RU2770531C1

RU2770531C1 - Trenchless pipeline laying method and pipe for trenchless pipeline laying

Info

Publication number: RU2770531C1
Application number: RU2021122603A
Authority: RU
Inventors: Игорь Иванович Шапорин; Алексей Евгеньевич Гришанин; Сергей Владимирович Меликов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью «БТ СВАП»
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2022-04-18

Abstract

FIELD: pipeline construction.SUBSTANCE: invention relates to the field of laying pipelines. The method for trenchless pipeline laying through natural and artificial obstacles consists in the fact that a whip of pipes equipped with a protective composite coating is forced into a tunnel produced by a tunneling complex located in front of the whip of pipes. At the same time, a lubricating liquid is supplied inside the tunnel to the outer surface of the pipe whip being installed through the conveying channels located inside the protective composite coating of the pipes. The lubricating fluid is supplied at the design distance from the tunneling complex.EFFECT: expansion of the range of methods for pipeline construction.8 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области прокладки трубопроводов для текучих сред, в частности для нефте- и газопроводов, и может быть использовано при сооружении участков трубопроводов, прокладываемых, например способом Direct pipe, в том числе на переходах трубопроводов через естественные и искусственные препятствия.The invention relates to the field of laying pipelines for fluid media, in particular for oil and gas pipelines, and can be used in the construction of pipeline sections laid, for example, by the Direct pipe method, including at pipeline crossings through natural and artificial obstacles.

Среди бестраншейных методов прокладки нефтегазпороводов можно выделить три наиболее часто применяемых технологии: горизонтальное направленное бурение (ГНБ), микротоннелирование и комбинированный метод – Direct pipe. Among the trenchless methods of laying oil and gas pipelines, there are three most commonly used technologies: horizontal directional drilling (HDD), microtunneling and a combined method - Direct pipe.

Технология ГНБ позволяет прокладывать нефтегазопроводы через естественные и искусственные преграды с заданными параметрами, используя непрерывный контроль процесса бурения и корректировку трассы в процессе строительства.The HDD technology makes it possible to lay oil and gas pipelines through natural and artificial barriers with specified parameters, using continuous monitoring of the drilling process and correction of the route during the construction process.

Недостатком метода является то, что ГНБ не может осуществляться в монолитных скальных породах, либо в грунтах, с высокой концентрацией валунов, также ограниченный изгиб буровых штанг для ГНБ не дает возможность выполнять короткие и неглубокие корректировки в направлении скважины (до 5 м).The disadvantage of the method is that HDD cannot be carried out in monolithic rocks, or in soils with a high concentration of boulders, and the limited bending of HDD drill rods does not make it possible to perform short and shallow adjustments in the direction of the well (up to 5 m).

Другим методом бестраншейной прокладки нефтегазопроводов является микротоннелирование – технология, не требующая выполнения работ открытым способом, что, как и методом ГНБ, сводит к минимуму воздействие на окружающую среду, транспортные системы и системы жизнеобеспечения. Данный метод отличается высокой степенью точности строительства и позволяет осуществлять прокладку трубопроводов почти в любых условиях.Another method of trenchless laying of oil and gas pipelines is microtunneling - a technology that does not require open pit work, which, like the HDD method, minimizes the impact on the environment, transport systems and life support systems. This method is distinguished by a high degree of construction accuracy and allows the laying of pipelines in almost any conditions.

Сущность технологии микротоннелирования заключается в том, что прокладка труб в грунте осуществляется проходческой машиной – щитом. Поступательное движение машины обеспечивается за счет мощной домкратной станции, установленной в стартовой шахте на глубине, необходимой для прокладки трубопровода. Домкратная станция передает толкающее усилие к щиту через колонну труб, которая наращивается по мере продвижения вперед. Для осуществления технологии необходимо строительство двух шахт - стартовой и приемной. The essence of microtunneling technology lies in the fact that the laying of pipes in the ground is carried out by a tunneling machine - a shield. The translational movement of the machine is provided by a powerful jacking station installed in the starting shaft at a depth necessary for laying the pipeline. The jacking station transmits the pushing force to the backboard through a pipe string that builds up as it moves forward. To implement the technology, it is necessary to build two mines - starting and receiving.

Главным недостатком данной технологии, является необходимость создания стартовой и приемной шахт, причем размер стартовой шахты должен обеспечивать установку в нее полноразмерной секции прокладываемого трубопровода, как правило длина 10–12 метров, а также возможность только прямолинейного перемещения прокладываемого трубопровода. При этом, непосредственно в стартовой шахте свариваются трубы одна за одной со всеми необходимыми испытаниями, что существенно увеличивает время проведения работ, исключая параллельные производственные процессы.The main disadvantage of this technology is the need to create a starting and receiving shafts, and the size of the starting shaft should ensure the installation of a full-size section of the pipeline being laid in it, as a rule, a length of 10–12 meters, as well as the possibility of only rectilinear movement of the pipeline being laid. At the same time, pipes are welded directly in the starting shaft one by one with all the necessary tests, which significantly increases the time of work, excluding parallel production processes.

Указанных недостатков во многом лишен метод бестраншейной прокладки стальных трубопроводов большого диаметра Direct Pipe, который представляет собой одноэтапную операцию, во время которой рабочее пространство требуется только вблизи стартового котлована. Причем котлован представляет собой наклонный заглубленный участок трассы трубопровода. Плеть труб, которая заранее сваривается, испытывается и выкладывается на стройплощадке, продавливается в грунт в один этап, что позволяет прокладывать трубопроводы на большие дистанции за короткое время. Разработка грунта ведется дистанционно управляемой микротоннелепроходческой установкой также, как и при обычной прокладке трубопровода методом микротоннелирования. Управляющие и транспортные линии для извлекаемого грунта располагаются внутри рабочей трубы на специальных колесных рамах, которые обеспечивают быстрый монтаж и демонтаж. Во время процесса проходки тоннеля разработанный в забое режущим инструментом грунт транспортируется системой гидротранспорта на сепарационную установку, вода, очищенная от выработанного грунта, используется многократно. Контроль скорости проходки, местоположение и величина давления грунта на груди забоя ведется ежесекундно, при необходимости каждый параметр может корректироваться. Необходимое усилие для продавливания трубопровода в грунт достигается за счет специального доталкивателя, системы гидравлических домкратов, зажимающих и поступательно проталкивающих трубу в тоннель, который располагается в непосредственной близости от точки входа буровой установки на поверхности или в приямке.These shortcomings are largely devoid of the Direct Pipe method of trenchless laying of large-diameter steel pipelines, which is a one-stage operation, during which the working space is required only near the starting pit. Moreover, the pit is an inclined buried section of the pipeline route. The string of pipes, which is pre-welded, tested and laid out on the construction site, is pressed into the ground in one step, which makes it possible to lay pipelines over long distances in a short time. Soil excavation is carried out by a remote-controlled microtunnel boring machine, as well as in conventional pipeline laying by the microtunneling method. The control and transport lines for the excavated soil are located inside the working tube on special wheel frames, which ensure quick installation and dismantling. During the process of tunneling, the soil developed in the face with a cutting tool is transported by a hydraulic transport system to the separation plant, the water purified from the worked out soil is reused. The rate of penetration, location and magnitude of soil pressure on the face chest are controlled every second, if necessary, each parameter can be adjusted. The necessary force for pushing the pipeline into the ground is achieved by a special pusher, a system of hydraulic jacks that clamp and progressively push the pipe into the tunnel, which is located in close proximity to the entry point of the drilling rig on the surface or in the pit.

Для снижения усилий продавливания через специальные устройства микротоннелепроходческой установки вовнутрь проделанного тоннеля подается смазывающая жидкость, например бентонитовый раствор, который предназначен для снижения силы трения прокладываемой трубы о стенки пробуренного тоннеля и, соответственно, снижения усилия продавливания трубы.To reduce the pushing force through special devices of the microtunnel-boring unit, a lubricating fluid is supplied inside the tunnel, for example, bentonite solution, which is designed to reduce the friction force of the pipe being laid against the walls of the drilled tunnel and, accordingly, reduce the pipe punching force.

Однако существенным недостатком метода является то, что бентонитовый раствор подают только в головную часть плети труб, прокладываемых методом Direct Pipe, а по мере продвижения плети труб требуемое смазывающее действие подаваемого бентонитового раствора снижается практически до нулевых значений. При этом значительно повышается сила трения прокладываемой плети труб о стенки пробуренного тоннеля, что требует соответствующего повышения усилий системы гидравлических домкратов для проталкивания плети труб в тоннель и ограничивает общую возможную протяженность прокладываемого тоннеля ввиду нехватки мощности гидравлической системы, обеспечивающей процесс прокладки трубопроводов методом Direct Pipe.However, a significant disadvantage of the method is that the bentonite solution is fed only to the head of the pipe string laid by the Direct Pipe method, and as the pipe string advances, the required lubricating effect of the supplied bentonite solution decreases to almost zero values. At the same time, the friction force of the pipe string being laid against the walls of the drilled tunnel increases significantly, which requires a corresponding increase in the efforts of the hydraulic jack system to push the pipe string into the tunnel and limits the total possible length of the tunnel being laid due to the lack of power of the hydraulic system that provides the process of laying pipelines using the Direct Pipe method.

Также повышается вероятность повреждения защитной оболочки труб в процессе продавливания плети труб по тоннелю.It also increases the likelihood of damage to the protective shell of pipes in the process of pushing a string of pipes through the tunnel.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является разработка способа бестраншейной прокладки трубопровода, позволяющего увеличить протяженность прокладываемого методом Direct Pipe трубопровода, и создание конструкции трубы для реализации разработанного способа.The problem solved by the present invention is to develop a method for trenchless laying of a pipeline, which makes it possible to increase the length of a pipeline laid by the Direct Pipe method, and to create a pipe structure for implementing the developed method.

Техническим результатом, получаемым в результате реализации предлагаемого в изобретении способе с применением конструкции труб, предназначенной для реализации предлагаемого способа, является повышение эффективности производимых работ по бестраншейной прокладки трубопровода.The technical result obtained as a result of the implementation of the method proposed in the invention using the design of pipes intended for the implementation of the proposed method is to increase the efficiency of the work performed on the trenchless laying of the pipeline.

Задача решается, а технический результат достигается тем, что плеть из труб, снабженных защитным композитным покрытием, продавливается в тоннель, вырабатываемый проходческим комплексом, расположенным впереди плети из труб. Причем вовнутрь проделанного тоннеля на внешнюю поверхность прокладываемой плети из труб по транспортирующим каналам, расположенным внутри защитного композитного покрытия труб, подают смазывающую жидкость. При этом подача осуществляется на проектных расстояниях от проходческого комплекса.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the lash of pipes provided with a protective composite coating is forced into the tunnel produced by the tunneling complex located in front of the lash of pipes. Moreover, a lubricating liquid is supplied inside the tunnel to the outer surface of the pipe string being laid through the transport channels located inside the protective composite coating of the pipes. In this case, the supply is carried out at the design distances from the tunnel complex.

В частном случае в качестве смазывающей жидкости используют бентонитовый раствор.In a particular case, a bentonite solution is used as a lubricant.

Также задача решается, а технический результат достигается тем, что труба для бестраншейной прокладки трубопровода через естественные и искусственные преграды снабжена защитным композитным покрытием, в котором расположены каналы, предназначенные для транспортировки и для подачи смазывающей жидкости на внешнюю поверхность труб.The problem is also solved, and the technical result is achieved by the fact that the pipe for trenchless laying of the pipeline through natural and artificial barriers is provided with a protective composite coating, in which there are channels designed for transportation and for supplying lubricating fluid to the outer surface of the pipes.

В частном случае в качестве материала защитного композитного покрытия используют бетон.In a particular case, concrete is used as a protective composite coating material.

Также в качестве материала защитного композитного покрытия могут быть использованы такие материалы, как полимербетон, композитный бетон, армированный фиброй, серобетон и подобные материалы.Also, materials such as polymer concrete, fiber-reinforced composite concrete, sulfur concrete, and the like can be used as a protective composite coating material.

При этом каналы для подачи смазывающей жидкости снабжены элементами вывода смазывающей жидкости на внешнюю поверхность композитного покрытия.At the same time, the channels for supplying the lubricating fluid are equipped with elements for lubricating fluid output to the outer surface of the composite coating.

Продавливание плети из труб в тоннель, вырабатываемый проходческим комплексом, расположенным впереди плети из труб, позволяет избежать осыпание тоннеля, которое может возникнуть в случае разнесения процесса создания тоннеля с последующим выводом проходческого комплекса и продавливания плети из труб в созданный тоннель. Это повышает эффективность, что увеличивает производительность работ по прокладыванию трубопровода.Punching a lash of pipes into the tunnel, produced by a tunneling complex located in front of the lash of pipes, avoids shedding of the tunnel, which can occur if the process of creating a tunnel is separated, followed by the withdrawal of the tunneling complex and punching the lash from pipes into the created tunnel. This improves efficiency, which increases the productivity of pipeline laying operations.

Подача смазывающей жидкости вовнутрь проделанного тоннеля на внешнюю поверхность прокладываемой плети из труб по транспортирующим каналам позволяет значительно уменьшить силу трения внешней поверхности плети из труб о поверхность создаваемого тоннеля на всем протяжении их взаимодействия. The supply of lubricating fluid inside the completed tunnel to the outer surface of the pipe string being laid through the transport channels can significantly reduce the friction force of the outer surface of the pipe string against the surface of the created tunnel throughout their interaction.

Выполнение плети из труб с композитным покрытием, защищает сами трубы от внешнего воздействия, а также позволяет расположить в толще композитного покрытия транспортирующие каналы для подачи смазывающей жидкости на внешнюю поверхность плети из труб.The implementation of the pipe string with a composite coating protects the pipes themselves from external influences, and also makes it possible to place transport channels in the thickness of the composite coating for supplying lubricating fluid to the outer surface of the pipe string.

Использование бентонита, природного глинистого минерала, который может образовывать плотный гель, способствует значительному уменьшению силы трения внешней поверхности плети из труб о поверхность создаваемого тоннеля, а нетоксичность и химическая стойкость бентонита, позволяет его использовать в качестве смазывающей жидкости.The use of bentonite, a natural clay mineral that can form a dense gel, contributes to a significant reduction in the friction force of the outer surface of the lash of pipes on the surface of the tunnel being created, and the non-toxicity and chemical resistance of bentonite allows it to be used as a lubricating fluid.

Уменьшение силы трения при продавливании плети труб в тоннель позволяет снизить энергоемкость процесса, уменьшить воздействие жестких элементов грунтов, например галечника, камней, скальных грунтов и т.п., на внешнюю защитную поверхность труб, и таким образом достигнуть технического результата, а именно повышение эффективности производимых работ по бестраншейной прокладки трубопровода. Reducing the friction force when pushing a pipe string into the tunnel makes it possible to reduce the energy intensity of the process, reduce the impact of hard soil elements, such as pebbles, stones, rocky soils, etc., on the outer protective surface of the pipes, and thus achieve a technical result, namely, an increase in efficiency performed works on trenchless pipeline laying.

Выполнение трубы для бестраншейной прокладки трубопровода через естественные и искусственные преграды с композитным покрытием, защищает сами трубы от внешнего воздействия жестких элементов грунтов, например галечника, камней, скальных грунтов и т.п. The execution of a pipe for trenchless laying of a pipeline through natural and artificial barriers with a composite coating protects the pipes themselves from external influences of hard soil elements, such as pebbles, stones, rocky soils, etc.

Расположение в композитном покрытии каналов, предназначенных для транспортировки смазывающей жидкости и для подачи смазывающей жидкости на внешнюю поверхность плети труб позволяет создать конструкцию трубы, решающую вопрос уменьшения силы трения внешней поверхности плети из труб о поверхность создаваемого тоннеля равномерно на всем протяжении их взаимодействия, что снижает энергоемкость процесса бестраншейной прокладки трубопровода, а также уменьшает усилие воздействия жестких элементов грунтов, например галечника, камней, скальных грунтов и т.п., препятствующее прокладке трубопровода методом Direct Pipe. Таким образом достигается технический результат изобретения, который заключается в повышение эффективности производимых работ по бестраншейной прокладки трубопровода большого диаметра.The location in the composite coating of channels intended for transporting lubricating fluid and for supplying lubricating fluid to the outer surface of the pipe string allows you to create a pipe design that solves the issue of reducing the friction force of the outer surface of the pipe string against the surface of the created tunnel evenly throughout their interaction, which reduces energy consumption the process of trenchless pipeline laying, and also reduces the impact force of hard soil elements, such as pebbles, stones, rocky soils, etc., which prevents the laying of the pipeline using the Direct Pipe method. Thus, the technical result of the invention is achieved, which is to increase the efficiency of the work performed on the trenchless laying of a large diameter pipeline.

В последующем заявляемое изобретение поясняется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее решение, примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:In the following, the claimed invention is explained by a detailed description of a specific, but not limiting, present solution, an example of its implementation and the accompanying drawings, in which:

фиг. 1 – изображена схема работы способа бестраншейной прокладки трубопровода через естественные и искусственные преграды;fig. 1 - shows a diagram of the method of trenchless laying of a pipeline through natural and artificial barriers;

фиг. 2 – изображен разрез стыка труб с транспортирующими каналами; fig. 2 - shows a section of the joint of pipes with transport channels;

фиг. 3 – изображен разрез с размещенным элементом вывода смазывающей жидкости на внешнюю поверхность композитного покрытия труб;fig. 3 - a section is shown with a placed element for the withdrawal of lubricating fluid to the outer surface of the composite coating of pipes;

фиг. 4 – изображена обетонированная труба с элементом вывода, расположенным в средней части трубы;fig. 4 - a concreted pipe is shown with an outlet element located in the middle part of the pipe;

фиг. 5 – изображена обетонированная труба с элементом вывода в виде кольца;fig. 5 - a concreted pipe with an output element in the form of a ring is shown;

фиг. 6 – изображен вариант исполнения кольца для вывода смазывающей жидкости на внешнюю поверхность композитного покрытия труб.fig. 6 - shows a version of the ring for the withdrawal of lubricating fluid to the outer surface of the composite coating of pipes.

Схема работы способа бестраншейной прокладки трубопровода изображена на фиг.1. The scheme of the method of trenchless laying of the pipeline is shown in Fig.1.

В конкретном описываемом примере в качестве смазывающей жидкости предложен бентонит, как наиболее часто встречающийся материал, применяемый для подобных работ. Однако это не исключает и использование предлагаемого способа с другим смазывающим материалом.In the specific example described, bentonite is proposed as a lubricant, as the most common material used for such work. However, this does not exclude the use of the proposed method with another lubricant.

Цифрами на схеме работы способа обозначены:The numbers on the diagram of the method indicate:

1 - плеть труб головного блока подачи бентонита;1 - lash of pipes of the head block for supplying bentonite;

2 - проходческий комплекс;2 - tunneling complex;

3 - обетонированная труба;3 - concreted pipe;

4 - плеть труб с дополнительными блоками подачи бентонита;4 - pipe string with additional bentonite supply units;

5 - транспортирующие каналы;5 - transport channels;

6 - элементы вывода смазывающей жидкости;6 - elements of the output of the lubricating fluid;

7 - узлы стыков труб дополнительных блоков подачи бентонита.7 - joints of pipes of additional bentonite supply units.

Согласно предлагаемому изобретению, для осуществления прокладки трубопровода вся плеть прокладываемых труб условно делится на две части, а именно плеть 1 обетонированных труб 3 головного блока подачи бентонита, включающая проходческий комплекс 2 и обетонированные трубы 3, и плеть 4 обетонированных труб 3 с дополнительными блоками подачи бентонита.According to the invention, for the implementation of the laying of the pipeline, the entire string of laid pipes is conditionally divided into two parts, namely, the string 1 of concreted pipes 3 of the head bentonite supply unit, including the tunneling complex 2 and concreted pipes 3, and the string 4 of concreted pipes 3 with additional bentonite supply units .

Следует понимать, что вышеуказанное деление условно, так как длина головного блока 1 подачи бентонита через проходческий комплекс 2 зависит от грунтов, через которые производится прокладка трубопровода. Учитывая разнообразие проходимых грунтов, в каждом случае, бентонит, подаваемый через проходческий комплекс 2, по-разному распределяется между внешней поверхностью плети 1 труб 3 головного блока подачи бентонита и внутренней поверхностью тоннеля. Однако в любом случае на расстоянии L₁, которое составляет около 150 метров от проходческого комплекса 2, наличие бентонита настолько мало, что уже практически не влияет на силы трения внешней поверхности прокладываемых труб 3 о поверхность создаваемого тоннеля.It should be understood that the above division is conditional, since the length of the head block 1 for supplying bentonite through the tunnel complex 2 depends on the soils through which the pipeline is laid. Considering the variety of passable soils, in each case, the bentonite supplied through the tunnel complex 2 is differently distributed between the outer surface of the lash 1 of the pipes 3 of the bentonite head supply unit and the inner surface of the tunnel. However, in any case, at a distance L ₁ , which is about 150 meters from the tunnel complex 2, the presence of bentonite is so small that it practically does not affect the friction forces of the outer surface of the pipes 3 being laid against the surface of the created tunnel.

Для уменьшения сил трения и улучшение скольжения прокладываемого трубопровода предназначена плеть 4 труб 3 с дополнительными блоками подачи бентонита.To reduce friction forces and improve the sliding of the pipeline being laid, a string of 4 pipes 3 with additional bentonite supply units is designed.

Эта плеть 4 состоит из труб 3, снабженных защитным композитным покрытием, в котором расположены каналы 5, предназначенные для транспортировки бентонита, часть из которых снабжена элементами 6 вывода бентонита для подачи его на внешнюю поверхность труб 3. Плеть 4 выполнена из труб 3, соединяемых узлами 7 стыков. Узлы 7 стыков выполнены с возможностью соединения транспортирующих каналов 5 между собой, что позволяет заполнять их бентонитом, закачивая его в торцевое отверстие последней трубы 3 плети 4. Также в узлах 7 стыков труб 3 установлены элементы 6 вывода бентонита. This string 4 consists of pipes 3 provided with a protective composite coating, in which there are channels 5 intended for transporting bentonite, some of which are equipped with elements 6 for bentonite output to supply it to the outer surface of pipes 3. The string 4 is made of pipes 3 connected by nodes 7 joints. The nodes 7 of the joints are made with the possibility of connecting the transport channels 5 to each other, which allows them to be filled with bentonite, pumping it into the end hole of the last pipe 3 of the lash 4. Also in the nodes 7 of the joints of the pipes 3, elements 6 of the bentonite output are installed.

Элементы 6 вывода бентонита располагаются на проектируемых расстояниях L_n и находятся не во всех трубах 3. Расстояния L_nявляются расчётными и зависят, например от грунтов, через которые производится прокладка трубопровода, объема и скорости подаваемого транспортирующими каналами 5 бентонита, скорости прокладки.The bentonite outlet elements 6 are located at the designed distances L _n and are not located in all pipes 3. The distances L _n are calculated and depend, for example, on the soils through which the pipeline is laid, the volume and speed of the bentonite supplied by the transport channels 5, the laying speed.

Таким образом, предлагаемый в изобретении способ обеспечивает наличие смазывающей жидкости, в конкретном случае бентонита, по всей внешней поверхности труб 3 прокладываемого трубопровода.Thus, the method according to the invention ensures the presence of a lubricant, in the specific case of bentonite, over the entire outer surface of the pipes 3 of the pipeline to be laid.

Это значительно уменьшает силы трения, возникающие на границе внешней поверхности прокладываемых труб 3 и внутренней поверхности тоннеля, улучшая скольжение, что позволяет прикладывать меньшие усилия для проталкивания труб 3 в тоннеле, тем самым увеличивая эффективность проводимых работ. This significantly reduces the friction forces that occur at the boundary of the outer surface of the pipes 3 being laid and the inner surface of the tunnel, improving sliding, which makes it possible to apply less effort to push the pipes 3 in the tunnel, thereby increasing the efficiency of the work being done.

Далее приведены варианты выполнения труб 3 для бестраншейной прокладки трубопровода большого диаметра, предназначенные для реализации способа бестраншейной прокладки трубопровода большого диаметра, предлагаемого в изобретении.The following are embodiments of pipes 3 for trenchless laying of a large diameter pipeline, designed to implement the method of trenchless laying of a large diameter pipeline proposed in the invention.

Различные возможные, но не ограничивающие предлагаемые варианты трубы 3 для бестраншейной прокладки трубопровода большого диаметра через естественные и искусственные преграды, показаны на фиг.2, фиг.3 и фиг.4.Various possible, but not limiting, proposed variants of the pipe 3 for trenchless laying of a large diameter pipeline through natural and artificial barriers are shown in Fig.2, Fig.3 and Fig.4.

В описании приведен пример, где в качестве защитного композитного материала применен бетон. Однако возможно применение и других композитных материалов, например таких как полимербетон, композитный бетон, армированный фиброй, серобетон и т.п.The description gives an example where concrete is used as a protective composite material. However, it is also possible to use other composite materials, such as polymer concrete, fiber-reinforced composite concrete, sulfur concrete, etc.

Вариант обетонированной трубы 3, представленной на фиг.2, состоит из проводящей трубы 8 с защитным покрытием 9, на котором размещен бетонный слой 10, покрытый внешним защитным покрытием 11.A variant of the concreted pipe 3 shown in figure 2 consists of a conductive pipe 8 with a protective coating 9, on which a concrete layer 10 is placed, covered with an external protective coating 11.

Внутри бетонного слоя 10 установлены транспортирующие каналы 5, выполненные, например в виде трубок или иной формы. Конструктивно и технологически перед созданием бетонного слоя 10 транспортирующие каналы 5 могут быть прикреплены к проводящей трубе 8. Закрепление возможно проводить как вплотную к проводящей трубе 8, так и используя прокладки или арматуру (арматурный каркас), на чертежах не показано.Inside the concrete layer 10 are installed transport channels 5, made, for example, in the form of tubes or other shapes. Structurally and technologically, before creating the concrete layer 10, the transport channels 5 can be attached to the conductive pipe 8. Fixing can be carried out both close to the conductive pipe 8, and using gaskets or reinforcement (reinforcing cage), not shown in the drawings.

Транспортирующие каналы 5 могут быть изготовлены и различных материалов. Они могут быть как пластмассовыми, так и металлическими.The transport channels 5 can be made of various materials. They can be either plastic or metal.

Сами транспортирующие каналы 5 могут иметь проходную площадь от 75 мм², при этом оптимальным вариантом являются каналы с проходной площадью 314 мм².The conveying channels 5 themselves can have a passage area of 75 mm², while channels with a passage area of 314 mm² are the best option.

Транспортирующие каналы 5 выполнены выходящими за торец бетонного слоя 10, что позволяет их соединять в процессе соединения труб 3 в плети. При этом некоторые каналы 5 могут быть снабжены элементами 6 вывода смазывающей жидкости. В процессе доставки с завода до места производства работ, а также до начала работ элементы 6 вывода должны быть закрыты заглушками 12.The transport channels 5 are made extending beyond the end of the concrete layer 10, which allows them to be connected in the process of connecting the pipes 3 into a lash. However, some channels 5 can be provided with elements 6 output of the lubricant. In the process of delivery from the factory to the place of work, as well as before the start of work, the output elements 6 must be closed with plugs 12.

Сборку труб 3 в плети возможно произвести следующим образом. После сварки проводящих труб 8 место сварки защищают манжетой 13. Затем соединяют транспортирующие каналы 5 соединительной трубкой 14, используя, например сварку или пайку установленных поверх транспортирующих труб 5 и соединительных трубок 14 манжеты 15, как это показано на фиг. 2, вырывы А и Б. Возможны и другие способы соединения транспортирующих трубок 5.The assembly of pipes 3 in a whip can be done as follows. After the conductive pipes 8 have been welded, the place of welding is protected by a cuff 13. Then the transport channels 5 are connected by a connecting tube 14, using, for example, welding or soldering of the cuff 15 installed over the transport pipes 5 and connecting tubes 14, as shown in FIG. 2, cutouts A and B. Other ways of connecting transport tubes 5 are also possible.

После соединения транспортирующих трубок 5 производят заливку узла стыка труб 3 компаундом или иным быстротвердеющим протектором.After connecting the transport tubes 5, the joint of the pipes 3 is filled with a compound or other quick-hardening protector.

В заранее спроектированных местах на выходящие за торец бетонного слоя 10 транспортирующие каналы 5 устанавливают элементы 6 вывода смазывающей жидкости, например форсунки, с одетыми на них транспортными заглушками 12.In pre-designed places on the transport channels 5 extending beyond the end of the concrete layer 10, elements 6 of the output of the lubricating fluid, for example nozzles, are installed with transport plugs 12 dressed on them.

Другой вариант исполнения трубы 3 с транспортирующими каналами 5 представлен на фиг.4. В этой конструкции элемент 6 вывода смазывающей жидкости расположен в средней части слоя 10 бетонного покрытия трубы 3 по ее длине и представляет собой проходной тройник с отверстием для вывода смазывающей жидкости на внешнюю поверхность трубы 3. Отверстие для вывода смазывающей жидкости после изготовления трубы 3 закрывают транспортной заглушкой 12. Преимуществом такого выполнения трубы 3 является то, что она полностью изготовлена в заводских условиях, имеет стандартную конструкцию. Для подачи смазывающей жидкости достаточно снять необходимые транспортные заглушки 12.Another version of the pipe 3 with transport channels 5 is shown in Fig.4. In this design, the lubricant outlet element 6 is located in the middle part of the layer 10 of the concrete coating of the pipe 3 along its length and is a straight tee with a hole for the lubricant outlet to the outer surface of the pipe 3. The hole for the lubricant outlet after the manufacture of the pipe 3 is closed with a transport plug 12. The advantage of this embodiment of the pipe 3 is that it is completely manufactured in the factory, has a standard design. To supply lubricant, it is enough to remove the necessary transport plugs 12.

Также вариантом исполнения трубы 3 с транспортирующими каналами 5 может быть конструкция, представленная на фиг.5, включающая в себя кольцо 16 с центральным круговым каналом 17. Вариант выполнения кольца 16 дополнительно представлен на фиг.6. Кольцо 16 имеет проходные отверстия 18, выполненные в двух торцевых поверхностях 19 кольца и выходные отверстия 20, предназначенные для вывода смазывающей жидкости на внешнюю поверхность трубы 3. Проходные отверстия 18 позволяют подсоединять к кольцу транспортирующие каналы 5. Выходные отверстия 20 закрыты транспортной заглушкой 12. Снимают только необходимые транспортные заглушки 12 перед входом плети труб 3 в тоннель и при соединении с последующими транспортирующими каналами 5. За счет наличия кругового канала 17, объединяющего транспортирующие каналы 5 происходит дублирование их работы в случае, например непроходимости какой-либо из транспортирующих каналов 5, возникшей, например из-за пробки.Also, an embodiment of the pipe 3 with transport channels 5 may be the design shown in Fig.5, including a ring 16 with a central circular channel 17. An embodiment of the ring 16 is additionally shown in Fig.6. The ring 16 has through holes 18 made in two end surfaces 19 of the ring and outlet holes 20 designed to bring the lubricating fluid to the outer surface of the pipe 3. The through holes 18 allow transport channels 5 to be connected to the ring. The outlet holes 20 are closed with a transport plug 12. Remove only the necessary transport plugs 12 before the pipe string 3 enters the tunnel and when connected to the subsequent transport channels 5. Due to the presence of a circular channel 17 that combines the transport channels 5, their work is duplicated in the event, for example, that any of the transport channels 5 becomes obstructed. , for example due to traffic jams.

Возможны и другие варианты исполнения трубы 3 для бестраншейной прокладки трубопровода.There are other versions of the pipe 3 for trenchless laying of the pipeline.

Таким образом в описании приведены способ бестраншейной прокладки трубопровода и варианты конструкции труб 3, позволяющие реализовать предложенный в изобретении способ.Thus, the description shows a method of trenchless laying of the pipeline and design options for pipes 3, allowing to implement the method proposed in the invention.

Предложенный в изобретении способ позволяет повысить эффективность производимых работ по бестраншейной прокладки трубопровода.The method proposed in the invention makes it possible to increase the efficiency of the work performed on the trenchless laying of the pipeline.

Использование предложенного в изобретении способа с применением метода Direct Pipe для бестраншейной прокладки трубопровода создает ряд весомых преимуществ. Среди них сокращение временных затрат на производство работ из-за повышения скорости проходки за счет снижения сил трения между прокладываемой плетью труб и тоннелем, возможность использования метода практически в любых геологических условиях и прокладка трубопроводов на более протяженные дистанции.The use of the method proposed in the invention using the Direct Pipe method for trenchless pipeline laying creates a number of significant advantages. Among them, the reduction of time spent on work due to an increase in the speed of penetration by reducing the friction forces between the pipe string being laid and the tunnel, the possibility of using the method in almost any geological conditions and the laying of pipelines over longer distances.

Claims

1. The method of trenchless laying of a pipeline through natural and artificial barriers, in which a lash of pipes equipped with a protective composite coating is pressed into the tunnel produced by a tunneling complex located in front of the pipe lash, characterized in that inside the tunnel, on the outer surface of the laid lash from pipes through the transport channels located inside the protective composite coating of the pipes, the lubricating fluid is supplied, while the supply is carried out at the design distances from the tunneling complex.

2. Method for trenchless pipeline laying according to claim 1, characterized in that a bentonite solution is used as a lubricating fluid.

3. A pipe for trenchless laying of a pipeline through natural and artificial barriers, equipped with a protective composite coating, characterized in that the composite coating contains channels for transporting a lubricating fluid to be supplied to the outer surface of the pipes.

4. Pipe according to claim 3, characterized in that concrete is used as a protective composite coating.

5. Pipe according to claim 3, characterized in that polymer concrete is used as a protective composite coating.

6. Pipe according to claim 3, characterized in that fiber-reinforced concrete is used as a protective composite coating.

7. Pipe according to claim 3, characterized in that sulfur concrete is used as a composite coating.

8. The pipe according to claim 3, characterized in that the channels for supplying the lubricating fluid are equipped with elements for the output of the lubricating fluid to the outer surface of the protective composite coating of the pipes.