[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2516630C1 - Method of pipe driving in soil - Google Patents

Method of pipe driving in soil Download PDF

Info

Publication number
RU2516630C1
RU2516630C1 RU2012140885/06A RU2012140885A RU2516630C1 RU 2516630 C1 RU2516630 C1 RU 2516630C1 RU 2012140885/06 A RU2012140885/06 A RU 2012140885/06A RU 2012140885 A RU2012140885 A RU 2012140885A RU 2516630 C1 RU2516630 C1 RU 2516630C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
soil
core
axis
portions
Prior art date
Application number
RU2012140885/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012140885A (en
Inventor
Борис Николаевич Смоляницкий
Борис Борисович Данилов
Андрей Сергеевич Кондратенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2012140885/06A priority Critical patent/RU2516630C1/en
Publication of RU2012140885A publication Critical patent/RU2012140885A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2516630C1 publication Critical patent/RU2516630C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Soil Working Implements (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: proposed method consist in driving the pipe in soil, forming the soil core in pipe face section, forcing said core by air pressure portions in annulus, cutting off the core portions to make the chamber ahead of soil core portion by displacing the soil duct in the axis of submergence. Said soil duct is composed by submersible pipe to be displaced in submergence axis by static force. Soil core portions transfer is conducted by creating vacuum at submersible pipe external end.
EFFECT: lower power intensity, lower costs.
3 cl, 3 dwg

Description

Техническое решение относится к горной и строительной технике и может быть использовано при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций.The technical solution relates to mining and construction equipment and can be used for trenchless laying of underground utilities.

Известен способ бестраншейной прокладки подземных коммуникаций по патенту РФ №2229566, E02F 5/18, E02D 7/10, F16L 1/028, опубл. 27.05.2004 г., заключающийся в забивании трубы в грунт на требуемую длину в супесчаные грунты участками длиной не более 9, а в глинистые не более 7 ее внутренних диаметров, при этом ее стопорят упором, удаляют грунт из забитого участка трубы сообщаемыми ей ударами, прекращают ударное воздействие на трубу и отсоединяют упор от трубы после забивания каждого ее участка.A known method of trenchless laying of underground utilities according to the patent of the Russian Federation No. 2229566, E02F 5/18, E02D 7/10, F16L 1/028, publ. 05/27/2004, which consists in driving the pipe into the soil to the required length in sandy loam sections of length no more than 9, and in clay no more than 7 of its inner diameters, while stopping it with emphasis, removing soil from the clogged section of the pipe with impacts communicated to it, stop the impact on the pipe and disconnect the stop from the pipe after clogging each of its sections.

Недостатком этого способа является снижение производительности в пределе до нуля к концу процесса, неустойчивость процесса и невозможность полной очистки трубы от грунта, т.к. по мере очистки грунт перераспределяется по всей длине трубы, высота слоя грунта снижается, поэтому силы трения, обеспечивающие перемещение грунта по трубе, уменьшаются.The disadvantage of this method is the decrease in productivity in the limit to zero at the end of the process, the instability of the process and the inability to completely clean the pipe from the ground, because as cleaning, the soil is redistributed along the entire length of the pipe, the height of the soil layer decreases, therefore, the friction forces that ensure the movement of soil through the pipe are reduced.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ бестраншейной прокладки трубопроводов в грунте (см. Н.Я.Кершенбаум и В.И.Минаев. Проходка горизонтальных и вертикальных скважин ударным способом. М.: «Недра». 1984, с.36-37), заключающийся в погружении трубы в грунт с открытым передним торцом, формировании в ее забойной части грунтового керна, который транспортируют по встроенному в погружаемую трубу грунтопроводу порциями давлением воздуха, поступающего по затрубному пространству, отсечении порций грунтового керна и образовании камеры перед порцией грунтового керна путем смещения грунтопровода по оси погружения давлением воздуха.The closest in technical essence and combination of essential features is the method of trenchless laying of pipelines in the ground (see N.Ya. Kershenbaum and V.I. Minaev. Drilling of horizontal and vertical wells by the impact method. M .: "Nedra". 1984, p. 36-37), which consists in immersing the pipe into the soil with an open front end, forming a soil core in its bottomhole part, which is transported in portions of the air pipe built into the submersible pipe by the pressure of air entering the annulus, cutting off the portion th core core and the formation of the chamber in front of a portion of the soil core by displacing the soil pipe along the axis of immersion by air pressure.

Недостатком способа является большая энегроемкость процесса погружения трубы из-за значительного совместного лобового сопротивления погружаемой грубы и грунтового керна в грунтопроводе ввиду большой степени его обжатия, что приводит к увеличению сил трения грунтового керна о внутреннюю поверхность трубы. Наличие возвратно-поступательного движения грунтопровода в абразивной грунтовой среде может привести к заклиниванию грунтопровода в каком-либо положении, что приведет к нарушению процесса отрыва и транспортирования порций грунтового керна. Кроме того, возвратно-поступательное движение грунтопровода усложняет конструкцию, реализующую способ.The disadvantage of this method is the large power consumption of the process of immersion of the pipe due to the significant joint drag of the immersed coarse and soil core in the soil pipe due to the high degree of compression, which leads to an increase in the friction forces of the soil core against the inner surface of the pipe. The presence of the reciprocating motion of the soil pipe in an abrasive soil environment can lead to jamming of the soil pipe in some position, which will lead to disruption of the process of separation and transportation of portions of soil core. In addition, the reciprocating motion of the soil pipe complicates the design that implements the method.

Решаемые технические задачи заключаются в уменьшении энергоемкости процесса погружения трубы за счет снижения лобового сопротивления погружаемой трубы, в повышении надежности отрыва и удаления порций грунтового керна из погружаемой трубы за счет смещения ее по оси скважины от забоя и в уменьшении стоимости комплекта оборудования, реализующего способ, за счет применения вакуума вместо избыточного давления.Solved technical problems are to reduce the energy intensity of the process of immersing the pipe by reducing the drag of the immersed pipe, to increase the reliability of separation and removal of portions of soil core from the immersed pipe by moving it along the axis of the well from the bottom, and to reduce the cost of a set of equipment that implements the method for by applying vacuum instead of overpressure.

Задача решается за счет того, что в способе бестраншейной прокладки труб в грунте, заключающемся в погружении трубы в грунт, формировании грунтового керна в забойной части погружаемой трубы, его транспортировке по грунтопроводу порциями давлением воздуха, поступающего по затрубному пространству, отсечении порций грунтового керна и образовании камеры перед порцией грунтового керна путем смещения грунтопровода по оси погружения, согласно техническому решению в качестве грунтопровода используют погружаемую трубу, которую смещают по оси погружения статической силой, а транспортировку порций грунтового керна осуществляют путем создания вакуума на наружном конце погружаемой трубы.The problem is solved due to the fact that in the method of trenchless laying of pipes in the soil, which consists in immersing the pipe in the soil, forming a soil core in the bottomhole part of the submerged pipe, transporting it through the soil pipe in portions with the pressure of air entering the annulus, cutting off portions of the soil core and forming chambers in front of a portion of soil core by displacing the soil pipe along the axis of immersion, according to the technical solution, an immersion pipe is used as the soil pipe, which is displaced along the axis immersing static force and transporting soil core portions is carried out by creating a vacuum on the outer end of the submerged pipe.

Использование в качестве грунтопровода погружаемой трубы значительно снижает ее лобовое сопротивление за счет отсутствия внутри нее грунтопровода, а транспортировка порций грунтового керна с помощью вакуума исключает необходимость подвода сжатого воздуха к забойному торцу погружаемой трубы: достаточно иметь связь забойного торца погружаемой трубы с атмосферой. Кроме того, стоимость установок по созданию вакуума значительно дешевле аналогичных установок по созданию избыточного давления при одинаковом расходе.The use of an immersion pipe as a soil pipe significantly reduces its frontal resistance due to the absence of a soil pipe inside it, and the transportation of portions of soil core using vacuum eliminates the need for compressed air to reach the downhole end of an immersion pipe: it is enough to have a connection between the downhole end of an immersed pipe and the atmosphere. In addition, the cost of vacuum installations is much cheaper than similar installations for creating excess pressure at the same flow rate.

Целесообразно в затрубном пространстве одновременно с погружением трубы формировать продольные каналы с помощью одного или нескольких местных расширителей с отверстиями, которыми указанная камера соединена с затрубным пространством, установленных на забойном конце погружаемой трубы. Местные расширители вытесняют грунт в затрубном пространстве и формируют продольные каналы, связывающие камеру с атмосферой. Это повысит надежность и скорость транспортирования порций грунтового керна за счет большего притока атмосферного воздуха в камеру.It is advisable to form longitudinal channels in the annulus at the same time as the pipe is immersed using one or more local expanders with openings by which this chamber is connected to the annular space installed on the bottomhole end of the immersed pipe. Local expanders displace the soil in the annulus and form longitudinal channels connecting the chamber to the atmosphere. This will increase the reliability and speed of transportation of portions of soil core due to the greater influx of atmospheric air into the chamber.

Целесообразно после смещения погружаемой трубы по оси погружения осуществлять ее поворот вокруг этой оси. Отверстия в местных расширителях могут забиваться грунтом. Указанный поворот погружаемой трубы позволит организовать связь камеры с атмосферой по всему сечению продольных каналов, образованных местными расширителями. Это повысит надежность и скорость транспортирования порций грунтового керна за счет еще большего притока атмосферного воздуха в камеру.It is advisable after displacement of the immersed pipe along the axis of immersion to carry out its rotation around this axis. Holes in local expanders may become clogged with soil. The indicated rotation of the immersion pipe will allow the camera to communicate with the atmosphere over the entire cross section of the longitudinal channels formed by the local expanders. This will increase the reliability and speed of transportation of portions of soil core due to an even greater influx of atmospheric air into the chamber.

Сущность технического решения иллюстрируется примерами конкретной реализации способа и чертежами фиг.1-3.The essence of the technical solution is illustrated by examples of a specific implementation of the method and the drawings of figures 1-3.

На фиг.1 изображена схема реализации способа бестраншейной прокладки труб в грунте.Figure 1 shows a diagram of the implementation of the method of trenchless pipe laying in the ground.

На фиг.2 изображен фрагмент схемы реализации способа с местными расширителями на забойном конце погружаемой трубы.Figure 2 shows a fragment of a diagram of the implementation of the method with local expanders at the downhole end of the immersed pipe.

На фиг.3 изображен разрез A-A на фиг.2. Стрелкой указано направление поворота.Figure 3 shows a section A-A in figure 2. The arrow indicates the direction of rotation.

Способ бестраншейной прокладки труб в грунте реализуют следующим образом.The method of trenchless laying of pipes in the soil is implemented as follows.

Погружаемую трубу 1 (далее - труба 1) открытым концом погружают в грунт любым известным способом (вдавливанием силой F, ударами и т.д.). Грунт входит во внутреннее пространство трубы 1 и образует грунтовый керн 2 (далее - керн 2). По мере увеличения длины керна 2 образуется грунтовая пробка, погружение трубы 1 замедляется вплоть до полной ее остановки. Для устранения грунтовой пробки трубу 1 смещают по оси погружения в сторону от забоя на некоторое расстояние. Для этого на трубе 1 монтируют упор 3, передающий трубе 1 статическую силу от источника 4 статической силы, например, гидроцилиндров, закрепленных как показано на фиг.1. Смещение трубы 1 приводит к отрыву порции керна 2 от грунтового массива и образованию камеры 5 в свободном от трубы 1 пространстве скважины. С помощью вакуумного насоса 6 на наружном конце трубы 1 создают вакуум, а атмосферный воздух, по затрубному пространству 7 проникающий в камеру 5, создает давление на порцию керна 2 по всему сечению трубы 1. Под действием атмосферного давления порция керна 2 начинает перемещаться по грунтопроводу в виде погружаемой трубы 1 до попадания в керноприемник 8, установленный на наружном конце трубы 1. Затем керноприемник 8, вакуумный насос 6, упор 3 и источник 4 статической силы демонтируют и процесс погружения трубы 1 возобновляют.The immersed pipe 1 (hereinafter referred to as the pipe 1) is immersed with the open end into the ground by any known method (pressing F, impact, etc.). Soil enters the interior of pipe 1 and forms a soil core 2 (hereinafter - core 2). As the length of core 2 increases, an earth plug forms, immersion of pipe 1 slows down until it stops completely. To eliminate the dirt plug, the pipe 1 is displaced along the axis of immersion away from the bottom by a certain distance. To do this, an emphasis 3 is mounted on the pipe 1, transmitting the static force from the static force source 4 to the pipe 1, for example, hydraulic cylinders fixed as shown in Fig. 1. The displacement of the pipe 1 leads to the separation of the portion of the core 2 from the soil mass and the formation of the chamber 5 in the space free from the pipe 1 of the well. Using a vacuum pump 6, a vacuum is created at the outer end of the pipe 1, and atmospheric air penetrating into the chamber 5 through the annulus 7 creates pressure on the core portion 2 over the entire cross section of the pipe 1. Under the influence of atmospheric pressure, the core portion 2 begins to move through the soil pipe into in the form of an immersed pipe 1 until it gets into the core receiver 8 installed on the outer end of the pipe 1. Then the core receiver 8, the vacuum pump 6, the stop 3 and the source of static force 4 are dismantled and the immersion process of the pipe 1 is resumed.

Для более надежной связи камеры 5 с атмосферой на забойном конце трубы 1 можно закрепить один или несколько местных расширителей 9 с отверстиями 10 (фиг.2 и 3). Местные расширители 9 вытесняют грунт в затрубном пространстве 7 и формируют продольные каналы 11, по которым атмосферный воздух через отверстия 10 будет попадать в камеру 5. Т.к. местные расширители 9 расположены только в нескольких местах по периметру поперечного сечения трубы 1 и их габаритные размеры незначительны (на фиг.2 и 3 они показаны в увеличенном масштабе для наглядности), то лобовое сопротивление трубы 1 в целом увеличится незначительно, а наличие продольных каналов 11 позволит повысить надежность и скорость транспортирования порций керна 2.For a more reliable connection of the chamber 5 with the atmosphere, one or more local expanders 9 with holes 10 can be fixed at the downhole end of the pipe 1 (Figs. 2 and 3). Local expanders 9 displace the soil in the annulus 7 and form longitudinal channels 11 through which atmospheric air through the openings 10 will enter the chamber 5. Since local expanders 9 are located only in several places along the perimeter of the cross-section of pipe 1 and their overall dimensions are insignificant (in FIGS. 2 and 3 they are shown on an enlarged scale for clarity), then the drag of the pipe 1 as a whole will increase slightly, and the presence of longitudinal channels 11 will improve the reliability and speed of transportation of portions of core 2.

Поворот трубы 1 (фиг.3) после ее осевого смещения позволит также увеличить приток воздуха из атмосферы в камеру 5. В этом случае местные расширители 9 сместятся в сторону по окружности и откроют все сечение продольных каналов 11. Это обеспечит связь атмосферы и камеры 5 по всему сечению продольных каналов 11, а не только через отверстия 10.The rotation of the pipe 1 (Fig. 3) after its axial displacement will also increase the air flow from the atmosphere into the chamber 5. In this case, the local expanders 9 will move to the side along the circumference and open the entire cross section of the longitudinal channels 11. This will provide a connection between the atmosphere and the chamber 5 along the entire cross section of the longitudinal channels 11, and not only through the holes 10.

Claims (3)

1. Способ бестраншейной прокладки труб в грунте, заключающийся в погружении трубы в грунт, формировании грунтового керна в забойной части погружаемой трубы, его транспортировке по грунтопроводу порциями давлением воздуха, поступающего по затрубному пространству, отсечении порций грунтового керна и образовании камеры перед порцией грунтового керна путем смещения грунтопровода по оси погружения, отличающийся тем, что в качестве грунтопровода используют погружаемую трубу, которую смещают по оси погружения статической силой, а транспортировку порций грунтового керна осуществляют путем создания вакуума на наружном конце погружаемой трубы.1. The method of trenchless laying of pipes in the soil, which consists in immersing the pipe in the soil, forming a soil core in the bottomhole part of the submerged pipe, transporting it through the soil pipe in portions with the pressure of air entering the annulus, cutting off portions of the soil core and forming a chamber before the portion of the soil core by displacement of the soil pipe along the axis of immersion, characterized in that as the soil pipe use an immersion pipe, which is displaced along the axis of immersion by static force, and transport ings precoat core portions is carried out by creating a vacuum on the outer end of the submerged pipe. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в затрубном пространстве одновременно с погружением трубы формируют продольные каналы с помощью одного или нескольких местных расширителей с отверстиями, которыми указанная камера соединена с затрубным пространством, установленных на забойном конце погружаемой трубы.2. The method according to claim 1, characterized in that longitudinal channels are formed in the annulus at the same time as the pipe is immersed using one or more local expanders with openings by which this chamber is connected to the annular space installed on the bottomhole end of the immersed pipe. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что после смещения погружаемой трубы по оси погружения осуществляют ее поворот вокруг этой оси. 3. The method according to claim 2, characterized in that after displacement of the immersed pipe along the axis of immersion, it is rotated around this axis.
RU2012140885/06A 2012-09-24 2012-09-24 Method of pipe driving in soil RU2516630C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140885/06A RU2516630C1 (en) 2012-09-24 2012-09-24 Method of pipe driving in soil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140885/06A RU2516630C1 (en) 2012-09-24 2012-09-24 Method of pipe driving in soil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012140885A RU2012140885A (en) 2014-03-27
RU2516630C1 true RU2516630C1 (en) 2014-05-20

Family

ID=50342898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012140885/06A RU2516630C1 (en) 2012-09-24 2012-09-24 Method of pipe driving in soil

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2516630C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2594497C1 (en) * 2015-04-15 2016-08-20 Анатолий Антонович Еськин Method of laying pipes and a pipe for its implementation
RU2721692C1 (en) * 2019-10-11 2020-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "Новые Трубные Технологии" (ООО "НТТ") Nozzle for automatic feed of bentonite in trenchless laying of glass composite pipes
RU2721620C1 (en) * 2019-12-27 2020-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "Новые Трубные Технологии" (ООО "НТТ") Metallic pressure nozzle for automatic supply of bentonite during trenchless laying of glass composite pipes

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU861502A1 (en) * 1979-12-29 1981-09-07 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимической И Газовой Промышленности Им.И.М.Губкина Working member of machine for trenchless laying of pipelines
SU1366606A1 (en) * 1986-07-10 1988-01-15 Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина Method and apparatus for trenchless laying of pipelines
RU2229566C1 (en) * 2002-11-18 2004-05-27 Институт горного дела СО РАН (статус государственного учреждения) Method of trenchless underground communications laying and device for its implementation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU861502A1 (en) * 1979-12-29 1981-09-07 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимической И Газовой Промышленности Им.И.М.Губкина Working member of machine for trenchless laying of pipelines
SU1366606A1 (en) * 1986-07-10 1988-01-15 Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина Method and apparatus for trenchless laying of pipelines
RU2229566C1 (en) * 2002-11-18 2004-05-27 Институт горного дела СО РАН (статус государственного учреждения) Method of trenchless underground communications laying and device for its implementation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КЕРШЕНБАУМ Н.Я., МИНАЕВ В.И. ПРОХОДКА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ СКВАЖИН УДАРНЫМ СПОСОБОМ. - М.: НЕДРА, 1984. 245с., с.36-37, рис.24. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2594497C1 (en) * 2015-04-15 2016-08-20 Анатолий Антонович Еськин Method of laying pipes and a pipe for its implementation
RU2721692C1 (en) * 2019-10-11 2020-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "Новые Трубные Технологии" (ООО "НТТ") Nozzle for automatic feed of bentonite in trenchless laying of glass composite pipes
RU2721620C1 (en) * 2019-12-27 2020-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "Новые Трубные Технологии" (ООО "НТТ") Metallic pressure nozzle for automatic supply of bentonite during trenchless laying of glass composite pipes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012140885A (en) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102434716B (en) Flexible pipe assisted type pipeline returning method
EA009165B1 (en) A method and device for establishing an underground well
CN103603342A (en) Construction method of ultra-long bored concrete pile with large-diameter casing combination
CN103883796B (en) Silt particle mud district hand pick formula jacking construction device and method
CA2604717A1 (en) Method for the trenchless laying of pipes
RU2516630C1 (en) Method of pipe driving in soil
RU183760U1 (en) Swivel rig
CN105113530A (en) Caisson aid-sinking process adopting high-pressure injection
CN112963618B (en) Method and device for long-distance laying and continuous filling of filling pipeline of side coal mining cave
CN102076929A (en) Liquid rod pump
RU156918U1 (en) DRILLING RIG
CN105822522A (en) Oil well pump for oil exploitation
JP6158632B2 (en) Groundwater guidance device and groundwater guidance method
KR101237749B1 (en) Propulsion unit head that is used in shield method
CN102011889B (en) Holing device for short-distance underpass
JP6365970B2 (en) Horizontal drain hole installation method
CN203717022U (en) Mobile gas extraction device for goaf
RU133543U1 (en) DRILLING RIG FOR PIPELINES INSTALLATION IN WATERFILLED SOILS
CN103924632A (en) Composite water intake technology and device with large-caliber radial well and siphon well
RU2410497C1 (en) Method of trenchless pipe laying
JP6292504B2 (en) Method and apparatus for burying horizontal drain material
RU2654557C1 (en) Method for subsurface pipelining in wetland areas on type i swamps
CN109736311B (en) Light-duty intelligent insertion device of well point pipe for precipitation of foundation pit in river course
JP5183431B2 (en) Oil recovery method for oil contaminated soil
CN110326384B (en) Method and facility for removing stones in desert

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140925