HU200625B - Tubing placed into bore formed in soil and method and apparatus for forming same - Google Patents

Description

A leírás terjedelme: 12 oldal, 2 ábra

HU 200625 Β szerkezetű réteget (4) rendezünk el, végül a belső köpeny rétegeit (3, 4) a csővezeték (9) belsejébe bevezett nagynyomású munkaközeg segítségével tömítjük és tágítjuk. A találmány szerinti berendezésnek hajtóberendezése és annak vázszerkezetén rögzített, hosszanti furat (11) kialakítására szolgáló munkaszerszáma, valamint a csővezeték (9) belső köpenyét alkotó rétegek (3, 4) hosszanti furatba (11) történő bevezetésére szolgáló eszköze van.

HU 200625 Β

A találmány tárgya földbe fektethető csővezeték, valamint eljárás csővezeték, különösen a találmány szerinti csővezeték építésére és berendezés az eljárás foganatosítására.

A találmány szerinti csővezeték alkalmas különösen kőolaj, földgáz és más gázok, víz, élelmezési anyagok és kőolajszármazékok szállítására. A találmány szerinti csővezeték a találmány szerinti eljárás és berendezés segítségével olyan helyeken is alkalmazható, ahol munkaárok kialakítására nincs lehetőség, illetve ahol a munkaárok kialakítása nem célszerű.

A legszélesebb körben elterjedt összekötő csővezetékek egymással hermetikusan összekapcsolt csőelemekből épülnek fel.

Az ilyen csővezetékek anyagigényesek, mivel kizárólag előregyárott alkatelemekből alakíthatók ki.

Hiányosságuk, hogy előállításuk, fektetésük bonyolult, mivel a csövek előállítása, szigetelése, egymással történő összekapcsolása, majd földbe fektetése külön-külön technológiai műveletek.

Ismert olyan csővezeték, amelynek gyűrűkeresztmetszetd kötőanyag-réteg talajban kialakított furatba történő bepréselésével nyert külső köpenye van amelynek belső felületére előnyösen elasztikus polimer tömlőből kialakított tömítőréteget visznek fel. Ilyen megoldást ismertet például az SU 87 06 07 számú szerzői tanúsítvány (NSzO: E 02 F 5/10, közrebocsátás: 1979). A megoldás hiányossága, hogy a csővezeték 0,3 MPa nyomásnál nagyobb terhelés elviselésére nem képes, ezért nyomóközegek szállítására nem alkalmas, így főleg mezőgazdasági öntözőberendezésekben alkalmazható. A hiányosság oka, hogy a csővezeték szilárdságát csupán a kötőanyagréteg biztosítja.

A megoldás további hiányossága, hogy a csővezeték hermetikus tömítése könnyen megsérülhet, mivel a kötőanyagréteg a talajhoz szervesen nem kapcsolódik, és így viszonylag kisebb földmozgás is a csővezeték törését eredményezheti. Ezen hiányosság miatt a megoldás alakcsőként sem alkalmazható.

Mivel a csővezeték teherbíróképességét és szilárdsági tulajdonságait kizárólag a kötőanyagréteg határozza meg, előállításához igen nagy mennyiségű anyagot kell felhasználni. A kötőanyagréteg ugyanakkor nem lesz tömítve.

A csővezetékek fektetésénél általánosan elterjedt megoldás szerint a csővezeték számára árkot alakítanak ki, amelybe a csővezetéket fektetik, majd az árkot földdel betemetik.

Az eljárás hátránya, hogy a földmunkák a járulékos költségeket jelentősen megnövelik. A csővezetékeket gyári körülmények között készítik, majd késztermékként a felhasználás helyére szállítják. A gyári előállítás és a szállítás jelentős többletköltséget eredményez.

Világviszonylatban elterjedt gyakorlati alkalmazás révén ismert olyan csőfektetési eljárás, amelynek lényege, hogy a talajban hosszanti furatot alakítanak ki, amelyet kötőanyaggal és elasztikus burkolóanyaggal vonnak be. Elasztikus burkolóanyagként többnyire polimeranyagból készült tömlőket, kötőanyagként pedig cement-homok habarcsot vagy ragasztószert használnak.

Ezen anyagok alkalmazása viszonylag kevéssé költséges és alkalmazásuk világviszonylatban elterjedt. A fenti eljárással épített csővezetékek élettartama viszonylag magas, és előnyük, hogy lerakódások kialakulásával szemben ellenállók. Az eljárás további előnye, hogy általa csővezetékek egyszerűen és jó hatásfokkal fektethetők.

A megoldás előnyös hatásai ellenére különböző közegeket szállító nyomóvezetékként történő alkalmazásuk nem terjedhetett el, mivel szilárdságuk nem kielégítő, 0,3 MPa nyomásnál nagyobb terhelést nem képesek elviselni.

Nyomásmentes csővezetékek fektetésénél igen nagy mennyiségű anyagot használnak fel, mivel a talaj ebben az esetben a szilárdságot nem terheli és a kötőanyagréteg a talajjal nincs kapcsolatban.

Mindazonáltal a megoldás leglényegesebb hátránya, hogy a javasolt eljárás nem teszi lehetővé 200 mm-nél nagyobb átmérőjű csővezetékek kialakítását, mivel a harántirányú és hosszirányú szilárdság nem kielégítő volta ennél nagyobb átmérők esetén a csővezeték töréséhez vezethet.

A megoldás továbbá alagcső-rendszerek kialakítására sem alkalmas, hiszen a csővezeték belsejében lévő munkaközeg nyomásának szabályozatlansága a talaj és a kötőanyagréteg porozitás-fokának beállítását nehézkessé teszi.

Az ismert eljárással kialakított csővezetékek gyakran tömítetlenné és ezért viszonylag gyorsan használhatatlanná válnak, mivel a csővezeték tömítettségét kizárólag a kötőanyagréteg és a tömlő vastagsága biztosítja.

Az SU 87 68 77 számú szerzői tanúsítványból (NSzO jelzet: E 02 F 5/18, közrebocsátva: 1981) csővezetékek munkaárok kialakítása nélküli, statikus átvágás útján történő fektetésére olyan berendezést ismertet, amelynek patroncsöve, kúpalakú végződő szerszáma, szállítóegysége és gyámfala van.

A patroncső a talaj felszíne alatti furat kialakítására szolgál. A patroncsövet hidraulikus henger dugattyúja nyomja a földbe és tolja előre. A patroncső előretolása közben a hidraulikus henger a gyámfalnak támaszkodik.

Mivel a berendezés patroncsővel működik, hosszabb csővezetékek fektetésére gyakorlatilag nem alkalmas.

Ennek oka, hogy a patroncső talajba történő belépésekor a súrlódás megnövekszik, ami a patroncső talajban történő belépését akadályozza. Egy meghatározott furathossz elérése után a súrlódási erő a dugattyú által kifejtett erőt meghaladja, így az a patroncsövet továbbtolni nem tudja.

Az ezzel a megoldással elérhető furathossz a fenti okok miad 100 m-t nem haladja meg.

Az SU 42 92 39 számú szerzői tanúsítványban (NSzO jelzet: E 02 F 5/10, F 16 L1/00, közrebocsátva: 1974) olyan, csővezetékek kialakítására szolgáló berendezést ismertetnek, amelynek a csövezték munkaárok nélküli fektetéséhez gyűníalakú munkaszerve van, amely alapgépbe szerelve van elrendezve és késsel, valamint annak alsó részén rögzített vakondfúrószerszámmal van ellátva. A berendezésnek továbbá anyagkeverék szállítására szolgáló fúvókás vezetékrendszere van, amely a talajban a csővezetéket képező anyagkeveréket biztosítja.

A berendezés hátránya, hogy a csővezeték kialakítása után a csővezeték belsejéből a földet el kell távolítani, hiszen a csővezeték a szállított anyag3

HU 200625 Β keverékből a talajba vágott gyűrűs hézagban lett kiképezve. A megoldás hiányossága továbbá, hogy a kötőanyagréteg terhelésekkel szembeni szilárdságot gyakorlatilag nem biztosít, csupán a csővezeték falának tömítését látja el.

Csővezetékek talajban történő kialakítására ismert olyan berendezés is, amelynek hajtóegysége és a hajtóegység vázszerkezetén rögzített, talajfelszín alatti furat kialakítására szolgáló munkaszerve, valamint a kialakítandó csővezeték köpenyeit képező rétegek talajban kialakított furatba történő bevezetésére szolgáló berendezése van, továbbá a berendezéshez a csővezeték feltöltésére szolgáló rendszer csatlakozik, amely a csővezetékszakasz elején van felszerelve.

A talajfelszín alatti furat kialakítására szolgáló munkaszerv előnyösen vakondfúrószerszám, amely belső térrészt tartalmaz, amely belső térrészben a csővezeték köpenyrétegének kötőanyagból történő kialakítására szolgáló berendezés van elrendezve. Ez a berendezés keverőbői és a köpenyréteget kialakító extrudáló egységből épül fel.

A csővezeték köpeny rétegei nek a kialakított furatba történő bevezetésére szolgáló berendezés a hajtóegységen elrendezett dobból és a vakondfúrószerszám hajtóegység vázszerkezetén mereven rögzített oszlopából épül fel. Ebben az oszlopban a rétegek bevezetésére szolgáló nyílás van kialakítva, amely a vakondfúrószerszámon keresztül a talajban kialakított furattal van összekötve.

A csővezeték feltöltésére szolgáló töltőrendszemek a csővezetékszakasz elején elrendezett kompresszora, valamint a csővezeték beljesében lévő nyomás szabályozására alkalmas nyomásszabályozó egysége van. A nyomásszabályozó egység lényegében két rugós görgőből áll, amelyeken a köpenyrétegek tömlő formájában vezethetők át.

A fenti berendezést az SU 87 06 07 számú szerzői tanúsítvány (NSzO: E 02 F 5/10, közrebocsátva: 1979) ismerteti.

A berendezés segítségével a csővezetéket képező köpeny a következőképpen alakítható ki:

A hajtóegység vázszerkezetéhez kapcsolódó munkaszerv munkaszerszáma a vakondfúrószerszám előretolásával a talajban furatot alakít ki. A vakondfúrószerszám mögött a furatban polimer anyagból készült tömlő formájában tömített réteget fektetünk. Ezután az extrudáló egység segítségével a tömlő és a talaj közötti gyűrűkeresztmetszetű hézagban kötőanyagból köpenyt alakítanak ki.

A megoldás hiányosságai a következők:

- 0,3 MPa nyomásnál nagyobb terhelést elbíró csővezeték kialakítására nem alkalmas;

- 250 mm átmérőnél nagyobb csővezetékek kialakítása a berendezés által igen bonyolult.

A fenti hátrányok lényegében arra vezethetők vissza, hogy a csővezeték felépítése következtében csak olyan nyomás elviselésére képes, amelyet a tömlő szilárdsága megenged. A tömlő belsejében viszont nem alakítható ki akkora nyomás, amellyel a kötőanyag a talajba lehetne préselhető. A kötőanyag megfelelő vastagságban történő talajba préselése azonban még akkor sem megoldható, ha a tömlő belsejében megfelelő nyomást tudunk létrehozni, mivel a csővezeték falára felhordott kötőanyag (keverék)-réteg vastagsága, amelyet a talaj és a munkaszerszám közötti gyűrűs hézag vastagsága határoz meg, viszonylag csekély (5-20 mm).

A fenti berendezés továbbá nem alkalmas a furat tágítására és munkaközeg belső nyomása általi tömítésére, ami pedig a csővezeték szilárdságát és tömítettségét javítani

A fenti berendezés nem alkalmas továbbá a csővezetékköpeny tartórétegeinek a csővezeték fektetésével együtt történő kialakítására sem. A csővezetékköpeny tartőrétegeinek a csővezeték falára történő felvitelével fokozott szilárdságú csővezetékek alakíthatók ki. A fenti berendezéssel a csővezetékek kizárólag felszín alatti furat kialakítása útján építhetők, ami azonban bizonyos esetekben, például köves talajban nem megoldhatók. A berendezés nem teszi lehetővé, hogy ilyen esetekben a csővezeték munkaárokban épüljön ki.

Az US 3,794,081 számú szabadalmi leírás kopásálló béléssel ellátott csővezeték konstrukciót ismertet. A csővezetéknek külső és belső sajtvászon rétege, valamint a külső sajtvászon réteget körülvevő, üvegszállal megerősített külső rétege van. A belső és külső sajtvászon rétegek között fémfelületű, kopásálló golyók sokaságából álló közbenső réteg van elrendezve. A belső sajtvászon réteg epoxigyantával van impregnálva, amely kifelé epoxigyanta réteget képez. A kopásgátló közbenső réteget ugyancsak epoxigyanta réteg veszi körül, amellyel a külső sajtvászon réteg van impregnálva. A sajtvászon rétegeket körülvevő megerősített külső réteg ugyancsak gyantabevonattal van ellátva, illetőleg impregnálva.

Ez a dokumentum nem ad kitanítást a csővezeték földbe fektetésére vagy földhöz való kapcsolódására vonatkozóan.

A GB 1,060,563 számú szabadalmi leírásból elnyújtott csőszerű elrendezés ismerhető meg, amelynek legalább rét rétegben elrendezett fémes alkotóelemei vannak, amelyek kötőanyag által egymáshoz mereven kapcsolódnak. Az elrendezés a talajban nem alakítható ki, és a mellékletek a talajban fektetésre vonatkozó kitanítást sem adnak.

A GB 2,085,112 számú szabadalmi leírás csővezetékek belső felületének béléskialakítására szolgáló eljárást és berendezést ismertet. A csővezeték bélése tömítetlen szövetszerkezetű belső köpeny, előnyösen tömlő, amely kötőanyag által mereven kapcsolódik a külső köpenyhez. A csővezeték külső köpenye és a talaj között ez utóbbi megoldás esetében sincs ismertetett kapcsolat.

A találmánnyal célunk nagynyomású közegek szállítására is alkalmas nagy szilárdságú csővezeték kialakítása, amely kialakításával egyidóben viszonylag egyszerű eljárással és berendezéssel a talajba fektethető. Célunk olyan konstrukció kialakítása, ahol a csővezeték külső és belső köpenyének valamennyi rétege monolitikusán egységes szerkezetet képez, és amely egyúttal a csővezeték fektetése céljára a talajban kialakított furat falához kapcsolódik.

A kitűzött feladatot olyan csővezeték kialakításával oldottuk meg, amely egymáshoz kötőanyag révén mereven kapcsolódó koaxiális köpenyekből épül fel, ahol a belső köpeny több rétegből épül fel, amelyek közül a csővezeték belső felületét képező legbelső réteg hermetikusan tömített szerkezetű, a legbelső réteg és a külső köpeny közötti közbenső rétegek pedig tömítet-41

HU 200625 Β len szerkezetűek, és a külső köpenyt a találmány szerint a talajban kialakított furatot határoló, kötőanyaggal átitatott talajréteg képezi. A csővezeték - a külső és a belső köpeny - valamennyi rétege a kötőanyag által egységes monolitikus szerkezetet alkot.

A találmány szerint az alkalmazástól függően 0,416 MPa nyomást elbíró csővezetékek is megvalósíthatók.

A találmány szerinti csővezeték 7 és 16 MPa közötti gáznyomások esetén sincs kitéve lavinaszerű törésnek, mivel egy esetleges repedés csővezeték mentén történő gyors kiszélesedését a csővezeték felépítése megakadályozza azáltal, hogy a kinetikus energiát a külső köpeny elnyeli.

A találmány szerinti csővezeték előnye, hogy kialakításához 3-4-szer kevesebb anyag felhasználása szükséges, mint egy hasonló teherbírású acél csővezeték létrehozásához. Ez az előnyös hatás arra vezethető vissza, hogy a szállított közeg nyomásából származó terhelést a találmány szerinti csővezeték esetében 80 %-ban a talaj veszi fel. Előnyös továbbá, hogy a találmány szerinti csővezetéket külön hőszigeteléssel nem kell ellátni, mivel a kötőanyaggal átitatott talaj önmagában hőszigetelőként szolgál.

A csővezeték belső köpenyének tömítetlen szerkezetű rétegei előnyösen szövetszerkezetű tömlőként alakíthatók ki, ami azzal az előnnyel jár, hogy a csővezeték építésének teljesítménye növelhető, és a külső köpeny talajból történő kialakítása leegyszerűsödik, mivel a kötőanyag a szövetszeikezetű tömlőn keresztül akadálytalanul a talajba juthat. A tömlő fektetését tehát ebben az esetben kizárólag a furat képzésének sebessége korlátozza.

A csővezeték belső köpenyének tömítetlen szerkezetű rétegei kialakíthatóak csavarvonalszerűen fektetett szalagokból is. Ez a kialakítás a csővezeték szilárdságának jelentős növelését eredményezi, mivel a felhasznált szalagok szilárd anyagból, például 120— 250 kp/mm² ellenállóképességet megvalósító acélszalagok is lehetnek.

Ez utóbbi esetben célszerű a csavarvonalszerűen fektetett szalagokat több rétegben, az egymást követő rétegekben eltérő menetemelkedéssel és ellentétes tekercselési irányban elrendezni. A csővezeték belső falfelületét képező köpeny hermetikusan tömített szerkezetű rétegként történő kialakítása lehetővé teszi valamennyi réteg kötőanyaggal történő átitatását és egységes monolitszerű szerkezetté történő összekapcsolását, mivel a kötőanyag nyomása a hermetikusan tömített szerkezetű réteg felől a külső köpeny irányában csökken, így a talaj nagy vastagságban (1-10 m vastagságban) átitatható. Ezt a vastagságot a csővezetékben bevezetett munkaközeg nyomása határozza meg.

A találmány szerinti csővezeték építésére olyan eljárást fejlesztettünk ki, amelynek során a talajban hosszanti furatot alakítunk ki, amelyben a csővezeték köpenyeit kiképezzük, úgy, hogy a találmány szerint a hosszanti furat kialakítását követően annak belsejében a belső köpeny részét képező tömítetlen szerkezetű rétegeket rendezzük el, majd a tömítetlen szerkezetű rétegeket és a környezetükben lévő talajfelületet kötőanyaggal itatjuk át és a tömítetlen szerkezetű rétegek belsejében hermetikusan tömített szerkezetű réteget alakítunk ki, végül a fektetett rétegeket a csővezeték belsejébe bevezetett nagynyomású munkaközeg segítségével tömítjük és tágítjuk.

A javasolt eljárással a csővezetéket alkotó köpenyek összessége egyszerű módon kötőanyaggal itatható át, mivel az alkalmazott nagy nyomás a kötőanyag csővezetékbe történő bepréselésével biztosítható. Ily módon lehetővé válik továbbá, hogy a talaj kötőanyaggal történő átitatásának vastagságát, amely a talaj porozitásútól, a kötőanyag olvadékonyságától és a munkaközeg csővezetéken belüli nyomásától függ, megfelelően szabályozzuk.

A csővezeték belső köpenyének tömítetlen szerkezetű rétegei előnyösen szövetszerkezetű tömlőnek a hosszanti furatba történő bevezetésével alakítható ki. Ezzel a megoldással a belső köpeny tömítetlen szerkezetű rétegeinek kialakítása jelentősen egyszerűsödik, ami a csővezeték építésének sebességét növeli. Ezzel a kialakítással a külső köpeny és a belső köpeny kapcsolata is javítható, mivel a kötőanyag nyomás hatására a szövetszerkezetű tömlőn könnyen áthatol és a talajt átitatja, a földrészecskék pedig a szövetszerkezetű tömlőbe behatolva a belső köpenybe beépülnek, ily módon egységes monolitikus szerkezet alakul ki.

A csővezeték belső köpenyének tömítetlen szerkezetű rétegei a találmány szerint úgy is kialakíthatók, hogy tekercsekből letekercselt szalagokat a hosszanti furatban hosszirányban előre tolunk, miközben a szalagok szabad végződéseit rögzítjük. Az ilyen eljárással a belső köpeny tartórétegei egyszerűen kialakíthatók, kialakításuk gyorsasága csak a hosszanti furat létrehozásának sebességétől függ.

Az építendő csővezeték hosszának növelése céljából a hosszanti furaton kívül a találmány szerint egy külön hosszanti hézagot alakítunk ki, amelyen keresztül a belső köpeny rétegei kívülről - a földfelszínről - vezethetők a furatba. Ez a megoldás tehát tetszőleges hosszúságú csővezeték kialakítását teszi lehetővé.

A tekercsekből letekercselt szalagoknak a hosszanti furatba történő bevezetést megelőző felcsavarásával a meneteiknek a hosszanti furat fölött történő öszszekapcsolásával a csővezeték lehetséges hossza külön hosszanti hézag kialakítása nélkül is növelhető, mivel ily módon a tekercsekről letekercselt szalagok bármikor megtoldhatók.

A csővezeték belső köpenyének hermetikusan tömített szerkezetű rétegét a találmány szerint előnyösen úgy alakítjuk ki, hogy a hosszanti furatba rugalmas tömlőt vezetünk, amelynek végződéseit kifordítjuk, és a rugalmas tömlő kifordított végződése által képezett belső térrészbe vezetett munkaközeg segítségével a rugalmas tömlőt fokozatosan kifordítva előretoljuk. Ezzel a megoldással a csővezetéket képező valamennyi köpeny kötőanyaggal történő átitatása, a rétegek tömítése és a furat kiszélesítése egyidejűleg biztosítható. A megoldás lehetőséget nyújt továbbá arra, hogy a hosszanti furat kialakítására szolgáló munkaszerszámmal rásegítő erőhatást közöljünk, amelynek révén a csővezeték építése gyorsítható. A rugalmas tömlő kifordított végződése által képezett belső térrészben létrehozott munkaközeg-nyomás szabályozása révén a kialakítandó külső köpeny vastagsága, a köpenyek tömítettségi foka és a hosszanti furat kiszélesítésének mértéke szabályozható.

A találmány szerinti eljárás foganatosítása során a csővezeték belső köpenyét képező rétegek fektetését 5

HU 200625 Β megelőzően a hosszanti furatba rugalmas tömlő vezethető, amely felfújva belülről a hosszanti furat falának préselhető. Ezzel a módszerrel a találmány szerinti eljárás technológiai lehetőségei kibővülnek, hiszen alkalmassá válik a találmány szerinti csővezeték munkaárok kialakítása nélküli és munkaárok kialakításával történő építésére egyaránt.

A találmány szerinti csővezeték építésére irányuló fenti eljárás foganatosítására olyan berendezést alakítottunk ki, amelynek hajtóberendezése és annak vázszerkezetén rögzített, hosszanti furat kialakítására szolgáló munkaszerszáma, valamint a csővezeték belső köpenyét képező rétegek hosszanti furatba történő bevezetésére szolgáló eszköze van. A találmány szerint a csővezeték belső köpenyét képező rétegek hosszanti furatba történő bevezetésére szolgáló eszköznek két gépegysége van, amelyek közül a hermetikusan tömített szerkezetű réteg bevezetésére szolgáló gépegységet a hosszanti furat fölött rögzítettünk, a tömítetlen szerkezetű rétegek hosszanti furatba történő bevezetésére szolgáló gépegységet pedig a hajtóberendezésen rendeztük el, továbbá a berendezésnek a belső köpenyt képező rétegek végződéseinek rögzítésére szolgáló rögzítőszerkezete van, amely ezen rétegek kialakítási helyének kezdeténél van elrendezve.

A találmány szerinti berendezéssel a hosszanti furat kialakítása a talajban, a csővezetéket képező valamennyi köpenyréteg fektetése és kötőanyaggal történő átitatása, valamint kitágítása és tömítése gyakorlatilag egyidejűleg végrehajtható. A csővezetéképítés munkafolyamatainak a javasolt eljárás szerinti összehangolása egyszerű felépítésű berendezéssel történő realizálhatóságot eredményez, ugyanakkor az építési teljesítmény növelését és a csővezetékfektetés minőségének javítását eredményezi. Az összes szükséges műveleti lépés összehangolását a munkaközeg csővezetékbe történő benyomása teszi lehetővé.

A csővezeték belső köpenyét képező rétegek végződéseinek rögzítésére szolgáló rögzítőszerkezetet a találmány szerint előnyösen csőszakaszként alakítottuk ki, amelynek belseje a hermetikusan tömített szerkezetű réteg bevezetésére szolgáló gépegységhez kapcsolódó munkaközegszállító egységgel, valamint a rögzítőszerkezet építendő csővezetéken kívül eső szakaszán elrendezett kötőanyagszállító egységgel van összekapcsolva. Ezzel a konstrukcióval a találmány szerinti berendezés tovább egyszerűsödik.

Szalagoknak tekercsekből a csővezeték fektetési irányában történő letekercselésére szolgáló eszköznek a csővezeték belső köpenyét képező rétegek végződéseinek rögzítésére szolgáló rögzítőszerkezetben való elrendezésével a berendezés teljesítménye növelhető, hiszen ezáltal a belső köpeny tömítetlen szerkezetű rétegeinek fektetése a többi műveleti lépéssel egyidejűleg hajtható végre. Ez a megoldás ugyancsak a berendezés felépítésének egyszerűsödését eredményezi. A szalagoknak a tekercsekből történő letekercselésére szolgáló eszköz célszerűen vakondfúrószerszámként is alkalmazható, így - mivel két funkciót egyetlen egység lát el - a berendezés méretei csökkenthetők, ugyanakkor, mivel a szalagok letekercselése a hosszanti furat kialakításával azonos sebességgel történik, a csővezeték építése gyorsabbá válik.

A szalagtekercseket előnyösen a letekercselésre szolgáló eszközön, vagy a hajtóberendezéshez kap6 csolódó gépegységen rögzítettük, ami a berendezés technológiai lehetőségeinek bővülését eredményezi, és - mivel a tekercsekből letekercselt szalagok folyamatosan megtoldhatók - hosszabb csővezetékek építésére is alkalmassá válik.

A munkaközegszállító egységet a hajtóberendezéshez előnyösen követőrendszeren keresztül csatlakoztattuk, aminek révén lehetővé válik az épülő csővezeték minőségének folyamatos és automatikus ellenőrzése azáltal, hogy a csővezeték tömítetlenségének érzékelése esetén a követőrendszer a hajtóberendezést leállítja.

A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük. A rajzon az

1. ábrán a találmány szerinti csővezeték példakénti kiviteli alakjának vázlatát tüntettük fel, hosszmetszetben; a

2. ábrán a találmány szerinti csővezeték fektetésére szolgáló eljárás elvi vázlatát ábrázoltuk; a

3. ábrán a találmány szerinti berendezés példakénti kiviteli alakjának vázlatát tüntettük fel; a

4-5. ábrákon a találmány szerinti berendezés egy-egy további kiviteli alakjának vázlatát ábrázoltuk.

Amint az 1. és 2. ábrából kitűnik, a találmány szerinti 9 csővezeték egymáshoz mereven kapcsolódó, koaxiálisán elrendezett köpenyekből épül fel.

A 9 csővezeték 1 külső köpenyét a talajban kialakított 11 hosszanti furatot körülvevő 2 talajréteg 5 kötőanyaggal, például cement-homok habarccsal vagy epoxi-gyantával átitatott rétege képezi.

A 9 csővezeték belső köpenye, amely tömítetlen szerkezetű 3 rétegekből és hermetikusan tömített szerkezetű 4 rétegekből épül fel, az 1 külső köpeny belsejében koaxiálisán van elrendezve.

Amint a 2. ábrán látható, a 9 csővezetéket alkotó köpenyek 5 kötőanyag, például epoxigyanta által átitatva monolitikus egységet képeznek.

A belső köpeny tömítetlen szerkezetű 3 rétegei 6 tömlők (a 3. ábra szerint) vagy megfelelően feltekercselt 7 szalagok (a 4. ábra szerint) formájában alakíthatók ki.

A tekercsekből letekercselt 7 szalagok előnyösen csavarvonalszerű elrendezésben több rétegben vannak elrendezve, ahol az egymást követő rétegekben a 7 szalagok 8 menetei eltérőek és ellentétes tekercselési irányúak.

A hermetikusan tömített szerkezetű 4 réteg az 1. és

2. ábrák szerint 10 rugalmas tömlőkből alakítható ki.

A 9 csővezeték fektetése a következőképpen történik:

A 2 talajrétegben 11 hosszanti furatot (lásd 3. és

5. ábrát) vagy 12 munkaárkot (lásd a 4. ábrát) alakítunk ki.

A kialakított 11 hosszanti furatban, illetve 12 munkaárokban megkezdjük a belső köpenyt képező tömítetlen szerkezetű 3 rétegek és hermetikusan tömített szerkezetű 4 rétegek fektetését. Ezt követően az 1 külső köpenyt képező talajréteget, valamint a belső köpeny 3 és 4 rétegeit az 5 kötőanyaggal itatjuk át.

Az 5 kötőanyag megszilárdulása után a 9 csővezeték valamennyi köpenye egységes monolitikus szerkezetet képez. A 9 csővezeték építése részletesebben a következőképpen történik:

A 10 rugalmas tömlő kifordított végződése által képezett 13 belső térrészbe munkaközeget, például

HU 200625 Β

0,3-3 MPa nyomású nyomólevegőt szivattyúzunk (35. ábrák). A nyomólevegő nyomását a csővezeték átmérőjétől és a talaj minőségétől függően határozzuk meg. A munkaközeg - nyomólevegő - hatására a 6 tömlő tágulni kezd és a 9 csővezetéket alkotó valamennyi köpeny az 5 kötőanyaggal átitatódik.

A belső köpeny tömítetten szerkezetű 3 rétegének kialakítása a 11 hosszanti furatban úgy történik, hogy a szövetszerkezetű 6 tömlőket és/vagy a tekercsben elrendezett 7 szalagokat a 11 hosszanti furatba bevezetjük és ezáltal a talajban 14 hosszanti hézag keletkezik (5. ábra).

A tekercsekből letekercselt 7 szalagokat a 11 hosszanti furatban hosszirányban előretolva fektetjük. A 7 szalagok 11 hosszanti furatban történő elrendezését megelőzően a 7 szalagok 15 szalagvégződéseit rögzítjük.

A tekercsekből letekercselt 7 szalagokat a 11 hosszanti furatba történő bevezetésüket megelőzően előnyösen felcsavarjuk és 8 meneteiket a 11 hosszanti furat fölött összekapcsoljuk.

A képződött 14 hosszanti hézag a 11 hosszanti furat kiszélesedésekor elzáródik.

Amennyiben a 9 csővezetéket a 11 hosszanti furat helyett a 4. ábra szerint a 12 munkaárokban építjük ki, a 12 munkaárokba előzőleg 10’ rugalmas tömlőt fektetünk, amelyet nyomólevegővel, például 0,05-0,15 MPa nyomású levegővel felfújunk. A levegő nyomását a 12 munkaárok mélységének megfelelően határozzuk meg. Ezután a 10’ tömlőt földdel beborítjuk, amely ily módon a 2 talajban 11 hosszanti furatot képez, majd a 9 csővezeték belső köpenyét alkotó 3 és 4 rétegeket a 10’ rugalmas tömlő belsejébe vezetjük.

A 9 csővezetéken belüli túlnyomás következtében a talajba fektetett valamennyi köpeny az 5 kötőanyaggal átitatódik (2. ábra). A 10’ rugalmas tömlő átszakad és az 5 kötőanyag a 2 talajt átitatja és kialakul a 9 csővezeték 1 külső köpenye.

Amint a 3-5. ábrákon feltüntettük, a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas berendezésnek 16 hajtóberendezése, annak 17 vázszerkezetéhez kapcsolódó, 11 hosszanti furat vagy 12 munkaárok kialakítására szolgáló 18 munkaszerszáma, valamint a 9 csővezeték belső köpenyét képező rétegeknek a 11 hosszanti furatba (illetve a 12 munkaárokba) történő bevezetésére szolgáló eszköze van. Ez az eszköz 19 és 20 gépegységekből épül fel.

A 19 gépegység a 11 hosszanti furat fölött rögzítve van elrendezve, és a belső köpeny hermetikusan tömített szerkezetű 4 rétegének a 11 hosszanti furatba történő bevezetésére szolgál. A 20 gépegység a 16 hajtóberendezéshez kapcsolódik, és a belső köpeny tömítetlen szerkezetű 3 rétegének a 11 hosszanti furatba történő bevezetésére szolgál.

A 9 csővezeték kialakítási helyének kezdetén a 11 hosszanti furatban a 3 és 4 rétegek végződéseinek rögzítésére szolgáló 21 rögzítőszerkezet van elrendezve. A 21 rögzítőszerkezet csőszakaszként van kialakítva, amelyhez 22 munkaközegszállító egység csatlakozik. A 22 munkaközegszállító egység a belső köpeny hermetikusan tömített szerkezetű 4 rétegeinek a 11 hosszanti furatba történő bevezetésére szolgáló 19 gépegységhez kapcsolódik. A csőszakaszként kialakított 21 rögzítőszerkezet belső tere továbbá 23 kötőanyagszállító egységgel van kapcsolatban, amely a 21 rögzítőszerkezeten az építendő 9 csővezetéken kívül van rögzítve.

A hermetikusan tömített szerkezetű 4 rétegek 11 hosszanti furatba történő bevezetésére szolgáló 19 gépegység hermetikusan lezárt 24 házban van elrendezve. A 24 ház belsejében a 10 rugalmas tömlő 25 tömlődobra van feltekercselve. A 10 rugalmas tömlő végződése kifordítva a 21 rögzítőszerkezetben van rögzítve. A hermetikusan lezárt 24 ház továbbá 26 nyomásmérővel van összekötve, amely 27 rádiós jeladóval van elektromos kapcsolatban. A 27 rádiós jeladó kibocsátott jeleit a 16 hajtóberendezés 17 vázszerkezetén rögzített 28 rádiós jelvevő veszi. A 28 rádiós jelvevő a 16 hajtőberendezés vezérlését végzi.

A tömítetlen szerkezetű 3 rétegek 11 hosszanti furatba történő bevezetésére szolgáló 20 gépegység ugyancsak 25 tömlődobot tartalmaz, amelyre a szövetszerkezetű 6 tömlő van feltekercselve. A szövetszerkezetű 6 tömlőt a 18 munkaszerszám, például vakondfúrószerszám vezeti át a 11 hosszanti furaton. A szövetszerkezetű 6 tömlő végződése ugyancsak a 21 rögzítőszerkezetben van rögzítve.

A 21 rögzítőszerkezetben a 7 szalagok tekercsből történő letekercselésére szolgáló eszköz van elrendezve, amelyet 30 tengellyel ellátott 29 dugattyú valósít meg. A 29 dugattyú 30 tengelyén a szalagtekercsek forgathatóan vannak elrendezve (4. ábra).

A 7 szalagok tekercsei elrendezhetek a 16 hajtóberendezésen is, ahol először kitekercselve vezethetők a 11 hosszanti furatba.

A 7 szalagok tekercsből történő letekercselésére szolgáló eszköz előnyösen a 11 hosszanti furat kialakítására szolgáló 18 munkaszerszámot is magában foglalja. A 7 szalagok letekercselésére szolgáló eszköz ebben az esetben például vakondekeként alakítható ki, amely a talajban történő előrehaladáshoz szükséges mozgatóerőt nem a 16 hajtóberendezéstől, hanem nagyrészt a 10 rugalmas tömlő és az 5 kötőanyag közvetítésével a 22 munkaközegszállító egységtől kapja, amely a talajban történő előretoláshoz szükséges nyomást biztosítja.

Ebben az esetben a 18 munkaszerszám két, eltérő átmérőjű 31 kónuszból épül fel, ahol a hátsó nagyobb keresztmetszetű kónuszban 32 gyűrűs hézag van kiképezve, amelyben két hermetikus 33 elasztikus köpeny van elrendezve. A 33 elasztikus köpenyek 34 hidraulikus útszelepen keresztül a 16 hajtóberendezésen rögzített 22 munkaközegszállító egységgel vannak összekapcsolva (5. ábra).

A 4. ábrán feltüntetett berendezés a 12 munkaárok földdel történő betemetéséhez és tömítéséhez a 16 hajtóberendezéshez kapcsolódó 35 szállítóberendezéssel és 36 tömörítőhengerrel van ellátva.

A találmány szerinti berendezés a következőképpen működik:

A 18 munkaszerszám segítségével a talajban a 11 hosszanti furatot alakítjuk ki, amihez a húzóerőt a 16 hajtóberendezés biztosítja. A kialakított 11 hosszanti furatba a 16 hajtóegységtől bevezetjük a szövetszerkezetű 6 tömlőt, ugyanakkor a 21 rögzítőszerkezetben rögzített 10 rugalmas tömlőt a kifordított tömlóvégződés által meghatározott térrészbe juttatott nyomóközeg - például 0,3-2 MPa közötti nyomású nyomólevegő - segítségével előretoljuk. A 21 rögzítőszerkezet 10 rugalmas tömlő előtti térrészébe a 23 7

HU 200625 Β kötőanyagszállító egység segítségével megfelelő mennyiségű 5 kötőanyagot juttatunk.

A 18 munkaszerszámot, a 10 rugalmas tömlőt és az 5 kötőanyagot a 11 hosszanti furatban egyidőben mozgatjuk.

A szövetszerkezetű 6 tömlőt a 10 rugalmas tömlő kitágítja és a 11 hosszanti furat falának préseli. A nyomólevegő az 5 kötőanyagot a szövetszerkezetű 6 tömlőn keresztülnyomja, így az 5 kötőanyag megfelelő mélységben a 2 talajrétegbe hatol és azt átitatja.

A 10 rugalmas tömlőbe juttatott nyomólevegő kitágítja azt és egyúttal az 5 kötőanyaggal átitatott szövetszerkezetű 6 tömlő és a környező 2 talaj 1 külső köpenyt képező rétegének tömítését biztosítja. Az 5 kötőanyag megszilárdulása után a szövetszerkezetű 6 tömlő és a 10 rugalmas tömlő egységes monolitikus szerkezetté áll össze és szilárd 9 csővezetéket képez.

A 9 csővezeték szilárdságának növelésére a 11 hosszanti furatba szalagrétegek vezethetők be. A 4. ábra szerinti berendezésben például a 29 dugattyút a 11 hosszanti furatban, a szövetszerkezetű 6 tömlőben, vagy a 10 rugalmas tömlőben az 5 kötőanyag nyomása tolja előre. A 29 dugattyú előrehaladása közben a tekercsekből letekercselt 7 szalagok csavarvonalszerűen rendeződnek el. Az így kialakított 3 és 4 rétegeket ezután a 10 rugalmas tömlő segítségével tömítjük és tágítjuk. Az 5 kötőanyag megszilárdulásával kialakul a 7 szalagokkal megerősített 9 csővezeték.

A 11 hosszanti furat 18 munkaszerszám segítségével történő kialakításához jelentősebb erő biztosítására a 10 rugalmas tömlő által képezett belső térrészben nyomólevegővel megnövekedett nyomást (mintegy 1,5-8 MPa nyomást) hózunk létre. Ez a nyomás a 10 rugalmas tömlő és az 5 kötőanyag közvetítésével olyan nyomóerőt biztosít, amely a 18 munkaszerszám előretolását sziklás talaj kivételével tetszőleges körülmények között biztosítani tudja.

A 11 hosszanti furat átmérője ebben az esetben 100 és 6000 mm között választható.

A fenti kialakítás esetében a 16 hajtóberendezés a 18 munkaszerszámot csupán irányítja. A hermetikusan tömített szerkezetű 4 rétegek a 11 hosszanti furatot hermetikusan tömítik, ami elősegíti a 18 munkaszerszámra ható szükséges nyomás kialakulását.

A találmány szerinti csővezeték 12 munkaárokban történő kialakítása esetén a 18 munkaszerszám forgószerszámként alakítható ki (4. ábra). A kialakított 12 munkaárokba a 16 hajtóberendezés segítségével 10’ rugalmas tömlőt fektetünk, amelyet felfújunk.

A 18 munkaszerszám (forgószerszám) által a 12 munkaárok kialakítása során kiemelt földmennyiséget a 35 szállítóberendezés segítségével mozgatva a felfújt 10’ rugalmas tömlőre hordjuk. A felfújt 10’ rugalmas tömlőt tartalmazó betemetett 12 munkaárkot a 36 tömörítőhenger segítségével tömöri tjük. Ezután a 7 szalagok szalagtekercseit vagy a szövetszerkezetű 6 tömlőt az 5 kötőanyaggal a 10’ rugalmas tömlő belsejében toljuk előre.

Amikor a bevezetett munkaközeg (nyomólevegő) nyomása egy meghatározott értéket elér, a 10’ rugalmas tömlő átszakad és az 5 kötőanyag a környező 2 talajrétegbe hatolva átitatja azt, létrehozva az 1 külső köpenyt.

Az 5 kötőanyag megszilárdulásával egységes monolitikus szerkezet képződik, amely a 9 csővezeték 1 külső köpenyének fiinkcióját tölti be.

A 9 csővezeték építése során a 11 hosszanti furatban létrehozott nyomást a 26 nyomásmérő segítségével folyamatosan mérjük. Nagyobb nyomásesés érzékelésekor a 26 nyomásmérő elektromos jelet továbbít a 27 rádiós jeladónak, amely a kapott jelet rádiós jellé alakítva a 28 rádiós jelvevőnek közvetíti. A 28 rádiós jelvevó ennek hatására vezérlőjelet képez, amely a 16 hajtóberendezést leállítja.

A fenti módon a csővezeték építése közben folyamatos minőségellenőrzést valósíthatunk meg.

Claims (18)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Talajban kialakított furatba fektetett csővezeték, amely egymáshoz kötőanyag által mereven kapcsolódó, koaxiálisán elrendezett belső és külső köpenyből épül fel, ahol a belső köpenyt legalább egy hermetikusan tömített szerkezetű belső réteg és azt körülvevő, tömítetlen szerkezetű közbenső réteg alkotja, azzal jellemezve, hogy a külső köpenyt (1) a talajban kialakított hosszanti furatot (11) határoló, kötőanyaggal (5) átitatott talajréteg (2) képezi, továbbá a csővezeték (9) külső köpenye (1) és a belső köpeny rétegei (3, 4) a kötőanyag (5) által kapcsolódva egységes monolitikus szerkezetet alkotnak.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti csővezeték, azzal jellemezve, hogy a belső köpeny tömítetlen szerkezetű rétegei (3) szövetszerkezetű tömlőkből (6) vannak kialakítva.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti csővezeték, azzal jellemezve, hogy a belső köpeny tömítetlen szerkezetű rétegeit (3) csavarvonalszerűen fektetett szalagok (7) képezik.
4. 4. A 3. igénypont szerinti csővezeték, azzal jellemezve, hogy a csavaravonalszerűen fektetett szalagok (7) az egymást követő rétegekben (3) eltérő menetemelkedéssel és ellentétes tekercselési irányban vannak elrendezve.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti csővezeték, azzal jellemezve, hogy a belső köpeny hermetikusan tömített szerkezetű legbelső rétege (4) rugalmas tömlőként (10) van kialakítva.
6. 6. Eljárás az 1. igénypont szerinti csővezeték kialakítására, amelynek során a talajban hosszanti furatot alakítunk ki, azzal jellemezve, hogy a hosszanti furat (11) belsejében belső köpeny részét képező tömítetlen szerkezetű rétegeket (3) rendezünk el, majd a tömítetlen szerkezetű rétegeket (3) és a környező talajfelületet kötőanyaggal (5) itatjuk át, és a tömítetlen szerkezetű rétegek (3) belsejében hermetikusan tömített szerkezetű réteget (4) rendezünk el, végül a belső köpenyt alkotó tömített és tömítetlen szerkezetű rétegeket (3, 4) a csővezeték (9) belsejébe bevezetett nagynyomású munkaközeg segítségével tömítjük és tágítjuk.
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csővezeték (9) belső köpenyének tömítetlen szerkezetű rétegeit (3) szövetszerkezetű tömlőnek (6) a hosszanti furatba (11) történő bevezetésével alakítjuk ki.
8. 8. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csővezeték (9) belső köpenyének tömítetlen

   HU 200625 Β szerkezeti rétegeit (3) úgy alakítjuk ki, hogy tekercsekből letekercselt szalagokat (7) hosszanti furatban (11) hosszirányban előretolunk, miközben a szalagok (7) szabad végződéseit (15) rögzítjük.
9. 9. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szövetszeikezetű tömlő (6) fektetéséhez egy külön hosszanti hézagot (14) alakítunk ki, amelyet azután a tágítás során lezárunk.
10. 10. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a tekercsekből letekercselt szalagokat (7) a hosszanti furatba (11) történő bevezetést megelőzően felcsavarjuk és meneteiket (8) a hosszanti furat (11) fölött összekapcsoljuk.
11. 11. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csővezeték (9) belső köpenyének hermetikusan tömített szerkezetű rétegét (4) úgy alakítjuk ki, hogy kifordított végződése által képezett belső térrészbe (13) vezetett munkaközeg segítségével rugalmas tömlőt (10) fektetünk.
12. 12. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csővezeték (9) belső köpenyét képező rétegek (3, 4) fektetését megelőzően hosszanti munkaárokba (12) rugalmas tömlőt (10’) vezetünk, amelyet felfújunk és földdel borítunk, majd a tömítetlen és hermetikusan tömített szerkezetű rétegeket (3, 4) a felfújt rugalmas tömlőbe (10’) vezetjük.
13. 13. Berendezés az 1. igénypont szerinti csővezeték kialakítására, amelynek hajtóberendezése és annak vázszerkezetén rögzített, hosszanti furat kialakítására szolgáló munkaszerszáma, valamint a csővezeték belső köpenyét képező rétegek hosszanti furatba történő bevezetésére szolgáló eszköze van, azzal jellemezve, hogy a csővezeték (9) belső köpenyét képező rétegek (3, 4) hosszanti furatba (11) történő bevezetésére szolgáló eszköz két gépegységből (19, 20) épül fel, amelyek közül a hermetikusan tömített szerkezetű rétegek (4) hosszanti furatba (l 1) történő bevezetésére szolgáló gépegység (19) a hosszanti furat (11) fölött rögzítve van, a tömítetlen szerkezetű rétegek (3) hosszanti furatba (11) történő bevezetésére szolgáló gépegység (20) pedig a hajtóberendezésen (16) van elrendezve, továbbá a belső köpenyt képező rétegek (3, 4) végződéseinek rögzítésére szolgáló rögzítőszerkezete (21) van, amely a rétegek (3, 4) kialakítási helyének kezdetén van elrendezve.
14. 14. A 13. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a csővezeték (9) belső köpenyét képezd rétegek (3, 4) végződéseinek rögzítésére szolgáló rögzítőszerkezet (21) csőszakaszként van kialakítva, amelynek belseje a hermetikusan tömített szerkezetű réteg (4) bevezetésére szolgáló gépegységhez (19) kapcsolódó munkaközegszállító egységgel (22), valamint a rögzítőszerkezet (21) építendő csővezetéken (9) kívül eső szakaszán elrendezett kötőanyagszállító egységgel (23) van összekötve.
15. 15. A 13. vagy 14. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a csővezeték (9) belső köpenyét képező rétegek (3, 4) végződéseinek rögzítésére szolgáló rögzítőszerkezetben (21) szalagoknak (7) tekercsből a csővezeték (9) fektetési irányában történő letekercselésére szolgáló eszköz van elrendezve.
16. 16. A 15. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szalagok (7) tekercsből történő letekercselésére szolgáló eszköz vakondfúrószerszámmal van ellátva.
17. 17. A 15. vagy 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szalagok (7) tekercsei a letekercselésükre szolgáló eszközön, vagy a hajtóberendezésen (16) elrendezett gépegységen (20) vannak rögzítve.
18. 18. A 14. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a munkaközegszállító egység (22) a hajtóberendezésre (16) követőrendszeren keresztül csatlakozik.