專利名稱：管道插入系統(tǒng)的制作方法
管道插入系統(tǒng)
背景技術(shù)：
用于移動天然氣、石油以及其他氣體和流體的管道可以安裝在隧道內(nèi)，通過濕地、穿過海岸線、以及限制性接近的其他環(huán)境，以建造管道。根據(jù)位置的不同，這種管道可能需要在這種環(huán)境中貫穿延伸許多公里。例如，在大城市地下的隧道中的管道可具有8公里或更長的長度。為了在隧道內(nèi)建造這種管道，可以用隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)對隧道鉆孔。一旦隧道被鉆孔(或者正在對隧道鉆孔時)，可以在隧道中安裝一個或多個管道。典型地，安裝在這種隧道中的管道由許多焊接在一起的管道段構(gòu)成，以形成通常直線延伸的管道。遺憾地是，隧道內(nèi)的環(huán)境條件通常妨礙安裝管道的焊工和其他建筑工的生產(chǎn)力。與進(jìn)入濕地和海岸線相關(guān)的環(huán)境條件也會妨礙與管道的安裝相關(guān)的生產(chǎn)力。因此，需要改進(jìn)現(xiàn)有的安裝管道的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
下文是這里更詳細(xì)地描述的主題的簡要總結(jié)。此總結(jié)并非旨在限制權(quán)利要求的范圍。這里描述了與安裝管道相關(guān)的各種技術(shù)。一個示例性系統(tǒng)可對應(yīng)于管道插入系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可包括插入裝置，該插入裝置包括框架、可與框架滑動接合的可移動夾緊裝置、以及至少一個驅(qū)動器。該系統(tǒng)還可包括至少一個控制器，所述控制器包括一個或多個計算機(jī)、處理器、和/或可操作性地被構(gòu)造為操作插入裝置以移動管道并監(jiān)測系統(tǒng)的操作的其他電子元件。所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，使所述至少一個驅(qū)動器將可移動夾緊裝置沿著框架在第一位置和第二位置之間移動。而且，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，使可移動夾緊裝置在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。在第一狀態(tài)，可移動夾緊裝置用來夾緊(即，剛性地接合并抓住)由管道插入裝置容納的管道的至少一部分，并防止可移動夾緊裝置與管道之間的相對運(yùn)動。在第二狀態(tài)，可移動夾緊裝置用來釋放管道的該至少一部分，并允許可移動夾緊裝置與管道之間的相對運(yùn)動。此所述系統(tǒng)還可包括多個殼體段。每個殼體段可由混凝土或其他材料構(gòu)成，并可在其中包括至少一個孔以容納管道的部分。該系統(tǒng)還可包括多個支撐框架。每個支撐框架包括穿過其中的通道，至少一個軸承安裝于通道中，容納管道的與該至少一個軸承操作性地滑動連接的部分。在此所述實(shí)施方式中，支撐框架分別定位在相鄰殼體段的孔的端部之間，使得殼體段的孔與支撐框架的通道對準(zhǔn)，以容納貫穿一系列多對相鄰殼體段和支撐框架的以大致直線延伸的管道。在該系統(tǒng)的操作過程中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，使可移動夾緊裝置轉(zhuǎn)換至第一狀態(tài)，以夾緊管道的至少一部分，并使所述至少一個驅(qū)動器將可移動夾緊裝置從第一位置移動至第二位置，以在至少一個殼體段的至少一個孔內(nèi)和至少一個支撐框架的至少一個通道內(nèi)移動管道的部分。而且，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，使可移動夾緊裝置轉(zhuǎn)換至第二狀態(tài)，并使所述至少一個驅(qū)動器將可移動夾緊裝置在相反的方向上從第二位置移動至第一位置，且不相對于殼體段和支撐框架移動管道。在此所述實(shí)施方式中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，以多個插入周期操作插入裝置，以逐漸推動管道通過多個殼體段的孔。這種殼體段可具有一定的長度，以允許將足夠數(shù)量的支撐框架放置在相鄰殼體段的端部之間，以支持將管道通過殼體段的孔移動幾公里的距離，而管道不會彎曲，并且在管道的外表面和殼體段的孔的內(nèi)表面之間沒有(或至少最小程度的)接觸。當(dāng)安裝新的管道時，在一次或多次插入管道的部分之后(通過可移動夾緊裝置一次或多次地從第一位置移動至第二位置)，可將一個或多個額外的管道段焊接至管道的在殼體段之外延伸的部分(即外端)。一旦已經(jīng)以此方式加長管道，便可再次操作插入裝置，以一次或多次地移動可移動夾緊裝置，以將更多管道插入殼體段的孔中。此過程可根據(jù)需要重復(fù)多個插入周期，以在隧道中插入所需長度的管道。而且，應(yīng)理解，在所述實(shí)施方式中，所述至少一個控制器可操作性地被構(gòu)造為，操作插入裝置以將管道從殼體段中移出。這可這樣實(shí)現(xiàn):通過可移動夾緊裝置一次或多次地從第二位置移動至第一位置，以將管道從殼體段的孔中向外拉出。所移出的管道的一段或多段可以是管道的切斷部分。一旦已經(jīng)以此方式縮短管道，便可再次操作插入裝置，以一次或多次地移動可移動夾緊裝置，以將管道的額外部分從殼體段的孔中拉出。此過程可根據(jù)需要重復(fù)多個抽出周期，以移出并拆卸管道。在閱讀并理解附圖和描述后，將認(rèn)識到其他方面。


圖1是示例性管道插入系統(tǒng)的示意圖。圖2是插入裝置的示例性實(shí)施方式的透視圖。圖3是插入裝置的示例性可移動夾緊裝置的透視圖。圖4是示例性可移動夾緊裝置的前平面圖。圖5是殼體段和支撐框架的示例性布置的透視圖。圖6是安裝在相鄰殼體段的端部之間的示例性支撐框架的透視圖。圖7是沒有管道和殼體段的示例性支撐框架的透視圖。圖8是安裝在隧道中的示例性支撐框架的前平面圖。圖9是示出了用于操作管道插入裝置以插入管道的示例性方法的流程圖。圖10是示出了用于操作管道插入裝置以抽出管道的示例性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖描述與管道安裝相關(guān)的各種技術(shù)，其中，相似的參考數(shù)字在文中代表相似的元件。另外，為了說明的目的，在這里示出并描述了示例性系統(tǒng)的幾個功能框圖；然而，應(yīng)理解，被描述為由某些系統(tǒng)部件和裝置執(zhí)行的功能可以用多個部件和裝置來執(zhí)行。類似地，例如，部件/裝置可被構(gòu)造為執(zhí)行被描述為由多個部件/裝置執(zhí)行的功能。參考圖1，示出了示例性管道插入系統(tǒng)100，其便于在幾公里的長度上移動管道。在一個示例性實(shí)施方式中，系統(tǒng)100包括插入裝置102。如下面更詳細(xì)地說明的，這里描述的插入裝置用來將管道在通常的直線上移動至隧道或其他位置(例如濕地，海岸線)中和移動離開隧道或其他位置。例如，這種管道可對應(yīng)于具有30英寸外徑、0.500英寸壁厚的AP1-5L-X70鋼管的管道。然而，應(yīng)理解的是，在替代實(shí)施方式中，可以使用其他尺寸的管道。該示例性系統(tǒng)可包括至少一個控制器126，該控制器用來控制插入裝置的一個或多個特征。這種控制器可對應(yīng)于被操作性構(gòu)造為使得插入裝置的特征運(yùn)行的一個或多個處理器和相關(guān)的電子元件。例如，該系統(tǒng)可包括在其中具有至少一個處理器160的計算機(jī)形式的控制器。計算機(jī)可包括軟件166，該軟件被操作性地構(gòu)造為控制插入裝置中的硬件(例如，電機(jī)、泵、閥等)。在另一實(shí)例中，控制器可包括處理器，例如，具有被構(gòu)造為操作插入裝置中的硬件的固件(firmware)的可編程邏輯控制器。在示例性實(shí)施方式中，控制器還可用來從安裝至插入裝置的硬件部件的傳感器128 (例如變換器)接收信號。如下面更詳細(xì)地說明的，控制器可響應(yīng)于這種傳感器信號，以控制插入裝置中的硬件如何操作?？刂破鬟€可用來將與硬件操作相關(guān)的信息以及來自傳感器的信號傳送至一個或多個本地和/或遠(yuǎn)程輸出裝置162 (例如，顯示屏、可視/可聽報警器)，以使用戶能夠監(jiān)測插入裝置。此外，控制器可與一個或多個輸入裝置164 (例如，觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo))操作連接，通過所述輸入裝置，用戶可提供控制控制器如何操作插入裝置的輸入。在一個示例性實(shí)施方式中，插入裝置102包括框架104。與框架以滑動接合方式安裝的是可移動夾緊裝置106。所述至少一個控制器被操作性地構(gòu)造為(例如編程為)使得可移動夾緊裝置在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，在第一狀態(tài)中，可移動夾緊裝置夾緊管道的一部分，并與其剛性接合，在第二狀態(tài)中，可移動夾緊裝置將管道的該部分從與可移動夾緊裝置的剛性接合中釋放。當(dāng)可移動夾緊裝置處于第一狀態(tài)時，所施加的夾緊力用來防止管道相對于可移動夾緊裝置的運(yùn)動。而且，應(yīng)理解，控制器可用來根據(jù)管道的直徑、重量和當(dāng)前長度、以及移動管道所需的力的大小而改變夾緊裝置所施加的夾緊力的大小。因此，如這里所使用的，第一狀態(tài)對應(yīng)于可移動夾緊裝置操作性地提供足夠的夾緊力以使管道不會相對于夾緊裝置滑動而能夠移動管道的狀態(tài)。在示例性實(shí)施方式中，可移動夾緊裝置可包括多個液壓缸，這些液壓缸用來使得可移動夾緊裝置的可移動部分190 (例如襯墊)移動，以剛性地夾緊管道?？赏ㄟ^所述控制器來控制用來操作液壓缸的液壓泵和閥。另外，所述插入裝置可包括一個或多個驅(qū)動器114，例如液壓電機(jī)。控制器可被操作性地構(gòu)造為使得驅(qū)動器將可移動夾緊裝置在框架上的第一位置108和第二位置110之間移動。如下面更詳細(xì)地說明的，在示例性實(shí)施方式中，插入裝置可包括齒條-小齒輪組件，其使得驅(qū)動器能夠?qū)⒃摽梢苿訆A緊裝置沿著框架移動。然而，應(yīng)理解，替代實(shí)施方式可采用其他類型的齒輪或其他能夠相對于框架移動該可移動夾緊裝置(以及夾在其中的管道)的機(jī)械組件。如圖1所示，所描述的系統(tǒng)可用來在鉆有孔的地下隧道130或其他管道應(yīng)用場合中插入管道。可通過隧道掘進(jìn)機(jī)來形成這種隧道。當(dāng)形成隧道時或在形成隧道之后，可在隧道內(nèi)安裝多個管道殼體段122。每個這種殼體段可包括通過其中的至少一個孔124 (BP,空心通道)。然而，在一個典型實(shí)例中，殼體段可在其中包括三個或更多個孔。而且，應(yīng)理解，如這里相對于殼體段使用的，術(shù)語“孔”并不要求該孔通過鉆孔過程形成。相反，在這里，將孔定義為空心通道，該空心通道可利用制造殼體段時的任何適當(dāng)?shù)墓に嚠a(chǎn)生，包括鉆孔和/或經(jīng)由模板、模具或其他鑄造技術(shù)。在示例性實(shí)施方式中，殼體段可對應(yīng)于預(yù)鑄混凝土段，這些預(yù)鑄混凝土段被運(yùn)輸至隧道中，并可以如下方式順序安裝，使得每個殼體段中的相應(yīng)孔與每個相鄰殼體段中的相應(yīng)孔軸向地對準(zhǔn)。在替代實(shí)施方式中，可通過在適當(dāng)?shù)哪０逯刑峁┗炷炼谒淼纼?nèi)形成殼體段。另外，應(yīng)理解，在一些實(shí)施方式中，所述孔可包括由建造殼體段的混凝土構(gòu)成的內(nèi)壁。然而，在替代實(shí)施方式中，殼體段的孔的壁可對應(yīng)于由其他材料制成的嵌在殼體段的混凝土本體中的管道(例如鋼管)。一旦將殼體段安裝在隧道中，殼體段的孔便提供直線通道，可將直線延伸的管道插入該通道中。而且，在諸如隧道的環(huán)境中，所描述的殼體段可對應(yīng)于地面段。例如，殼體段的上表面可以通常是平的，因此，可對應(yīng)于地面段和包含于其中的管道上方的通過隧道的路面的一部分，該路面能夠適應(yīng)人和/或車輛的運(yùn)動。然而，應(yīng)理解，在替代實(shí)施方式中，管道殼體段可以不包括可用作用于車輛的路面的上表面。如圖1所示，所描述的系統(tǒng)可進(jìn)一步包括多個支撐框架116。每個支撐框架可包括通過其中的通道118，至少一個軸承120安裝于該通道中，用于容納管道的與所述至少一個軸承120操作性地滑動連接的部分。這些支撐框架可相應(yīng)地定位在相鄰殼體段的孔之間的隧道中，使得殼體段的孔和支撐框架的通道對準(zhǔn)，以容納通過其中的基本上直線延伸的管道。在此所述實(shí)施方式中，以完全或至少基本上支撐整段管道的方式定位支撐框架的軸承120，以防止(或至少最小化)管道的部分在殼體段的孔的內(nèi)表面滑動。如圖1所示，殼體段可制造(例如鑄造)為包括底座170，支撐框架可安裝在該底座上。這種底座170可相對于孔124提供足夠的高度，并且，這種支撐框架可構(gòu)造為具有適當(dāng)?shù)某叽?，使得支撐框架在底座上的放置可使支撐框架的通?18與這些段的孔124基本上對準(zhǔn)(通過較小的位置調(diào)節(jié))。在這點(diǎn)上，應(yīng)理解，可使用適當(dāng)?shù)臏y量設(shè)備(例如激光)、墊片和其他對準(zhǔn)工具及裝置來將支撐框架的通道以按照與殼體段的孔需要的對準(zhǔn)量精確地放置，使得在特定管道應(yīng)用所需的公差內(nèi)。而且，應(yīng)理解，可適當(dāng)?shù)販y量并對準(zhǔn)殼體段，以將其相應(yīng)的孔軸向?qū)?zhǔn)地放置在隧道內(nèi)。而且，應(yīng)理解，這里描述的孔和通道的形狀可以不是圓柱形的。因此，如這里所使用的，孔和通道的基本對準(zhǔn)對應(yīng)于足以提供通過所述的孔和通道的至少一個通路的對準(zhǔn)，該通路能夠在其中容納基本上直圓柱形的管道。在所述系統(tǒng)的示例性實(shí)施方式中，插入裝置102還定位并對準(zhǔn)為，將管道的各部分適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)至殼體段和支撐框架的孔和通道中(和/或從其中引導(dǎo)出)。在一個示例性實(shí)施方式中，插入裝置可包括對準(zhǔn)裝置172，該對準(zhǔn)裝置用來選擇性地水平地和垂直地升高/降低所述框架的各部分，以將通過可移動夾緊裝置106的開口與安裝在隧道130中的殼體段122的孔124軸向地定位并對準(zhǔn)。一旦適當(dāng)?shù)囟ㄎ徊迦胙b置，便可將管道段安裝在可移動夾緊裝置中。然后，可操作控制器126，以使可移動夾緊裝置轉(zhuǎn)換至第一狀態(tài)(其夾緊管道)，并使所述至少一個驅(qū)動器將可移動夾緊裝置從第一位置108移動至第二位置110，以開始管道的各部分在殼體段的孔和支撐框架的通道內(nèi)的移動過程。在可移動夾緊裝置已經(jīng)移動至第二位置之后，控制器用來使可移動夾緊裝置轉(zhuǎn)換至第二狀態(tài)(其釋放管道)，并使所述至少一個驅(qū)動器將可移動夾緊裝置從第二位置移回至第一位置，而不使管道相對于殼體段和支撐框架移動(或至少基本上不移動)。如這里所使用的，經(jīng)由可移動夾緊裝置從第一位置移動至第二位置(在第一方向上)而將管道向前推動然后將可移動夾緊裝置(而不是管道)移回至第一位置(在與第一方向相反的第二方向上)的過程，在這里叫做一個插入周期。在一個或多個插入周期之后，可將一個或多個額外的管道段180焊接在管道112的端部上，然后可再次操作插入裝置(一個或多個插入周期)，以將加長的管道進(jìn)一步移動至殼體段中。插入裝置的周期性操作和額外的管道段的焊接可以繼續(xù)，直到所需長度的管道已經(jīng)移動通過所需數(shù)量的殼體段和支撐框架為止。如可理解的，可在相反的方向上執(zhí)行此所述過程，以從殼體段中抽出管道。如這里所使用的，經(jīng)由可移動夾緊裝置(在第二方向上的第一夾緊狀態(tài)中)從第二位置移動至第一位置然后將可移動夾緊裝置(而不是管道)從第二釋放狀態(tài)中(在第一方向上)移回至第二位置而向外拉出管道的過程，在這里叫做一個抽出周期。在一個或多個抽出周期之后，可將一個或多個管道段180與管道112的端部斷開，然后可再次操作插入裝置(一個或多個抽出周期)，以將縮短的管道進(jìn)一步從殼體段中移出。插入裝置的周期性操作和管道段的斷開可以繼續(xù)，直到已經(jīng)從殼體段和支撐框架中去除所需長度的管道為止。在一個示例性實(shí)施方式中，為了防止管道移動(當(dāng)可移動夾緊裝置處于第二釋放狀態(tài)中并在第一和第二位置之間移動時)，插入裝置可包括另一固定夾緊裝置150，以將管道保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，同時可移動夾緊裝置返回至另一位置?？刂破?26可用來使固定夾緊裝置150轉(zhuǎn)換至第一狀態(tài)(即夾緊狀態(tài))，以將管道剛性地保持在框架上的適當(dāng)位置，同時可移動夾緊裝置106返回至其適當(dāng)?shù)钠鹗嘉恢?，以進(jìn)行另一插入(或抽出)周期。而且，在可移動夾緊裝置106移動管道之前(作為插入或抽出周期)，控制器126用來使固定夾緊裝置150轉(zhuǎn)換至第二狀態(tài)(即釋放狀態(tài))，以當(dāng)用可移動夾緊裝置推動(或拉動)管道時，允許管道相對于固定夾緊裝置150移動?，F(xiàn)在參考圖2，示出了插入裝置200的一個示例性實(shí)施方式的透視圖。圖2示出了之前描述的可包括在插入裝置中的硬件部件的實(shí)例。這種硬件可包括可移動夾緊裝置202，該可移動夾緊裝置以與插入裝置框架204可滑動連接的方式安裝。這里，可移動夾緊裝置可包括支架(carriage，滑架)206，該支架與集成在插入裝置的框架204中的軌道208、210可滑動地接合(例如，經(jīng)由多個輥?zhàn)雍?或軸承232)。為了相對于框架移動可移動夾緊裝置202，支架206可包括幾個電機(jī)212 (例如液壓電機(jī))的形式的驅(qū)動器。這些液壓電機(jī)可定向為使安裝在軌道208、210之間的齒條214附近的相應(yīng)的小齒輪(圖3中以312示出)旋轉(zhuǎn)。之前描述的控制器可用來控制來自液壓泵的液壓，以選擇性地通過液壓電機(jī)使支架206沿著框架204移動。圖2還示出了固定夾緊裝置230的一個實(shí)例，該固定夾緊裝置以與框架204剛性接合的方式安裝。另外，圖2示出了可用來選擇性地定位并對準(zhǔn)插入裝置的對準(zhǔn)裝置的實(shí)例。這里，對準(zhǔn)裝置可包括液壓臺車216和218，以選擇性地橫向移動插入裝置。而且，對準(zhǔn)裝置可包括液壓千斤頂220、222，其包括垂直定向的液壓缸224，以選擇性地豎直移動插入
>j-U ρ α裝直。當(dāng)將插入裝置200初始定位在混凝土墊或其他基礎(chǔ)上時，可操作所述至少一個控制器，以通過臺車216、218橫向地移動插入裝置，從而將可移動夾緊裝置的開口與殼體段的孔水平地對準(zhǔn)。然后，可操作所述至少一個控制器，以通過液壓缸224選擇性地并分別地升高或降低插入裝置的每個液壓千斤頂220、222的每側(cè)，以將可移動夾緊裝置202中的開口與殼體段的孔豎直地對準(zhǔn)并定向?，F(xiàn)在參考圖3，示出了之前描述的可移動夾緊裝置202的透視圖300。圖3示出了液壓電機(jī)212，其可用來使相應(yīng)的小齒輪312 (沿著圖2所示的齒條214)旋轉(zhuǎn)。而且，如在此實(shí)例中示出的，可移動夾緊裝置202可包括多個可移動部分302，這些可移動部分圍繞可移動夾緊裝置中的容納管道的開口 304的至少一部分定位。這些可移動部分302可對應(yīng)于可更換的粘結(jié)摩擦瓦(在這里也叫做襯墊)。還如圖3中示出的，所述可移動部分302通?？砂惭b為向內(nèi)移動，以接觸管道的圓柱形表面的上半部(即上180度)。管道的下半部(即下180度)可通過可移動夾緊裝置的固定部分308支撐。這些固定部分也可包括可更換的粘結(jié)摩擦瓦/襯墊。在此所述實(shí)施方式中，可移動部分302可通過相應(yīng)的液壓缸306移動?？赏ㄟ^控制器來選擇性地操作這些液壓缸306，以控制可移動部分302施加至管道的夾緊力的大小。液壓缸306可用來使每個相應(yīng)的可移動部分302朝著相應(yīng)的固定部分308 (在管道的相對側(cè)上)向內(nèi)徑向移動，以在可移動夾緊裝置的之前描述的第一狀態(tài)中夾緊管道。可移動部分302還可向外徑向移動至可移動夾緊裝置的之前描述的第二狀態(tài)，以釋放作用于管道上的夾緊力。另外，應(yīng)理解，可移動夾緊裝置可包括多組相應(yīng)的可移動/固定部分，將這些組定位為在縱向方向上夾緊管道的不同部分?，F(xiàn)在參考圖4，示出了之前描述的可移動夾緊裝置202的前平面圖400，其中管道402的一部分被夾緊在可移動部分302和固定部分308 (S卩，瓦、襯墊)之間。圖4還示出了可移動夾緊裝置的支架206可以與插入裝置的框架204以可滑動接合方式安裝的一個實(shí)例。如之前描述的，所述管道插入系統(tǒng)可包括首尾相連地安裝在隧道中的多個殼體段。圖5示出了其中插入有三個管道510的殼體段502、504、506的一個實(shí)例布置500。圖5還示出了安裝在殼體段的端部之間的支撐框架522、524的實(shí)例。如此視圖中所示，支撐框架可位于相鄰殼體段中的開口或孔之間的間隙530、532中。為了使殼體段的上表面能夠用作路面，可在這些間隙上放置鋼板或其他平面元件540，以覆蓋支撐框架。圖6示出了支撐框架522的更大的透視圖600，該支撐框架定位在相鄰殼體段504,502的相對的端部604、606之間。如之前討論的，殼體段可包括底座522，該底座用來用作支撐框架602的基礎(chǔ)。圖6還示出了支撐框架可建造為支撐以并排關(guān)系布置的多個管道(例如，三個或其他數(shù)量的管道)。

在示例性實(shí)施方式中，殼體段可對應(yīng)于以首尾相連的關(guān)系安裝在隧道中的單獨(dú)澆筑的單元。然而，還應(yīng)理解，可將一個或多個殼體段彼此形成一體，作為公共且連續(xù)的單元的一部分，而不是獨(dú)立的部件。在這種情況中，術(shù)語殼體段使指整體單元的每個相應(yīng)部分，該整體單元在其中包括一個或多個孔，相應(yīng)的孔端被暴露為用于安裝與其相鄰的支撐框架。而且，在此所述實(shí)施方式中，用作支撐框架的基礎(chǔ)的底座612可對應(yīng)于連續(xù)單元的一部分，該連續(xù)單元整體地包括相鄰的多對殼體段?，F(xiàn)在參考圖7，示出了沒有管道和殼體段的支撐框架522的透視圖700。這里，支撐框架示出為包括三個通道702、704、706，管道可插入這些通道中。在此實(shí)例中，每個通道包括八個軸承，其中四個軸承720定位成支撐管道的下部，并且其中四個軸承722定位成引導(dǎo)管道的上部。在此所述實(shí)施方式中，安裝在每個通道中的軸承720、722對應(yīng)于球傳遞型輥?zhàn)印＿@種軸承可包括安裝在殼體內(nèi)的承載球體，該球由更小的滾珠軸承支撐。然而，應(yīng)理解，在替代實(shí)施方式中，可使用其他類型和/或數(shù)量的軸承(例如，成型滾珠軸承)來支撐管道和/或引導(dǎo)管道通過支撐框架中的通道。圖8示出了隧道800的橫截面圖，示出了支撐框架522可安裝在殼體段504的端部606附近的殼體段底座522上的方式，三個管道810、812、814貫穿該殼體段并貫穿支撐框架的相應(yīng)孔。如圖8所示，每個通道中的軸承830可安裝成使得與其相應(yīng)的滾動元件(SP，球體的頂部)的最內(nèi)延伸表面垂直的方向832定向為相對于旨在與支撐框架一起使用的管道810、812、814的相鄰?fù)獗砻?和/或中心縱向軸線)基本上是徑向的。然而，應(yīng)理解，具有相同或不同類型的軸承的替代實(shí)施方式可將軸承安裝在不同的位置和/或方向上。通常，支撐框架被構(gòu)造為防止管道與殼體段的孔的內(nèi)表面接觸。然而，重力和對準(zhǔn)新管道段時的誤差可能引起管道下垂或向上少量彎曲，刮擦殼體段的孔的內(nèi)壁的部分。在示例性實(shí)施方式中，管道表面的最下面部分840和最上面部分842可能在這方面經(jīng)歷最大的磨損，這會在這些區(qū)域中產(chǎn)生不光滑表面。為了將磨損減到最小，管道的這種不光滑表面可能影響軸承，可將軸承安裝在支撐框架的與這些預(yù)期磨損區(qū)域軸向偏離的位置中。因此，如圖8所示，在示例性實(shí)施方式中，每個通道中的下軸承720可安裝在管道的下半部的下方(以支撐性地容納管道)，位于與管道外表面的最下面部分840偏離的位置。類似地，每個通道中的上軸承722可安裝在管道的上半部的上方，位于與管道外表面的最上面部分842偏離的位置。然而，應(yīng)理解，在替代實(shí)施方式中，根據(jù)所涉及的管道插入的特殊應(yīng)用的承載特性，軸承可布置在圍繞通道內(nèi)部的其他位置中。另外，每個通道中的下軸承720和上軸承722可安裝在這樣的位置，使得并非通道中的所有軸承都能夠同時與管道的表面接觸。因此，當(dāng)管道812與下軸承720接觸時，在上軸承722和管道表面之間將存在間隙。類似地，如果管道包括在支撐框架的通道中向上彎曲以接觸上軸承722的部分，那么在下軸承和管道表面之間將存在間隙。在示例性系統(tǒng)中，當(dāng)管道加長時，插入裝置推動管道通過殼體段的孔所需的力的大小將增加。為了將推動管道所需的力的大小的增加速度減到最小，與更靠近插入裝置的位置相比，殼體段的長度以及由此支撐框架之間的距離可在更深入隧道的位置變得更短。例如，鄰近插入裝置在隧道入口附近的殼體段的長度可以是大約十米，而深入隧道四公里的殼體段的長度可以是大約八米，而深入隧道八公里的殼體段的長度可以是大約六米。因此，在此所述布置中，管道推入隧道中越遠(yuǎn)，(與后端相比)用來在管道前端處支撐設(shè)定長度管道的軸承的數(shù)量將增加。或者，在另一實(shí)施方式中，與前端相比，用來在管道后端處支撐設(shè)定長度管道的軸承的數(shù)量將增加。而且，在示例性實(shí)施方式中，對于所需管道的部分和/或所有長度，殼體段的長度可以基本上是均勻的。另外，為了將由于管道前部的下垂而使管道的前邊緣不容納于支撐框架或殼體段的可能性減到最小，管道的前端可包括圓形或錐形的帽部。這種帽部可幫助將管道的前邊緣引導(dǎo)至支撐框架的通道中或通向殼體段的孔中。如之前討論的，所描述的示例性管道插入系統(tǒng)可在插入裝置上包括多個不同的傳感器。這些傳感器也可安裝在一個或多個支撐框架附近。所描述的控制器可操作地被構(gòu)造為利用這種傳感器所獲得的信息來調(diào)節(jié)控制器如何操作插入裝置并向操作員(或其他人)提供與系統(tǒng)操作相關(guān)的信息。例如，可使可移動夾緊裝置的每組可移動部分(例如瓦/襯墊)與用來通過相應(yīng)的可移動部分測量放在管道的相鄰表面上的壓力大小的相應(yīng)壓力傳感器相關(guān)聯(lián)。這種壓力傳感器可對應(yīng)于對于每個相應(yīng)的液壓缸(其用來移動管道表面附近的瓦/襯墊)分別安裝在相應(yīng)的液壓回路中的變換器。而且，插入裝置可包括運(yùn)動傳感器，該運(yùn)動傳感器用來檢測可移動夾緊裝置與管道之間的相對運(yùn)動(即滑動)。另外，插入裝置可包括推力傳感器，該推力傳感器用來測量當(dāng)使管道與可移動夾緊裝置一起移動時驅(qū)動器(例如液壓電機(jī))所承受的阻力的大小。這種推力傳感器可對應(yīng)于對于移動該可移動夾緊裝置的一個或多個所述液壓電機(jī)安裝在液壓回路中的變換器。另外，應(yīng)理解，替代實(shí)施方式可包括其他類型的傳感器(例如，機(jī)械的、光學(xué)的、電子的)，這些傳感器執(zhí)行這里描述的壓力、力和運(yùn)動或者系統(tǒng)的任何其他工作特性的相應(yīng)測量。在一個示例性實(shí)施方式中，控制器可響應(yīng)于滑動的檢測而操作，以使可移動夾緊裝置在管道周圍提供更大的夾緊力，直到管道的滑動停止為止?？赏ㄟ^使一個或多個液壓缸引導(dǎo)作用于管道表面的不同部分上的更大的壓力，來實(shí)現(xiàn)這種額外的夾緊力。對于每個液壓缸，控制器可監(jiān)測由壓力傳感器檢測到的最終壓力，以通過確保對管道施加均勻大小的壓力的方式來調(diào)節(jié)每個液壓缸。另外，控制器可監(jiān)測壓力傳感器，以確定所施加的夾緊力的大小保持低于預(yù)定最大閾值?？刂破鬟€可用來響應(yīng)于運(yùn)動傳感器檢測到的滑動和/或推力傳感器檢測到的驅(qū)動器移動管道所需的力的大小接近(或超過)預(yù)定最大閾值而使輸出裝置輸出警報信號或消
肩、O這種警報信號可以表示管道正經(jīng)歷斷斷續(xù)續(xù)的阻力增加，以被推動通過孔。為了克服這種阻力，控制器可操作性地被構(gòu)造為經(jīng)由通過輸入裝置的輸入而手動地指示，以使可移動夾緊裝置施加一定大小的超過預(yù)定最大閾值的夾緊力。在其他情況中，控制器可操作性地被構(gòu)造為經(jīng)由通過輸入裝置的輸入而手動地指示，以使插入裝置操作，在相反的(向外的)方向上部分地拉動管道，然后再次開始向前推動管道，以試圖移動管道使其通過導(dǎo)致阻力增大的位置。而且，在其他情況中，為了克服這種阻力，控制器可操作性地被構(gòu)造為調(diào)節(jié)可移動夾緊裝置相對于插入框架的運(yùn)動速度。例如，對于一些情況，控制器可使驅(qū)動器更快地移動該可移動夾緊裝置，以推動管道使其通過導(dǎo)致阻力的位置。在其他情況中，控制器可使驅(qū)動器更慢地移動該可移動夾緊裝置，直到推力傳感器檢測到阻力已經(jīng)減小為止。示例性實(shí)施方式還可包括其他類型的傳感器或監(jiān)測裝置。例如，可使用監(jiān)測可移動夾緊裝置和/或固定夾緊裝置的瓦/襯墊上的磨損量的傳感器。而且，示例性實(shí)施方式可包括定位成監(jiān)測系統(tǒng)的不同運(yùn)行情況的多個攝像機(jī)。例如，該系統(tǒng)可包括定位成監(jiān)測插入裝置的攝像機(jī)、以及用來監(jiān)測一個或多個框架支撐部的攝像機(jī)。可通過局部地位于系統(tǒng)附近(S卩，在操作室/拖車中)或遠(yuǎn)離系統(tǒng)的輸出裝置(例如，經(jīng)由諸如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)連接的工作站)來提供從攝像機(jī)、傳感器收集的所有或部分信息以及與控制器和所述系統(tǒng)相關(guān)的操作數(shù)據(jù)。而且，可在一個或多個數(shù)據(jù)存儲中收集這種信息，以用于分析系統(tǒng)的運(yùn)行特性。如之前描述的，將額外的管道段焊接在管道的端部上，以在插入裝置附近加長管道。在一個示例性實(shí)施方式中，可以用可移動支撐件支撐這種額外的管道段，該可移動支撐件具有允許新的管道段移動而適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)以進(jìn)行焊接的輥?zhàn)雍?或提升機(jī)構(gòu)。還可以在操作插入裝置以使新增加的管道段移動到殼體段的孔中之前，測試這種額外的管道段?，F(xiàn)在參考圖9，示出并描述了一個與之前描述的示例性管道插入系統(tǒng)的操作相關(guān)聯(lián)的示例性方法，以將管道插入隧道內(nèi)的殼體段的孔中。雖然該方法被描述為一系列連續(xù)執(zhí)行的動作，但是應(yīng)理解，該方法不限于該順序。例如，一些動作可以按照與這里描述的順序不同的順序出現(xiàn)。另外，一個動作可以與另一動作同時出現(xiàn)。此外，在一些情況中，并不是這里描述的方法的所有動作都需要執(zhí)行。此外，可通過計算機(jī)可執(zhí)行指令來進(jìn)行這里描述的一些動作，所述計算機(jī)可執(zhí)行指令可通過一個或多個處理器執(zhí)行和/或?qū)Υ嬖诜菚簳r的計算機(jī)可讀介質(zhì)或媒介上。所述計算機(jī)可執(zhí)行指令可包括例行程序、子例行程序、程序、運(yùn)行線程等。更進(jìn)一步地，可將示例性方法的動作的結(jié)果儲存在計算機(jī)可讀介質(zhì)中、顯示在顯示裝置上等。如圖9所示，方法900在902開始，并在904包括如下步驟:用包括在管道插入裝置中的可移動夾緊裝置夾緊管道的至少一部分。在步驟906，該方法包括:用至少一個驅(qū)動器將可移動夾緊裝置沿著框架在第一方向上從第一位置移動至第二位置，這使得管道的部分在多個殼體段中的孔內(nèi)移動，并在多個隔開的支撐框架中的通道內(nèi)移動。在步驟908繼續(xù)，該方法可包括如下步驟:釋放通過可移動夾緊裝置夾緊的管道的至少一部分。而且，在步驟910，該方法可包括如下步驟:用驅(qū)動器將可移動夾緊裝置在與第一方向相反的第二方向上從第二位置移動至第一位置，且不相對于殼體段和支撐框架移動管道。在一個示例性實(shí)施方式中，另一固定夾緊裝置可用來夾緊管道，并在可移動夾緊裝置返回至第一位置時防止管道移動。步驟904至910相當(dāng)于一個插入周期。在一個或多個重復(fù)的插入周期之后，該方法可包括步驟912:將至少一個管道段在管道的位于殼體段的孔之外的一端上焊接至管道。在以此方式加長管道之后，可將所述方法重復(fù)足夠的次數(shù)，以將逐漸變長的管道插入殼體段中一定的距離，該距離是應(yīng)用所需要的距離。在914，所述方法可結(jié)束。如之前討論的，殼體段和支撐框架在其中可包括不止一個孔和通道，以用于插入額外的管道。在這種情況中，所述方法900可包括:用所述液壓臺車和千斤頂重新定位插入裝置，以將插入裝置與另一鉆孔對準(zhǔn)。然后，可執(zhí)行之前描述的方法900，以將另一管道插入殼體段中的其他鉆孔中?，F(xiàn)在參考圖10，示出并描述了與之前描述的示例性管道插入系統(tǒng)的的操作相關(guān)聯(lián)的示例性方法，以將管道從隧道內(nèi)的殼體段的孔中抽出。此方法1000在1002開始，并在1004包括如下步驟:用包括在管道插入裝置中的可移動夾緊裝置夾緊管道的至少一部分。在步驟1006，該方法包括:用驅(qū)動器將可移動夾緊裝置沿著框架在第二方向上從第二位置移動至第一位置，這使得將管道的部分從多個殼體段中的至少一個的孔中抽出，并從多個隔開的支撐框架中的至少一個的通道中抽出。在步驟1008繼續(xù)，該方法可包括如下步驟:釋放通過可移動夾緊裝置夾緊的管道的至少一部分。而且，在步驟1010，該方法可包括如下步驟:用驅(qū)動器將可移動夾緊裝置在第一方向上從第一位置移動至第二位置，且不相對于殼體段和支撐框架移動管道。在一個示例性實(shí)施方式中，固定夾緊裝置可用來夾緊管道，并在可移動夾緊裝置返回至第一位置時防止管道移動。步驟1004至1010相當(dāng)于一個抽出周期。在一個或多個重復(fù)的抽出周期之后，該方法可包括步驟1012:在管道的已經(jīng)拉出殼體段的孔之外的一端上從管道切割至少一個管道段。在以此方式縮短管道之后，可將所述方法重復(fù)足夠的次數(shù)，以將逐漸變短的管道從殼體段中抽出一定的距離，該距離是應(yīng)用所需要的距離。在1014，所述方法可結(jié)束。在殼體段和支撐框架在其中包括不止一個孔和通道的實(shí)施方式中，所述方法1000可包括:用所述液壓臺車和千斤頂重新定位插入裝置，以將插入裝置與另一鉆孔對準(zhǔn)。然后，可執(zhí)行之前描述的方法1000，以將另一管道從殼體段中的其他鉆孔中抽出。已經(jīng)針對通過安裝在鉆有孔的隧道中的殼體段中的孔插入或抽出管道的過程描述了方法900和1000。然而，應(yīng)理解，所有或部分所述方法和插入系統(tǒng)可適于在其他環(huán)境中使用，例如在接近管道的濕地和海岸線中。在這種情況中，可以使用插入裝置從其他類型的管道殼體段的鉆孔中插入或抽出管道，這些殼體段可對應(yīng)于具有可用作路面的上表面的地面段。應(yīng)理解，殼體段的元件可包括其他類型的在其中具有一個或多個孔的結(jié)構(gòu)，并且，其可用來將之前描述的支撐框架放置在貫穿殼體段的孔的相對端上。如這里使用的，所述至少一個處理器112可包括在計算裝置中(例如，計算機(jī)或?qū)Ｓ每刂破?，該計算裝置執(zhí)行作為軟件或固件而儲存在存儲器中的指令。該指令可以是，例如，用于使所述系統(tǒng)的裝置進(jìn)行操作的指令，或用于執(zhí)行一個或多個上述方法的指令。處理器可通過系統(tǒng)總線或其他類型的存儲控制器/總線來訪問存儲器。另外，雖然示出為一個系統(tǒng)，但是應(yīng)理解，計算裝置可以是分布式系統(tǒng)。因此，例如，處理器和幾個裝置可通過網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行通信，并且，可共同執(zhí)行被描述為由所述系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)。應(yīng)指出，為了說明的目的已經(jīng)提供了幾個實(shí)例。這些實(shí)例不應(yīng)解釋為限制此處所附的權(quán)利要求。另外，可認(rèn)識到，可對這里提供的實(shí)例進(jìn)行變化，但仍落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種管道插入系統(tǒng)(100)，包括: 至少一個控制器(126); 插入裝置(102)，用來容納管道(112)的一部分，其中，所述插入裝置包括: 插入裝置框架(104); 可移動夾緊裝置(106)，與所述插入裝置框架可滑動地接合，其中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，使所述可移動夾緊裝置在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中，在所述第一狀態(tài)，所述可移動夾緊裝置用來夾緊所述管道的至少一部分，并防止所述可移動夾緊裝置和所述管道之間的相對運(yùn)動，其中，在所述第二狀態(tài)，所述可移動夾緊裝置用來釋放所述管道的所述至少一部分，并允許所述可移動夾緊裝置和所述管道之間的相對運(yùn)動； 至少一個驅(qū)動器(114 )，其中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，使所述至少一個驅(qū)動器將所述可移動夾緊裝置沿著所述插入裝置框架在第一位置(108)和第二位置(110)之間移動；以及 多個殼體段(122)，其中，每個殼體段在其中包括至少一個孔(124)，用于容納所述管道的部分； 多個支撐框架(116)，其中，每個支撐框架在其中包括通道(118)，在所述通道中安裝有至少一個軸承，用于容納所述管道的與所述至少一個軸承(120)操作性地滑動連接的部分，其中，所述支撐框架分別定位在相鄰殼體段的孔之間，使得所述殼體段的孔與所述支撐框架的通道對準(zhǔn)，以在其中容納以大致直線延伸的管道；并且 其中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，使所述可移動夾緊裝置轉(zhuǎn)換至所述第一狀態(tài)，并使所述至少一個驅(qū)動器將所述可移動夾緊裝置從所述第一位置移動至所述第二位置，以在所述殼體段和支撐框架內(nèi)移動所述管道的部分，其中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，使所述可移動夾緊裝置轉(zhuǎn)換至所述第二狀態(tài)，并使所述至少一個驅(qū)動器將所述可移動夾緊裝置從所述第二位置移動至所述第一位置，且不相對于所述殼體段和支撐框架移動所述管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道插入系統(tǒng)，其中，每個支撐框架包括安裝在每個支撐框架的通道中的多個球傳遞型滾珠軸承，其中，用于每個支撐框架的所述多個球傳遞型滾珠軸承中的至少兩個定位在所述支撐框架的相應(yīng)通道中，以支撐性地容納在所述支撐框架的通道中延伸的所述管道的底部的部分，其中，用于每個支撐框架的所述多個球傳遞型滾珠軸承中的至少兩個定位在所述支撐框架的相應(yīng)通道中，以面向在所述支撐框架的通道中延伸的所述管道的頂部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道插入系統(tǒng)，其中，與相對更靠近所述插入裝置定位的更近殼體段相比，定位得距所述插入裝置相對更遠(yuǎn)的更遠(yuǎn)殼體段包括比所述更近殼體段相對更短的最大長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道插入系統(tǒng)，其中，所述殼體段包括基本上平的上表面，所述上表面至少形成隧道中的路面的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管道插入系統(tǒng)，其中，位于兩個支撐框架之間的至少一個殼體段具有在至少兩個支撐框架之間延伸的孔，所述孔至少是10米長，其中，每個殼體段由混凝土制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道插入系統(tǒng)，其中，所述插入裝置框架包括至少一個齒條，其中，所述可移動夾緊裝置包括與所述齒條操作性地接合的至少一個小齒輪，其中，所述至少一個驅(qū)動器相當(dāng)于液壓電機(jī)，所述液壓電機(jī)用來使所述至少一個小齒輪旋轉(zhuǎn)，以使所述可移動夾緊裝置相對于所述框架在所述第一位置和第二位置之間移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管道插入系統(tǒng)，其中，所述插入裝置框架包括至少一個軌道，其中，所述可移動夾緊裝置包括支架，所述支架用來相對于所述至少一個軌道在所述第一位置和第二位置之間滑動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道插入系統(tǒng)，其中，所述插入裝置框架包括至少一個固定夾緊裝置，其中，所述可移動夾緊裝置用來相對于所述插入裝置框架和所述固定夾緊裝置兩者移動； 其中，所述固定夾緊裝置用來在其中容納所述管道的至少一部分，其中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，使所述固定夾緊裝置在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中，在所述第一狀態(tài)，所述固定夾緊裝置用來夾緊所述管道的至少另一部分，并防止所述固定夾緊裝置與所述管道之間的相對運(yùn)動，其中，在所述第二狀態(tài)，所述固定夾緊裝置用來釋放所述管道的所述至少另一部分，并允許所述固定夾緊裝置與所述管道之間的相對運(yùn)動； 其中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為: 使所述固定夾緊裝置轉(zhuǎn)換至所述第一狀態(tài)； 使所述可移動夾緊裝置轉(zhuǎn)換至所述第二狀態(tài)；并且 使所述至少一個驅(qū)動器將所述可移動夾緊裝置在所述第一位置和第二位置之間移動，而所述固定夾緊裝置防止所述管道相對于所述插入裝置框架移動； 其中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為: 使所述固定夾緊裝置轉(zhuǎn)換至所述`第二狀態(tài)； 使所述可移動夾緊裝置轉(zhuǎn)換至所述第一狀態(tài)；并且 使所述至少一個驅(qū)動器將所述可移動夾緊裝置在所述位置第一和第二位置之間移動，而所述另一夾緊允許所述管道相對于所述插入裝置框架移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道插入系統(tǒng)，其中，所述可移動夾緊裝置包括至少一個固定部分和至少一個可移動部分，其中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，使所述至少一個可移動部分在第一位置和第二位置之間相對于所述至少一個固定部分移動，其中，處于所述第一位置中的所述至少一個可移動部分在所述至少一個固定部分和所述至少一個可移動部分之間剛性地夾緊所述管道，其中，與所述至少一個可移動部分處于所述第一位置時的情況相比，處于所述第二位置中的所述至少一個可移動部分離所述至少一個固定部分相對更遠(yuǎn)，其中，所述可移動夾緊裝置的第一狀態(tài)包括處于所述第一位置中的所述至少一個可移動部分，其中，所述可移動夾緊裝置的第二狀態(tài)包括處于所述第二位置中的所述至少一個可移動部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的管道插入系統(tǒng)，其中，所述可移動夾緊裝置包括至少三個可移動部分，所述至少三個可移動部分定位為，相對于所述管道的縱向軸線在三個不同的相應(yīng)徑向方向上移動，其中，所述可移動部分包括用來接觸所述管道的外表面的襯墊，其中，所述可移動夾緊裝置包括液壓缸，所述液壓缸用來使所述可移動部分的襯墊在所述第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間選擇性地移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的管道插入系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 至少一個第一傳感器，其操作性地被構(gòu)造為由所述至少一個控制器使用，以在所述控制器使所述至少一個驅(qū)動器將所述可移動夾緊裝置相對于所述插入裝置框架移動時確定所述管道是否相對于所述可移動夾緊裝置移動， 其中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，響應(yīng)于所述第一傳感器檢測到的所述可移動夾緊裝置與所述管道之間的相對運(yùn)動，使所述可移動夾緊裝置的所述至少一個可移動部分通過所述可移動部分提供增大的施加至所述管道的力。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的管道插入系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 至少一個第二傳感器，其操作性地被構(gòu)造為，監(jiān)測由所述可移動夾緊裝置的所述至少一個可移動部分施加至所述管道的壓力的大小， 其中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，響應(yīng)于所述第一傳感器，防止所述可移動夾緊裝置的所述至少一個可移動部分在所述管道上提供大小超過預(yù)定閾值的壓力。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道插入系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 至少一個第一傳感器，其操作性地被構(gòu)造為，當(dāng)由所述至少一個驅(qū)動器導(dǎo)致所述可移動夾緊裝置運(yùn)動時，監(jiān)測由所述可移動夾緊裝置在所述至少一個方向上施加至所述管道的力的大小， 其中，所述至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，響應(yīng)于所述至少一個第一傳感器，使所述至少一個驅(qū)動器調(diào)節(jié)所述可移動夾緊裝置相對于所述框架的運(yùn)動速度。
14.一種移動管道的方法， 包括: a)用包括在管道插入裝置中的可移動夾緊裝置夾緊管道的至少一部分，其中，所述管道插入裝置包括插入裝置框架、與所述插入裝置框架可滑動地接合的所述可移動夾緊裝置、以及至少一個驅(qū)動器，其中，所述可移動夾緊裝置用來沿著所述插入裝置框架在第一位置和第二位置之間移動，其中，所述可移動夾緊裝置操作性地被構(gòu)造為在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中，在所述第一狀態(tài)，所述可移動夾緊裝置用來夾緊所述管道的所述至少一部分，并防止所述可移動夾緊裝置與所述管道之間的在至少一個方向上的相對運(yùn)動，其中，在所述第二狀態(tài)，所述可移動夾緊裝置用來釋放所述管道的所述至少一部分，并允許所述可移動夾緊裝置與所述管道之間的相對運(yùn)動；以及 b)用所述至少一個驅(qū)動器使所述可移動夾緊裝置沿著所述插入裝置框架在第一方向上從所述第一位置移動至所述第二位置，這使得所述管道的部分在多個殼體段中的至少一個中的至少一個孔內(nèi)移動以及在多個隔開的支撐框架中的至少一個中的至少一個通道內(nèi)移動，其中，每個支撐框架的每個通道包括安裝于其中的至少一個軸承，用于容納所述管道的與所述至少一個軸承操作性地滑動連接的部分，其中，所述支撐框架分別定位在相鄰殼體段的孔之間，使得所述殼體段的孔和所述支撐框架的通道對準(zhǔn)，以在其中容納以大致直線延伸的管道。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括: c)釋放所述管道的通過所述可移動夾緊裝置夾緊的所述至少一部分； d)用所述驅(qū)動器使所述可移動夾緊裝置在與所述第一方向相反的第二方向上從所述第二位置移動至所述第一位置，且不相對于所述殼體段和所述支撐框架移動所述管道。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，至少一個控制器操作性地被構(gòu)造為，使所述可移動夾緊裝置和所述至少一個驅(qū)動器執(zhí)行步驟(a)至(d)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括: e)在(a)之前，在所述管道與所述插入裝置操作性地支撐連接的同時，并在所述管道貫穿至少一個殼體段和至少一個支撐框架延伸的同時，將至少一個管道段焊接至所述管道， 其中，在(b)中，當(dāng)所述可移動夾緊裝置從所述第一位置移動至所述第二位置時，在所述可移動夾緊裝置在(d)中返回至所述第一位置之后所述管道段的部分移動至能夠與所述可移動夾緊裝置直接接合的位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括執(zhí)行步驟(a)至(e)足夠的次數(shù)，包括:在(e)中將足夠數(shù)量的其他管道段焊接至所述管道，以使所述至少一個管道段以大致直線移動通過多個殼體段和多個支撐框架至少一公里的距離。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的管道插入系統(tǒng)，其中，所述框架包括至少一個固定夾緊裝置，其中，所述可移動夾緊裝置用來相對于所述框架和所述固定夾緊裝置兩者移動，其中，所述固定夾緊裝置用來 在其中容納所述管道的至少一部分，其中，所述固定夾緊裝置操作性地被構(gòu)造為在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中，在所述第一狀態(tài)，所述固定夾緊裝置與所述管道剛性地接合，所述剛性地接合防止所述固定夾緊裝置與所述管道之間的在至少一個方向上的相對運(yùn)動，其中，在所述第二狀態(tài)，所述固定夾緊裝置用來允許所述固定夾緊裝置和所述管道之間的在所述至少一個方向上的相對運(yùn)動，進(jìn)一步包括: e)在(a)之前，操作所述固定夾緊裝置以轉(zhuǎn)換至所述第二狀態(tài)，其中，在(a)中，所述可移動夾緊裝置轉(zhuǎn)換至所述第一狀態(tài)，其中，在(b)中，所述可移動夾緊裝置在第一方向上從所述第一位置移動至所述第二位置，而所述固定夾緊裝置允許所述管道相對于所述插入裝置框架移動， f)在(d)之前，操作所述固定夾緊裝置以轉(zhuǎn)換至所述第一狀態(tài)，以與所述管道的至少一部分剛性地接合，其中，在(C)中，所述可移動夾緊裝置轉(zhuǎn)換至所述第二狀態(tài)，其中，在(d)中，所述可移動夾緊裝置在所述第二方向上從所述第二位置移動至所述第一位置，而所述固定夾緊裝置防止所述管道相對于所述插入裝置框架移動。
20.至少一種非暫時的計算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用來使至少一個控制器與管道插入裝置操作性地連接以執(zhí)行方法的可執(zhí)行指令，包括: a)通過所述至少一個控制器的操作，使包括在所述管道插入裝置中的可移動夾緊裝置夾緊管道的至少一部分，其中，所述管道插入裝置包括插入裝置框架、與所述插入裝置框架可滑動地接合的所述可移動夾緊裝置、以及至少一個驅(qū)動器，其中，所述可移動夾緊裝置用來沿著所述插入裝置框架在第一位置和第二位置之間移動，其中，所述可移動夾緊裝置操作性地被構(gòu)造為在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中，在所述第一狀態(tài)，所述可移動夾緊裝置用來夾緊所述管道的所述至少一部分，并防止所述可移動夾緊裝置與所述管道之間的相對運(yùn)動，其中，在所述第二狀態(tài)，所述可移動夾緊裝置用來釋放所述管道的所述至少一部分，并允許所述可移動夾緊裝置與所述管道之間的相對運(yùn)動；以及 b)通過所述至少一個控制器的操作，使所述至少一個驅(qū)動器將所述可移動夾緊裝置沿著所述框架在第一方向上從所述第一位置移動至所述第二位置，這使得所述管道的部分在多個殼體段中的至少一個中的至少一個孔內(nèi)移動以及在多個隔開的支撐框架中的至少一個中的至少一個通道內(nèi)移動，其中，每個支撐框架的每個通道包括安裝于其中的至少一個軸承，用于容納所述管道的與所述至少一個軸承操作性地滑動連接的部分，其中，所述支撐框架分別定位在相鄰殼體段的孔之間，使得所述殼體段的孔與所述支撐框架的通道對準(zhǔn)，以在其中容納以大致直線延伸的管道； c)通過所述至少一個控制器的操作，使所述可移動夾緊裝置釋放所述管道的所述至少一部分；以及 d)通過所述至少一個控制器的操作，使所述至少一個驅(qū)動器將所述可移動夾緊裝置在與所述第一方向相反的第二方向上從所述第二位置移動至所述第一位置，且不相對于所述殼體段和所述支撐框架移動所述管道`。
全文摘要
管道插入系統(tǒng)(100)，可包括位于隧道之外的插入裝置(102)，該插入裝置包括插入裝置框架(104)和與插入裝置框架可滑動地接合的可移動夾緊裝置(106)。驅(qū)動器可使與管道接合的可移動夾緊裝置沿著框架在第一位置(108)和第二位置(110)之間移動。在隧道內(nèi)，該系統(tǒng)還可包括遠(yuǎn)離插入裝置且遠(yuǎn)離彼此的多個支撐框架(118)，當(dāng)用插入裝置推動(或拉動)管道通過安裝于隧道中的多個殼體段(122)的孔時，所述支撐框架將管道支撐在軸承上?？刂破?126)用來響應(yīng)于測量管道滑動、推力和夾緊壓力的變換器而控制驅(qū)動器和可移動夾緊裝置。
文檔編號B23P19/02GK103118832SQ201180036699
公開日2013年5月22日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者E·雷·法利, 本杰明·巴克 申請人:布拉斯方德美國公司