SU1159989A1 - Apparatus for trenchless laying of pipelines - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ , включающее бурильную колонну с расширителем, колонну обсадных труб, пневмопривод и механизм протаскивани  колонны обсадных труб с заглушкой, поршне « с клапаном и т гой, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  скорости проходки за счет увеличени  силового воздействи  на забой, оно снабжено дополнительной т гой, заглушкой, двум  клапанами -и двум  концевыми выключател ми, причем поршень установлен в колонне обсадных труб между основной и дополнительной заглушками соосно последним, дополнительные клапаны установлены в заглушках и св заны с основным клапаном т гами, а концевые выключатели размешены на противоположных поверхност х поршн .A STRIPPING INSTRUMENT FOR PIPELINES, including a drill string with an expander, a casing string, a pneumatic actuator and a casing pulling mechanism with a plug, a piston with a valve and a pull that is different in that in order to increase the penetration rate by increasing the valve and increasing the penetration rate due to an increase in penetration rate due to an increase in penetration rate due to an increase in penetration rate due to an increase in penetration rate due to an increase in the penetration rate due to an increase in the penetration rate due to an increase in the penetration rate. bottom, it is provided with an additional pull, a plug, two valves, and two limit switches, with the piston installed in the casing string between the main and additional plugs coaxially after Single, additional valves are installed in the plugs and connected to the main valve by rods, and limit switches are placed on opposite surfaces of the piston.

Description

{ 14, { 14,

//// //у/////7 16//// // u ///// 7 16

Изобретение относитс  к строительству и горному .делу, в частности к устройствам дл  бестраншейной прокладки трубопроводов под сложными преп тстви ми (реки, морские акватории,-железные дороги и др.) с расширением предварительно пробуренных сквозных наклонно направленных (пилотных) скважин.The invention relates to the construction and mining sector, in particular to devices for trenchless laying of pipelines under complex obstacles (rivers, offshore areas, railways, etc.) with the expansion of pre-drilled through directional (pilot) wells.

Известно устройство Дл  расширени  скважин с одновременной прокладкой трубопроводов, включаюшее расширитель с режушими элементами, соединенный с направл юш .ей колонной бурильных труб и прокладываемой колонной обсадных труб 1.A device is known for expanding wells with simultaneous laying of pipelines, including a reamer with cutting elements, connected to the direction of the drill string and the laying of the casing string 1.

Недостаток данного устройства заключаетс  в том, что одновременный процесс расширени  скважины и прокладки (протаскивани ) трубопровода осушествл етс  за счет энергии, передаваемой с поверхности земли по колонне бурильных труб, которые испытывают большое раст гивающее усилие, а несуща  способность их из-за небольшого поперечного сечени  ограничена.The disadvantage of this device is that the simultaneous process of expanding the well and laying (pulling) the pipeline is due to the energy transmitted from the surface of the earth through the string of drill pipes, which experience a large tensile force due to their small cross section is limited.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  устройство дл  бестранщейной прокладки трубопроводов под преп тстви ми,, содержащее бурильную колонну с расширителем, колонну обсадных труб, пневмопривод и механизм протаскивани  колонны обсадных труб с заглушкой, поршнем с клапаном и т гой 2.The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a device for trenchless laying of pipelines with obstacles, containing a drill string with a spreader, a casing string, a pneumatic drive and a casing pulling mechanism with a plug, a piston with a valve and a pull 2 .

Недостатком известного устройства  вл етс  мала  скорость проходки из-за пониженного силового воздействи - на забой , поскольку это требует создани  больших т говых усилий, что, в свою очередь, может привести к порыву бурильной колонны .A disadvantage of the known device is a low penetration rate due to a reduced force effect on the bottomhole, since this requires the creation of large pulling forces, which, in turn, can lead to a breakthrough of the drill string.

Цель изобретени  - увеличение скорости проходки за счет увеличени  силового воздействи  на забой.The purpose of the invention is to increase the penetration rate by increasing the force effect on the face.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  бестраншейной прокладки трубопроводов, включающее бурильную колонну с расширителем, колонну обсадных труб, пневмопривод и механизм протаскивани  колонны обсадных труб с заглушкой, поршнем с клапаном и т гой, снабжено дополнительной т гой, заглушкой, двум  клапанами и двум  концевыми выключател ми , причем поршень установлен в колонне обсадных труб между основной и дополнительной заглушками соосно последним, дрполнительные клапаны установлены в заглушках и св заны с основным клапаном т гами, а концевые выключатели размещены на противоположных поверхност х поршн .The goal is achieved by the device for trenchless laying of pipelines, including a drill string with an expander, a casing string, a pneumatic actuator and a casing pulling mechanism with a plug, a piston with a valve and a pull, provided with an additional pull, plug, two valves and two limit switches, with the piston installed in the casing string between the main and additional plugs coaxially last, additional valves are installed in the plugs and connected to the main valve Ahn connecting rods and limit switches are arranged on opposite surfaces of the piston.

На чертеже представлено устройство дл  бестраншейной прокладки трубопроводов , общий вид.The drawing shows a device for trenchless laying of pipelines, a general view.

Устройство содержит бурильную колонну 1, на которой закреплен раздвижной расширитель 2 с дроб ще-режущими элементами 3 и промывочными отверсти ми 4. Шпиндель 5 св зывает колонну бурильных труб 1 и расширитель 2 с полым штоком 6. Полость штока 6 св зана системой 7 воздухоснабжени  с заглушкой 8, на которой смонтирована шинопневматическа  муфта 9, спускной клапан 10 и скольз щие уплотнени  11. Спускной клапан 10 гибкой т гой 12 св зан с клапаном 13, выполненным по схеме фермы Мезиса и вмонтированным в порщень 14, в котором размещены скольз щие уплотнени  15 и 16 и два концевых выключател  17 и 18. Гибка  т га 19 св зывает клапан 13 со спускным клапаном 20 который смонтирован в заглушке 21. В последней размещены скольз щее уплотнение 22 и пневматическа  муфта 23, котора  питаетс  по системе 24 воздухоснабжени  из магистрали 25 высокого давлени , жестко св занной с полым штоком 6..Заглушки 8 и 21 и поршень 14 с обсадной колонной 26 образуют рабочие полости 27 и 28 силового цилиндра. Клапан 13 подпружинен пружиной 29.The device comprises a drill string 1, on which a sliding reamer 2 is fixed with crusher cutting elements 3 and flushing holes 4. The spindle 5 connects the string of drill pipe 1 and the reamer 2 with the hollow rod 6. The cavity of the rod 6 is connected with an air supply system 7 a plug 8 on which the tire-pneumatic coupling 9 is mounted, the drain valve 10 and sliding seals 11. The drain valve 10 of the flexible thrust 12 is connected with the valve 13, which is made according to the scheme of the Mezis truss and which is fitted with sliding seals Benches 15 and 16 and two limit switches 17 and 18. A flexible pipe 19 connects valve 13 to a drain valve 20 which is mounted in plug 21. In the latter, there is a sliding seal 22 and a pneumatic clutch 23, which is powered by an air supply system 24 from the trunk The 25 high pressure rigidly connected to the hollow rod 6. The plugs 8 and 21 and the piston 14 with the casing 26 form the working cavities 27 and 28 of the power cylinder. The valve 13 is spring-loaded spring 29.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

После бурени  пилотной скважины колонна 1 бурильных труб остаетс  в ней. К колонне 1 бурильных труб крепитс  раздвижной расщиритель 2. Скважина предварительно расшир етс  им, а затем устанавливаетс  колонна обсадных труб 26. Расширитель складываетс  и выт гиваетс  через колонну 26 наружу, и к нему с помощью шпиндел  5 крепитс  шток 6, к которому подведена магистраль 25 высокого давлени .After drilling the pilot well, the drill string 1 remains there. The drill string is secured to the string 1 of the drill pipe 2. The well is pre-expanded by it, and then the string of casing 26 is installed. The dilator folds and stretches through the string 26 outwards, and the stem 6 is attached to it using spindle 5 high pressure.

Бурильной колонной 1 передаетс  к расширителю 2 крут щий момент и т говое усилие, создаваемые любым известным способом, по ней же прокачиваетс  промывочный агент, который поступает в расширитель 2, проходит через его промывочные отверсти  4 и уносит на поверхность шлам по затрубному пространству.The drill string 1 transmits the torque and pulling force generated by any known method to the expander 2, the washing agent which flows into the expander 2, is pumped through it through its washing holes 4 and carries the sludge through the annulus to the surface.

Из магистрали 25 высокого давлени  воздух через каналы в поршне 14 и клапан 13 поступает в рабочую полость 28. В это врем  т гой 12 открыт спускной клапан 10, а спускной клапан 20 закрыт, следовательно , поршень 14 будет двигатьс  относительно колонны 26 обсадных труб влево и через шток 6 на зубки расширител  будет приложена дополнительна  нагрузка, а реакцию этой нагрузки будет воспринимать обсадна  колонна через заглушку 21 и передавать ее за счет трени  на стенки скважины и на наземное домкратное устройство 30. Нагрузка на зубки расширител  ограничиваетс  только прочностью на сжатие передней части колонны 26 обсадных труб. Выбрав ход, поршень 14 закрывает клапан 10 и приводит клапан 13 в положение неустойчивого равновеси . Когда пружина 29 займет-- вертикальное положение, щ которого она будет выведена концевым выключателем 17 за счет опирани  его штока в заглушку 8, клапан 13 займет устойчивое положение справа по отношению к поршню 14, откроет клапан 20 за счет подобранной длины т ги 19 и отсечет от магистрали высокого давлени  рабочую полость 28, соединив ее через клапан 20 с областью 31 низкого давлени . Затем воздух под высоким Давлением через клапан 13 попадает в рабочую полость 27. Под действием давлени  в полости 27 заглушка 8 вместе с обсадной колонной 26 перемещаетс  влево относительно полого штока 6, который жестко св зан с колонной 1 бурильных труб. Это движение происходит до тех пор, пока клапан 13 не упретс  в заглушку 21 и не «перескочит в исходное равновесное состо ние под действием концевого выключател  18 и пружины 29, открыв спускной клапан 10, поршень 14 при этом закрывает спускной клапан 20. Таким об|разом процесс автоматически повтор етс  и при этом создаетс  поочередно дополнительное усилие на зубки расширител  и на протаскивание обсадных труб. При необходимости (с целью ремонта и т. п.) все элементы устройства благодар  пневматическим муфтам и раздвижному расширителю, за. исключением колонны обсадных труб, можно извлечь наружу, дл  этого следует сбросить давление в магистрали высокого давлени  и выт нуть или вытолкнуть бурильной колонной всю оснастку снстемы. Изобретение позвол ет уменьшить мощность привода или увеличить длину прокладываемого трубопровода за счет снижени  напорных усилий в бурильной колонне.From the high-pressure line 25, air flows through the channels in the piston 14 and the valve 13 enters the working cavity 28. At this time, the drain valve 10 is open for 12 and the drain valve 20 is closed, therefore, the piston 14 will move relative to the casing string 26 to the left and an additional load will be applied through the rod 6 to the expander teeth, and the casing string will accept the response of this load through the plug 21 and transfer it to the walls of the well and to the ground jacking device 30 due to friction. It only has the compressive strength of the front of the casing string 26. By selecting a stroke, the piston 14 closes the valve 10 and causes the valve 13 to be in an unstable equilibrium position. When the spring 29 takes-- a vertical position, which it will be brought out by the limit switch 17 by leaning its stem into the plug 8, the valve 13 will take a stable position to the right of the piston 14, will open the valve 20 due to the selected length of the string 19 and cut from the high pressure line, the working cavity 28, connecting it through the valve 20 to the low pressure area 31. Then, high-pressure air through valve 13 enters the working cavity 27. Under the action of pressure in cavity 27, plug 8 with casing 26 moves to the left relative to hollow rod 6, which is rigidly connected with drill string 1. This movement takes place until the valve 13 resists in the plug 21 and “jumps back to its original equilibrium under the action of the limit switch 18 and the spring 29, opening the drain valve 10, the piston 14 closes the drain valve 20. At the same time, the process is automatically repeated and an additional force is created alternately on the spreader teeth and on the casing pulling. If necessary (for the purpose of repair, etc.), all the elements of the device are due to pneumatic couplings and a retractable expander, for. With the exception of the casing string, it is possible to take it out; to do this, relieve the pressure in the high pressure line and pull out or push out the entire rigging system with the drill string. The invention makes it possible to reduce the drive power or increase the length of the laid pipeline by reducing the pressure forces in the drill string.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ, включающее бурильную колонну с расширителем, колонну обсадных труб, пневмопривод и механизм протаскивания колонны обсадных труб с заглушкой, поршней с клапаном и тягой, отличающееся тем, что, с целью увеличения скорости проходки за счет увеличения силового воздействия на забой, оно снабжено дополнительной тягой, заглушкой, двумя клапанами и двумя концевыми выключателями, причем поршень установлен в колонне обсадных труб между осйовной и дополнительной заглушками соосно последним, дополнительные клапаны установлены в заглушках и связаны с основным клапаном тягами, а концевые выключатели размещены на противоположных поверхностях поршня.DEVICE FOR TOWELESS LAYING OF PIPELINES, including a drill string with an expander, a casing string, a pneumatic actuator and a mechanism for pulling a casing string with a plug, pistons with a valve and traction, characterized in that, in order to increase the penetration rate by increasing the force impact on the bottom, it is equipped with an additional rod, a plug, two valves and two limit switches, and the piston is installed in the casing string between the axial and additional plugs coaxially last additional valves are installed in plugs and are connected to the main valve by rods, and limit switches are located on opposite surfaces of the piston.