CN116201476B - 一种多推管机同步施工装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多推管机同步施工装置，涉及管道及非开挖技术领域，包括水平定向钻机；钻杆，与水平定向钻机连接；扩孔器，与钻杆连接；分动器，与扩孔器连接；管道，与分动器连通；推管机组，包括至少两台布设在同一直线上的推管机，至少两台推管机均夹持在管道的外侧；以及，液压系统，用于向推管机组提供动力，推动管道移动。本发明通过控制多台推管机同向、同步施工，提高了对管道的推力，满足了长距离施工的施工要求。同时，根据不同推管机的运行速度来调节液压系统以对推管机的速度进行纠偏，从而实现多推管机同步运行，保证推管机组对管道的推进效果。
Description
技术领域
本发明涉及管道及非开挖技术领域，特别是涉及一种多推管机同步施工装置及方法。
背景技术
在非开挖施工中往往有长距离施工的要求，如穿越距离达到5公里以上。这种施工工艺对钻机设备的要求较为严苛。目前采用的施工方法一般是一台水平定向钻机负责回拖，采用一台推管机辅助推进。但是由于推管机的推力受限，无法进行较长距离的施工。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种多推管机同步施工装置及方法。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种多推管机同步施工装置，包括：
水平定向钻机；
钻杆，与水平定向钻机连接；
扩孔器，与钻杆连接；
分动器，与扩孔器连接；
管道，与分动器连通；
推管机组，包括至少两台布设在同一直线上的推管机，至少两台推管机均夹持在管道的外侧；以及，
液压系统，用于向推管机组提供动力，推动管道移动。
作为本发明多推管机同步施工装置的一种优选方案，其中：还包括控制器，控制器用于控制液压系统运行。
作为本发明多推管机同步施工装置的一种优选方案，其中：还包括位置传感器，位置传感器设置在每台推管机上，用于监测推管机的位移数据，并将监测到的数据传输至控制器。
作为本发明多推管机同步施工装置的一种优选方案，其中：推管机同向运行。
本发明还提供了一种多推管机同步施工方法，包括：
启动推管机组，使所有推管机均夹持在管道的外侧，并夹紧到位；
水平定向钻机拉动管道，同时控制器控制液压系统向推管机提供动力，使推管机与水平定向钻机同步运行；
位移传感器实时监测所在推管机的位移数据，并将监测到的数据传输至控制器；
控制器根据接收到的数据控制液压系统的输出，对推管机的运行速度进行调节，使任意两台推管机的运行速度差小于设定值。
作为本发明多推管机同步施工方法的一种优选方案，其中：控制器根据接收到的数据控制液压系统的输出，对推管机的运行速度进行调节，使任意两台推管机的运行速度差小于设定值包括：
根据位移传感器监测到的位移数据计算得到所有推管机的运行速度；
以运行速度最小的推管机作为对比项，将其余推管机与其进行对比，获取其余推管机与对比项之间的运行速度差；
判断是否存在一台或多台推管机与对比项的运行速度差大于设定值，若存在，则对其运行速度进行调节，使其与对比项的运行速度差小于设定值。
作为本发明多推管机同步施工方法的一种优选方案，其中：对其运行速度进行调节，使其与对比项的运行速度差小于设定值包括：
确定推管机的运行状态；
若推管机处于推进状态，则对对应推管机的推进阀进行调节，使对应推管机与对比项的推进速度差小于设定值；若推管机处于回拖状态，则对对应推管机的回拖阀进行调节，使对应推管机与对比项的回拖速度差小于设定值。
本发明的有益效果是：
（1）本发明将多台推管机沿直线布置，通过控制多台推管机同向、同步施工，大大提高了对管道的推力，从而满足了长距离施工的施工要求。
（2）本发明通过位移传感器监测每台推管机位移数据，以此计算得到每台推管机的运行速度，并根据不同推管机的运行速度来调节液压系统以对推管机的速度进行纠偏，从而实现多推管机同步运行，保证推管机组对管道的推进效果。
（3）本发明中多台推管机的排布方向可根据施工需求进行调整，满足不同施工条件下的施工要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的多推管机同步施工装置的结构示意图；
图2为本发明提供的多推管机同步施工装置中推管机运行速度的控制框架示意图；
图3为本发明提供的多推管机同步施工方法的流程示意图；
图4为本发明提供的多推管机同步施工方法中步骤S104的流程示意图；
其中：1、第一推管机；2、管道；3、第二推管机；4、控制器；5、液压系统；6、分动器；7、扩孔器；8、钻杆；9、水平定向钻机。
实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。
图1为本申请实施例提供的多推管机同步施工装置的结构示意图。该装置包括水平定向钻机9、钻机、扩孔器7、分动器6、管道2、推管机组、液压系统5以及控制器4。
其中，水平定向钻机9与钻杆8连接。钻杆8与扩孔器7连接。扩孔器7与分动器6连接。分动器6与管道2连接。推管机组夹持在管道2外。控制器4控制液压系统5向推管机组提供动力，使推管机组推动管道2，同时，水平定向钻机9拉动管道2，实现推管机组与水平定向钻机9的同步运行。
在本实施例中，推管机组包括第一推管机1和第二推管机3。参见图1，第一推管机1和第二推管机3沿直线布设，且第一推管机1和第二推管机3为同向运行。
可以理解的是，推管机的布设方向可根据施工要求进行调整。
在每台推管机上均安装有位移传感器，用于监测每台推管机运行时的位移数据，并将监测到的数据传输至控制器4。控制器4可根据接收到的位移数据来控制液压系统5的输出，从而对第一推管机1和第二推管机3的运行速度进行纠偏，以达到同步运行。具体的推管机运行速度控制框架示意图参见图2。
在本实施例中，位移传感器安装在每台推管机油缸的活塞杆上。通过监测活塞杆的位移即可监测推管机的推管距离。
参见图3，本实施例还提供了一种多推管机同步施工方法，该方法包括步骤S101~步骤S104，具体步骤说明如下：
步骤S101：启动推管机组，使所有推管机均夹持在管道2的外侧，并夹紧到位。
步骤S102：水平定向钻机9拉动管道2，同时控制器4控制液压系统5向推管机提供动力，使推管机与水平定向钻机9同步运行。
具体的，控制器4控制液压系统5向推管机提供动力液压油，使推管机的油缸工作，与水平定向钻机9同步带动钢管移动。
步骤S103：位移传感器实时监测所在推管机的位移数据，并将监测到的数据传输至控制器4。
具体的，位移传感器通过监测推管机油缸中活塞杆的位移量来监测推管机带动钢管移动的位移量。
步骤S104：控制器4根据接收到的数据控制液压系统5的输出，对推管机的运行速度进行调节，使任意两台推管机的运行速度差小于设定值。
具体的，控制器4可以根据内置的PLC程序来控制液压系统5的输出，使所有推管机基本达到同步运行的状态。参见图4，具体的步骤说明如下：
步骤S104a：根据位移传感器监测到的位移数据计算得到所有推管机的运行速度。可以理解的是，通过单位时间内的位移量即可计算得到推管机的运行速度。
步骤S104b：以运行速度最小的推管机作为对比项，将其余推管机与其进行对比，获取其余推管机与对比项之间的运行速度差。
具体的，以两台推管机为例，根据上述步骤计算得到第一推管机1的运行速度和第二推管机3的运行速度。若第一推管机1的运行速度大于第二推管机3的运行速度，则以第二推管机3作为对比项，将第一推管机1的运行速度与第二推管机3的运行速度进行对比，得到运行速度差；若第一推管机1的运行速度小于第二推管机3的运行速度，则以第一推管机1作为对比项，将第二推管机3的运行速度与第一推管机1的运行速度进行对比，得到运行速度差。
步骤S104c：判断是否存在一台或多台推管机与对比项的运行速度差大于设定值，若存在，则对其运行速度进行调节，使其与对比项的运行速度差小于设定值。
具体的，首先需要确定推管机的运行状态，即判断推管机是处于推进状态还是回拖状态。若推管机处于推进状态，则对需要调节速度的推管机的推进阀进行调节，使该推管机与对比项的推进速度差小于设定值；若推管机处于回拖状态，则对需要调节速度的推管机的回拖阀进行调节，使该推管机与对比项的回拖速度差小于设定值。
通过上述步骤即可使任意两台推管机的运行速度差均小于设定值，从而满足推管机同步运行的要求。
由此，本申请的技术方案通过控制多台推管机同向、同步施工，大大提高了对管道2的推力，满足了长距离施工的施工要求。同时，通过位移传感器监测每台推管机位移数据，以此计算得到每台推管机的运行速度，控制器4根据不同推管机的运行速度来调节液压系统5以对推管机的速度进行纠偏，从而实现多推管机同步运行，保证推管机组对管道2的推进效果。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种多推管机同步施工方法，其特征在于，该施工方法基于多推管机同步施工装置实现，该装置包括水平定向钻机（9）、钻机、扩孔器（7）、分动器（6）、管道（2）、推管机组、液压系统（5）以及控制器（4）；
水平定向钻机（9）与钻杆（8）连接；钻杆（8）与扩孔器（7）连接；扩孔器（7）与分动器（6）连接；分动器）6）与管道（2）连接；推管机组夹持在管道（2）外；控制器（4）控制液压系统（5）向推管机组提供动力，使推管机组推动管道（2），同时，水平定向钻机（9）拉动管道（2），实现推管机组与水平定向钻机（9）的同步运行；
推管机组包括第一推管机（1）和第二推管机（3），第一推管机（1）和第二推管机（3）沿直线布设，且第一推管机（1）和第二推管机（3）为同向运行；
在每台推管机上均安装有位移传感器，用于监测每台推管机运行时的位移数据，并将监测到的数据传输至控制器（4）；控制器（4）可根据接收到的位移数据来控制液压系统（5）的输出，从而对第一推管机（1）和第二推管机（3）的运行速度进行纠偏，以达到同步运行；
位移传感器安装在每台推管机油缸的活塞杆上，通过监测活塞杆的位移即可监测推管机的推管距离；
该同步施工方法具体步骤说明如下：
步骤S101：启动推管机组，使所有推管机均夹持在管道（2）的外侧，并夹紧到位；
步骤S102：水平定向钻机（9）拉动管道（2），同时控制器（4）控制液压系统（5）向推管机提供动力，使推管机与水平定向钻机（9）同步运行；
具体的，控制器（4）控制液压系统（5）向推管机提供动力液压油，使推管机的油缸工作，与水平定向钻机（9）同步带动钢管移动；
步骤S103：位移传感器实时监测所在推管机的位移数据，并将监测到的数据传输至控制器（4）；
具体的，位移传感器通过监测推管机油缸中活塞杆的位移量来监测推管机带动钢管移动的位移量；
步骤S104：控制器（4）根据接收到的数据控制液压系统（5）的输出，对推管机的运行速度进行调节，使任意两台推管机的运行速度差小于设定值；
具体的，控制器（4）可以根据内置的PLC程序来控制液压系统（5）的输出，使所有推管机基本达到同步运行的状态；
步骤S104a：根据位移传感器监测到的位移数据计算得到所有推管机的运行速度；可以理解的是，通过单位时间内的位移量即可计算得到推管机的运行速度；
步骤S104b：以运行速度最小的推管机作为对比项，将其余推管机与其进行对比，获取其余推管机与对比项之间的运行速度差；
具体的，以两台推管机为例，根据上述步骤计算得到第一推管机（1）的运行速度和第二推管机（3）的运行速度；若第一推管机（1）的运行速度大于第二推管机（3）的运行速度，则以第二推管机（3）作为对比项，将第一推管机（1）的运行速度与第二推管机（3）的运行速度进行对比，得到运行速度差；若第一推管机（1）的运行速度小于第二推管机（3）的运行速度，则以第一推管机（1）作为对比项，将第二推管机（3）的运行速度与第一推管机（1）的运行速度进行对比，得到运行速度差；
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