Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов

Авторы патента:

Соколов Александр Александрович (RU)

Шайхадинов Александр Анатольевич (RU)

Свитнева Любовь Михайловна (RU)

Жиганов Михаил Сергеевич (RU)

F16L1/028 - Трубы и шланги; соединения или фитинги для труб и шлангов;опоры для закрепления труб, шлангов, кабелей или защитных кожухов; средства для теплоизоляции

Владельцы патента RU 2491466:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано для бестраншейной замены трубопроводов при ремонте и реконструкции подземных инженерных коммуникаций. Устройство состоит из соединенных тросом труборазрушающего рабочего органа и расширителя. Труборазрушающий рабочий орган выполнен в виде верхнего и нижнего оснований, соединенных между собой с возможностью фиксированного радиального перемещения. В верхнем основании напротив дискового ножа установлен дополнительный дисковый нож. Расширитель состоит из четырех частей усеченного конуса, в каждой из которых выполнены два радиальных резьбовых отверстия, расположенных параллельно друг другу, одно из которых сквозное, а другое - несквозное, и два радиальных паза, расположенных параллельно друг другу. Резьбовые отверстия и пазы расположены взаимно перпендикулярно друг другу. Части усеченного конуса соединены между собой с возможностью фиксированного радиального перемещения с помощью установленных в резьбовых отверстиях и пазах винтов. На задних торцах частей усеченного конуса выполнено по равноудаленному выступу для крепления нового пластмассового трубопровода. Технический результат: возможность одновременного разрушения старых и протаскивания новых трубопроводов разных диаметров. 8 ил.

Известно устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов [патент РФ на изобретение №2429403, МПК F16L 1/028, опубл. 2010 г.], содержащее труборазрушающий рабочий орган с дисковым ножом, установленным в вилке, взаимодействующей в радиальном направлении с кулачком, два опорных катка, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов [патент РФ на изобретение №2359164, МПК F16L 1/028, B23D 21/14, опубл. 2009 г.], содержащее конический труборазрушающий рабочий орган с дисковым ножом и опорным катком, установленными напротив друг друга в вилках, расположенных в фигурных пазах на болтах, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент.

Недостатком данных устройств является невозможность одновременного разрушения старых и протаскивания новых трубопроводов разных диаметров.

Техническим результатом изобретения является возможность одновременного разрушения старых и протаскивания новых трубопроводов разных диаметров.

Для достижения технического результата в устройстве для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержащем труборазрушающий рабочий орган с дисковым ножом, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент, новым является то, что труборазрушающий рабочий орган выполнен в виде верхнего и нижнего оснований, соединенных между собой с возможностью фиксированного радиального перемещения, в верхнем основании напротив дискового ножа установлен дополнительный дисковый нож, расширитель состоит из четырех частей усеченного конуса, в каждой из которых выполнены два радиальных резьбовых отверстия, расположенных параллельно друг другу, одно из которых сквозное, а другое - несквозное, и два радиальных паза, расположенных параллельно друг другу, при этом резьбовые отверстия и пазы расположены взаимно перпендикулярно друг другу, части усеченного конуса соединены между собой с возможностью фиксированного радиального перемещения с помощью установленных в резьбовых отверстиях и пазах винтов, при этом сквозные отверстия расположены соосно несквозным отверстиям частей усеченного конуса, установленных напротив друг другу, а пазы расположены соосно отверстиям прилегающих частей усеченного конуса, на задних торцах частей усеченного конуса выполнено по выступу для крепления нового пластмассового трубопровода, выступы расположены равноудалено относительно друг друга, труборазрушающий рабочий орган и расширитель соединены между собой с помощью троса.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое устройство от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показано предлагаемое устройство (продольное сечение); на фиг.2 показан разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1 (трос, старый трубопровод и грунт не показаны); на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1 (старый трубопровод и грунт не показаны); на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг.1 (старый трубопровод и грунт не показаны); на фиг.7 - разрез Е-Е на фиг.1 (старый трубопровод и грунт не показаны); на фиг.8 - расширитель вид спереди в аксонометрии (скобы не показаны).

Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов содержит труборазрушающий рабочий орган с дисковым ножом 1 (фиг.1), расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент 2. Труборазрушающий рабочий орган выполнен в виде верхнего 3 и нижнего 4 оснований, соединенных между собой с возможностью фиксированного радиального перемещения с помощью винтов 5 (фиг.1, 3). В верхнем основании 3 напротив дискового ножа 1 установлен дополнительный дисковый нож 6 (фиг.1, 2). Расширитель состоит из четырех частей 7-10 усеченного конуса (фиг.4), в каждой из которых выполнены два радиальных резьбовых отверстия 11, 12 (фиг.1), расположенных параллельно друг другу, и два радиальных паза 13, 14 цилиндрической формы, расположенных параллельно друг другу. Отверстие 11 выполнено сквозным, а отверстие 12 - несквозным. Резьбовые отверстия 11, 12 и пазы 13, 14 расположены взаимно перпендикулярно друг другу. Части 7-10 усеченного конуса соединены между собой с возможностью фиксированного радиального перемещения с помощью установленных в резьбовых отверстиях 11, 12 и пазах 13, 14 винтов 15 (фиг.5, 6). В частях 7, 9 и 8, 10 усеченного конуса, установленных напротив друг друга, сквозные отверстия 11 одной части усеченного конуса расположены соосно несквозным отверстиям 12 другой его части. В частях 7, 8; 8, 9; 9, 10 и 7, 10 (фиг.8) усеченного конуса, прилегающих друг к другу, пазы 13, 14 одной части усеченного конуса расположены соосно отверстиям 11, 12 другой его части. На задних торцах частей 7-10 усеченного конуса выполнено по выступу 16-19 (фиг.7) для крепления нового пластмассового трубопровода 20. Выступы 16-19 расположены равноудалено относительно друг друга. Труборазрушающий рабочий орган для разрушения старого трубопровода 21 (фиг.1) соединен с расширителем посредством троса 22 и скоб 23, выполненных на их торцах. Для предотвращения попадания загрязнений в резьбовые отверстия 11, 12 на концах сквозных отверстий 11 частей 7-10 усеченного конуса расширителя установлены заглушки 24 (фиг.5, 6), а на концах отверстий верхнего основания 3 труборазрушающего рабочего органа установлены заглушки 25 (фиг.3).

Устройство работает следующим образом.

Перед работой осуществляют регулировку положения дисковых ножей 1, 6 труборазрушающего рабочего органа в соответствии с диаметром разрушаемого старого трубопровода 21. Для этого посредством вращения винтов 5 производят изменение положения верхнего 3 и нижнего 4 оснований, приближая или удаляя их друг от друга в радиальном направлении. При этом меняется межосевое расстояние между дисковыми ножами 1,6. Аналогично осуществляют регулировку положения частей 7-10 усеченного конуса расширителя в соответствии с диаметром разрушаемого старого трубопровода 21 и диаметром протаскиваемого нового трубопровода 20. Для этого посредством вращения винтов 15 в резьбовых отверстиях 11, 12 производят изменение положения частей 7-10 усеченного конуса, приближая или удаляя их на одинаковое расстояние друг от друга в радиальном направлении. Во избежание попадания загрязнений в отверстия устройства на их концы устанавливают заглушки 24, 25. Затем, располагая в одном из приямков, устройство заводят в старый трубопровод 21, предварительно соединив с новым пластмассовым трубопроводом 20 и пропущенным через старый трубопровод 21 тяговым элементом 2 с гидродомкратом (на фигурах не показан). После включения гидродомкрата, он с помощью тягового элемента 2 начинает статически (безударно) затягивать труборазрушающий рабочий орган с расширителем и новым пластмассовым трубопроводом 20 в старый трубопровод 21. Двигаясь вперед, труборазрушающий рабочий орган разрезает старый трубопровод 21 дисковыми ножами 1, 6 на две части, раздвигает, деформирует и вдавливает его частями 7-10 усеченного конуса расширителя в грунт, одновременно затягивая новый пластмассовый трубопровод 20 по формируемой скважине. После выхода устройства из скважины его разбирают и прочищают от возможных загрязнений, например, частицами грунта, отложениями, ржавчиной и обломками старого трубопровода 21, а затем, в случае необходимости, подготавливают к разрушению старого трубопровода и протаскивания нового трубопровода других диаметров.

Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что оно позволяет осуществлять одновременное разрушение старых и протаскивание новых трубопроводов разных диаметров.

Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержащее труборазрушающий рабочий орган с дисковым ножом, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент, отличающееся тем, что труборазрушающий рабочий орган выполнен в виде верхнего и нижнего оснований, соединенных между собой с возможностью фиксированного радиального перемещения, в верхнем основании напротив дискового ножа установлен дополнительный дисковый нож, расширитель состоит из четырех частей усеченного конуса, в каждой из которых выполнены два радиальных резьбовых отверстия, расположенных параллельно друг другу, одно из которых сквозное, а другое - несквозное, и два радиальных паза, расположенных параллельно друг другу, при этом резьбовые отверстия и пазы расположены взаимно перпендикулярно друг другу, части усеченного конуса соединены между собой с возможностью фиксированного радиального перемещения с помощью установленных в резьбовых отверстиях и пазах винтов, при этом сквозные отверстия расположены соосно несквозным отверстиям частей усеченного конуса, установленных напротив друг друга, а пазы расположены соосно отверстиям прилегающих частей усеченного конуса, на задних торцах частей усеченного конуса выполнено по выступу для крепления нового пластмассового трубопровода, выступы расположены равноудаленно относительно друг друга, труборазрушающий рабочий орган и расширитель соединены между собой с помощью троса.

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано для бестраншейной замены трубопроводов при их ремонте и реконструкции. .

Однокорпусное судно для укладки трубопровода (варианты) и способ укладки трубопровода с однокорпусного судна (варианты) // 2490163

Изобретение относится к области судостроения и касается судов для укладки труб, а также способа укладки труб с однокорпусного судна. .

Способ строительства комплекса трубопроводов // 2489631

Изобретение относится к строительным работам и может быть использовано для прокладки комплекса трубопроводов различного назначения, кабелей, закрытого дренажа. .

Передвижной комплекс для проходки траншеи при подземной прокладке трубопровода // 2489552

Изобретение относится к строительной технике. .

Термомеханический комплекс внутреннего композиционного покрытия трубопровода // 2487288

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода. .

Фронтально-козловой трубоукладчик // 2485384

Изобретение относится к строительству трубопровода в стесненных горных условиях, а именно к средствам для осуществления операций по перемещению и наращиванию трубопровода из стальных гидроизолированных труб с зачищенными концами.

Узел соединения полимерной трубы // 2484353

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для соединения полимерных труб друг с другом или с металлическими трубами, а также полимерными и металлическими емкостями.

Способ замены труб в трубопроводах // 2484352

Рентгенографический кроулер // 2482375

Изобретение относится к транспортным устройствам, автономно работающим внутри строящихся магистральных трубопроводов, и служит для перемещения внутри трубопровода оборудования для контроля качества сварных соединений, например, рентгенографического аппарата.

Способ ремонта трубопровода // 2493468

Изобретение относится к способам ремонта трубопроводов сплошной переизоляцией с подъемом на берму. Ремонт заключается в остановке эксплуатации, освобождении трубопровода от продукта, вскрытии, очистке от изоляции, оценке дефектности, расчете остаточного ресурса, отбраковке и ремонте труб, заварке обратно в нитку, изоляции, укладке и засыпке. Прямые трубы поворачивают вокруг продольной оси так, чтобы наибольшие коррозионные дефекты расположились в зените. У отводов на горизонтальных поворотах меняют местами концы. Отводы на вогнутых и выпуклых вертикальных изгибах меняют местами. Зоны, подверженные коррозионному ослаблению, обрабатывают с использованием очистной машины, снабженной резцами по металлу или шлифовальными головками. При расчете остаточного ресурса рассматривают два варианта: первый - максимальный дефект на нижней половине трубы до ее поворота, развивающийся со скоростью роста максимального дефекта на верхней половине трубы, и второй - максимальный дефект на верхней половине трубы до ее поворота, развивающийся со скоростью роста максимального дефекта на нижней половине трубы. Из двух вариантов принимают тот, который имеет минимальное значение. Технический результат: снижение расхода труб и ручного труда за счет учета зависимости интенсивности коррозии от часовых координат поперечного сечения трубы, повышение механизации обработки коррелированных участков. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Способ ремонта трубопровода // 2493472

Изобретение относится к ремонту магистральных трубопроводов без остановки транспорта газа, в частности к ремонту участков трубопроводов, расположенных в вогнутых складках рельефа местности (овраги, балки), где выявлено несоответствие профиля сваренной нитки трубопровода продольному профилю дна траншеи и наличие поперечно ориентированных дефектов. Участок трубопровода в овраге с поперечно ориентированными дефектами вскрывают до 4,5-5 (7-7,5) часов поперечного сечения трубы в часовых координатах. По мере подъема на сечениях, имеющих поперечно-ориентированные дефекты, делают подкопы. Очищают трубопровод от изоляции, проводят идентификацию дефектов. Дефекты ремонтируют контролируемой шлифовкой, оценивают остаточный ресурс. При остаточном ресурсе более 15 лет трубопровод в местах ремонта изолируют, в зону подкопа на середину участка отрыва трубопровода от ложа устанавливают пневматический домкрат и создают подъемное усилие, после чего пространство между нижней образующей трубопровода и ложем из уплотненного грунта заполняют песком, например речным. По мере образования перемычек из песчаных прослоек зоны подкопов также заполняют песком, после чего отремонтированный участок трубопровода засыпают грунтом из отвала. Технический результат: снижение вероятности образования поперечного коррозионного растрескивания под напряжением (КРН). 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ прокладки подземного трубопровода // 2494302

Изобретение относится к строительству подземных трубопроводов и может быть использовано на участках сплошного и прерывистого распространения многолетнемерзлых грунтов (ММГ), просадочных при оттаивании. Способ прокладки подземного трубопровода на участках просадочных при оттаивании ММГ заключается в разработке траншеи и укладке в нее трубопровода с последующей засыпкой. Формирование профиля допустимого изгиба осуществляют путем отсыпки на поверхности и по длине трубопровода грунтовых призм с расстоянием не более балочного пролета, высотой, определяемой расчетом и увеличивающейся в направлении от устойчивых или малопросадочных грунтов к просадочным, причем призмы располагают по обеим сторонам от трубопровода над ореолом оттаивания с расстоянием между ними не более наружного диаметра, которые за счет осадки погружаются по мере растепления грунта, уплотняют грунт и исключают дальнейшую осадку трубопровода. Призмы имеют длину поверху не менее 3 метров, ширину 1,5 наружных диаметра трубопровода, но не менее 1,5 метров, и откосы, в зависимости от свойств отсыпаемого грунта, но не менее 1:1,25. Технический результат: повышение эксплуатационной надежности трубопровода. 4 ил.

Утяжелитель охватывающий для трубопровода // 2494303

Изобретение относится к строительству, в частности к балластировке расположенных в траншеях трубопроводов, в том числе и в обводненных грунтах, а также при прокладке через водные преграды. Утяжелитель охватывающий для трубопровода содержит два бетонных блока, располагаемых при монтаже противоположно относительно продольной оси трубопровода и соединяемых на двух уровнях расчетной длины силовыми поясами в количестве от 3 до 6. Каждый блок выполнен в виде призмы с основаниями в виде неправильного пятиугольника, имеющей грань, прилегающую к трубопроводу, перпендикулярную ей верхнюю грань, грань, параллельную грани, прилегающей к трубопроводу, нижнюю грань, перпендикулярную грани, прилегающей к трубопроводу, и грань под углом 25-30 градусов к нижней грани. Нижняя точка утяжелителя охватывающего после установки его на трубопроводе выше нижней образующей трубопровода, верхняя его точка - ниже верха трубопровода, а центр тяжести утяжелителя находится ниже продольной оси трубопровода. Блоки снабжены двумя монтажными и двумя технологическими петлями и от 3 до 6 элементами крепления силовых поясов, при этом длина последних выбрана соответственно для верхних и нижних поясов из условия Lв=1,6-1,65 D и Lн=1,9-1,95D, где D - диаметр трубопровода. Технический результат состоит в обеспечении высокой надежности и долговечности утяжелителя, снижении трудоемкости производства блоков, повышении темпов производства монтажных работ. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Направляющее устройство для поддерживания подводного трубопровода, укладочная рампа, содержащая такое направляющее устройство, укладочное судно, снабженное такой укладочной рампой, и способ управления рампой для укладки подводного трубопровода // 2496044

Группа изобретений относится к строительству подводных трубопроводов, а также к устройствам для управления укладкой трубопровода с судна. Направляющее устройство (35) для поддерживания подводного трубопровода (2) вдоль направления (Р1) подачи по мере того, как он укладывается, смонтировано к укладочной рампе (6) и имеет салазки (36), вмещающие трубопровод (2); раму (37), прикрепленную к укладочной рампе (6); и распорный механизм (38), расположенный между рамой (37) и салазками (36) для выборочного регулирования расстояния между салазками (36) и рамой (37) и имеющий гаситель (66) колебаний, присоединенный к салазкам (36). 4 н. и 27 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ прокладки трубопроводов в сейсмических районах // 2498140

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Способ включает разработку прямоугольной траншеи шириной около двух диаметров трубопровода, прокладку трубопровода с его опиранием на упругопластичные элементы с использованием дополнительного защитного устройства трубопровода, с последующей засыпкой траншеи. Уложенный на плоские упругопластичные элементы трубопровод сверху накрывают прогнутыми вверх стальными листами, размещенными с зазорами над трубопроводом и с приваренными к их нижним частям вертикальными листами, высота которых принята с учетом превышения их верхних кромок над верхними кромками прогнутых вверх стальных листов, с опиранием отогнутых в сторону трубопровода нижних кромок вертикальных листов, размещенных у боковых стенок траншеи, на дно траншеи. Ширину упругопластичных элементов принимают с учетом контакта их боковых кромок с отогнутыми кромками вертикальных листов. К верхним частям листов приваривают петли с возможностью их захвата при выполнении ремонтных операций на трубопроводе. Технический результат: упрощение прокладки и ремонта трубопровода, повышение надежности при его эксплуатации. 1 ил.

Способ ремонта оголенных участков подводного трубопровода // 2498141

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Способ ремонта оголенных участков подводного трубопровода с провисом включает формирование искусственной донной поверхности на месте размыва трубопровода с укладкой на дно размытого участка сплошного ковра ячеистой структуры, размещение на ковре и над трубопроводом сыпучего инертного материала, например гравия, с его фиксацией над трубопроводом при толщине слоя материала 1 м. Ковер выполняют с закреплением на его концах жестких поперечных стальных балок с их размещением по всей ширине ковра, с закреплением на балках по всей их длине петель. После размещения на ковре гравия оба конца ковра смещают с помощью канатных лебедок одновременно вверх и навстречу друг другу с обеспечением перераспределения гравия и его размещением под и над трубопроводом, до размещения концов ковра над трубопроводом при минимальном расстоянии между концами ковра. Закрепленные на концах ковра петли соединяют между собой круглозвенными цепями с закрепленными на их концах крюками. Объем гравия равен при толщине слоя 1 м V=π(D+1)L, где V - объем инертного материала (гравия), м3, D - диаметр трубопровода, м, L - длина оголенного участка трубопровода, м. Технический результат: уменьшение затрат, сокращение времени проведения и снижение трудоемкости ремонта оголенных участков подводного трубопровода. 2 ил.

Способ сооружения длинного трубопровода // 2499175

Изобретение относится к способу сооружения длинного трубопровода. Передвижное устройство размещают в первой позиции на пути пролегания сооружаемого трубопровода и изготавливают отдельный отрезок трубопровода в направлении сооружаемого трубопровода. Затем изготавливают второй отдельный отрезок трубопровода в противоположном направлении. Передвижное устройство перемещают для производства трубопровода на вторую позицию на пути пролегания сооружаемого длинного трубопровода, изготавливают третий отдельный отрезок трубопровода в направлении прохождения указанного трубопровода и четвертый отдельный отрезок трубопровода в противоположном направлении. По усмотрению, перемещают передвижное устройство в следующую позицию на пути пролегания сооружаемого трубопровода, изготавливают следующие отдельные отрезки трубопровода в направлении прохождения сооружаемого протяженного трубопровода и в противоположном направлении. По усмотрению, повторяют этот процесс один или более следующих раз. Затем соединяют все изготовленные отдельные отрезки трубопровода. Изобретение относится также к трубопроводам, изготовленным в соответствии со способом, описанным выше, и к использованию трубопроводов для транспортирования газа и/или жидкостей, сырой нефти, природного газа. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ ремонта надземного (балочного) перехода трубопровода // 2499176

Изобретение относится к ремонту линейной части магистральных трубопроводов, в частности к ремонту надземных (балочных) переходов, пересекающих временные (постоянные) водотоки переводом их в подземный вариант. До начала ремонтных работ ниже по течению сооружают технологическую запруду с возможностью поддержания уровня воды у средней образующей трубопровода для поддержания ремонтируемого трубопровода на плаву в горизонтальном положении. Затем удаляют грунт из-под трубопровода, при этом напряжения в трубопроводе поддерживаются близкими к нулю за счет поддержания уровня воды и трубопровода на плаву. В процессе ремонтных работ проводится контрольная проверка точности исполнения расчетного профиля его измерением, при необходимости проводятся работы по удалению грунта или его подсыпке. Подсадку на расчетные отметки проводят за счет понижения и полного удаления воды из траншеи, постепенным демонтажем технологической запруды, расположенной ниже по течению. При этом напряжения в трубопроводе, в процессе ремонтных работ, изменяются от исходной величины до нуля и от нуля до расчетной величины, которая, в свою очередь, ниже исходной. 2 ил.

Устройство для соединения труб // 2499939

Изобретение относится к устройствам, применяемым при строительстве подводных трубопроводов, и может быть использовано для соединения конца первого трубопровода (22) с раструбным концом трубы (3), поддерживаемой подводной конструкцией (1). Подводная конструкция (1) содержит, по меньшей мере, два направляющих элемента (11, 12). Первый трубопровод (22) имеет первое анкерное средство (28). Раструбный конец трубы (3) имеет второе анкерное средство (4). Устройство содержит приводной инструмент (60) для соединения трубопроводов, приемную часть (32), две отходящие от приемной части (32) направляющие и регулировочные секции (34, 35), привод (40). Приемная часть (32) имеет U-образный профиль с прорезью (33) для взаимодействия с первым анкерным средством (28) и поддерживает, с возможностью скользящего перемещения, конец первого трубопровода (22). Концы направляющих и регулировочных секций (34, 35) снабжены присоединительными частями (36, 37), сопрягающимися с направляющими элементами (11, 12). Привод (40) имеет первое и второе крепежные средства (42, 44) для сопряжения со вторым и первым анкерными средствами (4, 28). Технический результат: уменьшение количества деталей и упрощение функционирования. 12 з.п. ф-лы, 12 ил.