用于把管子鋪設在地面中的鉆具的制作方法
【專利摘要】一種用于圍繞掩埋的長形元件（1）鋪設管子（3）的鉆具，包括鉆頭（2），該鉆頭（2）被掩埋的元件（1）引導，在增壓流體的作用下從掩埋的元件的第一自由端部（14）朝向掩埋的元件（1）的第二端部（13）運動，并且拉動管子（3），該鉆具的特征在于該鉆具包括增壓裝置（4），該增壓裝置（4）附接到掩埋的元件（1）的第一端部（14），能夠滑動到被鉆頭（2）拉動的管子（3）中并且能夠通過用布置在鉆頭（2）和增壓裝置（4）之間的壓力室（42）的增壓流體增壓來產生對鉆頭（2）的推動力。
【專利說明】用于把管子鋪設在地面中的鉆具
[0001]本發明涉及能夠圍繞電纜或任何其他的掩埋的長線形元件鉆通路的鉆具，該鉆具被所述電纜或掩埋的長線形元件引導，所述工具在其后方拉動管子。
[0002]一百多年來，許多電力電纜或通信電纜或其他的管路已經被鋪設在地面中。它們中的許多現在從技術觀點上完全地過時或能力不夠；它們因此應當被更換。此外，可能感興趣的是，找回已經變得無用的電纜，以回收導線的銅以及以留出在越來越具妨礙性的底土中的空間。
[0003]最簡單的回收方法將包括在待移除的電纜上挖掘溝渠。該方法由于土木工程成本本身是昂貴的，對于在市區中工作來說或當掩埋的電纜緊鄰其他的電纜或管子鋪設時或當其經過人行道或鐵路軌道時是非常不合適的。
[0004]為了使移掉這樣的區域中的電纜成為可能，各種工具已經被提出。第FR2.851.317號專利描述了其中起重機拉待更換的電纜的系統，電纜的端部連接到新的電纜，新的電纜因此代替舊的電纜被拉動。這樣的設備要求高功率的起重機，該方法當更換電纜的直徑比待更換電纜的直徑更重要時難以應用。第FR2.492.178號專利描述了能夠沿著被液壓裝置驅動的掩埋的電纜而運動的工具，所述工具提供了圍繞掩埋的電纜的空間從而能夠在以后容易地將其移除。新的電纜然后可以鋪設在合適的空間中。文獻FR2.523.170描述了能夠拉動新的電纜的沖擊頭。
[0005]所引用的文獻中沒有一個提到能夠沿著鋪設在地面中的電纜運動并且能夠在其后方拉動管子以便然后能夠容易地移掉現存的電纜然后鋪設新的電纜的工具。
[0006]為此，本發明提出用于圍繞掩埋的長形元件鋪設管子的鉆具，該鉆具包括鉆頭，該鉆頭被掩埋的元件引導，在增壓流體的作用下從掩埋的元件的第一自由端部朝向掩埋的元件的第二端部運動，并且拉動管子，該鉆具的特征在于該鉆具包括增壓裝置，該增壓裝置附接到掩埋的元件的第一端部，能夠滑動到被鉆頭拉動的管子中并且能夠通過用布置在鉆頭和增壓裝置之間的壓力室的所述增壓流體增壓來產生對鉆頭的推動力。可選擇的實施方案在從屬權利要求中描述。本發明通過利用壓力室的增壓產生另外的推動力改進了管子圍繞長形元件的鋪設。
[0007]有利地，鉆頭被壓力室直接供給增壓流體。本發明提供了經濟的工具，這是因為鉆頭被壓力室直接供給增壓流體:沒有在圍繞掩埋的電纜或管道的地面的加寬期間跟隨鉆頭的供給管。工具的效率也被增加，這是因為在安裝的管子和掩埋的元件之間沒有這種供給
管的摩擦。
[0008]根據本發明的鉆具的特定的實施方案在以下的描述中更精確地陳述，以下的描述將關于包括圖的附圖來考慮，其中:
[0009]圖1顯示了使用根據本發明的鉆具來鋪設掩埋的管子的操作的大體的示意圖，
[0010]圖2顯示了鉆頭的部分橫截面圖，該鉆頭是根據本發明的鉆具的一部分。
[0011]圖3顯示了帽的前視圖，該帽固定到待移除的電纜的端部并且是根據本發明的鉆具的一部分，
[0012]圖4是之前的圖中的帽的橫截面圖，[0013]圖5顯示了安全圓盤的前視圖，并且
[0014]圖6是之前的圖中的圓盤的側視圖。
[0015]圖1示出了掩埋在堤防10中的被兩個挖掘部(excavation) 11和12環繞的待移掉的電纜I，其中電纜I的兩個端部13和14通到兩個挖掘部11和12中。鉆頭2穿過挖掘部12已經圍繞端部14插入，鉆頭2的后側20牢固地連接到管子3，管子3從而在鉆頭2的前進運動時前進。外部驅動器30例如履帶推動驅動器可被提供以幫助管子3的前進。鉆頭2包括固定于電纜I的后部端部14的帽4。基于壓縮機41的增壓空氣入口管路40連接到帽4，以便將布置在管子3內的在帽4和工具2的后側之間的壓力室42置于壓力下。設備可包括固定圓盤6，該固定圓盤6靠近電纜I的端部13牢固地固定并且能夠緊壓挖掘部11的壁110以阻止電纜I的任何移掉運動。
[0016]當壓力室42被管路40供應增壓空氣并且穿過密封的帽4供給增壓空氣時，空氣壓力在室42內快速地增加。室42可被未完全密封的安全圓盤5分成兩個室420和421，兩個室420和421中的壓力在正常操作狀況中是相等的。
[0017]當室421被置于壓力下時，推動力逆著鉆頭的后側20施加到前部。該推動力等于室421中的壓強乘以其外徑對應于管子3的內徑而其內徑對應于電纜I的外徑的冠部(crown)的截面。該連續的推動力可達到幾百daN的值，幫助鉆頭2沿著電纜I的漸進。
[0018]圖2上顯示的鉆頭2實質上由已知的技術的沖擊頭(impact head)構成。該沖擊頭包括滑動到彼此上幾毫米的兩個主體21和22。鉆頭2的對應地來自主體22的后側20包括噴嘴200的一個或數個孔，該一個或數個孔朝向刀具頭室201引導來自室421的增壓空氣，該刀具頭室201設置在主體21和主體22之間并且容納振蕩塊202。該室201的空氣入口管和空氣出口管以已知的方式以這樣的一種方式安裝:在空氣壓力下，振蕩塊202開始振蕩并且有規律地變得撞擊鉆頭2的主體21的后側210，以便使工具2根據敲打錘的已知的技術以脈動的方式前進。彈簧裝置204布置在刀具頭室201的后部部分中，以便接納和阻尼在振蕩塊202的后部處的震動。以203表示的過濾器防止灰塵或碎片透入管路200中并阻塞刀具頭室201。
[0019]該鉆頭2的新的特征在其后部被發現，在其后部處可看到管子3的端部被牢固地固定到主體22的固定部分220。該固定部分包括凹口或使確保管子3的牢固保持住成為可能的任何其他的裝置。管夾持器221變得通過外側緊緊地包圍管子3的端部，以便確保管子3抵靠著固定部分220保持住。密封件，例如O形環密封件222，變得確保管子3和主體22之間的緊密性，從而產生增壓室421，從而實現了諸如之前描述的連續的另外的推動變得通過上文描述的敲打被加入穿透力。
[0020]圖3和圖4是上文提到的帽4的兩個表示。例如所顯示的，帽4在其的正常操作狀態中，增壓空氣入口管路40連接到以400表示的管路固定部。同軸于帽4布置并且在任一側上穿過帽4的管子401通到孔402上，孔402向室42 (相應地為室420)供應增壓空氣。緊固件43將帽4的圓柱形的部分430連接到附接裝置15，該附接裝置15固定到電纜I的端部。例如O形環密封件的密封裝置44確保室420和管子3的后部部分之間的緊密性。該密封裝置44是允許在管子3被鉆頭2拉動期間管子3圍繞帽4滑動的裝置。
[0021]當鉆頭2已經沿著電纜I前進幾十米時，室42中的增壓空氣表現出非常高的動力。在附接裝置43、15在電纜I和帽4之間斷裂的情況下，帽4將因此被沿著管子3的后端像炮彈一樣投擲。在挖掘部12中工作的人員可因此受到嚴重傷害。
[0022]在帽4和電纜I之間的附接裝置43、15破裂的情況下，圓柱形部分430不再被電纜I保持，室42中的空氣壓力因此可通過孔431推動固定到所述圓柱形部分430的逐漸變細的錐形冠部432至圖的右部。通過這種軸向運動，能夠被徑向地運動的兩個制動襯片433被其逐漸變細的接觸表面向外推動并且變得制動，然后抵靠著管子3的內部表面阻擋帽4。同時，室42的增壓空氣供應孔402通過滑動管狀部分430關閉，從而切斷該室的增壓空氣供應。
[0023]帽4因此實質上用來產生壓力室42，該帽4設置有所描述的安全裝置以防止如果其附接裝置發生斷裂時的任何事故。
[0024]仍可提供另外的裝置以防止設備出故障的后果。該裝置由圖1上以5表示的安全圓盤構成。如在圖5和6上所顯示的,安全圓盤5由兩個半管狀部分50和51構成,兩個半管狀部分50和51緊緊地包圍接近電纜I的后端的部分并且用螺釘52固定在一起。如與圖1比較所表明的，該圓盤5將壓力室42分成兩個部分420和421。這些部分未密封地分離，在這些部分之間，在圓盤442的邊界上以及在兩個半管狀部分423之間有聯接部。在正常的操作中，空氣壓力可通過聯接部422和423容易地從室420傳遞至室421，而在室420中的突然低氣壓(depression)的情況下,室421的空氣僅將更緩慢地逸出。
[0025]設備可包括圖1上以6表示的固定圓盤。其是具有明顯地大于電纜I的外徑的外徑并且在電纜I的通到挖掘部11中的端部13處牢固地固定在電纜I上的圓盤。當鉆頭2到達挖掘部11的鄰近處時，電纜I的在鉆頭2和挖掘部11的壁110之間的其余的部分可太小而不能保持電纜1，電纜I因此能夠被鉆頭2吞沒。為了防止這一點，因此固定圓盤6緊靠壁110，防止電纜I進入地面中的運動。
[0026]上文提到的說明描述了根據本發明的鉆具的優選的實施方案；明顯的是，所描述的元件中的一個或其他的各種結構上的可選擇的方案可被考慮。
[0027]特別地，工具已經被描述為使用增壓空氣來操作，等效的工具還可使用液體例如增壓水來操作，技術人員能夠使所描述的元件適合于這樣的功能。
[0028]根據本發明的工具已經被描述為可適合于電纜I的縮回；明顯的是，其可以容易地使自身適合于管路或任何其他的圓形截面的長線形或長形元件的縮回。
【權利要求】
1.一種用于圍繞掩埋的長形元件(I)鋪設管子(3)的鉆具，包括鉆頭(2)，所述鉆頭(2)被所述掩埋的元件(I)引導，在增壓流體的作用下從所述掩埋的元件的第一自由端部(14)朝向所述掩埋的元件(I)的第二端部(13)運動，并且拉動所述管子(3)，其特征在于，所述鉆具包括增壓裝置(4)，所述增壓裝置(4)附接到所述掩埋的元件(I)的所述第一端部(14)，能夠滑動到被所述鉆頭(2)拉動的所述管子(3)中并且能夠通過用布置在所述鉆頭(2)和所述增壓裝置(4)之間的壓力室(42)的所述增壓流體增壓來產生對所述鉆頭(2)的推動力。
2.根據權利要求1所述的鉆具，其特征在于，所述鉆頭(2)被所述壓力室(42)直接供給增壓流體。
3.根據權利要求1或2所述的鉆具，其特征在于，所述鉆具在其前部部分上包括所述鉆頭(2)，所述鉆頭(2)包括在第二同中心主體(22)上滑動的第一沖擊主體(21)、被用于供應和引導所述增壓流體的裝置(41、40、42、200、201)驅動而有規律地變得撞擊所述沖擊主體(21)的后側(201)的振蕩塊(202)，所述鉆頭(2)像敲打錘一樣地操作，所述鉆頭被同軸于所述掩埋的長形元件(I)而布置和前進， 并且所述第二同中心主體(22)包括所述管子(3)的密封固定裝置(220、222)， 并且所述增壓裝置是具有圓柱形形狀的帽(4)，所述帽(4)在拉動期間布置在所述鉆具的后方以及所述長形元件(I)的所述第一自由端部(14)的后方、所述管子(3)內，所述帽(4)附接到所述自由端 部(14)并且設置有在其外周和所述管子(3)的內部表面之間的滑動密封裝置(44)， 所述帽(4)包括具有所述增壓流體的供給管(40)的附接裝置(400)，供給管(401、402)使用在所述壓力室(42)內部的所述增壓流體供給，所述壓力室(42)布置在所述管子(3)的前部部分中、在所述第二主體(22)的后側(20)和所述帽(4)的前側之間，被所述增壓流體施加的壓力產生對所述第二主體(22)的所述后側(20)的實質上連續的推動力，有助于所述鉆頭(2)圍繞所述長形元件(I)拉動所述管子(3)的推動。
4.根據權利要求3所述的鉆具，其特征在于，在所述第二同中心主體(22)上的所述管子(3)的所述密封固定裝置包括所述第二同中心主體(22)的具有凹口(220)的實質上圓柱形的部分以及布置在所述第二同中心主體(22)和所述管子(3)之間的O形環密封件(222)。
5.根據權利要求4所述的鉆具，其特征在于，在所述第二同中心主體(22)上的所述管子(3)的所述密封固定裝置還包括管夾持器(221)，所述管夾持器(221)布置在所述管子(3)的外側表面上并且變得將所述管子(3)壓緊所述第二同中心主體(22)的設置有凹口(220)的所述實質上圓柱形的表面。
6.根據權利要求3至5中任一項所述的鉆具，其特征在于，所述鉆具還包括用于過濾流體系統(200)的管中的流體的過濾器裝置(203)。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的鉆具，其特征在于，被施加到所述鉆頭的所述實質上連續的推動力實質上等于所述壓力室(42、421)中的流體的壓強值乘以冠部的截面的乘積，所述冠部的截面的外徑等于所述管子(3)的內徑并且所述內徑等于所述長形元件Cl)的外徑。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的鉆具，其特征在于，相關聯的增壓裝置(4)包括安全裝置，所述安全裝置包括至少兩個制動襯片(433)，所述至少兩個制動襯片(433)在所述增壓裝置(4)的附接到所述長形元件(I)的所述端部(14)的附接部(430、15)的破裂期間能夠在被所述壓力室(42、420)內部的壓力驅動的錐形冠部的作用下徑向地運動并且能夠在所述管子(3 )內阻擋所述增壓裝置(4 )，裝置(401、402 )也被提供以中斷增壓流體到達所述壓力室(42、420)。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的鉆具，其特征在于，安全圓盤(5)關聯到所述鉆具，所述安全圓盤(5)包括兩個半管狀部分(50、51)，所述兩個半管狀部分(50、51)緊緊地包圍靠近所述長形元件(I)的所述第一后端部(14)的部分并且被螺釘(52)固定在一起，所述安全圓盤(5)將所述壓力室(42)分成兩個室部分(420、421)，小截面的流體連通部(422、423)設置在所述安全圓盤(5)中并且連接所述兩個室部分(420、421)。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的鉆具，其特征在于，所述流體是空氣。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的鉆具，其特征在于，所述流體是液體。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的鉆具，其特征在于，固定圓盤(6)能夠關聯到所述鉆具，所述固定圓盤(6)在靠近所述長形元件(I)的所述第二自由端部(13)處附接于所述長形元件(1)，所述圓盤(6)的支撐表面變得緊靠回填物的壁(110)以防止所述長形元件(I)的縮回運動。
13.根據權利要求1至12中任一項所述的鉆具，其特征在于，所述長形元件(I)是電力電纜或通信電纜。
14.根據前述權利要求中任一項所述的鉆具，其特征在于，所述長形元件(I)是管。
15.一種用于圍繞掩埋的長形元件(I)鋪設管子(3)的方法，包括以下的步驟，其包括: -借助于增壓流體產生鉆頭從所述長形元件(I)的第一自由端部(14)的前進； -通過所述鉆頭(2)拉動所述管子(3)； -產生在所述鉆頭(2)和所述長形元件(I)的所述第一自由端部(14)之間的壓力室(42)； -通過增壓所述壓力室(42)將另外的推動力施加在所述鉆頭(2)上。
【文檔編號】E21B4/14GK103717823SQ201280036517
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年7月30日 優先權日:2011年8月2日
【發明者】安德澤·瓦辛斯基 申請人:普拉麥特茲控股股份公司, Ehtp液壓和公共工程公司