Винахід відноситься до будівництва і використовується при спорудженні трубопроводів. Трубопровід закріплюють трубчастими анкерами, через які подають в грунт в'язкий матеріал. Останній під тиском подають через отвори, виконані в бічній поверхні нижньої частини анкерів. Дано рекомендації по вибору типу в'яжучого і тиску для його подачі в залежності від типу грунтів. Підвищують надійність закріплення трубопроводу. 1 з.п. ф-ли, 1 мул.
Уфімський державний нафтовий технічний університет
Винахід відноситься до будівництва магістральних трубопроводів.
Відомий спосіб баластування підземного трубопроводу з застосуванням анкерних пристроїв [Васильєв І.П. Баластування і закріплення трубопроводів. - М. Недра, 1984 р с.115-131].
Недоліками відомого способу є недостатня надійність, необхідність використання спеціальної техніки.
Найбільш близьким технічним рішенням до заявляється винаходу (прототипом) є спосіб закріплення трубопроводу на проектних відмітках з використанням ін'єкційних анкерів, що полягає в тому, що трубчасті анкери з оболонками закріплювалися в грунті цементним розчином, що подається під тиском 0,5-1,2 мПа в виготовлену з латексу оболонку діаметром 60 мм, довжиною 630 мм через отвори на бічній поверхні труби, закриті гумовими кільцями, протягом 5-10 хв [А.М.Ліпкінд. Ін'єкційні анкери для закріплення трубопроводів. Будівництво трубопроводів. 1983 р 11, с.20-21].
Недоліками прототипу є низька надійність конструкції через можливість руйнування оболонки з латексу при впровадженні в грунт анкера, низьке значення зчеплення між оболонкою анкера і грунтом, неможливість кріплення в слабких водонасичених і щільних грунтах.
Винахід вирішує технічне завдання збільшення утримуючої здатності анкера, скорочення часу ін'єктування і підвищення експлуатаційної надійності баластування.
Зазначена задача вирішується тим, що в способі закріплення трубопроводу, що включає закріплення в грунті трубчастих анкерів з отворами на бічній поверхні шляхом ін'єктування в'яжучого продукту в грунт з подальшим з'єднанням анкера з трубопроводом за допомогою силових поясів, згідно винаходу терпкий продукт ін'ектіруют в грунт через отвори, виконані в нижньої частини бічної поверхні труби змінного діаметру, під тиском 0,1. 0,5 мПа в попередньо певний прошарок слабкого незв'язного грунту, а при закріпленні в щільних зв'язних грунтах в'яжучий ін'ектіруют під тиском 1,5. 10 мПа протягом 0,5-4 хвилин. Причому в якості в'яжучого продукту використовують нафтові бітуми, рідке скло, різні смоли та інші водонерозчинні швидкодіючі речовини. Після затвердіння ін'ектіруемого в'яжучого продукту анкер і маса затверділого продукту створюють єдину конструкцію з утримує здатністю вище, ніж у прототипу приблизно на 30. 40%. Причому в обох випадках при подачі закріплює продукту в слабку прошарок або в щільні зв'язні грунти оголовок анкера-ін'єктора виконаний роз'ємним для використання на наступні анкери.
На кресленні зображений трубопровід, закріплений на проектних відмітках за допомогою анкера-ін'єктора.
Анкер 1 впроваджений в грунт 2, що закріплює продукт 3 ін'ектірован в прошарок слабкого грунту 4 через змінний оголовок 5 зі штуцерами 6 і 7, трубопровід 8 покладений на дно траншеї 9 і з'єднаний з анкером 1 через прокладку 10 за допомогою силового пояса 11.
Штуцер 6 оголовка 5 анкера 1 призначений для приєднання напірних шлангів, які подають закріплює продукт. Штуцер 7 оголовка 5 анкера 1 призначений для приєднання шлангів, які подають стиснене повітря від компресора з метою видавлювання ін'ектіруемого продукту з порожнини анкери 1 в грунт, що забезпечує економію в'яжучого. Діаметр анкера-ін'єктора 1 виконаний змінним (див. Креслення) з метою запобігання можливості виходу ін'ектіруемого в'яжучого на поверхню грунту в траншеї.
Спосіб закріплення трубопроводу здійснюють наступним чином. Бурової машиною БМ253 на ділянці, де необхідно виконувати закріплення трубопроводу 8, пробуривают свердловини до глибини 8 м і визначають характеристики грунтів, а також і глибину прошарку слабких незв'язних грунтів 4. У виритої траншеї 9 трубопроводу 8 машиною для впровадження анкерів 1 ВАГ206 виробляють впровадження ін'єкційного анкера 1 на глибину розташування прошарку 4 слабких незв'язних грунтів. Надягають оголовок 5 анкера 1. За допомогою насоса або обпресувальні агрегату, наприклад А 0401, виробляють через штуцер 6 закачування закріплює продукту 3 в грунт через перфоровану нижню частину анкера, потім проводять під'єднання компресора, наприклад ЗИФ-50, до штуцера 7 анкера і спорожняють внутрішню порожнину анкера видавлюванням продукту в грунт. Потім проводять впровадження наступного анкера і його закріплення. Трубопровід, зварений в нитку і заізольовані, укладають трубоукладачами на дно траншеї 9 між закріпленими анкерами 1, на трубу між анкерами 1 встановлюють прокладку 10 для захисту ізоляції від пошкоджень, встановлюють силовий пояс 11 між анкерами 1.
При відсутності прошарку слабкого грунту на глибині установки анкера 1 ін'єктування здійснюють в щільні шари грунту при більшому тиску: 1,5. 10 мПа, при цьому схема закріплення трубопроводу буде відрізнятися тільки відсутністю прошарку слабкого грунту 4 згідно з кресленням. Закріплення трубопроводу з використанням ін'єкційних анкерів 1 в прошарок слабкого грунту здійснюють під тиском 0,1. 0,5 МПа. Тиск менше 0,1 МПа недостатньо для подачі закріплює продукту в шари слабкого незв'язного грунту, а збільшення тиску вище 0,5 МПа економічно недоцільно і може привести до порушення цілісності обсягу ін'ектіруемого продукту, збільшення відстані видалення закріплює продукту від анкера 1, зменшенню його товщини і тим самим до зменшення несучої здатності анкера 1.
Час ін'єктування менше 0,5 хв недостатньо для подачі необхідної кількості закріплює продукту в слабкі незв'язні шари грунту, а збільшення часу ін'єктування більше 4 хв економічно недоцільно.
Закріплення трубопроводу з використанням ін'єкційних анкерів 1 при установці анкерів 1 в щільних зв'язних грунтах здійснюють подачею закріплює продукту в два етапи: на першому етапі терпкий продукт (що закріплює) подають під тиском 5,0. 10,0 МПа і 1,5. 5,0 МПа на другому етапі. На першому етапі тиск 5,0. 10,0 МПа забезпечує руйнування зв'язності ґрунту навколо анкера 1 під впливом статичного і динамічного тиску струминного потоку в'язкого продукту 3 і його проникнення в товщу грунтового масиву. Тиск понад 10,0 МПа економічно недоцільно і технічно складно забезпечити через необхідність застосування спеціальних машин і механізмів. На другому етапі тиск 1,5. 5,0 МПа забезпечує заповнення всіх пір обсягу в товщі грунту, що утворився на першому етапі ін'єктування. При цьому тиск більше 5,0 МПа економічно недоцільно, а тиск менше 1,5 МПа не забезпечує проникнення в'яжучого (закріплює) продукту в грунт.
Пропонований винахід відповідає критерію "промислова придатність", так як знайде застосування для закріплення магістральних трубопроводів при їх спорудженні як в слабких водонасичених, так і в щільних грунтах.
Використання пропонованого винаходу для закріплення трубопроводів дозволить підвищити експлуатаційну надійність баластування за рахунок збільшення утримуючої здатності анкера в порівнянні з прототипом.
1. Метод фіксації трубопроводу, що включає закріплення в грунті трубчастих анкерів з отворами на бічній поверхні шляхом ін'єктування в'яжучого продукту з подальшим з'єднанням анкера з трубопроводом за допомогою силових поясів, що відрізняється тим, що терпкий продукт ін'ектіруют в грунт через отвори, виконані в нижній частині бічної поверхні труби змінного діаметру під тиском 0,1-0,5 мПа в попередньо певний прошарок слабкого незв'язного грунту, а при закріпленні в щільних зв'язних грунтах в'яжучий ін'єкт ють під тиском 1,5-10 мПа.
2. Спосіб закріплення трубопроводу по п. 1, який відрізняється тим, що в якості в'яжучого продукту використовують нафтові бітуми, рідке скло, різні смоли та інші водонерозчинні швидкотверднучі речовини.