Спосіб безтраншейної заміни підземних трубопроводів і приcтрій для його здійснення

1. Слосіб безтраншейної заміни підземних трубопроводів, який включає пропускання по старому трубопроводу з вхідного приямка у приймальний приямок робочого органа, складеного зі збірно-розбірних вузлів, і затягування за ним нового трубопроводу, який відрізняється тим, що перед пропусканням робочого органа здійснюють його центрування відносно ' старого трубопроводу. 2 Слосіб за п 1, який відрізняється тим, що центрування робочого органа відносно старого трубопроводу здійснюють послідовним введенням у старий трубопровід вузлів робочого органа 3 Слосіб за л 2, який відрізняється тим, що при послідовному введенні у старий трубопровід вузлів робочого органа здійснюють їх складання 4 Спосіб за п 3, який відрізняється тим, що складання вузлів робочого органа здійснюють у вхідному приямку 5 Спосіб по одному з пп 1,2,3 або 4, який відрізняється тим, що розбирання робочого органа на вузли здійснюють у приймальному приямку 6 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що новий трубопровід виконують зі збірних секцій 7 Спосіб за п 1 або 6, який відрізняється тим, що складання секцій нового трубопроводу провадять у міру їх затягування робочим органом 8 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як вхідний та приймальний приямки використовують колодязі, установлені на трасі трубопроводу, який заміняється 9 Спосіб за пп 1 або 6, або 7, який відрізняється тим, що складання нового трубопроводу здійснюють без зупинки робочого органа 10 Спосіб за п б або 7, який відрізняється тим, що після приєднання чергової секції нового трубопроводу здійснюють її підтягування до робочого органа за допомогою тяги 11. Спосіб за п 1 або 8, який відрізняється тим, що як приймальний приямок або колодязь ви користовують приямок або колодязь, розміщений за сусіднім з вхідним приямком або колодязем 12 Пристрій для безтраншейної заміни трубопроводів, який включає робочий орган, який переміщується вздовж старого трубопроводу, і з'єднану з ним нову трубу, який відрізняється тим, що робочий орган складається з окремих вузлів, виконаних збірно-розбірними з можливістю центрування відносно один одного » відносно старого трубопроводу, пристосованих для взаємного складаннярозбирання в утруднених умовах 13 Пристрій за п 12, який відрізняється тим, що робочий орган обладнаний штифтами або пальцями для приєднання до нього нової труби 14 Пристрій за п 12, який відрізняється тим, що робочий орган складається з пневмоударного рушія, спрямовуючої насадки і розширювача 15 Пристрій за п 14, який відрізняється тим, що спрямовуюча насадка приєднана до носової частини руиля за допомогою конуса або нарізки 16 Пристрій за п 14, який відрізняється тим. що спрямовуюча насадка приєднана до носової частини розширювача^за допомогою конуса або нарізки 17Пристрій заводним з пп 14-16, який відрізняється тим, що спрямовуюча насадка виконана зб»рно-розб!рною по довжині 18 Пристрій за одним з пп 14-16, який відрізняється тим, що спрямовуюча насадка виконана з поздовжніми ребрами 19 Пристрій за одним з лп 14-16. який відрізняється тим, що спрямовуюча насадка виконана з різальними кільцями у своїй носовій частині і поздовжніми тягами 20 Пристрій за п 14, який відрізняється тим, що розширювач приєднаний до носової частини рушія за допомогою конуса 21 Пристрій за п 20 який відрізняється тим, що розширювач приєднаний до рушія за допомогою конуса який не самозаклинюється 22 Пристрій за л 14 або 20, який відрізняється тим, що розширювач виконаний з конічною носовою частиною, на якій установлені різальні ножі, і циліндричною юбкою 23 Пристрій за п 14, який відрізняється тим, що розширювач обладнано пружним елементом і перехідною втулкою для кріплення нової труби 24 Пристрій за п 14, який відрізняється тим, що рушій обладнано страхуючим тросом, приєднаним до хвостової частини рушія о со со о» 34670 25 Пристрій за п.24, який відрізняється тим, що робочий орган обладнано упорним фланцем, установленим на страхуючому тросі. \ 26.Пристрій за п.25, який відрізняється тим, що упорний фланець обладнано натяжним пристроєм, наприклад, гвинтовим. Передбачуваний винахід стосується будівельного виробництва і може бути використаний для безтраншейної заміни підземних трубопроводів при ремонті та реконструкції підземних інженерних комунікацій. Відомо спосіб та пристрій для заміни трубопроводів (патент ЕР 0216100), згідно з яким руйнують старий трубопровід різальними ножами, розміщеними у передній частині пристрою, уламки запресовують у навколишній грунт корпусом і за. тягують приєднану до хвостової частини нову трубу. Згідно з винаходом, пристрій направляється по старій трубі за допомогою троса. Недоліком способу і пристрою є значна довжина всього пристрою, необхідність монтажу у спеціальному місці (цеху, майстерні), неможливість гарантування точності затягування нової труби по старій у зв'язку з великим співвідношенням довжини заходу у стару трубу і загальної довжини пристрою, що дозволяє пристрою у разі наявності розривів і неоднорідності стінок старої труби взагалі змінити траєкторію нового трубопроводу (че, рез можливе рискання рухомих ножів). Необхідність виконання великих приямків (у напрямку довжини), неможливість виконання заміни у утруднених умовах. Відомий також пристрій (патент ФРН 4014775) для заміни трубопроводів, який включає ударний вузол і розміщений на ньому розширювач з різальними ножами. Спосіб зруйнування і затягування аналогічний попередньому - ножами розрізається труба, розширювачем розсуваються і утрамбовуються уламки і затягується нова труба. Цей пристрій у порівнянні з аналогом має краще співвідношення західної частини і загальної довжини пристрою, тому центрівка здійснюється краще, однак ефект "рискання" також присутній через недостатню центрівку пристрою відносно старої труби. Крім того, пристрій має більшу довжину, і особливості конструкції вимагають його складання у спеціальному місці. Для використання необхідні об'ємні стартові і приймальні приямки, а у утруднених умовах цей пристрій практично не застосовний Технічним завданням, яке вирішується передбачуваним винаходом, є підвищення точності і надійності прокладання нового трубопроводу, розширення технологічних можливостей способу і пристрою шляхом забезпечення можливості використання у утруднених міських умовах. Поставлене завдання вирішується тим, що у способі безтраншейної заміни трубопроводів, який включає . пропускання по старому трубопроводу із вхідного приямка у приймальний робочого органу, який складається із збірно-розбірних вузлів, затягування за ним нового трубопроводу, перед пропусканням робочого органу по старому трубопроводу здійснюють центрівку робочого органу відносно старого трубопроводу. Це дозволяє підвищити точність прокладки нового трубопроводу. Доцільно центрівку робочого органу відносно старої труби здійснювати послідовним введенням у стару трубу вузлів робочого органу. Це забезпечує можливість проведення робіт із приямків меншого розміру, що важливо у утруднених міських умовах. При послідовному введенні у стару трубу вузлів робочого органу доцільно здійснювати їх складання. Це також сприяє полегшенню виконання робіт у утруднених умовах. Виконання складання вузлів робочого органу у вхідному приямку також забезпечує виконання робіт з приямків меншого розміру. Доцільно розбирання вузлів робочого органу здійснювати у приймальному приямку, що приводить до зменшення розмірів приймального приямка. Виконання нового трубопроводу із збірних секцій забезпечує можливість роботи з приямків невеликого розміру. Виконання складання секцій нового трубопроводу по мірі їх затягування робочим органом сприяє розширенню технологічних можливостей способу, оскільки дозволяє виконувати роботи з невеликих приямків. Використання у якості вхідних і приймальних приямків установлених на трасі трубопроводу, що замінюється, колодязів дозволяє виключити земляні роботи, тобто розширює технологічні можливості способу. Виконання складання секцій нового трубопроводу без зупинки робочого органу підвищує продуктивність заміни трубопроводу. Доцільно після приєднання чергової секції нового трубопроводу здійснювати її підтягання до робочого органу за допомогою тяги, що підвищує надійність процесу заміни трубопроводу. Використання у якості приймального приямка колодязя, розміщеного за сусіднім з бхідним колодязем, підвищує продуктивність процесу заміни, оскільки зменшується час на складання і розбирання вузлів робочого органу. У пристрої" для здійснення способу безтраншейної заміни трубопроводів поставлене завдання вирішується тим, що воно включає переміщуваний уздовж старого трубопроводу робочий орган і з'єднану з ним нову трубу, причому робочий орган складається із окремих вузлів, виконаних збірно-розбірними з можливістю центрівки відносно один одного і відносно старого трубопроводу, пристосованих для взаємного складання-розбирання у утруднених умовах. Таке виконання розширює технологічні можливості способу і пристрою, підвищує точність прокладання нового трубопроводу. Доцільно робочий орган виконати таким, що складається із пневмоударного рушія, спрямовуючої насадки і розширювача. Таке виконання робочого органу забезпечує його зручне складаннярозбирання у утруднених умовах колодязів і надійну центрівку у старій трубі І відносно вузлів. 34670 Доцільно обладнати робочий орган штифтами (пальцями) для зручного і надійного приєднання до робочого органу нової труби і її відокремлення від робочого органу, що забезпечує роботу у утруднених умовах. Доцільно також приєднати спрямовуючу насадку до носової частини рушія і зручне схладання-розбирання, що робить можливою роботу у утруднених умовах. Доцільно спрямовуючу насадку виконати збірно-розбірною по довжині - це забезпечує можливість роботи у утруднених умовах. Доцільно спрямовуючу насадку виконати з поздовжніми ребрами. Таке виконання підвищує точність прокладання нового трубопроводу, особливо, коли старий трубопровід заповнений грунтом або мулом, тому що насадка з поздовжніми ребрами сприяє пропусканню грунту між ребрами. Доцільно спрямовуючу насадку виконати з різальними кільцями у своїй носовій частині і поздовжніми тягами. Таке виконання підвищує точність прокладання нового трубопроводу у тих випадках, коли старий трубопровід заповнений грунтом чи мулом, тому що наявність різального кільця сприяє перепусканню грунту від носової частини насадки між тягами до розширюючого конуса розширювача. Доцільно приєднувати розширювач до носової частини рушія за допомогою конуса, що забезпечує хорошу їх взаємну центрівку, тобто підвищує точність прокладання нового трубопроводу. Доцільно розширювач приєднувати до носової частини рушія за допомогою конуса, що не самозаклинюється. Таке виконання забезпечує можливість роботи у утруднених умовах, тому що полегшує розбирання рушія і розширювача у колодязі. Доцільно розширювач виконати з конічною носовою частиною, на якій установлено різальні ножі, і циліндричною юбкою. Конічна носова частина з установленими на ній різальними ножами розширює технологічні можливості і надійність прокладання нового трубопроводу, оскільки дозволяє руйнувати стальні трубопроводи, а циліндрична юбка охороняє місце кріплення нової труби до розширювача і сприяє підвищенню точності прокладання. Доцільно розширювач обладнати пружним елементом і перехідною втулкою для кріплення нового трубопроводу. Це підвищує надійність прокладання нового трубопроводу, оскільки знижує ударні навантаження на новий трубопровід від рушія. Доцільно рушій обладнати страхуючим тросом, приєднаним до хвостової частини рушія. Наявність страхуючого троса підвищує надійність прокладання нового трубопроводу, тому що забезпечує можливість заміни рушія при його поломці під землею. Доцільно обладнати робочий орган упорним фланцем, установленим на страхуючому тросі. Таке виконання дозволяє підвищити надійність прокладання нового трубопроводу. Фланець установлюється на задньому торці нового трубопроводу, приєднується до страхуючого троса і перешкоджає роз'єднанню секцій нового трубопроводу. Доцільно упорний фланець обладнати натяжним пристроєм, наприклад, гвинтовим, для підвищення надійності прокладання нового трубопроводу Передбачуваний винахід ілюструєте э крес. леннями: на фіг. 1 зображено старий трубопровід 1 з введеною в. нього з вхідного приямка 2 частиною З центруючої насадки; на фіг. 2 - старий трубопровід 1 з введеною в нього з вхідного приямка 2 центруючою насадкою, складеною з частин 3 та 4; на фіг.З - старий трубопровід 1 з введеною в нього центруючою насадкою, складеною з частин З та 4, і приєднаною до неї розширюючою насадкою 5; на фіг.4 - старий трубопровід 1 з введеною в нього центруючою насадкою, розширюючою насадкою 5 і приєднаний до них ударний вузол 6; на фіг 5 - старий трубопровід 1, центруюча . насадка, розширювач 5, рушій 6 та приєднана до них секція 7 нового трубопроводу в момент початку пропускання робочого органу по старому трубопроводу; на фіг.61"- момент виходу в приймальний приямок 8 частини 3 центруючої насадки; на фіг. 7 • момент виходу в приймальний приямок 8 частини 4 центруючої насадки; на фіг.8 • момент виходу в приймальний приямок 8 розширювача 5 і відокремлення від нього рушія 6; на фіг.9 - відокремлення розширювача 5 від нового трубопроводу 9; на фіг.10 - поздовжній розріз пристрою у зборі; на фіг. 11 - поздовжній розріз пристрою з насадкою, обладнаною поздовжніми ребрами, і приєднаною до розширювача за допомогою ко* нуса; нафіг.12 - поперечний розріз А-А фіг.11; на фіг. 13 - поздовжній розріз пристрою з насадкою, виконаною з кільцевими ножами І тягами, насадка з'єднана з рушієм за допомогою конуса; на фіг. 14 - поперечний розріз Б-Б фіг 13; на фіг. 15 - поздовжній розріз пристрою, у якому розширювач обладнано різальними ребра* ми, пружним елементом і перехідною втулкою; на фіг. 16 • поздовжній розріз іншого варіанта пристрою з пружним елементом і перехідною втулкою. Запропонований спосіб і пристрій здійснюються таким чином. У вхідний приямок (колодязь) 2 (фіг.1) спускають частину 3 (фіг.1), частину 3' (фіг. 10) центруючої насадки, яку вводять в старий трубопровід 1. Далі у вхідний приямок (колодязь) 2 (фіг.2) спускають частину 4 (фіг.2), частину 4' (фіг. 10) центруючої насадки і приєднують її до частини З (фіг.2), частини 3' (фіг. 10) з допомогою різьби 5 (фіг. 10) і вводять зібрану насадку у старий трубопровід 1 (фіг.2). Потім спускають в колодязь 2 (фіг.З) розширювач 6 (фіг.З), 6' (фіг. 10), приєднують його до спрямовуючої насадки за допомогою різьби 7 (фіг. 10) і всю конструкцію вводять у старий трубопровід 1 (фіг.З). Далі спускають в колодязь 2 (фіг.4) рушій 8 (фіг.4), 8' (фіг. 10), приєднуючи його до розширювача в (фіг.4), 6' (фіг. 10) за 34670 допомогою конуса 9 (фіг.4), 9'(фіг.10). Подачею стиснутого повітря по повітроводу 10 (фіг.5), Ю'(фіг.Ю) запускають у роботу рушій 8 (фіг.5), 8' (фіг 10), і весь пристрій починає просування по старій трубі 1 (фіг. 5) дети, доки розширювач б (фіг.5). 6' (фіг 10) не ввійде у стару ірубу. Для збільшення швидкості просування пристрою по старій трубі його підтягують лебідкою за допомогою заздалегідь пропущеного по старій трубі троса 11. Частини (вузли) пристрою надійно відцентровані один відносно одного і відносно старої труби. Пристрій зупиняють і до розширювача 6 (фіг 3), 6 і (фіг. 10) за допомогою папьців 12 (фіг.10) приєднують першу секцію 13 (фіг.5), 13' (фіг. 10) нового трубопроводу. Після приєднання секції 13 нового трубопроводу пристрій знову запускають у роботу доти, доки секція 13 не ввійде у свердловину, утворену розширювачем 6. Пристрій зупиняється До першої секції 13 за допомогою різьби 14 (фіг. 10) приєднують наступну секцію 15 (фіг 10) нового трубопроводу і знову запускають пристрій у роботу. Для підвищення швидкості заміни доцільно приєднання чергової секції нового трубопроводу виконувати без зупинки пристрою. Для забезпечення надійності з'єднання секцій нового трубопроводу вони стягуються за допомогою приєднаного до рушія 8 страхуючого троса 16 (фіг.Ю), упорного фланця 17 (фіг.Ю) і гвинтового натяжного пристрою 18 (фіг. 10). При просуванні пристрою по старій трубі, частково або повністю наповненою грунтом (мулом), використовують варіанти конструкції центруючих насадок, зображених на фіг. 11 -14. Під час роботи пристрою зі спрямовуючою насадкою згідно з фіг. 11 і 12 ребра 19 центрують • пристрій у старій трубі і розподіляють грунт, який знаходиться у старій трубі, у простір між ребрами і подають фунт до конічної носової частини 20 розширювача б', яка утрамбовує його в стінки утвореної розширювачем свердловини. Під час роботи пристрою зі спрямовуючою насадкою згідно з фіг. 13 і 14 переднє різальне кільце 21 забирає фунт, який знаходиться у старій трубі, і подає його по центральному каналу 22 і пазах 23 між тягами 24 до конічної частини розширювача, котра утрамбовує йдго в стінки свердловини/ Насадка згідно з фіг. 11, 12 з'єднана за до- 1 помогаю конуса з розширювачем, а насадка згідно, з фіг. 13, 14 з'єднана за допомогою конуса з рушієм При заміні старих сталевих і чавунних трубопроводів на конічній поверхні 20 (фіг.Ю) розширювача розміщують різальні ножі 25 (фіг.Ю), які забезпечують надійне руйнування старого трубопроводу. Для зменшення ударних навантажень від рушія на елементи кріплення секцій нової труби використовується конструкція пристрою фіг. 15. Наявність пружного елемента 26 (фіг. 15) з перехідною втулкою 27 зменшує ударні навантаження. На фіг. 16 зображено інший варіант виконан; ня пристрою з пружним елементом і перехідною втупкою. Коли частина 3 (фіг.6), 3' (фіг.Ю) спрямовуючої насадки вийде в приймальний приямок (колодязь) 28 (фіг.6), її відокремлюють від частини 4 (фіг.6), 4' (фіг. 10) і витягують на поверхню з колодязя 28 (фіг.6). Після того, як в приймальний колодязь вийде частина 4 (фіг.7), 4'(фіг.10) спрямовуючою насадки, її відокремлюють від пристрою і також витягують на поверхню. Потім, після виходу розширювача 6 (фіг.7), 6 і (фіг. 10) в приймальний колодязь, від розширювача відокремлюють рушій 8 (фіг.8) і за допомогою страхуючого троса 11 (фіг.Ю) витягають його з нової труби у вхідний колодязь 2 (фіг.1) і далі на поверхню. І, нарешті, відокремлюють розширювач від першої секції нової труби (фіг. 9) і витягують його на поверхню. Доцільно також після проходження пристрою з колодязя у колодязь не припиняти роботу, а продовжувати ЇЇ до виходу пристрою у наступний колодязь. , V /• ФІГ.1 /V S МФ УУ , .>.л і I» u. ._ \ V ^ . / \ / J 34670 2$ / \ ^§Ж^ Фіг. 6 Фіг. 7 і \\\ NW //// Фіг. 8 Фіг. 9 91 ID Єї '-НФ В '-МФ ZV V " »-» 01 34670 ФІГ/16 Тираж 50 екэ. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, BSO00, м. Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 ( 0 3 1 2 2 ) 2 - 5 7 - 0 3 8