Способ бестраншейной прокладки пучка труб в грунте



Способ бестраншейной прокладки пучка труб в грунте
Способ бестраншейной прокладки пучка труб в грунте
Способ бестраншейной прокладки пучка труб в грунте

 


Владельцы патента RU 2502848:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

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.

 

Техническое решение относится к технологии строительных работ и может быть использовано для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций. Предлагаемый способ эффективен при сооружении тупиковых горизонтальных скважин или в стесненных городских условиях.

Известен способ образования скважин в грунте при прокладке подземных коммуникаций под препятствием по патенту РФ №2127348, E02F 5/18, опубл. в БИ №7 за 1999 г., включающий проходку пионерной скважины по проектной оси прокладываемой коммуникации между рабочим и приемным котлованами, размещение в пионерной скважине штанги, которую соединяют с рабочим органом, перемещение рабочего органа по пионерной скважине приложением к штанге осевого усилия, расширение пионерной скважины с помощью рабочего органа до проектного диаметра разрушением грунта, транспортировку продуктов разрушения с помощью рабочего агента, который подают в зону разрушения. При разрушении грунта для расширения пионерной скважины его предварительно измельчают и направляют в грунтоприемную камеру рабочего органа, причем при измельчении грунта на него дополнительно воздействуют струями рабочего агента, а в грунтоприемной камере продукты разрушения перемешивают с рабочим агентом до образования пульпы, при этом транспортировку продуктов разрушения осуществляют с помощью расположенного в грунтоприемной камере эжекторного насоса по расположенному в образованной скважине пульпопроводу, а по мере образования скважины в нее подают тиксотропный раствор.

Недостатками данного технического решения являются низкие производительность и надежность работы. Производительность эжекторного насоса мала по определению. Струя рабочего агента увлекает за собой часть пульпы, находящейся в грунтоприемной камере. Концентрация твердой фазы, то есть грунта, в пульпопроводе неизбежно будет низкой. Следовательно, будет низкой и пропускная способность пульпопровода. Кроме того, для транспортирования определенного объема продуктов разрушения необходим большой объем рабочего агента. В местах прокладки подземных коммуникаций часто встречается неоднородный по составу грунт с включениями в виде обломков камней, кирпича, щебня и прочего строительного мусора. При попадании таких твердых нерастворимых в рабочем агенте включений внутрь грунтоприемной камеры происходит закупоривание эжекторного насоса или пульпопровода. Это приводит к аварийной остановке процесса. Если при этом подачу рабочего агента в грунтоприемную камеру не прекращают, он выходит наружу и размывает грунт, образуя каверны. Это приводит к провалу поверхности над скважиной. Кроме того, при прокладке пучка труб, площадь сечения которых меньше площади сечения образованной скважины, будут образовываться пустоты, которые впоследствии могут заполняться обрушенным грунтом в образованной скважине. Это в дальнейшем может также привести к провалу поверхности над скважиной.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ бестраншейной прокладки коммуникаций в грунте по первому варианту по патенту РФ №2344241, E02F 5/18, опубл. в БИ №2 за 2009 г., который включает образование пионерной скважины по проектной оси прокладываемой коммуникации между рабочим и приемным котлованами и одновременную прокладку в ней буровой штанги. Штангу соединяют с рабочим органом, далее расширяют пионерную скважину до проектного диаметра разрушением грунта с помощью рабочего органа и осуществляют транспортировку продуктов разрушения потоком очистного агента через трубопровод, который размещают в расширенной части скважины, соединяют с рабочим органом и вращают вместе с ним вокруг продольной оси.

Как в аналоге, если в образованную скважину прокладывать пучок труб, площадь сечения которых меньше площади сечения образованной скважины, будут образовываться пустоты, которые впоследствии могут заполняться обрушенным грунтом в образованной скважине. Это в дальнейшем может также привести к провалу поверхности над скважиной, поэтому данный способ ненадежен при прокладке пучка труб.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение надежности прокладки пучка труб за счет исключения провалов поверхности над скважиной.

Решение этой задачи обеспечивается тем, что в способе бестраншейной прокладки пучка труб в грунте, включающем 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 и прокладку в расширенной пионерной скважине пучка труб, согласно техническому решению транспортировку продуктов разрушения очистным агентом осуществляют в пространство между расширенной пионерной скважиной и пучком труб.

Транспортировка продуктов разрушения в пространство между расширенной пионерной скважиной и пучком труб позволит заполнить пустоты в скважине, что в дальнейшем исключит обрушение грунта в образованной скважине, а следовательно, исключит возникновение провалов поверхности над скважиной, что повышает надежность прокладки пучка труб по сравнению с прототипом.

Сущность предлагаемого способа бестраншейной прокладки пучка труб в грунте поясняется примером его реализации и чертежами фиг.1-3. Схема реализации показана на фиг.1, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1

Способ бестраншейной прокладки пучка труб в грунте реализуют следующим образом. По проектной оси прокладываемого пучка труб между рабочим 1 (фиг.1) и приемным 2 котлованами образуют пионерную скважину 3. Проходка пионерной скважины 3 может быть осуществлена любым известным способом, например, с помощью пневмопробойника или установки горизонтального бурения. Диаметр образуемой пионерной скважины 3 значительно меньше проектного диаметра скважины, образуемой для бестраншейной прокладки пучка труб в грунте. Одновременно с образованием пионерной скважины 3 в ней прокладывают буровую штангу 4. После прокладки в пионерной скважине 3 буровой штанги 4 в приемном котловане 2 к ней присоединяют рабочий орган 5, диаметр корпуса которого равен проектному диаметру скважины. Внутри рабочего органа 5 смонтированы радиально расположенные лопасти 6 (фиг.2), которые разрушают грунт и измельчают продукты разрушения. Также в рабочем органе 5 расположен вертлюг 7, к которому закреплен пучок труб 8. Буровую штангу 4 вращают вместе с рабочим органом 5 и одновременно перемещают поступательно в направлении, обратном проходке пионерной скважины 3. При этом вращается одна из частей вертлюга 7, а другая, закрепленная с пучком труб 8, перемещается поступательно вместе с буровой штангой 4. Вращение и перемещение буровой штанги 4 может быть осуществлено буровым станком 9. При перемещении рабочего органа 5 по пионерной скважине 3 происходит ее расширение до проектного диаметра разрушением грунта с помощью рабочего органа, одновременная транспортировка продуктов разрушения с помощью очистного агента и прокладка в расширенной пионерной скважине 3 пучка труб 8. По мере продвижения рабочего органа 5 периодически осуществляют демонтаж звеньев буровой штанги 4. Продукты разрушения поступают в полость 10 рабочего органа 5. При этом через полость буровой штанги 4 подают очистной агент под давлением Рм от насоса или компрессора 11, очистной агент подводят к лопастям 6. При вращении рабочего органа 5 в полости 10 происходит перемешивание частиц 12 продуктов разрушения лопастями 6 (фиг.2), которые затем поступают в пространство между стенками скважины и пучком труб 8 под давлением очистного агента (фиг.3), а очистной агент стекает в емкость 13, установленную в приемном котловане 2. Таким образом осуществляют процесс прокладки пучка труб 8 согласно предложенному способу. После выхода рабочего органа 5 в рабочий котлован 1 осуществляют его демонтаж.

Способ бестраншейной прокладки пучка труб в грунте, включающий 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 и прокладку в расширенной пионерной скважине пучка труб, отличающийся тем, что транспортировку продуктов разрушения очистным агентом осуществляют в пространство между расширенной пионерной скважиной и пучком труб.



 

Похожие патенты:

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.

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.

Изобретение относится к строительству трубопроводов. Способ включает проходку траншеи и размещение в ней защитного кожуха с последующим размещением в нем трубопровода.

Изобретение относится к строительной технике - к бестраншейной прокладке трубопроводов под препятствиями, используется при строительстве подземных коммуникаций под железными и автомобильными дорогами и т.п.

Изобретение относится к горному делу и строительству - к технологии направленного горизонтального бурения скважин в грунте, применяется при бестраншейной прокладке и ремонте подземных коммуникаций.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

Изобретение относится к технологии строительных работ и может быть использовано для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций в плывунах и болотистых грунтах. Техническим результатом является исключение погружения или всплытия рабочего органа в грунте. Способ управления направлением движения рабочего органа для проходки скважин в плывунах и болотистых грунтах включает погружение или подъем рабочего органа в случае отклонения от траектории. При этом погружение или подъем рабочего органа осуществляют изменением его массы. При всплытии рабочего органа увеличивают его массу путем подачи наполнителя в регулировочную камеру рабочего органа. При погружении рабочего органа по мере его продвижения уменьшают массу рабочего органа путем удаления части наполнителя из указанной камеры рабочего органа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области бестраншейной прокладки трубопроводов. Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола содержит подающий механизм из направляющей рамы с горизонтальными и вертикальными направляющими катками с возможностью их взаимодействия с внешней поверхностью прокладываемого трубопровода, и канатной тяговой лебедки, стержень, неподвижно закрепленный на фланце, смонтированном на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, с установленной на его конце шаровой опорой с возможностью опирания на нее полого рабочего наконечника конической формы, внутри полого рабочего наконечника на его участке цилиндрической формы, с его опиранием на фланец с помощью уплотнений установлен электродвигатель кругового относительно оси стержня вращения. Статор электродвигателя закреплен на стержне, а ротор - на внутренней поверхности горизонтального участка полого рабочего наконечника. На наружной поверхности конического участка рабочего наконечника закреплена винтовая поверхность шнекового типа. Обеспечиваются упрощение конструкции устройства, повышение надежности и срока службы его эксплуатации, уменьшение величины потребного усилия прокола и энергоемкости. 2 ил.

Изобретение относится к горной и строительной технике, применяется для забивания вертикальных стальных труб и при бестраншейной прокладке трубопровода для забивания труб-кожухов в грунт. Устройство содержит основной ударный узел, установленный в отверстии переходного элемента, а также как минимум один дополнительный ударный узел, установленный по оси основного ударного узла в дополнительном отверстии переходного элемента, и соединенный с этим переходным элементом. Обеспечивается увеличение скорости забивания стержневого элемента в грунт путем повышения частоты ударов и возникновения эффекта "разжижения грунта". 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к пневматическим устройствам ударного действия. Устройство содержит корпус с отверстиями, установленный в корпусе ударник с продольным каналом, камеры прямого и обратного хода, канал для подачи сжатого воздуха в камеру обратного хода, систему выхлопа и упругое кольцо. Система выхлопа содержит запорную внутреннюю поверхность корпуса с передним кольцевым выступом и ограничителем обратного хода на ее задней части. Упругое кольцо установлено в кольцевой канавке на ударнике с возможностью взаимодействия с запорной внутренней поверхностью корпуса. На наружной поверхности ударника выполнены продольные пазы. В камере прямого хода размещена эластичная трубка, соединенная одним концом с отверстием в корпусе, а другим - с продольным каналом ударника. Канал для подачи сжатого воздуха в камеру обратного хода образован каналом эластичной трубки и продольным каналом ударника. В результате обеспечивается упрощение конструкции устройства ударного действия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к строительству переходов магистральных трубопроводов методом наклонно-направленного бурения с применением составного защитного футляра. Технический результат - сохранение целостности расширенных участков горизонтальной скважины в поверхностных слабосцементированных породах на всей длине горизонтальной скважины. Способ установки защитных футляров в горизонтальной скважине включает в себя применение двух защитных футляров, установленных на входе и выходе из горизонтальной скважины. При этом после бурения пилотной скважины выполняют с помощью двух установок горизонтального бурения ее расширение: сначала со стороны выхода из скважины, а потом - со стороны входа. При этом оба поверхностных участка перекрываются защитными футлярами сразу после их расширения. Далее вся горизонтальная скважина перекрывается третьим футляром меньшего диаметра на всю длину, после расширения ее участка между двумя установленными футлярами расширителем меньшего диаметра. 7 ил.

Группа изобретений относится к горной промышленности и предназначена для бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин в грунтах. Способ заключается в том, что механически разрушают забой и удаляют продукты разрушения шнекобуровым инструментом с разрывами шнековой спирали, которому сообщают непрерывное вращательное и осевые колебательные движения с амплитудой, превышающей за один цикл колебаний длину наибольшего разрыва шнековой спирали. Шнекобуровой инструмент делят на две неравные части и помещают во внутреннее пространство колонны обсадных труб. Первую головную часть постоянной длины прикрепляют к забойной части колонны обсадных труб и перемещают вместе с ней поступательно в осевом направлении без колебательных движений. Вторую часть секционно наращивают по мере удлинения колонны обсадных труб и углубления скважины и подвижно-телескопически в осевом направлении соединяют с первой головной частью с возможностью совместного непрерывного вращательного движения и раздельных с головной частью осевых колебательных движений, а внутреннюю поверхность колонны обсадных труб сопрягают фиксированно с опорным подшипниковым узлом головной части и подвижно-поворотно - с опорными подшипниковыми узлами, размещенными в разрывах шнековой спирали. Обеспечивается повышение скорости бурения, восстановление транспортирующей способности на участке разрыва шнековой спирали в зоне опоры подшипниковых узлов при совмещении процессов транспортирования, крепления стенок скважины и предотвращения пробкообразования. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх