通常，随着因特网和电信服务的迅猛发展，在现有和新增通信 线路上传输日益增多数据的需要也相应增大。然而，与光缆相比， 现有铜基通信线路具有有限的传输容量或带宽。与其光纤对应物相 比较，普通的铜线还存在线束相当大的问题。可以安装附加铜线以 增加通信或数据网络的总容量。而光缆由于大大优于铜线，现在在 通信工业内已成为首选。
当前，在很多国家，都已经有延伸到广大区域的大规模光纤主 干线。遗憾的是，很多工商企业和用户因为离干线有一段距离而不 能连接到所述光纤主干线。如果将铜基线路连接到光纤主干线，那 么光缆将失去其高速度和高带宽的优点。为了利用光缆线路所提供 的高速度和高带宽，需要铺设一些短段的光纤线路通到这些工商企 业和用户。
遗憾的是，在已经有诸如公路、公用事业等基础设施的发达地 区，铺设光缆是个困难且代价高的过程。例如，从众多不同的财产 物主处获得必需的通行权或地役权是昂贵的。为铺设光缆而挖沟也 是很昂贵的。此外，在上述工作开始之前获得不同的州和地方政府 机构的批准也常常是必要的。这就可能大大地提高总成本并延迟安 装的完成。
现有的气体管道已被认为是一种可用于传输光缆的可能导管。 通过使用现有的气体管道，不需要获得众多的通行权或地役权，因 为光缆仅放置在管道内。此外，也不必为铺设光缆而挖长沟。然而， 使用气体管道作为光缆的路线通常需要将部分的或所有的管道关 闭一段时间以便安装电缆。即使气体管道不完全关闭，现有技术也 会中断气体的正常流动。
过去，使用过各种系统和方法在液体管道中安装电缆或导管。 这些已知的系统和方法都获得不同程度的成功。然而，这些液体管 道系统通常并不很适用于气体管道。气体管道中要达到充分的密封 通常是较难的，并且需要的密封技术与用于液体管道的密封技术也 不相同。此外，因为液体比气体稠密得多和重得多，在液体管道中 可得到的用于传送浮标或类似装置的大量水流或水流力在气体管 道中是得不到的。而且，能将浮标或管路定位于中心而加以传送的 液体管道的浮力在气体管道中是得不到的。因此，将导管或电缆安 装到气体管道内是一独特的工程技术挑战。另一方面，对气体管道 见效的技术通常对液体管道也会有用。
因此，需要一种将光缆、或可用于安放电缆的导管安装到诸如 天然气管道等的现有管道内的又快又便宜的方法。

在本发明的第一方面，将电缆安装到加压管道内的方法包括在 第一位置将第一空气或压力锁罩优选通过第一通道装置连接到加 压管道的步骤。在第二位置将第二空气或压力锁罩也优选通过第二 通道装置连接到加压管道。优选的是将管孔试通棒送进第一通道装 置的入口。诸如导向球等的杆端导杆可通过第一空气或压力锁罩内 的操纵器连接到管孔试通棒的末端或连接到管道外部。管孔试通棒 被推到或发送到第二位置，接着被导入第二通道装置内。
于是可以方便地将杆端导杆或导向球(如果被使用)从管孔试 通棒取出，必要时通过第二气锁罩中的第二操纵器。将光缆或类似 电缆或柔性导管连接到管孔试通棒。管孔试通棒和光缆或导管通过 入口被向后拉和/或通过第二入口被向前推。于是管道被密封，然 后可以取出第一和第二气锁罩。在安装导管的情况下，当导管安装 完毕后，可采用常规技术安装光缆或其它电缆。
本发明的另一不同方面包括将第一钻孔装置或短管接连接到 第一位置的加压管道的步骤。第一阀门被连接到第一钻孔装置。将 管孔试通棒部分地插入第一钻孔装置的入口以密封该入口。切割工 具或钻孔工具被连接到该阀门，并且顶着该阀门密封。于是该阀门 打开。切割工具的截管器通过打开的阀门伸出，得以通过第一钻孔 装置在加压管道内开孔或钻孔。钻孔装置和截管器优选与管道相垂 直以便于进行钻孔操作。抽出截管器后阀门就关闭。切割工具被移 去。
第一气锁罩安装在第一阀门上。该阀门打开，于是压力在第一 气锁罩和加压管道之间被均衡。使用第一气锁罩中的第一操纵器可 将导向球或类似的管孔试通棒端导杆连接到管孔试通棒的端头上。
在第二位置将第二钻孔装置连接到加压管道。第二钻孔装置的 出口被密封。第二阀门被连接到第二钻孔装置。切割工具或钻孔工 具被连接并顶着该阀门密封。于是该阀门打开。切割器从该切割工 具伸出并且通过第二钻孔装置在加压管道内开孔或钻孔。抽出切割 器于是阀门关闭。第二气锁罩安装在第二钻孔装置上。第二阀门打 开，于是压力被均衡。
将管孔试通棒沿着加压管道的内部推动并引进第二钻孔装置 内。在第二钻孔装置，用第二操纵器将导向球或其它端导杆(若有 的话)从管孔试通棒中移去。管孔试通棒被连接到光缆或导管。管 孔试通棒和导管通过该管道被拉动(向后或向前)。第一和第二填 充塞装在第一和第二钻孔装置上。压力在第一和第二气锁罩中得到 释放。这时第一和第二气锁罩和第一和第二阀门都可以移去。
在本发明的另一方面，使用气锁罩中的操纵器可以很方便地配 置导向槽。导向槽能容纳管孔试通棒或导管，并且将管孔试通棒或 导管引到出口。导向槽优选被设计成为管孔试通棒、光缆、或导管 提供引导而不需要更换槽。可配置的槽和护罩可以拆卸后存放在第 二和/或第一气锁罩中。这种槽也可以永久地留在管道中。槽上可 以打孔以便减少流体阻力。如果不使用槽，则电缆、导杆或导管可 以由操纵器引到出口密封管内而无需使用槽。
在本发明的再一方面，优选使用塑料导管代替管孔试通棒。该 导管通常由驱动机构驱动并通过入口进入加压管道。该导管可代替 管孔试通棒使用于上述方法中。然后使用常规安装技术将光缆推、 拉或用气吹过塑料导管。
在本发明的另一方面，当电缆被直接安装时，使用一种能将电 缆密封到气体管道的机械装置。对于导管而言，导管密封件装在导 管和管道之间，而电缆密封件装在插入导管(在随后的时间)的电 缆和导管之间。
在另一方面，在管道中配置了一种帆系统。这种帆系统很轻。 通过封闭管道的几乎整个的横截面，帆系统可以产生来自流动的气 体的足够的力使帆系统移动通过管道。轻的抛缆连接到帆系统，用 来将帆系统和连接到帆系统的导管(在出口处)通过管道拉回。
在另一不同的方面，射流反应凸头(nosepiece)被连接到导管 并被安装到管道中。通过导管供给的压缩气体从凸头上的背面喷嘴 快速流出，有助于向前推进导管通过管道。
在另一不同的方面，所描述的用于与电缆和导管一起使用的系 统、组件和方法被用于将气体管内管安装到现有管道内。这在现有 管道内提供了新的管道。
这种方法和装置便于将光缆或其它电缆、或内管安装到加压气 体管道内，而不要求气体服务中的任何关闭或中断。此外，不需要 旁通管道以保持对连接到正在安装电缆/导管的管道部分的用户 的服务。这种方法适用于几厘米那样小的管道，并且还可用于金属 和塑料管道中。
在另一个不同的方面，提供了一种用于将导管或电缆从气体主 管道通过服务管道连接到建筑物的方法。在这种方法中，首先将服 务管道从主管道关闭。第一和第二装置被安装在服务管道中。服务 管道导管优选发送通过第一装置、服务管道、以及第二装置。在服 务管道被重新接通到主管道后，该装置被密封以防止天然气泄漏。 服务管道导管被密封到服务管道装置。桥接导管优选放置在第一服 务管道装置和主光缆接合连接位置之间以及在第二服务管道装置 和建筑物光缆接合连接位置之间。接着，分支光缆被发送通过桥接 导管和服务管道导管。
本发明也存在于所描述的方法和系统的子组合中。除系统和方 法外，所描述的工具和装置也组成将要要求的单独的发明。这些项 目还可以成套提供。
本发明的一个目的是提供一种能够在不中断管道中气体流动 的情况下将光缆或类似电缆或导管安装到现有的加压气体管道内 的方法和系统。
本发明的另一个目的是提供一种在很大程度上使用现有的标 准装置安装光缆的方法，以帮助部署工作和减少光缆安装的成本。
附图说明
图1是在地下的加压气体管道中已安装光缆或导管的地理区域 的平面图。
图2是本发明的系统和方法的示意图，有一个安装装置将管孔 试通棒和导向球推动通过加压气体管道。
图3是本发明的系统和方法的示意图，有一个安装装置将管孔 试通棒和光纤导管通过加压气体管道拉回。
图4A是导向槽的正视图。
图4B、4C和4D是在图4A的线4B-4B、4C-4C、以及4D-4D 处的截面图。
图5是根据本发明的可选实施例的安装装置的侧视图。
图6是用于直接安装导管的另一可选系统和方法的示意图。
图7是使用导杆将电缆或导管通过管道拉回的另一方法和系统 的示意图。在图6和图7中，在入口端和出口端的管配件、阀门、 以及气锁组件是相同的，尽管上述零件和组件在入口端没有完全示 出。为了说明的目的，图6的入口端上的气锁用管钻床或切割机代 替，而在图7中，示出了钻孔装置和热帽闸阀的顶视图。
图8是传送塞实施例的示意图。
图9是用于与导管一起使用的另一实施例的剖面图。
图10是图8的操纵器在抽出位置时的侧视图。
图11是其正视图。
图12是图9的操纵器在插入位置时的侧视图。
图13是已调整好与图9-图12所示的导管端啮合的端连接器的 截面图。
图14是图13的抽取工具和导管端连接在一起的端连接器的截 面图。
图15是在导管从管道拉回或经管道发送后，对导管进行密封 用的密封组件的截面图。
图16是角护罩的顶视图。
图17是其侧视图，还示出角护罩被操纵器的啮合。
图18是示出安装在管道中的图16的角护罩的顶视图。
图19是图18所示安装的侧视图。
图20是服务管道导管安装方法的示意图。
图21是图20所示调节器和仪表的细节视图。
图22是图20所示接头的细节视图。
图23是用于加压的气体管道中的帆系统的截面图。
图24是其侧视图，示出用在管道内的帆系统的通常位置。
图25是图23和图24所示帆系统的截面图，并且还示出所示 组件的可选位置。
图26是图23所示帆帽的截面图。
图27是图26所示帆帽的侧视图。
图28是所配置的帆和帆帽的侧视图。
图29是如图24所示的所配置的帆系统的前端图。
图30是帆布设计的顶视图。
图31是可选帆组件的侧视图。
图32是在从管道抽出位置或在将导管连接到帆组件的凸头位 置时的帆组件的侧视图。
图33是连接到导管的气体射流喷嘴的侧视图。
图34是图33所示凸头的侧视图。
图35是压力锁罩、安装阀门、通道装置、和侧臂密封件的侧 视图。
图36是图35所示压力锁罩的顶视图。
图37是操纵器臂组件的正视图。
图38是图37所示操纵器臂组件的截面图。
图39是图35所示枢轴球罩的放大的截面图。
图40是安装在图35所示压力锁罩内的如图37和图38所示的 操纵器臂组件以及如图35所示的阀门、压力罩、通道装置、和侧 臂的侧视图。还示出了操纵器，它抓住导管头部装置并将其定位以 便用手动抽取器抓取。
图41是用于与管孔试通棒操作一起使用的抽取组件的截面图。 对接头部装置连接到管孔试通棒，而抽取器装置连接到导管。
图42是用于与导管操作一起使用的手动抽取组件的截面图， 例如如图9-12所示的，处于开启或松开位置的手动抽取组件。
图43是其在啮合位置时的截面图。
图44是用于与导管一起使用的另一抽取工具的局部截面侧视 图。
图45是图44所示工具的前端的放大截面图。
图46是用于与管孔试通棒操作一起使用的另一可选的抽取工 具和U形接头头部装置的截面图。
图47是用于安装和拆下如图25-32所示的帆组件的填充工具的 侧视图。
图48是图47所示填充工具的部分透视图。
图49是用于在管道内安装气体管内管的系统和方法的示意图。

图1示出诸如城市、城镇、大学校园等的城市地区的一部分的 地图或平面图。主光纤干线2在一条或更多条的街道4的下面。各 种建筑物6分散在主光纤干线2附近。这些建筑物6可以是个人财 产，或者，建筑物6可以是包括多种财产的校园。示出了装有一束 或更多束光缆的光纤导管8，其是从街道4下面的主光纤干线2分 出的支路。光纤导管8设置在位于地下的加压气体管道10中。光 纤导管8根据下面所述的方法和装置安装。
仍然参看图1，在某些街道4中没有现有的加压气体管道10、 或者管道尺寸或可用容量不适合安装导管或电缆。在这种情况下， 优选以常规方式(即挖沟12或钻使导管安装时能通过的孔)来安 装光纤导管8。沟12优选挖成能满足现有的加压气体管道10的要 求。为了能使光纤导管8从加压气体管道10通到建筑物6，安装个 人用户连接线14以使光缆(被包含在光纤导管8中)直接通到用 户位置。在一些情况下，例如在图1中央所示的较大的建筑物6等， 可以安装多条用户连接线14。
用户连接线14可用各种方法安装。例如，可以挖沟12来铺设 来自加压气体管道10的光纤导管8。或者，可以钻孔或用另外的方 法开孔使光纤导管8得以发送到建筑物中。还可能的是，将光纤导 管8直接装进通向建筑物6的加压气体管道10。所述方法可能在有 较大直径的服务管道管子的地方更为可行(由于容量限制)，例如， 工商企业6是一个天然气的大容量用户。
现在参看图2和图3，图中示出用于安装光纤导管的系统16。 通常通过焊接将第一通道或钻孔装置18连接到加压气体管道10的 外部。第一钻孔装置18包括有包含入口密封管22的法兰部分20。 该法兰部分20优选与该管道成30°-40°的角度，以在朝管道方向使 进给力最大化时清除孔，并且使电缆的弯曲度最小化。入口密封管 22和第一钻孔装置18连接到加压气体管道10的内部或管腔内。入 口密封管22包括在其一端能放置开口塞(split plug)密封件44的 钻孔24，需要时，可以在更换装置或填料过程中临时封闭密封管。 入口密封管22还包括用于容纳诸如TEFLON(resinous fluorine polymers；树脂状氟聚合物)等的临时填充材料28或诸如VITON (synthetic rubber；合成橡胶)等的永久弹性密封剂的凹槽25。第 一填充塞26被假想示出在第一钻孔装置18内。第一填充塞26可 以从如下所述的第一钻孔装置18上拆下。入口/出口与法兰部分 20的角度优选得到最优化，以便可能获得电缆或导管的尽可能大的 弯曲半径，从而当从管子外部轴向推管孔试通棒或导管时在管子方 向能产生最大的力。
第一压力或气锁罩30优选借助法兰和螺栓32安装在第一钻孔 装置18的法兰部分20上。第一气锁罩30有内侧部分即空间46， 各种组件和工具可以悬挂、放置在接收器内或以另外的方式存放。 第一操纵器34伸过第一气锁罩30进到空间46中。优选的是，第 一操纵器34包括可在第一气锁罩30内与垂线成大角度处旋转和/ 或延伸的一个或更多操纵器臂。当第一气锁罩30被加压时，第一 操纵器34顶着气体压力密封。第一气锁罩30还包括有在第一气锁 罩30顶部和侧面上的观察口36。观察口36使操作员能真实地观察 第一气锁罩30的内部和第一钻孔装置18和在被钻或切割的检查孔 附近的管道的内部。
如图2中的虚线所示，在第一气锁罩30内有第一填充塞26、 第一导向槽38、角护罩40、导向球42、以及锥形开口塞44。这些 零部件可以通过第一操纵器34在第一气锁30罩内进行拆卸或安 装，并且可用于光缆或导管8的安装。第一导向槽38和角护罩40 优选用诸如TEFLON等的低摩擦聚合物涂料加以涂敷。
可拆卸的填料密封管50与入口密封管22啮合并用入口密封管 22密封。可拆卸的填料密封管50包括有连接到入口密封管22的钻 孔24的钻孔52。可拆卸的填料密封管50还包括用于放置诸如 TEFLON或VITON等的填料密封件28的凹槽54。导向管56优选 放置在可拆卸的填料密封管50的一端上，以帮助引导管孔试通棒 70通过可拆卸的填料密封管50。
仍然参看图2，第一驱动机构或杆驱动器60离第一钻孔装置 18和第一气锁罩30较近。第一杆驱动器60提供运动力将管孔试通 棒70推过或拉过加压气体管道10。优选的是，第一杆驱动器60是 商用牵引式进给装置。第一杆驱动器60咬合或紧夹管孔试通棒70。 管孔试通棒70优选由通常被用作拉电缆的拉线钢带的玻璃纤维增 强合成聚合物制成。管孔试通棒70有利地包括诸如TEFLON等的 聚合物涂料或类似物，以帮助推过或拉过加压气体管道10。管孔试 通棒可以是市场上买得到的直径能和可拆卸的填料密封管50的尺 寸相匹配的任何管孔试通棒，通常为10-12mm OD。
试验结果表明，钢制的管孔试通棒在塑料管道中很好用，而玻 璃纤维管孔试通棒在钢管道中很好用。然而，玻璃纤维管孔试通棒 对于长距离使用可能是不够硬的。涂敷有诸如聚合物等的低摩擦材 料的钢的管孔试通棒被优选用于金属或钢管道中。可以使用能推或 拉管孔试通棒的牵引式进给装置安装和发送管孔试通棒。另一方 面，可以使用能推、拉、并同时使管孔试通棒转向或旋转的动力杆 进给装置。
图2还示出导向附属装置，在此情况下球42连接到管孔试通 棒70的末端。在安装过程中，如果导向附属装置42太大而不能配 合通过入口/出口密封管，可将其拆下连接到管孔试通棒70。导向 附属装置42有助于防止管孔试通棒70在加压的气体管道10中被 毛刺、熔渣等卡住。该导向附属装置42优选具有足够小的外径以 配合通过在通常为大约30-60mm的管道中钻的孔。本发明还可以与 有小直径或大直径的管道一起使用。图2还示出连接到第一钻孔装 置18的第一导向槽38。通过双头螺栓19或用别的能稳定连接槽的 适合的工具进行连接。第一导向槽38从第一气锁罩30配置，有助 于管孔试通棒70和光纤导管8的导入和移去。
仍然参看图2，第二通道或钻孔装置80连接到加压气体管道 10的外部，通常离第一接头大约100到500米。第二通道或钻孔装 置80包括法兰部分82和出口密封管84。在第二钻孔装置80中的 出口密封管84与加压气体管道10的内部连接。该出口密封管84 包括有一端呈锥形的钻孔86，便于开口塞112插入。出口密封管 84还包括有能放置填充材料28的凹槽88。第二填充塞90在第二 钻孔装置80中用虚线示出。第二填充塞90可以从第二钻孔装置80 拆下。
第二气锁罩100优选借助螺栓102安装到第二钻孔装置80的 法兰部分82上。第二气锁罩100也有内侧部分即空间46，能存放 各种组件和工具。第二操纵器104伸到第二气锁罩100的内部空间 46内。优选的是，第二操纵器104包括有操纵器臂，能在第二气锁 罩100内部在与垂线成大角度处旋转和/或延伸。当第二气锁罩100 加压时，第二操纵器104顶着气体压力密封。第二气锁罩100还包 括有在第二气锁罩100顶部和侧面上的观察口106。观察口106使 得操作员能真实地观察第二气锁罩100的内部并能看到管道内部。
如图2中的虚线所示，在第二气锁罩100内存放有第二填充塞 90、第二导向槽108、角护罩110、导向球42、以及锥形开口塞112。 这些零部件可以通过第二操纵器104在第二气锁罩100内拆卸和安 装。
第二可拆卸的填料密封管114与出口密封管84啮合并用密封 管84密封。第二可拆卸的填料密封管114包括与出口密封管84的 钻孔86连接的钻孔116。第二可拆卸的填料密封管114还包括用于 放置密封材料28的凹槽118。
现在参看图3，第二杆驱动器124设置在第二钻孔装置80和第 二气锁罩100附近。第二驱动机构124将光缆或导管8通过第二可 拆卸的填料密封管114送到加压的气体管道10中。优选的是，第 二驱动机制124是商用牵引式进给装置。导向管120有利地位于第 二可拆卸的填料密封管114的一端上，以帮助引导光纤导管8通过 第二可拆卸的填料密封管114。两个杆驱动器都能根据需要推或拉 管孔试通棒、光缆或导管。
再回来参看图2，第二导向槽108以已经架设的结构示出，其 中通过用双头螺栓92或另一适合的机构连接到管道10或第二钻孔 装置80使第二导向槽108定位。第二导向槽108帮助移去管孔试 通棒70和光缆或导管8并将其安装到加压气体管道10内。图4示 出第二导向槽108的横截面图。第二导向槽108优选用诸如 TEFLON等的低摩擦聚合物涂料涂敷。如图2所示，第二角护罩110 也以已配置状态示出。第二角护罩110帮助防止管孔试通棒70和 光缆或导管8在安装期间被磨损或切割。优选的是，第二角护罩110 也被用诸如TEFLON等的低摩擦聚合物涂料涂敷。用TEFLON涂 敷导向槽和角护罩能在安装电缆、导管或管孔试通棒时减少阻力。
导向槽支撑电缆、导管或管孔试通棒以防止在进口端(infeed end)上弯曲。它们在出口端(outfeed end)上集中和引导电缆、导 管或管孔试通棒。角护罩防止电缆、导管或管孔试通棒避免因钻孔 的机加工的粗糙边缘而受磨损和碰伤。
参看图2和图3，示出已安装的系统。将光纤导管8引入加压 的气体管道10的方法的综述中，通常管孔试通棒70最初被通过在 第一通道或钻孔装置18中的入口引入加压气体管道10。该入口优 选延伸通过密封管22和第一可拆卸的填料密封管50。但是，入口 可能仅包括入口密封管22。
在第一气锁罩30内使用角护罩和槽(如果被使用)后，管孔 试通棒70被推进通过加压气体管道10。角护罩和槽也可在第二气 锁罩100中随意设置和移去。接着，管孔试通棒70通过第二钻孔 装置80中的出口退出加压气体管道10。该出口优选包括出口密封 管84和第二可拆卸的填料密封管114。但是，该出口可仅包括出口 密封管84。光缆或导管8接着被连接到管孔试通棒70的端部。管 孔试通棒70和光缆或导管8接着被从加压气体管道10向后拉和拉 出。管孔试通棒优选重缠到卷轴上以便在下一段管道上再用。一旦 使用常规的安装技术将光缆安装在导管内，可以将导管接到导管的 下一邻近的段上或任其敞开着供用户连接。因为导管安装好后两端 被封闭，所以电缆可在以后方便的时候安装。
现在开始详细描述本发明的系统和方法。通过将第一钻孔装置 18连接(例如焊接)到加压气体管道10，安装开始。第一可拆卸 的填料密封管50安装在入口密封管22中。接着，管孔试通棒70 的前端被插入第一可拆卸的填料密封管50和入口密封管22以帮助 密封加压气体。将为在气体压力下进行钻孔操作而设计的钻床，例 如Mueller C-136、E-5或类似钻床等连接，用螺栓固定到钻孔装置 上并加以密封。接着通过钻床或切割机251(图6所示已安装)将 加压气体管道10钻孔。钻孔时优选与管道成直角。从加压气体管 道10中清除冲孔废料并且用第一填充塞26密封第一钻孔装置18。 接着借助螺栓32将第一气锁罩30安装到第一钻孔装置18。在加压 管道上使用钻孔装置和钻床是众所周知的。也可以使用能在管道内 开孔的其它公知技术。
通过观察口36，操作员使用第一操纵器34使第一气锁罩30 与加压气体管道10中的压力充分均衡。通过操纵器34将第一填充 塞26移去并存放在第一气锁罩30内。然后，使用第一操纵器34 配置第一导向槽38。第一导向槽38安装到双头螺栓19上。管孔试 通棒70的端部缓慢地送进装置18。通过第一操纵器34将导向球 42连接到管孔试通棒70的端部。于是导向球42和管孔试通棒70 被推向第一导向槽38并通过加压气体管道10。第一驱动机构60提 供沿着加压气体管道10推动管孔试通棒70和导向球42所需要的 力。在管孔试通棒70进入密封管50之前，可在管孔试通棒70的 外面涂抹固体润滑剂。密封管和密封剂可使气体泄漏降到最小。
安装第二气锁罩100的方法和安装第一气锁罩30的类似。第 二钻孔装置80连接到加压气体管道10。第二可拆卸的填料密封管 114安装在出口密封管84内。然后将一小段管孔试通棒70插入第 二可拆卸的填料密封管114并加以固定以帮助密封加压气体。接着 在第二钻孔装置80内将加压气体管道10钻孔或以其它方式打开。 从加压气体管道10中清除冲孔废料，并用第二填充塞90密封第二 钻孔装置80。接着借助螺栓102将第二气锁罩100安装到第二钻孔 装置80上。
通过观察口16，操作员使用第二操纵器104将第二气锁罩100 与加压气体管道10中的压力充分均衡。通过操纵器104将第二填 充塞90移去并存放在第二气锁罩100内。然后，使用第二操纵器 104配置第二导向槽108。第二导向槽108安装在双头螺栓92上。 在第一压力或气锁罩30安装之前、之后、或期间，都可以将第二 气锁罩100安装在加压气体管道10上。
第二导向槽108的形状，例如如图4所示，引导前进的导向球 42和管孔试通棒70进入第二钻孔装置80。第一导向槽38也有这 种相同的外形。当导向附属装置42在离第二导向槽108还远时， 操作员使用第二操纵器104将导向附属装置42移去并将导向附属 装置42存放在第二气锁罩100中。管孔试通棒70的端部于是被缓 慢推到出口密封管84内，如果必要，可以借助第二操纵器臂，将 正在密封第二可拆卸的填料密封管114的一小段管孔试通棒70推 出。当放置好密封管要拉管孔试通棒70和/或光纤导管8通过加 压气体管道10时，可以通过第一和第二操纵器34、104从第一和 第二钻孔装置18、80的内部将开口塞44、112插入以密封该系统。
现在因为管孔试通棒70被推到出口密封管84的外部，光缆或 导管8被连接到管孔试通棒70的端部，优选通过连接到管孔试通 棒70的端部的电缆钳126。一旦管孔试通棒70和电缆钳126被连 接，通过第二操纵器104将开口塞112移去。第一驱动机构60接 着反向并开始把管孔试通棒70和光纤导管8向后拉通过加压的气 体管道10。同时，第二驱动机构124将光纤导管8送进导向管120。 以与将光纤导管8送进加压的气体管道10相同的速度拉管孔试通 棒70。光纤导管8的外部可以涂抹润滑剂。
另一方面，在入口处的管孔试通棒可一直推到其滚动末端，而 光缆或导管在入口处被连接，并且通过管子从该点推到出口位置。 该方法可以在出口位置处将管孔试通棒缠绕后放置在离下一管道 段入口位置近的地方。这就方便了多段安装。
于是测定第一可拆卸的填料密封管50的尺寸以允许电缆钳 126通过，从而入口密封管22(因为管孔试通棒70和光纤导管8 被拉到相对的位置，它现在将被用作出口密封管。)。可以在电缆钳 126和光纤导管8的外部进行密封。于是管孔试通棒70和光纤导管 8从第一钻孔装置18被拉出进入最终位置。一旦管孔试通棒70和 光纤导管8进入最终位置，锥形开口塞44、112通过第一和第二操 纵器34、104插入自己的位置中。这时，将第一和第二可拆卸的填 料密封管50、114与任何密封材料28移去，最后装上开口塞密封 件。
入口密封管22和出口密封管密封84被最终固定并且还用带螺 纹的螺母352和有罩螺母360的电缆管端盖转接器(service head adapter)(如图15中所示且如下所述)密封。第一填充塞26和第 二填充塞90分别由第一和第二操纵器34、104收回并且安装在第 一和第二钻孔装置18、80中。在第一气锁罩30和第二气锁罩100 中压力减小，于是第一和第二气锁罩30、100从其各自的法兰20、 82上移去。
现在装有光缆的光纤导管8已经安装在加压的气体管道10中。 这种方法和装置能够在不断开或不妨碍天然气流动的情况下将光 纤导管8安装到加压的气体管道10内。用这种方式，可以在不中 断对用户的气体服务的情况下，在现有的加压的气体管道10内安 装光纤导管8。
在本发明的可选实施例中，如图5所示，管孔试通棒70被用 半刚性的光纤导管或其它导管8代替。前导端(bull nose)即圆头 128可设置在导管8的端部上，可以将光纤导管8推过密封管22、 84和加压的气体管道10，而不需要单独的管孔试通棒70或杆密封 管组件50、118。和前面所用的方法一样，也要使用钻孔装置18、 80和第一和第二气锁罩30、100。不过，不需要导向附属装置42。 在本发明的这方面，光纤导管8必须足够硬，才能使得光纤导管8 通过加压的气体管道10在预期确定的城市环境中用户连接位置之 间的距离上曲折前进例如，光纤导管8可在中心层导管周围缠一层 或几层加强层，或者将管孔试通棒插入导管。另一方面，光纤导管 8可由具有足够硬度的合成聚合物制成，从而光纤导管8能通过加 压的气体管道10曲折前进。用压缩气体对导管加压是提高导管硬 度的另一选择。
现在参看图6，在可选系统和方法中，标准“热帽”钻孔装置或 线路制动器装置202得到改进，在外端上加了一个有填料密封管208 的侧臂204。装置202被设置在气体管道10上的位置内并且被焊接 就位。在塑料管中，使用诸如电熔接或热熔接等的常规技术将塑料 通道装置熔合到管子上。闸阀210和钻床251连接到钻孔装置202。 该阀门210被打开。在钻孔装置202内，钻床251使切割器253伸 过打开的阀门在管道中挖孔。将切割器253通过打开的阀门抽回， 阀门就关闭。拆去钻床251(例如拧下螺栓)，闸阀留在原位。将气 锁罩30连接到闸阀，于是阀门打开，得以通过气锁罩30出入管子。
在光缆或导管安装完成后，闸阀被关闭，气锁罩被移去，然后， 优选借助螺栓将诸如Mueller H-17235、E-5之类的填充机或制动机 260连接到钻孔装置上并密封。填充机260内有填充塞26或90。 阀门被打开后，填充塞26或90被安装到钻孔装置的竖颈内并用填 充机260拉紧。拆下填充机260和闸阀并在通道装置上安装盖板或 螺纹帽。
参看图7，当使用管孔试通棒时，优选执行以下步骤(虽然每 一步骤不一定是必需的)：
1、在管道中钻孔之前，将导管密封管螺母222或352和加杆 转接器密封管螺母222连接到钻孔装置202上的入口/出口装置 204。在进口端225，通过密封管将管孔试通棒70插入，且将杆导 向附属装置42连接到管孔试通棒70。如果其尺寸不利于阻塞管子 入口孔203，杆附属装置就会缩进到在入口/出口装置的内端的凹 槽内。在出口端235，将杆224的一小段插入加杆转接器222内可 以充当临时插塞。
2、在管道内开孔。按如上所述连接气锁罩。
3、使用操纵器34、104，从气锁罩内部安装导向槽38、108 和角护罩110。
4、将管孔试通棒70向前推进直到导向附属装置42到达出口 端235上的槽108的顶部。另一方面，如果没有使用导向槽，操纵 器臂可以用于抓住导向杆并设法使其进入出口密封管。使用操纵器 104，取出导向球并且引导管孔试通棒到入口/出口装置204内。 另一方面，管孔试通棒70被连接到预先安装在出口密封管中的小 段管孔试通棒。一旦连接好，预先安装的小段管孔试通棒224可用 于拉动管孔试通棒70通过该出口。某些应用中，可以用手使管孔 试通棒或导管曲折移动或驱动，特别是作短期运转时。
5、将管孔试通棒推进通过密封管，将塞224推出。
6、将光缆或其它类型的电缆或导管连接到管孔试通棒的任一 端后，可以通过推和/或拉管孔试通棒进行向前或向后安装。
7、使用操纵器可以将橡胶开口塞安装到在入口/出口装置的 内端处的凹槽中以控制泄漏，直到适当的密封填料装进密封管中。
8、安装填充塞。按如上所述拆去气锁罩和阀门。
代替驱动装置60和124，在图8所示的可选设计中，通过气锁 罩将传送塞300装入管道和从管道移去。传送塞300具有弹簧状的 框架302，使其在被推过在管道内挖的进入孔201后突然张开。另 一方面，传送塞可以做成具有实心的、可压缩的芯，具有与管道横 截面相似的“记忆”形状。优选的是，防坠器的直径仅略小于管道的 直径。拽缆、拽绳、或拽线304被连接到传送塞300。流经管子的 气体从第一钻孔装置传送或吹动防坠器到第二钻孔装置，有操纵器 将其通过出口孔203抽出。拽缆304从传送塞分离并由在一段管孔 试通棒70的端部上的抽筒子钩拉着通过出口密封管。拽线304的 后端连接到电缆或导管。用力拉拽线304，就将电缆或导管拉着通 过管道。因此在该实施例中不需要管孔试通棒将导管发送通过管 道。在某些应用中，诸如氮或空气等的压缩气体可代替气体用于将 传送塞300吹动通过管道。在发送或传送导管通过管道过程中，可 以通过将导管充满压缩气体、或通过在导管中放入硬化元素或材料 的方法使导管变硬。变硬的导管较易发送。
图9-12示出具有端塞250的可选设计，端塞250具有将其固定 到导管254的开口端内的压环252。优选的是，端塞250还具有球 形端头256、连接器槽258、圆锥形导向轴环260、以及管颈262， 如图13所示。连接到管道的装置271上的操纵器270具有适合围 住管颈262的柄272。柄272支撑在加强臂(armature)274上，加 强臂274连接到在枢轴关节276处的操纵器270的下端。在加强臂 274上的连杆278向上伸或靠近加强臂274，从而通过在气锁外部 控制操纵器柄，就可以使柄272如图12所示以某一角度作枢轴转 动。
现在参看图13和14，连接器300被放置在装置271的管颈302 内。该连接器具有适合耦合到端塞250上的容座304。该容座具有 将槽啮合在容座中的滚珠轴承306。该容座具有适合与导向轴环260 协作的锥形导向308，以引导槽258进入与滚珠轴承306啮合。插 座304被可滑动地放置在轴环310内。在该插座内的衬垫312被弹 簧313向前偏置。下面对连接器300有更进一步的描述，参看图41。
使用中，设法使端塞250进到操纵器270下面的位置内。管颈 262被柄272抓住，如图10所示。使用连杆278，使端塞250和连 接的导管向上倾斜与管颈302中的连接器300对齐。轴环310和插 座304被推入与端塞250啮合。当衬垫312相对弹簧力后退时，滚 珠306移入槽内。通过用力拉提取器部分，可以将端塞250和连接 的导管从管颈302中拔出。
参看图6和图9-15，如果导管将被直接安装，优选执行以下步 骤(虽然每一步骤不一定是必需的)：
1、在管道中钻孔之前，将导管密封管螺母220连接到入口/ 出口装置。导管头部装置250安装在导管254的端部上并且被推入 导管密封管加以密封。如图9和图13中所示，连接器300插入如 图6所示的出口密封管204和密封管螺母220内。
2、按如上所述，连接阀门、在管道中钻孔、并连接气锁罩。
3、使用操纵器270，从气锁罩将角护罩400装入管道，如图 19所示。
4、推动导管254直到头部装置250可被在出口端235处的操 纵器臂270触及。操纵器270用于将头部装置250连接到连接器300。 图9示出操纵器、头部装置和连接器装置的详细示例以及其它们作 为一个系统的运行情况。
5、连接器300用于拉动导管254通过出口密封管204和密封 管螺母220。
6、安装填充塞。按如上所述，拆下气锁罩和阀门。
7、现在使用改进的具有罩螺母360的电缆管端盖转接器将导 管234密封到管道10，但是导管内部仍然是敞开的。在电缆被安装 到导管内后，优选在入口/出口装置处或在导管的远端处将电缆密 封到导管。在任一情况下适当的密封管组件都能提供密封。
导向槽、导向球、以及角护罩可以省去或用功能相同的等效物 代替。
现在看图15，导管或其它管腔348被密封在管道装置的侧臂 350内，以防止加压气体漏出。如图15所示，密封管螺母352经由 机器螺纹363被拧入侧臂350。在密封管螺母352上的轴肩 (shoulder)355处的O型环356和在侧臂350内的填料组件354， 提供了密封管螺母352和侧臂350之间的耐压密封。填料组件354 也贴着导管348的外径密封。该填料组件包括一堆垫圈、填料、以 及零碎的相应填料(split opposite packing)。
通过管子螺纹362，罩螺母360被连接到密封管螺母352。在 密封管螺母352和罩螺母360内，熔焊承窝减压器358围绕导管348 的外径。电缆管端盖转接器368被拧进罩螺母360的外端，并且用 环形橡胶密封件364顶着罩螺母360密封。电缆管端盖转接器是一 种能将塑料密封到金属的管道工业装置。管子部分370从管子部分 368伸出，通过罩螺母360进入熔焊承窝减压器358内。在管子部 分370内有管子部分刚性构件366。
如图15的设计所示，在导管348周围形成耐压密封，而不限 制导管348的内径或管腔。这便于使用压缩空气将光缆充分安装到 导管内。
现在看图16-19，角护罩400有一对从中心夹408以一个角度 向外延伸的臂402。臂402中的每个都有顶法兰404和侧法兰406。 法兰铆钉410连接至夹子408。夹子408适于夹到钻孔管道的边缘 上，如图19所示。法兰铆钉410适于被诸如图9-12所示的操纵器 270的柄272等的操纵器的柄抓住。
在使用中，在气锁罩安装之前，角护罩400优选被操纵器连接 或抽出。使用诸如臂272等的操纵器臂，通过啮合到或抓到法兰铆 钉410上，操纵器270抽出角护罩400。于是，使用操纵器270， 将角护罩400安装到开口的边缘上，如图19所示。通过弹力，臂 404将角护罩400固定到管道上。角护罩400防止进出管道的电缆 或导管在钻入管道的开口上受到擦伤或刮伤。
虽然系统优选使用在大约5cm或更大的管道上，但它也可以在 具有改进的通道装置的较小线路上使用。
该系统和方法还可与其它类型的加压管道一起使用，包括具有 密封和密封管的适当改进的传输液体的管道。
多个可互换的填料密封管可以使用有多种尺寸的电缆、导管或 管孔试通棒的同一个入口/出口接头。
多层零碎的密封材料可以用于更换密封件，而电缆、导管或管 孔试通棒保持在原位。
管孔试通棒或导管(有/无加强装置)用作传送件，即移动通过 管道的构件。
当然，在使用本发明和方法中可能发生极少的气体泄漏，但不 影响有利的结果。在本文中对密封、密封件、耐压性等等以及不允 许气体漏出的执行步骤的描述当然考虑到和包括极少气体泄漏发 生的情况。
如果使用适当的坚固的操纵器，则不需要闸阀，且可直接将气 锁罩直接装到钻孔装置上，如图2和图3所示。压力均衡后，可用 操纵器将填充塞除去，并将其存放在气锁罩内。
除非另有规定，使用已知密封件、部件和方法，使上述部件的 附属装置成为耐压的，以阻止气体从管道漏出。
图20示出了用于将穿过气体管道或干线的电缆或导管连接到 建筑物内的方法。如图20所示。参照图1-12，按如上所述，将电 缆或导管514发送通过管道502。在排出口530，将电缆514从管 道502抽出或发送出，通过接线盒或拱顶516，再从返回口532回 到管道502内。排出口和返回口，以及用于发送通过它们的方法， 可以参照上面图1-3、图5、图9-12以及图15所述。转接线515可 以是来自电缆514的一束或多束光纤导线束，被连接到接线盒516 内的拼接板)或接合连接器518。支线电缆522从接合板518发送 到天然气线路或其它公用事业线路506。服务管道506是从主管道 502连接进入建筑物508内的管子。
为将支线电缆522发送到建筑物508内，通过服务管道506的 气体供应被临时旁路。优选通过将临时气体供应552经由配备有标 准旁通装置560的临时软管554连接到用户家用管道或服务管道路 入口550的方法实现旁路。临时气体供应552可以是来自便携式的 气体罐或来自另一管道源。如果使用临时气体供应552，优选它有 足够的气体，能在电缆安装过程中给建筑物508连续供气。
接上临时气体供应552后，通过关闭常开的服务管道阀门520 或使用多种其它按照惯例可用的气体控制技术，例如临时线路箍缩 等，将服务管道506隔离。旁通装置560防止气体回流到仪表并进 入服务管道。这可切断从干线502到服务管道506内的气体供应， 并且也将仪表510、临时供应管线554和/或建筑物入口550与服 务管道隔离开来。气体通过临时气体供应552继续供应给建筑物 508。在某些应用中，短时间中断到建筑物的气体供应是可接受的， 这时可省略临时气体供应的安装和使用。仪表510、阀门512、调 节器561以及入口550可放置在建筑物内部，如图20中虚线所示，
阀门520和512之间的服务管道中的气体被除去并用诸如氮等 的惰性气体代替。这通常通过“放空”服务管道实现。将该服务管道 的出口通到大气中，然后将压缩的惰性气体注入或吹入服务管道， 以将天然气从服务管道506清除出去。
第一和第二通道装置534和538接着被安装到服务管道506中。 因为该过程是将服务管道降压、用氮或另一惰性气体进行清除并用 空气填充的，所以不需要特别的密封技术。在接线盒516或阀门520 附近切割服务管道506以安装第一通道装置534。还在阀门512附 近或在建筑物附近的另一位置切割服务管道，以安装第二通道装置 538。第二装置538通常安装在原来的阀门512的位置。然后在第 二装置的下游重新安装阀门512。另一方面，第二装置538可以安 装在地下的拱顶内。
建筑物通道导管或管孔544被安装，从建筑物508延伸到第二 装置538的附近或进到第二装置538内。通道导管544通常安装在 建筑物的地下室中，并且从建筑物下面伸出再到靠近建筑物508的 仪表组件提升器位置上的通道装置538。另一方面，当通道装置540 放置在地下的拱顶中时，通道导管544将被连接到该位置。
服务管道通道导管562从接线盒516发送，通常经由钻孔，到 入口通道装置534。接着用手或使用管孔梭发送服务管道导管522， 从服务管道通道导管562的终端，经由第一通道装置534的侧分支 536，进到服务管道506内。优选也用手或导管梭，将该服务管道 导管522经由第二通道装置538的侧分支540，进一步发送到服务 管道506外面。然后用气密密封件，优选电熔化缩径管接头(reducer coupling)563，将服务管道导管522密封到服务管道通道装置侧分 支536和540。诸如密封管、压力装置等的可选密封装置也可以使 用。光缆564接着被安装通过服务管道通道导管562、在服务管道 506内的服务管道导管522以及建筑物通道导管544。水密封件、 灰尘密封件以及空气密封件放置在服务管道通道导管562、服务管 道导管522以及建筑物通道导管544的两端内。然后将光缆拼接到 拼接板518和建筑物电信分发连接板542。
建筑物508内的各种电信装置，诸如个人计算机、数据服务器、 电话等等，通过电子装置连接到支线电缆564。在建筑物508中的 上述装置和气体干线502中的中继线光缆514之间的连接现在已完 成。另一方面，中继线电缆可通过任一传统方法安装，包括直接埋 进导管的方法。
对服务管道506做泄漏试验，如果有空气，用惰性气体将其从 服务管道清除出去，然后打开阀门520或松开任何可适用的夹紧闭 合物送入天然气。一旦从该线路中清除掉任何惰性气体后，除去旁 通装置560并重新安装旁通管通道螺母。在装置534和538周围产 生的任何洞被填上现在全部安装完成。该方法的好处是给出了一种 简单、快速以及廉价的方法通过气体管道中的电缆提供电信服务。 避免了为发送电缆而作大量挖掘带来的拖延、高成本、以及不便。 也可以省掉通道导管562的使用。
图21较好地示出仪表510、调节器561、以及用户家用管道550 的通常位置。图22示出在装置538的侧分支540上的电熔化缩径 管接头563。也可以使用其它类型的密封装置。防尘栓/防火栓565 安装在桥接导管544中。
能将导管或电缆拉过管道的一种供选技术是使用帆，如图23- 图30所示。用该技术，帆或防坠器经由在导管中流动的气体推过 管道。然而，防坠器或帆不能完全密封管道的内壁。因此，气体流 过帆，确保气体流动不被阻止或不减少太多而影响下游的气体用户 或使用者。为允许气体流过帆，帆的独特的设计细节和使气体能流 过帆时的帆及管道内壁之间的间隙量可以根据诸如气体压力、缓慢 流速、管道直径、推动抛缆所需的拉力等等的参数调整。优选的是， 帆组件是轻的，因而当管道内有小的压力鼓或对气体流动的干扰， 甚至与在分配管道系统中发现流动速度相对低或压力差(例如1-5 米/秒)等情况时，帆都可通过气体压力移动通过管道。将减压安 全阀633和帆或帆帽合在一起可以进一步确保帆组件不会很较大地 妨碍气体流动。如果必要，操作员可以用拉抛缆的方法将帆折叠。
现在看图23，帆系统600具有连接到帆管602的背面或后端的 尾塞604。抛缆610连接到尾塞604。帆组件606设置在帆管602 的前面或前端。帆组件606包括多个(优选8个)可绕枢轴转动地 连接到帆帽608的帆肋612。帆肋612是弹簧向外加载的，驱动帆 组件606进入展开的即延伸的位置。连接到每个帆肋612的外端的 帆肋线或帆布本身630用于使帆缩进即折叠。
看图25-30，帆的三角布(gore)或扇形636互相连接形成固 定到帆肋612的帆盖614。过滤线(leach line)634环绕帆盖614 的圆周或周边延伸。过滤线634限制在所配置位置上的帆组件606 的最大伸出位置即最大直径。
暂时看一下图26和图27，在帆帽608上的帽弹簧616推动帆 肋612的内端，使帆肋向外绕枢轴转动。除了(即替代)经由过滤 线634限制帆组件606的伸展之外，帆肋612可随意到达靠着帆帽 608的表面的硬止块，以限制帆肋612和帆组件606的伸出位置。 帆帽608有叉形槽618，适于与，例如图10-图12所示的操纵器那 样的操纵器啮合。
帆肋612的外端620是弧形的，使得帆组件606能向外平稳地 滑动通过管道10。帆肋612也优选是柔性的，且由塑料材料制成， 例如聚四氟乙烯(Teflon)。这有助于避免在进入和退出时受到损坏。
参看图25，肋线630被连接到可滑动地安放在帆管602内的滑 动塞628。与抛缆610共轴的帆线632被连接到滑动塞628。帆帽 杆622从滑动塞628向外延伸并连接到帆帽608，在与帆管602标 称共轴的位置上支撑帆组件606。在帆管608的前端的前止块638 防止滑动塞628从帆管602的前端滑出。另一方面，前止块638可 以除去，使得帆可以朝气体流动的方向完全张开成凹形。这就提高 了给定帆设计的气体驱动压力。
使用中，帆系统600以与图8所示的系统有点相似的方式工作。 帆管、帆帽以及尾塞604优选被加工成所需尺寸，使得帆系统600 能与例如如图5、图6和图15所示的相同组件和装置一起使用。帆 系统600最初位于缩进的位置即未展开的位置。滑动塞628被向后 拉到如图25所示的位置AA。帆组件606是折叠的即缩进的。折叠 的帆肋612靠着帆管608的前端或在其附近。帆帽608通过如图15 所示的侧臂351那样的侧臂导入加压管道10。一旦进入管道10， 帆线632上的张力就被释放。帽弹簧616向外推帆肋612，使帆组 件606展开。帆肋612从图23所示的缩进的即折叠的位置CC移动 到图23和图25所示的展开的即伸出的位置DD。如图28所示，帆 组件展开即伸展后像一把倒放着的伞。
暂时看图47和图48，填充工具865用于安装和移去帆组件。 填充工具865将折叠的帆组件通过侧臂中的密封装置插入管道。抛 缆610延伸通过钻孔进入填充管867(在将该抛缆连接到帆组件之 前，先被发送通过该钻孔。)。在管道内开孔口之前，密封管螺母869、 填充密封套871、填密圈873以及压紧螺母875和帆组件随意地安 装在侧臂上。随着尾塞604被啮合进填充管867的末端，帆组件通 过侧臂被推进入管道。在填充管867的末端的导辊877能减少抛缆 进出时的摩擦。填充管867上的T形柄879转动并保持在环状法兰 881下面，以托住在靠近管道中心的位置上的填充管的末端上的导 辊877。在填充管867上的止动缘883防止管道中的气体压力将填 充管867推出密封套871。
参看图29，帆组件606占有管道横截面的大部分。然而，它没 有将管道封住。相反，在管道10的内表面和帆组件606之间留下 足够的间隙即空间可以允许气体流过帆组件606。通常，间隙空间 将是在流动速率小于1米/秒、2米/秒或3米/秒时为管子横截 面1％-5％或10％。管道10内的气体压力向前推帆组件606。帆肋 620的弧形外端可靠着管道10的内表面滑动或间歇地颠簸前进。如 果在管道内遇到障碍物，帆肋612可弯曲和偏转，使帆组件606绕 过障碍物。另外，一个或更多的帆肋612可以顶着帽弹簧616的力 部分地向内折叠，直到帆组件606通过障碍物。该间隙小得足以产 生足够的压力差，推动帆组件和抛缆沿着管道向前。
当帆组件606移动通过管道10时，它同时推着抛缆610向前。 抛缆610通过在填充管867中的低摩擦密封件877。当帆组件606 到达诸如第二通道装置80、或其它管道接头等的出口端时，帆帽 608被如上所述的操纵器啮合和抓住。帆线632被拉紧。滑动塞628 被从展开的位置BB向后拉到缩回的位置AA，如图25所示。肋线 630相应地将帆肋向内拉到折叠的即缩进的位置CC，如图23所示。 帆组件606于是被折叠，使它适合在等于或小于帆管602的直径内。 于是，如上所述，帆组件606被从管道拉出。抛缆610与尾塞604 脱开。导管或电缆于是被连接到抛缆610，并且可通过管道拉回。 另一方面，帆帽608可以通过先前已放在通道装置80中的如图41 所示的管道接头750连接至导管。抛缆接着被用于将导管和帆组件 通过管子拉回到另一个通道装置80，其中操纵器被用于抓住尾塞 604并将尾塞604定位以便将通道装置80从管道抽出。
图31示出在帆帽杆622上具有辊子642的供选帆系统640。辊 子642防止帆线632摩擦帆管602的前端。
图24示出通常已展开的帆系统600。图23和图25示出部分或 全部缩回即关闭的帆肋612，仅为了说明目的。如图29所示，帆组 件606优选形成八角形。然而，改变用于帆组件606中的帆肋612 的数目以及帆布的形状，也可以使用其它形状。虽然帆组件606展 开时不可能形成圆或圆周，因为三角布或扇形636的外边界是直边， 但是出于描述目的，帆布614或阀组件606的参数被认为是圆周。 不过，也可以使用圆形帆组件。
如图24和图31所示的帆系统的很大的优点是，它们可以和为 上述其它系统而配备的用于安装、发送通过管道、取出、以及密封 等的大部分的相同工具和接头一起使用。在很多应用中，低于1表 压(psig)的压力差可以使帆以适当的速度移动。然而，帆系统可 以仅提供标称拉力。因此，帆组件、抛缆或拉回线必须是轻的。此 外，抛缆密封件必须是低摩擦密封件，免得过分地制动帆组件。帆 组件仅能拉动抛缆线。和液体管道浮标不同，帆组件拉不动电缆或 导管。因此，它可以用于拉回或拉过的方法中，而不是在如液体管 道中的直接发送方法中。
图32示出在折叠位置的帆组件。帆肋612的弧形端620在靠 近或接触帆帽杆622处折叠。帆管602的前端部分624是较硬的， 从而它保持平直，允许滑动塞628无约束地自由移动。在滑动塞628 和尾帽604之间的帆管602的其余部分优选是柔性的，以便在安装 和从管道10取出时它可弯曲，如图32所示。快速急拉帆线可以使 帆组件立刻部分地缩回，以更好地避免管道中的障碍物。
看图33和图34，射流反应凸头(nosepiece)650可用于代替 图9-12所示的端塞250，以帮助发送导管通过管道。在凸头650内 的管孔654连接到喷嘴656。喷嘴656被定位于相对于凸头650和 导管652的纵轴成锐角θ处。角度θ优选在5°-50°、10°-45°、15°-40°、 或20°-35°之间。
使用中，将压缩气体，优选是天然气，从由操作员在地面或在 管道外其它位置控制的气源，通过导管抽吸到凸头650。气体从喷 嘴656喷出。这将凸头和导管向前推通过管道。
优选的是，凸头650与导管推出器是一起使用的。当管孔试通 棒与凸头一起使用时，可使用单独的辅助压缩气体管线。通常，凸 头的喷射/推进动作仅用于间歇地，或需要时，提供推动导管通过 管道的临时附加力。压缩气源可以是气体罐或高压气筒。需要时， 控制阀门优选被暂时打开，向前冲凸头和导管。在凸头中可以装过 压安全阀，于是打开气源阀而引起的导管内部气体的微小变化会将 喷嘴推进到加压的气体管道内。优选的是，当导管被机械地推过管 道时，气体从凸头喷射帮助推动导管。当喷射的气体被排出到运行 的管道时，压缩的喷射气体优选是天然气(在高于管道压力的例如 300-700kPa的压力下)。气压系统检查阀可整合到凸头中，以允许 气体压力的突发，减少气体的使用。当凸头可能对导管的头端或前 端施加少量的推力时，这能增加导管可以被安装在管道内的距离。
图35和图36示出用于与图2-9有关的如上所述的供选压力锁 罩670。如图35所示，压力锁罩670具有连接到管道10的主臂672。 侧臂674从主臂672或线止动头装置(line stopper tap fitting)伸出 来。如上所述，密封管螺母676和罩螺母678被设置在侧臂674上。 顶法兰686支撑在连接到闸阀680的减压器部分684上。
如图36所示，在顶法兰686中有透明塑料或玻璃窗688。操纵 器臂组件690和辅助臂组件692延伸通过顶法兰686。一个或更多 固定的或活动的灯689优选被设置以照亮罩670内的工作区。
现在看图37-39，操纵器臂组件690具有一对连接到柄盘702 的隔开的柄720。操纵器管704通过夹具712在中心位置连接到柄 盘702。操纵器管704从柄盘702延伸通过枢轴球室708中的枢轴 球710到枢轴盘714。传动杆706从柄盘702上的夹具劈722在操 纵器管704内延伸到枢轴盘714中的叉劈724。传动构件726枢轴 地连接至叉劈724以及传动臂716。拾取叉718被固定到传动臂716。 柄盘702上的传动杆夹具730允许传动杆柄736连接至夹具劈722， 被锁定在上和下位置，如图38所示。在枢轴球室708和柄盘702 之间的夹具箍728可在不同的位置被夹在操纵器管704上，以调整 压力锁罩670内的拾取叉718的垂直位置。参看图39，辅助臂组件 692在设计上和操纵器臂组件690相同。然而，辅助臂组件692优 选具有较长的管子，且没有拾取叉或用于操纵拾取叉的连杆。反之， 辅助臂组件692优选具有简单的指状物或臂状物，用于定位被操纵 器臂组件690的拾取叉718抓住的凸头或其它组件。
球密封垫732将枢轴球710密封至枢轴球室708，同时仍允许 枢轴球710在枢轴上转动。枢轴球710中的管密封垫734靠着管704 密封，同时允许管通过枢轴球710内外滑动。操纵器臂组件690使 用的方法和上述操纵器的相同。夹具箍728被用于将拾取叉718保 持在优选的垂直位置。这样减少或除去了操纵器操作者在抽取过程 中举起臂组件690的需要。当在图38中以实线示出的柄736处于 向下位置，拾取叉718就处于直的即啮合位置。在该位置，拾取叉 718被定向以在抽取中更加容易抓住凸头。在拾取叉718被连接至 凸头后，柄736被拉起到如图38中的虚线所示的位置。拾取叉718 相应地移到如图38中所示的虚线位置。这将使凸头以及连接至凸 头的导管或管孔试通棒定位或对准，通过在压力锁罩670上的侧臂 674进行抽取，如图40所示。传动杆夹具730将柄736夹在或锁定 在向上位置，如图38中的虚线所示，以便将凸头保持在优选的抽 取角度(与侧臂674对准)。于是，为了抽取，操作者可在柄720 上用双手控制或操作凸头。
图41示出了用于从管道移去凸头的可选抽取系统750。抽取系 统750与图9-14中示出的抽取系统类似，并包括接收器组件752 和头部组件754。头部组件754优选具有连接至管孔试通棒756的 通用接头758。热缩管760随意地设置在U形接头758的周围。通 过固定螺钉764将凸头762连接至U形接头758的前部。凸头762 与上述其它凸头不同。凸头762可相对于管孔试通棒756绕着连接 U形接头758的前部或后部的第一销即水平销759以及第二销即垂 直销761在枢轴上转动。
接收器组件752具有被压缩弹簧772从套管774向外偏置的承 窝770。柱塞778可在密封在套管774中的衬垫776中轴向位移。 柱塞弹簧780向外驱动柱塞778。靠着柱塞778的圆柱形侧壁的锁 球784向内径向偏置。倒钩末端782被连接至用于附加至导管785 的衬垫776。
参见图9，在使用中，接收器组件752通常被保持在固定位置， 例如，如上所述，在压力锁装置的侧臂内。头部组件754被操纵器 啮合并移入与接收器组件752啮合。通用接头758更好地促使凸头 762和承窝770对准。当凸头762移入承窝770时，将柱塞778推 回，压缩柱塞弹簧780。当在凸头762的前端的凹槽766和锁球784 对准时，锁球784迅速向内移进凹槽766。当它们移动到一起时， 将自动地将凸头762锁进接收器组件752。于是，管孔试通棒756 或导管785可从管道中推出或拔出。在将抽取接口从管道中除去后， 将套管774向前拉过承窝770，使凸头762脱开，允许锁球784向 外迅速移动，释放凸头762。
如图42-图43所示，和导管一起使用的供选手动抽取器工具800 包括一个在轴环808中的承窝804。轴环808具有步进部分810以 及具有比步进部分810更小直径的台肩部分812。通过通用接头 814，承窝804被连接至穿过抽取器延伸的锁杆818。管柄822被连 接至抽取器管。按钮820被连接至锁杆818的后端。护圈806向内 延伸穿过承窝804中的径向开口。在工具800的后端的闩锁824将 锁杆818闩进或锁进啮合位置或脱开位置。
图42示出脱开位置。如图所示，护圈806抽出或向外径向移 动到承窝804，护圈806的外端在步进部分810上。轴环808位于 抽取器管816的前端。在此位置，工具800随时可将凸头826连接 至导管785的前端。
工具800通常穿过诸如压力锁罩的侧壁674的侧壁安装。侧壁 中的密封件贴着抽取器管816密封，以防止漏气。诸如操纵器690 的操纵器操纵凸头826对准承窝804。工具操作者优选借助管柄822 上的力向前推动工具。承窝804连啮合凸头826。凸头826上的凹 槽移入和护圈806对准。
为了将工具800牢固地连接至凸头826，向前推动按钮820和 锁杆818。当这种情况发生时，轴环808向前移动越过承窝804。 结果，轴环808的台肩区812移过护圈806的外端，将护圈向内径 向驱动进入凸头826的凹槽766。然后，凸头就和工具800牢固地 锁定在一起。向上移动闩锁824，以防止按钮820和锁杆818被无 意地抽出而使凸头826脱落。该手动锁定可防止管中的气体压力将 机构打开。与图42和图43所示的手动设计相反，图9-14中的其它 闩锁设计是自动的。
拉管柄822，将工具800和经由凸头826连接至工具的导管785 从侧臂674中抽回。在工具800和凸头826完全从侧臂674中抽出 后，闩锁824被压下，按钮820被向后拉。这将使工具800回到图 42所示的位置，使得凸头826被释放。
图44和图45示出了用于啮合和抽取导管中凸头的可选接收器 组件840。接收器组件840具有连接至拉杆844的柄842。承窝846 延伸进连接至拉杆844前末端的套管848。承窝846中的衬垫850 被衬垫弹簧854向外偏置。在脱开的位置，衬垫850使锁球856向 外隔开进入承窝846中的孔口。套弹簧852向外推动套管848越过 承窝846。掣子858通过掣子枢销860被可绕枢轴转动地连接到牵 引杆848。掣子螺钉864向内径向延伸通过掣子858中的间隙孔。 在掣子螺钉862周围的爪簧864使掣子858向外偏置。
使用中，当接收器840与凸头啮合时，衬垫850被向内推。锁 球856经由向内推动它们的套管848进入凸头中的槽。当锁球856 进入槽中和套管848向前移动越过承窝846时，掣子858向外弹出。 这能防止套管848被内部管子的气体压力拉回或推进，并防止松开 凸头，直到掣子858被下推。
图47示出在管道上的压力锁罩中使用的如图44所示的接收器 840。牵引杆844被O型环或其它密封件或在密封罩905内的填料 906密封。止动器907具有外伸的侧臂，用于将接收器组件840保 持在原位，顶住可能会将接收器组件840推出的管道中的气体压力。
图46示出具有与图41有关的如上所述的接收器组件752的可 选抽取器组件900。此外，导管支座夹具12通过紧固件被夹紧在导 管785周围。柄914从夹具912的每一侧向外延伸。柄914被用于 推动接收器组件通过压力锁罩中的密封件。
仍然参看图46，管孔试通棒756被连接到凸头826。管孔试通 棒756延伸通过杆密封管组件902，该组件在管孔试通棒连接到凸 头(例如通过粘合剂或螺纹)之前已经连接到管孔试通棒。杆密封 管组件902包括密封管主体904内的衬垫906和垫圈908。密封管 螺母910将衬垫906和垫圈908保持在原位。
使用中，在通道孔在管道中被钻或被开前，优选通过在密封管 主体904的前端上的管子或螺纹905将杆密封管组件902拧到诸如 气锁罩的侧臂等的管道通道装置上。当仍能推动或拉动管孔试通棒 通过杆密封管组件时，密封管螺母910被充分拉紧以便将管孔试通 棒周围密封，从而减小或避免气体泄漏。如上所述，当杆密封管组 件在原位时，钻孔或将孔开进管道。衬垫906提供管孔试通棒周围 的密封。于是，如上所述，管孔试通棒被发送通过管道。
在该方法中，在管道中钻孔之前凸头已在气锁罩或其它接头 中。因此，不需要用手或用杆驱动器60在管孔试通棒上施加大的 力来克服作用在凸头上的气体压力的力。气体压力的力可能相当 大，取决于凸头的压力和尺寸。
仍然参看图46，凸头826和管孔试通棒756被发送通过管道到 出口接头。如上所述，在该出口接头处，接收器752被连接到凸头。 管孔试通棒756于是被拉回到入口接头。在该入口接头处，直径比 管孔试通棒756还大的导管被拉动通过入口接头中的密封件。然后 通过在与入口接头中的密封件密封啮合的导管的外表面，管道在入 口接头处被密封。由于不再需要由衬垫906提供的密封，可从入口 接头除去杆密封管组件902。杆密封管组件902除去后，管孔试通 棒756和连接到接收器752的凸头826被从出口接头拉回。于是将 套管774向前推，就能使凸头826从接收器752松开。
上述的系统和方法也可通过在旧管子内插入新的气体管道的 方法使现有的气体管道升级。新安装的气体管道(气体管道内管) 还可用于容纳电信导管(光纤内管)和光缆。
天然气公用事业经常要对其分布管道系统进行更换和升级。做 这些工作出于很多原因，包括管道使用期限已到、需要分配另外的 供应、或已经有了改进的管道材料。在很多情况下，通过安装具有 相当小直径的管子，可以将低压管道系统升级到高压系统。
在城区，分布系统的更换或升级是特别成问题的，因为挖沟费 用非常高，而且公共中断很多。可替代挖沟的方法包括将“套管”插 入现有的管道中。该工艺虽然通常比挖沟更易接受，但仍是费用高 的。很多套管方法要求在安装套管时将管道减压。对于公用事业来 说这是费用高的，并且要较长时间中断相当多的用户的服务。
上述方法可被用于将导管安装到正在使用的气体管道内。导管 优选是聚乙烯或塑料的气体管。该工艺和装置可被用于将直径为 10-50mm或优选更大的塑料管安装到较大的铸铁管、钢管或塑料管 内。使用该工艺使现有气体管道升级的主要优点是：
现有的管道不必减压或退出服务；以及
如果同时安装光纤内管，建设费用可由气体公司和电信公司共 同分摊。
如果安装光纤内管，在将气体内管加压并使其开始服务之前， 可将使用适当尺寸的装置的出口位置安装在周期位置处。此外，在 将新的气体管加压之前，气体服务连接线也可以接到来自现有管子 的气体内管入口/出口位置处。
通过保持在插入的气体内管的外径和现有干线的内径之间的 环形空间中的加压气体，在整个正在进行的插入过程期间能保持对 用户的连续服务。因为气体服务未受影响，考虑到人力资源和设备 资源以及公用事业用户的方便，就有可能有计划地将用户转到新插 入的干线。
图49示出在现有(且通常是埋入的)管道内的新管道安装。 塑料气体内管1000和上述导管或电缆一样用同样的方法通过一些 装置发送。