Патент на изобретение №2300041

(54) ТРУБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется для защиты подземных трубопроводов при их вскрытии. Основной защитный корпус устройства имеет форму кривой поверхности, подобной верхней наружной поверхности трубопровода, и оснащен узлом подвески. В средней части основного защитного корпуса предусмотрена выступающая часть для проталкивания устройства вдоль трубопровода в окружающий его грунт. Устройство помещают на трубопровод, при этом его верхняя половина покрыта устройством, что дает возможность оператору гидравлического экскаватора выполнять операции по выемке грунта, используя устройство в качестве ориентира на этапе снятия поверхностного грунта. На этапе разработки траншеи производят выемку грунта, не причиняя вреда наружной поверхности трубопровода. Расширяет технологические возможности. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к оборудованию для защиты заглубленных труб, уложенных под землей, вблизи поверхности, при выполнении выемки грунта вокруг таких труб.

Уровень техники

Для транспортирования природного газа, нефти и подобных продуктов трубопроводы традиционно укладывают под землей, вблизи поверхности (например, на глубине около 1 м от поверхности земли). Трубопровод зарывают в землю, причем его наружную поверхность обматывают синтетической лентой, чтобы предохранить поверхность трубы от повреждений, коррозии, а транспортируемую текучую среду – от замерзания в условиях холодного климата.

Если такую трубу использовать в течение многих лет, то ее наружный слой может подвергаться разрушению и коррозии из-за постепенного разрушения или коррозии ленты, обмотанной вокруг ее наружной поверхности. Такое повреждение наружного слоя трубы может создавать препятствия транспортированию самой текучей среды и опасность непредвиденных аварий из-за утечки текучей среды при транспортировании. Таким образом, трубопроводы, которые использовались в течение определенного времени после их укладки, требуют проведения разного рода операций по их восстановлению. Такую прослужившую долгий срок трубу обнажают путем выемки окружающего грунта для замены ленты, намотанной вокруг наружной периферической поверхности, и для замены ржавой трубы на новую.

При выполнении выемки грунта вокруг заглубленной трубы используют либо землеройные машины особой конструкции, подобные раскрытым в патентах США №№5601383 и 6154988, или гидравлические экскаваторы как машины общего назначения. Независимо от того, какие из этих типов машин используются для выемки грунта вокруг заглубленной трубы, требуется, чтобы оператор приводил экскаватор в действие и управлял им таким образом, чтобы ковш экскаватора (или подобное устройство) случайно не ударился о трубу. Кроме этого, работа и управление экскаватором, включая решение вопроса о том, где производить выемку грунта, зависит от опыта (мастерства) оператора и его оценки ситуации.

Однако даже опытный оператор не застрахован от нанесения случайного удара ковшом по трубе и повреждения ее поверхности. Чтобы избежать таких случайностей, оператор вынужден снижать скорость работы при выемке грунта вблизи трубы. Это приводит не только к снижению эффективности работы, но и создает проблему значительной утомляемости оператора от частых манипуляций рычагом управления.

На разрешение вышеописанной проблемы и нацелено настоящее изобретение. В соответствии с этим задачей, поставленной перед настоящим изобретением, является создание трубозащитного устройства, позволяющего оператору работать, не беспокоясь о повреждении поверхности трубы, даже когда из-за просчета об нее случайно ударяется ковш. Поэтому возможно увеличить эффективность работы и снизить утомляемость оператора при землеройных работах.

Сущность изобретения

Чтобы решить вышеуказанную задачу, в настоящем изобретении предлагается трубозащитное устройство для защиты заглубленной трубы, уложенной под землей вблизи поверхности, во время выемки грунта вокруг такой трубы. Трубозащитное устройство в соответствии с настоящим изобретением характеризуется тем, что содержит основной защитный корпус необходимой длины, который имеет криволинейную поверхность, по форме сходную (подобную) с верхней наружной поверхностью трубы, при этом наверху основного защитного корпуса установлен узел подвески.

После того как трубу, уложенную под землей, освобождают от грунта, узел подвески, установленный наверху основного защитного корпуса, подцепляют, например, передней частью зуба ковша гидравлического экскаватора так, чтобы трубозащитное устройство в соответствии с настоящим изобретением подвесить на ковше, а затем поместить на трубу. Соответственно, во время выемки земли и песка, покрывающих трубу, и во время выемки земли и песка вблизи трубы оператор может выполнять разработку грунта, используя трубозащитное устройство в качестве ориентира. Также, благодаря тому что труба предохранена трубозащитным устройством, оператор может выполнять выемку грунта, не причиняя трубе вреда. Более того, оператор может выполнять работу, не снижая скорости работы, и, таким образом, работать более эффективно и с меньшей утомляемостью. И еще, даже когда возникает необходимость уборки трубозащитного устройства, его можно легко снимать с трубы путем зацепления передней стороной зуба ковша за узел подвески.

В соответствии с настоящим изобретением, желательно, чтобы выступающая часть, служащая для проталкивания трубозащитного устройства вдоль по трубе, располагалась, по существу, в середине основного защитного корпуса относительно продольного направления. Благодаря такому расположению основной защитный корпус можно легко двигать вдоль по трубе, если выступающую часть толкать при помощи зуба ковша или подобного устройства вперед к новому положению выемки грунта. Кроме того, основной защитный корпус движется вдоль наружной поверхности трубы, так что при этом происходит очистка поверхности трубы.

Желательно также, чтобы выступающая часть была выполнена в виде ребра, соответствующего дуге окружности и по форме подобного форме криволинейной поверхности основного защитного корпуса. Благодаря такой конструкции трубозащитное устройство можно толкать зубом ковша или чем-то подобным, а ребро дугообразной формы будет служить для усиления основного защитного корпуса.

Далее, желательно, чтобы в соответствии с настоящим изобретением основной защитный корпус в своей нижней части с передней стороны относительно направления проталкивания защитного корпуса имел выборку скошенной формы. Такая конструкция позволяет основному защитному корпусу мягко проникать в землю и песок, увеличивая эффективность работы.

Также желательно, чтобы в соответствии с настоящим изобретением узлу подвески была придана форма, подобная форме передней стороны зуба ковша гидравлического экскаватора, чтобы зуб ковша можно было вставлять в узел подвески. Благодаря такой конструкции данного узла при использовании гидравлического экскаватора на работах по выемке грунта можно легко поднимать основной защитный корпус при помощи ковша экскаватора, что создает удобство в работе.

Перечень фигур чертежей

Далее варианты выполнения настоящего изобретения будут описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг.1(а), 1(b) и 1(с) представляют собой, соответственно, вид сбоку, вид сверху и вид спереди трубозащитного устройства, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг.2 представляет трубозащитное устройство в подвешенном состоянии на виде сбоку.

Фиг.3 представляет трубозащитное устройство в состоянии движения вперед на виде сбоку.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг.1(а), 1(b) и 1(с), соответственно, показаны вид сбоку, вид сверху и вид спереди трубозащитного устройства, выполненного в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения. Далее, фиг.2 представляет собой вид данного устройства сбоку, показывающий состояние, при котором трубозащитное устройство подвешено посредством ковша гидравлического экскаватора. Фиг.3 также представляет собой вид устройства сбоку, показывающий состояние, при котором трубозащитное устройство под действием силы перемещается вперед.

В данном варианте осуществления заглубленная (закопанная) труба 1 уложена под землей на глубине около 1 м от поверхности 2 земли, при этом периферическая наружная поверхность трубы обмотана лентой. При выполнении ремонта трубы 1 гидравлический экскаватор 3 используется в качестве основной машины, и вся тяжелая техника, например гидравлический экскаватор 3, продвигается параллельно трубе 1. Далее, обычно зона с правой стороны от трубы 1 в направлении движения используется как пространство для продвижения вперед всей тяжелой техники, транспорта, доставляющего материалы, и т.п., в то время как зона с левой стороны от трубы 1 в направлении движения используется как место для отвала вынутого грунта. Вынутый (отсыпанный в отвал) грунт содержит грунт, покрывающий трубу 1 (поверхностный грунт), и грунт, лежащий под поверхностным слоем (нижний грунт), причем их отсыпка производится раздельно. С этой целью левая сторона зоны отвала в направлении движения используется для размещения поверхностного грунта, а правая сторона зоны отвала в направлении движения используется для отсыпки нижнего грунта. Операция ремонта, в основном, содержит следующие девять этапов.

(1) Этап 1: снятие поверхностного грунта.

(2) Этап 2: разработка траншеи с правой стороны.

(3) Этап 3: разработка траншеи с левой стороны.

(4) Этап 4: выемка грунта из-под трубы.

(5) Этап 5: снятие ленты/промывка оболочки трубы.

(6) Этап 6: наложение новой ленты.

(7) Этап 7: обратная засыпка нижнего грунта.

(8) Этап 8: уплотнение грунта под трубой.

(9) Этап 9: обратная засыпка поверхностного грунта.

Трубозащитное устройство 4, используемое в настоящем варианте осуществления изобретения, ставят на трубу 1 после того, как на начальном этапе выемки грунта, до первого этапа (снятие поверхностного грунта), освободят от грунта какую-то часть трубы 1, как это показано на фиг.1 и 3.

Трубозащитное устройство 4 имеет чуть больший радиус кривизны, нежели наружная поверхность трубы 1. Трубозащитное устройство 4 главным образом состоит из основного защитного корпуса 5, выполненного из гнутого стального листа требуемой длины (например, около 2 м), которому придана форма с существенно криволинейной поверхностью, так что верхняя половина заглубленной трубы 1 оказывается покрытой основным защитным корпусом 5. На основном защитном корпусе 5 в его нижней части с передней стороны относительно направления движения, т.е. проталкивания (см. фиг.1(а)), сделана выборка скошенной формы. Кроме того, снизу, у края каждой наружной поверхности основного защитного корпуса 5 для усиления конструкции предусмотрены продольные ребра 6 и 7. В середине длины корпуса предусмотрено ребро 8, имеющее форму дуги окружности и соединяющее вместе ребра 6 и 7. Дополнительно в передней части корпуса предусмотрены два ребра 9 и 10, идущие параллельно ребрам 6 и 7 и соединенные с дугообразным ребром 8. Это ребро 8, имеющее вид дуги окружности, служит в качестве выступающей части, за которую можно толкать трубозащитное устройство 4 и проталкивать его вдоль трубы 1.

Узел 11 подвески (рукоятка), который в поперечном направлении имеет П-образную форму, прикреплен неподвижно к задней верхней части основного защитного корпуса 5. Для того чтобы зуб 13, установленный на передней стороне ковша 12 гидравлического экскаватора 3, было легче вводить в узел 11 подвески, форма узла 11 подвески сделана подобной форме переднего конца зуба 13 ковша и имеет такую конструкцию, что площадь заднего окна узла 11 подвески больше площади его переднего окна.

Трубозащитное устройство 4, соответствующее данному варианту осуществления изобретения, используют следующим образом.

Во-первых, на начальном этапе выемки освобождают заглубленную трубу 1 от грунта. Затем, как показано на фиг.2, узел 11 подвески, расположенный сверху основного защитного корпуса 5, зацепляют передней стороной зуба 13 ковша гидравлического экскаватора 3 (в данном варианте осуществления – экскаватора со смещенной стрелой). В заключение трубозащитное устройство 4, которое теперь подвешено к концу ковша 12, помещают на трубу 1 (см. фиг.3). В таком состоянии верхняя половина трубы 1 оказывается покрытой трубозащитным устройством 4. Это дает возможность оператору гидравлического экскаватора 3 выполнять операции по выемке грунта, используя трубозащитное устройство 4 в качестве ориентира на первом этапе (снятие поверхностного грунта), а также на втором этапе (разработка правой траншеи) и третьем этапе (разработка левой траншеи). В это время оператор может производить выемку грунта, не причиняя вреда наружной поверхности трубы 1. Кроме того, так как оператор может работать на гидравлическом экскаваторе 3 и не беспокоиться о том, что случайно ударит трубу 1 ковшом 12, можно легче выполнить работу и не снижать скорость ее выполнения. Другими словами, как это было описано выше, имеется возможность повысить эффективность работы и снизить утомляемость оператора.

Место выемки грунта постоянно меняется по мере того как экскаватор продвигается вперед. При этом, как показано на фиг.3, экскаватор посредством передней стороны зуба 13 ковша толкает заднюю сторону дугообразного ребра 8 (выступающую часть) так, что трубозащитное устройство 4 скользит по наружной поверхности заглубленной трубы 1. Это дает возможность таким же способом продолжать операции в следующей точке выемки. В этом случае благодаря тому что передняя нижняя поверхность основного защитного корпуса 5 имеет выборку скошенной формы, основной защитный корпус 5 имеет возможность мягко проникать в землю и песок.

Когда по какой-либо причине возникает необходимость снять трубозащитное устройство 4 с трубы 1, это можно сделать следующим образом. Нужно зацепить передней стороной зуба 13 ковша узел 11 подвески, а затем поднять и убрать трубозащитное устройство 4 так же, как это устройство ставили на трубу 1.

Если используется трубозащитное устройство 4, соответствующее настоящему изобретению, то, даже в случае просчета оператора и удара ковшом 12 по трубе 1, труба 1 повреждена не будет, так как ее поверхность защищена. Это дает возможность оператору работать, не напрягаясь, что позволяет поднять эффективность работы и снизить утомляемость оператора. Становится возможным недорогой ценой добиться поставленной цели, не привлекая специальных машин или аппаратов для обнаружения сближения ковша 12 с трубой 1. Кроме того, достигается высокая надежность. И еще, трубозащитное устройство 4, соответствующее настоящему изобретению, сделано так, что в процессе выемки грунта оно постоянно скользит вперед, соскабливая землю и песок, осевшие на поверхности трубы (осуществление функции очистки).

Данный вариант изобретения описан на примере системы выемки грунта, использующей гидравлический экскаватор. Однако трубозащитное устройство, соответствующее настоящему изобретению, применимо к любому типу землеройных машин.

Формула изобретения

1. Трубозащитное устройство для защиты заглубленной трубы, уложенной под землей вблизи поверхности, во время выемки грунта вокруг указанной трубы, содержащее основной защитный корпус необходимой длины, имеющий криволинейную поверхность, подобную по форме верхней наружной поверхности трубы, причем сверху основного защитного корпуса установлен узел подвески.

2. Трубозащитное устройство по п.1, отличающееся тем, что, по существу, посередине основного защитного корпуса относительно продольного направления предусмотрена выступающая часть для проталкивания трубозащитного устройства вдоль указанной заглубленной трубы.

3. Трубозащитное устройство по п.2, отличающееся тем, что указанная выступающая часть служит также в качестве ребра в виде дуги окружности, форма которого подобна форме криволинейной поверхности основного защитного корпуса.

4. Трубозащитное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанный основной защитный корпус спереди относительно направления его проталкивания в своей нижней части имеет выборку скошенной формы.

5. Трубозащитное устройство по п.1, отличающееся тем, что узел подвески имеет форму, подобную форме передней стороны зуба ковша гидравлического экскаватора, для обеспечения возможности вставлять зуб ковша в указанный узел подвески.

РИСУНКИ