УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ ИЗ ГАЗОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 1997 года по МПК G01M3/14 F17D3/14 

Настоящее изобретение относится к удалению жидкостей, а более конкретно, хотя и не исключительно, к удалению жидкостей, например, воды или моноэтиленгликоля, из газовых трубопроводов.

Газораспределительная система Великобритании для распределения природного газа потребителя включает в себя многие мили газовых магистралей трубопроводов низкого давления. Там, где эти магистральные трубопроводы низкого давления проложены в областях с высоким уровнем подземных вод, вода может поступать в магистральные трубопроводы в местах соединения, где между соединениями участков трубопровода образуются течи.

Система распределения еще включает в себя много милей литых железных магистральных трубопроводов старой конструкции, которые были проложены до того, как природный газ стал использоваться в этой системе. Эти магистральные трубопроводы постепенно заменяются полиэтиленовым трубопроводом. Смежные литые железные трубы магистральные трубопроводов имеют соединения свинец/пряжа и для того, чтобы такие соединения оставались газонепроницаемыми, материал уплотнения /волокна джута или пакли/ должен поддерживаться в набухшем состоянии. Однако природный газ является сухим газом, который склонен приводить материал уплотнения к высыханию и усадке, и возможным результатом этого является некоторая утечка газа в соединениях. Для предотвращения этой проблемы, которая имеет место, природный газ приводится в определенное состояние с помощью моноэтиленгликоля, который может непрерывно вводиться в виде пара в систему трубопроводов с помощью "устройства образования тумана". Моноэтиленгликоль служит для обеспечения набухания пряжи. В местах наличия излишка моноэтиленгликоля он может конденсироваться в виде капель на стенках трубопровода и образовывать скопления жидкого моноэтиленгликоля, которое желательно удалять.

Кроме того, течи могут иметь место между вновь проложенными участками полиэтиленового трубопровода и старым литым железным трубопроводом и, таким образом, может иметь место доступ воды в систему трубопроводов.

В связи с этим очевидно, что скопления воды или моноэтиленгликоля могут собираться в нижних точках системы трубопроводов. Наличия скоплений воды или моноэтиленгликоля может вызвать потерю давления или даже блокирование магистрального трубопровода и поэтому они должны быть удалены. Однако определение местоположения и удаления жидкости может быть трудным. Известно авторское свидетельство СССР N346546, кл. F 17 D 1/02,
1969 раскрывающее устройство, позволяющее решить проблему удаления воды и конденсата из газопровода за счет сборника конденсата, который установлен в газопроводе и выполнен в виде цилиндра с диаметром большим, чем диаметр газопровода, и конденсатоотводящей трубки, которая проходит через конденсат, скапливающийся в нижней части сборника, посредством которой вода и конденсат может быть удален из сборника, когда вентиль, взаимодействующий с трубкой, открыт. Известно также авторское свидетельство СССР N57896, кл. F 17 D 3/00, 1940, раскрывающее устройство, контролирующее состояние газопровода. Это устройство состоит из цилиндра, имеющего диаметр меньший, чем диаметр газопровода, и который размещают в газопроводе. При этом цилиндр содержит приборы для измерения и регистрации разницы потенциалов имеющихся в газопроводе. Устройство перемещается вдоль газопровода посредством вместе с протекающей внутри него средой.

Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройство для обнаружения наличия жидкости в газопроводе и удаления обнаруженной жидкости, раскрытое в докладе Филиппа Эллиота, представленном в London and Sonthern Gas Association 23 мая 1991 года. Это устройство содержит трубу, детектор жидкости, который переносится трубой, электрический индикатор, который соединен с детектором жидкости посредством электропроводящих средств и который чувствителен к жидкости, обнаруженной детектором, и насос, соединенный с трубой для откачивания через нее обнаруженной жидкости из детектора.

Целью настоящее изобретения является повышение удобства при использовании описанного выше устройства для обнаружения наличия жидкости в газопроводе и ее удаления. Эта цель достигается за счет того, что один конец электропроводящих средств соединен с детектором жидкости и электропроводящие средства проходят по трубе и соединены своим вторым концом индикатором, снабженным изоляционными средствами, расположенными в местах, удаленных от детектора, через которые проходит часть электропроводящих средств, посредством чего первый и второй концы электропроводящих средств выходят из трубы индикатору.

Поскольку электропроводящие средства размещены в трубе и защищены от повреждений, труба может перемещаться по газопроводу.

Удобно, если детектор размещается внутри кожуха, содержащего одно или несколько отверстий, через которые жидкость может поступать в кожух и вводиться в трубу. Кожух может содержать часть самой трубы, но предпочтительно, чтобы кожух был в виде патрубка, например, в виде носового конуса, смонтированного на одном конце трубы. В этом последнем варианте устройства возможно, чтобы патрубок совместно с размещенным внутри него детектором приспособлен для легкого удаления из трубы и замены новым устройством, например, при порче детектора.

Предпочтительно, чтобы патрубок или часть трубы в окрестности детектора был утяжеленным или выполненным из достаточно плотного материала для облегчения установления контакта между патрубком, или указанной частью трубы, и поверхностью, к которому он побуждается силой тяжести. Таким образом, например, когда эта труба перемещается вдоль, как правило, по горизонтальному газовому трубопроводу магистрали, патрубок склонен двигаться по нижней части или дну трубопровода, где будут собираться какие-либо скопления жидкости.

Удобно, если труба является гибкой. Это позволяет трубе проходить, например, изгибы трубопровода, когда труба перемещается по трубопроводу. Однако предпочтительно, чтобы труба была достаточно жесткой, чтобы позволять подавать ее вперед в места назначения одним концом, как правило, по горизонтальной траектории обычно в продольном направлении, так что один конец остается впереди остальной части подаваемой вперед трубы.

Детектор может быть коммутирующим датчиком уровня жидкости, например, оптическим коммутирующим датчиком уровня жидкости. В другом варианте детектор может содержать два электрических контакта, которые при закорачивании с помощью электропроводной жидкости вызывают замыкание электрической цепи и приведение в действие индикатора. Однако оптический коммутирующий датчик является предпочтительным, поскольку он способен обнаруживать непроводящие жидкости, а также электропроводящие жидкости. Таким образом образуется детектор, приемлемый для обнаружения наличия скопления моноэтиленгликоля.

Полезно, когда кожух или труба содержат обратный клапан, который препятствует жидкости, которая откачивается через трубу, возвращаться к источнику жидкости. В одном варианте воплощения детектор крепят к клапану для образования комбинированного узла или блока. В этом узле могут быть предусмотрены отверстия, через которые жидкость может поступать в детектор. Удобно, когда узел имеет, в общем, трубчатую форму с отверстиями, расположенными по периферийной стенке узла и сообщающиеся с внутренней областью узла между детектором и клапанной частью узла. Трубчатый узел может быть размещен с возможностью удаления в трубчатом кожухе (или корпусе) и кожух может иметь отверстия, предусмотренные по его периферии, которые перекрываются или совмещаются с отверстиями трубчатого узла.

Индикаторное устройство может обеспечивать зрительный или звуковой сигнал, чувствительный к обнаруженной детектором жидкости.

В другом аспекте, настоящее изобретение обеспечивает способ обнаружения наличия жидкости и удаления обнаруженной жидкости, содержащие перемещение трубы, переносящей детектор жидкости через участки для обнаружения наличия жидкости, покрывающей эти области, наблюдение обнаружения жидкости с помощью детектора посредством индикатора, чувствительного к обнаруженной детектором жидкости, и откачивание жидкости через трубу из детектора.

Способ может быть использован для удаления скоплений жидкости, например, моноэтиленгликоля или воды, из трубопроводов, когда труба перемещается вдоль или через трубопровод.

Труба может быть введена в трубопровод через устройство ввода, которое включает в себя уплотнение между трубой и стенкой трубопровода. Это облегчает применение способа, например, в трубопроводе свежего газа.

Теперь настоящее изобретение будет описано только с помощью примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг. 1 схематическое изображение одного варианта воплощения устройства в соответствии с настоящим изобретением,
фиг. 2 осевое сечение в увеличенном масштабе переднего конца трубы и прикрепленного защитного кожуха устройства, приведенного на фиг. 1,
фиг. 3 поперечное сечение защитного кожуха по линии III-III на фиг. 2, и
фиг. 4 схематическое изображение другого вида защитного кожуха и детектора на переднем конце трубы.

На фиг. 1-3 показано, что устройство 1 для обнаружения наличия жидкости и для удаления обнаруженной жидкости содержит переменной длины трубу 2 и детектор или датчик 3, размещенный в металлическом носовом конусе 4, который подогнан к переднему концу 2а трубы. Электрическое индикаторное устройство измеритель/зуммер 5 соединено с детектором 3 посредством выводов 6, которые соединены с кабелем 7 от индикаторного устройства 5. Кабель 7 проходит в трубу для соединения с выводами 6 через сальник или уплотнение 8, предусмотренный в стенке шланга в точке, удаленной от переднего конца. Насос 9 который может быть приведен в действие генератором 10, соединяется с трубой для откачивания или отсасывания жидкости через трубу из носового конуса.

Задний или тыльный конец трубы соединяются с пламегаситетем 11 и сосудом 12 для сбора жидкости, которая откачена через трубу из носового конуса.

Между насосом 9 и сальником 8 труба 2 содержит фильтр 13 и магистральный двухпозиционный вентиль 14 и соединяется с манометром 15 для индикации давления в трубе.

Труба может быть выполнена из гибкой пластмассы, которая обладает достаточной жесткостью или самоопорностью, чтобы позволять подавать трубу вперед на участки, например, вручную, передним концом, соединенным с носовым конусом вдоль внутренней поверхности, как правило, горизонтально простирающегося трубопроводов, так что носовой конус остается впереди остальной части трубы, которая подается вдоль трубопровода.

Носовой конус 4, как правило, в виде патрубка 16, закрытого с переднего торца 17 и имеющего тыльный торец 18, открытый и прочно пригнанный в переднем конце 2а трубы. Передняя часть носового конуса содержит свинцовое утяжеляющее наполнение 19, которое помогает, когда труба подается по трубопроводу, удерживать носовой конус и трубу 2 на дне или нижней части трубопровода, где могут собираться скопления жидкости.

Трубчатая часть 16а патрубка 16 за свинцовым утяжеляющим наполнением 19 служит в качестве кожуха или корпуса для размещения детектора жидкости 3 и обратного клапана 20. Клапан 20 служит для препятствия жидкости, которая была откачана из носового конуса через трубу, стекать или вытекать за клапан в трубопровод, когда выключают насос.

Клапан содержит трубчатый корпус 22, который ограничивает кольцеобразное седло 23 и вмещает клапанный элемент 24, который выполнен с возможностью скользящего перемещения внутри корпуса 22. Клапанный элемент 24 смещается в направлении седла клапана 23 спиральной сжатой пружиной 25 которая действует против плеса 26а, предусмотренного с помощью кольца с внешней резьбой 26, которое ввинчено в один торец корпуса.

Детектор 3, применяемый заявителем в их экспериментах с этим вариантом воплощения был твердотельным коммутирующим датчиком уровня жидкости, поставляемым RS(Radia Spares ) Components Limited. Поставляемый детектор модифицирован детектор модифицировали, чтобы ввинчивать в противоположный торец трубчатого корпуса 22 клапана для образования с ним узла, причем чувствительная к жидкости часть детектора, как правило, обращена к клапанному элементу 24. Часть трубчатого корпуса между седлом клапана 23 и детектором 3 обеспечена отверстиями 30, разнесенные между собой на одинаковые расстояния по его периферии. Эти отверстия совмещаются с соответствующими отверстиями 31, предусмотренными в периферийной стенке носового конуса. Совмещение трубчатого корпуса 22 и кожуха 16 поддерживается посредством установочного винта с плоским концом и шлицем под отвертку или винтом без головки 32, который ввинчивается через кожух и подтягивается к трубчатому корпусу. Отверстия 30 и 31 дают возможность жидкости протекать через носовой конус 4 в трубчатый корпус 22 в окрестность детектора жидкости 3. Очевидно, что, когда работает насос 9, клапанный элемент 24 перемещается из седла клапана 23, открывая доступ в трубу.

Как видно из фиг. 2, электрические выводы 6 простираются из переднего конца детектора 3. Выводы проходят вдоль обращенных внутрь каналов 35, 36 на внутренних сторонах узла клапан/детектор, предусмотренных в трубчатой периферийной стенке носового конуса, вмещающего часть 16а. Выводы 6 простираются назад от узла клапан/детектор и присоединяются с помощью разъемов 37 к электрическому кабелю 7 ( на фиг. 2 не показано), размещенному внутри полужесткой стекловолоконной трубки 39 (показанной пунктирными линиями), которая размещается внутри трубы. На некотором расстоянии от носового конуса кабель 7 выходит из торца стекловолоконной трубки 39 и проходит через сальник 7 и из трубы к индикаторному устройству измеритель/зуммер 5.

Когда труба 2 проталкивается через трубопровод и сталкивается со скоплением жидкости, например, скоплением воды, то, если жидкость имеет достаточную глубину, чтобы поступать в патрубок 16 и трубчатый корпус 22 и обнаруживаться детектором 3, замыкается электрическая цепь, включающая в себя детектор и устройство измеритель/зуммер 5. Положение индикаторной иглы 5а измерителя обеспечит зрительное показание наличия жидкости в трубопроводе, в то время как зуммер прозвучит, чтобы обеспечить звуковое указание наличия жидкости. При открытом вентиле 14 генератор 10 может быть включен на приведение в действие насоса 9, чтобы откачивать или высасывать воду за клапан 20 в трубу за фильтр 13 и (открытый) вентиль 14 и в сосуд, где собирается вода.

Когда это устройство используют в магистральном трубопроводе свежего газа, труба может быть введена в магистральный трубопровод через входное устройство (непоказано), содержащее сальник или подобное уплотняющее устройство, смонтированное на отверстии, которое прежде было заглушено в стенке магистрального трубопровода.

Если газ через трубу удаляется из магистрального трубопровода, он отделяется от жидкости и выпускает через пламегаситель 11.

Удобно, когда описанное выше устройство (помимо сосуда для сбора жидкости 12) может быть установлено на транспортируемой опорной раме, при этом трубу в нерабочем положении хранят в свернутом состоянии, так что устройство может быть легко перемещено при необходимости из одного местоположения в другое. Сосуд для сбора жидкости может быть установлен на раме при использовании устройства, но удаляется при транспортировании рамы.

В конструкции, показанной на фиг. 4, носовой конус 4 имеет единое отверстие 40 на переднем торце. В отверстии 40 пригоняется электрический контакт в форме кольца 41. В сочленении носового конуса 4 и переднего торца трубы 2 носовой конус охватывает другой электрический кольцевой контакт 42. Выводы 43 соединяют контакты с устройством измеритель/зуммер. Когда электропроводная жидкость, например, вода, которая может собираться в виде лужи в газовых магистральных трубопроводах, закорачивает два контакта, как и прежде, замыкается электрическая цепь и измеритель и зуммер показывают наличие воды. Затем может быть приведен в действие насос для откачивания воды через отверстие в кольцевом контакте 41 и через трубу. Таким образом, два электрических контакта 41 и 42 служат в качестве чувствительного элемента детектора жидкости.

На фиг. 4 не показано, чтобы обратный клапан входил в состав этого устройства, хотя очевидно, что этот вариант воплощения может быть видоизменен, чтобы содержать такой клапан.

Использование: для обнаружения наличия жидкости, например, воды, которая скапливается в газовых трубопроводах и удаления обнаруженной жидкости из трубопроводов. Устройство содержит трубы 2, детектор 3, смонтированный внутри носового конуса 4, который соединен с концом трубы 2, и индикатор 5, который указывает, когда детектор обнаруживает жидкость. Насос 9, который соединяется с трубой 2, приводится в действие, для откачивания обнаруженной жидкости вдоль трубы из детектора. 2 с. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для обнаружения наличия жидкости и удаления обнаруженной жидкости, содержащее трубу, детектор жидкости, который переносится трубой, электрический индикатор, который присоединен к детектору жидкости посредством электропроводящих средств и который чувствителен к жидкости, обнаруженной детектором, насос, соединенной с трубой для откачивания через нее обнаруженной жидкости из детектора, отличающееся тем, что первый конец электропроводящих средств присоединен к детектору жидкости и проходит внутри трубы, а второй конец электропроводящих средств проходит с внешней стороны трубы и присоединен к индикатору, труба содержит изоляционные средства, которые выполнены в местах, удаленных от детектора, через которые проходит часть электропроводящих средств, посредством чего первый и второй концы электропроводящих средств выходят из трубы к индикатору. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что детектор размещен внутри кожуха, содержащего одно или более отверстий, через которые жидкость может поступать в кожух и трубу. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что кожух выполнен в виде патрубка, который смонтирован на одном конце трубы. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что по периферии патрубка предусмотрено множество отверстий. 5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что патрубок выполнен в виде носового конуса. 6. Устройство по любому из пп. 2 5, отличающееся тем, что патрубок или часть трубы в окрестности детектора выполнен утяжеленным или из достаточно плотного материала для облегчения поддержания контакта между патрубком или указанной частью трубы с поверхностью, к которому он побуждается силой тяжести. 7. Устройство по любому из пп. 1 6, отличающееся тем, что труба выполнена гибкой. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что труба обладает достаточной жесткостью, чтобы позволять подавать ее вперед в места назначения одним концом по горизонтальной траектории в продольном направлении так, что указанный один конец остается впереди остальной части подаваемой вперед трубы. 9. Устройство по любому из пп. 1 8, отличающееся тем, что детектор является коммутирующим датчиком уровня жидкости. 10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что детектор является оптическим коммутирующим датчиком. 11. Устройство по любому из пп. 1 10, отличающееся тем, что кожух или труба содержит обратный клапан, который препятствует жидкости, которая откачивается через трубу, стекать назад за клапан к источнику жидкости. 12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что детектор прикреплен к клапану, образуя узел. 13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что узел имеет отверстия, через которые жидкость может поступать к детектору. 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что узел имеет, как правило, трубчатую форму с отверстиями, расположенными по периферийной стенке трубчатого узла и сообщающимися с внутренней областью узла между детектором и клапанной частью узла. 15. Устройство по любому из пп. 1 14, отличающееся тем, что оно установлено на подвижном опорном средстве. 16. Способ обнаружения наличия жидкости и ее удаления, использующий устройство по пп.1 15, отличающийся тем, что перемещают трубу, в которой размещен детектор жидкости, по трубопроводу для обнаружения жидкости, исследуют обнаруженную жидкость посредством индикатора, который чувствителен к жидкости, обнаруженной детектором, и посредством насоса через трубу откачивают жидкость. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что трубу перемещают по трубопроводу. 18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что трубу вводят в трубопровод через входное устройство, которое включает в себя уплотнение между трубой и стенкой трубопровода. 19. Способ по любому из пп. 17 и 18, отличающийся тем, что используют устройство, заявленное в любом из пунктов 1 15.