Патент на изобретение №2303738

(54) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА ВЫСТРЕЛИВАЕМЫМИ АНКЕРАМИ И ПОРШЕНЬ-ЗАБОЙНИК ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и может быть использовано при строительстве трубопроводов для их закрепления в грунте в условиях болот и вечной мерзлоты. Способ закрепления трубопровода выстреливаемыми анкерами включает использование вдавливания с помощью артиллерийских орудий. Анкер с прикрепленным к нему стропом для фиксации трубопровода устанавливают на грунт, строп помещают в полость поршня-забойника, верхнюю поверхность анкера соединяют с нижним концом съемного массивного поршня-забойника, верхнюю часть которого помещают в ствол артиллерийского орудия и производят выстрел. Поршень-забойник для осуществления способа выполнен съемным, массивным и полым, причем наружный диаметр забойника меньше наибольшего миделевого сечения анкера. Расширяет арсенал технических средств. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Область техники

Изобретение относится к нефтегазовому строительству и может быть использовано при строительстве трубопроводов, их креплении к грунту в условиях болот и вечной мерзлоты для предотвращения всплытия.

Уровень техники

Известен способ погружения свай с использованием съемного поршня-забойника, когда съемный поршень-забойник помещается в канал ствола и при выстреле толкает сваю в грунте. Применяемый забойник состоит из трех частей: цилиндрической части, диаметр которой соответствует калибру орудия, наконечника, служащего для соединения со строительным элементом, и сменной камеры, во внутреннюю полость которой вкладывается заряд. [Основы импульсной технологии устройства фундаментов / Бартоломей А.А., Григорьев В.Н., Омельчак И.М., Пенский О.Г. Пермь, Изд-во ПГТУ, 2002, 175 с.]. Такой способ авторами назван импульсным вдавливанием.

Однако данное решение основано на неизменной массе погружаемого строительного элемента и предусматривает или монолитный строительный элемент, вставляемый в канал ствола, или распространяется только на сваи и не предусматривает увеличение заглубления за счет увеличения массы поршня-забойника. При этом забойник имеет относительно сложную конструкцию.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке способа увеличения заглубления выстреливаемых коротких анкеров, обеспечивающего максимальное погружение при небольших энергетических затратах и упрощение конструкции поршня-забойника.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ закрепления трубопровода выстреливаемыми анкерами, включающий использование вдавливания с помощью артиллерийских орудий, и отличительных существенных признаков, таких как анкер устанавливают на грунт с прикрепленным к нему стропом для фиксации трубопровода, строп помещают в полость поршня-забойника, верхнюю поверхность анкера соединяют с нижним концом съемного массивного поршня-забойника, верхнюю часть которого помещают в ствол артиллерийского орудия и производят выстрел с последующим извлечением стропа и поршня-забойника из грунта.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных во 2-м пункте формулы изобретения, таких как поршень-забойник для осуществления вышеуказанного способа, выполнен съемным, массивным и полым, причем наружный диаметр забойника меньше наибольшего миделевого сечения анкера.

Технический результат от вышеперечисленной совокупности признаков – возможность варьировать величину заглубления анкера в грунт путем изменения массы съемного поршня-забойника, изменения способа погружения анкеров в грунт – от застреливания до импульсного вдавливания, уменьшения силы бокового трения съемного поршня-забойника при движении анкера и съемного поршня-забойника в грунте, приложения относительно небольших усилий для извлечения съемного поршня-забойника из грунта после выстрела и упрощение конструкции поршня-забойника.

Краткое описание чертежей

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами. На фиг.1 показан продольный разрез предлагаемого устройства; на фиг.2 – график относительного увеличения заглубления анкера для различных масс поршня-забойника по сравнению с обычным застреливанием.

Осуществление изобретения

На фиг.1 позициями обозначены:

1 – грунт;

2 – анкер;

3 – поршень-забойник с полостью для строп;

4 – строп для крепления трубопровода;

5 – ствол артиллерийского орудия.

Способ заглубления выстреливаемых в грунт коротких анкеров следующий (см. фиг.1):

– короткий анкер 2 устанавливают на грунт 1;

– в полую часть съемного поршня-забойника 3 помещают строп 4, который предварительно крепится к анкеру 2;

– к верхнему срезу анкера 2 крепится массивный съемный поршень-забойник 3 с диаметром миделевого сечения меньше максимального диаметра миделевого сечения анкера 2;

– верхнюю часть съемного поршня-забойника 3 вставляют в ствол 5 артиллерийского орудия;

– производят выстрел;

– анкер 2 и съемный поршень-забойник 3 движутся в канале ствола 5 и грунте 1 одновременно;

– после выстреливания строп 4 извлекают из съемного поршня-забойника 3;

– съемный поршень-забойник 3 извлекают из грунта 1, который может быть использован при повторном выстреле.

Способ закрепления трубопровода выстреливаемыми анкерами с использованием поршня-забойника основан:

– на искусственном увеличении массы анкера за счет присоединения к нему массивного съемного поршня-забойника, одним концом соединенного с анкером, а другим вставленным в канал ствола: наши исследования показали, что для получения наибольшего заглубления строительного элемента в грунт необходимо применять строительные элементы большой массы. Поэтому массу коротких строительных элементов-анкеров целесообразно искусственно увеличивать за счет присоединения съемного поршня-забойника;

– на упирании анкера в грунт перед выстрелом за счет прикрепления к анкеру съемного поршня-забойника, находящегося в канале ствола и обеспечивающего импульсное вдавливание взамен обычного застреливания: наши исследования показали, что импульсное вдавливание в грунт при равных энергетических затратах дает значительное увеличение заглубления по сравнению с обычным застреливанием. Применение съемного поршня-забойника дает возможность использования импульсного вдавливания для погружения анкеров в грунт;

– на выполнении съемного поршня-забойника с диаметром миделевого сечения меньше диаметра максимального миделевого сечения анкера: наши исследования показали, что боковая сила трения строительного элемента во время движения в грунте значительно уменьшает величину заглубления, поэтому, выполняя диаметр съемного поршня-забойника меньше диаметра анкера, тормозящее действие боковой силы трения о съемный поршень-забойник существенно снижается.

Расчеты, проведенные для откатного артиллерийского орудия, показывают, что применение импульсного вдавливания и массивного съемного поршня-забойника с внешним диаметром меньше наибольшего диаметра миделевого сечения анкера увеличивают заглубление по сравнению с прототипом на величину до 500% (см. фиг.2).

Формула изобретения

1. Способ закрепления трубопровода выстреливаемыми анкерами, включающий использование вдавливания с помощью артиллерийских орудий, отличающийся тем, что анкер устанавливают на грунт с прикрепленным к нему стропом для фиксации трубопровода, строп помещают в полость поршня-забойника, верхнюю поверхность анкера соединяют с нижним концом съемного массивного поршня-забойника, верхнюю часть которого помещают в ствол артиллерийского орудия и производят выстрел с последующим извлечением стропа и поршня-забойника из грунта.

2. Поршень-забойник для осуществления способа по п.1, отличающийся тем, что он выполнен съемным, массивным и полым, причем наружный диаметр забойника меньше наибольшего миделевого сечения анкера.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 27.02.2008

Извещение опубликовано: 27.09.2009 БИ: 27/2009