Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ , содержащее трубу-патрон, рабочий орган, в полости которого размещен грунтопровод , и трубопровод для подачи рабочей среды, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости отрыпа и транспортирования керна, устройство снабжено турбиной, на валу которой расположены трубки, ориентированные перпендикулярно ему, которые сообщены с полостью трубы-патрона, при этом часть вала выполнена полой и сообщена с трубопроводом для подачи рабочей среды. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трубопровод для подачи рабочей среды расположен в грунтоводе, а турбина размещена в полости указанного трубопровода. 3.Устройство по п п. 1 и 2, отличающееся тем, что трубки размещены за нерабочим торцом рабочего органа. f™ . 00 4:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„,105 а 134

Е 02 F 5/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3473756/29-03 (22) 18.08,82, (46) 30.10.83. Бюл. № 40 (72) A. И. Плугин, В. И. Минаев, В. М. Циферов, М. И. Циферов, В. Л. Березин и М. Ю. Кузнецов (71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. акад. И. M. Губкина (53) 621.643.2:624.13 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 569178, кл. Е 02 F 5/18, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 876879, кл. Е 02 F 5/18, 1980 (прототип) (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ, содержашее трубу-патрон, рабочий орган, в полости которого размещен грунтопровод, и трубопровод для подачи рабочей среды, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости отрыва и транспортирования керна, устройство снабжено турбиной, на валу которой расположены трубки, ориентированные перпендикулярно ему, которые сообщены с полостью трубы-патрона, при этом часть вала выяолнена полой и сообшена с трубопроводом для подачи рабочей среды.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что трубопровод для подачи рабочей среды расположен в грунтоводе, а турбина размешена в полости указанного трубопровода.

3. Устройство по и и. 1 и 2, отличающееся тем, что трубки размешены за нерабочим торцом рабочего органа.

1051184

Недостатком известного устройства является незначительная его эффективность при осуществлении операций образования, отрыва и транспортировки грунтового керна, а также невозможность дальнейшего совершенствования способа по пути интен- 40 сификации пропесса образования выработки для прокладки трубопровода ввиду того, что керн, образовавшийся в трубе-патроне при ее внедрении в грунт, выталкивают из ее полости усилием газового потока и это

45 усилие должно быть значительным по мощности, для развития которого необходимо использовать мощные уникальные компрессоры, что приводит к значительной стоимости процесса прокладки трубопровода. При использовании же серийного обычного комп- 50 рессорного оборудования производительность устройства низка ввиду того, что объем и масса образуемого и транспортируемого керна незначительны и приходится производить частые межоперационные нерациональные циклы, связанные с необхо- 55 димостью вести процесс частными короткими проходками.

Изобретение относится к строительству подземных линий коммуникаций и может быть использовано для бестраншейной прокладки трубопроводов при строительстве газовых .и нефтяных магистралей.

Известно устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов, содержащее цилиндрический корпус, передняя стенка которого является коническим калибрующим рас ширителем, соединенным с полым лидером, имеющим рабочий наконечник. В корпусе размещен пневмоударный привод для внедрения лидера в грунт, а вокруг лидера имеется взрывная камера для уплотнения грунта и образования расширения для продвижения корпуса путем заполнения камеры взрывчатой топливной смесью и подрыва ее (! ).

Недостатком данного устройства является сложность его конструкции и эксплуатации ввиду наличия двух разнородных энергетических приводов. Работа взрывной.камеры не гарантирует равномерное расширение грунта из-за неконтролируемого процесса взрыва, кроме того,от взрывов разрушается корпус и лидер устройства, что приводит к частым периодическим заменам частей, разрушаемых взрывами. Использование данного устройства связано с необходимостью соблюдения особых правил безопасности, сужающих сферу возможного его применения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для бестраншейной прокладки трубопровода, содержащее трубупатрон, рабочий орган, в полости которого размещен грунтопровод, и трубопровод для подачи рабочей среды (2).

Цель изобретения — повышение скорости отрыва и транспортирование керна.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов, содержащИе трубу-патрон, рабочий орган, в полости которого размещен грунтопровод, и трубопровод для подачи рабочей среды, снабжено турбиной, на валу которой расположены трубки, ориентированные перпендикулярно ему, которые сообщены с полостью трубы-патрона, при этом часть вала выполнена полой и сообщена с трубопроводом для подачи рабочей среды.

Кроме того, трубопровод для подачи рабочей среды может быть расположен в грунтоводе, а турбина расположена в полости указанного трубопровода.

При этом трубки могут быть размещены за нерабочим торцом рабочего органа.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид с разрезом по продольной оси; на фиг. 2 — работа устройства при образовании керна; на фиг. 3 — то же, при отрыве и транспортировке керна.

Устройство содержит трубу-патрон 1 с желонкой 2 для образования керна, в которой размещен грунтопровод 3 в виде трубы, с закрепленным на его конце рабочим наконечником 4 для пробивания отверстия в грунте. В полости желонки 2 расположена ту.рбина 5 с пустотелым валом 6, на торце которого закреплены трубки 7 перпендикулярно его оси, а против трубок 7 в рабочем наконечнике 4 выполнены отверстия 8 для истечения через них рабочей среды, выбрасываемой из трубок 7, поступающей по полому валу 9 через отверстия 10, выполненные в стенках полого вала. Турбина 5 размещена в полости трубопровода 11, предназначенной для подачи рабочей среды, например сжатого воздуха, к трубкам 7 через патрубок 12 от компрессора (не показан).

В полости грунтопровода 3 труба 11 установлена с зазором 13 для транспортирования по этому зазору грунтовой пульпы, которая далее отводится по трубопроводу 14, соединенной с полостью грунтопровода посред ством клапана 15. Для фиксирования грунтопровода в трубе-патроне i на ее станках установлены поворотные фиксаторы 16.

Снабжение устройства турбиной 5 повышает эффективность устройства за счет того, что рабочая среда, проходя по полости трубы ll, взаимодействует с турбиной 5, раскручивает ее вал 6 и трубки 7, далее рабочая среда (например, сжатый воздух) поступает через отверстия 10 в трубки 7, из которых под действием давления, а также под действием созданной турбиной 5 центробежной силы, выбрасывается из трубок 7 и равномерно обрабатывает зону забоя, таким образом, турбина 5 играет решающую роль в разработке грунта на забое и пред1051184

3 назначена для вращения трубок 7, создания выгодных условий за счет центробежной силы и эжекции для подачи рабочей среды на забой, при этом полый вал 6 турбины 5 способствует получению такого эффекта, так как не препятствует свободному исте5 чению рабочей среды из полости трубы 11 на забой через трубки 7. Установка трубок 7 перпендикулярно оси вала способствует получению более короткого пути для истекающих из них струй до забоя и приложения 10 всей энергии этих струй к забою.

Трубки 7 закреплены с тыльной стороны рабочего наконечника 4 для предохранения их от механического воздействия грунта при внедрении наконечника.

Расположение турбины 5 в полости тру15 бы 11, предназначенной для подачи рабочей среды к трубкам 7, является наиболее целесообразным, так как это устраняет потери рабочей среды и совмещает путь подачи среды на забой.

Устройство . предназначено для образования керна 17 за счет разрушения забоя

18 и для транспортирования с предварительным отрывом керна путем создания давления в зоне 19 забоя за счет подачи рабочей среды. 25

Работа устройства для бестраншейной прокладки трубопровода осуществляется следующим образом. Устройство внедряется в грунт (фиг. 2), например, с помощью гидродомкратов (не показано ввиду тривиаль30 ности этой операции), при этом в полости трубы-патрона 1 образуется керн 17, затем через патрубок 12 в полость трубы 11 подается под давлением рабочая среда, например сжатый воздух, которая раскручивает турбину 5 с трубками 7, далее, пройдя через отверстия 10 под действием давления и особенно под действием центробежных сил, образуемых при вращении трубок 7, рабочая среда в виде струй выбрасывается на забой 18, разрушая грунт и отделяя керн от массива грунта. При этом центробежная сила значительно увеличивает величину давления струй на грунт забоя. Грунтовую пульпу при этом отводят в потоке отработавшей на забой рабочей среды по зазору

13 и трубопроводу 14. При полном разрушении грунта по кольцу на забое 18 (этот процесс контролируют или расположенными в крайних точках желонки 2 перед отверстиями 8 тензодатчиками, когда струи. выбрасываемые из трубок 7, начинают воздействовать на тензодатчики или по прекращению выхода из трубопровода 14 пульпы, выходит только рабочая среда ) клапан

15 перекрывают и забой 18 герметизируют, продолжая подавать рабочую среду. Давление G в зоне забоя нарастает (фиг. 3), что приводит к отрыву керна 17, на забое образуется полость 19, в которую продолжают подавать рабочую среду и транспортируют керн из полости трубы-патрона 1. После этого процесс повторяют по описанной технологической последовательности.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает интенсификацию процесса образования и транспортировки керна за счет повышения эффекта воздействия струй рабочей жидкости центробежными силами создаваемыми турбйной и за счет отрыва и транспортировки керна усилием этой же рабочей среды.

17 фия2

1051184

Составитель О. Серегина

Редактор Н. Ковалева Техрсл И. Верес Ко р рек то р Л. П ата й

Заказ 8623/30 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, /:осква, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал Г1ПП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4