Устройство для балластировки трубопровода и короб для него

Настоящая полезная модель относится к строительству трубопроводов и других конструкций, более конкретно - к устройству для балластировки. Устройство для балластировки, согласно настоящей полезной модели, содержит пару полых коробов выполненных из текстильного материала, пропитанного твердеющим составом, выполненных с возможностью заполнения их балластом, причем коробы в рабочем состоянии расположены по существу симметрично оси трубопровода. Также устройство содержит средство соединения коробов друг с другом. Техническим результатом заявленной полезной модели является упрощение производства и снижение затрат на производство и транспортировку, а также расширение арсенала технических средств указанного назначения.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

Настоящая полезная модель относится к строительству трубопроводов и других конструкций, в частности она может использоваться при сооружении и ремонте переходов подземных трубопроводов на обводненных грунтах, болотах, а также при пересечении водных преград, автотрасс и железнодорожных путей. Более конкретно, полезная модель относится к устройству для балластировки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для обеспечения устойчивого положения подводных трубопроводов на дне водной преграды применяют различные способы их балластировки и закрепления. С увеличением диаметра трубопровода значительно возрастают затраты на балластировку и закрепление. От способов балластировки существенно зависит качество и темпы сооружения переходов. Поэтому выбор рациональных способов и разработка новых более совершенных конструктивных устройств для балластировки и закрепления подводных трубопроводов имеет большое значение.

Известно устройство для балластировки утяжелитель сборный железобетонный охватывающего типа УБО: ТУ 102-300-81 (http://www.znaytovar.ru/gost/2/TU_10230081_Utyazheliteli_sbor.html). Известное устройство для балластировки состоит из двух железобетонных блоков и двух металлических, защищенных изоляционным покрытием, соединительных поясов. Также могут применяться мягкие силовые пояса.

Одной из особенностей устройств для балластировки трубопроводов является значительная удаленность мест их установки и эксплуатации от мест производства. Это усложняет транспортировку устройств до места установки и обуславливает основной недостаток известных утяжелителей - сложность транспортировки.

Известно также другое устройство для балластировки трубопровода (патент RU 2185561, опубликован 20.07.2002), содержащее установленный на нем заполненный балластом полый седловидный П-образный короб, выполненный из гибкого полосового материала, пропитанного твердеющим составом. Устройство содержит стенки, наклонные к вертикальной оси с расширением полости короба вверх, снабженный у верхнего торца наружным поясом. При этом устройство отличается тем, что короб снабжен внешними откидывающимися от боковых стенок клапанами из полосового материала, связанными с нижней и верхней частями боковых стенок. Наружный пояс также снабжен установленными по углам верхнего торца монтажными петлями.

Недостатками известного устройства являются во-первых, сложность в изготовлении: для изготовления устройства под каждый типоразмер трубопровода необходима отдельная оснастка; во-вторых низкая эффективность работы в течение долгого периода: устройство применяется в обводненном грунте и имеется возможность вымывания балласта из короба устройства; и в-третьих, сложность транспортировки: устройство имеет большой габарит в направлении, поперечном оси трубы, при этом полезный объем короба располагается только в крайних его частях.

Кроме того, из уровня техники известно устройство для балластировки трубопровода: утяжелитель типа УБО-ПМ, содержащий блоки утяжелителя в виде коробов, выполненных с возможностью заполнения их грунтом, силовой соединительный пояс, который устанавливается в блоках утяжелителя (СП 107-34-96, Свод правил по сооружению магистральных трубопроводов. Свод правил по сооружению линейной части газопроводов. Балластировка, обеспечение устойчивости положения газопроводов на проектных отметках. РАО «ГАЗПРОМ». Дата введения 01.10.1996, Москва - Приложение 2, рис.3).

Известное устройство выполняется из железобетона, что осложняет транспортировку и производство устройства, в частности из-за толщины стенок, необходимой для нормального функционирования устройства, его массы, а также технологии изготовления.

Известное устройство было принято в качестве ближайшего аналога заявленной полезной модели.

Перед разработчиками настоящей полезной модели стояла задача создания конструкции устройства для балластировки трубопровода, более простого в производстве и транспортировке.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Поставленная задача была решена за счет создания устройства для балластировки, которое содержит пару полых коробов, выполненных с возможностью заполнения их балластом, причем коробы в рабочем состоянии расположены по существу симметрично оси трубопровода; и средство соединения коробов друг с другом. При этом устройство отличается от ближайшего аналога тем, что короб выполнен из текстильного материала, пропитанного твердеющим составом. Текстильный материал позволяет изготавливать короб со стенками значительно тоньше и легче. Тонкие стенки позволяют при транспортировке при вложении одного короба в другой использовать значительно меньший объем при транспортировке одного и того же количества коробов. При этом очевидно, что при меньшей массе значительно упростится монтаж коробов и соединение их между собой.

Техническим результатом заявленной полезной модели является упрощение производства и снижение затрат на производство и транспортировку, а также расширение арсенала технических средств указанного назначения.

Дополнительно, путем обеспечения возможности закрывания верхней части короба крышкой, может обеспечиваться защита от вымывания балласта из емкостей коробов, что продлевает срок эффективного использования устройства для балластировки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - вид сверху устройства для балластировки в первом варианте его осуществления.

Фиг.2 - вид сбоку устройства для балластировки в первом варианте его осуществления.

Фиг.3 - вид сверху устройства для балластировки во втором варианте его осуществления.

Фиг.4 - вид сбоку устройства для балластировки во втором варианте его осуществления.

Фиг.5 - вид сверху устройства для балластировки в третьем варианте его осуществления.

Фиг.6 - вид сбоку устройства для балластировки в третьем варианте его осуществления.

Фиг.7 - вид сверху устройства для балластировки в четвертом варианте его осуществления.

Фиг.8 - вид сбоку устройства для балластировки в четвертом варианте его осуществления.

Фиг.9 - вид сверху устройства для балластировки в пятом варианте его осуществления.

Фиг.10 - вид сбоку устройства для балластировки в пятом варианте его осуществления.

Фиг.11 - вид сверху устройства для балластировки в шестом варианте его осуществления.

Фиг.12 - вид сбоку устройства для балластировки в шестом варианте его осуществления.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

В вариантах осуществления настоящей полезной модели устройство содержит пару полых коробов 1 и 2. Коробы 1 и 2 могут быть выполнены из нетканого синтетического материала или текстильного материала, пропитанного твердеющим составом. Такой текстильный материал может содержать стеклоткань или базальтоткань. Также возможна композиция из указанных материалов. Также коробы могут быть выполнены из материала содержащего полимер, к примеру, из полиэтилена методом литья под давлением, методом ротационного формования, либо методом выдувания. Оба короба выполнены с возможностью заполнения их балластом, причем коробы в рабочем состоянии расположены по существу симметрично оси трубопровода. Также короб содержит средство соединения коробов друг с другом. Возможные варианты осуществления средства соединения будут описаны в настоящем описании ниже.

По меньшей мере один, а предпочтительно оба короба могут быть выполнены с возможностью закрывания верхнего его отверстия. Для обеспечения этой возможности короб может содержать крышку (не показана). При наличии возможности закрывания короба значительно снижается возможность вымывания балласта из короба, что увеличивает срок эффективного использования устройства.

Крышка может содержать по меньшей мере одно сквозное отверстие для пропускания воды и воздуха внутрь короба. Таким образом, при опускании устройства в среду с высоким содержанием воды (болота, малые реки, обводненный грунт), короб наполняется жидкостью, благодаря чему его масса дополнительно увеличивается. Также короб в своей нижней части: в дне и/или стенке вблизи дна, может содержать по меньшей мере одно дренажное отверстие.

Для удобства эксплуатации по меньшей мере один из коробов 1 или 2 может иметь форму емкости, сужающейся в направлении дна ее полого тела. То есть площадь сечения короба в рабочем состоянии горизонтальной плоскостью уменьшается от отверстия ко дну короба.

В первом варианте осуществления настоящей полезной модели средство соединения содержит силовой пояс 3, формирует собой по меньшей мере одно кольцо (петлю), выполненное с возможностью обхвата короба так, что короб в рабочем состоянии фиксируется относительно тела трубы. Пример такого варианта осуществления показан на Фиг.1 и Фиг.2. Силовой пояс 3 при этом выполняется из гибкого материала, предпочтительно текстильного. В качестве такого материала может быть использована ткань или ленты из материала на полиэфирной или полиамидной основе, стеклоткань, базальтоткань пропитанные твердеющим составом или любые другие подходящие материалы. Также могут применяться полимерные материалы или металлы. В изображенном варианте осуществления силовой пояс 3 содержит две петли для каждого короба: пару нижних колец 4 и 5, и пару верхних колец 6 и 7 силового пояса 3. Силовой пояс также может содержать перемычки 8 и 9. Кольца силового пояса при этом соединяются между собой перемычками: нижними перемычками 8 и верхними перемычками 9. Длина окружности (или периметр) каждого гибкого кольца по существу равна периметру сечения короба в рабочем состоянии горизонтальной плоскостью, проходящей через необходимое место расположение кольца (петли) на коробе. Кольца в рабочем состоянии таким образом плотно обхватывают короб, верхние перемычки между собой верхние кольца. Нижние перемычки соединяют нижние кольца. При этом признак «кольцо» здесь используется только для того, чтобы подчеркнуть замкнутость формы элемента силового пояса 3. Очевидно, что в случае выполнения его из гибкого материала и/или в рабочем состоянии кольцо может принимать по существу форму короба. Перемычки в рабочем состоянии лежат на трубе, фиксируя устройство относительно нее. Также силовой пояс 3 может содержать перемычку 19, соединяющую верхние и нижние кольца каждого короба между собой и проходящую через от верхнего кольца одного короба под его дном, стенками коробов, ближних к трубе, дном второго короба до верхнего кольца второго короба. Перемычка 19 обеспечивает целостность конструкции средства соединения и удобство установки.

В этом и других вариантах осуществления силовые пояса в рабочем состоянии перегибаются и/или закручиваются. На представленных же чертежах силовые пояса изображаются схематично без таких перегибов.

Во втором варианте осуществления устройства для балластировки, согласно настоящей полезной модели, средство соединения содержит по меньшей мере один силовой пояс 10, предпочтительно - три силовых пояса 10, формирующий собой по меньшей мере одну перемычку, конец каждой из которых выполнен с возможностью разъемного соединения с ближайшими (в рабочем состоянии) друг к другу стенками короба. То есть сам силовой пояс выполняется с возможностью разъемного соединения со стенкой короба. Возможность разъемного соединения может обеспечиваться тем, что в ближайших друг к другу стенках короба имеются монтажные петли в виде щелевых отверстий, выполненных так, что через них можно продеть часть силового пояса 10, конец каждого из силовых поясов 10 замкнут и прошит в форме хомута; а средство соединения содержит также два стержня 11, поперечное сечение которых позволяет пропускать их через хомуты силовых поясов 10. Для соединения коробов между собой все концы силовых поясов 10 пропускаются через соответствующие щелевые отверстия, а стержни 11 пропускаются через хомуты силовых поясов. Для упрочнения соединения стенка короба вокруг щелевых отверстий может быть дополнительно армирована. Силовые пояса 10 могут быть выполнены из материала, содержащего ткань или ленты из материала на полиэфирной или полиамидной основе, стеклоткань, базальтоткань, пропитанные твердеющим составом. В третьем варианте осуществления устройства, согласно настоящей полезной модели, изображенном на фиг.5 и 6, устройство содержит по меньшей мере два силовых пояса 12, которые выполнены с возможностью разъемного соединения с боковыми стенками 13 и 14 каждого из корпусов, соединяя между собой оба короба 1 и 2. Возможность разъемного соединения силовых поясов и боковых стенок может быть обеспечена аналогично соединению, раскрытому в рамках третьего варианта осуществления настоящей полезной модели: посредством хомута на конце каждого из силовых поясов, щелевого отверстия в стенке короба и стержня (не показаны). Силовые пояса 12 могут быть выполнены из материала, ткань или ленты из материала на полиэфирной или полиамидной основе, стеклоткань, базальтоткань пропитанные твердеющим составом. Число силовых поясов 12 может быть увеличено. Так, в четвертом варианте осуществления, представленном на фиг.7 и 8, имеется 4 силовых пояса, по 2 с каждой стороны. В этом случае, каждая из боковых стенок содержит 2 щелевых отверстия. Увеличением количества силовых поясов в этом варианте осуществления, увеличивается надежность конструкции, а также дополнительно фиксируются коробы, снижая вероятность поворота короба относительно тела трубы. При увеличении числа поясов с одной стороны короба нагрузка (масса устройства с балластом) на трубу распределяется более равномерно, устройство более устойчиво располагается на трубе, при этом уменьшается вероятность переворачивания коробов при возможном всплытии трубы. Также в этом варианте осуществления для соединения стенок короба с соединительными поясами могут использоваться любые монтажные петли. Также для этого может использоваться конструкция, представляющая собой пластину, размещенную внутри короба, форма которой не позволяет ей пройти через отверстие в боковой стенке короба; и петлю или крюк, который соединен с пластиной, но расположен вне объема короба. При этом крюк выполняется с возможностью разъемного соединения с силовым поясом.

В пятом варианте осуществления, показанном на фиг.9 и 10 стенки по меньшей мере одного короба содержат по меньшей мере один силовой пояс, концы которого выполнены с возможностью разъемного соединения с силовыми поясами средства соединения. Сам же силовой пояс неразъемно соединен со стенками короба. В предпочтительном варианте - заформован в них. Этот силовой пояс может быть выполнен из материала, содержащего текстильный материал, металл и/или другой полимерный материал. На фиг.9 и фиг.10 короб содержит два таких силовых пояса 13 и 14 (нижний и верхний). При этом к соответствующим концам силовых поясов 13 и 14 присоединены концы двух пар силовых поясов 15 и 16. Таким образом, силовые пояса обхватывают коробы со всех сторон, а силовые пояса 13 и 14 армируют стенки короба, более равномерно распределяя нагрузку на короб и тем самым повышая его прочность. Соединение силовых поясов друг с другом могут быть выполнены любым из известных способов. Например, для такого соединения соответствующие концы поясов могут содержать петлю и крюк, выполненные с возможностью вхождения в зацепление друг с другом.

В шестом варианте осуществления настоящей полезной модели, изображенном на фиг.11 и 12, силовые пояса 16 могут быть одним из своих концов разъемно (например, как во втором варианте осуществления) или неразъемно (например, как в пятом варианте осуществления - заформованы в стенки корпуса) соединены с телом каждого короба, при этом свободный конец каждого из силовых поясов содержит петлю 17. Силовые пояса 16 с петлями 17 выполнены так, что обеспечивается возможность их соединение между собой, путем пропускания через петли стержня 18. При увеличении числа и/или ширины силовых поясов 16 нагрузка на трубопровод распределяется более равномерно. Стержень может выполняться из материала, содержащего металл или полимерный материал.

Во всех вариантах осуществления по меньшей мере часть стенок короба может быть выполнена армированной для повышения прочности устройства. Армирование может выполняться по меньшей мере одним из: полимерного материала, металла, текстильного материала, базальтоткани, стеклоткани, стеклянного ровинга, базальтового ровинга. Также короб может содержать ребра жесткости.

Короб может содержать по меньшей мере одну грузовую петлю для подъема устройства и размещения его на месте установки. Предпочтительно, короб содержит по меньшей мере две грузовых петли. Грузовая петля может быть выполнена в виде отверстия в стенке короба или петли из гибкого материала. Такая петля может быть выполнена из текстильной или иной (металлической, полимерной, нетканой синтетической и т.д.) ленты, которая формирует собой замкнутую петлю, а ее концы заформованы в тело короба.

Для предотвращения разрушения изоляции трубопровода в результате контакта его с поверхностью устройства для балластировки короб может содержать защитную прокладку, неразъемно соединенную с внешней стороной короба в месте предполагаемого контакта с трубопроводом. В рабочем состоянии и в ходе монтажа устройства такими местами могут быть стенка короба, ближайшая к трубопроводу и дно короба. Прокладка может быть выполнена из материала, содержащего по меньшей мере одно из: текстильного материала, резины, полимерного материала, нетканого синтетического материала и любых других подходящих для целей механической изоляции материалов.

При установке устройства для балластировки, согласно настоящей полезной модели, коробы устройства соединяются между собой средством соединения, устанавливаются на трубопровод, заполняются балластом, после чего засыпаются грунтом в время финишной засыпки траншеи. В варианте осуществления с возможностью закрывания верхнего отверстия, коробы могут закрываться крышкой, сразу после установки их на трубопровод и засыпки балластом. После установки крышки устройства для балластировки засыпаются грунтом в время финишной засыпки траншеи. Этот вариант возможет только в том случае если траншея не обводнена. Второй вариант осуществления предпочтителен для установки устройств для балластировки в обводненные траншеи, болота, малые реки. Коробы устройства соединяются между собой средством соединения на берме траншеи, либо в любом другом удобном месте. Далее они заполняются балластом с помощью экскаватора или другой техники. Заполненные коробы закрывают крышками. С помощью специальной траверсы установленной на крюк трубоукладчика либо крана, через грузовые петли на каждом коробе (по меньшей мере 2 грузовые петли на каждом коробе) осуществляется подъем с бермы траншеи устройства для балластировки, состоящего из 2-х заполненных коробов соединенных между собой средством соединения. Устройство для балластировки опускается на трубопровод таким образом, что коробы располагаются симметрично относительно оси трубопровода, а соединительное устройство опирается на верхнюю образующую трубы передавая балластирующее усилие от коробов на трубопровод. Для качественной установки балластирующего устройства на трубопровод в этом может помогать монтажник, находящийся на трубе. Этот способ аналогичен с установкой ж/б утяжелителей типа УБО. Упрощение производства достигается благодаря меньшим габаритным размерам коробов, что позволяет упростить необходимую оснастку. Также благодаря меньшим габаритам и возможности более плотного размещения коробов один в другом снижаются затраты на транспортировку. Также благодаря меньшим габаритным размерам и весу коробов установка и монтаж на трубопровод в незаполненном балластом состоянии может осуществляться вручную без специальной подъемной техники.

Настоящая полезная модель была подробно описана со ссылками на варианты ее осуществления, однако очевидно, что она может быть осуществлена в различных вариантах, не выходя за рамки заявленного объема правовой охраны, определяемого формулой полезной модели.

1. Устройство для балластировки, содержащее пару полых коробов, выполненных с возможностью заполнения их балластом, причем коробы в рабочем состоянии расположены, по существу, симметрично оси трубопровода; и средство соединения коробов друг с другом, отличающееся тем, что по меньшей мере один короб выполнен из текстильного материала, пропитанного твердеющим составом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что материал короба содержит по меньшей мере одно из: стеклоткани и/или базальтоткани.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один короб выполнен из материала, содержащего нетканый синтетический материал.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один короб имеет форму емкости, сужающейся в направлении дна ее полого тела.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один короб выполнен с возможностью закрывания верхнего его отверстия.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что короб содержит крышку.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство соединения включает в себя по меньшей мере один силовой пояс.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что по меньшей мере один силовой пояс выполнен с возможностью разъемного соединения со стенками коробов.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство соединения содержит силовой пояс, формирующий собой по меньшей мере одно кольцо, имеющее возможность обхвата короба так, что короб в рабочем состоянии фиксируется относительно тела трубы.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый короб содержит по меньшей мере один силовой пояс, разъемно или неразъемно соединенный с телом короба, при этом свободный конец силового пояса содержит петлю.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что силовые пояса коробов с петлями выполнены с возможностью их соединения между собой путем пропускания через петли стержня.

12. Устройство по п.6, отличающееся тем, что крышка содержит по меньшей мере одно сквозное отверстие.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один короб в своей нижней части содержит по меньшей мере одно дренажное отверстие.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство соединения содержит по меньшей мере один силовой пояс, выполненный с возможностью разъемного соединения с ближайшими друг к другу стенками короба.

15. Короб устройства для балластировки, выполненный с возможностью заполнения его балластом, а также с возможностью соединения с другим коробом так, что в рабочем состоянии они располагаются симметрично относительно оси трубопровода, отличающийся тем, что короб выполнен из текстильного материала, пропитанного твердеющим составом.

16. Короб по п.15, отличающийся тем, что материал короба содержит по меньшей мере одно из: стеклоткани и/или базальтоткани, нетканого синтетического материала.

17. Короб по п.15, отличающийся тем, что короб выполнен с возможностью закрывания верхнего его отверстия.

18. Короб по п.17, отличающийся тем, что короб содержит крышку.

19. Короб по п.18, отличающийся тем, что крышка содержит по меньшей мере одно сквозное отверстие.

20. Короб по п.15, отличающийся тем, что короб в своей нижней части содержит по меньшей мере одно дренажное отверстие.

21. Короб по п.15, отличающийся тем, что короб содержит ребра жесткости.

22. Короб по п.15, отличающийся тем, что по меньшей мере часть стенок короба выполнена армированной.

23. Короб по п.22, отличающийся тем, что армирование выполнено по меньшей мере одним из: полимерного материала, металла, текстильного материала, базальтоткани, базальтового ровинга, стеклянного ровинга.

24. Короб по п.15, отличающийся тем, что короб содержит по меньшей мере одну грузовую петлю.

25. Короб по п.24, отличающийся тем, что грузовая петля выполнена в виде одного из: отверстия в боковой стенке, петли из гибкого материала.

26. Короб по п.25, отличающийся тем, что гибкий материал содержит текстильный материал.

27. Короб по п.15, отличающийся тем, что короб содержит в месте предполагаемого контакта короба с трубой защитную прокладку.

28. Короб по п.27, отличающийся тем, что прокладка выполнена из материала, содержащего по меньшей мере одно из: текстильного материала, резины, полимерного материала, нетканого синтетического материала.