CN115524820A - 一种带压铺缆方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带压铺缆方法及装置，方法包括：在光缆收发端安装光缆节流装置和软管，在投放端投放牵引缆，在牵引缆始端装有牵引伞，用于带动牵引伞在管内前进，牵引缆的末端与光缆连接；在收发端分别安装软管，在投放端投放牵引缆，牵引缆始端装有牵引伞，用于带动牵引伞在管内前进，牵引缆的末端与光缆连接，在回收端回收牵引伞，在收发两端节流装置上安装密封盖；光缆铺设完成后安装密封盖进行密封，同时锁紧节流装置，完成一次带压铺缆过程。装置包括：光缆节流装置、转接法兰、软管、收发筒、投放筒以及密封盖。本发明克服了带压管道内铺设光缆的问题。

Description

一种带压铺缆方法及装置

技术领域

本发明涉及管道带压铺缆领域，尤其涉及一种带压铺缆方法及装置。

背景技术

预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe，简写PCCP)是一种高性能复合型管材，PCCP由于其性能优良，在国内外被广泛应用。PCCP管采用环向缠绕的预应力钢丝保持混凝土压实，随着时间的推移，钢丝可能会被腐蚀并最终导致断裂，当发生这种情况时，所在部位管道强度下降。腐蚀进一步发展，同一部位出现更多断丝，管道强度显著降低，导致其内部的加压液体泄漏，带来突发性和灾难性的爆管事故。针对断丝检测，国内外很多公司陆续开发设计了基于声监测的断丝安全预警技术，这些技术已在PCCP输水工程中成功应用。

近年来在PCCP工程上采用分布式光纤作为断丝监测传感器已成为一个趋势。分布式光纤的布设可采用管内和管外铺设，管外铺设一般在铺设管道时同时进行铺设，无法适用于已投入使用的管道。管内铺设一般采用排空方法，首先排空管道，然后人员进到管道里进行光缆铺设，这种方法施工难度大，投入高。另一种管内铺设方法是在管道不停运的情况下带压铺设。这种方法可以避免排空铺设带来的问题。

发明内容

本发明提供了一种带压铺缆方法及装置，本发明克服了带压管道内铺设光缆的问题，详见下文描述：

一种带压铺缆方法，所述方法包括：

在光缆收发端安装光缆节流装置和软管，在投放端投放牵引缆，在牵引缆始端装有牵引伞，用于带动牵引伞在管内前进，牵引缆的末端与光缆连接；

在收发端分别安装软管，在投放端投放牵引缆，牵引缆始端装有牵引伞，用于带动牵引伞在管内前进，牵引缆的末端与光缆连接，在回收端回收牵引伞，在收发两端节流装置上安装密封盖；

光缆铺设完成后安装密封盖进行密封，同时锁紧节流装置，完成一次带压铺缆过程。

其中，所述收发端分别安装软管具体为：

关闭节流装置，开启球阀，将软管固定在收发筒上，并将收发筒安装在节流装置上；

开启节流装置，投放软管；

锁紧软管，关闭节流装置，撤回收发筒。

进一步地，将投放筒安装在节流装置上；打开节流装置，将牵引伞推进管道内。在回收端回收牵引伞具体为：

1)安装收发筒，收发筒上设有支撑杆，用于投放软管和回收牵引伞；

2)打开节流装置，将支撑杆插入管道内，支撑杆上设有回收吊钩以及摄像头，用于回收牵引伞；

3)回收牵引伞，当摄像头视觉范围内出现牵引伞时用回收吊钩回收牵引伞；

4)牵引伞回收后关闭节流装置，安装投放筒。安装投放筒时将牵引伞从牵引缆上卸载，并将牵引缆从投放筒中间孔穿出；

5)打开节流装置，拽拉牵引缆。光缆在牵引缆的拖动下穿越管道，最终在回收端从节流装置引到外面。

一种带压铺缆装置，所述装置包括：光缆节流装置、转接法兰、软管、收发筒、投放筒以及密封盖；

光缆节流装置经过转接法兰连接在球阀上，采用收发筒将软管安装在光缆节流装置的内部，密封盖安装在节流装置的上方，光缆节流装置与密封盖以及转接法兰之间均采用卡箍进行连接；

所述光缆节流装置包括：上接头、阀体、下接头、阀芯组件、紧固组件以及侧盖，整体的结构左右对称；上接头与下接头同心且位于阀体的上下两侧，上接头与下接头的外沿上分别设有连接槽和连接槽；

下接头上设有用于固定安装软管的凸边，以及用于安装紧固组件的安装孔，阀芯组件位于阀体的左右两侧，由阀杆、压紧螺母、阀芯支架、垫圈、密封圈、阀芯以及紧固件组成；阀芯通过紧固件安装在阀芯支架上，阀芯支架与阀杆螺纹连接。

其中，所述紧固组件位于下接头的两侧，包括：阀杆、第一螺母、顶丝、垫圈、密封圈以及支座；支座焊接在下接头的侧面，通过第一螺母把阀杆以及顶丝约束在支座内，顶丝与阀杆螺纹连接；

所述软管包括：外凹槽、内凹槽、缺口、筒体以及关节，外凹槽、内凹槽以及缺口位于筒体一端，筒体另一端设有多个关节。

其中，所述收发筒包括：支撑杆、端盖、手拧螺母、密封圈、摄像头支架、软管吊钩、摄像头以及筒体，

支撑杆穿过端盖上的中间孔，末端安装摄像头支架以及软管吊钩，端盖安装在筒体上端，端盖与支撑杆之间采用密封圈和手拧螺母进行密封；支撑杆采用中空钢管，软管吊钩末端设有一对弯曲凸边。

进一步地，采用软管吊钩将弯曲凸边穿过软管上的缺口，并转动支撑杆使得软管吊钩沿着内凹槽一个方向转动，根据摄像头中的弯曲凸边位置判断是否已在内凹槽内，当弯曲凸边处于内凹槽时可通过上下移动支撑杆控制软管的上下移动。

其中，所述投放筒包括：端盖、压紧螺母、顶杆螺母、顶杆、筒体、密封圈、牵引缆、牵引伞以及接头，

端盖安装在筒体一端，上面设有压紧螺母和顶杆螺母，顶杆穿过顶杆螺母，另一端设有钢球，牵引伞通过接头与牵引缆连接，牵引缆另一端依次穿过端盖、密封圈以及压紧螺母，牵引缆采用零浮力内嵌高强度凯夫拉的线缆。

进一步地，所述密封盖安装在节流装置上方，引出光缆后用作密封，包括：卡箍安装槽、通孔、第二螺母、压套、保护套、密封圈以及密封圈压环；从节流装置穿过的光缆会依次穿过通孔、密封圈压环、密封圈、压套以及保护套。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

1、该带压铺缆方法，能够实现在管道带压的情况下将检测光缆铺设在管道内；克服了传统管道排空再铺设光缆的种种弊端，大大提升了铺缆效率，不仅节约水资源，还降低了施工难度和成本；

2、该带压铺缆装置采用零浮力牵引缆和牵引伞作为牵引光缆的辅助方式，很好地克服了光缆本身的物理性质带来的困难；

3、该带压铺缆装置，设计了节流装置，实现了铺缆过程中的密封问题以及铺缆后的夹紧问题；

4、该带压铺缆装置，采用同一个收发筒同时用于投放软管和回收牵引伞，大大简化了施工流程；

5、本发明提供的投放软管以及固定软管的方法很好地解决了带压安装软管的难题；

6、该带压铺缆装置，结构尺寸小，中间通经只有DN50，不仅大大降低制造成本，还能够降低施工中可能的意外风险，其紧凑的结构保证其高的可靠性，能够与多种管道接头相配和使用。

附图说明

图1为节流装置的外形结构图；

图2为节流装置的剖面图；

图3为节流装置的阀体部分剖面图；

图4为转接法兰的结构图；

图5为节流装置的安装图；

图6为软管的结构图；

图7为收发筒的原理图；

图8为软管吊钩与软管配合的原理图；

图9为软管安装的示意图；

图10投放筒的结构图；

图11投放筒的安装图；

图12牵引伞吊钩结构及安装的示意图；

图13牵引伞回收的示意图；

图14密封盖的结构图；

图15安装完成后的效果图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1：节流装置； 10：第一接头； 100：连接槽；

11：阀体； 110：阀体腔室； 12：下接头；

121：凸边； 13：阀芯组件； 130：阀杆；

131：第一压紧螺母； 132：阀芯支架； 133：第一垫圈；

134：第一密封圈； 135：阀芯； 136：紧固件；

14：紧固组件； 140：阀杆； 141：第一螺母；

142：顶丝； 143：第二垫圈； 144：第二密封圈；

145：支座； 15：侧盖； 2：转接法兰；

20：固定座； 21：第二接头； 3：软管；

30：外凹槽； 31：内凹槽； 32：缺口；

33：第一筒体； 34：关节； 4：收发筒；

40：支撑杆； 41：第一端盖； 42：手拧螺母；

43：第三密封圈； 44：摄像头支架； 45：软管吊钩；

450：凸边； 46：摄像头； 460：线缆；

47：第二筒体； 48：牵引伞吊钩； 480：短吊钩；

481：长吊钩； 5：投放筒； 50：第二端盖；

51：第二压紧螺母； 52：顶杆螺母； 53：顶杆；

530：钢球； 54：筒体； 55：第四密封圈；

56：牵引缆； 57：牵引伞； 58：第三接头；

6：密封盖； 60：卡箍安装槽； 61：通孔；

62：第二螺母； 63：压套； 64：保护套；

65：第五密封圈； 66：密封圈压环； 7：卡箍；

8：球阀； 9：光缆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

参见图1至15，本发明实施例采取的技术方案是将管道收发光缆的两端设置节流装置，并采用牵引缆将光缆穿越管道，该方法的步骤如下：

1、在光缆收发端分别安装光缆节流装置

1)确定投放与回收地点。检测光缆投放与回收点取决于管道蝶阀的分布以及两个阀井之间的距离，本发明实施例中设定投放与回收距离在2公里范围内。在该范围内一对相邻蝶阀即可作为一个投放点与回收点。

2)在选定的光缆投放和回收处，在蝶阀两侧分别安装两个节流装置。该节流装置的作用是在投放光缆过程中避免管内流体外喷。安装时需保证管道上方已开设对应的连接接口，本实施例中以DN65的球阀为连接接口，另外常用阀可选DN50、DN75以及DN100。除此之外，保证DN65球阀上边沿到管顶高度小于0.5米，上方操作空间不小于3米(这种情况一般在阀井内施工，在露天施工点不予考虑)。确保满足施工条件后将转接法兰安装在球阀(本发明实施例默认指DN65球阀)上。

2、收发端分别安装软管。软管的作用是保护检测光缆以及在投放光缆的时候有导向的作用。

1)关闭节流装置，开启球阀。为了安装软管，需打开球阀，打开前需要将节流装置关闭，避免管内流体喷射到外面；

2)将软管固定在收发筒上，并将收发筒安装在节流装置上；

3)开启节流装置，投放软管；

4)锁紧软管，关闭节流装置，撤回收发筒。锁紧结构位于节流装置下方，用于锁死软管，避免软管上下滑动。

3、在投放端投放牵引缆，牵引缆始端装有牵引伞，用于带动牵引伞在管内前进。牵引缆的末端与光缆连接。采用牵引缆的目的在于待铺设的光缆一般密度大于管道流体，所以无法直接用牵引伞进行牵引，采用零浮力牵引缆可以避免上述问题。

1)将投放筒安装在节流装置上；

2)打开节流装置，将牵引伞推进管道内。将牵引伞折叠放置在投放筒内，通过投放筒上的顶杆将牵引伞推入管道内，在管内流体的冲力下牵引伞带动牵引缆向前运动。

4、在回收端回收牵引伞

1)安装收发筒，收发筒上设有支撑杆，可同时用于投放软管和回收牵引伞；

2)打开节流装置，将支撑杆插入管道内，支撑杆上设有回收吊钩以及摄像头，用于回收牵引伞；

3)回收牵引伞，当摄像头视觉范围内出现牵引伞时用回收吊钩回收牵引伞；

4)牵引伞回收后关闭节流装置，安装投放筒。安装投放筒时将牵引伞从牵引缆上卸载，并将牵引缆从投放筒中间孔穿出；

5)打开节流装置，拽拉牵引缆。光缆在牵引缆的拖动下穿越管道，最终在回收端从节流装置引到外面。

5、在收发两端节流装置上安装密封盖。光缆铺设完成后安装密封盖进行密封，同时锁紧节流装置，完成一次带压铺缆过程。

实施例2

为了实现上述方法，参见图1至15，本发明实施例提供了一套带压铺缆装置，包括：节流装置1、转接法兰2、软管3、收发筒4、投放筒5以及密封盖6。节流装置1经过转接法兰2连接在球阀8上，采用收发筒4将软管3安装在节流装置1的内部，密封盖6安装在节流装置1的上方，节流装置1与密封盖6以及转接法兰2之间均采用卡箍7进行连接。

如图1至3所示，节流装置1包括：上接头10、阀体11、下接头12、阀芯组件13、紧固组件14以及侧盖15，整体的结构左右对称。上接头10与下接头12同心且位于阀体11的上下两侧，上接头10与下接头12的外沿上分别设有连接槽100和连接槽120，用于与其他零部件进行连接。下接头12上设有用于固定安装软管3的凸边121，以及用于安装紧固组件14的安装孔。阀芯组件13位于阀体11的左右两侧，由阀杆130、压紧螺母131、阀芯支架132、垫圈133、密封圈134、阀芯135以及紧固件136组成。阀芯135通过紧固件136安装在阀芯支架132上，阀芯支架132与阀杆130螺纹连接，当阀杆130转动时，阀芯支架132带动阀芯135沿着阀杆130在阀体腔室110内上下移动。由于阀芯组件13对称分布，从而两个阀芯135在阀杆130的控制下实现开启和闭合功能，对应着节流装置1的开启和关闭。紧固组件14位于下接头12的两侧，包括：阀杆140、第一螺母141、顶丝142、垫圈143、密封圈144以及支座145。支座145焊接在下接头12的侧面，通过第一螺母141把阀杆140以及顶丝142约束在支座145内，顶丝142与阀杆140螺纹连接，当阀杆140旋转时顶丝142沿着阀杆140上下移动。顶丝142的作用是固定软管3，限制软管3在节流装置1内向上滑动。

如图4、5所示，转接法兰2包括：固定座20以及接头21，固定座20用于连接在球阀8上，接头21用于与节流装置1上的下接头12连接。

图6中给出软管3的结构图，包括：外凹槽30、内凹槽31、缺口32、筒体33以及关节34。外凹槽30、内凹槽31以及缺口32位于筒体33一端，筒体另一端设有多个关节34，关节34的数量可以任意设定，本发明实施例中为5个，关节34之间能够灵活转动和弯曲。外凹槽30与紧固组件14上的顶丝142相配合，用于对软管3进行限位，内凹槽31以及缺口32用于投放软管。

如图7所示，收发筒4包括：支撑杆40、端盖41、手拧螺母42、密封圈43、摄像头支架44、软管吊钩45、摄像头46以及筒体47。支撑杆40穿过端盖41上的中间孔，末端安装摄像头支架44以及软管吊钩45。端盖41安装在筒体47上端，端盖41与支撑杆40之间采用密封圈43和手拧螺母42进行密封。支撑杆40采用中空钢管，用于引出摄像头46的线缆460。软管吊钩45末端设有一对弯曲凸边450，用于勾住软管3，软管吊钩45可拆卸更换。

如图8、9所示，在具体实施时方法步骤2时采用软管吊钩45将弯曲凸边450穿过软管3上的缺口32，并转动支撑杆40使得软管吊钩45沿着内凹槽31一个方向转动，根据摄像头46中的弯曲凸边450位置判断是否已在内凹槽31内，当弯曲凸边450处于内凹槽31时即可通过上下移动支撑杆40来控制软管3的上下移动。在投放软管3过程中，当软管3外凹槽30移动到顶丝142处时，同时会抵达下接头12内的凸边121处，因此被卡住，软管3无法再向下移动。同时通过锁紧紧固组件14限制软管3向上移动。

投放筒5的结构如图10所示，包括：端盖50、压紧螺母51、顶杆螺母52、顶杆53、筒体54、密封圈55、牵引缆56、牵引伞57以及接头58。端盖50安装在筒体54一端，上面设有压紧螺母51和顶杆螺母52。顶杆53穿过顶杆螺母52，另一端设有钢球530，钢球530作用是向下推牵引伞57时保护伞面不被破坏。牵引伞57通过接头58与牵引缆56连接，牵引缆56另一端依次穿过端盖50、密封圈55以及压紧螺母51。牵引缆56优先采用零浮力内嵌高强度凯夫拉的线缆。安装投放筒5前将牵引伞57折叠后放进筒体54内，再安装在节流装置1的上方，如图11所示。

回收牵引伞时，采用收发筒4进行回收，具体将收发筒4的支撑杆40末端的软管吊钩45替换成牵引伞吊钩48。牵引伞吊钩48的结构如图12所示，上面设有短吊钩480和长吊钩481，这种结构有利于更好地回收牵引伞57。图13中给出了回收牵引伞的原理图，当在摄像头46视线内出现牵引伞57时，通过转动支撑杆40用牵引伞吊钩48勾住牵引伞57，从而将牵引伞57拖拽到管道外面。

如图14、15所示，密封盖6安装在节流装置1上方，引出光缆9后用作密封，具体包括：卡箍安装槽60、通孔61、第二螺母62、压套63、保护套64、密封圈65以及密封圈压环66。从节流装置1穿过的光缆9会依次穿过通孔61、密封圈压环66、密封圈65、压套63以及保护套64，光缆9穿过的顺序也是这些零件的安装顺序。安装好密封盖6后完成一次带压铺缆，完成后效果如图15所示。

本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带压铺缆方法，其特征在于，所述方法包括：

在光缆收发端安装光缆节流装置和软管，在投放端投放牵引缆，在牵引缆始端装有牵引伞，用于带动牵引伞在管内前进，牵引缆的末端与光缆连接；

在收发端分别安装软管，在投放端投放牵引缆，牵引缆始端装有牵引伞，用于带动牵引伞在管内前进，牵引缆的末端与光缆连接，在回收端回收牵引伞，在收发两端节流装置上安装密封盖；

光缆铺设完成后安装密封盖进行密封，同时锁紧节流装置，完成一次带压铺缆过程。

2.根据权利要求1所述的一种带压铺缆方法，其特征在于，所述收发端分别安装软管具体为：

关闭节流装置，开启球阀，将软管固定在收发筒上，并将收发筒安装在节流装置上；

开启节流装置，投放软管；

锁紧软管，关闭节流装置，撤回收发筒。

3.根据权利要求1所述的一种带压铺缆方法，其特征在于，将投放筒安装在节流装置上；打开节流装置，将牵引伞推进管道内。

4.根据权利要求1所述的一种带压铺缆方法，其特征在于，在回收端回收牵引伞具体为：

1)安装收发筒，收发筒上设有支撑杆，用于投放软管和回收牵引伞；

2)打开节流装置，将支撑杆插入管道内，支撑杆上设有回收吊钩以及摄像头，用于回收牵引伞；

3)回收牵引伞，当摄像头视觉范围内出现牵引伞时用回收吊钩回收牵引伞；

4)牵引伞回收后关闭节流装置，安装投放筒。安装投放筒时将牵引伞从牵引缆上卸载，并将牵引缆从投放筒中间孔穿出；

5)打开节流装置，拽拉牵引缆。光缆在牵引缆的拖动下穿越管道，最终在回收端从节流装置引到外面。

5.一种带压铺缆装置，其特征在于，所述装置包括：光缆节流装置、转接法兰、软管、收发筒、投放筒以及密封盖；

光缆节流装置经过转接法兰连接在球阀上，采用收发筒将软管安装在光缆节流装置的内部，密封盖安装在节流装置的上方，光缆节流装置与密封盖以及转接法兰之间均采用卡箍进行连接；

所述光缆节流装置包括：上接头、阀体、下接头、阀芯组件、紧固组件以及侧盖，整体的结构左右对称；上接头与下接头同心且位于阀体的上下两侧，上接头与下接头的外沿上分别设有连接槽和连接槽；

下接头上设有用于固定安装软管的凸边，以及用于安装紧固组件的安装孔，阀芯组件位于阀体的左右两侧，由阀杆、压紧螺母、阀芯支架、垫圈、密封圈、阀芯以及紧固件组成；阀芯通过紧固件安装在阀芯支架上，阀芯支架与阀杆螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种带压铺缆装置，其特征在于，

所述紧固组件位于下接头的两侧，包括：阀杆、第一螺母、顶丝、垫圈、密封圈以及支座；支座焊接在下接头的侧面，通过第一螺母把阀杆以及顶丝约束在支座内，顶丝与阀杆螺纹连接；

所述软管包括：外凹槽、内凹槽、缺口、筒体以及关节，外凹槽、内凹槽以及缺口位于筒体一端，筒体另一端设有多个关节。

7.根据权利要求5所述的一种带压铺缆装置，其特征在于，所述收发筒包括：支撑杆、端盖、手拧螺母、密封圈、摄像头支架、软管吊钩、摄像头以及筒体，

支撑杆穿过端盖上的中间孔，末端安装摄像头支架以及软管吊钩，端盖安装在筒体上端，端盖与支撑杆之间采用密封圈和手拧螺母进行密封；支撑杆采用中空钢管，软管吊钩末端设有一对弯曲凸边。

8.根据权利要求7所述的一种带压铺缆装置，其特征在于，采用软管吊钩将弯曲凸边穿过软管上的缺口，并转动支撑杆使得软管吊钩沿着内凹槽一个方向转动，根据摄像头中的弯曲凸边位置判断是否已在内凹槽内，当弯曲凸边处于内凹槽时可通过上下移动支撑杆控制软管的上下移动。

9.根据权利要求8所述的一种带压铺缆装置，其特征在于，所述投放筒包括：端盖、压紧螺母、顶杆螺母、顶杆、筒体、密封圈、牵引缆、牵引伞以及接头，

端盖安装在筒体一端，上面设有压紧螺母和顶杆螺母，顶杆穿过顶杆螺母，另一端设有钢球，牵引伞通过接头与牵引缆连接，牵引缆另一端依次穿过端盖、密封圈以及压紧螺母，牵引缆采用零浮力内嵌高强度凯夫拉的线缆。

10.根据权利要求8所述的一种带压铺缆装置，其特征在于，所述密封盖安装在节流装置上方，引出光缆后用作密封，包括：卡箍安装槽、通孔、第二螺母、压套、保护套、密封圈以及密封圈压环；

从节流装置穿过的光缆会依次穿过通孔、密封圈压环、密封圈、压套以及保护套。

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