном кожухе совместно с выходным коллектором, устанавливаемым сверху защитного кожуха, пластическую массу на основе синтетических высокомолекулярных соединений, заполнение межтрубного пространства жидкой и пластической массой под давлением путем инжекционного прессования (патент на изобретение RU 2426930, кл. F16L 7/00, опубл. 20.08.2011 г., бюллетень №23).
Недостатками данного технического решения являются:
отсутствие возможности для заполнения межтрубного пространства другими вяжущими материалами, кроме пластической массы на основе синтетических высокомолекулярных соединений;
ограниченные возможности по созданию давления, необходимого для заполнения межтрубного пространства протяженных участков трубопроводов в связи с высокой вязкостью применяемых материалов;
недостаточные возможности для контроля равномерности заполнения межтрубного пространства.
3
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является способ заполнения межтрубного пространства растворами при прокладке магистральных трубопроводов в кожухах и тоннелях, содержащий два нагнетательных трубопровода, которые подают в межтрубное пространство с одного из концов тоннельного перехода, роликовые или безроликовые опорно-направляющие кольца нагнетательных трубопроводов для обеспечения беспрепятственного перемещения нагнетательных трубопроводов в межтрубном пространстве, вспомогательный котлован для установки машины, осуществляющей подачу нагнетательных трубопроводов в межтрубное пространство, раствор, обладающий плотностью более 1100 кг/м, вязкостью (по Маршу) не более 80 с и временем схватывания не менее 98 ч (заявка на изобретение RU 2426930, кл. F16L 1/028, опубл. 27.06.2017 г., бюллетень №18).
Недостатками данного технического решения являются:
ограниченные возможности по созданию давления, необходимого для заполнения межтрубного пространства протяженных участков трубопроводов в связи с высокой вязкостью применяемых материалов;
отсутствие возможности для контроля равномерности заполнения межтрубного пространства;
отсутствие возможности для регулирования перемещения нагнетательных трубопроводов по мере заполнения межтрубного пространства.
Задача, решаемая в полезной модели, заключается в повышении эксплуатационных возможностей устройства для заполнения вяжущим материалом межтрубного пространства протяженных участков трубопроводов, прокладываемых в защитных футлярах.
Технический результат полезной модели заключается в разработке технического решения, обеспечивающего рациональное распределение давления, необходимого для заполнения межтрубного пространства протяженных участков трубопровода, по всей длине подающего трубопровода, контроль равномерности заполнения межтрубного пространства защитного футляра и регулирование перемещения подающего трубопровода по мере заполнения межтрубного пространства защитного футляра.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается в результате того, что согласно полезной модели устройство для заполнения межтрубного пространства вяжущим материалом при прокладке трубопроводов в защитных футлярах включает нагнетательный трубопровод, роликовые или безроликовые опорно-направляющие элементы нагнетательного трубопровода для обеспечения беспрепятственного перемещения нагнетательного трубопровода в межтрубном пространстве, нагнетательную установку, шнековые нагнетатели, каждый из которых выполнен в виде шнека, помещенного в цилиндрический корпус, и оснащен электрическим приводом, присоединенным к валу шнека в торцевой части цилиндрического корпуса, патрубки, каждый из которых соединен с участком нагнетательного трубопровода, размещенным перед шнековым нагнетателем по направлению перемещения вяжущего материала, и этим шнековым нагнетателем, раструб, который присоединен к концу нагнетательного трубопровода и снабжен ползуном с датчиком, передающим сигнал на включение тяговой установки.
Полезная модель поясняется фиг. 1-3.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для заполнения межтрубного пространства вяжущим материалом при прокладке трубопроводов в защитных футлярах.
На фиг. 2 изображено в разрезе положение раструба на трубопроводе, размещенном в защитном футляре.
На фиг. 3 изображено в разрезе принципиальное устройство подпружиненного ползуна, закрепленного на раструбе.
На фиг. 1-3 применены следующие обозначения:
1 - нагнетательная установка;
2 - нагнетательный трубопровод;
3 - патрубок;
4 - шнековый нагнетатель;
5 - электрический привод;
6 - раструб;
7 - защитный футляр;
8 - трубопровод;
9 - подпружиненный ползун;
10 - корпус.
Устройство для заполнения межтрубного пространства вяжущим материалом при прокладке трубопроводов в защитных футлярах работает следующим образом.
Устройство для заполнения межтрубного пространства вяжущим материалом при прокладке трубопроводов в защитных футлярах (далее по тексту - Устройство) приводят в рабочее положение, последовательно выполняя монтаж труб нагнетательного трубопровода 2, присоединение шнековых нагнетателей 4 с электрическими приводами 5 к соответствующим участкам нагнетательного трубопровода 2 с помощью патрубков 3, присоединение раструба 6 к концу нагнетательного трубопровода 2, подключение нагнетательного трубопровода 2 к нагнетательной установке 1 (фиг. 1). К верхней части смонтированного Устройства с шагом не более 10,0 м прикрепляют трос (не показан) для обеспечения перемещения Устройства по мере заполнения межтрубного пространства вяжущим материалом.
Цилиндрический корпус каждого шнекового нагнетателя 4 выполняют разъемным по его оси для обеспечения возможности обслуживания его внутренней полости. Необходимое количество шнековых нагнетателей 4 определяют расчетом с использованием известных методов с учетом длины защитного футляра 7, вязкости вяжущего материала, пропускной способности устройства для заполнения межтрубного пространства вяжущим материалом, величины давления, необходимого для перемещения вяжущего материала в межтрубное пространство из условия недопущения превышения предельной прочности труб нагнетательного трубопровода 2.
В защитный футляр 7 протаскивают трубопровод 8, к переднему концу которого предварительно крепят трос (не показан), противоположный конец которого прикрепляют к переднему концу Устройства, находящегося в начальной точке предварительно проложенного защитного футляра 7. После завершения протаскивания трубопровода 8 в защитный футляр 7 трос отсоединяют от трубопровода 8 и присоединяют к тяговой установке (не показана, предварительно установленной в конечной точке защитного футляра 7. Устройство помещают в межтрубное пространство защитного футляра 7 таким образом, чтобы оно находилось в верхней части вертикальной осевой плоскости трубопровода 8, и протягивают Устройство в межтрубное пространство защитного футляра 7. Протягивание Устройства заканчивают после достижения раструбом 6 положения примерно в 1,0 м от конца защитного футляра 7 (фиг. 2). После завершения протаскивания Устройства в межтрубное пространство защитного футляра 7 трос отсоединяют от Устройства. Противоположный конец предварительно закрепленного на Устройстве троса прикрепляют к тяговой установке (не показана), которую устанавливают в начальной точке защитного футляра 7. Для обеспечения беспрепятственного перемещения Устройства в межтрубном пространстве раструб 6 и шнековые нагнетатели 4 снабжают роликовыми или безроликовыми опорно-направляющими элементами.
Выполняют одновременное включение нагнетательной установки 1 и электрических приводов 5 шнековых нагнетателей 4.
После заполнения межтрубного пространства защитного футляра 7 в начальной точке размещенного в его внутренней полости Устройства вяжущий материал под воздействием создаваемого давления перемещает подпружиненный ползун 9, который размещен в корпусе 10 в верхней части раструба 6 (фиг.3), в результате этого срабатывает датчик контроля заполнения межтрубного пространства (не показан), помещенный в корпус 10. Сигнал от датчика контроля заполнения межтрубного пространства поступает на исполнительный механизм тяговой установки (не показана), тяговая установка с помощью троса перемещает Устройство в последующее положение (примерно на 1,0-2,0 м от предыдущего положения). Повторяют цикл заполнения межтрубного пространства вяжущим материалом.
По мере перемещения Устройства, элементы нагнетательного трубопровода 2 поочередно демонтируют.
Таким образом, в результате реализации предложенного технического решения обеспечивается повышение эксплуатационных возможностей устройства для заполнения вяжущим материалом межтрубного пространства протяженных участков трубопроводов, прокладываемых в защитных футлярах за счет равномерного распределения давления по всей длине нагнетательного трубопровода и равномерного заполнения межтрубного пространства защитного футляра.