Устройство наклонного бурения для бестраншейной прокладки трубопроводов под препятствиями

 

1. УСТРОЙСТВО НАКЛОННОГО БУРЕНИЯ ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ ПОД ПРЕПЯТСТВИЯМИ , включающее основную раму с механизмом ее наклона в виде стойки с шарнирами и подвижной траверсой с центратором, кабину управления и дополнительную раму, связанную с основной рамой и якорной системой, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет улучшения стабилизации якорной системы при одновременном улучшении условий труда, оно снабжено приспособле : 5 1/0 нием для автоматического управления наклоном основной рамы, при этом якорная система связана с дополнительной рамой жестко, а последняя связана с основной рамой посредством шарниров и стойки механизма наклона основной рамы с укрепленными на ней направляющими ползунами , соединенными шарнирно с основной рамой. 2.Устройство по п. I, отличающееся тем, что приспособление для автоматического управления наклоном основной рамы выполнено в виде копира и щупа с концевыми выключателями, при этом копир закреплен на дополнительной раме, а щуп установлен на подвижной траверсе с возможностью взаимодействия с копиром. 3.Устройство по п. I, отличающееся тем, что центратор выполнен с упорным выступом и укреплен на подвижной траверсе посредством шарниров с возможностью поворота в вертикальной плоскости, при этом щарниры установлены перед упорным вы ступом. 4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кабина управления размещена на дополнительной раме перед якорной системой и щарнирами, которыми связаны дополнительная и основная рамы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1)4 Е02F5 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3881305/29-03 (22) 03.04.85 (46) 23.10.86. Бюл. № 39 (71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина (72) В. И. Минаев, В. Л. Березин, И. В. Никитин, О. М. Иванцов, В. В. Жаров, Н. И. Кочетков и С. П. Шкель (53) 621.643.2:624.13 (088.8) (56) Патент США № 4091631, кл. 61 — 72, 7, опублик. 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1041647, кл. Е 02 F 5/18, 1981. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО НАКЛОННОГО

БУРЕНИЯ ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ ПОД ПРЕПЯТСТВИЯМИ, включающее основную раму с механизмом ее наклона в виде стойки с шарнирами и подвижной траверсой с центратором, кабину управления и дополнительную раму, связанную с основной рамой и якорной системой, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет улучшения стабилизации якорной системы при одновременном улучшении условий труда, оно снабжено приспособлеÄÄSUÄÄ 1265265 А1 нием для автоматического управления наклоном основной рамы, при этом якорная система связана с дополнительной рамой жестко, а последняя связана с основной рамой посредством шарниров и стойки механизма наклона основной рамы с укрепленными на ней направляющими ползунами, соединенными шарнирно с основной рамой.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что приспособление для автоматического управления наклоном основной рамы выполнено в виде копира и щупа с концевыми выключателями, при этом копир закреплен на дополнительной раме, а щуп установлен на подвижной траверсе с возможностью взаимодействия с копиром.

3. Устройство по п. !, отличающееся тем, что центратор выполнен с упорным выступом и укреплен на подвижной траверсе посредством шарниров с возможностью поворота в вертикальной плоскости, при этом шарниры установлены перед упорным выступом.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кабина управления размещена на дополнительной раме перед якорной системой и шарнирами, которыми связаны дополнительная и основная рамы.!

265265

Изобретение относится к бестраншейной подземной прокладке трубопроводов, в частности к прокладкам трубопроводов под реками методом направленного бурения.

Цель изобретения -- повышение эффективности работы за счет улучшения стабилизации якорной системы при одновременном улучшении условий труда.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устрйоство, вид сбоку; на фиг. 2 — приспособление, автоматически управляющее изменением наклона основной рамы; на фи —. 3— принципиальная .схема привода нажимной траверсы, перемещаемой вдоль основной рамы.

Устройство содержит дополнительную раму 1, выкладываемую на поверхность грунта, к которой шарнирами 2 крепится сверху основная рама 3 портального типа, состоящая из двух балок и поперечины 4 с центральным отверстием, через которое проходят технологические трубопроводы 5.

На балках основной рамы 3 установлена с возможностью перемещения вдоль них подвижная траверса 6 с двумя кронштейнами 7 в. передней части. К кронштейнам 7 посредством шарниров 8 прикреплен центратор 9, выполненный в виде v,èëèíäðà с упорным выступом 10 внутри и предназначенный для удержания конца трубопровода 11 и передачи на него нажимного усилия. Для перемегцения подвижной траверсы 6 вдоль балок основной рамы 3 последняя оснащена двумя полиспастными системами 12 и 13. Первая из них предназначена для перемещения подвижной траверсы 6 вперед и приводится в действие лебедкой 14, а вторая -- для перемещения ее назад и приводится в действие лебедкой 15. Обе лебедки расположены на дополнительной раме 1 и управляются из кабины 16 управления.

Для управляемого наклона основной рамы 3 на конце дополнительной рамы 1 при помощи шарниров 17 установлена стойка !8, состоящая из двух направляющих 19 и верхней поперечины 20. На направляющих 19 нанизаны с возможностью перемещения вдоль них два ползуна 21, укрепленные при помощи шарниров 22 на поперечине

4 основной рамы 3. Для подъема и спуска ползунов 21 по направляющим 19 ползуHbl

2l соединены с верхней поперечиной 20 полиспастом 23, приводимым в действие лебедкой 24„установленной на дополнительной раме 1. Снизу к дополнительной раме 1 жестко прикреплена якорная система 25 в месте расположения шарнира 2 крепления к ней основной рамы 3.

Для удержания на весу секции трубопровода 11 на основной раме 3 установлен с возможностью перемещения вдоль нее элеватор 26, соединенный канатом 27 с подвижной траверсой 6.

На дополнительной раме 1 также в месте расположения шарнира 2 установлено при5

<о

4О

55 способление 28, автоматически управляющее изменением наклона основной рамы в процессе бурения, выполненное с возможностью взаимодействия с трубопроводом 11 на участке, расположенном ниже положения, которое занимает торец трубопровода при монтаже очередной новой секции.

Приспособление 28 может быть установлено на подвижной траверсе 6 с возможностью взаимодействия с копиром 29, расположенным параллельно заданной траектории ее движения и укрепленным на дополнительной раме 1..

Приспособление 28 может быть выполнено, например, в виде корпуса 30, внутри которого находится с возможностью перемещения вдоль него штока 31, оканчиваюгцийся с одной стороны щупом в виде ролика

32, а с другой — цилиндрическим выступом 33. На шток 31 надеты с одной стороны шайба 34, а с другой — втулка 35, в которые упираются при взаимодействии с корпусом 30 соответственно пружины 36 и 37.

В корпусе 30 установлены конечные выключатели 38 и 39 таким образом, что выключатель 38 может взаимодействовать с втулкой

35, а выключатель 39 — с цилиндрическим выступом 33 при перемещении штока 31 вниз. Элеватор 26 оборудован защелкой 40, взаимодействующей с торцом секции трубопровода 11 и предохраняющей ее от сползения вперед.

Устройство работает следующим образом.

Основную раму 3 опускают лебедкой 24 и полиспастом 23 в нижнее положение, подают на нее грузоподъемным механизмом (не показан) очередную трубную секцию для наращивания с трубопроводом 11, вставляя ее в центратор 9 до соприкосновения с упорным выступом 10 и выкладывая другим концом на элеватор 26, оборудованный защелкой 40, предохраняюгцей трубную секцию от сползания вниз при подъеме основной рамы 3. Секцию трубопровода 11 подают на основную раму 3 с комплектом секций технологических трубопроводов 5, находящихся внутри нее. После укладки секции трубопровода 11 на центратор 9 и элеватор 26 концы секций технологических трубопроводов 5, выступаюгцие из центратора 9, соединяют гибкими трубопроводами с насосными агрегатами (не показаны). Поднимают основную раму 3, соединяют секции технологических трубопроводов 5, находящиеся в нарагциваемой секции трубопровода 11, с одноименными трубопроводами, проложенными в основном трубопроводе 11, и приспускают при помощи полиспастной системы 13 и лебедки 15 подвижную траверсу 6 с элеватором 26 до соприкосновения торца трубной секции с трубопроводом 11. Центрируют и сваривают стык. Включают насосные агрегаты (не показаны) и начинают подачу по технологическим трубопроводам 5 промывочной жид1265265 кости на забой. Затем включением лебедки 14 посредством полиспастной системы

12 производят подачу трубопровода ll в образуемую скважину, одновременно стравливая лебедкой 15 тяговый канат полиспастной системы 13. Подвижная траверса 6, перемещаясь с трубопроводом 11, опускает при помощи каната 27 элеватор 26 до упора его в дополнительную раму 1, достигнув которой, элеватор 26 останавливается, пропуская мимо себя трубопровод 11. Б том случае, если трубопровод 11 сваривают из криволинейных трубных секций, движение подвижной траверсы 6 также должно осуществляться по криволинейной траектории. С этой целью включают приспособление 28, которое начинает управлять изменением наклона основной рамы 3 путем подъема или опускания ползунов 21 по направляющим 19 стойки 18 посредством лебедки 24 и полиспаста 23.

Если приспособление 28 установлено в месте расположения шарнира 2 на дополнительной раме 1, что снятие нагрузки с рычага выключателя 38 вызывает опускание вниз основной рамы 3 (лебедка 24 сматывает канат), а нажатие на рычаг выключателя 39 вызывает ее подъем (лебедка 24 наматывает канат) .

Если приспособление 28 установлено на подвижной траверсе 6 и упирается щупом 32 в копир 29, то нажатие на рычаг выключателя 38 приводит к остановке подъема основной рамы 3, а нажатие на рычаг выключателя 39 вызывает ее опускание.

При утапливании щупа 32 в корпус 30 шток

31 перемещается вниз и пружина 37, толкая за ним втулку 35, нажимает ей на рычаг выключателя 38, останавливая подъем основной рамы 3. При перемещении подвижной траверсы 6 с трубопроводом 11 в направлении проходки щуп 32, взаимодействуя с копиром 29, продолжает утапливаться в корпус 30 приспособления 28, но усилие на рычаг выключателя 38 не возрастает за счет разгрузки пружины 37. Дальнейшее перемещение щупа 32 со штоком 31 приводит к нажатию цилиндрическим выступом

33 на рычаг выключателя 39 и опусканию основной рамы 3 до того момента, пока втулка 35 не отпустит рычаг выключателя

38, так как после этого начнется подъем основной рамы 3. Таким образом производится регулировка наклона основной рамы 3 и движение подвижной траверсы 6 по необходимой криволинейной траектории, а шар5

45 нир 8 обеспечивает при помощи центратора 9 непрерывную передачу усилия на торец трубопровода 11, непараллельный передней плоскости подвижной траверсы 6.

После подхода подвижной траверсы 6 в свое крайнее переднее положение проходку прекращают и подвижную траверсу 6 перемещают в крайнее заднее положение. При этом центратор 9 освобождает торец трубопровода 11 для стыковки с новой трубной секцией, а элеватор 26 также перемещается канатом 27 в свое первоначальное положение. Гибкие трубопроводы отсоединяют от технологических трубопроводов и основную раму 3 снова опускают вниз посредством лебедки 24 и полиспаста 23 для монтажа новой трубной секции и повторения цикла проходки.

Реактивные силы грунтового сопротивления, возникающие при каждом очередном цикле внедрения трубопровода 11 в грунт, создают момент, стремящийся повернуть и выглубить якорь 25. Однако его жесткое крепление к дополнительной раме 1 и выполнение этой рамы выступающей далеко вперед якорной системы 25 с расположением на этом выступе силового оборудования в виде лебедок 14 и 15, кабины 16 управления и других агрегатов, создают восстанавливающий момент, нейтрализующий действие момента реактивных сил и стабилизирующий работу устройства.

Управляемый подъем основной рамы 3 в сочетании с конструктивным устройством подвижной траверсы 6, элеватора 26 и других элементов позволяет все монтажные и сварочные работы вести примерно на уровне дополнительной рамы 1, что облегчает труд обслуживающего персонала и делает его значительно более безопасным, позволяя при этом применять подъемный кран меньшей грузоподъемности.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными заключаются в повышении эффективности его работы за счет большей устойчивости якоря, возможности прокладки трубопровода, монтируемого из кривых трубных секций, безопасности работы обслуживающего персонала, улучшения условий труда и применимости грузоподъемных средств с малой высотой подъема и ограниченным вылетом.

Предлагаемое устройство является также более транспортабельным и может перевозиться с помощью трубовозов.

1265265 Хьюг. 3

Редактор А. Шишкина

Заказ 5630/2 !

Составитель A. ааль

Техред И. Верес Корректор А. Обручар Гираж 64 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4