WO2016112450A2 - Method for the trenchless replacement of underground pipelines and apparatus for implementing same - Google Patents

Method for the trenchless replacement of underground pipelines and apparatus for implementing same Download PDF

Info

Publication number
WO2016112450A2
WO2016112450A2 PCT/BY2016/000001 BY2016000001W WO2016112450A2 WO 2016112450 A2 WO2016112450 A2 WO 2016112450A2 BY 2016000001 W BY2016000001 W BY 2016000001W WO 2016112450 A2 WO2016112450 A2 WO 2016112450A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chain
well
working
pipeline
traction
Prior art date
Application number
PCT/BY2016/000001
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Other versions
WO2016112450A3 (en
Inventor
Виктор Александрович МОИСЕЕВ
Олег Игоревич МАТУСЕВИЧ
Дмитрий Николаевич САЛИВОН
Сергей Аркадьевич КОВАЛЕНКО
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Мемпэкс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Мемпэкс" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Мемпэкс"
Publication of WO2016112450A2 publication Critical patent/WO2016112450A2/en
Publication of WO2016112450A3 publication Critical patent/WO2016112450A3/en

Links

Definitions

  • the invention relates to construction production and is intended for use in works related to the repair and replacement of pipelines previously laid in the ground.
  • the working body 15 are produced outside the input pit.
  • the working body Before starting to center the working body relative to the old pipe, the working body is placed at an angle to the axis of the old pipe. Next, the drive of the working body is turned on and the entire working body is introduced into the old pipe by tensioning the traction cable. Then they attach the first section of the new pipeline to it and continue working, sequentially increasing the sections of the new pipeline. After the replacement of the old pipeline with a new one and exit
  • the node is oriented vertically upwards, then the subsequent nodes of the working body are oriented vertically upwards and the entire working body is removed from receiving pit.
  • the method [2] describes the technology of trenchless replacement of an old pipeline, partially or completely filled with soil.
  • a well is preliminarily passed through it using a self-propelled soil compaction tip, a cable is passed through it and its ends are fixed on the winch and working body, respectively. Then the working body is pulled by a winch through the replaced pipeline with its destruction by the working body and the formation of a well into which a new replacement pipe is drawn.
  • the method [3] consists in the fact that the destructive head is subjected to radial expansion, and then, with the help of a hydraulic cylinder and a guide-pull cable, a new pipe is fed. When the new pipe is longitudinally moved, the destructive head is radially compressed.
  • the disadvantages of the known technical solutions are the stretching and low working life of the traction body - the cable due to increased wear, as well as the presence of additional technological operations associated with the need to pre-pull the cable through the replaced pipeline with a special plumbing cable - “cobra”.
  • the disadvantage is the need for a complete replacement of the cable if it is damaged.
  • the method includes forming a working and auxiliary pits, forming a well between them and drawing a pipeline into it.
  • Well formation is punctured soil or by removing the pipeline being replaced by stepping forward from the working pit (well) into the auxiliary pit of a stackable prefabricated rod with a working head.
  • the new pipeline is drawn into the well by means of a pulling head from the auxiliary foundation pit (well) by the return step-by-step movement of the collection rod with a decrease in its length.
  • Removal of the replaced pipeline is carried out with its destruction, for which a prefabricated rod is passed through the pipeline to the auxiliary pit, at the end of which a destructive-pulling head is fixed and the assembly rod is informed of the return movement.
  • a pushing head is fixed at the end of the assembly rod.
  • the disadvantage of the prototype is the increased danger of work due to the need for a worker in the well to assemble the rods and increase the length of the working body.
  • a disadvantage is also the low manufacturability and productivity of the method of work, due to the step-by-step assembly of the rod of the traction body and its progress in the well.
  • the invention [5] describes an installation in which the traction body in the preferred embodiment comprises clamps mounted with a predetermined gap, and the traction system has an element that engages with elements of the traction device in the forward and reverse motion of the clamp .
  • the device [7] contains a working traction member connected by a tension cable to the traction member and means for redistributing a static force made of a body and a spacer element.
  • the housing of the static redistribution means is connected to two dismantling cables.
  • the disadvantages of the known devices is the increased wear of the traction body in the form of a cable due to tension and the need for a complete replacement in case of rupture.
  • the disadvantage of devices with prefabricated rods is their low productivity and increased risk of work associated with the presence of a worker in the well to perform the assembly-disassembly operation of the rods of the traction member.
  • the installation for the trenchless laying (replacement) of the pipeline known from the patent [4] was chosen as a prototype.
  • the installation contains a head for breaking the old pipe, penetrating into the ground and a pulling head for the new pipe, which are fixed at the end of the pushing and pulling rods and a power device for moving the rods.
  • Each section of the rod has a local increase in diameter, forming ring-shaped thrust ends.
  • the power device is made in the form of a hydraulic cylinder with a hollow plunger and a sleeve located along the axis of the cylinder with the possibility of the passage of a rod inside it.
  • a rod gripping unit is fixed containing a housing in which cams are mounted on the axles with the possibility of contact with the persistent ends of the rod.
  • the cams are spring-loaded "to grasp” the bar and are kinematically connected.
  • a rod fixing unit is fixed at the end of the hydraulic cylinder adjacent to the end face of the plunger.
  • flanges are mounted on the nuts, fastened to each other by slats of profile section, for example, in the form of a square.
  • the device for securing the installation in the pit contains a bottom plate, front and rear wall plates with holes for the passage of the rod with a penetrating pulling or destructive head. Rectangular pipes are fixed along the bottom plate along its edges, in which rods of profile section are placed with the possibility of relative movement and fixing, for example, sections of the channel fastened with wall plates.
  • the support “bridge” of the power hydraulic cylinder has adjustable screw stops contacting rectangular pipes.
  • the disadvantage of the prototype is the execution of the traction body - a pushing and pulling rod in the form of prefabricated elements, which requires a constant presence of the worker in the well and increased danger in connection with this assembly and disassembly.
  • a disadvantage is also the low productivity of the installation due to the presence of a manual assembly operation and subsequent disassembly of the pushing-pulling working element.
  • the aim of the invention is to provide a method and installation free from these drawbacks and to increase the safety of trenchless pipe replacement work.
  • the technical result of the invention is to improve the technological installation of the installation, performance and safety carrying out work when implementing the method for trenchless replacement of pipelines.
  • the technical result is achieved by the fact that in the method of trenchless replacement of underground pipelines, including the destruction of the replaced pipeline by moving from the working well to the auxiliary well of the traction body with a guiding head (tip) and dragging a new pipeline into it with a traction body with a working head, according to the invention, the destruction of the replaced pipeline and the subsequent tightening of the new pipeline into the well lead to the continuous progress of the chain traction member in the well by of a modular power device, first in the forward direction from the working well to the auxiliary well, and then in the opposite direction, while the chain traction unit is pre-assembled from articulated links with the possibility of forming a chain with a bend in only one direction moreover, the assembly of the chain is carried out on a working table, which is pre-installed on the surface of the soil outside the well, then the chain is lowered into the working well by an elevator mechanism with a protective box, and the cutting goal
  • the lug is mounted on the tip, which is connected directly to the chain pulling organ.
  • the links of the chain of the traction body are assembled in the form of linear fragments, which are then lowered one by one into the working well, with each previous chain fragment being connected to the subsequent chain fragment to form a continuous chain of a given length.
  • the chain of the traction body during assembly is pre-wound on a set of rotating drums, from which it is then wound and lowered into the working well.
  • the chain is dismantled on the desktop in the reverse order on linear fragments of any given length or without dismantling they are wound on a set of drums.
  • the chain of the traction body is fed into the working well and lifted out of it along the protective box of the elevator mechanism.
  • the chain of the traction unit is supplied to the auxiliary well from the working well.
  • the new pipeline is pulled into the well by means of a cutting-pulling working head with the simultaneous destruction and compaction of the replaced pipeline into the ground.
  • the power device modules are lowered into the working well and their subsequent assembly, and after the replacement of the pipeline, the power device is disassembled and the modules are lifted to the well surface.
  • the installation for a trenchless replacement of an underground pipeline comprising a power device for moving the traction body with a guiding head, a device for fixing in the well and a traction body with a working head, contains a traction body in the form a flexible chain, the links of which are movably connected by a swivel with the possibility of bending in only one direction, the chain feed mechanism into the well in the form of a desktop with a base on which it is mounted a stopper, a winch or rotary drums with a cable drive mounted on the base, while the feed mechanism is mounted directly above the hatch of the working well, and the working assembly table is mounted on the ground surface outside the well, and an elevator mechanism for lowering and raising the chain traction body into the working well with a protective box through which the chain traction body is passed, while the protective box is mounted vertically in the working well and is functionally connected to the working assembly table, and the power device contains m prefabricated modules and adapted
  • the chain links are cylindrical and contain in the middle part of the annular collar and two ring grooves symmetrically located relative to it, and at the ends of each link at least two grooves are made on one side, at least two studs with a fixed axis on the other side can be connected to connect the chain links with - the ability to rotate them relative to each other in only one direction.
  • Assembled modules of the power device are kinematically interconnected and include a thrust bumper, a recoil tool of the chain links, hydraulic power cylinders, grippers of the working body, the mechanism for converting the translational motion of the cylinders into the rotational motion of the chain grips and the mechanism for pulling part of the pipe of the new pipeline into the auxiliary a well for introducing a working head and then tightening a new pipe into a working well.
  • the working head is made by a pulling-cutting head.
  • the working assembly table contains a platform for laying linear fragments of the chain of the traction organ.
  • the working assembly table contains fastenings to the neck of the working well in the form of a clamp.
  • the desktop contains fragments connected to each other and can be made of any given length.
  • FIG. 1 - 10 The invention is illustrated by drawings in FIG. 1 - 10.
  • FIG. 1 shows a diagram of the type of installation for trenchless replacement of the pipeline when pushing the traction body.
  • FIG. 2 is a diagram of the type of installation when tightening the traction unit with the simultaneous destruction of the old and tightening the new pipe.
  • FIG. 3 - a fragment of a General view of the flexible chain of the traction body.
  • FIG. 4 view of a fragment of the flexible chain of the traction body (section along section A-A)
  • Figure 5 and 6 is a chain link of the traction body side view and top view, respectively.
  • Figures 7 and 8 are side-view and top-view diagrams of the supply of the traction unit with a winch from the assembly working table, respectively.
  • Figures 9 and 10 are a side view and a top view, respectively, of a feed unit for a traction body with rotating drums.
  • Installation 1 contains a power modular device 2, a traction member in the form of a flexible chain 3, links 5 of which are movably connected by a swivel joint with the possibility of bending in only one direction, a pulling-cutting head 4; the feed mechanism of the traction body, including the working table 6 mounted on the base 7, the stopper a chain attachment 8 and a winch 9 (Fig. 7, 8) or rotating drums 10 mounted on a base 1 1 with a cable drive 12 (Fig.
  • the working assembly table 6 is mounted outside the working well 13 on the surface of the soil 26; an elevator mechanism 14 for lowering and raising the chain 3 of the traction body into the working well 13, a protective box 15 through which the chain 3 of the traction body is passed; links 5 of chain 3 are cylindrical (possibly also rectangular), provided with a fixed axis 16 and contain an annular bead 17 in the middle part and two annular grooves 18 symmetrically located relative to it, as well as two grooves 19 and two spikes 20 at opposite ends each link 5; annular grooves of 18 links 5 are arranged in accordance with the grippers 21 of the recoil device (not shown in the drawing) of the power modular device 2; power modular device 2 consists of kinematically interconnected prefabricated modules, including: a thrust bumper 22, power hydraulic cylinders, anti-recoil means (not shown in the drawing) for chain 3, a mechanism for converting 23 translational motion of cylinders into the rotational movement of the grippers 21 for the links 5 of the chain 3 of the working body
  • assembly 1 The installation of assembly 1 is carried out; for this, assembled modules of the power device 2 are installed in the working well 13, consisting of a thrust bumper 22, a recoil device, hydraulic power cylinders (not shown in the drawing), and a mechanism for converting the 23 cylinders into the rotational movement of the grippers 21 of the chain 3 of the working body and the pulling mechanism (not shown) of the pipe part of the new pipeline 24 from the auxiliary well 25.
  • the power device 2 can be mounted in an existing well with a diameter of 1 meter or more.
  • the feed mechanism On the surface of the soil 26, outside the working well 13, the feed mechanism (see Fig. 7) is mounted directly above the hatch of the working well 13.
  • the base 7 is pre-installed and fastened to the neck 27 of the working well 13 with a clamp (not shown), and based on 7, a working table 6 of collapsible fragments (not shown) is arranged to provide a working table 6 of any given length with a pad for laying linear fragments of the chain 3 of the traction unit.
  • a winch 9 and a locking device 8 for chain 3 are installed on the working table 6.
  • the rotating drums 10 When using the rotating drums 10, they are mounted on the base 11 (see Fig. 9), on which the indicated drums and the cable drive 12 are installed for supplying the flexible chain 3 of the traction body to the working well 13.
  • the elevator mechanism 14 is mounted with a protective box 15, which is installed vertically in the working well 13.
  • Chain 3 is pre-assembled on the desktop 6 from links 5.
  • Links 5 in the form of linear fragments are pivotally connected to each other by a fixed axis 1 1, while the grooves 19 of one link 5 are aligned with the spikes 20 another link 5 and ensure the formation of chain 3 with rotation in only one direction along arrow C (see Fig. 4) due to the design of these grooves and spikes.
  • Two annular grooves 18, symmetrically located relative to the annular collar 17 in the middle part of the links 5, while in the process of operation of the power device 2, are spatially consistent with the location of the grippers 21 of the recoil device (not shown).
  • Each previous fragment of chain 3 combine with the subsequent fragment to form a continuous chain 3 of a given length, and a guide head (tip) 28 is installed at the front end of the chain 3 of the traction member.
  • the chain 3 of the traction unit When the installation 1 is operating, the chain 3 of the traction unit is fed into the working well 13 and lifted out of it by the winch 9 along the protective box 10 by the elevator mechanism 14 with periodic braking by the locking device 8 when connecting (disconnecting) each subsequent fragment of the chain 3 of the traction body.
  • the chain 3 of the traction body during assembly is pre-wound onto a set of rotating drums 10, from which it is then wound and lowered into the working well 13.
  • the supply of the chain 3 of the traction unit to the auxiliary well 25 is carried out from the working well 13 via the replaceable pipeline 29 using the guide head 28, which is mounted directly on the front end of the chain 3 of the traction body.
  • the new pipeline 24 is pulled into the well by means of a pulling-cutting working head 4 mounted on the tip 28, with simultaneous destruction and compaction of the replaced pipeline 29 into the soil.
  • a pulling mechanism not shown in the drawing.
  • the pulling - cutting head 4 is dismantled with part of the new pipeline pipe 24.
  • the chain 3 is lifted from the well 13 by the elevator mechanism 14 and dismantled on the platform 6 in the reverse order by linear fragments of any given length, and when using the drum kit 10, chain 3 is wound onto these drums without dismantling (see FIG. 10).
  • the developed method and installation ensure high manufacturability of assembling the components of the power plant, increase the productivity of the method of trenchless replacement of pipelines and the safety of work, because no constant presence of the operator in the working well is required 13.
  • An additional guarantee of work safety is ensured by passing the chain 3 of the traction unit through the protective box 15 of the elevator mechanism 14, which reduces the likelihood of damage to the equipment and increases the safety of maintenance of the installation in case of accidental interruption of the chain 3 of the traction body.
  • the use of the chain 3 of the traction body which is bent only in one direction along arrow C (see Fig. 4), eliminates the intermediate operation of pre-pulling the traction body through the replaceable pipeline with a special plumbing cable - " cobra ", which takes place in well-known analogues, thereby significantly increases the productivity of the installation.

Landscapes

  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)
  • Sewage (AREA)

Abstract

The invention relates to construction work and is intended for replacing buried pipelines. Technical result: increased ease, efficiency and safety of operations. The method includes destroying a pipeline to be replaced (29) and subsequently pulling in a new pipeline (24) by the continuous movement of a chain-type pulling member, first from a working shaft (13) to an auxiliary shaft (25) and then back. The pulling member is assembled from hingedly interconnected links (5), which are provided with a fixed axle (16), to form a chain (3) that bends in only one direction. The chain (3) is assembled on a work table (6), which is installed on the surface of the ground (26) outside the working shaft (13). An apparatus (1) (figure 1) comprises a modular power device (2), and a pulling member in the form of a flexible chain (3). A feed mechanism of the pulling member comprises a work table (6), having an arresting device (8) for the chain (3), and a winch (9), which are mounted on a base (7), or rotating drums (10), mounted on bases (11) and having a cable drive (12), and a lifting mechanism (14) with a protective casing (15), through which the chain is passed (3).

Description

СПОСОБ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ЗАМЕНЫ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ  METHOD FOR TUNNELLESS REPLACEMENT OF UNDERGROUND PIPELINES
И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ  AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION
5 Изобретение относится к строительному производству и предна- значено для использования при работах, связанных с ремонтом и заме- ной ранее уложенных в грунт трубопроводов. 5 The invention relates to construction production and is intended for use in works related to the repair and replacement of pipelines previously laid in the ground.
Известны способы бестраншейной замены подземных трубопрово- дов, включающие пропускание по старому трубопроводу рабочего орга- на из сборно-разборных узлов [1 , 2, 3]. Так в способ [1] включает цен-Known methods for trenchless replacement of underground pipelines, including the passage through the old pipeline of the working body from collapsible nodes [1, 2, 3]. So in the method [1] includes
-^Q тровку во входном приямке рабочего органа относительно старого тру- бопровода последовательным введением в старую трубу узлов рабочего органа и затягивание за ним нового трубопровода. Перед центровкой осуществляют пропускание по старому трубопроводу тягового троса и предварительную сборку устройства. При сборке последовательно на шарнирах присоединяют сборно-разборные узлы друг к другу и к тросу, причем присоединение друг к другу и к тросу и сборно-разборных узлов- ^ Q test in the inlet pit of the working body relative to the old pipeline by sequential introduction of the working body units into the old pipe and tightening the new pipeline behind it. Before alignment, the traction cable is passed through the old pipeline and the device is preassembled. During assembly, collapsible assemblies are sequentially connected to each other and to the cable on hinges, moreover, joining to each other and to the cable and collapsible nodes
15 производят вне входного приямка. Перед началом центровки рабочего органа относительно старой трубы рабочий орган размещают под углом к оси старой трубы. Далее включают в работу привод рабочего органа и натяжением тягового троса вводят в старую трубу весь рабочий орган. Затем присоединяют к нему первую секцию нового трубопровода и про- должают работу, последовательно наращивая секции нового трубопро- вода. После окончания замены старого трубопровода на новый и выхода15 are produced outside the input pit. Before starting to center the working body relative to the old pipe, the working body is placed at an angle to the axis of the old pipe. Next, the drive of the working body is turned on and the entire working body is introduced into the old pipe by tensioning the traction cable. Then they attach the first section of the new pipeline to it and continue working, sequentially increasing the sections of the new pipeline. After the replacement of the old pipeline with a new one and exit
20 twenty
в приемный приямок узла рабочего органа, узел ориентируют верти- кально вверх, затем последовательно ориентируют вертикально вверх последующие узлы рабочего органа и весь рабочий орган извлекают из приемного приямка. into the receiving pit of the node of the working body, the node is oriented vertically upwards, then the subsequent nodes of the working body are oriented vertically upwards and the entire working body is removed from receiving pit.
В способе [2] описана технология бестраншейной замены старого, частично или полностью заполненного грунтом, трубопровода. Согласно способу при замене трубопровода в нем предварительно проходят сква- жину с помощью самоходного уплотняющего грунт наконечника, при этом пропускают через нее трос и его концы закрепляют соответственно на лебедке и рабочем органе. Затем рабочий орган протягивают лебедкой через заменяемый трубопровод с его разрушением рабочим органом и образованием скважины, в которую затягивают новый заменяющий тру- бопровод. The method [2] describes the technology of trenchless replacement of an old pipeline, partially or completely filled with soil. According to the method, when replacing a pipeline, a well is preliminarily passed through it using a self-propelled soil compaction tip, a cable is passed through it and its ends are fixed on the winch and working body, respectively. Then the working body is pulled by a winch through the replaced pipeline with its destruction by the working body and the formation of a well into which a new replacement pipe is drawn.
Способ [3] заключается в том, что разрушающую головку подвер- гают радиальному расширению, а затем с помощью гидроцилиндра и направляюще-тянущего троса осуществляют подачу новой трубы. При продольном перемещении новой трубы осуществляют радиальное сжа- тие разрушающей головки. The method [3] consists in the fact that the destructive head is subjected to radial expansion, and then, with the help of a hydraulic cylinder and a guide-pull cable, a new pipe is fed. When the new pipe is longitudinally moved, the destructive head is radially compressed.
Недостатками известных технических решений является растяже- ние и низкий рабочий ресурс тягового органа - троса из-за повышенного износа, а также наличие дополнительной технологической операции, связанной с необходимостью предварительного протягивания троса че- рез заменяемый трубопровод специальным сантехническим тросом - "коброй". Недостатком также является необходимость полной замены троса при его повреждении. The disadvantages of the known technical solutions are the stretching and low working life of the traction body - the cable due to increased wear, as well as the presence of additional technological operations associated with the need to pre-pull the cable through the replaced pipeline with a special plumbing cable - “cobra”. The disadvantage is the need for a complete replacement of the cable if it is damaged.
Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ бестран- шейной прокладки (замены) трубопровода, описанный в патенте [4], вы- бранный в качестве прототипа. Способ включает формирование рабоче- го и вспомогательного котлованов, образование между ними скважины и затягивание в нее трубопровода. Образование скважины ведут проколом грунта или посредством удаления заменяемого трубопровода пошаговым продвижением из рабочего котлована (колодца) во вспомогательный котлован наращиваемой сборной штанги с рабочей головкой. Затягива- ние в скважину нового трубопровода производят посредством тянущей головки из вспомогательного котлована (колодца) возвратным пошаго- вым ходом сборной штанги с уменьшением ее длины. Удаление заме- няемого трубопровода ведут с его разрушением, для чего через трубо- провод пропускают до вспомогательного котлована сборную штангу, на конце которой закрепляют разрушающе-тянущую головку и сообщают сборной штанге возвратное движение. В процессе удаления заменяемого трубопровода осуществляют его выталкиванием во вспомогательный котлован, для чего на конце сборной штанги закрепляют толкающую го- ловку. Closest to the proposed invention is the method of trenchless laying (replacement) of the pipeline described in the patent [4], selected as a prototype. The method includes forming a working and auxiliary pits, forming a well between them and drawing a pipeline into it. Well formation is punctured soil or by removing the pipeline being replaced by stepping forward from the working pit (well) into the auxiliary pit of a stackable prefabricated rod with a working head. The new pipeline is drawn into the well by means of a pulling head from the auxiliary foundation pit (well) by the return step-by-step movement of the collection rod with a decrease in its length. Removal of the replaced pipeline is carried out with its destruction, for which a prefabricated rod is passed through the pipeline to the auxiliary pit, at the end of which a destructive-pulling head is fixed and the assembly rod is informed of the return movement. In the process of removal of the replaced pipeline, it is pushed into the auxiliary pit, for which purpose a pushing head is fixed at the end of the assembly rod.
Недостатком прототипа является повышенная опасность проведе- ния работ из-за необходимости присутствия рабочего в колодце для сборки штанг и наращивания длины рабочего органа. Недостатком также является низкая технологичность и производительность способа прове- дения работ, обусловленная пошаговой сборкой штанги тягового органа и ее ходом в скважине. The disadvantage of the prototype is the increased danger of work due to the need for a worker in the well to assemble the rods and increase the length of the working body. A disadvantage is also the low manufacturability and productivity of the method of work, due to the step-by-step assembly of the rod of the traction body and its progress in the well.
Известны многочисленные устройства и установки для бестран- шейной замены трубопроводов, в которых используют в качестве рабо- чего тягового органа трос или сборные штанги [5, 6, 7, 8, 9, 10]. Так в изобретении [5] описана установка, в которой тяговый орган в предпоч- тительном исполнении содержит фиксаторы, смонтированные с задан- ным промежутком, а система тяги имеет элемент, который входит в за- цепление с элементов тягового устройства при прямом и обратном ходе фиксатора. Устройство [7] содержит рабочий тяговый орган, соединен- ный натяжным тросом с тяговым органом и средство для перераспреде- ления статического усилия, выполненное из корпуса и распорного эле- мента. Корпус средства перераспределения статического усилия соеди- нен с двумя демонтажными тросами. Numerous devices and installations are known for trenchless replacement of pipelines in which a cable or prefabricated rods are used as a working traction member [5, 6, 7, 8, 9, 10]. So, the invention [5] describes an installation in which the traction body in the preferred embodiment comprises clamps mounted with a predetermined gap, and the traction system has an element that engages with elements of the traction device in the forward and reverse motion of the clamp . The device [7] contains a working traction member connected by a tension cable to the traction member and means for redistributing a static force made of a body and a spacer element. The housing of the static redistribution means is connected to two dismantling cables.
Недостатками известных устройств является повышенный износ тягового органа в виде троса вследствие растяжения и необходимость полной замены в случае его разрыва. Недостатком устройств со сборны- ми штангами является их низкая производительность и повышенная опасность работ, связанная с присутствием в колодце рабочего для вы- полнения операции сборки-разборки штанг тягового органа. The disadvantages of the known devices is the increased wear of the traction body in the form of a cable due to tension and the need for a complete replacement in case of rupture. The disadvantage of devices with prefabricated rods is their low productivity and increased risk of work associated with the presence of a worker in the well to perform the assembly-disassembly operation of the rods of the traction member.
В качестве прототипа выбрано установка для бестраншейной про- кладки (замены) трубопровода известная из патента [4]. Установка со- держит головку для разрушения старой трубы, проникающую в грунт и тянущую головку для новой трубы, которые закрепляются на конце тол- кающе-тянущей штанги и силовое устройство для перемещения штанг. Каждая секция штанги имеет местное увеличение диаметра, образующее кольцеобразные упорные торцы. Силовое устройство выполнено в виде гидроцилиндра с пустотелым плунжером и гильзой, расположенной по оси цилиндра с возможностью прохода внутри нее штанги. На выходной оконечности плунжера закреплен узел схвата штанги, содержащий кор- пус, в котором на осях установлены кулачки с возможностью контакта с упорными торцами штанги. Кулачки подпружинены "на схват" штанги и связаны кинематически. На оконечности гидроцилиндра, смежной с тор- цом плунжера, закреплен узел фиксации штанги. На оконечностях сило- вого гидроцилиндра на гайках установлены фланцы, скрепленные между собой планками профильного сечения, например в форме угольника. Устройство для закрепления установки в котловане содержит днищевую плиту, переднюю и заднюю пристеночные плиты с отверстиями для про- хода штанги с проникающей тянущей или разрушающей головкой. Вдоль днищевой плиты по ее краям закреплены трубы прямоугольного сечения, в которых с возможностью относительного перемещения и фиксации размещены штанги профильного сечения, например отрезки швеллера, скрепленные с пристеночными плитами. Фланцы, закреплен- ные на гайках, расположенных на оконечностях силового гидроцилинд-The installation for the trenchless laying (replacement) of the pipeline known from the patent [4] was chosen as a prototype. The installation contains a head for breaking the old pipe, penetrating into the ground and a pulling head for the new pipe, which are fixed at the end of the pushing and pulling rods and a power device for moving the rods. Each section of the rod has a local increase in diameter, forming ring-shaped thrust ends. The power device is made in the form of a hydraulic cylinder with a hollow plunger and a sleeve located along the axis of the cylinder with the possibility of the passage of a rod inside it. At the output end of the plunger, a rod gripping unit is fixed containing a housing in which cams are mounted on the axles with the possibility of contact with the persistent ends of the rod. The cams are spring-loaded "to grasp" the bar and are kinematically connected. At the end of the hydraulic cylinder adjacent to the end face of the plunger, a rod fixing unit is fixed. At the ends of the power hydraulic cylinder, flanges are mounted on the nuts, fastened to each other by slats of profile section, for example, in the form of a square. The device for securing the installation in the pit contains a bottom plate, front and rear wall plates with holes for the passage of the rod with a penetrating pulling or destructive head. Rectangular pipes are fixed along the bottom plate along its edges, in which rods of profile section are placed with the possibility of relative movement and fixing, for example, sections of the channel fastened with wall plates. Flanges mounted on nuts located on the ends of the power cylinder
2 ра, имеют регулируемые упоры, контактирующие с пристеночными пли- тами и расположенные на уровне оси гидроцилиндра по обеим его сто- ронам в горизонтальной плоскости. На оконечностях труб прямоуголь- ного сечения со стороны задней пристеночной плиты закреплены гайки регулируемых винтовых упоров, контактирующих с плитой. Силовой гидроцилиндр имеет местные утолщения с опорными площадками, ко- торыми он установлен и закреплен на П-образном опорном "мостике",2 ra, have adjustable stops in contact with wall plates and located at the level of the axis of the hydraulic cylinder on both sides in the horizontal plane. On the ends of rectangular pipes from the side of the rear wall plate, nuts of adjustable screw stops contacting the plate are fixed. The power hydraulic cylinder has local thickenings with supporting platforms, which it is installed and fixed on the U-shaped support "bridge",
10 установленном на днищевой плите с помощью винтовых регулируемых упоров. Опорный "мостик" силового гидроцилиндра имеет регулируе- мые винтовые упоры, контактирующие с трубами прямоугольного сече- ния. 10 mounted on the bottom plate with adjustable screw stops. The support “bridge” of the power hydraulic cylinder has adjustable screw stops contacting rectangular pipes.
Недостатком прототипа является исполнение тягового органа - толкающе-тянущей штанги в виде сборных элементов, что требует по- ^ стоянного присутствия рабочего в колодце и повышенная опасность в связи с этим проведения сборочно-разборочных работ. Недостатком также является низкая производительность установки из-за наличия руч- ной операции сборки и последующей разборки толкающе-тянущего ра- бочего органа. The disadvantage of the prototype is the execution of the traction body - a pushing and pulling rod in the form of prefabricated elements, which requires a constant presence of the worker in the well and increased danger in connection with this assembly and disassembly. A disadvantage is also the low productivity of the installation due to the presence of a manual assembly operation and subsequent disassembly of the pushing-pulling working element.
Целью изобретения является создание способа и установки сво- бодных от указанных недостатков и повышение безопасности работ по ^ бестраншейной замене трубопроводов. The aim of the invention is to provide a method and installation free from these drawbacks and to increase the safety of trenchless pipe replacement work.
Техническим результатом изобретения является повышение техно- логичности монтажа установки, производительности и безопасности проведения работ при реализации способа по бестраншейной замене трубопроводов. The technical result of the invention is to improve the technological installation of the installation, performance and safety carrying out work when implementing the method for trenchless replacement of pipelines.
Технический результат достигается тем, что в способе бестран- шейной замены подземных трубопроводов, включающий разрушение заменяемого трубопровода продвижением из рабочего колодца во вспо- могательный колодец тягового органа с направляющей головкой (нако- нечником) и затягивания в нее нового трубопровода тяговым органом с рабочей головкой, согласно изобретению, разрушение заменяемого тру- бопровода и последующее затягивание в скважину нового трубопровода ведут непрерывным продвижением в скважине цепного тягового органа посредством модульного силового устройства сначала в прямом направ- лении из рабочего колодца во вспомогательный колодец, а затем в об- ратном направлении, при этом цепной тяговый орган предварительно собирают из шарнирно-соединенных между собой звеньев с возможно- стью образования цепи с изгибом только в одном направлении, причем сборку цепи производят на рабочем столе, который предварительно ус- танавливают на поверхности грунта вне колодца, затем цепь посредст- вом лифтового механизма с защитным коробом опускают в рабочий ко- лодец, а режущую головку монтируют на наконечнике, который подсое- диняют непосредственно к цепному тяговому органу. The technical result is achieved by the fact that in the method of trenchless replacement of underground pipelines, including the destruction of the replaced pipeline by moving from the working well to the auxiliary well of the traction body with a guiding head (tip) and dragging a new pipeline into it with a traction body with a working head, according to the invention, the destruction of the replaced pipeline and the subsequent tightening of the new pipeline into the well lead to the continuous progress of the chain traction member in the well by of a modular power device, first in the forward direction from the working well to the auxiliary well, and then in the opposite direction, while the chain traction unit is pre-assembled from articulated links with the possibility of forming a chain with a bend in only one direction moreover, the assembly of the chain is carried out on a working table, which is pre-installed on the surface of the soil outside the well, then the chain is lowered into the working well by an elevator mechanism with a protective box, and the cutting goal The lug is mounted on the tip, which is connected directly to the chain pulling organ.
Звенья цепи тягового органа собирают в виде линейных фрагмен- тов, которые затем один за другим опускают в рабочий колодец, при этом каждый предыдущий фрагмент цепи соединяют с последующим фрагментом цепи с образованием непрерывной цепи заданной длины. The links of the chain of the traction body are assembled in the form of linear fragments, which are then lowered one by one into the working well, with each previous chain fragment being connected to the subsequent chain fragment to form a continuous chain of a given length.
Цепь тягового органа при сборке предварительно наматывают на комплект вращающихся барабанов, с которых затем ее сматывают и опускают в рабочий колодец. При обратном направлении продвижения цепного тягового органа цепь демонтируют на рабочем столе в обратном порядке на линейные фрагменты любой заданной длины или без демонтажа наматывают на комплект барабанов. The chain of the traction body during assembly is pre-wound on a set of rotating drums, from which it is then wound and lowered into the working well. In the opposite direction of advancement of the chain traction unit, the chain is dismantled on the desktop in the reverse order on linear fragments of any given length or without dismantling they are wound on a set of drums.
Цепь тягового органа подают в рабочий колодец и поднимают из него по защитному коробу лифтового механизма. The chain of the traction body is fed into the working well and lifted out of it along the protective box of the elevator mechanism.
Подачу цепи тягового органа во вспомогательный колодец произ- водят из рабочего колодца. The chain of the traction unit is supplied to the auxiliary well from the working well.
Затягивание в скважину нового трубопровода ведут посредством режуще-тянущей рабочей головки с одновременным разрушением и уп- лотнением в грунт заменяемого трубопровода. The new pipeline is pulled into the well by means of a cutting-pulling working head with the simultaneous destruction and compaction of the replaced pipeline into the ground.
При вводе новой трубы во вспомогательный колодец производят ее предварительное дотягивание, а после затягивании в скважину нового трубопровода осуществляют демонтаж разрезного устройства с частью новой трубы. When a new pipe is introduced into the auxiliary well, it is pre-pulled, and after drawing a new pipeline into the well, the cutting device is dismantled with a part of the new pipe.
Предварительно производят опускание модулей силового устрой- ства в рабочий колодец и последующую их сборку, а после замены тру- бопровода осуществляют разборку силового устройства и подъем моду- лей на поверхность колодца. Previously, the power device modules are lowered into the working well and their subsequent assembly, and after the replacement of the pipeline, the power device is disassembled and the modules are lifted to the well surface.
Технический результат достигается также тем, установка для бес- траншейной замены подземного трубопровода, содержащая силовое уст- ройство для перемещения тягового органа с направляющей головкой, устройство для закрепления в колодце и тяговый орган с рабочей голов- кой, согласно изобретению, содержит тяговый орган в виде гибкой це- пи, звенья которой подвижно связаны шарнирным соединением с воз- можностью изгиба только в одном направлении, механизм подачи цепи в колодец в виде рабочего стола с основанием, на котором смонтирован стопор, лебедка или вращающиеся барабаны с тросовым приводом, ус- тановленные на основании, при этом механизм подачи смонтирован не- посредственно над люком рабочего колодца, а рабочий сборочный стол смонтирован на поверхности грунта вне колодца, и лифтовой механиз- мом для опускания-подъема цепи тягового органа в рабочий колодец с защитным коробом, через который пропущен цепной тяговый орган, при этом защитный короб смонтирован вертикально в рабочем колодце и функционально связан с рабочим сборочным столом, а силовое устрой- ство содержит сборные модули и выполнено с возможностью непрерыв- ного возвратно-поступательного перемещения цепи в скважине для тру- бопровода. The technical result is also achieved by the fact that the installation for a trenchless replacement of an underground pipeline, comprising a power device for moving the traction body with a guiding head, a device for fixing in the well and a traction body with a working head, according to the invention, contains a traction body in the form a flexible chain, the links of which are movably connected by a swivel with the possibility of bending in only one direction, the chain feed mechanism into the well in the form of a desktop with a base on which it is mounted a stopper, a winch or rotary drums with a cable drive mounted on the base, while the feed mechanism is mounted directly above the hatch of the working well, and the working assembly table is mounted on the ground surface outside the well, and an elevator mechanism for lowering and raising the chain traction body into the working well with a protective box through which the chain traction body is passed, while the protective box is mounted vertically in the working well and is functionally connected to the working assembly table, and the power device contains m prefabricated modules and adapted to the continuous reciprocating movement of the chain in the well for labor-boprovoda.
Звенья цепи выполнены цилиндрическими и содержат в средней части кольцевой буртик и симметрично расположенные относительно него две кольцевые проточки, а на концах каждого звена выполнено с одной стороны не менее двух пазов, с другой стороны не менее двух шипов с фиксированной осью для соединения звеньев цепи с возмож- ность поворота их друг относительно друга только в одном направлении. The chain links are cylindrical and contain in the middle part of the annular collar and two ring grooves symmetrically located relative to it, and at the ends of each link at least two grooves are made on one side, at least two studs with a fixed axis on the other side can be connected to connect the chain links with - the ability to rotate them relative to each other in only one direction.
Сборные модули силового устройства кинематически связаны ме- жду собой и включают упорный бампер, противооткатное средство звеньев цепи, силовые гидравлические цилиндры, захваты цепи рабочего органа, механизма преобразования поступательного движения цилинд- ров во вращательное движение захватов цепи и механизм дотягивания части трубы нового трубопровода во вспомогательный колодец для ввод рабочей головки и последующего затягивания новой трубы в рабочий колодец. Assembled modules of the power device are kinematically interconnected and include a thrust bumper, a recoil tool of the chain links, hydraulic power cylinders, grippers of the working body, the mechanism for converting the translational motion of the cylinders into the rotational motion of the chain grips and the mechanism for pulling part of the pipe of the new pipeline into the auxiliary a well for introducing a working head and then tightening a new pipe into a working well.
Рабочая головка выполнена тянуще-режущей головкой. The working head is made by a pulling-cutting head.
Рабочий сборочный стол содержит площадку для укладки линей- ных фрагментов цепи тягового органа. The working assembly table contains a platform for laying linear fragments of the chain of the traction organ.
Рабочий сборочный стол содержит крепления к горловине рабоче- го колодца в виде струбцины. The working assembly table contains fastenings to the neck of the working well in the form of a clamp.
Рабочий стол содержит соединенные друг с другом фрагменты и может быть выполнен любой заданной длины. The desktop contains fragments connected to each other and can be made of any given length.
Сущность изобретения поясняются чертежами на фиг. 1 - 10. The invention is illustrated by drawings in FIG. 1 - 10.
На фиг. 1 представлена схема вида установки для бестраншейной замены трубопровода при проталкивании тягового органа. In FIG. 1 shows a diagram of the type of installation for trenchless replacement of the pipeline when pushing the traction body.
На фиг. 2 - схема вида установки при затягивании тягового органа с одновременных разрушением старого и затягиванием нового трубо- провода. In FIG. 2 is a diagram of the type of installation when tightening the traction unit with the simultaneous destruction of the old and tightening the new pipe.
На фиг. 3 - фрагмент общего вида гибкой цепи тягового органа. In FIG. 3 - a fragment of a General view of the flexible chain of the traction body.
На фиг. 4 - вид фрагмента гибкой цепи тягового органа (разрез по сечению А- А) In FIG. 4 - view of a fragment of the flexible chain of the traction body (section along section A-A)
На фиг.5 и 6 - звено цепи тягового органа вид сбоку и вид сверху соответственно . Figure 5 and 6 is a chain link of the traction body side view and top view, respectively.
На фиг.7 и 8 - схемы подачи тягового органа лебедкой со сбороч- ного рабочего стола вид сбоку и вид сверху соответственно. Figures 7 and 8 are side-view and top-view diagrams of the supply of the traction unit with a winch from the assembly working table, respectively.
На фиг.9 и 10 - схема подачи тягового органа с вращающихся ба- рабанов вид сбоку и вид сверху соответственно. Figures 9 and 10 are a side view and a top view, respectively, of a feed unit for a traction body with rotating drums.
Установка 1 содержит силовое модульное устройство 2, тяговый орган в виде гибкой цепи 3, звенья 5 которой подвижно связанны шар- нирным соединением с возможностью изгиба только в одном направле- нии, тянуще-режущую головку 4; механизм подачи тягового органа, включающий рабочий стол 6, смонтированный на основании 7, стопор- ное приспособление 8 для цепи 3 и лебедку 9 (фиг. 7, 8) или вращаю- щиеся барабаны 10 установленные на основании 1 1 с тросовым приво- дом 12 (фиг. 9, 10); рабочий сборочный стол 6 смонтирован вне рабочего колодца 13 на поверхности грунта 26; лифтовой механизм 14 для опус- кания и подъема цепи 3 тягового органа в рабочий колодец 13, защитный короб 15, через который пропущена цепь 3 тягового органа; звенья 5 це- пи 3 выполнены цилиндрическими (возможно также прямоугольными), снабжены фиксированной осью 16 и содержат кольцевой буртик 17 в средней части и симметрично расположенные относительно него две кольцевые проточки 18, а также два паза 19 и два шипа 20 на противопо- ложных концах каждого звена 5; кольцевые проточки 18 звеньев 5 рас- положены в согласовании с захватами 21 противооткатного устройства (на чертеже не показано) силового модульного устройства 2; силовое модульное устройство 2 состоит из кинематически связанных между со- бой сборных модулей, включающих: упорный бампер 22, силовые гид- равлические цилиндры, противооткатное средство (на чертеже не пока- заны) для цепи 3, механизм преобразования 23 поступательного движе- ния цилиндров во вращательное движение захватов 21 для звеньев 5 це- пи 3 рабочего органа и механизма дотягивания (на чертеже не показано) части трубы нового трубопровода 24 во вспомогательный колодец 25. Installation 1 contains a power modular device 2, a traction member in the form of a flexible chain 3, links 5 of which are movably connected by a swivel joint with the possibility of bending in only one direction, a pulling-cutting head 4; the feed mechanism of the traction body, including the working table 6 mounted on the base 7, the stopper a chain attachment 8 and a winch 9 (Fig. 7, 8) or rotating drums 10 mounted on a base 1 1 with a cable drive 12 (Fig. 9, 10); the working assembly table 6 is mounted outside the working well 13 on the surface of the soil 26; an elevator mechanism 14 for lowering and raising the chain 3 of the traction body into the working well 13, a protective box 15 through which the chain 3 of the traction body is passed; links 5 of chain 3 are cylindrical (possibly also rectangular), provided with a fixed axis 16 and contain an annular bead 17 in the middle part and two annular grooves 18 symmetrically located relative to it, as well as two grooves 19 and two spikes 20 at opposite ends each link 5; annular grooves of 18 links 5 are arranged in accordance with the grippers 21 of the recoil device (not shown in the drawing) of the power modular device 2; power modular device 2 consists of kinematically interconnected prefabricated modules, including: a thrust bumper 22, power hydraulic cylinders, anti-recoil means (not shown in the drawing) for chain 3, a mechanism for converting 23 translational motion of cylinders into the rotational movement of the grippers 21 for the links 5 of the chain 3 of the working body and the pulling mechanism (not shown) of the pipe part of the new pipeline 24 into the auxiliary well 25.
Способ и установка работают следующим образом. The method and installation work as follows.
Производят сборку установки 1, для этого устанавливают в рабо- чем колодце 13 сборные модули силового устройства 2 в составе: упор- ного бампера 22, противооткатного средства, силовых гидравлических цилиндров (на чертеже не показаны), механизма преобразования 23 по- ступательного движения цилиндров во вращательное движение захватов 21 цепи 3 рабочего органа и механизм дотягивания (на чертеже не пока- зано) части трубы нового трубопровода 24 из вспомогательного колодца 25. Силовое устройство 2 может быть смонтировано в существующем колодце диаметром 1 метр и более. На поверхности грунта 26, вне рабо- чего колодца 13, монтируют механизм подачи (см. фиг. 7) непосредст- венно над люком рабочего колодца 13. Для этого предварительно уста- навливают основание 7 и крепят его к горловине 27 рабочего колодца 13 струбциной (на чертеже не показано), а на основании 7 размещают рабо- чий стол 6 из сборно-разборных фрагментов (на чертеже не показано) обеспечивающих получение рабочего стола 6 любой заданной длины с площадкой для укладки линейных фрагментов цепи 3 тягового органа. На рабочем столе 6 устанавливают лебедку 9 и стопорное приспособле- ние 8 для цепи 3. The installation of assembly 1 is carried out; for this, assembled modules of the power device 2 are installed in the working well 13, consisting of a thrust bumper 22, a recoil device, hydraulic power cylinders (not shown in the drawing), and a mechanism for converting the 23 cylinders into the rotational movement of the grippers 21 of the chain 3 of the working body and the pulling mechanism (not shown) of the pipe part of the new pipeline 24 from the auxiliary well 25. The power device 2 can be mounted in an existing well with a diameter of 1 meter or more. On the surface of the soil 26, outside the working well 13, the feed mechanism (see Fig. 7) is mounted directly above the hatch of the working well 13. For this, the base 7 is pre-installed and fastened to the neck 27 of the working well 13 with a clamp ( not shown), and based on 7, a working table 6 of collapsible fragments (not shown) is arranged to provide a working table 6 of any given length with a pad for laying linear fragments of the chain 3 of the traction unit. A winch 9 and a locking device 8 for chain 3 are installed on the working table 6.
При использовании вращающихся барабанов 10 их монтируют на основании 11 (см. фиг. 9), на котором устанавливают указанные бараба- ны и тросовый привод 12 для подачи гибкой цепи 3 тягового органа в рабочий колодец 13. When using the rotating drums 10, they are mounted on the base 11 (see Fig. 9), on which the indicated drums and the cable drive 12 are installed for supplying the flexible chain 3 of the traction body to the working well 13.
Далее монтируют лифтовой механизм 14 с защитным коробом 15, который устанавливают вертикально в рабочем колодце 13. Next, the elevator mechanism 14 is mounted with a protective box 15, which is installed vertically in the working well 13.
Цепь 3 предварительно собирают на площадке рабочего стола 6 из звеньев 5. Звенья 5 в виде линейных фрагментов (см. фиг. 3, 4) шарнирно соединяют между собой фиксированной осью 1 1 , при этом пазы 19 од- ного звена 5 совмещают с шипами 20 другого звена 5 и обеспечивают образование цепи 3 с поворотом только в одном направлении по стрелке С (см. фиг. 4) за счет конструктивного исполнения указанных пазов и шипов. Две кольцевые проточки 18, симметрично расположенные отно- сительно кольцевого буртика 17 в средней части звеньев 5, при этом, в процессе работы силового устройства 2, оказываются пространственно согласованными с расположением захватов 21 противооткатного устрой- ства (на чертеже не показано). Каждый предыдущий фрагмент цепи 3 со- единяют с последующим фрагментом с образованием непрерывной цепи 3 заданной длины, а на переднем конце цепи 3 тягового органа устанав- ливают направляющую головку (наконечник) 28. Chain 3 is pre-assembled on the desktop 6 from links 5. Links 5 in the form of linear fragments (see Figs. 3, 4) are pivotally connected to each other by a fixed axis 1 1, while the grooves 19 of one link 5 are aligned with the spikes 20 another link 5 and ensure the formation of chain 3 with rotation in only one direction along arrow C (see Fig. 4) due to the design of these grooves and spikes. Two annular grooves 18, symmetrically located relative to the annular collar 17 in the middle part of the links 5, while in the process of operation of the power device 2, are spatially consistent with the location of the grippers 21 of the recoil device (not shown). Each previous fragment of chain 3 combine with the subsequent fragment to form a continuous chain 3 of a given length, and a guide head (tip) 28 is installed at the front end of the chain 3 of the traction member.
При работе установки 1 цепь 3 тягового органа подают в рабочий колодец 13 и поднимают из него лебедкой 9 по защитному коробу 10 лифтовым механизмом 14 с периодическим торможением стопорным приспособлением 8 при соединении (разъединении) каждого последую- щего фрагмента цепи 3 тягового органа. При использовании вращаю- щихся барабанов 10 (фиг. 9,10) цепь 3 тягового органа при сборке пред- варительно наматывают на комплект вращающихся барабанов 10, с ко- торых затем ее сматывают и опускают в рабочий колодец 13. When the installation 1 is operating, the chain 3 of the traction unit is fed into the working well 13 and lifted out of it by the winch 9 along the protective box 10 by the elevator mechanism 14 with periodic braking by the locking device 8 when connecting (disconnecting) each subsequent fragment of the chain 3 of the traction body. When using rotating drums 10 (Fig. 9, 10), the chain 3 of the traction body during assembly is pre-wound onto a set of rotating drums 10, from which it is then wound and lowered into the working well 13.
В процессе прокладки нового трубопровода подачу цепи 3 тягово- го органа во вспомогательный колодец 25 производят из рабочего ко- лодца 13 по заменяемому трубопроводу 29 с использованием направ- ляющей головки 28, которую крепят непосредственно на переднем конце цепи 3 тягового органа. Затягивание в скважину нового трубопровода 24 ведут посредством тянуще-режущей рабочей головки 4, установленной на наконечнике 28, с одновременным разрушением и уплотнением в грунт заменяемого трубопровода 29. При вводе трубы нового трубопро- вода 24 во вспомогательный колодец 25 производят ее подтягивание ме- ханизмом дотягивания (на чертеже не показано). При затягивании ново- го трубопровода 24 механизм преобразования 23 через захваты 21 взаи- модействует с кольцевыми проточками 18 звеньев 5 цепи 3 и преобразу- ет поступательное движение штоков гидроцилиндров во вращательное и прямолинейное движение цепи 3 тягового органа и обеспечивают вра- , π щение и продвижение в скважине тянуще - режущей головки 4. Проти- вооткатное средство (на чертеже не показано) силового устройства 2 обеспечивает безоткатную подачу цепи 3 тягового органа в скважину, а упорный бампер 22 воспринимает обратную реакцию тягового органа и гарантирует устойчивую работу силового устройства 2 и непрерывное продвижение в скважине цепи 3 тягового органа. In the process of laying a new pipeline, the supply of the chain 3 of the traction unit to the auxiliary well 25 is carried out from the working well 13 via the replaceable pipeline 29 using the guide head 28, which is mounted directly on the front end of the chain 3 of the traction body. The new pipeline 24 is pulled into the well by means of a pulling-cutting working head 4 mounted on the tip 28, with simultaneous destruction and compaction of the replaced pipeline 29 into the soil. When the new pipe 24 is introduced into the auxiliary well 25, it is pulled by a pulling mechanism (not shown in the drawing). When tightening Novo second conduit 24 through a mechanism 23 converting grippers 21 interacts with the annular groove 18, the chain units 3 and 5 a translational movement is converted rods of hydraulic cylinders in rotational and linear motion of the pulling chains 3 and provide a rotating, π schenie and promotions in the borehole pullingly - the cutting head 4. Anti-recoil device (not shown) of the power device 2 provides a recoilless supply of the chain 3 of the traction body into the borehole, and the persistent bumper 22 perceives the reverse reaction of the traction body and ensures the stable operation of the power device 2 and the continuous advance in the well of the chain 3 of the traction body.
После завершения затягивания в скважину нового трубопровода осуществляют демонтаж тянуще - режущей головки 4 с частью новой трубы трубопровода 24. При обратном направлении продвижения тяго- вого органа цепь 3 ее поднимают из колодца 13 лифтовым механизмом 14 и демонтируют на площадке рабочего стола 6 в обратном порядке на линейные фрагменты любой заданной длины, а при использовании ком- плекта барабанов 10 цепь 3 без демонтажа наматывают на эти барабаны (см. фиг. 10). After completing the pulling of the new pipeline into the well, the pulling - cutting head 4 is dismantled with part of the new pipeline pipe 24. In the opposite direction of the traction body advancement, the chain 3 is lifted from the well 13 by the elevator mechanism 14 and dismantled on the platform 6 in the reverse order by linear fragments of any given length, and when using the drum kit 10, chain 3 is wound onto these drums without dismantling (see FIG. 10).
Как показали испытания, разработанный способ и установка обес- печивают высокую технологичность сборки компонентов силовой уста- новки, повышают производительность способа бестраншейной замене трубопроводов и безопасность проведения работ, т.к. не требуется по- стоянного присутствия оператора в рабочем колодце 13. Дополнительная гарантия безопасности работ обеспечивается за счет пропускание цепи 3 тягового органа через защитный короб 15 лифтового механизма 14, что снижает вероятность повреждения оборудования и повышает безопас- ность обслуживания установки при случайном обрыве цепи 3 тягового органа. Кроме того, использование цепи 3 тягового органа, которая изги- бается только в одну сторону по стрелке С (см. фиг. 4), позволяет ис- ключить промежуточную операцию предварительного протягивания тя- гового органа через заменяемый трубопровод специальным сантехниче- ским тросом - "коброй", что имеет место в известных аналогах, тем са- мым существенно повышается производительность установки. As tests have shown, the developed method and installation ensure high manufacturability of assembling the components of the power plant, increase the productivity of the method of trenchless replacement of pipelines and the safety of work, because no constant presence of the operator in the working well is required 13. An additional guarantee of work safety is ensured by passing the chain 3 of the traction unit through the protective box 15 of the elevator mechanism 14, which reduces the likelihood of damage to the equipment and increases the safety of maintenance of the installation in case of accidental interruption of the chain 3 of the traction body. In addition, the use of the chain 3 of the traction body, which is bent only in one direction along arrow C (see Fig. 4), eliminates the intermediate operation of pre-pulling the traction body through the replaceable pipeline with a special plumbing cable - " cobra ", which takes place in well-known analogues, thereby significantly increases the productivity of the installation.
Разработанное техническое решение удовлетворяет условиям па- тентоспособности промышленная применимость, а также новизне и изо- бретательскому уровню, что следует из приведенного описания заявки и уровня техники. The developed technical solution satisfies the patentability conditions, industrial applicability, as well as novelty and iso- maternal level, which follows from the above description of the application and the prior art.
Источники информации:  Information sources:
1. RU 2166685 С1 , 10.05.2001. 1. RU 2166685 C1, 05/10/2001.
2. RU J > 21 16546 С1, 27.07.1998.  2. RU J> 21 16546 C1, 07.27.1998.
3. WO/1992/013226, 06.08.1992.  3. WO / 1992/013226, 08/06/1992.
4. RU JVs 2135874 С1, 27.08.1999 (прототип).  4. RU JVs 2135874 C1, 08.27.1999 (prototype).
5. US jN 5997215, 07.12.1999.  5. US jN 5997215, 12/07/1999.
6. US JYO 7025536 В2, 1 1.04.2006. 6. US JY O 7025536 B2, 1.04.2006.
7. EA JVo 201 101371 A, 29.06.2012.  7. EA JVo 201 101371 A, June 29, 2012.
8. DE JYO 19608980 C2, 07.05.1998.  8. DE JYO 19608980 C2, 05/07/1998.
9. DE JYO 19814232 C I , 28.10.1999.  9. DE JYO 19814232 C I, 10.28.1999.
10. EP JYO 1316670 A2, 04.06.2003.  10. EP JYO 1316670 A2, 06/04/2003.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ бестраншейной замены подземных трубопроводов, включающий разрушение заменяемого трубопровода (29) продвижением из рабочего колодца (13) во вспомогательный колодец (25) тягового ор- гана с направляющей головкой (28) и затягивания в нее нового трубо-1. The method of trenchless replacement of underground pipelines, including the destruction of the replaced pipeline (29) by moving from the working well (13) into the auxiliary well (25) of the traction body with a guiding head (28) and tightening a new pipe into it
5 провода (24) тяговым органом с рабочей головкой (4), отличающийся тем, что разрушение заменяемого трубопровода (29) и последующее за- тягивание в скважину нового трубопровода (24) ведут непрерывным продвижением в скважине цепного тягового органа посредством мо- дульного силового устройства (2) сначала в прямом направлении из ра- бочего колодца (13) во вспомогательный колодец (25), а затем в обрат- ном направлении, при этом цепной тяговый орган предварительно соби-5 wires (24) by a traction body with a working head (4), characterized in that the destruction of the replaced pipeline (29) and the subsequent tightening of a new pipeline (24) into the well are carried out by continuous advancement of the chain traction body in the well by means of a modular power device (2) first in the forward direction from the working well (13) to the auxiliary well (25), and then in the opposite direction, while the chain traction unit is pre-assembled
^ рают из шарнирно-соединенных между собой звеньев (5) с возможно- стью образования цепи (3) с изгибом только в одном направлении, при- чем сборку цепи (3) производят на рабочем столе (6), который предвари- тельно устанавливают на поверхности грунта (26) вне колодца (13), за- тем цепь (3) посредством лифтового механизма (14) с защитным коро- бом (15) опускают в рабочий колодец (13), а режущую головку (4) мон-^ are removed from articulated links (5) with the possibility of forming a chain (3) with a bend in only one direction, and the assembly of the chain (3) is carried out on a work table (6), which is pre-installed on the ground surface (26) outside the well (13), then the chain (3) is lowered into the working well (13) by means of the elevator mechanism (14) with the protective casing (15), and the cutting head (4) is mono-
^ тируют на наконечнике (28), который подсоединяют непосредственно к цепному тяговому органу. They are tested on the tip (28), which is connected directly to the chain traction organ.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что звенья (5) цепи (3) тягового органа собирают в виде линейных фрагментов, которые затем один за другим опускают в рабочий колодец (13), при этом каждый пре- дыдущий фрагмент цепи (3) соединяют с последующим фрагментом це- пи с образованием непрерывной цепи (3) заданной длины.  2. The method according to claim 1, characterized in that the links (5) of the chain (3) of the traction body are assembled in the form of linear fragments, which are then lowered one by one into the working well (13), with each previous fragment of the chain ( 3) connect with the subsequent fragment of the chain with the formation of a continuous chain (3) of a given length.
20 3. Способ по п.1 , отличающийся тем, что цепь (3) тягового ор- гана при сборке предварительно наматывают на комплект вращающихся барабанов (10), с которых затем ее сматывают и опускают в рабочий ко- лодец (13). 20 3. The method according to claim 1, characterized in that the chain (3) of the traction body during assembly is pre-wound on a set of rotating drums (10), from which it is then wound and lowered into a working casing boat (13).
4. Способ по любому из п.п.1 - 3, отличающийся тем, что при обратном направлении продвижения цепного тягового органа цепь (3) демонтируют на рабочем столе (6) в обратном порядке на линейные фрагменты любой заданной длины или без демонтажа наматывают на комплект барабанов (10).  4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that, in the opposite direction of advancement of the chain traction member, the chain (3) is dismantled on the work table (6) in the reverse order on linear fragments of any given length or without dismantling wound on set of drums (10).
5. Способ по любому из п.п.1 - 4, отличающийся тем, что цепь (3) тягового органа подают в рабочий колодец (13) и поднимают из него по защитному коробу (15) лифтового механизма (14).  5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the chain (3) of the traction body is fed into the working well (13) and lifted out of it through the protective box (15) of the elevator mechanism (14).
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу цепи (3) тя- гового органа во вспомогательный колодец (25) производят из рабочего колодца (13).  6. The method according to claim 1, characterized in that the supply of the chain (3) of the traction body to the auxiliary well (25) is made from the working well (13).
7. Способ по п.1 , отличающийся тем, что затягивание в сква- жину нового трубопровода (24) ведут посредством режуще-тянущей ра- бочей головки (4) с одновременным разрушением и уплотнением в грунт заменяемого трубопровода (29).  7. The method according to claim 1, characterized in that the tightening of a new pipeline (24) into the well is carried out by means of a cutting-pulling working head (4) with simultaneous destruction and compaction of the replaced pipeline (29) into the ground.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что ввод новой трубы (20) во вспомогательный колодец (25) производят с предварительным ее дотягиванием, а после затягивании в скважину нового трубопровода (24) осуществляют демонтаж разрезного устройства с частью новой трубы (24).  8. The method according to claim 1, characterized in that the new pipe (20) is introduced into the auxiliary well (25) with its preliminary pulling, and after the new pipeline (24) is pulled into the well, the cutting device is dismantled with part of the new pipe (24) )
9. Способ по п.1 , отличающийся тем, что предварительно производят опускание модулей силового устройства (2) в рабочий коло- дец (13) и последующую их сборку, а после замены трубопровода (29) осуществляют разборку силового устройства (2) и подъем модулей на поверхность колодца (13).  9. The method according to claim 1, characterized in that the lowering of the modules of the power device (2) into the working well (13) and their subsequent assembly, and after replacing the pipeline (29) carry out the disassembly of the power device (2) and lifting modules to the surface of the well (13).
10. Установка (1) для бестраншейной замены подземного трубо- провода (29), содержащая силовое устройство (2) для перемещения тяго- вого органа с направляющей головкой (наконечником) (28), устройство для закрепления в колодце и тяговый орган с рабочей головкой (4), от- личающаяся тем, что содержит тяговый орган в виде гибкой цепи (3), звенья (5) которой подвижно связаны шарнирным соединением с воз- можностью изгиба только в одном направлении, механизм подачи цепи (3) в колодец (13) в виде рабочего стола (6) с основанием (7), на котором смонтирован стопор (8), лебедка (9) или вращающиеся барабаны (10) с тросовым приводом (12), установленные на основании (11), при этом механизм подачи смонтирован непосредственно над люком рабочего ко- лодца (13), а рабочий сборочный стол (6) смонтирован на поверхности грунта (26) вне колодца (13), лифтовой механизмом (14) для опускания- подъема цепи (3) тягового органа в рабочий колодец (13) с защитным коробом (15), через который пропущен цепной тяговый орган, при этом защитный короб (15) смонтирован вертикально в рабочем колодце (13) и функционально связан с рабочим сборочным столом (6), а силовое уст- ройство (2) содержит сборные модули и выполнено с возможностью не- прерывного возвратно-поступательного перемещения цепи (3) в скважи- не для трубопровода (24). 10. Installation (1) for trenchless replacement of an underground pipe (29), containing a power device (2) for moving the traction body with a guiding head (tip) (28), device for fastening in the well and a traction body with a working head (4), characterized in that it contains a traction body in the form of a flexible chain (3), links (5) of which are movably connected by a swivel with the possibility of bending in only one direction, chain feed mechanism (3) into the well (13) in the form of a worktable (6) with a base (7) on which a stopper (8), a winch (9) or rotating drums (10) with a cable drive (12) mounted based on (11), while the feed mechanism is mounted directly above the hatch of the working well (13), and the working assembly the table (6) is mounted on the ground surface (26) outside the well (13), with an elevator mechanism (14) for lowering and lifting the chain (3) of the traction unit into the working well (13) with a protective box (15) through which the chain is passed traction body, while the protective box (15) is mounted vertically in the working well (13) and is functionally connected to the working assembly table (6), and the power device (2) contains prefabricated modules and is made with the possibility of continuous reciprocating moving the chain (3) in the well for the pipeline (24).
11. Установка по п.10, отличающаяся тем, что звенья (5) цепи (3) выполнены цилиндрическими и содержат в средней части кольцевой буртик (17) и симметрично расположенные относительно него две коль- цевые проточки (18), а на концах каждого звена (5) выполнено с одной стороны не менее двух пазов (19), с другой стороны не менее двух ши- пов (20) с фиксированной осью (16) для соединения звеньев (5) цепи (3) с возможность поворота их друг относительно друга только в одном на- правлении.  11. Installation according to claim 10, characterized in that the links (5) of the chain (3) are cylindrical and contain in the middle part an annular collar (17) and two ring grooves (18) symmetrically located relative to it, and at the ends of each link (5) is made on one side of at least two grooves (19), on the other hand, at least two spikes (20) with a fixed axis (16) to connect the links (5) of the chain (3) with the possibility of their rotation relative to friend in only one direction.
12. Установка по п.10, отличающаяся тем, что сборные модули силового устройства кинематически связаны между собой и включают упорный бампер (22), противооткатное средство звеньев (5) цепи (3), си- ловые гидравлические цилиндры, захваты (21) цепи (3) рабочего органа, механизма преобразования (23) поступательного движения цилиндров во вращательное движение захватов (21) цепи (3) и механизм дотягивания части трубы нового трубопровода (24) во вспомогательный колодец (25) для ввод рабочей-головки (4) и последующего затягивания новой трубы в рабочий колодец (13). 12. Installation according to claim 10, characterized in that the prefabricated modules of the power device are kinematically connected with each other and include a thrust bumper (22), a recoil tool of the links (5) of the chain (3), power hydraulic cylinders, grippers (21) of the chain (3) working body, a mechanism for converting (23) the translational movement of the cylinders into the rotational movement of the grippers (21) of the chain (3) and the mechanism for reaching out part of the pipe of a new pipeline (24) into an auxiliary well (25) for introducing the working head (4) and then tightening the new pipe into the working well (13).
^ 13. Установка по п.10, отличающаяся тем, что рабочая головка^ 13. Installation according to claim 10, characterized in that the working head
(4) выполнена тянуще-режущей головкой. (4) made by a pull-cutting head.
14. Установка по п.10, отличающаяся тем, что рабочий сбороч- ный стол (6) содержит площадку для укладки линейных фрагментов це- пи (3) тягового органа.  14. Installation according to claim 10, characterized in that the working assembly table (6) comprises a platform for laying linear fragments of the chain (3) of the traction member.
15. Установка по любому из п.п.10 и 14, отличающаяся тем, что рабочий сборочный стол (6) содержит крепления к горловине (27) 0 рабочего колодца (13) в виде струбцины.  15. Installation according to any one of paragraphs.10 and 14, characterized in that the working assembly table (6) contains fasteners to the neck (27) 0 of the working well (13) in the form of a clamp.
16. Установка по п.10, отличающаяся тем, что рабочий стол (6) содержит соединенные друг с другом фрагменты и может быть выпол- нен любой заданной длины.  16. Installation according to claim 10, characterized in that the working table (6) contains fragments connected to each other and can be made of any given length.
PCT/BY2016/000001 2015-01-13 2016-03-10 Method for the trenchless replacement of underground pipelines and apparatus for implementing same WO2016112450A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201500190A EA027243B1 (en) 2015-01-13 2015-01-13 Method for no-dig replacement of underground pipelines and installation for implementing the same
EA201500190 2015-01-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2016112450A2 true WO2016112450A2 (en) 2016-07-21
WO2016112450A3 WO2016112450A3 (en) 2016-09-15

Family

ID=56406532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/BY2016/000001 WO2016112450A2 (en) 2015-01-13 2016-03-10 Method for the trenchless replacement of underground pipelines and apparatus for implementing same

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA027243B1 (en)
WO (1) WO2016112450A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111140694A (en) * 2020-01-15 2020-05-12 北京北排建设有限公司 Non-excavation device for replacing double-wall corrugated pipe with HDPE pipe and using method thereof
CN115681714A (en) * 2022-11-08 2023-02-03 苏州开普岩土工程有限公司 Foundation pit support displacement monitoring device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA038044B1 (en) * 2019-07-19 2021-06-28 Общество С Ограниченной Ответственностью "Мемпэкс" Machine for trenchless replacement of pipelines

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19608980C2 (en) * 1996-03-08 1998-05-07 Tracto Technik Device for drilling in the ground
RU2135874C1 (en) * 1998-11-19 1999-08-27 Агиян Владимир Амозаспович Process of trenchless laying (replacement) of pipe-line, gear for its realization and fixture to anchor it in foundation area
DE102007016823A1 (en) * 2007-04-05 2008-11-06 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg Drilling System

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111140694A (en) * 2020-01-15 2020-05-12 北京北排建设有限公司 Non-excavation device for replacing double-wall corrugated pipe with HDPE pipe and using method thereof
CN115681714A (en) * 2022-11-08 2023-02-03 苏州开普岩土工程有限公司 Foundation pit support displacement monitoring device
CN115681714B (en) * 2022-11-08 2023-09-05 苏州开普岩土工程有限公司 Foundation pit enclosure displacement monitoring device

Also Published As

Publication number Publication date
EA027243B1 (en) 2017-07-31
WO2016112450A3 (en) 2016-09-15
EA201500190A1 (en) 2016-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7963504B2 (en) Dual capstan puller and method
US20160039076A1 (en) Flange catching, aligning and closing tool
WO2016112450A2 (en) Method for the trenchless replacement of underground pipelines and apparatus for implementing same
AU2012290211B2 (en) Method and apparatus for forcing a pipeline into or out of a borehole
AU2012290219B2 (en) Method and portable apparatus for forcing a pipeline into or out of a borehole
CN103532051A (en) 180-degree rotary lifting insulating platform
AU2008235032B2 (en) Boring system
CN105401532A (en) Device for replacing traction friction type anchoring hanger rod and method for replacing steel tube arch bridge hanger rod by using device
US9145982B2 (en) Method and system for replacement of existing pipes
CN103958821A (en) Method and apparatus for energy chain installation
CN116356816A (en) Pile cutting device suitable for precast concrete tubular pile
EP2400107B1 (en) Flexibly restraining service loops in an oil derrick
EA038044B1 (en) Machine for trenchless replacement of pipelines
RU2326211C2 (en) Installation for trenchless construction and replacement of pipelines
RU2135874C1 (en) Process of trenchless laying (replacement) of pipe-line, gear for its realization and fixture to anchor it in foundation area
CN110775731A (en) Cable reel and rapid first-aid repair cable device
JP6441842B2 (en) Box roof cylinder
CN114811182B (en) Construction structure and construction method for pipe-jacking section penetrating steel pipe
CN117344640A (en) Bridge stay cable installation structure and construction process
SU1071029A1 (en) Distributing stowage pipeline
US20200400264A1 (en) Device for inserting a pipe into an elongated cavity
RU83096U1 (en) DEVICE FOR LIFTING OPERATIONS
JP6256989B2 (en) How to update existing caves
RU128275U1 (en) DEVICE FOR PUSHING PIPELINE INTO A TUNNEL WITH A CROSS-SECTION OF A CROSS CIRCLE
CN116787338A (en) Building pipeline rust removing device and method

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16736998

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2