Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола

Авторы патента:

Краснолудский Андрей Викторович (RU)

Краснолудский Николай Викторович (RU)

E02F5/18 - горизонтально расположенных выработок

Владельцы патента RU 2477772:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, и может найти применение для устройства скрытых переходов при строительстве трубопроводов, подземных кабельных линий связи и электропередач. Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола содержит полый рабочий наконечник конической формы, вибратор круговых колебаний которого выполнен в виде электродвигателя с полым валом, статор которого закреплен в рабочем наконечнике, а стержень установлен внутри полого вала, имеющего смещенный центр тяжести относительно оси вращения, при этом стержень неподвижно закреплен на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода. Устройство поворота выполнено в виде крышки с отверстием, обкатывающейся по смещенным поверхностям вращающегося и поступательно движущегося вдоль продольной оси стержня эксцентрика. Повышается точность прокладки трубопроводов. 3 ил.

Известно устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный через шарнир и опору вращения с стержнем, закрепленным в опорах вращения на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, привод вибратора, установленный в прокладываемом трубопроводе и соединенный с стержнем, вибратор круговых колебаний, выполненный в виде катка, опирающегося на внутреннюю поверхность полого рабочего наконечника, водило, соединяющее ось катка со стержнем, и подающий механизм [1].

Наиболее близким к предполагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный через шарнир и опору вращения с стержнем, закрепленным на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, вибратор круговых колебаний, установленный внутри полого рабочего наконечника; вибратор круговых колебаний выполнен в виде электродвигателя с полым валом, статор которого закреплен в рабочем наконечнике, а стержень установлен внутри полого вала, имеющего смещенный центр тяжести относительно оси вращения, при этом стержень неподвижно закреплен на фланце, и подающий механизм [2].

Недостатком известного устройства является невозможность изменения направления прокола при бестраншейной прокладке трубопроводов.

Задача изобретения - повышение точности прокладки трубопроводов.

Для достижения поставленной задачи на фланце неподвижно закреплен стержень, по которому, вращаясь, поступательно перемещается эксцентрик, состоящий из двух смещенных цилиндрических поверхностей с плавным переходом между ними.

На фиг.1 представлено устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - разрез головной части устройства.

Устройство для бестраншейной прокладки трубопровода методом прокола содержит прокладываемый трубопровод 1, на переднем по направлению прокола конце которого неподвижно закреплен фланец 2, на котором неподвижно установлен стержень 3. На стержне 3 установлена шаровая опора 4, на которую опирается полый рабочий наконечник конической формы 5. Внутри полого рабочего наконечника 5 установлен электродвигатель-вибратор круговых колебаний 6, статор которого закреплен в наконечнике. В подшипниковых узлах электродвигателя-вибратора 6 вращается ротор 7, являющийся полым валом со сквозным отверстием 8 и смещенным центром тяжести относительно своей оси вращения и выполняющий функцию дебаланса. Сквозное отверстие 8 служит для размещения стержня 3. Уплотнение 12 предохраняет от попадания грунта внутрь рабочего наконечника 5. На фланце 2 закрепляется привод 13, который через механическую передачу 14 связан с эксцентриком 15, который, вращаясь, перемещается по резьбе вдоль стержня 3. Крышка 16 с отверстием обкатывается по наружной поверхности эксцентрика 15 при работе электродвигателя-вибратора 6.

Подающий механизм состоит из направляющей рамы 20 с горизонтальными 18 и вертикальными 19 направляющими катками, подвижной 21 и неподвижной 22 траверсами, каната 23 и тяговой лебедки 24. Питание электродвигателя - вибратора 6 осуществляется через неподвижный кабель 10, проходящий внутри стержня 3, щеточный узел 9, закрепляемый на стержне 3 и подвижный кабель 11. Питание привода 13 механизма поворота осуществляется с помощью кабеля 17.

Для осуществления прокола включаются тяговая лебедка 24 и электродвигатель-вибратор 6, внутри которого начинает вращаться в подшипниковых узлах ротор-дебаланс 7. Возникающая при вращении ротора-дебаланса возмущающая сила через опоры вращения передается рабочему наконечнику 5, который вместе с дебалансом совершает круговые колебания с частотой, соответствующей частоте вращения ротора-дебаланса 7, перпендикулярные направлению проходки. Центр колебаний рабочего наконечника 5, т.е. точка, в которой амплитуда колебаний равна нулю, совпадает с шаровой опорой 4. С удалением от нее амплитуда возрастает и достигает максимума на его цилиндрической части. Рабочий наконечник 5, обкатываясь по поверхности скважины, вызывает колебания грунта в радиальном направлении, что способствует уменьшению сил трения и сцепления в нем и, как следствие этого, уменьшению сопротивления и увеличению скорости прокладки трубопровода 1.

Вращение эксцентрика 15 под контролем системы управления осуществляется за счет привода 13 с функцией самоторможения через механическую передачу 14, что обеспечивает осевое перемещение эксцентрика с внутренней резьбой по наружной резьбовой части стержня 3. Наружная поверхность эксцентрика 15 состоит из трех основных поверхностей необходимой длины, контактирующих при изменении его положения с отверстием крышки 16, при этом цилиндрическая поверхность А обеспечивает нулевой угол поворота наконечника относительно шаровой опоры 4; поверхность Б соответствует максимальному углу поворота относительно оси прокладываемого трубопровода 1 (см. фиг.3); поверхность В обеспечивает плавный переход от поверхности А к Б с промежуточными значениями угла поворота. Длина поверхности Б подбирается таким образом, чтобы при вращении и осевом перемещении эксцентрика 15 обеспечивался необходимый угол поворота вибрирующего наконечника в вертикальной и горизонтальной плоскостях с возможностью промежуточных положений.

Применение устройства позволит не только повысить точность бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, но и с учетом значительного снижения усилия прокола, за счет конструкции вибронаконечника, позволяет осуществлять бестраншейную прокладку трубопроводов способом прокола с заданным криволинейным направлением.

Источники информации

1. Патент 2190728. Российская Федерация, MПК E02F 5/18. Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола. Ромакин Н.Е., Ромакин Д.Н., Земсков В.М.; заявитель и патентообладатель Институт техники, технологии и управления СГТУ (RU); заявл. 05.03.01; опубл. 10.10.02, Бюл. №28.

2. Патент 2373337. Российская Федерация, МПК E02F 5/18. Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола. Краснолудский А.В., Краснолудский Н.В.; заявитель и патентообладатель СГТУ (RU); заявл. 23.03.08; опубл. 20.11.09, Бюл. №32.

Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, вибратор круговых колебаний которого выполнен в виде электродвигателя с полым валом, статор которого закреплен в рабочем наконечнике, а стержень установлен внутри полого вала, имеющего смещенный центр тяжести относительно оси вращения, при этом стержень неподвижно закреплен на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, отличающийся тем, что устройство поворота выполнено в виде крышки с отверстием, обкатывающейся по смещенным поверхностям вращающегося и поступательно движущегося вдоль продольной оси стержня эксцентрика.

Изобретение относится к области строительной техники, в частности к устройствам для бестраншейной прокладки инженерных коммуникаций в стесненных городских условиях, а также может быть использовано при строительстве подземных коммуникаций под железными и автомобильными дорогами, аэродромами, зданиями, водными препятствиями.

Комбинированное пневмоимпульсное устройство // 2468204

Изобретение относится к устройствам разупрочнения массива горных пород, а также может быть использовано для пробивания отверстий в массиве. .

Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола // 2464383

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола, и может найти применение для устройства скрытых переходов при прокладке трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач.

Устройство для задавливания труб в грунт // 2462641

Изобретение относится к области бестраншейной прокладки трубопроводов методом задавливания. .

Способ бестраншейной прокладки трубопроводов в грунте // 2460851

Изобретение относится к строительству, используется для прокладки в грунте трубопроводов различного назначения. .

Устройство для бестраншейной замены трубопроводов // 2457386

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

Устройство для бестраншейной замены трубопроводов // 2453754

Раскатчик для устройства набивных свай // 2447235

Изобретение относится к строительной технике, а именно к раскатчикам для устройства набивных свай. .

Способ сооружения горизонтальной дренажной скважины в неустойчивых подвижных горных породах и буровой снаряд для его осуществления // 2435925

Изобретение относится к горному делу и, в частности, к бурению глубоких горизонтальных дренажных скважин в наиболее сложных геологических условиях, например в неустойчивых горных породах - в песчаных водоносных горизонтах, в плывунах и в текучих мелах.

Сборная конструкция для протаскивания трубопроводов в скважинах, выполненных методом горизонтально направленного бурения в неустойчивых грунтах // 2428544

Изобретение относится к области горизонтально-направленного бурения, в частности к конструкциям для протаскивания трубопроводов в скважинах, выполненных методом горизонтально-направленного бурения в неустойчивых грунтах.

Устройство для образования скважин в грунте способом прокола // 2487215

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки скрытых переходов для прокладки трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач, а также образованию скважин под набивные сваи при возведении фундаментов под здания и сооружения

Устройство для изменения траектории скважины // 2491391

Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к технике для направленного горизонтального бурения скважин заданной траектории в грунте, применяется при прокладке и ремонте подземных коммуникаций

Способ образования скважин в грунте для бестраншейной прокладки коммуникаций (варианты) // 2495198

Изобретение относится к горному делу и строительству - к технологии направленного горизонтального бурения скважин в грунте, применяется при бестраншейной прокладке и ремонте подземных коммуникаций. Способ по первому варианту включает образование пионерной скважины по проектной оси прокладываемой коммуникации, расширение пионерной скважины до проектного диаметра разрушением грунта с помощью рабочего органа, соединенного с буровой штангой, и транспортировку продуктов разрушения посредством трубопровода, соединенного со свободным концом рабочего органа при вращении последнего вокруг продольной оси, для чего создают на открытом конце трубопровода давление ниже атмосферного с помощью вакуумобразующего устройства. Способ по второму варианту отличается от способа по первому варианту тем, что транспортировку продуктов разрушения осуществляют посредством буровой штанги. Повышается эффективность рабочего процесса за счет использования технологического оборудования, принцип действия которого обеспечивает рациональное использование установленной мощности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Установка для бестраншейной прокладки и замены трубопроводов // 2496946

Изобретение относится к строительной технике - к бестраншейной прокладке трубопроводов под препятствиями, используется при строительстве подземных коммуникаций под железными и автомобильными дорогами и т.п. объектами, под которыми невозможно или экономически нецелесообразно проведение работ открытым способом. Установка включает раму, каретку с размещенным на ней блоком управления с технологическим переходником, гидроцилиндр, соединенный корпусом с рамой, а штоком с кареткой, при этом рама имеет направляющие для роликов каретки. Рама составлена из рамы каретки и рамы гидроцилиндра, соединенных между собой. Достигается повышение надежности работы и сокращение времени монтажа-демонтажа установки за счет уменьшения количества собираемых узлов, увеличение объема рабочего пространства в колодце и повышение производительности выполняемых работ за счет размещения гидроцилиндра с большей, чем у прототипа, длиной штока за пределами колодца, а при необходимости увеличения силовых характеристик - за счет возможности использования более габаритного гидроцилиндра. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ прокладки магистрального трубопровода через дорогу // 2498142

Изобретение относится к строительству трубопроводов. Способ включает проходку траншеи и размещение в ней защитного кожуха с последующим размещением в нем трубопровода. До проходки траншеи перед автомобильной или железной дорогой размещают защитный кожух с размещением в нем с возможностью вращения шнека со съемным режущим элементом на его торцевой части, обращенной в сторону дороги. Диаметр режущего элемента принят равным внешнему диаметру защитного кожуха. Длину шнека принимают больше длины защитного кожуха, с выступающей частью шнека в сторону от дороги. Вал шнека выполняют кинематически связанным с приводом его вращения, размещенным на салазках, на верхней части которых закреплен направленный в сторону защитного кожуха и размещенный с зазором над шнеком полукруглый выступ, конец которого и конец защитного кожуха выполнены с фланцами с возможностью их соединения с помощью болтов. Салазки размещают с возможностью их фиксации относительно передвижного механизма с помощью закрепленного на его раме П-образного кронштейна с его упором в заднюю торцевую часть салазок и их охвата с обеих сторон. После этого включают привод шнека и с помощью передвижного механизма салазки с вращающимся шнеком и соединенный с полукруглым выступом салазок защитный кожух смещают в сторону дороги с внедрением защитного кожуха в грунт до полного размещения защитного кожуха под дорогой. Далее с торцевой части шнека удаляют режущий элемент и болты, связывающие фланцы защитного кожуха и полукруглого выступа салазок. Затем с помощью передвижного механизма из кожуха извлекают шнек, а в защитном кожухе размещают участок магистрального трубопровода. Отличительные признаки изобретения исключают возможность нарушения качества опорных элементов автомобильной или железной дорог в зоне прокладки подземного трубопровода через дорогу, а также обеспечивают уменьшение трудоемкости и временных затрат при прокладке трубопровода через дорогу. 5 ил.

Устройство для бестраншейной замены трубопровода // 2500946

Изобретение относится к устройствам для бестраншейной замены трубопроводов при ремонте и реконструкции подземных инженерных коммуникаций. Устройство содержит труборазрушающий рабочий орган с двумя дисковыми ножами, расширитель для увеличения диаметра скважины, приспособление для крепления нового пластмассового трубопровода и тяговый элемент в виде троса с установленными на нем элементами. Каждый элемент, установленный на тросе, выполнен в виде съемной втулки с тремя равноудаленными радиально ориентированными цилиндрическими стержнями, в каждом из которых с возможностью фиксированного радиального перемещения установлена вилка с шариком. На всю длину съемной втулки между соседними цилиндрическими стержнями выполнен радиальный паз, посредине которого в резьбовое отверстие вставлен фиксирующий винт. Труборазрушающий рабочий орган выполнен в виде сборного двухсекционного каркаса, центр заднего торца которого имеет сферический паз. Расширитель выполнен в виде сборного двухсекционного усеченного конуса, центры обоих торцов которого имеют сферические пазы. Задний торец труборазрушающего рабочего органа и передний торец расширителя соединены посредством шарнирного соединения, состоящего из шпильки, на оба конца которой посредством резьбы установлены шары. Задний торец расширителя и приспособление для крепления нового пластмассового трубопровода соединены с помощью шарнирного соединения, состоящего из дополнительной шпильки, на один конец которой посредством резьбы установлен шар, вставленный в сферический паз заднего торца расширителя, а другой конец дополнительной шпильки установлен в осевое отверстие приспособления для крепления нового трубопровода и зафиксирован гайкой. Технический результат: повышение надежности шарнирных соединений и тягового элемента при прохождении криволинейных участков трубопроводов. 9 ил.

Способ бестраншейной прокладки труб в грунте // 2501913

Изобретение относится к горной и строительной технике и может быть использовано при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Способ включает погружение трубы в грунт открытым концом, формирование в ней грунтового керна и удаление его из трубы подаваемой текучей средой путем отрыва и выдавливания по частям. Подачу текучей среды в грунтовый керн осуществляют с внешней стороны погружаемой трубы, используя канал связи между трубопроводом для подачи текучей среды и внутренней полостью погружаемой трубы. Техническая задача - повышение эффективности за счет надежности удаления грунтового керна путем создания условий для сохранения целостности отрываемой части грунтового керна. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ бестраншейной прокладки пучка труб в грунте // 2502848

Изобретение относится к технологии строительных работ и может быть использовано для бестраншейной прокладки пучка труб при сооружении тупиковых горизонтальных скважин или в стесненных городских условиях. Способ включает образование пионерной скважины по проектной оси прокладываемого пучка труб между рабочим и приемным котлованами и одновременную прокладку в ней буровой штанги, которую соединяют с рабочим органом, последующее расширение пионерной скважины до проектного диаметра разрушением грунта с помощью рабочего органа, одновременную транспортировку продуктов разрушения с помощью очистного агента в пространство между расширенной пионерной скважиной и пучком труб и прокладку в расширенной пионерной скважине пучка труб. Достигается повышение надежности прокладки пучка труб без осложнений, связанных с провалами поверхности над скважиной. 3 ил.

Способ сооружения скважины // 2515647

Изобретение относится к горной и строительной технике, применяется при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Способ заключается в бурении скважины породоразрушающим инструментом забойного снаряда, соединенного с двойной бурильной колонной, с непрерывным удалением шлама от забоя скважины и транспортировкой шлама потоком отработанного рабочего тела под давлением по центральному каналу двойной бурильной колонны. Для бурения скважины используют двойную бурильную колонну, образованную невращающейся наружной трубой и размещенной в ней буровой штангой, передающей крутящий момент и осевое усилие на забойный снаряд с породоразрушающим инструментом. Одновременно с бурением скважины осуществляют затяжку в нее указанной наружной трубы, которую после завершения бурения оставляют в скважине в качестве обсадной трубы. Центральным каналом двойной бурильной колонны является канал буровой штанги. Технические задачи - повышение эффективности способа за счет совмещения процессов бурения и обсаживания скважины, увеличение надежности и расширение области применения способа за счет одновременной затяжки обсадной трубы, а также снижение массы и стоимости комплекта оборудования за счет применения наружной трубы двойной бурильной колонны из неметаллического материала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ бестраншейной прокладки труб в грунте // 2516630

Изобретение относится к горной и строительной технике и может быть использовано при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Способ заключается в погружении трубы в грунт, формировании грунтового керна в забойной части погружаемой трубы, его транспортировке по грунтопроводу порциями давлением воздуха, поступающего по затрубному пространству, отсечении порций грунтового керна и образовании камеры перед порцией грунтового керна путем смещения грунтопровода по оси погружения. В качестве грунтопровода используют погружаемую трубу, которую смещают по оси погружения статической силой. Транспортировку порций грунтового керна осуществляют путем создания вакуума на наружном конце погружаемой трубы. Технический результат: уменьшение энергоемкости процесса погружения трубы за счет снижения лобового сопротивления погружаемой трубы, повышение надежности отрыва и удаления порций грунтового керна из погружаемой трубы за счет смещения ее по оси скважины от забоя и уменьшение затрат за счет применения вакуума вместо избыточного давления. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.