RU2217643C2 - Pipeline - Google Patents

Abstract

FIELD: construction and repair of underground pipelines. SUBSTANCE: proposed pipeline contains pipe placed in stationary envelope. Said envelope is made to provide longitudinal and transverse displacement of pipe inside envelope. Transverse displacement of pipe can be made for distance not less than diameter of pipe. Envelope of pipeline is multiplayer, made of mechanically strong and chemically resistant heat insulating material properties providing safety of pipe and preservation of properties of transported material. EFFECT: enlarged range means. 5 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области строительной техники, в частности к области создания и ремонта подземных коммуникаций, и может быть использовано при создании, ремонте и реконструкции подземных трубопроводов. The proposed technical solution relates to the field of construction equipment, in particular to the field of creation and repair of underground utilities, and can be used in the creation, repair and reconstruction of underground pipelines.

Известны подземные трубопроводы, содержащие трубу, например трубопровод, описанный в патенте РФ 2105919. Underground pipelines containing a pipe are known, for example, a pipeline described in RF patent 2105919.

Недостатком известного трубопровода является значительная трудоемкость его ремонта, что связано с большим объемом земляных и иных работ по вскрытию трассы трубопровода, изъятию или разрушению вышедшей из строя трубы и замене ее на новую. A disadvantage of the known pipeline is the significant complexity of its repair, which is associated with a large amount of excavation and other work on opening the pipeline route, removing or destroying a failed pipe and replacing it with a new one.

Известны способы бестраншейного ремонта трубопроводов. Так, например, при бестраншейной замене трубопровода (патент РФ 2003911) производится разламывание старого (заменяемого) трубопровода, вдавливание его осколков в грунт с образованием скважины и затягивание в нее нового трубопровода. Known methods for trenchless pipe repair. So, for example, when trenchless replacing a pipeline (RF patent 2003911), the old (replaceable) pipeline is broken, its fragments are pressed into the soil with the formation of a well and a new pipeline is drawn into it.

При этом требуется значительный объем ремонтных работ и новая технология их проведения. Кроме того, невозможно сохранить теплоизоляционные, антикоррозионные и другие свойства, присущие заменяемому трубопроводу. At the same time, a significant amount of repair work and a new technology for their implementation are required. In addition, it is impossible to preserve the thermal insulation, anticorrosion and other properties inherent in the replaced pipeline.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является трубопровод, описанный в заявке "Способ ремонта и восстановления трубопроводов" (заявка 98119817/06 от 02.11.1998). Известный трубопровод выполнен в виде пластиковой трубы 1, помещенной в старую трубу 2 восстанавливаемого трубопровода (фиг.1). Пластиковая труба при подаче в нее давления принимает форму поврежденной трубы. При эксплуатации трубопровода старая труба используется как каркас (оболочка), поддерживающий новую трубу. The closest in technical essence to the proposed technical solution is the pipeline described in the application "Method of repair and restoration of pipelines" (application 98119817/06 from 02.11.1998). The known pipeline is made in the form of a plastic pipe 1, placed in the old pipe 2 of the restored pipeline (figure 1). A plastic pipe, when pressure is applied to it, takes the form of a damaged pipe. When operating the pipeline, the old pipe is used as a frame (shell) supporting the new pipe.

Таким образом, наиболее близкий к предлагаемому трубопровод содержит трубу, помещенную в неподвижную оболочку. Thus, the closest to the proposed pipeline contains a pipe placed in a fixed shell.

Недостатки наиболее близкого технического решения состоят в следующем:
- при ремонте необходимо заменять всю трубу на участке между монтажными колодцами, в противном случае требуется проводить вскрывать трубопровод с соответствующими земляными и иными работами;
- трубопровод недолговечен, так как для использования в качестве каркаса старой трубы требуется достаточно хорошее ее состояние, а старая труба находится в процессе разрушения и не может являться надежным каркасом длительное время;
- невозможен многократный ремонт трубопровода, так как после прихода в негодность старой трубы, используемой как каркас, не обеспечивается достаточная жесткость конструкции трубопровода;
- свойства заменяемого трубопровода после ремонта не сохраняются, так как механические, теплоизоляционные, химические, экологические и другие свойства, характерные для старой трубы, пластиковой трубой не могут быть обеспечены, а создание пластиковой трубы с изменяемой формой, обладающей к тому же указанными свойствами, требует решения сложнейшей задачи получения материала с уникальными свойствами;
- требуется новая достаточно сложная технология ремонта трубопровода, включающая специальную подготовку старой трубы и размещение новой трубы в ней на достаточно большом расстоянии от начала трубы.The disadvantages of the closest technical solution are as follows:
- during repair, it is necessary to replace the entire pipe in the area between the mounting wells, otherwise it is required to open the pipeline with the corresponding earthwork and other works;
- the pipeline is short-lived, since to use the old pipe as a frame requires a fairly good condition, and the old pipe is in the process of destruction and cannot be a reliable frame for a long time;
- it is impossible to repeatedly repair the pipeline, since after the old pipe used as a frame has become unusable, sufficient rigidity of the pipeline structure is not provided;
- the properties of the replaced pipeline after repair are not preserved, since the mechanical, heat-insulating, chemical, environmental and other properties characteristic of the old pipe cannot be provided with a plastic pipe, and the creation of a plastic pipe with a changeable shape, which also has the specified properties, requires solving the difficult task of obtaining material with unique properties;
- requires a new rather complicated pipeline repair technology, including special preparation of the old pipe and placing a new pipe in it at a sufficiently large distance from the beginning of the pipe.

Указанные недостатки существенно сужают область применения известного трубопровода, ограничивая ее в основном прокладкой кабелей различного назначения. These shortcomings significantly narrow the scope of the known pipeline, limiting it mainly to the laying of cables for various purposes.

Заявляемое техническое решение направлено на устранение указанных недостатков. The claimed technical solution is aimed at eliminating these shortcomings.

Таким образом, решаемой задачей (техническим результатом) является сокращение трудоемкости ремонтных работ путем замены трубы или ее фрагмента без вскрытия оболочки трубопровода. Thus, the solved problem (technical result) is to reduce the complexity of repair work by replacing the pipe or its fragment without opening the pipe shell.

Указанный технический результат достигается тем, что в трубопроводе, содержащем трубу, помещенную в неподвижную оболочку, согласно изобретению оболочка выполнена с возможностью продольного и поперечного перемещения в ней трубы, причем поперечное перемещение трубы может быть осуществлено на расстояние, не меньшее, чем диаметр трубы. The specified technical result is achieved in that in a pipeline containing a pipe placed in a fixed shell, according to the invention, the shell is made with the possibility of longitudinal and transverse movement of the pipe in it, and the transverse movement of the pipe can be carried out at a distance not less than the diameter of the pipe.

Указанный результат достигается также тем, что:
- оболочка выполнена многослойной;
- оболочка выполнена из механически прочного, и/или химически стойкого, и/или теплоизоляционного материала, и/или материала с иными свойствами, обеспечивающего сохранность трубы и/или свойств транспортируемого вещества;
- оболочка имеет прямоугольное, круглое, эллиптическое или иное внутреннее поперечное сечение;
- при перемещении трубы вдоль оболочки используются вращающиеся катки, жидкая, твердая или иная смазка или другие средства или устройства, уменьшающие трение.The specified result is also achieved by the fact that:
- the shell is multilayer;
- the shell is made of mechanically strong, and / or chemically resistant, and / or heat-insulating material, and / or material with other properties, ensuring the safety of the pipe and / or properties of the transported substance;
- the shell has a rectangular, round, elliptical or other internal cross section;
- when moving the pipe along the shell, rotating rollers, liquid, solid or other lubricant or other means or devices that reduce friction are used.

Поясним суть изобретения. Let us explain the essence of the invention.

В заявляемом техническом решении необходимость ремонта трубопровода, состоящего в замене трубы или ее фрагмента, предусмотрена в его конструкции (фиг. 2, фиг. 3). Труба 1 трубопровода помещена в неподвижную оболочку 2, обеспечивающую перемещение трубы или ее фрагмента при ремонте. Возможность продольного перемещения трубы позволяет изъять поврежденную трубу и установить на ее место новую. При этом заменяется весь участок трубы между двумя соседними монтажными колодцами. In the claimed technical solution, the need to repair the pipeline, consisting in replacing the pipe or its fragment, is provided for in its design (Fig. 2, Fig. 3). The pipe 1 of the pipeline is placed in a fixed shell 2, providing movement of the pipe or its fragment during repair. The possibility of longitudinal movement of the pipe allows you to remove the damaged pipe and install a new one in its place. In this case, the entire pipe section between two adjacent mounting wells is replaced.

Для того чтобы заменить поврежденный фрагмент трубы или разъемный ее элемент, длина которого меньше расстояния между соседними монтажными колодцами, внутренний размер оболочки должен быть достаточным для того, чтобы изъять этот фрагмент, не извлекая при этом всю трубу. Для этого в заявляемом техническом решении внутренние размеры оболочки выбраны такими, чтобы обеспечить поперечное перемещение трубы (фрагмента) на расстояние, не меньшее, чем диаметр трубы (фиг.4). Такое расстояние достаточно, чтобы сдвинуть заменяемый фрагмент в сторону от трубы, переместить его вдоль оболочки до монтажного колодца, извлечь, а затем установить на его место новый фрагмент. In order to replace a damaged pipe fragment or its detachable element, the length of which is less than the distance between adjacent mounting wells, the inner shell size must be sufficient to remove this fragment without removing the entire pipe. To this end, in the claimed technical solution, the inner dimensions of the shell are selected so as to provide lateral movement of the pipe (fragment) by a distance not less than the diameter of the pipe (figure 4). This distance is enough to move the replaced fragment away from the pipe, move it along the shell to the mounting well, remove it, and then install a new fragment in its place.

Форма поперечного сечения оболочки зависит от конфигурации трубы, протяженности трубопровода и может быть различной, например круглой, эллиптической, прямоугольной или иной. The cross-sectional shape of the shell depends on the configuration of the pipe, the length of the pipeline and may be different, for example, round, elliptical, rectangular or otherwise.

Оболочка 2 может быть выполнена многослойной. При этом каждый из слоев обеспечивает какие-либо качества трубопровода. С грунтом соприкасается внешний слой оболочки, который не меняется на протяжении всего срока службы трубопровода. Этот слой обеспечивает механическую прочность трубопровода, достаточную для защиты его от внешних повреждений и воздействий. Он может быть выполнен из бетона, кирпича, легированной стали, керамики, пластмассы и других известных долговечных материалов. Теплоизоляцию трубы обеспечивает слой оболочки из теплоизоляционного материала, например пенобетона, стекловаты. Защиту от коррозии обеспечивают лакокрасочные покрытия, газовая среда, заполняющая внутренний объем оболочки и т.д. Shell 2 can be multilayer. Moreover, each of the layers provides any quality of the pipeline. The outer layer of the shell is in contact with the soil, which does not change throughout the life of the pipeline. This layer provides the mechanical strength of the pipeline, sufficient to protect it from external damage and impact. It can be made of concrete, brick, alloy steel, ceramics, plastics and other known durable materials. Thermal insulation of the pipe is provided by a shell layer of heat-insulating material, such as foam concrete, glass wool. Corrosion protection is provided by paint and varnish coatings, a gas medium filling the internal volume of the shell, etc.

Оболочка 2 может быть создана в грунте открытым способом при однократном проведении земляных работ, а также с помощью бестраншейной технологии, например, с применением пневмопробойников, гидравлических машин или проходческих щитов. Shell 2 can be created in the ground in an open way with a single excavation, as well as using trenchless technology, for example, using pneumatic punch, hydraulic machines or sinking shields.

Замена трубы или фрагмента, осуществляемая путем вытягивания старой трубы из оболочки и затягивания внутрь оболочки новой трубы, производится с использованием известных технологий и тяговых механизмов (лебедок, домкратов). Для уменьшения трения при перемещении трубы вдоль оболочки могут быть применены вращающиеся металлические или из другого материала катки, направляющие ребра, различного вида смазка - жидкая, твердая или иная, другие устройства или средства. Для разделения и соединения фрагментов трубы применяются известные способы (например, газовые резка и сварка) или устройства (например, резьбовые или фланцевые соединения). A pipe or fragment is replaced by pulling an old pipe from a shell and pulling a new pipe inside the shell, using known technologies and traction mechanisms (winches, jacks). To reduce friction when moving the pipe along the shell, rotating metal rollers or other rollers, guide ribs, various types of grease - liquid, solid or other, other devices or means can be used. Known methods (e.g., gas cutting and welding) or devices (e.g., threaded or flange joints) are used to separate and join pipe fragments.

Предлагаемая конструкция трубопровода позволяет заменять трубу неоднократно. Объем работ связан только с заменой самой трубы или ее фрагментов, земляные работы или предварительная подготовка оболочки при этом не требуются. При минимальных затратах труба может быть заменена, например, по истечении гарантийного срока, не ожидая разрыва трубопровода. Ремонт не приводит к разрушению каких-либо элементов оболочки, изменению ее свойств или конструктивных особенностей. The proposed pipeline design allows you to replace the pipe repeatedly. The scope of work is only related to the replacement of the pipe itself or its fragments, excavation work or preliminary preparation of the shell is not required. At minimal cost, the pipe can be replaced, for example, after the warranty period, without expecting a pipe rupture. Repair does not lead to the destruction of any elements of the shell, a change in its properties or design features.

Материал, из которого изготовлена новая труба, может быть идентичен материалу заменяемой трубы или изменяться с появлением новых более качественных материалов. В результате обеспечивается высокая надежность, простота обслуживания и постоянство характеристик трубопровода длительное время. The material from which the new pipe is made can be identical to the material of the replaced pipe or change with the advent of new, better materials. The result is high reliability, ease of maintenance and the constancy of the characteristics of the pipeline for a long time.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами. The invention is illustrated by the following drawings.

Фиг.1 - продольный и поперечный разрезы известного трубопровода. Figure 1 - longitudinal and transverse sections of a known pipeline.

Фиг.2 - продольный и поперечный разрезы предлагаемого трубопровода. Figure 2 - longitudinal and transverse sections of the proposed pipeline.

Фиг. 3 - схема ремонта заявляемого трубопровода при замене поврежденной трубы. FIG. 3 - repair diagram of the inventive pipeline when replacing a damaged pipe.

Фиг. 4 - схема ремонта заявляемого трубопровода при замене поврежденных фрагментов трубы. FIG. 4 - repair diagram of the inventive pipeline when replacing damaged pipe fragments.

Трубопровод (фиг.2) содержит трубу 1 и расположенную неподвижно в грунте оболочку 2, в которой размещена труба 1, причем оболочка 2 выполнена с возможностью продольного и поперечного перемещения в ней трубы 1. The pipeline (figure 2) contains a pipe 1 and a shell 2 located motionless in the ground, in which the pipe 1 is placed, and the shell 2 is made with the possibility of longitudinal and transverse movement of the pipe 1 in it.

Ремонт трубопровода производится, например, следующим образом (фиг.3). Repair of the pipeline is made, for example, as follows (figure 3).

Старая труба 1 извлекается с помощью тягового устройства 4, например лебедки, и троса 5, пропущенного через монтажный колодец 3. Трубу 1 вытягивают в монтажный колодец и разъединяют на разъемные элементы или разрезают, после чего извлекают на поверхность. The old pipe 1 is removed using a traction device 4, for example a winch, and a cable 5, passed through the mounting well 3. The pipe 1 is pulled into the mounting well and disconnected into detachable elements or cut, and then removed to the surface.

Элементы новой трубы 1 опускают в монтажный колодец 3 (размеры которого соответствуют размерам неразъемного элемента трубы), направляют внутрь оболочки 2, проталкивают с помощью тяговых механизмов 4, например домкратов, на длину неразъемного элемента, соединяют со следующим элементом, проталкивают по мере соединения элементов. The elements of the new pipe 1 are lowered into the mounting well 3 (the dimensions of which correspond to the dimensions of the integral element of the pipe), directed into the shell 2, pushed with the help of traction mechanisms 4, for example jacks, to the length of the integral element, connected to the next element, pushed as the elements are connected.

При замене поврежденного фрагмента трубы 1 (фиг.4) фрагмент отделяют от трубы, смещают в сторону от трубы, вытягивают вдоль оболочки 2 в монтажный колодец 3 и с помощью тягового устройства 4 извлекают на поверхность. Новый фрагмент трубы опускают в монтажный колодец 3, направляют внутрь оболочки 2 рядом с трубой 1, проталкивают до места вставки, сдвигают до совмещения краев фрагмента с краями трубы, соединяют с трубой. When replacing the damaged fragment of the pipe 1 (Fig. 4), the fragment is separated from the pipe, displaced to the side of the pipe, pulled along the sheath 2 into the mounting well 3, and using the traction device 4 is removed to the surface. A new fragment of the pipe is lowered into the mounting well 3, sent inside the shell 2 next to the pipe 1, pushed to the insertion point, shifted to align the edges of the fragment with the edges of the pipe, connected to the pipe.

Claims (5)

1. Трубопровод, содержащий трубу, помещенную в неподвижную оболочку, отличающийся тем, что оболочка выполнена с возможностью продольного и поперечного перемещения в ней трубы, причем поперечное перемещение трубы может быть осуществлено на расстояние, не меньшее, чем диаметр трубы.1. A pipeline containing a pipe placed in a fixed shell, characterized in that the shell is made with the possibility of longitudinal and transverse movement of the pipe in it, and the transverse movement of the pipe can be carried out at a distance not less than the diameter of the pipe. 2. Трубопровод по п.1, отличающийся тем, что оболочка выполнена многослойной.2. The pipeline according to claim 1, characterized in that the shell is multilayer. 3. Трубопровод по п.1, отличающийся тем, что оболочка выполнена из механически прочного, и/или химически стойкого, и/или теплоизоляционного материала и/или материала с иными свойствами, обеспечивающего сохранность трубы и/или свойств транспортируемого вещества.3. The pipeline according to claim 1, characterized in that the shell is made of mechanically strong and / or chemically resistant and / or heat-insulating material and / or material with other properties, ensuring the safety of the pipe and / or properties of the transported substance. 4. Трубопровод по п.1, отличающийся тем, что оболочка имеет прямоугольное, круглое, эллиптическое или иное внутреннее поперечное сечение.4. The pipeline according to claim 1, characterized in that the shell has a rectangular, round, elliptical or other internal cross section. 5. Трубопровод по п.1, отличающийся тем, что при перемещении трубы вдоль оболочки используются вращающиеся катки, жидкая, твердая или иная смазка или другие средства или устройства, уменьшающие трение.5. The pipeline according to claim 1, characterized in that when moving the pipe along the shell, rotating rollers, liquid, solid or other lubricant or other means or devices that reduce friction are used.

Images