EA007692B1 - Передвижное устройство для укладки под водой линии трубопровода или связи в траншею (варианты) и способ укладки под водой линии трубопровода или связи в траншею - Google Patents

Abstract

Предлагается передвижное устройство для укладки в траншею подводной линии трубопровода или связи, в частности проложенного под водой трубопровода, включающее передвижную базовую станцию, например баржу (1), траншеекопатель (4) или средство дробления грунта вблизи трубопровода, которое соединено с передвижной базовой станцией (1), по меньшей мере один узел (5А-5С) выемки грунта, соединенный с передвижной базовой станцией, для извлечения из-под трубопровода (7) раздробленного грунта и отведения грунта, смешанного с водой, для создания траншеи, и узел (6) заполнения траншеи, соединенный с передвижной базовой станцией (1), для приема грунта, извлеченного одним или более узлом (5А-5С) выемки грунта, и перемещения грунта в траншею для закапывания трубопровода (7).

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к передвижному устройству и способу укладки в траншею проложенных под водой линий снабжения или связи, в частности, таких как трубопроводы и кабели. Изобретение, в частности относится к работам на мелководье, но не ограничивается только этим.

Сведения о предшествующем уровне техники

После укладки линии трубопровода или связи, называемой далее трубопровод, обычно под ним роют траншею, дают трубопроводу опуститься в траншею и затем зарывают его. В известной процедуре траншея под трубопроводом сначала выкапывается траншейным экскаватором, который дробит грунт под трубопроводом, извлекает его и переносит его для хранения в удаленное от трубопровода место. В некоторых случаях место хранения может быть образовано окружающим его кессоном; в других случаях грунт может выноситься на искусственный остров. Грунт сохраняется в месте хранения до тех пор, пока другая машина не перенесет его обратно в траншею для того, чтобы укрыть трубопровод.

В описанном выше способе приходится перемещать огромные количества грунта на значительные расстояния, что может иметь негативные последствия для окружающей среды, особенно при сбросе грунта в траншею при закапывании трубопровода, а также и в других случаях.

Сущность изобретения

Целью изобретения является создание усовершенствованного передвижного устройства и способа укладки в траншею проложенной под водой линии снабжения или связи, в частности, трубопровода или кабеля.

В соответствии с изобретением, предлагается передвижное устройство для укладки под водой линии трубопровода или связи (далее называемой также линия или трубопровод) в траншею, содержащее передвижную базовую станцию, средство дробления грунта вблизи указанной линии, включающее движущиеся части для разрушения грунта механическим путем, соединенное с передвижной базовой станцией, по меньшей мере один узел выемки грунта, соединенный с передвижной базовой станцией с возможностью извлечения из-под указанной линии раздробленного грунта и отведения смешанного с водой грунта от указанной линии с образованием траншеи, и узел заполнения траншеи, соединенный с передвижной базовой станцией с возможностью приема грунта, извлеченного по меньшей мере одним узлом выемки грунта, и перемещения этого грунта в траншею поверх указанной линии.

Путем использования передвижного устройства, содержащего комбинацию средства дробления грунта, по меньшей мере одного узла выемки грунта и узла заполнения траншеи, соединенных с передвижной базовой станцией, может быть создано очень эффективное устройство для укладки в траншею, характеризующееся очень незначительным воздействием на окружающую среду.

Изобретение особенно подходит для укладки в траншею трубопровода на мелководье, на глубинах менее 10 м, а особенно на глубине в интервале 1-5 м, но также может быть использовано и при другой глубине.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения передвижная базовая станция представляет собой плавучее основание (судно), хотя в альтернативном варианте это может быть гусеничным транспортным средством.

В предпочтительном варианте выполнения передвижная базовая станция имеет длину более 40 м. В варианте выполнения изобретения, описанном ниже, базовая станция имеет длину 80 м и ширину 16 м. Преимущество большой длины состоит в том, что позволяет присоединить к передвижной базовой станции несколько узлов выемки грунта с интервалом по длине станции. Например, могут быть использованы три узла выемки грунта, один на переднем конце, один сзади и один в середине станции. Продольное пространственное разнесение узлов выемки грунта дает возможность подстраивать работу заднего узла выемки грунта по результатам мониторинга итогов работы первого и второго узла выемки грунта.

В предпочтительном варианте выполнения средство дробления грунта соединено с передвижной базовой станцией кабельно-шланговым соединением, и хотя она может представлять собой гусеничное транспортное средство, в предпочтительной конфигурации средство дробления грунта содержит приводные элементы, установленные с возможностью сцепления с указанной линией и перемещения вдоль нее закрепленного на ней средства дробления грунта. Кабельно-шланговое соединение дает средству дробления грунта некоторую свободу перемещения относительно передвижной базовой станции, а использование приводных элементов означает, что средство дробления грунта не будет зависеть от состояния окружающего линию грунта для обеспечения достаточной силы сцепления.

В предпочтительном варианте выполнения движущиеся части для разрушения грунта механическим путем, входящие в средство дробления грунта, могут представлять собой режущие диски. Следует иметь в виду, что используемый здесь термин грунт имеет широкое значение, обозначая гравий, песок, илистые отложения, скальную породу и другие материалы, составляющие донный грунт в море и других водоемах. В соответствии с природой грунта и глубиной траншеи, могут потребоваться режущие диски различного типа и/или в различных количествах. Обычно, если траншея формируется под трубопроводом, достаточно использовать один диск с каждой стороны трубопровода для раздробления грунта сбоку трубопровода и под ним.

- 1 007692

В предпочтительном варианте выполнения кабельное соединение средства дробления грунта с передвижной базовой станцией обеспечивает канал для передачи сигналов управления от передвижной базовой станции к средству дробления грунта, и также, желательно, канал для передачи энергии от передвижной базовой станции к средству дробления грунта, например, по электрической, гидравлической или пневматической линиям передачи.

В предпочтительном варианте выполнения каждый из узлов выемки грунта установлен с возможностью размещения на указанной линии и всасывания грунта с водой с каждой из ее сторон. Перемещение узла выемки грунта вдоль линии предпочтительно определяется непосредственно движением судна, однако, тем не менее, было бы хорошо, если бы сама линия использовалась для установки узла выемки грунта относительно нее в поперечном направлении. Каждый узел выемки грунта может иметь всасывающую трубу с каждой стороны линии для всасывания грунта и воды по ее бокам и из-под нее.

В предпочтительном варианте выполнения устройство дополнительно содержит по меньшей мере один насос, установленный с возможностью откачки грунта с водой из по меньшей мере одного узла выемки грунта к передвижной базовой станции. По меньшей мере один насос может устанавливаться на передвижной базовой станции, либо в зоне размещения узел выемки грунта на линии. В предпочтительном варианте выполнения, средство заполнения траншеи непосредственно принимает грунт, изъятый узлом выемки грунта. В то время как в пределы области притязаний изобретения попадает временное хранение грунта на передвижной базовой станции, в предпочтительном варианте выполнения по меньшей мере один насос установлен для закачки грунта и воды, поступающих от по меньшей мере одного узла выемки грунта, в узел заполнения траншеи. В предпочтительном варианте выполнения для каждого узла выемки грунта устанавливается соответствующий насос.

Средство дробления грунта может оборудоваться всасывающей трубой, приспособленной для отсоса грунта и воды сбоку и/или из-под линии в зоне, или в непосредственной близости от средства дробления грунта. В этом случае средство дробления грунта и его всасывающая труба могут выполнять функцию узла выемки грунта. Средство дробления грунта может быть частью узла траншеекопателя (далее траншеекопатель), включающего по меньшей мере одну всасывающую трубу для отсасывания грунта и воды с боков линии и из-под нее. В предпочтительном варианте выполнения, устройство дополнительно включает по меньшей мере один насос для отсасывания грунта и воды от траншеекопателя к передвижной базовой станции. В предпочтительном варианте выполнения, узел заполнения траншеи непосредственно принимает грунт, извлеченный траншеекопателем. Также желательно, чтобы грунт, извлеченный траншеекопателем, транспортировался на узел заполнения траншеи без его смешивания с грунтом, извлеченным по меньшей мере одним узлом выемки грунта, и чтобы грунтовые смеси от средства дробления грунта и узла выемки грунта выводились через отдельные выходы (выпускные отверстия или трубы) в узле заполнения траншеи.

Как правило, смесь грунта и воды, засасываемая всасывающими трубами траншеекопателя, обладает более высокой плотностью, чем грунт, засасываемый всасывающими трубами узла выемки грунта.

В соответствии с наиболее предпочтительным вариантом выполнения изобретения, передвижное устройство содержит прикрытие, установленное с возможностью укрытия заполняемой траншеи. Такое прикрытие может значительно сократить рассеяние грунта, подаваемого в траншею узлом заполнения. В предпочтительном варианте выполнения прикрытие буксируется передвижной базовой станцией.

Узел заполнения траншеи может содержать несколько выходов для грунта, включающих первый выход и второй выход, причем первый выход находится ближе к укладываемой линии, чем второй, и расположены таким образом, что в процессе работы смесь грунта и воды, выходящая из первого выхода, имеет большую плотность, чем смесь грунта и воды, выходящая из второго выхода. При такой организации работы системы может улучшиться осаждение грунта над линией и/или грунтовая смесь, укладываемая на нее, окажется менее подверженной рассеянию в окружающей воде. Первый выход может быть размещен полностью под вторым. Первый выход может быть также размещен приблизительно в том же положении в направлении параллельно линии, что и второй выход. В альтернативном варианте первый выход может быть расположен выше по направлению потока относительно второго. Узел заполнения траншеи может быть оборудован прикрытием. Прикрытие может иметь такое поперечное сечение, чтобы окружать первый и второй выходы. В предпочтительном варианте выполнения в поперечном сечении прикрытие может иметь приблизительно обращенную И-образную форму, с тем, чтобы грунт, набрасываемый на линию, имел приблизительно форму обращенной буквы и, при этом грунт распределялся поверх и с каждой стороны линии. Форма прикрытия, например, может быть такой, чтобы охватывать пространство и, в частности может иметь внутренний и наружный слои, которые образуют полость между собой, которая имеет приблизительно И-образное поперечное сечение. Описанное выше прикрытие Иобразной формы может иметь преимущество в распределении смеси грунта и воды вокруг размещенной в траншее линии, благодаря минимальному возмущению осажденного грунта.

Прикрытие может содержать покрывало из геотекстиля или может быть в форме такого покрывала. Прикрытие может быть выполнено из жесткого материала и может иметь отверстие вниз по потоку от первого и второго выхода, сквозь которое выводится грунтовая смесь. Прикрытие может быть открытым снизу, как вариант - частично открытым, так, чтобы часть грунта оседала вниз.

- 2 007692

Грунтовая смесь, подаваемая к первому выходу, может быть получена от всасывающих грунт средств в точке, расположенной выше по направлению потока (в направлении движения узла заполнения траншеи) от всасывающих грунт средств, которые передают грунтовую смесь ко второму выходу. Грунтовая смесь, передаваемая к первому выходу, может подаваться от средства дробления грунта, в то время как грунтовая смесь, передаваемая ко второму выходу, может быть получена от узла выемки грунта.

Следует иметь в виду, что признаки настоящего изобретения, относящиеся к узлу заполнения траншеи, могут иметь применение, не связанное с траншеекопателем и узлом выемки грунта, упоминаемых в настоящем описании. Таким образом, здесь также используется узел заполнения траншеи для приема грунта и транспортировки его в траншею для засыпки лежащего в траншее линии, причем узел заполнения траншеи содержит несколько выходов для грунта, включающих первый и второй выходы, при этом первый выход расположен ближе к линии, чем второй, и они расположены таким образом, что в процессе работы смесь грунта и воды, выходящая из первого выхода, имеет плотность более высокую, чем смесь грунта и воды, выходящая из второго.

В соответствии с изобретением, предлагается также способ укладки под водой линии трубопровода или связи в траншею с использованием передвижной базовой станции, к которой подсоединяют средство дробления грунта, включающее движущиеся части для разрушения грунта, и осуществляют посредством него дробление грунта механическим путем вблизи указанной линии вдоль смежной с ней трассы, причем извлекают раздробленный таким образом грунт и отводят его в смеси с водой с образованием траншеи посредством по меньшей мере одного узла выемки грунта, соединенного с передвижной базовой станцией, а извлеченный таким образом грунт подают к узлу заполнения траншеи, присоединенному к передвижной базовой станции, посредством которого перемещают грунт в траншею и покрывают им размещенную в ней указанную линию.

В предпочтительном варианте выполнения посредством средства дробления грунта осуществляют дробление грунта под указанной линией, так что она может быть размещена в траншее посредством опускания в траншею под действием силы тяжести.

В другом предпочтительном варианте выполнения средство дробления грунта устанавливают на указанную линию и перемещают вдоль нее посредством приводных элементов средства дробления грунта, сцепляемых с внешней поверхностью указанной линии.

В следующем предпочтительном варианте выполнения по мере формирования и заполнения траншеи изменяют относительное расположение средства дробления грунта и передвижной базовой станции. Такое изменение взаимного расположения обеспечивается кабельным соединением.

В еще одном предпочтительном варианте выполнения способ дополнительно включает использование прикрытия, желательно, прикрытия из геотекстиля, которое размещают над областью заполнения траншеи и посредством которого ограничивают рассеяние грунта, подаваемого в траншею. Прикрытие может быть уложено поверх линии и оставлено там, либо, в альтернативном варианте, его в процессе укладки в траншею указанной линии прикрытие перемещают вдоль нее, размещая при этом переднюю кромку прикрытия в области подачи грунта в траншею. В предпочтительном варианте выполнения прикрытие закрывает значительную площадь, желательно более 25 м² и, еще лучше, более 60 м². В том случае, когда прикрытие перемещают вдоль линии в процессе ее укладки в траншею, желательно, чтобы длина прикрытия составляла по крайней мере 5 м или значительно длиннее. В том случае, если прикрытие уложено постоянно, могут использоваться значительно более длинные отрезки, например, 100 м.

В предпочтительном варианте выполнения посредством узла заполнения укладывают грунт в траншею таким образом, что грунтовая смесь, укладываемая ближе (в радиальном направлении) к линии, имеет большую плотность, чем грунтовая смесь, укладываемая дальше от линии. Это может иметь особенное значение и способ может включать укладку грунта в траншею поверх размещенной в ней линии, при которой грунтовая смесь, укладываемая ближе (в радиальном направлении относительно линии) к линии, имеет большую плотность, чем грунтовая смесь, укладываемая дальше от линии.

В предпочтительном варианте выполнения грунт, извлекаемый по меньшей мере одним узлом выемки грунта, передают на передвижную базовую станцию, а посредством узла заполнения траншеи перемещают извлеченный грунт от передвижной базовой станции в траншею. Грунт, смешанный с водой, закачивают посредством по меньшей мере одного насоса непосредственно из узла выемки грунта в узел заполнения траншеи.

В предпочтительном варианте выполнения грунт подается из средства заполнения в траншею с относительно малой скоростью, например, со скоростью, меньшей или равной приблизительно 1 м/с.

Работа узла заполнения траншеи может быть отрегулирована таким образом, что подача грунта в траншею из узла заполнения будет производиться со скоростью относительно узла заполнения траншеи, приблизительно равной и противоположной по направлению скорости движения узла заполнения относительно траншеи. При этом грунт может подаваться таким образом, что в момент выброса его скорость относительно траншеи мала или даже равна нулю. Для реализации этой важной особенности, узел заполнения траншеи может перемещать грунт со скоростью более высокой, чем скорость узла заполнения относительно траншеи, и замедлять поток грунта перед сбросом его в траншею. Узел заполнения траншеи может включать выход грунта, включающий расширяющийся канал, в котором поток грунта замедляется

- 3 007692 перед выпуском. В предпочтительном варианте выполнения грунт подается в траншею через один или более диффузоров. Это замедляет поток и помогает оседанию грунта поверх закапываемой линии. Диффузор может включать расходящийся канал.

В одном из предпочтительных вариантов выполнения устройство включает группу передвижных базовых станций. Желательно, чтобы перемещения передвижных базовых станций были скоординированы.

Согласно другому аспекту изобретения, предлагается передвижное устройство для укладки под водой линии трубопровода или связи в траншею, содержащее группу передвижных базовых станций, соединенных с возможностью их согласованного перемещения вдоль указанной линии, средство дробления грунта вблизи указанной линии, соединенное с первой передвижной базовой станцией, по меньшей мере один узел выемки грунта, соединенный со второй передвижной базовой станцией с возможностью извлечения из-под указанной линии раздробленного грунта и отведения смешанного с водой грунта от указанной линии с образованием траншеи, и узел заполнения траншеи, соединенный с третьей передвижной базовой станцией с возможностью приема грунта, извлеченного по меньшей мере одним узлом выемки грунта, и перемещения этого грунта в траншею поверх указанной линии.

Согласно следующему аспекту изобретения, также предлагается передвижное устройство для укладки под водой линии трубопровода или связи в траншею, содержащее передвижную базовую станцию, средство дробления грунта вблизи указанной линии, соединенное с передвижной базовой станцией, по меньшей мере один узел выемки грунта, соединенный с передвижной базовой станцией с возможностью извлечения из-под указанной линии раздробленного грунта и отведения смешанного с водой грунта от указанной линии с образованием траншеи, узел заполнения траншеи, соединенный с передвижной базовой станцией с возможностью приема грунта, извлеченного по меньшей мере одним узлом выемки грунта, и перемещения этого грунта в траншею поверх указанной линии, и прикрытие, установленное с возможностью укрытия заполняемой траншеи.

В соответствии с изобретением устройство может также содержать по меньшей мере одну передвижную базовую станцию и траншеекопатель, присоединенный к одной из передвижных базовых станций, содержащий средство дробления грунта вблизи укладываемой линии и всасывающее средство, установленное с возможностью извлечения из-под линии первой смеси грунта, раздробленного средством дробления грунта, смешанного с водой. Следует иметь в виду, что настоящее изобретение представляет особенный интерес в связи с закапыванием в траншеи ранее уложенных трубопроводов и иных сходных задач.

В качестве примера далее будет описан вариант выполнения изобретения со ссылкой на приложенные чертежи.

Перечень фигур, чертежей и иных материалов

Фиг. 1 представляет собой схематическое аксонометрическое изображение передвижного устройства, используемого для создания транше и под линии трубопровода или связи (трубопровод).

Фиг. 2 представляет схематический вид сверху устройства, показанного на фиг.1.

Фиг. 3 представляетаксонометрическое изображение части устройства.

Фиг. 4 представляет аксонометрическое изображение другой части устройства.

Фиг. 5а и 5Ь представляют альтернативный вариант выполнения изобретения, в котором используется другой узел заполнения траншеи.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Устройство, показанное для примера на фигурах, предназначено для работы на глубинах от 1,5 м 4,5 м. Устройство, в целом, содержит передвижную базовую станцию (опорный пункт) в виде плавучей баржи 1, оборудованной собственной двигательной установкой (не показана), на палубе которой находится перемещающийся по рельсам кран 2 и несколько контейнерных модулей 3 (в использованном для иллюстрации варианте выполнения показано 6 модулей). С баржей 1 соединен траншеекопательный узел (траншеекопатель) 4, три узла выемки грунта (далее - драги) 5А, 5В и 5С и узел 6 заполнения траншеи. Драги разнесены с интервалом вдоль баржи 1, причем драга 5 А расположена с переднего конца баржи, драга 5С расположена у заднего конца, а драга 5В - приблизительно посередине между драгами 5А и 5С. Драга 5А показана на фиг. 3, в то время как часть драги 5С и узел 6 заполнения траншеи показаны на фиг. 4.

Траншеекопатель 4 соединен с баржей 1 кабельным соединением (не показано), по которому передаются сигналы управления между траншеекопателем и баржей 1, а также энергия с баржи 1 к траншеекопателю. Траншеекопатель 4 сам по себе принадлежит устройствам известного типа. Такой узел устанавливается на ранее проложенную линию трубопровода или связи, в частности, трубопровод 7. Можно считать, что способ в соответствии с настоящим изобретением включает первым шагом укладку трубопровода. Траншеекопатель 4 включает приводные элементы, которые захватывают трубопровод и перемещают узел вдоль трубопровода 7. Расстояние между траншеекопателем и баржей может меняться, и лишняя часть соединительного кабеля может сматываться лебедкой на барже. Траншеекопатель содержит, в данном примере, пару режущих дисков, которые вращаются моторами, установленными на узле и

- 4 007692 питающимися по соединительному кабелю, и которые могут дробить грунт на глубину до 2,5 м на одном проходе.

Драги 5А-5С имеют приблизительно одинаковую конструкцию. Каждая драга содержит пару шлангов 11 (фиг. 3), которые спущены вниз с баржи 1, с которой они соединены, и проходят к всасывающему модулю, направляемому роликами, опирающимися на трубопровод 7. Каждый шланг выступает вниз с соответствующей стороны трубопровода 7.

Шланги 11 подвешены на стреле крана 12 или аналогичного подъемного оборудования на барже 1, которое может передвигать шланги 11 относительно баржи, чтобы дать возможность барже смещаться, например из-за волнения. На барже 1 рядом с краном 12 установлены два центробежных насоса 13, соединенные гибкими трубами с шлангами 11 для всасывания воды и грунта по шлангам 11 из области по сторонам трубопровода 7 и из-под него. Выходы двух насосов 13 присоединены к одной трубе 14, которая проходит к узлу заполнения траншеи.

Узел заполнения траншеи 6 содержит три шланга 15, которые соединены с трубами 14 и, таким образом, непосредственно получают смесь воды и грунта, накачиваемую по шлангам 11. Шланги 15 установлены приблизительно так же, как и шланги 11, двигаясь за баржей 1. Так же, как и у шлангов 11, концы шлангов 15 соединены с модулем выпуска смеси, направляемым роликами, опирающимися на трубопровод 7.

И, наконец, кронштейном 16 буксируется прикрытие 17 из геотекстильного материала. Контейнерные модули 3, показанные на фиг. 1 и 2, содержат вспомогательное оборудование и приспособления, например, измерительное оборудование, помещения офиса и столовой, мастерскую и жилые помещения.

Далее приводится описание работы устройства, при этом в исходной ситуации трубопровод уже уложен на дно.

Перед началом работы баржа устанавливается таким образом, что ее борт, на котором размещены траншеекопатель, драги и узел заполнения траншеи, находится вблизи, но несколько отступя от вертикальной плоскости, проходящей через трубопровод 7. Траншеекопатель 4 затем устанавливается, с использованием крана 2, сверху на трубопровод 7, захватывая его; аналогично устанавливаются драги 5А5С, узел 6 заполнения траншеи и прикрытие 17.

Затем начинается рытье траншеи. Траншеекопатель 4 дробит, но не извлекает, грунт по обеим сторонам трубопровода и под ним. Как должно быть понятно, существо операции дробления зависит от характера грунта, но в результате операции грунт должен быть разрыхлен достаточно для того, чтобы на следующем шаге он мог быть извлечен драгами 5А-5С. Кабельное соединение обеспечивает возможность траншеекопателю 4 работать с той скоростью, которая наиболее подходит для конкретной ситуации, и которая не обязательно совпадает со скоростью баржи.

Баржа во время работы движется с постоянной скоростью, и шланги 11 драги 5 А попадают в область, где грунт уже раздроблен траншеекопателем 4. На этом этапе насосы 13, соединенные со шлангами 11 драги 5 А, всасывают смесь воды и грунта. Аналогично, по мере передвижения баржи, такая же операция выполняется драгой 5В. Положение трубопровода в траншее наблюдается с использованием сонара (или иных средств, например, щупов или иных детекторов) после того, как каждая из драг 5А и 5В пройдет над трубопроводом, а работа этих драг и, особенно, драги 5С, соответствующим образом контролируется. Таким образом, если глубина, на которую опустился трубопровод 7 после работы драг 5А и 5В, достаточна, дальнейшего отсоса не производится, когда эта часть трубопровода достигает драги 5С.

Как понятно из приведенного выше описания, смесь воды с грунтом, отсасываемая насосами 13, передается по трубам 14 и шлангам 15 к области трубопровода у задней части баржи 1, где эта смесь подается под прикрытие 17. В описываемом варианте выполнения смесь воды и грунта не претерпевает изменения на пути от ее отсоса драгами 5А-5С до подачи в узел 6 заполнения траншеи. Укрытие 17 позволяет воде проходить сквозь него, одновременно задерживая большую часть грунта и, тем самым, снижая воздействие на окружающую среду. В предпочтительном варианте выполнения выходы шлангов 15 имеют увеличенное поперечное сечение для сокращения скорости потока в зоне выведения смеси.

Через некоторое время прикрытие 17 забивается, и его необходимо менять, используя кран 2, который может перенести его на баржу.

Описанное выше устройство может полностью осуществить операцию укладки в траншею трубопровода, включая как формирование траншеи, так и засыпку трубопровода в траншее за один проход одного судна. Более того, смесь воды и грунта, извлеченного траншеекопателем, подается непосредственно на узел заполнения траншеи, исключая необходимость в использовании дорогого и экологически небезопасного этапа складирования. И, наконец, операция заполнения траншеи значительно усовершенствована благодаря использованию прикрытия 17.

В конкретном примере выполнения изобретения баржа имеет длину 80 м и ширину 16 м. Баржа устанавливается так, что ее борт отстоит на 4 м от вертикальной плоскости, проведенной через трубопровод. Укрытие представляет собой квадрат со стороной 10 м, а соединительная кабельная линия, соединенная с траншеекопателем, имеет длину приблизительно 80 м.

- 5 007692

В описанном выше предпочтительном варианте выполнения изобретения, используется одна передвижная базовая станция, однако, область притязаний изобретения охватывает также использование двух или более барж, которые могут быть физически соединены друг с другом, либо их перемещения могут просто координироваться оператором и/или автоматизированной системой управления, причем некоторые узлы соединены с одной передвижной базовой станцией, а один или более других узлов соединены с другой передвижной базовой станцией.

Упомянутый в предыдущем параграфе альтернативный вариант выполнения представляет собой следующее. Устройство для укладки в траншею трубопровода состоит из трех отдельных плавучих барж, причем каждая баржа играет роль передвижной базовой станции для различных частей системы - средств для рытья траншеи, отсоса и заполнения. Баржи обладают независимыми движущими системами и их перемещения согласованы.

Первая баржа соединена с траншеекопателем, содержащим средство дробления грунта вблизи трубопровода. Трубопровод был предварительно уложен на дно, и когда траншея выкопана и грунт отсосан, трубопровод опускается на дно траншеи. В качестве траншеекопателя используется устройство известного типа, которое устанавливается на упомянутый выше трубопровод. Траншеекопатель включает приводные элементы, которые захватывают трубопровод и перемещают узел вдоль трубопровода. Также на траншеекопателе имеется всасывающее средство для удаления части грунта, измельченного средством дробления грунта. Траншеекопатель соединен с первой баржей посредством соединительной кабельной линии, по которой на траншеекопатель подается питание и сигналы управления. Также с траншеекопателем соединена всасывающая труба, соединенная с насосной станцией на первой барже, по которой отводится наверх на первую баржу раздробленный грунт, извлеченный всасывающим средством на траншеекопателе. Вторая баржа соединена с драгой, которая движется вдоль трубопровода вслед за траншеекопателем. Драга содержит всасывающие трубы, соединенные с насосной станцией на второй барже, которые отсасывают грунт, раздробленный траншеекопателем, но не отсосанный во время дробления. Как первая, так и вторая баржа соединены с третьей баржой посредством трубы, и грунт, извлеченный первой и второй баржами, качается по этим трубам на третью баржу. Третья баржа соединена со станцией заполнения траншеи, причем станция заполнения траншеи содержит трубу, идущую с третьей баржи вниз к траншее. К третьей барже также присоединен геотекстильный материал, который протаскивается по дну. Геотекстиль расположен таким образом, что он закрывает как выход трубы, приходящей с третьей баржи, так и область за засыпающей трубой и над трубопроводом. Расположение прикрытия в иллюстрируемом варианте выполнения аналогично описанному выше.

На фиг. 1 и 4 прикрытие 17 показано сравнительно плоским. Однако использование прикрытия другой формы также попадает в область притязаний настоящего изобретения. На фиг. 5 показано поперечное сечение узла заполнения траншеи, включающего такое прикрытие другой формы. Укрытие 20 выполнено из сравнительно жесткого материала и не должно иметь форму геотекстильного покрывала. Укрытие 20 имеет в целом форму купола с И-образным сечением, причем площадь поперечного сечения нарастает от одного конца к другому. Наружные поверхности прикрытия 20 расходятся к одному из концов прикрытия. Конец прикрытия 20 на его передней кромке закрыт. Внутри полости, образованной прикрытием, находятся трубы выброса грунтовой смеси, через выходы 21а, 21Ь которых выводится смесь грунта с водой. Закрытый конец прикрытия на его передней кромке имеет суженное поперечное сечение, в то время как открытый конец имеет широкое поперечное сечение. Открытый конец прикрытия расположен в направлении вниз по потоку от выходов 21а, 21Ь. Внутренняя поверхность И-образного прикрытия 20 по форме совпадает с трубопроводом 7, и ее криволинейная поверхность имеет кривизну, приблизительно соответствующую кривизне верхней поверхности трубопровода 7. Части прикрытия 20 спускаются по сторонам трубопровода 7 в области 22 на дне траншеи.

Одно из преимуществ использования расходящегося в поперечном сечении прикрытия 20 узла 6 заполнения траншеи, показанного на фиг.5а, связано с тем, что из-за увеличенной площади поперечного сечения сокращается скорость движения грунтовых смесей, выпускаемых из узла заполнения траншеи. Это позволяет грунту оседать вокруг трубопровода и снижает его рассеяние вне траншеи. Особенно это проявляется в снижении рассеяния грунта, когда смесь грунта и воды выпускается с той же скоростью, что и скорость движения узла заполнения траншеи вдоль трубопровода 7. Это означает, что смесь укладывается с такой скоростью, что относительно трубопровода 7 она оказывается неподвижной. Расходящееся поперечное сечение прикрытия 20 показано схематически на фиг. 5Ь. Увеличивающееся поперечное сечение прикрытия 20 сокращает скорости потока смеси грунта с водой, выпускаемой из выходов 21а, 21Ь, как это схематически показано увеличением ширины стрелок на открытом конце прикрытия 20. Следует также отметить, что выходы 21а, 21Ь для грунтовой смеси также могут иметь расширяющиеся поперечные сечения для дальнейшего замедления потока грунтовой смеси.

Еще одним преимуществом использования прикрытия 20 с И-образным поперечным сечением является равномерность укладывания смеси грунта и воды в траншее вокруг трубопровода 7.

Узел 6 заполнения траншеи, показанный на фиг. 5а, содержит два выхода. Второй выход 21а расположен радиально дальше от трубопровода 7, то есть, над первым выходом 21Ь, расположенным радиально ближе к трубопроводу 7. Второй выход соединен посредством трубопроводов 16 и труб 14 с драгами

- 6 007692

А и 5В способом, описанным выше со ссылкой на фиг. 3. Первый выход 21Ь соединен посредством шлангов и труб с всасывающим средством на траншеекопателе, содержащим средство дробления грунта. Во время работы более плотная смесь грунта и воды, всасываемая траншеекопателем, укладывается ближе к трубопроводу 7 из первого выхода 21Ь внутри прикрытия 20, чем менее плотная грунтовая смесь, всасываемая драгами и укладываемая из второго выхода 21а поверх более плотного материала. За счет укладывания двух ярусов грунтовой смеси, когда более плотный слой находится ближе к трубопроводу, обеспечивает лучшее оседание грунта в траншее.

Claims (26)

1. Передвижное устройство для укладки под водой линии трубопровода или связи в траншею, отличающееся тем, что оно содержит передвижную базовую станцию, средство дробления грунта в зоне, примыкающей к указанной линии, включающее движущиеся части для разрушения грунта механическим путем, соединенное с передвижной базовой станцией, по меньшей мере один узел выемки грунта, соединенный с передвижной базовой станцией и установленный с возможностью извлечения из-под указанной линии раздробленного грунта и отведения смешанного с водой грунта от указанной линии с образованием траншеи, и узел заполнения траншеи, соединенный с передвижной базовой станцией с возможностью приема грунта, извлеченного по меньшей мере одним узлом выемки грунта, и перемещения этого грунта в траншею поверх указанной линии.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что передвижная базовая станция представляет собой плавучее основание.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что передвижная базовая станция представляет собой гусеничное транспортное средство.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что передвижная базовая станция имеет длину более 40 м.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что оно содержит группу узлов выемки грунта, соединенных с передвижной базовой станцией с интервалами по ее длине.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что средство дробления грунта содержит приводные элементы, установленные с возможностью сцепления с указанной линией и перемещения вдоль нее закрепленного на ней средства дробления грунта.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что средство дробления грунта содержит режущие диски, установленные с возможностью дробления грунта.

8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что каждый из узлов выемки грунта установлен с возможностью размещения на указанной линии и всасывания грунта с водой с каждой из ее сторон.

9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере один насос, установленный с возможностью откачки грунта с водой из по меньшей мере одного узла выемки грунта к передвижной базовой станции.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что по меньшей мере один насос установлен с возможностью закачки грунта с водой, поступающих по меньшей мере от одного узла выемки грунта, в узел заполнения траншеи.

11. Устройство по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит прикрытие, установленное с возможностью укрытия заполняемой траншеи.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что прикрытие установлено с возможностью буксировки передвижной базовой станцией.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно включает группу передвижных базовых станций.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что передвижные базовые станции установлены с возможностью согласованного перемещения.

15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что средство дробления грунта соединено с первой передвижной базовой станцией, по меньшей мере один узел выемки грунта соединен со второй передвижной базовой станцией, а узел заполнения траншеи соединен с третьей передвижной базовой станцией.

16. Способ укладки под водой линии трубопровода или связи в траншею, отличающийся тем, что к передвижной базовой станции подсоединяют средство дробления грунта, включающее движущиеся части для разрушения грунта, и осуществляют посредством него дробление грунта механическим путем вблизи указанной линии вдоль смежной с ней трассы, причем извлекают раздробленный таким образом грунт и отводят его в смеси с водой с образованием траншеи посредством по меньшей мере одного узла выемки грунта, соединенного с передвижной базовой станцией, а извлеченный таким образом грунт подают к узлу заполнения траншеи, присоединенному к передвижной базовой станции, посредством которого перемещают грунт в траншею и покрывают размещенную в ней указанную линию.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что посредством средства дробления грунта осуществляют дробление грунта под указанной линией.

- 7 007692

18. Способ по п.16, отличающийся тем, что размещают указанную линию в траншее посредством ее опускания в траншею под действием силы тяжести.

19. Способ по любому из пи. 16-18, отличающийся тем, что средство дробления грунта устанавливают на указанную линию и перемещают вдоль нее посредством приводных элементов средства дробления грунта, сцепляемых с внешней поверхностью указанной линии.

20. Способ по любому из пи. 16-19, отличающийся тем, что по мере формирования и заполнения траншеи изменяют относительное расположение средства дробления грунта и передвижной базовой станции.

21. Способ по любому из пи. 16-20, отличающийся тем, что над областью заполнения траншеи размещают прикрытие, посредством которого ограничивают рассеяние грунта, подаваемого в траншею.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что прикрытие выполняют из геотекстиля.

23. Способ по и.21 или 22, отличающийся тем, что в процессе укладки в траншею указанной линии прикрытие перемещают вдоль нее, размещая при этом переднюю кромку прикрытия в области подачи грунта в траншею.

24. Способ по любому из пп.21-23, отличающийся тем, что прикрытие буксируют передвижной базовой станцией.

25. Способ по любому из пи. 16-24, отличающийся тем, что грунт, извлекаемый по меньшей мере одним узлом выемки грунта, передают на передвижную базовую станцию, а посредством узла заполнения траншеи перемещают извлеченный грунт от передвижной базовой станции в траншею.

26. Способ по п.25, отличающийся тем, что грунт, смешанный с водой, закачивают посредством по меньшей мере одного насоса непосредственно из узла выемки грунта в узел заполнения траншеи.