способ бестраншейной замены трубопроводов

Формула изобретения

Способ бестраншейной замены трубопроводов, включающий устранение старого трубопровода и затягивание через предварительно пройденную монтажную скважину нового трубопровода, отличающийся тем, что новый трубопровод по мере его монтажа затягивают на место устраняемого старого трубопровода через гибкий гофрированный теплоизолирующий рукав с одновременной подачей между теплоизолирующим рукавом и новым трубопроводом горячего воздуха для нагрева нового трубопровода до температуры не выше температуры начала пластической деформации его материала, причем при наличии вокруг старого трубопровода мерзлого грунта в старый трубопровод перед началом его устранения подают нагретый воздух до полного оттаивания грунта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано при бестраншейной замене старых подземных трубопроводов различного назначения.

Известен способ бестраншейной прокладки или замены трубопровода [1], включающий формирование рабочего и вспомогательного котлованов, образование между ними скважины, затягивание в нее трубопровода. При этом образование скважины ведут проколом или посредством удаления заменяемого трубопровода пошаговым продвижением штанги с рабочей головкой, а затягивание в скважину нового трубопровода - возвратным ходом штанги посредством тянущей головки.

Известен являющийся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому техническому решению способ бестраншейной замены трубопроводов [2], включающий образование монтажной скважины, устранение старого трубопровода, втрамбовывание его обломков в грунт и затягивание через предварительно пройденную монтажную скважину смонтированного на поверхности на всю длину нового трубопровода.

Недостатками указанных выше способов являются невозможность бестраншейной замены трубопроводов при неблагоприятных погодных условиях (осадки и низкая температура наружного воздуха) и наличии мерзлых грунтов в зоне прохождения трубопровода, так как в этом случае высока вероятность получения некачественного сварного соединения новых труб и невозможно впрессовывание обломков разрушаемой старой трубы в мерзлый грунт из-за его несжимаемости.

Задачей изобретения является обеспечение возможности качественного проведения работ по бестраншейной замене трубопроводов при низкой температуре наружного воздуха, наличии осадков и мерзлого грунта в зоне прохождения трубопровода.

Поставленная задача решается тем, что в способе бестраншейной замены трубопроводов, включающем устранение старого трубопровода и затягивание через предварительно пройденную монтажную скважину нового трубопровода, согласно изобретению новый трубопровод по мере его монтажа затягивают на место устраняемого старого трубопровода через гибкий гофрированный теплоизолирующий рукав с одновременной подачей между теплоизолирующим рукавом и новым трубопроводом горячего воздуха для нагрева нового трубопровода до температуры не выше температуры начала пластической деформации его материала, причем при наличии вокруг старого трубопровода мерзлого грунта, в старый трубопровод перед началом его устранения подают нагретый воздух до полного оттаивания грунта.

Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что нагрев горячим воздухом нового полимерного трубопровода и защита его теплоизолирующим рукавом обеспечивает гибкость нового трубопровода и возможность его подачи к старому трубопроводу с дневной поверхности при низких температурах наружного воздуха. Подача нагретого воздуха в старый трубопровод, при наличии вокруг него мерзлого грунта, осуществляет его оттаивание и возможность впрессовывания обломков разрушаемого старого трубопровода в оттаявший грунт. Применение гофрированного рукава обеспечивает его гибкость и большую теплоизолирующую способность вследствие уменьшения площади контакта рукава со стенками монтажной скважины и более быстрым прогревом нового трубопровода. Предлагаемая в изобретении подача горячего воздуха в гибкий рукав между ним и новым трубопроводом делает возможным непрерывность его прогрева без перерывов на период сваривания, исключает многократные подсоединения и отсоединения теплогенератора, повышает гибкость нового трубопровода при неполном прогреве по толщине его стенок.

На чертеже изображена технологическая схема реализации способа бестраншейной замены трубопроводов.

Установка для реализации прелагаемого способа замены старого трубопровода 1 на новый трубопровод 2 включает рабочий орган 3 (пневмопробойник), силовое устройство, состоящее из лебедки 4, троса 5 и компрессора 6, устройство для стыкового соединения новых труб (сварочный аппарат), состоящее из двустороннего нагревательного элемента 7 для контактного нагрева торцов монтируемого нового трубопровода 2 и направляющего зажима 8 для соединения торцов труб после их оплавления. Установка снабжена пропущенным через обсадную трубу 9 монтажной скважины 10 гибким гофрированным теплоизолирующим рукавом 11, один конец которого расположен в смотровом колодце 12, а другой через фланец 13 с отверстием присоединен к тепляку 14 и через гибкий патрубок 15 к теплогенератору 16. Причем концы рукава 11 упругим кольцом 17 герметично и с возможностью скольжения прижаты к новому трубопроводу 2. Передний конец рабочего органа 3 соединен тросом 5 с лебедкой 4, установленной в колодце 18, а задний - с новым трубопроводом 2 и через шланг (не показан) с компрессором 6.

Реализация предлагаемого способа производится следующим образом.

С поверхности грунта до встречи со смотровым колодцем 12 при помощи рабочего органа 3 образуют наклонную монтажную скважину 10 (при наличии сыпучих грунтов или плывунов в монтажную скважину 10 одновременно с ее проходкой затягивают тем же рабочим органом 3 металлическую обсадную трубу 9). Затем на поверхности грунта устанавливают тепляк 14. Через монтажную скважину 10 пропускают гибкий гофрированный теплоизолирующий рукав 11, один конец которого соединяют фланцем 13 с тепляком 14 и гибким патрубком 15 - с теплогенератором 16, другой - укладывают в смотровом колодце 12. При наличии вокруг старого трубопровода 1 мерзлого грунта свободный конец рукава 11 присоединяют к старому трубопроводу 1 и подают в него нагретый воздух до полного оттаивания грунта. После этого рукав 11 отсоединяют от старого трубопровода 1. Процесс монтажа нового трубопровода 2 осуществляют в тепляке 14. Торцы звеньев нового трубопровода 2 устанавливают в направляющий зажим 8 между двусторонним нагревательным элементом 7 и выдерживают заданное время до их оплавления. Затем нагревательный элемент 7 убирают, а торцы звеньев нового трубопровода 2 прижимают при помощи направляющего зажима 8 до формирования прочного сварного соединения. После чего новый трубопровод 2 проталкивают через отверстие в тепляке 14 в гибкий рукав 11 на длину наращенного звена. К концу, пропущенного через рукав 11, нового трубопровода 2 присоединяют рабочий орган 3 и вводят его в старый трубопровод 1. Затягивание нового трубопровода 2 осуществляют при помощи рабочего органа 3 и лебедки 4 с тросом 5, протянутым через старый трубопровод 1. Эта операция периодически чередуется с операцией сваривания нового трубопровода 2. При этом процесс замены старого трубопровода 1 выполняется пошагово. Продвигаясь внутри старого трубопровода 1, рабочий орган 3 разрушает его, втрамбовывая обломки в грунт, и одновременно затягивает в образуемую скважину новый трубопровод 2 большего наружного диаметра, чем старый.

Предлагаемый способ замены трубопроводов промышленно применим и позволяет выполнять качественную замену трубопроводов круглогодично независимо от погодных и климатических условий.

Источники информации

1. Патент РФ №2135874, кл. 7 F 16 L 1/028, 1998.

2. Патент РФ №2105919, кл. 7 F 16 L 1/028, 1998.