КАМЕРА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ РЕМОНТНЫХ РАБОТ НА БОЛОТАХ Российский патент 1999 года по МПК F16L1/12 

Изобретение относится к эксплуатации магистральных трубопроводов и может быть использовано преимущественно при ремонте трубопроводов на болтах и на неглубоких водоемах.

Известно устройство для выполнения ремонтных и монтажных работ подводных трубопроводов, включающее разъемную камеру, лазовую шахту и балластные приспособления (авторское свидетельство N 189650, кл. 47 F 1/70; 84 c 23/04, 1962).

Недостатком устройства является то, что для его монтажа требуется использование водолазов. Поэтому на болтах это устройство не может быть смонтировано и использовано.

Известно также устройство для выполнения ремонтных работ на трубопроводах проложенных на болотах, включающее корпус из неметаллической оболочки, заполненной пенополиуретаном, частично выполнен разъемным и соединен с помощью крепежных элементов (авторское свидетельство N 875174, кл. ³ F 16 L 55/18, 1979 г.).

Недостатком устройства является необходимость разработки грунта под трубопроводом для его установки, отсутствие балластного груза для компенсации выталкивающей силы со стороны болота.

Известно устройство для выполнения ремонтных работ на пролегающих в болотах трубопроводах, включающее корпус с вырезами на торцевых стенках на каждой торцевой стенке которого по одну сторону от продольной оси конического центрирующего выреза смонтирован силовой цилиндр со штоком, взаимодействующим с опорной втулкой, размещенной по другую сторону продольной оси выреза торцевой стенки шиберы, уплотнения. Для компенсации выталкивающей силы воды предусмотрен груз большого веса (авт.св. N 465517, кл. F 16 L 1/00, F 17 D 1/00, 1973 г.).

Недостатком устройства является необходимость разработки грунта под трубопроводом для его установки, перевозка балластного груза большого веса к месту аварии, наличие нагрузки на трубопроводе при монтаже и ремонте трубопровода.

Наиболее близким по технической сущности является кессон для ремонта подводных трубопроводов, включающий рабочую камеру из двух частей, шахту для входа рабочего с поверхности воды в камеру, гидроцилиндры с насосом и сменные кольца для установки кессона на трубопроводы различного диаметра (авт.св. N 829792, МКИ³ E 02 D 23/00).

Недостатком устройства является ограниченная возможность применения (только для мелкого ремонта под водой), необходимость разработки грунта под трубопроводом для его установки, отсутствие балластного груза для компенсации выталкивающей силы со стороны болота, трудоемкость доставки устройства на место аварии и монтаж его на трубопровод.

В условиях болот кессон малопригоден.

Целью настоящего изобретения является снижение трудоемкости монтажа камеры на трубопроводе в условиях болот путем упрощения конструкции устройства. Поставленная цель достигается тем, что камера снабжена плавучей платформой и ножами, выполненными по продольному разъему днища и торцевых стенок, причем шарниры, соединяющие челюсти и штанги, одновременно соединяют и рамы, а последние снабжены стойками, механизмами перемещения камеры относительно последних и улавливателями для труб, при этом днище камеры выполнено по радиусу, равным расстоянию от оси вращения челюстей до нижней образующей днища.

Предлагаемое изобретение направлено на решение актуальной задачи - это разработать простое по конструкции и надежное в работе устройство для проведения ремонтных работ на болотах и неглубоких водоемах, где невозможно использовать существующие кессоны.

Использование изобретения позволит повысить эффективность осуществления ремонтных работ трубопроводов, проложенных на болотах, за счет улучшений условий труда и сокращения капитальных затрат, кроме того, в случае использования котлована исключить обрушение его стенок и заполнение котлована водой.

На фиг. 1 изображена ремонтная камера - общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - ножи и герметизация камеры по разъему; на фиг. 5 - пригружающее средство в сборе; на фиг. 4 - пригружающее средство при транспортировке; на фиг. 7 - камера, поднятая на стойках над платформой с раскрытыми челюстями; на фиг. 6 - пригружающее средство в роли гидростатического якоря; на фиг. 8 - камера с захватами; на фиг. 9 - камера, смонтированная на трубопроводе.

Устройство включает корпус 1, состоящий из двух половин-челюстей, образующих при смыкании гидроцилиндрами 2 герметичную полость. Челюсти соединены между собой шарнирно, оси 3 которых соединяют штанги 4 и кронштейны 5. Штанги 4 своими верхними концами крепятся к траверсе 6. На кронштейне крепятся стойки 7 с механизмами перемещения камеры 8 относительно стоек, штанги 9 с упорами 10, улавливателями для труб 11, состоящими из гидроцилиндров 12, щупов 13, и механизмами для перемещения штанги 9, выполненными в виде гидромоторов с зубчатой передачей 14. Продольный разъемы корпуса и торцевых стенок оснащены режущими кромками 15, входящими одна за другую, и уплотнительным элементом 16.

Торцевые стенки камеры комплектуются сменными полукольцами с уплотнительными элементами 17 в зависимости от диаметра ремонтируемого трубопровода. Днища 18 челюстей выполнены по окружности радиуса, который равен расстоянию от оси 3 шарнира до днища. Для доставки от монтажной площадки на место аварии камера устанавливается на специальные сани-понтоны 19 и закрепляется откидными талрепами 20 с помощью осей 21. К кронштейнам 5 крепят сборно-разборные пригружающие средства 22. Доставленная камера монтируется на трубу 23.

Устройство работает следующим образом. На монтажной площадке с помощью крана камеру устанавливают на сани-понтоны 19 и крепят откидными талрепами 20 с помощью осей 21. Затем устанавливают пригружающие средства 22, способные выполнять роль заполняемых болотной массой емкостей в зимнее время, а летом при повороте на 180^o могут служить гидростатическим якорем.

Камеру 1 подтягивают на место аварии и с помощью выдвижных штанг 9, снабженных улавливателями для труб 11, обеспечивают точную ориентацию камеры относительно трубопровода. Путем выдвижения штоков гидроцилиндров 12 щупы 13 обхватывают трубу. Затем с помощью механизмов передвижения 8, выполненных в виде гидромотора с зубчатой передачей, опускают стойки 7 и относительно этих стоек поднимают камеру вверх, отсоединив предварительно откидные талрепы. Сани-понтоны 19 убирают.

Гидроцилиндрами 2 челюсти камеры 1 раскрывают и камеру в раскрытом виде опускают до контакта кронштейнов 5 с упорами 10 и этими же гидроцилидрами челюсти смыкают, вращая их на осях 3.

Силовые треугольники, образованные челюстями камеры 1, гидроцилиндрами 2 и штангами 4, полностью воспринимают усилие смыкания челюстей без передачи этого усилия на трубопровод. Режущие кромки 15 обеспечивают резание грунта при смыкании челюстей.

Днища 18 выполнены по окружности радиуса, равного расстоянию от оси шарнира до днища. При смыкании челюстей днища перемещаются за режущей кромкой по разрезаемому пазу в грунте. Это снижает усилие, необходимое для смыкания челюстей в грунте, и устраняет возможность возникновения вертикальных усилий, действующих на трубопровод при установке камеры. При полном смыкании челюстей полукольца с уплотнительными элементами 17, обеспечивают уплотнение вокруг трубопровода, а режущие кромки, заходя одна за другую, плотно поджимают уплотнительный элемент 16, прикрепленный к одной из челюстей по разъему, выполняя герметизацию. Пригружающие средства 22 компенсируют нагрузку на трубопровод от веса камеры. Путем удаления с помощью насосов из камеры болотной массы осуществляют доступ к трубопроводу. Необходимый балластный пригруз 22 в одном случае, например зимой, получаем путем заполнения полых емкостей болотной массой, а в другом случае, летом, после перевертывания их на 180^o и путем создания в них вакуума.

Технико-экономическая эффективность заключается в более широком применении устройства по сравнению с прототипом. Устройство может использоваться как для мелкого, так и для крупного ремонта (замена участка трубопровода).

Снятие нагрузки с трубопровода, т.е. для компенсации выталкивающей силы, достигается применением погружающих средств, удобных для транспортабельности. Снижается трудоемкость монтажа камеры за счет использования последней без грузоподъемной и подкапывающей техники.

Предлагаемая камера для проведения ремонтных работ на болотах выгодно отличается от сооружаемого в настоящее время ремонтного котлована, т.к. стенки этого используемого котлована обрушаются и сам котлован заполняется балластными водами, затрудняется доступ к поврежденному участку трубопровода. Сооружение известных котлованов связано с большими затратами.

Изобретение используют при ремонте трубопроводов на болотах и неглубоких водоемах. Герметичная камера содержит разъемный корпус из двух половин-челюстей, размыкание и смыкание которых осуществляется гидроцилиндрами. Челюсти соединены шарнирами, оси которых соединяют штанги и кронштейны. Верхние концы штанг скреплены с траверсой, а на кронштейнах закреплены стойки с механизмами перемещения камеры относительно стоек, штанги с упорами, улавливателями труб и механизмы перемещения штанг. Продольный разъем корпуса камеры и его торцевые стенки снабжены режущими кромками и уплотнительными элементами. Днища челюстей выполнены закругленными с радиусом, равным расстоянию от шарнира челюстей до разъема днища. Камера снабжена пригружающими средствами. Камеру ориентируют улавливателями по трубопроводу, опускают стойки и относительно стоек поднимают камеру. Гидроцилиндрами раскрывают челюсти и опускают камеру до контакта кронштейнов с упорами, контактирующими с трубопроводом. Челюсти закрывают и их режущие кромки вгрызаются в грунт до смыкания челюстей. Трубопровод проходит через отверстия в торцевых стенках челюстей, уплотнительные элементы которых обеспечивают герметичность камеры. Из камеры удаляют грунт, чем обеспечивают доступ к трубопроводу для его ремонта. Повышает надежность ремонтных работ. 9 ил.

Камера для проведения ремонтных работ на болотах, содержащая корпус, гидроцилиндры, пригружающие средства, уплотнительные элементы, улавливатели и подвесную траверсу, отличающаяся тем, что камера снабжена плавучей платформой и ножами, выполненными по продольному разъему днища и торцевых стенок, причем шарниры, соединяющие челюсти и штанги, одновременно соединяют и рамы, а последние снабжены стойками, механизмами перемещения камеры относительно последних и улавливателями для труб, при этом днище камеры выполнено по радиусу, равному расстоянию от оси вращения челюстей до нижней образующей днища.