CN203686352U - 智能管道穿越推进机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种智能管道穿越推进机。采用的技术方案是：推力油缸通过支架固定在定位座上，推力油缸通过推力杆与推力盘连接；由推力框体、定位导向座和推力盘组成封闭的推力执行结构；拉杆一端与推力盘连接，另一端与推力框体连接，若干推力夹紧器与拉杆连接，若干推力夹紧器被分别定位在推力框体中，由拉杆的拉动使推力夹紧器在推力框体内做径向移动；若干夹紧缸固定在定位导向座上；机体开合油缸使推进机整体径向开合；行走装置与推力执行结构连接。本实用新型结构简单，操作方便，在钢管的另一端夹住钢管推管，配合定向钻一拉一推同步回拖钢管。

Description

智能管道穿越推进机
技术领域
本发明创造属于穿越工程机械领域，具体地涉及一种大直径输油、输气、输水长输管道在穿越施工中保证穿越成功的智能管道穿越推进机。
背景技术
随着国内能源需求的迅速增长，我国“十二五”期间将新建四万余公里油气管道。在长输管道施工中不可避免地要穿越江河湖泊等障碍物。在穿越施工中定向钻首先在预定的线路打孔、扩孔，然后进行管道回拖。在回拖前先把管道全部焊好，整条回拖的管线长达数百米。回拖过程中单靠定向钻回拖，虽然定向钻不断地通过钻杆向管道外灌泥浆以减少拖管推力，但长达数百米的钢管回拖时阻力相当大。回拖管线越长、直径越大、地层状况越不好其阻力越大。其结果往往使定向钻回拖超负荷，拖不动或钻杆断裂，使穿越工程失败，造成很大的经济损失。如2007年7月某油建公司在广东珠海穿越Φ660管，长500米管线时，定向钻由于负荷超载，没能回拖多久即由于负荷超载拖不动，造成了一百多万的经济损失。因此，在管道穿越施工中，实践证明定向钻已不能完全满足最后回拖钢管的需求，迫切需要一种辅助定向钻回拖钢管的设备。
发明内容
为了解决现有穿越施工中定向钻回拖钢管，尤其大口径钢管存在的超负荷隐患，保障穿越工程顺利进行，本发明创造提供一种在钢管的另一端配合定向钻共同推进钢管的智能管道穿越推进机。本发明创造推力大、强度高﹑稳定性好、夹紧力大不伤钢管防护层。
本发明创造采用的技术方案是：智能管道穿越推进机推力油缸通过支架固定在定位座上，推力油缸通过推力杆与推力盘连接；由推力框体、定位导向座和推力盘组成封闭的推力执行结构；拉杆一端与推力盘连接，另一端与推力框体连接，若干推力夹紧器与拉杆连接，若干推力夹紧器被分别定位在推力框体中，由拉杆的拉动使推力夹紧器在推力框体内做径向移动；若干夹紧缸固定在定位导向座上；机体开合油缸使推进机整体径向开合；行走装置与推力执行结构连接。
上述的智能管道穿越推进机，所述的推力夹紧器由触压弧板和压紧器构成，压紧器的一端连接触压弧板，压紧器另一端通过轴与拉杆连接。
上述的智能管道穿越推进机，所述的触压弧板上覆有聚氨酯保护层。
上述的智能管道穿越推进机，设有调节螺母，调节螺母安装在推力盘的前端。
上述的智能管道穿越推进机，行走装置上设有行走轮。
上述的智能管道穿越推进机，包括液压控制系统，所述的液压控制系统包括液压油箱、液压油泵、柴油机、先导控制泵和控制装置；液压控制系统带动推力油缸、夹紧缸和机体开合油缸。
本发明创造的有益效果是：定向钻将穿越的孔打完后，在原位进行回拖焊完后的钢管，而本发明创造则在钢管的另一端夹住钢管推管，这样一拉一推保证了定向钻在回拖管道时不会超负荷。本发明创造结构简单，操作方便，推进钢管效果好。本发明创造推力执行结构被悬置于其上部的行走装置上。不工作时可随推力油缸往复行走，工作时由于推力夹紧器的作用使推力机与钢管涨合一体，由推力油缸与定向钻一起同步回拖钢管。
本发明创造是输油、输气长输管道在穿越江河湖泊等不可逾越障碍时，与定向钻配合将管道从地下推送过障碍的装置，在管道穿越施工中是配合定向钻成功回拖管道的推进设备。
附图说明
图1是本发明创造的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1的左侧视图。
图4是图1的A-A剖视图。
图5是本发明创造液压控制系统的结构示意图。
图6是图5的俯视图。
图7是本发明创造液压控制系统原理图。
图8是本发明创造的工作状态图。
具体实施方式
如图1-4所示，智能管道穿越推进机，由定位座（1）、支架（2）、2个推力油缸（3）、24个推力夹紧器（4）、拉杆（5）、推力框体（6）、定位导向座（7）、8个夹紧缸（8）、推力盘（9）、行走装置（10）、2个机体开合油缸（11）和推力杆（12）组成。
2个推力油缸（3）分别通过支架（2）铰接在定位座（1）的两侧，并能随钢管（15）上下左右摆动，推力油缸（3）通过推力杆（12）带动推力盘（9）运动。
由推力框体（6）、定位导向座（7）和推力盘（9）组成封闭的推力执行结构。使得整体受力合理、均匀、强度高。
共设置4个拉杆（5），在钢管的两侧，对称布置2个，拉杆（5）一端与推力盘（9）连接，另一端与推力框体（6）连接，每个拉杆上均布6个推力夹紧器（4），即钢管的两侧分别对称布置12个推力夹紧器（4），以便推进时，紧紧环抱住钢管，每个推力夹紧器（4）被分别定位在推力框体（6）中，由拉杆（5）的拉动使推力夹紧器（4）在推力框体（6）内做径向移动。
推力夹紧器（4）由触压弧板（4-1）和压紧器（4-2）构成，压紧器（4-2）的一端连接触压弧板（4-1），压紧器（4-2）另一端通过销轴与拉杆（5）连接。为了防止工作时钢管防护层被夹伤，在触压弧板（4-1）上覆有聚氨酯保护层。
8个夹紧缸（8）均匀固定在定位导向座（7）上，实现向前推动推力盘（9）。
机体开合油缸（11）使推进机整体径向开合。用于机身的开启，便于开始工作时在钢管的任何位置跨入。
调节螺母（13）安装在推力盘（9）的前端。用于限定推力盘的位移，保护推力夹紧器（4）等结构件的安全。
行走装置（10）与推力执行结构连接。行走机构设有行走轮（14），不工作时可在钢管（15）上自由往复行走，便于控制工作位置。
如图5和图6所示，智能管道穿越推进机，还包括液压控制系统，液压控制系统包括液压油箱（20）、液压油泵（21）、柴油机（22）、先导控制泵（23）和控制装置（24）；液压控制系统带动推力油缸（3）、夹紧缸（8）和机体开合油缸（11）。
工作过程是：
一、机械部分工作原理：
定位导向座（7）内沿周边均匀置放的8个夹紧缸（8）推动其前端的推力盘（9），推力盘带动与其定位的4个拉杆（5），由于拉杆（5）的拉动使推力夹紧器（4）以其压紧器（4-2）为中心转动，由杠杆原理产生数倍的增力效应顶压推力夹紧器（4）下部的触压弧板（4-1）(共24个)，触压弧板能在机体框架内径向移动，从而将钢管（15）牢牢抱紧。推进油缸（3）铰接于定位座（1）上，由推进油缸产生的强大推力（达600T）通过推力杆（12）作用于推力盘，进而推送钢管向前缓缓移动，从而与定向钻（16）一道回拖钢管。完成后，推力油缸带动推力盘复位，拉杆带动推力夹紧器的压紧器转动，使触压弧板与钢管脱离，行走装置带动整个框架执行结构后退，完成一个循环。如图8所示，定向钻在前端回拖钢管，而本发明创造则在钢管的另一端夹住钢管（15）推管，这样一拉一推保证了定向钻在回拖管道时不会超负荷。
二、液压控制系统工作原理： 
管道穿越推进机工作机构主要依靠两个推进油缸（3）、两个机体开合油缸（11）及八个夹紧缸（8）驱动来完成。根据工况要求，设计出的液压控制系统是以两台179kw柴油机为原动机，将液压油泵输出的压力能转化为油缸驱动主机工作机构的机械能，它能够为主机推进油缸提供600吨的推力，速度每分钟5米。
如图5和图6所示，该液压控制系统主要由液压油箱（20）、液压油泵（21）、柴油机（22）、先导控制泵（23）、控制装置（24）、控制阀组及连接各组油缸的管路所组成。控制阀组采用集成阀块设计，安装固定于控制装置（24）上，控制装置（24）中设有主机控制电气开关、液压操纵开关，各类监测仪表（25）(如压力传感器、流量计、压力表等)，用来控制和监测主机动作情况。
1、如图7所示为本发明创造的液压系统原理图，该系统采用两个独立和一个先导控制的动力源分别对各组油缸及电液动换向阀供油。基本回路包括相同动力源多缸运动同步回路、恒压式变量泵容积式调速回路、电磁溢流阀卸荷回路、及电液动换向阀换向等回路。
a、两个推进油缸推进或回拖油路
进油路：液压油箱(20)→液压油泵(21)→先导控制泵(23)调节控制阀组供油到X口，经电液动换向阀I（27）和电液动换向阀II(28) →2个推进油缸(3)。
回油路：推进油缸(3)→电液动换向阀I（27）和电液动换向阀II(28) →液压油箱(20)。
电磁溢流阀I（29）和电磁溢流阀II（30）在回路中起安全阀作用，当系统压力超过预设定值时，其会将多余油液输送到油箱，保证系统的安全性；直动式溢流阀I（31）和直动式溢流阀II（32）防止推进油缸在回拖到末端过程中压力骤然增加。
b、两个机体开合油缸张开或缩回油路
进油路：液压油箱(20)→液压油泵(21)→滚轮阀（33）→机体开合油缸（11）。
回油路：机体开合油缸（11）→滚轮阀（33）→液压油泵(21)→液压油箱(20)。
电磁换向阀I（34）和电磁换向阀II（35）的设置，起到油路开关的作用，同时也为电气控制提供了信号。
c、八个夹紧缸夹紧或松开油路
进油路：液压油泵→先导控制泵(23)供油到X口，经电液动换向阀III(36) →8个夹紧缸(8)。
回油路：夹紧缸(8)→电液动换向阀III(36) →液压油泵→液压油箱。
电液动换向阀III(36)中位机能为“O”型，使本油路与其它油路互不干扰，基本保证八个夹紧缸未工作时的压力值为恒定值；直动式溢流阀III（37）防止夹紧油缸在退回到末端过程中压力骤然增加。
2、液压控制系统特点
a、系统采用了恒压变量柱塞泵-电液动换向阀的调速回路，能保证稳定的速度、较好的速度刚性及较大的调速范围。
b、系统采用了两独立液压动力源同时工作，为两侧推进油缸供油保证基本同步要求，且两个回路中又有电换向阀和压力传感器等控制，保证了即使有一回路发生故障或不同步工作时，都能在瞬间纠正或反馈故障到操纵室中。
c、系统采用了电磁溢流阀卸荷回路，当主机刚开机空运转或待机不工作时，由液压工作泵I和II输出的油液全部通过电磁溢流阀流回油箱，压力损失几乎为零，则减少了功率损耗、降低了系统发热，延长了液压泵和原动机的寿命。

Claims (6)

1.智能管道穿越推进机，其特征在于：推力油缸（3）通过支架（2）固定在定位座（1）上，推力油缸（3）通过推力杆（12）与推力盘（9）连接；由推力框体（6）、定位导向座（7）和推力盘（9）组成封闭的推力执行结构；拉杆（5）一端与推力盘（9）连接，另一端与推力框体（6）连接，若干推力夹紧器（4）与拉杆（5）连接，若干推力夹紧器（4）被分别定位在推力框体（6）中，由拉杆（5）的拉动使推力夹紧器（4）在推力框体（6）内做径向移动；若干夹紧缸（8）固定在定位导向座（7）上；机体开合油缸（11）使推进机整体径向开合；行走装置（10）与推力执行结构连接。
2.如权利要求1所述的智能管道穿越推进机，其特征在于：所述的推力夹紧器（4）由触压弧板（4-1）和压紧器（4-2）构成，压紧器（4-2）的一端连接触压弧板（4-1），压紧器（4-2）另一端通过轴与拉杆（5）连接。
3.如权利要求2所述的智能管道穿越推进机，其特征在于：所述的触压弧板（4-1）上覆有聚氨酯保护层。
4.如权利要求1或2所述的智能管道穿越推进机，其特征在于：设有调节螺母（13），调节螺母（13）安装在推力盘（9）的前端。
5.如权利要求1或2所述的智能管道穿越推进机，其特征在于：行走装置（10）上设有行走轮（14）。
6.如权利要求1或2所述的智能管道穿越推进机，其特征在于：包括液压控制系统，所述的液压控制系统包括液压油箱（20）、液压油泵（21）、柴油机（22）、先导控制泵（23）和控制装置（24）；液压控制系统带动推力油缸（3）、夹紧缸（8）和机体开合油缸（11）。
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